技术领域
本发明涉及一种医疗保健装置，特别是涉及一种碳素红外线治疗 仪。
背景技术
红外治疗仪在各种疾病在治疗中得到广泛应用并取得良好效果， 其品种琳琅满目，专利多种多样。如红外治疗仪、远红外理疗仪、频 谱仪等。对于消费者防病治病起到积极作用，但也存在一些不足之处， 如专利号为ZL90109331，专利申请日为1990年11月18日，实用新 型名称为宽频谱能量可调辐射治疗仪和专利号为ZL96117067，专利 申请日为1996年8月22日，实用新型名称为一种红外理疗器的两份 专利文件中的技术方案，它们的共同特征是红外发射源均为陶瓷发热 管，即陶瓷管表面涂有一层按一定配方的进行配比的金属氧化物，管 内置放合金电阻丝电热元件，不足之处在于它的红外辐射转换效率 低、红外频谱分布范围较窄。又如专利号为ZL 00112686，专利申请 日为2000年2月15日，实用新型名称为多源红外治疗仪的专利文件 中采用五片电阻不同的圆弧型发热基片，表面分别涂有不同的金属氧 化物涂层，虽然扩展了红外频谱分布范围但是红外辐射转换效率低的 缺点却没有得到克服。且以上所有红外治疗仪的辐射均为静态，而人 体与外界环境之间的辐射交换是一个复杂函数，并且与血液循环和新 陈代谢有关：首先不同皮肤状况对红外线吸收率不同：无色素沉着的 皮肤可将入射红外线反射55％～62％，有无色素沉着的皮肤其反射率 下降到42％，皮肤充血时反射率迅速下降到14％；其二不同疾病对于 红外辐射的场强和频谱要求不一样：如烧伤、烫伤、溃疡等疾病，要 求10μ～25μ红外线，渗透皮肤表层0.5～1mm使渗出组织液迅速形 成保护膜，避免感染，促进疾病痊愈。如关节、肌肉及软组织扭伤，则 需1.5μ～5μ红外线，渗透皮肤下面，促进淤血吸收；其三不同年龄 和不同体质的人对于红外线的感觉和耐受力也不同，所以在红外治疗 过程中，也需因人因时而异，对于红外辐射的场强和频谱作适当调 整。由于疾病呈现的多样性，使得静态红外辐射治疗作用的局限性显 露出来。理论和实践证明只有交替变化的场强对人体作用处于最佳状 态。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供的一种辐射频 率分布宽、红外转换效率高且红外辐射能改变的碳素红外波动场治疗 仪。
本发明为了解决上述技术问题而采取的技术方案如下：
一种碳素红外波动场理疗仪，包括碳素红外发生器、单片机电路、 温度传感器、红外控制电路和控制面板，由单片机电路、红外控制电 路控制的碳素红外发生器所发射的红外辐射场是动态的，其红外辐射 强度W/Cm2、红外频谱峰值波长λmax、辐射变化周期t均是动态交替 变化的。
所述动态变化的红外辐射频谱峰值λmax是随着人体频谱峰值 λmax的变化而变化。
它还有红外探测头和信号采样比较电路，所述红外辐射场的动态 变化是由红外探测头探测人体发射的红外频谱峰值λmax，经信号采样 比较电路、单片机电路、红外控制电路进行信号处理，指令红外发生 器发射与人体共振的红外频谱峰值λmax。
红外探测头设置在红外发生器辐射不到且能接收到人体红外辐 射频谱的位置。
所述动态变化的红外辐射频谱峰值λmax设置在1μ～25μ交替动 态变化。
其红外频谱分布范围为0.75μ～100μ，且90％集中于人体易吸收的 2.5μ～15μ范围。
所述的碳素红外发生器T值的范围在1180K-330K内变化，其辐 射强度在11W/Cm2～0.8W/Cm2之间变化。
所述碳素红外发生器的辐射频谱为0.8μ～25μ，峰值λmax在2.5 μ～11.2μ变动，λmax为一定宽度频谱红外辐射线。
所述碳素红外发生器的辐射场强呈周期性，其交变频率为200Hz～ 0.1Hz。
所述碳素红外发生器为石英管状、柔性的碳纤维电热线、C/C碳 碳结晶体制成片状或曲面片状。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是采用新型 碳素纤维、C/C材料制成的宽频谱红外发生器，其红外频谱分布范围 是0.75μ～100μ甚至更宽，且90％集中于人体易吸收的2.5μ～15 μ范围，它红外辐射率ε达98％，穿透力很强，既是电热体也是红外 辐射体，因此无转换环节，比传统红外发生器热转换效率大大提高， 本发明采用红外探测头探测人体发射的红外频谱，将信号经采样比较 电路、单片机电路和红外控制电路进行处理后，来控制碳素红外发生 器发射与人体共振的红外频谱，当人体频谱发生变化，温度传感器就 会进行实时监测并会重复上述过程，就能使碳素红外发生器所发射出 的红外线能实时随着人体和外界环境的改变而改变，从而能始终使共 振吸收保持在最佳状态，因此很好地解决了由于不同皮肤状况对红外 线吸收率不同、不同疾病对红外辐射的场强和频谱要求不一样以及不 同年龄和不同体质的人对红外线的感觉和耐受力不同而带来的问题。
附图说明
图1为本发明基本原理图；
图2为本发明碳素红外发生器辐射频谱分布图；
图3为人体红外频谱吸收分布图
图4为本发明碳素红外发生器辐射场强动态图；
图5-图7为本发明碳素红外发生器λmax动态图；
图8-图9为本发明石英管碳素红外发生器结构示意图；
图10为本发明碳素纤维线红外发生器结构示意图；
图11为本发明C/C碳碳结晶红外发生器结构示意图。
具体实施方式
由图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种碳素红 外波动场治疗仪，包括温度传感器、红外探测头和安装在轻触控制面 板上的信号采样比较电路、单片机电路、红外控制电路、温度传感器 和碳素红外发生器，由红外探测头探测人体发射的红外频谱，然后将 控测到的红外频谱信号输入采样比较电路，再将经信号采样比较电路 筛选后的信号输入单片机电路，由单片机电路产生一定周期脉冲信号 输送给红外控制电路，最后由红外控制电路控制红外发生器的远红外 辐射周期，并指令红外发生器发射与人体共振的红外频谱，使人机处 共振吸收状态，当人体频谱发生变化，红外探测头会进行实时监测并 会重复上述过程，能始终使共振吸收保持在最佳状态，其中红外发生 器是由碳素纤维或C/C材料制成的碳素红外发生器，其红外频谱分布 范围为0.75μ～100μ，且90％集中于人体易吸收的2.5μ～15μ范 围，T值的范围在1180K-330K内变化，其辐射强度在11W/Cm2～ 0.8W/Cm2之间变化，辐射频谱为0.8μ～25μ，峰值λmax在2.5μ～ 11.2μ变动，λmax为一定宽度频谱红外辐射线，其次碳素纤维红外辐 射率ε达98％穿透力极强，碳素红外发生器既是电热体也是红外辐射 体，无转换环节，比传统红外发生器热转换效率大大提高，碳素红外 发生器可制作呈多样形式，本发明将碳素红外发生器制作为三种： (1)、石英管状碳素红外发生器，即将碳素纤维放入石英管内，安装 引出电极，密封后抽真空注入保护气体制成，其形状可以是环型、直 型、U型等。(2)、C/C碳碳结晶体制成片状或曲面片状碳素红外发生 器(3)、碳纤维电热线制成各种形状柔性碳素红外发生器。
依据斯特芬-波尔兹曼定律：
E b = ∫ 0 ∞ E bλ dλ = C 1 λ - 5 l C 2 / λT - 1 dλ = σ b T 4 - - - ( 1 ) ]]>
E b = C b ( T 100 ) 4 - - - ( 2 ) ]]>
人体正常温度为37℃亦310K，由上述公式所得人体辐射，λmax约 为9.348μm，人体又是一个漫辐射体，其辐射光谱是以9.348μm峰值 的连续光谱。依据热传输原理，热量由高温物体传递给低温物体，本 发明碳素红外发生器绝对温度T在上阈值为1180K、下阈值为330K 范围内变化。
为了满足不同疾病对于红外辐射对于皮肤穿透深度之需要，本发 明碳素红外发生器辐射频谱为0.8μ～25μ，λmax在2.5μ～15μ变 动，λmax为一定宽度频谱红外辐射线。
依据普朗克定律和维恩位移定律：
E b . λ = C 1 λ - 5 l c 2 / λT - 1 dλ - - - ( 3 ) ]]>
λmaxT＝2897.6μm*K (4)
λmax＝2897.6μm*K/T (5)
依据公式(5)得知：随着辐射元件表面温度上升，辐射波长向短波方向 偏移，不同年龄和不同体质的人对于红外线的感觉和耐受力也不同， 所以在红外治疗过程中，本发明通过振荡电路输送给单片机信号，再 由单片机电路产生一定周期脉冲输送给红外控制电路，控制碳素红外 发生器的远红外辐射周期，其交变周期性为为200Hz～0.1Hz。
远红外线是电磁波的一种，同样具有波粒二相性。它不仅使皮肤 产生热效益，而且能与人体辐射的红外线产生共振，通过共振吸收激 发人体内能，毛细血管扩张，使分子团裂化，重新组合较小的水分子 团使得水分子缔合度缩小，加速血液流动，使维循环血流量能增加一 倍，强化各组织之间新陈代谢，提高集体免疫能力，达到防病治病效 果。
振动系统受交变策动力作用，回应达到最大振幅的状态，称为共 振。在量子力学系统中，当入射辐射的频率满足波尔条件时，
v = E 1 - E 2 h - - - ( 5 ) ]]>
即生共振吸收；式中E1和E!! EMBED Equation.3 2是系统的终态和处 态的能量，h是普朗克常数。
为了使共振达到最佳状态，本发明采用红外探测头探测人体发射 的红外频谱，将信号输入采样比较电路，再将筛选后信号输入单片机 电路，由单片机电路发出指令，红外控制电路使碳素红外发生器发射 与人体共振红外频谱。当人体频谱发生变化，上述过程会重复进行， 始终使人体红外频谱共振吸收保持在最佳状态。
红外探测头安装位置可以任意设置，为了简化电路、降低成本， 红外探测头设置在红外发生器辐射不到且能接收到人体红外辐射频 谱的位置，如当红外发生器对人体的正面进行辐射时，红外探测头即 设置人体背面位置；此时红外探测头主要接收人体红外辐射λmax且少 有其它辐射干扰，可以简化采样比较电路。
当关闭红外探测头电路，如附图5所示碳素红外波动场治疗仪 λmax呈交替变化状态。
如图8和图9所示：石英管碳素红外发生器由石英管1、电极 2和碳素纤维3构成。
如图10所示：碳素电热线红外发生器由支撑体4、电极2和 碳素纤维电热线3构成。
如图11所示：C/C碳素红外发生器由电极2和C/C碳素3构 成。