智能超声波洁牙机的设计

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新型电动牙刷设计方案

新型电动牙刷设计方案

新型电动牙刷设计方案
设计方案如下:
一、外观设计:
1. 采用简约现代风格的外观设计,整体线条流畅,外形小巧精致。

2. 电动牙刷的手柄部分采用光滑的磨砂材质,手感舒适,抗滑防滑。

3. 可选多种颜色,满足不同用户的个性化需求。

4. 设计一个小巧的底座作为电动牙刷的收纳和充电器,便于使用和存放。

二、功能设计:
1. 采用科学的声波震动技术,每分钟高达40000次的震动频率,能够有效去除牙齿上的牙渍和食物残渣。

2. 配备多种不同型号和材质的刷头,适应不同人群的需求,如儿童刷头、软毛刷头等。

3. 设计一个智能电子屏幕,能够显示电池电量和使用时间,方便用户了解电动牙刷的使用情况。

4. 给电动牙刷配备一个定时功能,每次使用时自动停止震动,提醒用户刷牙时间,保证刷牙的有效时间。

5. 设计一个功能按键,用户可以根据自己的需求调节震动频率和强度,刷牙的时候更加舒适。

三、电池和充电设计:
1. 使用高容量锂电池作为电动牙刷的电源,保证长时间的使用。

2. 设计一个可拆卸的电池仓,方便用户替换电池和清洁牙刷。

3. 配备一个无线充电器,用户只需将电动牙刷放在充电器上,即可自动充电,方便快捷。

四、环保设计:
1. 采用优质的可回收材料制作电动牙刷,减少对环境的负面影响。

2. 设计一个能自动关机的功能,长时间不使用时自动关机,节约能源。

总结:通过这个设计方案,我们可以设计出一个外观精致、功能强大、操作简便的新型电动牙刷,能够满足用户的个性化需求,提供更好的刷牙体验。

同时,这个方案还考虑了环保因素,使电动牙刷具备了可持续发展的特点。

超声波洁牙机

超声波洁牙机

三.保养和维护
1. 工作刀具安装牢固、 可靠, 工作刀具安装牢固 、 可靠 , 输出功率强度不宜调整过大; 2. 不应在工作头不喷水情况下 操作, 操作, 以免伤害患者及工作刀 具;
3.换能器手柄连线不宜打 折,并尽量减少接插次 数,以保护密封圈免于 接口漏水;
4.治疗时不可以对工作头施 4.治疗时不可以对工作头施 加过大压力,工作完毕换能 器手柄应放置于搁架; 5.带心脏启博器患者慎用。 5.带心脏启博器患者慎用。 机器长期不用应定时加电去 潮。
工作原理
电子整 荡 器 超声波 换能器 工作头 振 动
振动作用 水分子破裂 机械磨檫
电源
水源
击碎牙石 松散牙垢 消除色斑
由电子振荡电路产生超声频率 电脉冲波, 电脉冲波 , 经放大后至一定强 度 , 输送到换能器 , 将电能转 输送到换能器, 换为机械能, 换为机械能 , 激励工作头刀具 产生同频率振动, 产生同频率振动, 达到击碎牙 石,松散牙垢之目的, 松散牙垢之目的,
二.操作常规
– 1.将超声波洁牙机进水管接至水源; – 2.连接好脚控开关; – 3.将工作刀具拧在换能器手柄螺栓 上; 接通电源,踩下脚控开关, – 4.接通电源,踩下脚控开关,调整水 量 调节旋钮及功率输出旋钮,至工作 调节旋钮及功率输出旋钮, 刀具振动,喷出的水成雾状为宜。 刀具振动,喷出的水成雾状为宜。
超声波洁牙机
一.结构与工作原理
(一)结构
超声波洁牙机的结构
发生器
电 子 震 荡 器 统 系 制 缆 控 电 柄
作 头
换能器
工作头
可 互 换
脚控开关
水 流 手

刀 具
可互换的Байду номын сангаас作头由不锈 钢和钛合金制成,形状各异, 钢和钛合金制成,形状各异, 可满足治疗工作需要。 可满足治疗工作需要。脚控 开关 主要控制振荡电路工 作及冷却水畅通。 作及冷却水畅通。

新型牙科小器械超声清洗设备的设计

新型牙科小器械超声清洗设备的设计

CHINESE NURSING RESEARCH January,2023 Vol.37 No.2新型牙科小器械超声清洗设备的设计与应用研究1)吴悠,刘东玲,常文娟,杨华*吉林大学口腔医院,吉林 130000Design and application of a new ultrasonic cleaning equipment for dental instrumentsWU You, LIU Dongling, CHANG Wenjuan, YANG Hua Hospital of Stomatology, Jilin University, Jilin 130000 China Corresponding Author YANGHua,E⁃mail:****************.cnKeywords dental small instruments ; ultrasonic cleaning equipment ; nursing efficiency ; cleaning effect摘要 目的:设计一种新型牙科小器械超声清洗设备,便于口腔科护士清洗小器械。

方法:选取120个牙科车针,对照组将60个车针经传统超声清洗设备清洗,试验组将60个车针经新型超声清洗设备清洗,比较两组车针清洗效果;选择同一名护理人员清洗回收小器械,从中随机选取1名医生的小器械作为试验组,采用新型超声设备清洗,选取另1名医生的小器械作为对照组,采用传统超声设备清洗,比较两组清洗小器械所用时间。

结果:目测法结果显示,试验组清洗效果合格率为91.7%,对照组清洗效果合格率为88.3%,两组比较差异无统计学意义(P >0.05);ATP 生物荧光检测法观察两组清洗效果合格率均为100%;试验组超声清洗所用时间为(315.30±3.25)s ,对照组超声清洗所用时间为(354.00±3.34)s ,两组比较差异有统计学意义(P <0.001)。

超声波洁牙机工作原理

超声波洁牙机工作原理

超声波洁牙机工作原理超声波洁牙机是一种先进的口腔治疗设备,它利用高频的超声波振动作用下,将接触表面的牙菌斑和牙石打散,同时将牙齿表面的污渍和色素去除,从而使牙齿恢复健康。

本文将介绍超声波洁牙机的工作原理及其优点。

超声波洁牙机的工作原理是将液体(水、漱口剂)通过手术仪的管路输送到超声波振荡器的尖端,然后经过高频的超声波振动,在刷头与牙齿表面的接触处产生了高强度的机械作用,从而将牙齿表面的牙菌斑、污渍和牙石震碎并去除。

同时,超声波锯齿形认为对于附着在牙齿表面的细菌和疾病有很好的消毒杀菌效果。

超声波洁牙机的优点是多方面的。

首先,它通过高频的超声波振动作用下,能够将牙齿表面的污渍和色素去除,而且不会对牙齿表面构成损伤,大大地提高口腔的清洁水平。

其次,由于超声波通过液体输送被引导,因此使操作更便捷。

最后,由于超声波波长较短,因而具有很好的消毒性,能够深入清洁牙缝及牙周袋等不能通过常规治疗手段到达的部位,从而备受患者的喜爱。

超声波洁牙机的使用不仅仅是美容,更有助于口腔健康。

牙龈炎和龋齿病是不可避免的,随着时间推移,它们会造成细菌的繁殖和牙齿表面的损伤。

洁牙机依靠超声波振动和水硬化性质的协作作用把牙缝和死角中的细菌洁除。

没有足够的护理,这些细菌会不断繁殖,堆积,最终会导致口腔巨大的健康问题。

此外,普通牙刷也不能完全地清洗牙缝,牙刷刷头的形状以及适合前方口腔的表面,但是磨损后的牙齿或后门口腔存在空隙时就会存在问题。

由于超声波特性的设计,它尤其适合清洁牙缝和咬合点的区域,减少口腔健康问题的发生率。

总之,超声波洁牙机是21世纪开发的一种新型口腔保健设备,它利用高频振荡技术和水流进行有效的口腔清洁。

与传统的牙刷相比,超声波洁牙机不仅清洁效果更好,又能深入到口腔细微缝隙进行清洁,从而彻底清除口腔中隐藏的污垢和细菌。

由于超声波洁牙机的工作原理非常先进,因此在未来必将成为口腔护理卫士的最佳选择。

基于ARM的超声洁牙设备智能化检测系统的设计

基于ARM的超声洁牙设备智能化检测系统的设计
件+ 嵌入式操作系统 ”的系统构架 ,设计定量与半定
同时, 考虑到超声洁牙设备的超声能量是 由超声换能
器通过压 电效应转换 而来 的, 转变过程 中将会产生 很 大 的能量散 失 ,因此在检 测系统 中加入温 度测量模
块 ,对手柄温度进行测量 。
量 的超声洁牙设备检测系统 , 最大限度地减少人为 因
超声洁牙设备是一种常用 的齿科器械 , 主要用于
除去牙齿上 的斑块和结石 。该设备 由超声发生器 、 手 柄和手柄相配接 的各种作用头 ( 尖端 )所组成 。目前 对超声洁牙设备 出厂检测与质量评估一般通过光学显 微镜法得 出 , 这种方法效率 比较低 ,同时测试结果依
低到 5 % 时,尖端与接触面的接触力。尖端主振动偏 0 移为在距尖端不超过 1 i距离的点上 , l ml 尖端最大振幅
方 向上 的峰峰位移。 尖端振动频率为尖端振动 的基频。
根据标准要求 , 我们设计的检测系统将包括半偏 移力 、尖端主振动偏移 、尖端振动频率 的测量 ,其 中 尖端主 振动偏 移将 以电压的形式半定量 的表 现出来 。
赖于人 眼观察 , 就难免 掺杂进 很多人为 因素 , 这 从根 本上不 能保证产 品的检测质量 。为此 ,我们采取 “ 硬
维普资讯


文章编号 :17 - 142 0 )3 190 6 1 0 ( 7 - 8 ・3 7 0 00
基于 AR M的超声洁牙设备智能化检测 系统的设计
【 作 者】 余 明康 电子科技 大学生命 科学与技术 学院 ( 四川 .成都 .6 0 5 1 0 4) 要】 介 绍一种 新型的基 于A M 嵌入 式技术 开发的超声洁牙设备检测系统。该系统以 P II S公司 L C 1 2 R HL P P 2 3 芯片为核心 , 集温 度、压 力、频率 和振 幅模拟放 大电路 .以及 步进 电机驱 动单元为~体 。在硬件平台上移 植 p OSl嵌入式实 时操作 C/ - l 系统 .实现 多路信 号的实时采 集与显示。系统精度高 .可靠性好 .可以满足用户对超声洁牙设备检测的要求。

超声洁牙设备检测仪的设计

超声洁牙设备检测仪的设计
u ta o c e t l lr s ni d n a de c  ̄ was o itd f wo d es ha d r a d o fwa . I t e s Me c nsse o t mo l, r wa e n s t m n h prs nt r cl, t e e in e e at e h d sg i
Ke r s U t s n c e tl d s ae ;S s m d l ;I tl g n o t l y wo d : l a o i r d na e c l r y t e mo u e n e ie t c n r ;De e t g s s m;R a — me o t ci y t n e elt i
超声 洁牙设 备检测仪 的设计
甘德 成
( 江西渝州科技td 学 院, tk  ̄ 江西 新余 3 8 2 ) 3 0 9 摘 要 : 为实现对超声洁牙设备检测 , 依据超声洁牙设备原理 和行业标准规定 , 对测量方法进行了探索研究 , 设计 出

种基于智能化控制系统 的检测方法 , 该检测系统具有成本低 、 实时性高 、 可移植性等特点 , 具有很好的应用价 值。 0 年 5月 08
中国测试技术
C N A U E N & T Sf G T C N I Y HI A ME S R ME T E 1 N E H 0 DG 1
Vo. No3 134 . M a 0 8 y 2 0
中图 分 类 号 : - 8 ;P 7 " 3 I 7T 2 3. 77 5 文 献 标 识码 : A 文章 编 号 :62 4 8 [0 80 - 0 70 17 - 9 4 2 0 )3 0 8 - 4
关键词 : 声洁牙设备 ; 超 系统模块 ; 智能化控 制; 检测系统 ; 实时性

超声波洁牙机国产技术参数及性能要求

超声波洁牙机国产技术参数及性能要求

超声波洁牙机(国产)技术参数及性能要求
★1、智能按键控制面板,防水设计,功率10档调节,自来水和瓶装水触摸按键转换
2、工作模式选择,智能负反馈,根据不同牙体表面状态自动选择正确功率,实现持续稳定的治疗效果
3、自动供水系统,日本进口水泵,静音耐用;拔插式水罐,可使用次氯酸钠、洗必泰、双氧水、生理盐水等药液
★4、拔插式带光手柄(配置5个),可高温高压消毒灭菌
5、根据不同工作尖可进行龈上龈下洁治、根管荡洗、根管再治疗、牙周护理
配置不同型号龈上工作尖2支,龈下工作尖2支,根管治疗工作尖6支★6、配有无线脚踏
7、输入功率:40VA-60VA
8、尖端振动频率:28KHz±3KHz
9、尖端主振动偏移(最大值):90um
10、输出的半偏移力(最大值):2N
11、尖端输出功率:3W-20W。

牙刷设计方案

牙刷设计方案

牙刷设计方案引言牙刷是我们日常生活中必不可少的卫生用品之一,它的设计质量直接影响到我们口腔卫生的效果。

随着科技和创新的发展,不断有新的牙刷设计方案出现,旨在提供更好的清洁效果和使用体验。

本文将针对牙刷的设计提出一些创新的方案,并探讨其优点和挑战。

一、声波震动牙刷设计方案声波震动牙刷是近年来较为流行的一种牙刷设计方案。

它采用高频率震动刷毛来清洁牙齿和牙龈,能够彻底去除牙菌斑和食物残渣。

与传统手动牙刷相比,声波震动牙刷可以大大提升清洁效果,并且更加方便快捷。

优点:1. 清洁效果明显提升:声波震动牙刷可以以每分钟数千次的高频率震动刷毛,有效清除牙齿表面和难以到达的牙縫中的污垢。

2. 刷牙时间控制:许多声波震动牙刷配备了内置定时器,可以提醒用户刷牙的时长,确保每次刷牙时间达到建议的两分钟。

3. 舒适使用体验:由于声波震动牙刷的刷毛非常细软,刷牙时不易造成牙齿和牙龈的刺激和损伤。

挑战:1. 价格较高:声波震动牙刷的技术较为复杂,价格通常会比传统手动牙刷高出一些。

2. 电池续航时间较短:声波震动牙刷需要电池或者充电器供电,因此需要用户定期充电或更换电池。

二、智能牙刷设计方案随着智能科技的快速发展,智能牙刷成为了一个创新的方向。

智能牙刷通常配备了传感器和智能手机应用程序,能够追踪刷牙习惯并提供相关数据。

它可以提醒用户刷牙时间、刷牙姿势是否正确,并记录每天的刷牙数据,帮助用户更好地维护口腔健康。

优点:1. 刷牙数据跟踪:智能牙刷能够记录每次刷牙的时间、频率和刷牙姿势,用户可以通过智能手机应用程序查看这些数据并了解自己的口腔卫生状况。

2. 刷牙提醒功能:智能牙刷会发出声音或振动提醒用户刷牙的时间,确保每次刷牙符合建议的时间要求。

3. 联网功能:一些智能牙刷可以与智能手机或电脑连接,用户可以在云端存储和共享刷牙记录,并从专业人士那里获取定制的建议和指导。

挑战:1. 高昂的价格:由于智能牙刷需要具备传感器和智能手机应用程序等技术,因此价格通常较高。

SHEL-P型超声洁牙机是由主机、手柄、工作尖、水瓶及脚

SHEL-P型超声洁牙机是由主机、手柄、工作尖、水瓶及脚

一、主要结构及用途SHEL-P型超声洁牙机是由主机、手柄、工作尖、水瓶及脚踏开关组成,利用工作尖超声振动产生的空泡效应来清除牙齿上的牙结石、牙菌斑、烟斑、茶斑。

SHEL-P型超声洁牙机同时具有牙齿洁治、牙周洁治及根管荡洗的功能,它自带供水系统,也可以外接综合治疗台四孔手机接口尾线进行供水二、功能参数及环境要求(1)设备安全分类按运行模式分类:间歇运行按防电击程度分类:B型应用部分对进液的防护程度:机器为IPX0,脚踏开关为IPX1在与空气混合的易燃麻醉气或与氧或氧化亚氮混合的易燃麻醉气情况下使用时的安全程度:不能在有与空气混合的易燃麻醉气或与氧或氧化亚氮混合的易燃麻醉气情况下使用的设备。

(2)技术参数电源输入100-240V AC50/60Hz输入功率30VA工作尖偏移量1μm~100μm根管尖偏移量<1mm半偏移力0.1N~2N工作频率20kHz~40kHz电路板保险F1.6AL250V主机保险T0.5AL250V(3)环境条件a、运输和储存环境条件环境温度-20℃到55℃相对湿度<93%b、工作环境条件环境温度5℃到40℃相对湿度30%-80%建议水温<25℃入水口水压0.01MPa-0.5MPa三、产品使用说明(1)主机正面说明(如图)图一注:磁感水量调节旋钮可以在清洁时取下清洁,但放回时请注意方向,旋钮可瞬时针旋转才算安装正确,否则请重新安装。

仪器功率强度功率调节LED 手柄水瓶功能选择外接水源切换水瓶供水切换磁感水量调节旋钮(用于水瓶)(2)主机背面说明(如图)图二(3)水源使用说明仪器自带两种供水方式。

通过按下面板上的、两键进行选择(仪器开机默认是水瓶模式):A 、水瓶模式:打开仪器自带的水瓶上盖,即可向水瓶加入蒸馏水,盐水以及各类消炎试剂。

B 、外接水源模式:按下即可切换到该模式,但在使用前需将牙科综合治疗台上的4孔手机尾线接上仪器上,即可使用牙科综合治疗台的内部水源供水。

超声洁牙机工作原理

超声洁牙机工作原理

超声洁牙机工作原理
超声洁牙机是一种常见的口腔护理设备,它的工作原理基于超
声波技术。

超声洁牙机内部包含一个超声波振动器,它将电能转换
为高频的机械振动,通常在20,000Hz到45,000Hz之间。

这种高频
振动通过洁牙头传递到牙齿表面和牙龈边缘。

超声波振动产生的微小气泡在与水或洁牙液接触时会发生共振,从而产生高温和高压的冲击波,这些冲击波能够有效地击碎和清除
牙齿表面和牙龈边缘的牙菌斑、牙石和色素沉积。

同时,超声波振
动还能够促进洁牙液中的流体动力学效应,形成微流和涡流,进一
步清洁牙齿表面和牙周组织。

超声洁牙机的工作原理使其能够高效地清洁牙齿,减少牙菌斑
和牙石的堆积,改善口腔卫生状况。

与传统的手工洁牙方法相比,
超声洁牙机能够更彻底地清洁牙齿,而且操作更为便捷和舒适。

然而,使用时需要注意控制超声波振动的频率和功率,以免对牙齿和
牙龈造成不良影响。

总的来说,超声洁牙机通过超声波振动产生的冲击波和流体动
力学效应,实现了对牙齿表面和牙周组织的高效清洁,是一种先进的口腔护理设备。

超声洁牙机的原理和技术进展

超声洁牙机的原理和技术进展

超声洁牙机的原理和技术进展超声洁牙机作为一种现代化口腔清洁工具,已经成为牙科医生和牙科卫生师的必备工具之一。

它利用高频超声波振动原理,通过发射高频声波来清洁牙齿和牙周组织。

本文将介绍超声洁牙机的原理和其在技术上的进展。

超声洁牙机的原理主要基于声波的物理作用,其工作频率通常在20,000-40,000赫兹(Hz)之间。

超声波振动产生的微小的震动能够有效地去除牙菌斑和牙石,同时还可以刺激牙龈组织,促进血液循环,增强牙周组织的健康。

具体而言,超声洁牙机通过其控制台将电能转化为高频声波能量。

这些声波能量通过手持式器具的共振杆传导到洁牙器具头部,然后通过其振动装置将频率转化为高速振动。

当洁牙器具头部与牙齿表面接触时,超声波能量将转化为微小的震动和共振。

这些震动和共振将通过水流冲击和涡流效应等方式,将牙菌斑和牙石从牙齿表面彻底清除。

超声洁牙机在技术上的进展使其成为一种更加高效和安全的牙齿清洁工具。

首先,过去传统的洁牙器具存在一些问题,比如划伤牙齿表面和牙龈组织的风险,而超声洁牙机的振动频率和能量可以精确控制,以减小这些风险。

其次,超声洁牙机在清洁效果上有着显著的优势。

它可以清除牙齿表面和牙齿间的细菌、食物残渣和牙石,而传统的刮治方法难以达到这种清洁程度。

此外,超声洁牙机还能够刺激血液循环,促进牙周组织的营养供应,有助于减轻牙龈炎和牙周病的发生。

另外,随着技术的进一步发展,超声洁牙机的设计也在不断改进。

例如,新一代超声洁牙机会根据患者的牙齿情况和牙龈健康状况,自动调整工作频率和力度,以更好地适应个体差异。

这样的智能化设计可以保证清洁的效果和患者的舒适程度。

此外,超声洁牙机还可以与其他技术结合应用,进一步提升清洁效果。

例如,经过改进的超声器具可以结合光疗技术或漩涡清洗器技术,以提高洁牙效果和杀灭细菌的能力。

总结起来,超声洁牙机通过高频超声波振动的原理,可以高效地清洁牙齿和牙周组织。

其技术的进展在提高清洁效果、减小损伤风险以及个性化设计等方面有着显著的优势。

超声波洁牙机

超声波洁牙机

超声波洁牙机
技术性能参数
1,轻巧美观流线型易携带的外部设计,方便固定在任何操作位置
2,超声波手柄,运转中十分精细,柔和,不会给牙齿带来任何敏感或者不适
3,压电陶瓷,长时间使用,工作尖不会过热,噪音极低4,手柄携带高亮度的LED灯,方便在治疗过程中辅助照明,使操作更精准
5,手柄可高温高压消毒
6,快接式手柄线连接便于日后保养维护
7,多种振动频率可供调整,给口腔治疗带来多种选择8,两种供水方式,可水瓶自供,也可外接水源,使治疗不受水源条件的限制,随时随地任意使用
9,具备洁牙,牙周,根管治疗功能一键选择,使操作更方便
10,稳定的喷水设计,水量调节自如,给患者带来舒适感11,配置了5支洁牙工作尖和一支根管转换头和一盒根管治疗使用的根管挫
12,手柄可选EMS或赛特力类型
13,保修两年
14,电源输入:100—240V 50/60Hz 配置清单:
主机1台
手柄1把
洁牙工作尖5支
根管转换头1根
根管治疗使用的根管挫1盒
脚踏板1个
水瓶1个
电源线一条。

精准智慧超声系统设计方案

精准智慧超声系统设计方案

精准智慧超声系统设计方案设计方案概述:精准智慧超声系统是一种利用超声波进行精确检测和诊断的医疗设备。

本设计方案旨在介绍一种基于卷积神经网络(CNN)和深度学习算法的智能超声系统设计方案。

该方案采用高精度的超声设备作为硬件基础,通过图像处理和人工智能技术,提高超声图像的分辨率和准确度,实现更准确的诊断和治疗。

1.硬件配置:选择一款高品质的超声设备作为硬件基础。

该设备应具备高分辨率、高灰度级、高信噪比等特点,能够提供高质量的超声图像。

此外,还需要配备高性能的处理器和大容量的存储器,以满足图像处理和机器学习算法的需求。

2.超声图像获取和预处理:通过超声传感器获取患者的超声图像,并对其进行预处理。

预处理包括图像去噪、增强和对齐等步骤。

去噪算法可以采用基于小波变换或总变分的方法,去除图像中的噪声干扰。

增强算法可以采用直方图均衡化或自适应直方图均衡化等方法,增强图像的对比度和细节。

对齐算法可以根据患者的运动情况和图像特征,对图像进行校正,减少运动伪影。

3.图像特征提取和选择:利用卷积神经网络(CNN)对预处理后的超声图像进行特征提取和选择。

CNN是一种深度学习算法,具有良好的图像分类和识别能力。

通过训练CNN模型,提取超声图像中的特征,并选择最具区分度的特征子集。

常用的CNN模型有LeNet、AlexNet、VGG、GoogLeNet等,可以根据实际需求选择合适的模型。

4.智能超声系统的建模和训练:根据图像特征和标注信息,建立智能超声系统的分类模型。

可以采用监督学习的方法,通过大量的标注数据训练模型。

标注数据由专业医生对超声图像进行标注,包括病变位置、形态和大小等信息。

利用已标注的数据训练模型,使其具备对超声图像进行分类和诊断的能力。

5.智能超声系统的评估和优化:通过对未标注的超声图像进行分类和诊断,评估模型的准确度和稳定性。

可以利用交叉验证等方法进行评估。

根据评估结果,对模型进行优化和调整,提高其在实际应用中的表现。

智能超声波洁牙机的设计

智能超声波洁牙机的设计

智能超声波洁牙机的设计
摘要:介绍在单片机控制下智能超声波洁牙机的硬件设计、软件设计和抗干扰设计,特别介绍硬件设计中的几个关键问题:稳定振荡信号的产生;振荡信号的强度控制及输出控制;谐振点的自动扫描搜索。

关毽词:超声波洁牙机推挽功率放大电流取样反馈
 超声波洁牙机在医疗领域已广泛应用。

现国内外所用超声波洁牙机多采用
模拟振荡电路。

存在如下缺陷:第一,振荡频率容易漂移。

在连续工作一段时间后,振荡频率漂移,造成洁牙机工作不正常。

第二,由于压电陶瓷片谐振频带范围窄,谐振频率点采用手动搜索,不容易找准。

本人设计的超声波沽牙机以单片机为核心,采用电流取样反馈自动扫描搜索谐振点,谐振频率和振荡强度数字锁定,谐振点漂移极小,从而在根本上解决了上述问题。

该电路设计思路新颖,抗干扰能力强,工作稳定可靠。

 1 硬件设计硬件电路框图如图1所示。

该洁牙机的基本工作过程如下:TL494为核心振荡电路在MPU控制下产生占空比可控的推挽脉冲输出,由MPU串行发送数据到振荡频率控制电路,控制振荡产生电路的振荡频率,使振荡电路产生的振荡信号的占空比和频率受MPU控制,该振荡信号经功率放大
电路放大,经高频变压器升压后驱动压电陶瓷片,把超声振荡电信号转为超声机械振动信号,该机械振动能良好地清除牙垢和牙结石等,从而达到美观牙齿的效果。

 1.1 电源设计超声洁牙机在正常工作时功率为10~20 W,且要求在。

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智能超声波洁牙机的设计
来源:单片机及嵌入式系统应用作者:漳州师范学院张华林
摘要:介绍在单片机控制下智能超声波洁牙机的硬件设计、软件设计和抗干扰设计,特别介绍硬件设计中的几个关键问题:稳定振荡信号的产生;振荡信号的强度控制及输出控制;谐振点的自动扫描搜索。

关毽词:超声波洁牙机推挽功率放大电流取样反馈
超声波洁牙机在医疗领域已广泛应用。

现国内外所用超声波洁牙机多采用模拟振荡电路。

存在如下缺陷:第一,振荡频率容易漂移。

在连续工作一段时间后,振荡频率漂移,造成洁牙机工作不正常。

第二,由于压电陶瓷片谐振频带范围窄,谐振频率点采用手动搜索,不容易找准。

本人设计的超声波沽牙机以单片机为核心,采用电流取样反馈自动扫描搜索谐振点,谐振频率和振荡强度数字锁定,谐振点漂移极小,从而在根本上解决了上述问题。

该电路设计思路新颖,抗干扰能力强,工作稳定可靠。

1 硬件设计
硬件电路框图如图1所示。

该洁牙机的基本工作过程如下:TL494为核心振荡电路在M PU控制下产生占空比可控的推挽脉冲输出,由MPU串行发送数据到振荡频率控制电路,控制振荡产生电路的振荡频率,使振荡电路产生的振荡信号的占空比和频率受MPU控制,该振荡信号经功率放大电路放大,经高频变压器升压后驱动压电陶瓷片,把超声振荡电信号转为超声机械振动信号,该机械振动能良好地清除牙垢和牙结石等,从而达到美观牙齿的效果。

1.1 电源设计
超声洁牙机在正常工作时功率为10~20 W,且要求在180~250 V的宽电压范围内工
作,为满足要求,减少电
源部分发热,本电路电源部分采用开关电源。

整机电路原理图如图2所示。

本开关电源采用摩托罗拉公司的DC—DC控制芯片MC34063,该电路具有线路简单,成本低廉,效率高,温升低的特点。

核心元件MC34063是一种单片双极型线性集成电路,片内包含有温度补偿带隙基准源,一个占空比周期控制振荡器驱动器和大电流输出开关。

输出电压U=(1+R2/RI)·1.25 V,限流电阻为1 Ω,故输人电流被限制在0.3 V/1 Ω=0.3 A。

1.2 振荡电路
振荡信号的产生有多种方法。

最简单的方法是由PIC16F73直接产生PWM输出,该方法简洁方便,但有两个缺陷:第一,不能产生推挽振荡信号。

因而功率放大电
路只能工作在正半周,效率低,发热较严重,不利于电路稳定工作。

第二,压电陶瓷片的谐振点在(30±5)kHz,谐振频带宽度≤80 Hz。

PIC16F73的PWM输出在25~35 kHz频率下,步进频率≥lOO Hz,因此PICl6F73的PWM输出可能找不到压电陶瓷片的最佳谐振点。

笔者设计的振荡电路圆满解决了上述问题。

振荡电路控制芯片采用TLt94,该芯片内部框图如图3所示,具体电路见图2。

推挽振荡
信号由TL494的9脚和10脚输出,该信号的频率由T1。

494的5脚和6脚外接的电容Ct 和电阻Rt决定,Rt和Ct应选用低温漂的电阻和电容。

该信号振荡频率计算公式为:fosc= 1.1/2Rt·Ct;该信号的占空比由TL494的1脚和2脚的外接信号电压决定。

1.3 频率控制
为满足压电陶瓷片振荡频率为25~35 kHz,步进频率≤80 Hz的要求,图2电路中的R w是阻值为20 kΩ的粗调电位器,数字电位器IC4是PICl6F73控制下的细调电位器。

经计算Rw粗调(以1C4为5 kΩ计),使,fosc变化范围为24.5~35.7kHz,满足要求。

细调的数字电位器IC4选用总阻值10 kΩ,256级可调的MCP41010,MCP41010与PIcl 6F73的通信采用方便快捷的SPI方式,步进阻值是39.0625 Ω。

振荡器的步进频率为:
振荡频率为35 kHz时的步进频率为30.4 Hz,振荡频率为25 kHz时的步进频率为1 5.6 Hz。

由上述数据可知,采用数字电位器控制TL494工作方式可满足压电陶瓷片谐振带宽的要求。

1.4 强度控制
本洁牙机设计了灵敏的强度控制电路。

PIC16F73的RAl脚外接电位器Rw1,调在不同
位置则RAl输入的模拟电压不同,经PICl6F73内部A/D转换为数字信号,该信号决定由CCPl输出的PWM信号的占空比。

PWM信号经滤波后送到TI.494的2脚,与l脚送入的参考电压比较,从而决定TL494的9脚和10脚输出的振荡信号脉宽在0~48%。

当引脚开关断开时,PIC16F73判断到RC3输入为高电平,则PICl6F73的PWM输出占空比为0,TL494的9脚和10脚输出振荡信号占空比为O,从而控制洁牙机停止机械振荡输出。

1.5 推挽功率放大
超声机械振荡为了起到良好的洁牙效果,机械振荡必须达到一定的强度,即送到压电陶瓷片的由TL494输出的振荡信号必须先经过功率放大。

由于功率管流过的瞬间电流达到1.1 A,为减少功率管发热,缩小散热片,采用场效应管作为功率驱动管。

本电路中的场效应管采用简法驱动,实践证明,该功率放大电路性能稳定,发热极少,能有效地缩小线路板体积。

经功率放大后的信号由高频变压器升压到峰峰值250~350 V,送到压电陶瓷片转换为超声机械振荡。

1.6 谐振点的扫描搜索
压电陶瓷片的谐振点自动扫描搜索是本电路的一大特点和难点。

由于压电陶瓷片的谐振点各不相同,为了让电路能适应各种压电陶瓷片,笔者设计了谐振点自动扫描搜索电路。

当PICl6F73刚上电,且引脚开关接通时,CCPl的PWM输出脉宽固定为80%,从而TL494的9脚和10脚的输出信号脉宽固定不变。

同时PICl6F73周期地发送数据到数字电位器M CP41010,使MCP41010的6脚和5脚问的电阻从O步进到10 kΩ,则TL494的9脚和lO脚的输出频率以15.6~30.4 Hz步进变化。

占空比固定不变的信号,当振荡信号频率与压电陶瓷片的谐振频率一致时,流经场效应管源漏极的电流最大。

该电流由采样电阻Ra 转变为电压信号,经运放放大后送到PICl6F73的RAO,PIC16F73对该电压进行A/D转换为数值Q,记忆住Q为最大值时送到数字电位器的数据P。

当数字电位器由O变化到1 0 kΩ时,压电陶瓷片谐振点的扫描搜索完成。

把数据P送到数字电位器,则TL494输出固定频率的振荡信号,即是压电陶瓷片的谐振频率。

运放的选型一定要注意带宽大于2 MH z,因为采样电阻Ra的峰值电压在扫描搜索时变化很快,如果运放的带宽不足,则可能找不到压电陶瓷片的最佳谐振点。

本电路选用带宽为2.8 MHz的MCP602。

2 软件设计
本洁牙机的硬件设计稍显复杂,软件设计相对简单。

软件总流程图如图4所示,压电陶瓷片谐振点扫描搜索子程序流程如图5所示。

3 抗干扰设计
沽牙机自身有电磁阀、脚踩开关、高频变压器等器件会产生较强的干扰。

另外,本机还配套用于牙科治疗台,该治疗台有好几台功率较强的电机在工作,会对洁牙机造成严重的电磁干扰。

当干扰信号来临时,可能出现死机,程序乱飞,破坏系统参数等不正常现象,故而
在硬件和软件上都相应采取一些抗干扰措施。

3.1 硬件抗干扰
在洁牙机的电源输入端接入电源滤波器,滤除电网中的高次谐波和脉冲干扰。

单片机选型时选择带硬件看门狗的型号,或者外加看门狗电路,可以有效地监视程序是否陷入死循环故障。

在每个芯片的电源输入端与共地端并接一个O.1 μF去耦电容,对脚开关送来的信号进行光隔离。

以上措施都是行之有效的。

3.2 软件抗干扰
第一,软件冗余。

对任意的输出信号和设置均不断重复刷新,且周期设定在5 ms。

对A /D转换采用转换8次求平均法,以得到尽量准确的信号。

第二,软件陷阱。

软件陷阱技术是通过跳转指令强行将捕获到的乱飞程序引入复位地址0000H,使程序纳入正轨。

在各控制模块之间和未使用的程序空间设置软件陷阱可以有效地抑制程序乱飞,使程序运行更加可靠。

结语
该智能超声波洁牙机已批量生产。

实测表明,该机谐振点扫描搜索准确,在工作环境温度0~60℃,压电陶瓷片谐振范围在25~35 kHz的情况下,谐振点漂移小于10 Hz。

实践证明,该电路性能稳定可靠,故障率极低。

如对该电路稍加改进,便可应用于更广泛的超声清洁领域,该电路具有明显的推广应用价值。

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