高频电刀功率检测系统的研制

摘要

根据对高频电刀原理的分析，指出高频电刀可能会由于输出功率超标引起灼伤事故。论述了我国目前高频电刀检测情况，指出现有的电刀设备检测方法存在检测周期长、送检费用昂贵、检测结果不具有整体代表性等缺点。目前，我国没有自主研发的专用高频电刀检测仪，而进口仪器价格垄断，费用昂贵。通过设计出一套低功耗、低成本、可组网测量的高频电刀检测系统，解决传统检测方式检测周期长、送检成本高、抽检覆盖率低、检测方式不灵活等缺点。确保了高频电刀设备不再因为输出功率超标造成临床灼伤事故。
　　从理论上比较了采样计算法与电压有效值测量法两种方法的可行性及测量误差。根据比较结果及对检测仪的要求选择后者测量电刀输出功率。系统采用无感电阻作为高频电刀测量时的负载，使用继电器调节负载阻值。通过组建低功耗、低成本、多节点的ZigBee测量网络，汇总多个高频电刀检测仪的检测结果。移植WinCE操作系统并采用ARM处理器驱动触摸屏幕作为仪器操作显示界面。使用该系统可以缩短测量周期，降低采购成本，并可以对医院的所有电刀设备进行检测，检测结果可以通过ZigBee网络汇总查询。
　　第1章分析高频电刀及其检定方法的国内外现状，提出本课题的主要研究内容；第2章根据高频电刀的工作原理，论证了其主要功能的实现方法;第3章设计系统整体方案，确定系统各个模块的实现方法和器件选型；第4、5章设计了检测仪的硬件及软件系统；第6章通过与进口合格高频电刀检测仪的测量数据对比，验证了本课题功率测量系统的可靠性。
　　通过课题研究，完成了高频电刀功率检测系统的设计与研制，对系统各方面性能进行了测试。实验结果表明，达到了预期设计目标和要求。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 高频电刀的发展历史和本课题研究意义

1.2 高频电刀检测的国内外现状

1.3 课题主要研究内容

2 高频电刀检测仪主要功能实现方法论证

2.1 高频电刀基本原理及功率测量方法论证

2.2 建立高频电刀测量网络方法的选择

3高频电刀检测仪设计方案论证

3.1 检测仪总体设计方案

3.2 系统子功能实现方法比较和器件选型

4 高频电刀检测仪硬件设计

4.1 负载箱及其控制电路设计

4.2 能量转换电路设计

4.3 数据采集电路设计

4.4 ZigBee通信模块电路设计

4.5数据采集处理器接口电路设计

4.6 显示控制处理器接口电路设计

4.7 三角波发生器电路设计

5 高频电刀检测仪软件设计

5.1 MSP430测量软件

5.2 ZigBee和Z-stack网络协议

5.3 WinCE人机交互软件

6 整机性能测试

6.1 测试所需仪器

6.2 实验测量数据

6.3 检测仪性能指标

7 结束语

参考文献

附录1 辛普森梯形积分算法MATLAB程序

附录2 梯形积分算法MATLAB程序

附录3 矩形积分算法MATLAB程序

附录4 各个负载下不同电刀检测仪的测量数据

附录5 单片机及外围器件电路图

主要研究工作及成果

致谢