申请日2014.12.30
公开(公告)日2015.05.27
IPC分类号C02F9/04; C02F9/02
摘要
本实用新型公开一种用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统，包括水净化处理设备、水脱气处理设备和流量控制设备，水净化处理设备连接水脱气处理设备，水脱气处理设备连接流量控制设备，其中，水净化处理设备至少包括用于过滤的滤芯和用于净化的若干个反渗透膜;水脱气处理设备至少包括脱气膜。该技术方案不仅实现了实时制备脱气水的功能，而且减少了水处理设备的体积，实现了水处理设备的小型化。另外，还实现了对治疗水箱进水量和出水量的精确控制，实时监测采集净化水中含氧量、电导率、温度等数据，保证水处理装置安全、可靠、稳定运行。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统，包括水净化处理设 备(100)、水脱气处理设备(200)和流量控制设备(300)，所述水净化处理设备(100) 连接所述水脱气处理设备(200)，所述水脱气处理设备(200)连接所述流量控制设 备(300)，其特征在于，所述水净化处理设备(100)至少包括用于过滤的滤芯(120) 和用于净化的若干个反渗透膜(150);所述水脱气处理设备(200)至少包括脱气膜 (210)。
2.根据权利要求1所述的用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统， 其特征在于，所述水净化处理设备(100)还包括第一电磁阀(111)、开关(130)、若 干个增压泵(140)、混合离子交换柱(170)和活性炭滤芯(180)，所述第一电磁阀(111) 连接所述滤芯(120)，所述开关(130)和若干个增压泵(140)位于所述滤芯(120)和反 渗透膜(150)之间，所述混合离子交换柱(170)与若干个反渗透膜(150)连接，所述 活性炭滤芯(180)分别连接混合离子交换柱(170)和所述脱气膜(210)。
3.根据权利要求2所述的用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统， 其特征在于，所述滤芯(120)包括第一填充棉(121)、颗粒活性炭(122)、结型活性 炭(123)、软水树脂(124)和第二填充棉(125);所述反渗透膜(150)的数量为4个; 所述增压泵(140)的数量为2个;所述开关(130)包括低压开关(132)和高压开关 (131)。
4.根据权利要求3所述的用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统， 其特征在于，所述第一电磁阀(111)与所述第一填充棉(121)、颗粒活性炭(122)、 结型活性炭(123)、软水树脂(124)、第二填充棉(125)、低压开关(132)、高压开关 (131)串联形成主管路，每一个所述增压泵(140)的一端并联在所述主管路上，每 一个所述增压泵(140)的另一端分别连接两个所述反渗透膜(150)，四个所述反渗 透膜(150)并联至少形成第一支路(151)，所述混合离子交换柱(170)与所述第一支 路(151)连接。
5.根据权利要求4所述的用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统， 其特征在于，所述水净化处理设备(100)还包括第二电磁阀(112)、针型阀(190)和 逆止阀，所述逆止阀位于所述反渗透膜(150)和混合离子交换柱(170)之间的所述 第一支路(151)上;四个所述反渗透膜(150)并联还形成第二支路(152)，所述针型 阀(190)与所述第二支路(152)连接，所述第二电磁阀(112)与所述针型阀(190)并 联。
6.根据权利要求2所述的用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统， 其特征在于，所述水脱气处理设备(200)还包括真空泵(230)、压力传感器(220)和 压力罐(280)，所述脱气膜(210)连接所述压力罐(280)，所述真空泵(230)连接所述 压力传感器(220)，真空泵(230)和压力传感器(220)并联在脱气膜(210)上。
7.根据权利要求5所述的用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统， 其特征在于，所述脱气膜(210)与压力罐(280)之间还设置有压力开关(270)、电导 率传感器(240)、温度传感器(250)和氧溶解传感器(260)。
8.根据权利要求6所述的用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统， 其特征在于，所述流量控制设备(300)包括治疗水箱(330)、进水管(331)、出水管 (332)和排水泵(340)，所述进水管(331)连接所述压力罐(280)和所述治疗水箱 (330)，进水管(331)上设有第一流量计(321)和第一流量阀(311);所述出水管(332) 连接所述排水泵(340)和治疗水箱(330)，出水管(332)设有第二流量计(322)和第二 流量阀(312)。
9.如权利要求1至8中任一所述装置的控制系统，其特征在于，至少包括 主控芯片(400)、时钟芯片(460)、通信单元(440)、检测单元(420)和控制单元(430)， 所述时钟芯片(460)与主控芯片(400)通过I2C数据总线连接;所述通信单元(440) 与主控芯片(400)通过UART数据总线连接，所述检测单元(420)与主控芯片(400) 通过I/O接口连接、所述控制单元(430)与主控芯片(400)连接，用于将模拟信号 转换为数字信号。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述通信单元(440)包括 RS232通信模块(441)和RS485通信模块(442);所述检测单元(420)包括开关检测 模块(421)和脉冲信号检测模块(422);所述控制单元(430)包括流量控制模块 (431)、真空压力控制模块(432)、电池电压控制模块(433)、温度控制模块(434)、 电导率控制模块(435)和氧溶解控制模块(436);该系统还包括液晶显示屏(450)， 所述液晶显示屏(450)与所述RS232通信模块(441)连接;该系统还包括电磁阀驱 动模块(410)，所述电磁阀驱动模块(410)与主控芯片(400)通过I/O接口连接。
说明书
一种用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统
技术领域
本实用新型涉及磁共振引导的高强度聚焦超声领域，尤其涉及用于磁共振 引导的高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统。
背景技术
高强聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound，HIFU)技术被认为是21世 纪无创治疗肿瘤的新技术，在临床应用中已成功“消融”多种肿瘤。它的工作 原理为：通过换能器将电能转换为聚焦于检测对象的超声波束，使检测对象的 待测部位温度在短时间内高于65°，从而使肿瘤细胞变性、坏死，达到热消融 治疗肿瘤的目的。
在产生超声波束时，HIFU技术需要采用水作为能量耦合介质，实现能量转 换耦合至检测对象。但是，传统的HIFU治疗系统的水处理设备在手术中常常不 能满足HIFU治疗系统的需求，存在以下问题：首先，传统的HIFU治疗系统的 水处理设备每个阀门需要人工控制，水经过一次恒温处理，很难达到使用要求; 其次，水压难以控制，导致手术时水流速不恒定，水位难以控制，不能实现实 时水净化处理，也不能定量的控制治疗水箱中的水量，水处理设备的自动化程 度较低;最后，传统的HIFU治疗系统的水处理设备体积较大，占用手术室空间 较大，给手术过程带来不便。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于高强度聚焦超声的水处理 装置及控制系统，解决传统HIFU系统的水处理设备存在的体积大、不能实时制 水的问题，以及传统水处理装置控制系统存在不能定量的控制治疗水箱中的水 量、水处理装置自动化程度低的问题。
为了达到上述发明创造目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种用于高强度聚焦超声的水处理装置，包括水净化处理设备、水脱气处 理设备和流量控制设备，所述水净化处理设备连接所述水脱气处理设备，所述 水脱气处理设备连接所述流量控制设备，其中，所述水净化处理设备至少包括 用于过滤的滤芯和用于净化的若干个反渗透膜;所述水脱气处理设备至少包括 脱气膜。
进一步地，所述水净化处理设备还包括第一电磁阀、开关、若干个增压泵、 混合离子交换柱和活性炭滤芯，所述第一电磁阀连接所述滤芯，所述开关和若 干个增压泵位于所述滤芯和反渗透膜之间，所述混合离子交换柱与若干个反渗 透膜连接，所述活性炭滤芯分别连接混合离子交换柱和所述脱气膜。
进一步地，所述滤芯包括第一填充棉、颗粒活性炭、结型活性炭、软水树 脂和第二填充棉;所述反渗透膜的数量为4个;所述增压泵的数量为2个;所 述开关包括低压开关和高压开关。
进一步地，所述第一电磁阀与所述第一填充棉、颗粒活性炭、结型活性炭、 软水树脂、第二填充棉、低压开关、高压开关串联形成主管路，每一个所述增 压泵的一端并联在所述主管路上，每一个所述增压泵的另一端分别连接两个所 述反渗透膜，四个所述反渗透膜并联至少形成第一支路，所述混合离子交换柱 与所述第一支路连接。
进一步地，所述水净化处理设备还包括第二电磁阀、针型阀和逆止阀，所 述逆止阀位于所述反渗透膜和混合离子交换柱之间的所述第一支路上;四个所 述反渗透膜并联还形成第二支路，所述针型阀与所述第二支路连接，所述第二 电磁阀与所述针型阀并联。
进一步地，所述水脱气处理设备还包括真空泵、压力传感器和压力罐，所 述脱气膜连接所述压力罐，所述真空泵连接所述压力传感器，真空泵和压力传 感器并联在脱气膜上。
进一步地，所述脱气膜与压力罐之间还设置有压力开关、电导率传感器、 温度传感器和氧溶解传感器。
进一步地，所述流量控制设备包括治疗水箱、进水管、出水管和排水泵， 所述进水管连接所述压力罐和所述治疗水箱，进水管上设有第一流量计和第一 流量阀;所述出水管连接所述排水泵和治疗水箱，出水管设有第二流量计和第 二流量阀。
一种用于高强度聚焦超声的水处理装置的控制系统，至少包括主控芯片、 时钟芯片、通信单元、检测单元和控制单元，所述时钟芯片与主控芯片通过I2C 数据总线连接;所述通信单元与主控芯片通过UART数据总线连接，所述检测 单元与主控芯片通过I/O接口连接、所述控制单元与主控芯片连接，用于将模拟 信号转换为数字信号。
进一步地，所述通信单元包括RS232通信模块和RS485通信模块;所述检 测单元包括开关检测模块和脉冲信号检测模块;所述控制单元包括流量控制模 块、真空压力控制模块、电池电压控制模块、温度控制模块、电导率控制模块 和氧溶解控制模块;该系统还包括液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述RS232 通信模块连接;该系统还包括电磁阀驱动模块，所述电磁阀驱动模块与主控芯 片通过I/O接口连接。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的一种用于高强度聚焦超声的水处理装置及控制系统，采 用多个反渗透膜通过并联的方式进行纯水的制备，即保证了出水流速和质量， 又不会增加HIFU系统的体积。同时，采用脱气膜的方式进行脱气处理，不仅实 现了实时制备脱气水的功能，而且减少了水处理设备的体积，实现了水处理设 备的小型化。另外，该控制系统采用主控芯片搭建外围电路方法对水处理装置 进行控制，提供了人机交互界面和远程操作功能，通过流量控制模块控制流量 计实现了对治疗水箱进水量和出水量的精确控制，通过氧溶解传感器、电导率 传感器和温度传感器，主控芯片可以实时采集净化水中含氧量、电导率、温度 等数据，保证水处理装置安全、可靠、稳定运行。
