医用臭氧妇科治疗仪的设计

　　臭氧(O3) 是氧气(O₂) 的同素异形体, 广泛存在于大自然当中, 它除了执行着吸收太阳紫外线光的使命外, 还是细菌与病毒的克星, 抑制着自然界细菌及病毒的繁殖生长。随着人们对臭氧认识程度的加深以及臭氧技术的日益发展, 臭氧技术在许多领域得到了广泛的应用。而单片机以其低廉的价格、可靠的性能, 在自动控制系统中发挥了重要的作用。据此, 我们设计了一种采用单片机技术的医用臭氧妇科治疗仪。

　　1 臭氧的优点

　　臭氧的氧化作用极强, 反应速度快, 被公认为是绿色消毒剂, 具有以下优点:(1) 灭菌谱广:既可杀灭细菌繁殖体、芽胞、病毒、真菌和原虫胞体等多种致病微生物, 还可破坏肉毒杆菌和毒素及立克次体等。(2) 具有快速分解为氧的特性:在消毒、灭菌氧化过程中, 单原子氧(O) 在30 min 后又可自身结合成氧(O₂) , 无其它副产物残留, 不存在二次污染的问题, 具有高环保性。(3)空气消毒浓度分布均匀, 无死角, 使用方便。本治疗仪具有预防和治疗多种妇科病、空气消毒、臭氧水处理等功能。

　　2 硬件结构

　　本治疗仪的硬件结构框图如图1 所示, 它由主控器、用户面板和臭氧发生电路组成。

图 1 硬件结构框图

　　2.1 主控器

　　主控器是治疗仪的控制核心, 采用了单片机AT89C51。AT89C51 的P1.0 口作为蜂鸣器报警电路的输出控制口, P1.1~P1.4 作为4 位LED 显示器的位选通控制口, P3 口作为4 位LED 显示器的段选通控制口。P1.5 和P1.6 作为臭氧发生电路的输出控制口, P2.0~P2.6 作为键盘的输入口。

　　2.2 用户面板

　　用户面板由键盘、蜂鸣器报警电路和 4 位 LED 显示器构成。治疗仪采用独立式键盘, 7 个相互独立的按键, 这些按键直接与单片机的 P2.0~P2.6 口相连。7 个键盘分别对应 7 种功能:阴道炎、宫颈炎、臭氧水处理、空气消毒、开/关、时间+、时间- 。蜂鸣器报警电路如图2 所示。在结束工作时, 蜂鸣器会报警提示用户工作结束。通过改变 R1 和 R2 的阻值可以调节蜂鸣器的声音。LED 显示器采用动态扫描显示方式。

　　2.3 臭氧发生电路

　　产生臭氧的方法按原理可分为光化学法、电化学法、原子辐射法和电晕放电法等几种, 本治疗仪采用的是电晕放电法。臭氧发生电路如图3 所示。P1.5 控制继电器使空气泵抽入空气送到臭氧发生器, 接着P1.6 控制继电器使臭氧发生器工作。在臭氧发生器中, 接入的220v 交流电通过变压器产生交变高压电场使空气产生电晕放电, 电晕中的自由高能电子离解O₂分子变成O原子, O 原子再经三体碰撞反应聚合成O₃分子, 从而产生出臭氧。因臭氧具有强氧化性, 如果不及时排出会腐蚀空气泵和臭氧发生器, 缩短其使用寿命, 故在治疗仪工作结束时先关闭臭氧发生电路, 使空气泵多工作一些时间以便将臭氧排尽, 待臭氧全部排尽再关闭空气泵。