碎石机产生冲击波的充放电电路

无论是液电式、电磁式或压电式波源都要求有一套充电和瞬时放电的电路，要求放电时间1弘s左右，放电电流达几千mA。 　　此电路分充电电路和放电电路两部分，交流电经调压路T1调压后经变压器T2升压，电压可达几kV至十几kV，经整流后向电容器C充电储能。当触发器S导通，电容的电荷向冲击波源装置W瞬时放电而产生冲击波，为取得良好的冲击波形，放电时间要求在1us以内。产生冲击波的能量决定于电容储存的能量，其能量公式为E：1／2CU2，式中，E一能量，单位焦耳(J)；C—电容量，单位法拉(F)；U一充电电压，单位伏特(V)。如一台碎石机的电容 0．5uF，使用电压10kV，则其能量为E：1／2X (0．5X10^－6)X(10X10^3)＝25J，若放电时间t为 2uS，根据放电电流公式I=CU/t算得瞬时放电电流为I=(0.5X10^-6)X(10X10^3)÷(2X10^-6)= 2500A。从以上分析可知，冲击波的能量取决于充电电压U和电容C的值，因各种碎石机的电容C在 0.3—1.0uF之间，变化不大，但能量与电压U的平方成正比，所以能量的高低主要取决于高压，电压越高，能量越大，焦点处冲击波压强也越大，结石就越容易粉碎。但太大的能量容易给患者造成损伤，因此碎石机均向低能高效、低副作用的方向发展。液电式冲击波波源　　目前破碎机 的波源以液电式居多，因其发展早、技术成熟、碎石效果好而被广泛采用。 　　液电式冲击波源是一个半椭圆形金属反射体内安置电极，反射体内充满水，当高压电在水中放电时，在电极极尖处产生高温高压，因液电效应而形成冲击波，冲击波向四周传播，碰到反射体非常光滑的内表面而反射，电极极尖处于椭球的第一焦点处，所以在第一焦点(f1)发出的冲击波经反射后就会在第二焦点(f2)聚集，形成压力强大的冲击波焦区，当人体结石处于第二焦点时，就会被粉碎。压电式冲击波波源　　压电式冲击波波源是一个半球的内壁安装很多压电晶体，当有高频高压电通过压电晶体时，压电晶体就会伸缩产生振动，从而使水介质产生超声冲击波，冲击波在圆球的球心f处聚焦，当结石处于焦点处时，就会被强大的冲击波粉碎。电磁式冲击波波源　　电磁式冲击波波源可分为平板式和圆筒式两种。 　　平板式电磁波源是一个中空圆柱体，圆柱体一端有组高频线圈，当高频高压脉冲电流通过时，线圈产生脉振磁场，根据电磁场感应定律可知，靠近线圈前端的平板金属膜就会发生振动，从而使水介质产生冲击波，平行直线传播的冲击波穿过双面凹的声透镜后在透镜的焦点(f)处聚焦，强大的冲击波可把处于焦点处的结石粉碎。 　　圆筒式电磁波波源是一个圆筒形绝缘体外壁安装若干组高频线圈，线圈外是一个圆筒形金属振膜，整个装置安放在一个旋转抛物线形成反射体底部，当有高频高压电流通过线圈时，线圈周围产生脉振磁场，根据电磁感应原理，圆筒形金属振膜就会产生震动，从而使水介质产生冲击波，冲击波平行向四周传播，碰到反射体非常光滑的内表面而反射，然后在抛物面的焦点f处聚焦，当结石处于焦点处时，就会被强大的冲击波粉碎。

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