医用微波磁控管及医用微波治疗机

摘要

本发明公开了一种医用微波磁控管及应用该磁控管的医用微波治疗机。医用微波磁控管包括家用微波炉磁控管管芯及其固定端板和套在家用微波炉磁控管管芯上的永久磁铁，还包括紧固在所述固定端板上的圆柱型的同轴输出磁耦合腔体，同轴输出磁耦合腔体上设置有磁耦合装置，磁耦合装置由同轴电缆插座和由导体制成的具有开口的耦合线圈构成，其一端与同轴电缆插座芯线连接，另一端与同轴电缆插座的外导体连接。可方便地调整家用微波炉磁控管的输出功率，可以大幅度降低医用微波治疗机的制造成本，采用抑制漂移电磁线圈时还可抑制家用微波炉磁控管阳极电流的漂移，提高医用微波治疗机的工作稳定性。

说明书

                               技术领域

本发明涉及一种微波磁控管及微波治疗机，尤其是各种医用微波治疗机所使用的医用微波磁控管。

                               背景技术

1986年以前，我国使用的医用微波治疗机几乎全部由国外进口，当时临床上最突出的问题是微波对环境的污染，微波临床治疗只能在大城市中的大医院的屏蔽室中进行。发明专利ZL90106763.6、ZL90106764.4、ZL90104294.3、ZL90104295.1针对上述问题进行了改进，实现了微波高效率局部辐射，解决了临床治疗时微波对环境的污染和对正常组织不必要的过量辐射两项难题，开创了微波康复理疗的新局面。近年来，由于微波治疗进入各临床学科门诊病房并取得了良好的临床疗效，在各大中小城镇、农村的大、中、小医院、疗养院、医务室都得到广泛应用并受到患者欢迎。随着人民生活水平的不断提高，生活质量意识加强，人们对各种常见多发病、各种急、慢性炎症和创伤愈合治疗手段提出了更多的需求，这对微波治疗机进入家庭为广大老百姓健康服务开拓了最广阔的前景。

目前制约微波治疗机进入家庭的因素，主要因素是微波治疗机性能稳定性，另一个因素是老百姓的购买力。当前绝大多数的老百姓还不十分富裕，微波治疗机要进入家庭的当务之急是采用先进的科学技术支持，使微波治疗机生产成本大幅降低。

微波磁控管是微波治疗机的一个重要部件，由它产生微波电磁场施加到患者疾患病灶部位获取临床疗效。微波磁控管实质上就是一个真空电子管，使用磁控管制作微波振荡器产生微波就不可回避它的热特性问题。微波磁控管正常工作时会产生大量的热量，由于热积累的热效应，磁控管温度逐渐升高，在控制电压等其他因素不变的情况下，阴极在单位时间内发射电子的数量会增加，导致阳极电流慢慢增大，直至热平衡，这就是通常所说的家用微波炉磁控管的热漂移，它直接影响到微波治疗机的微波输出稳定性。

                               发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种阳极电流漂移小的医用微波炉磁控管。本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种磁控管阳极电流漂移小的医用微波治疗机。

为了解决的上述技术问题，本发明的医用微波磁控管包括家用微波炉磁控管管芯及其固定端板和套在家用微波炉磁控管管芯上的永久磁铁，所述固定端板具有向内的圆形凹槽，圆形凹槽内有圆环形金属网，其特征是，它还包括紧固在所述固定端板上的圆柱型的同轴输出磁耦合腔体，同轴输出磁耦合腔体的下底面具有同轴的向外的圆形凸起，与所述固定端板的圆形凹槽相配合，所述圆形凸起的中心部位具有供家用微波炉磁控管输出极穿过的同心圆孔；所述同轴输出磁耦合腔体上设置有磁耦合装置，磁耦合装置由同轴电缆插座和由导体制成的耦合线圈构成，耦合线圈开口的一端与同轴电缆插座芯线连接，另一端与同轴电缆插座的外导体连接。

所述的磁耦合装置可以设置在其同轴输出磁耦合腔体上壁；也可以设置在其同轴输出磁耦合腔体侧壁。所述耦合线圈的环绕面积为0.5～6平方厘米，耦合线圈的匝数为1～3匝，所述同轴输出磁耦合腔体的内径φ为30～80毫米，高为35～90毫米。

作为上述技术方案的一种改进，所述家用微波炉磁控管管芯的谐振腔部位套有电磁线圈；所述的永久磁铁是2个，分别套在所述家用微波炉磁控管管芯的两端。

作为上述技术方案的另一种改进，所述家用微波炉磁控管管芯的谐振腔一端部位套有电磁线圈，家用微波炉磁控管管芯与电磁线圈之间还设置有环形纯铁；所述的永久磁铁是1个，套在所述家用微波炉磁控管管芯的另一端。

作为上述二种改进的进一步改进，所述电磁线圈可以是抑制漂移电磁线圈，其两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的阳极回路中，家用微波炉磁控管阳极电流流过抑制漂移电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性一致，所述的抑制漂移电磁线圈的匝数为1000～6000匝。所述电磁线圈也可以是功率控制电磁线圈，其两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的功率控制回路中，家用微波炉磁控管的功率控制电流流过功率控制电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性相反，所述的功率控制电磁线圈的匝数为1000～6000匝。

作为上述技术方案的又一种改进，在所述家用微波炉磁控管管芯谐振腔部位套有抑制漂移电磁线圈，在谐振腔的一端套有功率控制电磁线圈，家用微波炉磁控管管芯与功率控制电磁线圈之间设置有环形纯铁；抑制漂移电磁线圈的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的阳极回路中，家用微波炉磁控管阳极电流流过抑制漂移电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性一致，抑制漂移电磁线圈的匝数为1000～6000匝；家用微波炉磁控管管芯与功率控制电磁线圈之间设置有环形纯铁，功率控制电磁线圈的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的功率控制回路中，家用微波炉磁控管的功率控制电流流过功率控制电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性相反，功率控制电磁线圈的匝数为1000～6000匝；所述的永久磁铁是1个，套在所述家用微波炉磁控管管芯的另一端。

为了解决的上述技术问题，本发明的医用微波治疗机，包括微波磁控管和控制电路。所述微波磁控管包括家用微波炉磁控管管芯及其固定端板和套在家用微波炉磁控管管芯上的永久磁铁，所述固定端板具有向内的圆形凹槽，圆形凹槽内有圆环形金属网；它还包括紧固在所述固定端板上的圆柱型的同轴输出磁耦合腔体，同轴输出磁耦合腔体的下底面具有同轴的向外的圆形凸起，与所述固定端板的圆形凹槽相配合，所述圆形凸起的中心部位具有供家用微波炉磁控管输出极穿过的同心圆孔；所述同轴输出磁耦合腔体上设置有磁耦合装置，磁耦合装置由同轴电缆插座和由导体制成的具有开口的耦合线圈，耦合线圈开口的一端与同轴电缆插座芯线连接，另一端与同轴电缆插座的外导体连接。

作为上述医用微波治疗机技术方案的进一步改进，在所述家用微波炉磁控管管芯谐振腔部位套有抑制漂移电磁线圈，在谐振腔的一端套有功率控制电磁线圈，家用微波炉磁控管管芯与功率控制电磁线圈之间设置有环形纯铁；抑制漂移电磁线圈的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的阳极回路中，家用微波炉磁控管阳极电流流过抑制漂移电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性一致，抑制漂移电磁线圈的匝数为1000～6000匝；家用微波炉磁控管管芯与功率控制电磁线圈之间设置有环形纯铁，功率控制电磁线圈的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的功率控制回路中，家用微波炉磁控管的功率控制电流流过功率控制电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性相反，功率控制电磁线圈的匝数为1000～6000匝；所述的永久磁铁是1个，套在所述家用微波炉磁控管管芯的另一端。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：由于采用了磁耦合装置，可方便地调整家用微波炉磁控管的输出率；应用本发明，可以使非常便宜的家用微波的家用微波炉磁控管应用到医用微波治疗机，大幅度降低医用微波治疗机的制造成本，为微波治疗机进入家庭提供了技术和经济支持；另外，当采用抑制漂移电磁线圈时，由于其串联在家用微波炉磁控管的阳极电路中，家用微波炉磁控管阳极电流过时抑制漂移电磁线圈的磁极与永久磁铁的磁极相同，可以抑制了家用微波炉磁控管阳极电流的漂移，提高家用微波炉磁控管的工作稳定性。

                                 附图说明

图1是现有技术中家用微波炉磁控管的结构图；

图2是本发明医用微波磁控管的第一种实施方式的结构图；

图3是本发明医用微波磁控管的第二种实施方式的结构图；

图4是本发明医用微波磁控管的同轴输出磁耦合腔的结构示意图；

附图标记：

1输出极     2固定端板    3支承架    4家用微波炉磁控管管芯  5永久磁铁

6散热片     7永久磁铁    8圆形凹槽  9金属网                10同轴电缆插座

11耦合线圈  12同轴输出磁耦合腔体    13圆形凸起             14抑制漂移电磁线圈

15功率控制电磁线圈                  16圆环形纯铁           17同轴电缆插座芯线

                                 具体实施方式

图1示出了现有技术中的家用微波炉磁控管，1是输出极，2是固定端板，3是支承架，4是家用微波炉磁控管管芯，5是永久磁铁，6是散热片，7是永久磁铁，8是圆形凹槽，9是金属网。永久磁铁5和7套在家用微波炉磁控管管芯上，固定端板2具有向内的圆形凹槽8，圆形凹槽8内有圆环形的金属网9，输出极1从金属网9的内圆孔穿过。

下面结合具体实施方式和附图对本发明的医用家用微波炉磁控管和医用微波治疗机作详细说明。

图2所示的本发明医用微波磁控管的第一种实施方式中，1是输出极，2是固定端板，3是支承架，4是家用微波炉磁控管管芯，6是散热片，7是永久磁铁，8是圆形凹槽，9是金属网，10是同轴电缆插座，11是耦合线圈，12是同轴输出磁耦合腔体，14是抑制漂移电磁线圈，15是功率控制电磁线圈，16是圆环形纯铁，17是同轴电缆插座芯线。

图2中，家用微波炉磁控管管芯4通过其固定端板2预以固定，固定端板2具有向内的圆形凹槽8，圆形凹槽8内有圆环形金属网9。圆柱型的同轴输出磁耦合腔体12紧固在固定端板2上，可采用螺栓等公知技术进行紧固，同轴输出磁耦合腔体12的下底面具有同轴的向外的圆形凸起13，圆形凸起13的中心部位具有供家用微波炉磁控管输出极1穿过的同心圆孔。圆形凹槽8与圆形凸起13相配合，用以避免微波的泄漏。同轴输出磁耦合腔体12上设置有磁耦合装置，磁耦合装置由同轴电缆插座10和由导体制成的耦合线圈11，耦合线圈的匝数为1～3匝，耦合线圈11的一端与同轴电缆插座10的芯线连接，另一端与同轴电缆插座10的外导体连接。磁耦合装置设置在其同轴输出磁耦合腔体12的侧壁。磁控管输出极1的径向与耦合线圈11的轴向有一个夹角，该夹角为0°时磁耦合输出功率最小，该夹角为90°时磁耦合输出功率最大，通过调整该夹角即可方便地调整家用微波炉磁控管的输出功率。

1个永久磁铁7套在家用微波炉磁控管管芯4的下端部，抑制漂移电磁线圈14套在家用微波炉磁控管管芯4的谐振腔上端部。家用微波炉磁控管管芯4与抑制漂移电磁线圈14之间设置有环形纯铁。抑制漂移电磁线圈14的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的阳极电路中，家用微波炉磁控管阳极电流过时抑制漂移电磁线圈14时产生的磁场极性与永久磁铁7的磁场极性一致。根据不同型号磁控管的需求，抑制漂移电磁线圈的匝数在1000～6000匝之间，为了方便控制，还可在抑制漂移电磁线圈的中间设置多个抽头。根据不型号磁控管的需求，耦合线圈11的环绕面积在0.5～6平方厘米之间。根据不型号磁控管的需求，同轴输出磁耦合腔体的内径φ在50～80毫米之间，高在35～90毫米之间。抑制漂移电磁线圈14可以绕制成多个串联的、极性一致至的小线线圈，小线线圈分别套在家用微波炉磁控管管芯4的中部的多个散热片6之间的位置。

图3所示的本发明医用微波磁控管的第二种实施方式，与第一种实施方式的不同之仅在于，磁耦合装置设置在其同轴输出磁耦合腔体12的上壁。2个永久磁铁5和7分别套在家用微波炉磁控管管芯4的上端部和下端部。抑制漂移电磁线圈14套在家用微波炉磁控管管芯4的谐振腔部位。

本发明医用微波磁控管的第三种实施方式，与第一种实施方式的不同之仅在于，用功率控制电磁线圈15取代抑制漂移电磁线圈14，功率控制电磁线圈15的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的功率控制回路中，家用微波炉磁控管的功率控制电流流过时功率控制电磁线圈15时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性相反。功率控制平共处电磁线圈的匝数为1000～6000匝。

本发明医用微波磁控管的第四种实施方式，与第二种实施方式的不同之仅在于，用功率控制电磁线圈15取代抑制漂移电磁线圈14，功率控制电磁线圈15的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的功率控制回路中，家用微波炉磁控管的功率控制电流流过功率控制电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性相反。功率控制电磁线圈的匝数为1000～6000匝。

本发明医用微波磁控管的第五种实施方式，与第一种实施方式的不同之在于，还包括功率控制电磁线圈15。1个永久磁铁7套在家用微波炉磁控管管芯4的下端部。抑制漂移电磁线圈14套在家用微波炉磁控管管芯4的上部，功率控制电磁线圈15套在所述家用微波炉磁控管管芯的谐振腔部位；也可以是抑制漂移电磁线圈14套在家用微波炉磁控管管芯4的谐振腔部位，功率控制电磁线圈15套在所述家用微波炉磁控管管芯的上位。功率控制电磁线圈15的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的功率控制回路中，家用微波炉磁控管的功率控制电流流过功率控制电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性相反。功率控制电磁线圈的匝数为1000～6000匝。

家用微波炉磁控管的振荡由家用微波炉磁控管的阳极施加的电压和施加在家用微波炉磁控管管芯的谐振腔空间的磁场强度控制，调整电压大小可以控制微波功率输出的大小，磁场强度大小的调整也可以控制微波功率输出的大小。微波磁控管是真空电子管，阴极发射电子在阳极电场的作用下轰击阳极产生的热积累，使磁控管本身的温度不断提高，阴极发射电子自然加大，造成阳极电流不可避免的漂移。磁控管阳极电流变化(增加)，一方面造成阳极发热的热损耗增加，同时还有微波输出功率的增大，即所谓热漂移。在家用微波炉磁管芯上增加电磁线圈，把漂移电流引入抑制漂移电磁线圈产生磁砀，由于该线圈的磁场极性与永久磁铁的磁极一致，当温度升高阳极电流增加使磁控管磁场增强，它改变了原磁控管的工作点，导致磁控管输出功率的减小，阳极电流减小，达到了抑制磁控管热漂移的目的。一般情况下，阳极电流的抑制漂移电磁线圈的匝数越多，对磁控管阳极电流漂移的抑制作用也就越大，但是过大了会影响家用微波炉磁控管的正常工作，根据不同型号磁控管的需求，抑制漂移电磁线圈匝数以1000～6000匝为宜。同一型号的微波磁控管，在不同需求的微波整机工作时，有不同需求的工作点，为了方便整机的调整工作，在抑制漂移电磁线圈的中间可设置多个中间抽头，以供整机调整使用。实验测试的微波磁控管选用的是甘肃平凉虹光电子管厂生产的CK—632A磁控管，自行加工的磁耦合腔体，在磁控管管芯的谐振腔部位安装了5个抑制漂移电磁线圈，每个400匝，同极性串联引出使用，测试手段是实验室用的磁控管测试台，磁控管强制风冷条件由测试台统一提供。首先测试阳极电流不流过抑制漂移电磁线圈的情况，当磁控管阳施加2750V高压后，微波输出60W，阳极电流50mA；在阳极电压不变的情况下，开机5分钟后，微波输出漂移至74W，阳极电流110mA。然后，将阳极电流引入抑制漂移电磁线圈，电流流过5个抑制漂移电磁线圈，重复上述实验步骤，当磁控管阳施加2800V高压后，微波输出60W，阳极电流48mA；在阳极电压不变的情况下，开机10分钟后，微波输出仍保持60W不变，阳极电流84mA。与阳极电流不流过抑制漂移电磁线圈的数据比较，可见热漂移性能的改善。

本发明的医用微波治疗机是在现有技术中的基础上改进的，即用本发明的医用微波磁控管取代现有技术中医用微波治疗机的磁控管。本发明医用微波治疗机的第一种实施方式，所使用的家用微波炉磁控包括家用微波炉磁控管管芯4、固定端板2和同轴输出磁耦合腔体12。家用微波炉磁控管管芯4通过其固定端板2预以固定，固定端板2具有向内的圆形凹槽8，圆形凹槽8内有圆环形金属网9。圆柱型的同轴输出磁耦合腔体12紧固在固定端板2上，可采用螺栓等公知技术进行紧固，同轴输出磁耦合腔体12的下底面具有同轴的向外的圆形凸起13，圆形凸起13的中心部位具有供家用微波炉磁控管输出极1穿过的同心圆孔。圆形凹槽8与圆形凸起13相配合，用以避免微波的泄漏。同轴输出磁耦合腔体12上设置有磁耦合装置，磁耦合装置由同轴电缆插座10和由导体制成的具有开口的耦合线圈11，耦合线圈的匝数为1～3匝，耦合线圈11的一端与同轴电缆插座10的芯线连接，另一端与同轴电缆插座10的外导体连接。磁耦合装置可以设置在其同轴输出磁耦合腔体12的侧壁，也可以设置在其同轴输出磁耦合腔体12的侧壁。磁控管输出极1的径向与耦合线圈11的轴向有一个夹角，该夹角为0°时磁耦合输出功率最小，该夹角为90°时磁耦合输出功率最大，通过调整该夹角即可方便地调整家用微波炉磁控管的输出功率。

本发明医用微波治疗机的第二种实施方式，与发明医用微波治疗机的第一种实施方式的不同之在于，1个永久磁铁7套在家用微波炉磁控管管芯4的下端部，在所述家用微波炉磁控管管芯的一端至谐振腔之间的部位套有抑制漂移电磁线圈和功率控制电磁线圈。1个永久磁铁7套在家用微波炉磁控管管芯4的下端部。抑制漂移电磁线圈14套在家用微波炉磁控管管芯4的上部，功率控制电磁线圈15套在所述家用微波炉磁控管管芯的谐振腔部位；也可以是抑制漂移电磁线圈14套在家用微波炉磁控管管芯4的谐振腔部位，功率控制电磁线圈15套在所述家用微波炉磁控管管芯的上位。在家用微波炉磁控管管芯4与功率控制电磁线圈15之间也套有圆环形纯铁16。功率控制电磁线圈15的两个输出端串联在所述家用微波炉磁控管的功率控制回路中，家用微波炉磁控管的功率控制电流流过功率控制电磁线圈时产生的磁场极性与永久磁铁的磁场极性相反。功率控制电磁线圈的匝数为1000～6000匝。