CN114010957B - 用于光疗设备的热回收系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于光疗设备的热回收系统及控制方法。所述热回收系统包括：热吸收区，对应所述光疗区设置；热释放区，对应所述覆盖区设置；热传导件，往复运动于所述热吸收区及所述热释放区，将从所述光疗区吸收的热量在所述覆盖区释放；驱动机构，用于驱动所述热传导件往复运动。本申请在光疗设备的光疗区对应设置热吸收区，以吸收光源产生的热量，在光疗设备的覆盖区对应设置热释放区，并在热吸收区与热释放区之间设计往复运动的热传导件，通过驱动机构驱动热传导件在热吸收区与热释放区往复运动，使得热传导件将从光疗区吸收的热量移送至覆盖区释放，使得光疗区周围形成热辐射区域，既可提高能源利用率，也可提升治疗效果。

Description

用于光疗设备的热回收系统及控制方法

技术领域

本公开一般涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种用于光疗设备的热回收系统及控制方法。

背景技术

已知使用LED和/或OLED的辐射或照明系统将在低温下表现得更好。因此，每个这样的照明系统将具有冷却系统来限制LED和/或OLED的温度。

当使用辐射发射设备来用于靠近哺乳动物组织应用时，控制和限制被照射的组织的温度是非常重要的。一般而言，在来自LED和/或OLED设备的剩余热方面的热损失将经由被动的或主动的冷却移除到环境中。在这样的系统不合期望的情况下，则输入到LED和/或OLED的电力可能反而是有限的，使得由LED和/或OLED产生的热没有将组织温度提高到可接受的水平以上。

如专利CN103826697B所公开的那样，该热回收系统沿辐射源阵列的外围分布，与哺乳动物组织热接触。该系统的热扩散部件定位在LED衬底的背侧，当热扩散部件靠近哺乳动物组织应用辐射发射设备时，热扩散部件的延伸区被布置成与哺乳动物组织热接触，辐射源生成的热量被再次利用的速度缓慢。进一步地，衬底的前表面设有辐射源阵列，相邻两个辐射源之间被间隔物隔开，每个辐射源在发光时均形成独立的光辐射区，使得辐射源阵列发出的光无法完全覆盖治疗区域。因此，我们提出一种用于光疗设备的热回收系统及控制方法，用以解决上述的热量转移速度缓慢，利用率较低，光辐射区域有限，治疗效果不佳的问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种提高辐射源热量利用率，光辐射区域具有可调性，治疗效果显著，结构简单且易于实现的用于光疗设备的热回收系统及控制方法。

第一方面，本申请提供一种用于光疗设备的热回收系统，所述光疗设备具备光疗区和位于所述光疗区两侧的覆盖区；其特征在于，所述热回收系统位于所述光疗设备远离其出光面的一侧，所述热回收系统包括：

热吸收区，对应所述光疗区设置；

热释放区，对应所述覆盖区设置；

热传导件，往复运动于所述热吸收区及所述热释放区，将从所述光疗区吸收的热量在所述覆盖区释放；

驱动机构，用于驱动所述热传导件往复运动。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动机构包括：

第一电磁铁，设置在所述热吸收区上；

第二电磁铁，设置在所述热释放区远离所述第一电磁铁的一侧；

控制模块，用于控制所述第一电磁铁与所述第二电磁铁供电电路的通断；

所述热传导件为金属件，位于所述第一电磁铁与所述第二电磁铁之间。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述光疗区设有用于安装光源的导热基层；所述热吸收区设有：

连接部，位于所述导热基层的中部；所述第一电磁铁设置在所述连接部上；

热传递层，覆盖于所述导热基层上，位于所述连接部的两侧；

所述热传导件位于所述热传递层的外部。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述导热基层底部设有调节组件，用于调节所述光源的照射角度。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述光源固定在安装板上；所述安装板通过连杆连接在所述导热基层远离所述连接部的一侧；

所述调节组件用于驱动所述连杆绕第一端转动，以带动所述安装板摆动；所述第一端为所述连杆与所述导热基层的连接段。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述导热基层的边缘突出于所述安装板；所述调节组件包括：

第三电磁铁，安装在所述导热基层靠近所述安装板一侧的端部；

金属板，安装在所述安装板的边缘，与所述第三电磁铁对应设置；

所述控制模块，用于控制所述第三电磁铁供电电路的通断。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述光疗设备的底部设有支撑组件。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述光疗设备表面设有柔性基层；所述柔性基层的底面及所述热传导件的顶面分别设有配对的滑槽和滑轨，用于限制所述热传导件的运动轨迹。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述热传导件上安装有第一温度传感器；所述热释放区设有第二温度传感器；控制模块，用于接收所述第一温度传感器和第二温度传感器的温度信号，并根据所述温度信号控制所述第一电磁铁与所述第二电磁铁供电电路的通断。

第二方面，本申请提供一种上述的一种用于光疗设备的热回收系统的控制方法，包括以下步骤：

S10、给第一电磁铁供电，使得热传导件运动至第一设定位置，热传导件吸收热吸收区的热量；

S20、接收第一温度传感器的温度信号t₁，和第二温度传感器的温度信号t₂；

S30、判断t₁与t₂的差值是否大于或等于第一设定温差值；若是则执行步骤S40，若否则继续执行步骤S30；

S40、给第一电磁铁断电，给第二电磁铁供电，使得热传导件运动至第二设定位置；

S50、判断t₁与t₂的差值是否小于或等于第二设定温差值；若是则执行步骤S60，若否则继续执行步骤S50；

S60、给第二电磁铁断电，瞬时给第一电磁铁供电，使得热传导件运动至第一设定位置。

综上所述，本申请具体地公开了一种用于光疗设备的热回收系统的具体结构。本申请具体地在光疗设备的光疗区对应设置热吸收区，以吸收光源产生的热量，在光疗设备的覆盖区对应设置热释放区，并在热吸收区与热释放区之间设计往复运动的热传导件，通过驱动机构驱动热传导件在热吸收区与热释放区往复运动，使得热传导件将从光疗区吸收的热量移送至覆盖区释放，使得光疗区周围形成热辐射区域，既可提高能源利用率，也可提升治疗效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为用于光疗设备的热回收系统的结构示意图。

图2为用于光疗设备的热回收系统的结构示意图。

图3为用于光疗设备的热回收系统的结构示意图。

图4为光疗设备的俯视结构示意图。

图5为用于光疗设备的热回收系统的结构示意图。

图6为用于光疗设备的热回收系统的结构示意图。

图7为滑槽和滑轨的结构示意图。

图8为控制方法的流程图。

图中标号：1、柔性基层；2、热吸收区；3、热释放区；4、第一电磁铁；5、第二电磁铁；6、热传导件；7、连接部；8、热传递层；9、导热基层；10、光源；11、第二支撑体；12、安装板；13、连杆；14、透光区；15、金属板；16、第三电磁铁；17、支撑本体；18、第一支撑体；19、光疗区；20、覆盖区；21、控制模块；22、滑槽；23、滑轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参考图1所示的本申请提供的一种用于光疗设备的热回收系统的结构示意图，所述光疗设备具备光疗区和位于所述光疗区两侧的覆盖区；所述热回收系统位于所述光疗设备远离其出光面的一侧，所述热回收系统包括：

热吸收区2，对应所述光疗区设置；

热释放区3，对应所述覆盖区设置；

热传导件6，往复运动于所述热吸收区2及所述热释放区3，将从所述光疗区吸收的热量在所述覆盖区释放；

驱动机构，用于驱动所述热传导件6往复运动。

在本实施例中，光疗设备具备光疗区和位于光疗区两侧的覆盖区，如图4所示，光疗区为图中标号19的区域，覆盖区为图中标号20的区域；热回收系统位于光疗设备远离其出光面的一侧，用于回收光疗设备产生的热量，并传递至光辐射区域周围，以辅助光疗，提高治疗效果；

具体地，如图1所示，热回收系统包括：

热吸收区2，对应光疗区设置，用于吸收光疗区产生的热量；

热释放区3，对应覆盖区设置，用于将热量传递至覆盖区，环设在光疗区域的周围，以辅助治疗；

热传导件6，在热吸收区2与热释放区3之间往复运动，用于将从光疗区吸收的热量在覆盖区释放；此处，热传导件6的类型，例如为金属件；

驱动机构，为热传导件6提供驱动力，用于驱动热传导件6往复运动；

具体地，如图1和图2所示，驱动机构包括：

第一电磁铁4，设置在热吸收区2上，用于吸住热传导件6；如图1所示，一个第一电磁铁4设置在热吸收区2的连接部7上，可将热吸收区2分为左右两个热吸收区；

第二电磁铁5，设置在热释放区3远离第一电磁铁4的一侧，用于吸住热传导件6；如图1所示，两个第二电磁铁5分别设置在两个热释放区3远离第一电磁铁4的一侧；

并且，两个热传导件6，分别位于第一电磁铁4与图中左侧的第二电磁铁5之间及第一电磁铁4与图中右侧的第二电磁铁5之间；

此处，控制模块，用于控制第一电磁铁4与第二电磁铁5供电电路的通断；

如图1所示，给第一电磁铁4通电，两个第二电磁铁5断电，第一电磁铁4产生磁性，吸引两个热传导件6移至相应的热吸收区2，热传导件6在热吸收区2吸收热量，直至热传导件6的温度到达预定温度，给第一电磁铁4断电；

如图2所示，给第二电磁铁5通电，第一电磁铁4保持断电状态，热传导件6被相应的第二电磁铁5吸引，使得热传导件6由热吸收区2移动至热释放区3，将热量在热释放区3释放，当热传导件6自身温度降至常温或设定的最低温度时，给第二电磁铁5断电；

通过控制第一电磁铁4与第二电磁铁5交替通断电，改变热传导件6在热吸收区2与热释放区3之间的位置，将从热吸收区2吸收的热量不断向热释放区3传递，提高能源利用率。

进一步地，如图1所示，在光疗区设有导热基层9，光源10安装在导热基层远离热吸收区的一面；热吸收区2设有：

连接部7，位于导热基层9的中部，用于安装第一电磁铁4；

热传递层8，覆盖于导热基层9上，位于连接部7的两侧，作为热传递介质，用于将导热基层9吸收的光源10产生的热量传递给热传导件6；此处，热传导件6位于热传递层8的外部。热传递层8的结构，例如为铜膜与镍膜结构，在镍材质形成的镍膜的上下表面分别铺设铜材质形成的铜膜。

其中，光源10的类型，例如为OLED光源、LED光源或光纤；

光源10可以根据治疗要求进行选择，不同颜色的光的光疗效果：

510nm～590nm波段的黄绿光照射深度在蓝光和红光中间，可以促进该皮肤深度的毛细血管的疏通与扩张，同时增强细胞的抵抗力，加快患处的治疗效果。

590～810nm波段的红光可以使线粒体释放细胞色素c氧化酶，增加三磷酸腺苷，细胞利用三磷酸腺苷提供能量，从而促进了细胞的新陈代谢；同时红光照射使得血管内的分子被加热，调节血管扩张，改善血液循环；440～510nm波段的蓝光照射可用于舒缓炎症引起的疼痛和肿胀。

其中，如图4所示，控制模块为图中标号21的部分，控制模块位于光疗区上顶部；控制模块和与第一电磁铁4和第二电磁铁5连接的供电电路均具备无线收发单元，控制模块的处理单元将判断结果信号传递经无线收发单元传递至供电电路，供电电路的处理单元根据相应的判断结果信号，对供电电路的控制开关作出相应的动作指令，使得第一电磁铁4或第二电磁铁5通电；

控制模块的处理单元，用于接收热传导件6的温度信号，并判断给第一电磁铁4和第二电磁铁5通断电；处理单元的类型，例如为微处理器单元，可选用型号为MSP430F4793的芯片；

第一电磁铁4与第二电磁铁5的类型，例如为电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器或者操作电磁铁。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，在导热基层9底部设有调节组件，用于调节光源10的照射角度；

如图3所示，安装板12，利用连杆13作为连接介质，通过连杆13连接在导热基层9远离连接部7的一侧，安装板12远离导热基层9的一侧用于安装光源10；

此处，导热基层9的边缘突出于安装板12，便于在导热基层9两侧设计第三电磁铁16，更好地控制安装板12在第三电磁铁16之间摆动；

调节组件，用于驱动连杆13绕第一端转动，带动安装板12摆动；此处，第一端为连杆13与导热基层9的连接段；

具体地，调节组件包括：

第三电磁铁16，安装在导热基层9靠近安装板12一侧的端部，用于吸住金属板15；

金属板15，安装在安装板12的边缘，与第三电磁铁16对应设置，用于带动安装板12及光源10摆动；

控制模块，用于控制第三电磁铁16供电电路的通断；

通过对两个第三电磁铁16交替通电，两个第三电磁铁16交替吸住对应的金属板15，使得安装板12及光源10形成摆动，以扩大光疗区域。

如图5所示，利用控制模块为图中左侧的第三电磁铁16通电，右侧的第三电磁铁16则保持断电，左侧的第三电磁铁16产生磁性，吸引其相邻的金属板15，直至金属板15与左侧的第三电磁铁16完全贴合，此时装置向左摆动至最大角度；

如图6所示，利用控制模块为图中右侧的第三电磁铁16通电，左侧的第三电磁铁16断电，右侧的第三电磁铁16产生磁性，吸引其相邻的金属板15，直至金属板15与右侧的第三电磁铁16完全贴合，此时装置向右摆动至最大角度；

通过控制模块的时钟控制单元，控制两个第三电磁铁的通电时长，使得所有光源10的摆动可形成连续的且最大面积的光疗区域。

进一步地，如图1所示，支撑组件，设置在光疗设备的底部，用于将光源10与伤口位置隔开，避免光源10直接接触伤口，对伤口造成二次损伤；

具体地，支撑组件包括：支撑本体17，设置在光疗设备底部，其具备中空腔体，用于容纳第一支撑体18和第二支撑体11；第一支撑体18位于光源10下方，并且第一支撑体18的顶部开设有安装槽，用于安装相对应的光源10；并且，安装槽下方的部分为透明材质，使得光源发出的光可顺利传递至皮肤；

此处，第一支撑体18与第二支撑体11均具有弹性，且均为透明材质，避免第一支撑体18的安装槽对光源10的摆动产生限制与阻碍，以及第一支撑体18与第二支撑体11可更好地与皮肤贴合；

第二支撑体11位于热释放区3的下方，对热释放区3起到支撑作用；

上述支撑组件仅适用多个光源独立设置的情况；当光源为一整片连续的光源时，则无须第一支撑体18，只设置第二支撑体11支撑热释放区3即可。

可选地，还可以在支撑组件底部设计透光区14，用于将光源10发出的光更好地透射在伤口处。

进一步地，如图1所示，柔性基层1，设置在光疗设备表面，并且，滑槽和滑轨，分别设置在柔性基层1的底面及热传导件6的顶面，滑槽与滑轨配合使用，如图7所示，标号22部分为滑槽，标号23部分为滑轨，用于限制所述热传导件6的运动轨迹。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，在热传导件6上安装第一温度传感器，用于检测热传导件6的温度；在热释放区3安装第二温度传感器，用于检测热释放区3的温度；

控制模块，用于接收第一温度传感器和第二温度传感器的温度信号，并根据温度信号控制第一电磁铁4与第二电磁铁5供电电路的通断。

通过设置两个温度传感器，在热传导件6和热释放区3达到第一设定温差时，才将其移动到热释放区3，此时由于热传导件6和热释放区3的温差大，温度传递效率高；在热传导件6和热释放区3达到第二设定温差时，将其拉回热吸收区2吸热，此时，由于热传导件6与热吸收区2的温差大，热吸收区2的温度可以迅速被热传导件6吸收，直至热传导件6和热释放区3的温差足够大；本申请通过控制在热传导件6的吸热和放热的温差，提高了吸热和放热的效率，进而提高了热回收的效率。

实施例4

本实施例基于实施例3的技术方案，如图8所示，提供一种控制方法，包括以下步骤：

S10、给第一电磁铁4供电，使得热传导件6运动至第一设定位置，热传导件6吸收热吸收区2的热量；此处，如图1所示，第一设定位置为热传导件6被第一电磁铁4的吸力作用下运动到第一电磁铁4一侧时的位置；

S20、接收第一温度传感器的温度信号t₁，和第二温度传感器的温度信号t₂；

S30、判断t₁与t₂的差值是否大于或等于第一设定温差值；若是则执行步骤S40，若否则继续执行步骤S30；其中在本实施例中第一设定温差为2；

S40、则给第一电磁铁4断电，给第二电磁铁5供电；使得热传导件6运动至第二设定位置，热传导件6移至热释放区3，将从热吸收区2吸收的热量在热释放区3释放，经热释放区3传递至伤口周围；此处，如图2所示，第二设定位置为热传导件6在第二电磁铁5的吸力作用下运动到第二电磁铁5一侧时的位置；

S50、判断t₁与t₂的差值是否小于或等于第二设定温差值；若是则执行步骤S60，若否则继续执行步骤S50。

S60、则给第二电磁铁5断电，瞬时给第一电磁铁4供电，使得热传导件6运动至第一设定位置；在本实施例中，第二设定温差值为0.5。

通过交替为第一电磁铁4与第二电磁铁5供电，使得热传导件6在热吸收区2与热释放区3之间往复运动，使得光源产生的热量被再次利用，以提高能源利用率。

具体地，初始状态下，对第一电磁铁4供电，热传导件6在热吸收区2与第一电磁铁4吸附一起，热传导件6为常温温度，随着光疗装置工作进行，开始产生热量，热吸收区2逐渐升温，由于热传导件6与热吸收区2之间产生温差，使得热传导件6不断吸收热吸收区2的热量，当热传导件6的温度值与热释放区3的温度的差值到达或大于第一设定温差值，例如为20摄氏度，为第一电磁铁4断电，给第二电磁铁5通电，将相应的热传导件6吸引至对应的热释放区3，由于传导件6与热释放区3温差较大，使得热传导件6的热量可迅速传递给热释放区3，在光疗区域周围形成热辐射区域辅助治疗；当热传导件6的温度值与热释放区3的温度的差值到达或小于第二设定温差值，例如为5摄氏度，为第二电磁铁5断电，给第一电磁铁4通电，重复上述步骤，使得热传导件6可不断从热吸收区2吸收热量传递至热释放区3，提高热回收的效率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种用于光疗设备的热回收系统，所述光疗设备具备光疗区和位于所述光疗区两侧的覆盖区；其特征在于，所述热回收系统位于所述光疗设备远离其出光面的一侧，所述热回收系统包括：

热吸收区（2），对应所述光疗区设置；

热释放区（3），对应所述覆盖区设置；

热传导件（6），往复运动于所述热吸收区（2）及所述热释放区（3），将从所述光疗区吸收的热量在所述覆盖区释放；

驱动机构，用于驱动所述热传导件（6）往复运动；

所述光疗区设有用于安装光源（10）的导热基层（9）；所述热吸收区（2）设有连接部（7），位于所述导热基层（9）的中部；所述光源（10）固定在安装板（12）上；所述安装板（12）通过连杆（13）连接在所述导热基层（9）远离所述连接部（7）的一侧；所述导热基层（9）底部设有调节组件，所述调节组件用于驱动所述连杆（13）绕第一端转动，以带动所述安装板（12）摆动，调节所述光源（10）的照射角度；所述第一端为所述连杆（13）与所述导热基层（9）的连接段；

所述导热基层（9）的边缘突出于所述安装板（12）；所述调节组件包括：

第三电磁铁（16），安装在所述导热基层（9）靠近所述安装板（12）一侧的端部；

金属板（15），安装在所述安装板（12）的边缘，与所述第三电磁铁（16）对应设置；

控制模块，用于控制所述第三电磁铁（16）供电电路的通断。

2.根据权利要求1所述的一种用于光疗设备的热回收系统，其特征在于，所述驱动机构包括：

第一电磁铁（4），设置在所述热吸收区（2）上；

第二电磁铁（5），设置在所述热释放区（3）远离所述第一电磁铁（4）的一侧；

控制模块，用于控制所述第一电磁铁（4）与所述第二电磁铁（5）供电电路的通断；

所述热传导件（6）为金属件，位于所述第一电磁铁（4）与所述第二电磁铁（5）之间。

3.根据权利要求2所述的一种用于光疗设备的热回收系统，其特征在于，所述第一电磁铁（4）设置在所述连接部（7）上；

所述热吸收区（2）还设有：

热传递层（8），覆盖于所述导热基层（9）上，位于所述连接部（7）的两侧；

所述热传导件（6）位于所述热传递层（8）的外部。

4.根据权利要求1所述的一种用于光疗设备的热回收系统，其特征在于，所述光疗设备的底部设有支撑组件。

5.根据权利要求1所述的一种用于光疗设备的热回收系统，其特征在于，所述光疗设备表面设有柔性基层（1）；所述柔性基层（1）的底面及所述热传导件（6）的顶面分别设有配对的滑槽和滑轨，用于限制所述热传导件（6）的运动轨迹。

6.根据权利要求2或3所述的一种用于光疗设备的热回收系统，其特征在于，所述热传导件（6）上安装有第一温度传感器；所述热释放区（3）设有第二温度传感器；控制模块，用于接收所述第一温度传感器和第二温度传感器的温度信号，并根据所述温度信号控制所述第一电磁铁（4）与所述第二电磁铁（5）供电电路的通断。

7.一种基于权利要求6所述的一种用于光疗设备的热回收系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、给第一电磁铁（4）供电，使得热传导件（6）运动至第一设定位置，热传导件（6）吸收热吸收区（2）的热量；

S20、接收第一温度传感器的温度信号t₁，和第二温度传感器的温度信号t₂;

S30、判断t₁与t₂的差值是否大于或等于第一设定温差值；若是则执行步骤S40，若否则继续执行步骤S30；

S40、给第一电磁铁（4）断电，给第二电磁铁（5）供电，使得热传导件（6）运动至第二设定位置；

S50、判断t₁与t₂的差值是否小于或等于第二设定温差值；若是则执行步骤S60，若否则继续执行步骤S50；

S60、给第二电磁铁（5）断电，瞬时给第一电磁铁（4）供电，使得热传导件（6）运动至第一设定位置。