一种气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度检测装置及方法

摘要

本发明公开了一种气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度检测装置及方法，通过压力传感器及相应专用测试夹具，能够根据不同冲击波治疗仪进行调节，并确保控制冲击波治疗仪在工作时不会向上运动，在放置不同胶垫时可以进行高度调节；通过压力的测量，用压力传感器测出加载下的压力衰减值，并通过光栅位移传感器记录冲击波治疗仪压力头到压力传感器的距离，记录对两次压力峰值的测量和治疗头至压力传感器高度的测量数据，通过计算即可以得到被测冲击波治疗仪的穿透深度。本发明实现了对气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度的检测。

说明书

技术领域

本发明属于冲击波治疗仪性能测试领域，特别是一种气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度检测装置及方法。

背景技术

冲击波疗法是物理学、医学和工程学等相结合的一门微能量医学，是一门以适宜的能量刺激为基础，精准靶向的修复与再生医学。目前已广泛应用于肩周炎、肌腱炎、网球肘、足底筋膜炎、股骨头坏死等疾病的治疗。

随着科技的发展和社会的进步，冲击波治疗技术将在世界范围内获得更为广泛的应用。包括我国在内，越来越多的国家将加大引进和发展冲击波治疗技术以针对各种疼痛的治疗。随着国内老龄化社会的来临，此类康复理疗设备具有较大的国内外市场需求。而如何保证设备在临床治疗中的质量安全，成了限制这一技术更好为患者服务的障碍，其质量控制设备市场潜力巨大。

现有的设备在进行体外冲击穿透深度的测试时，主要靠直尺测量一个或两个模拟负载下治疗头到压电传感器的垂直距离。然后通过示波器测量电压信号换算为压力值，而后经过公式计算穿透深度。体外冲击波的治疗头上端加入质量块后压在胶垫上会使胶垫变形，此时用直尺支持测量治疗头到胶垫下面的压电传感器距离会存在误差，因为治疗头压陷在胶垫中无法目测，从而对气压弹道式体外压力波治疗设备的治疗效果的评估造成一定的影响。因此，解决观测治疗头与传感器垂直距离的误差问题，是目前本领域技术人员所迫切解决的问题。此外，通过精确测量治疗头到压电传感器的垂直距离和压力值，通过软件实现公式计算，检测装置上直接显示穿透深度数值，优化了检测效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度检测装置及方法，以实现对气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度的检测。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度检测装置，包括支撑平台、夹具固定架、导轨固定架、夹具、滑块、加载板、质量块、光栅位移传感器、卡套、胶垫、压力检测单元、XY微调平台、计算机；

所述支撑平台上固定有一个夹具固定架和两个导轨固定架；夹具固定架上固定有夹具，用于夹持固定冲击波治疗仪，所述冲击波治疗仪底部固定有卡套，卡套设置在胶垫上，胶垫底部放置有压力检测单元，用于检测胶垫受到的冲击力；所述胶垫放置在XY 微调平台的压力检测单元上，XY微调平台固定在支撑平台上，用于从水平二维方向调整胶垫的位置；所述导轨固定架上固定有导轨，滑块与导轨配合，可沿导轨竖直上下滑动；两个滑块之间固定有加载板，加载板上端放置有质量块，所述滑块上设有光栅位移传感器，所述光栅位移传感器用于检测冲击波治疗仪下压后胶垫的厚度；所述光栅位移传感器、压力检测单元将检测的数据传输至计算机，所述计算机根据采集的数据计算冲击波治疗仪的穿透深度。

一种气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度检测方法，包括以下步骤：

步骤1、将支撑平台调平，将冲击波治疗仪与力检测单元对中；

步骤2、在不加胶垫的情况下，缓慢让加载板跟随冲击波治疗仪运动到底部与压力检测单元接触，记录光栅位移传感器的值L

步骤3、夹紧夹具将冲击波治疗仪固定，然后打开冲击波治疗仪，设置冲击波治疗仪输出最大输出能量下单次释放压力波，冲击波治疗仪的子弹体穿过卡套加载在胶垫上，记录此时衰减后的加载压力值F

步骤4、松开夹具，在压力检测单元上竖直放置两个胶垫，使加载板、质量块跟随冲击波治疗仪下行并与胶垫接触，此时锁住滑块，记录光栅位移传感器的值L

步骤5、夹紧夹具将冲击波治疗仪固定，然后打开冲击波治疗仪，设置冲击波治疗仪输出最大输出能量下单次释放压力波，冲击波治疗仪的子弹体穿过卡套加载在两层胶垫上，记录此时衰减后的加载压力值F

步骤6、通过计算机计算获得冲击波治疗仪的穿透深度d

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明依据气压弹道式冲击波治疗仪的综合性能要求，研究设备治疗头输出的冲击波穿过不同厚度介质后力的衰减情况，得到被测冲击波治疗仪的穿透深度。

(2)本发明考虑了冲击波治疗仪的冲击头与胶垫和传感器不对中问题对测试结果带来的影响，不同治疗仪的冲击头大小、直径等都不相同，在加紧过程中就会出现不对中的现象，本发明在平台上安装了XY微调平台，保证测试时冲击头与胶垫和压力传感器在同一中心线上，能够测试更多类型的冲击波治疗仪。

附图说明

图1为本发明气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度检测装置总体结构示意图。

图2为夹具总体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1，本发明的一种气压弹道式冲击波治疗仪穿透深度检测装置，包括支撑平台8、夹具固定架7、导轨固定架6、夹具5、滑块4、加载板3、质量块2、光栅位移传感器11、卡套12、胶垫13、压力检测单元14、XY微调平台15、计算机16；

所述支撑平台8底部均布有三个调节螺栓9，用于调整支撑平台8处于水平状态；所述支撑平台8上固定有一个夹具固定架7和两个导轨固定架6；夹具固定架7上固定有夹具5，用于夹持固定冲击波治疗仪10，所述冲击波治疗仪10底部固定有卡套12，卡套12设置在胶垫13上，胶垫13底部放置有压力传感器作为压力检测单元14，用于检测胶垫13受到的冲击力；所述胶垫13放置在XY微调平台15的压力检测单元14上， XY微调平台15固定在支撑平台8上，用于从水平二维方向调整胶垫13的位置，保证测试时冲击波治疗仪10与胶垫13和压力检测单元14在同一中心线上。所述导轨固定架6上固定有导轨，滑块4与导轨配合，可沿导轨竖直上下滑动；两个滑块4之间固定有加载板3，加载板3上端放置有质量块2，用于施加静载力，测试时，将冲击波治疗仪10放置在加载板3和胶垫13之间，通过质量块2的加载，可保证冲击波治疗仪10 下端卡套12与胶垫13紧密接触。所述滑块4上设有光栅位移传感器11，所述光栅位移传感器11用于检测冲击波治疗仪10下压后胶垫13的厚度；所述光栅位移传感器11、压力检测单元14将检测的数据传输至计算机16，所述计算机16根据采集的数据计算冲击波治疗仪10的穿透深度。

进一步的，在不加胶垫的情况下，缓慢让加载板3跟随冲击波治疗仪10运动到底部与压力检测单元14接触，此时不用打开冲击波治疗仪，记录光栅位移传感器的值L

光栅位移传感器可以精确的测量导轨滑动的位移，位移的测量误差小于5um，提高了测量的精确性，也可通过其他现有的位移检测单元，检测胶垫的加载前的胶垫厚度。

胶垫的选择因考虑到其对压力的衰减能力尽可能与人的肌肉组织类似，凝胶与人的肌肉类似，并且广泛的作为人的肌肉组织替代物在各种测试中使用。所以在本项目中选择凝胶作为胶垫的材料。

所述夹具5包括安装座，固定在安装座一端的夹具固定端，设置在安装座另一端的夹具活动端，活动端通过滑块连接在安装座的滑轨上，安装座上连接有螺杆，螺杆与活动端连接，通过螺杆转动，实现安装座相对固定端的移动，完成夹持与松开。具体的，所述夹具包括安装座52、固定在安装座52上的第一支撑座57、与第一支撑座57螺纹连接的第一螺杆59，所述第一螺杆59与第一滑块52铰接，第一滑块52与安装座52 之间设有滑轨，第一螺杆59带动第一滑块52沿安装座52水平滑动；所述第一滑块52 上固定有第二支撑座55，所述第二支撑座55上螺纹连接有第二螺杆51，第二螺杆51 与第二滑块56铰接，第二滑块56与第一滑块52之间设有滑轨，第二螺杆51的轴向垂直于第一螺杆59的轴向，第二螺杆51带动第二滑块56沿第一滑块52水平滑动，滑动方向垂直于第一滑块52沿安装座52的滑动方向。

所述XY微调平台15包括底座和竖直放置的两个滑动平台，上端平台与下端平台、下端平台与底座之间均通过滑轨连接，平台与对应的螺杆连接，通过螺杆转动带动相应的平台滑动，两个平台滑动方向垂直，实现水平二维方向的滑动。

本发明的深度检测装置的检测过程为：

1、在测试初始时，在支撑平台8放置水平仪，观察支撑平台8上的水平仪，判断支撑平台8是否处于水平状态，如果支撑平台8处于不水平状态，应将支撑平台8调水平。用夹具5将冲击波治疗仪10固定，并通过XY微调平台15使冲击波治疗仪10与力检测单元对中。

2、在不加胶垫的情况下，缓慢让加载板3跟随冲击波治疗仪10运动到底部与压力检测单元14接触，此时不用打开冲击波治疗仪，记录光栅位移传感器的值L

3、夹紧夹具5将冲击波治疗仪10固定，然后打开冲击波治疗仪10，设置冲击波治疗仪10输出最大输出能量下单次释放压力波，冲击波治疗仪10的子弹体穿过卡套12 加载在胶垫13上，记录此时衰减后的加载压力值F

4、松开夹具，在压力检测单元14上竖直放置两个胶垫13，使加载板3、质量块2 跟随冲击波治疗仪10下行并与胶垫13接触，此时锁住滑块，记录光栅位移传感器的值 L

5、夹紧夹具5将冲击波治疗仪10固定，然后打开冲击波治疗仪10，设置冲击波治疗仪10输出最大输出能量下单次释放压力波，冲击波治疗仪10的子弹体穿过卡套12 加载在两层胶垫13上，记录此时衰减后的加载压力值F

6、通过计算机计算获得冲击波治疗仪10的穿透深度d

基于上述的检测方法，本发明的计算机16还设有加载前胶垫厚度计算模块和穿透深度计算模块；

所述加载前胶垫厚度计算模块用于根据放置胶垫前后放置胶垫后光栅位移传感器的检测的两次高度值，得到加载前考虑静态加载变形后的胶垫厚度；

所述穿透深度计算模块根据计算得到的考虑静态变形后的一个胶垫厚度以及两个胶垫厚度，并根据记载的对一个胶垫的加载压力衰减值和对两个胶垫的加载压力衰减值，计算得到冲击波治疗仪10的穿透深度d

本发明依据气压弹道式冲击波治疗仪的综合性能要求，研究设备治疗头输出的冲击波穿过不同厚度介质后力的衰减情况，得到被测冲击波治疗仪的穿透深度。考虑了冲击波治疗仪的冲击头与胶垫和传感器不对中问题对测试结果带来的影响，不同治疗仪的冲击头大小、直径等都不相同，在加紧过程中就会出现不对中的现象，本发明在平台的底部设计安装了XY微调平台，保证测试时冲击头与胶垫和压力传感器在同一中心线上，能够测试更多类型的冲击波治疗仪。