医用电子内窥镜冷光源系统设计与实现.doc

医用电子内窥镜冷光源系统的设计与实现 　　摘要：该文将外部的电源接入到氙灯的电源模块，使电源模块瞬间产生高电压，并将其输入氙灯中，利用高压击穿氙气来点亮氙灯。通过介绍系统电路的设计原理，运用SolidWorks的Flow Simulation插件仿真机箱中热流体流动的轨迹，根据仿真结果设计了系统散热方案，使系统关键点的温度以及整体振动在设备要求的范围内。该系统功率大、性能优越，能为内窥镜系统提供充足、稳定的光源 关键词：电子内窥镜；PS300-12电源；ME300BFM氙灯；冷光源；SolidWorks 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0225-02 Abstract： This article connected the xenon lamp module with the external power source， let the xenon lamp module generated a high voltage immediately， then send the high voltage to the xenon lamp， using the high voltage to breakdown the xenon and light the xenon lamp at the end. There we introduced the design theory of the electrical system and use the Flow Simulation package of the Solidworks to simulat the track of the air flow in the case， due to the simulation results we design a good plan to rejection of heat， make sure that some of the important points temperature are in the control of the equipment’s requirement. This system has a big power and it still has a balanced performance， it can provided a sufficient and steady light source for the endoscope system. Key words： electronic endoscope； PS300-12 power source； ME300BFM xenon light； cold light source； SolidWorks 随着医用光学仪器电子化、智能化程度的不断提高，对医用冷光源的要求也日益严格，冷光源作为各种医用内窥镜的重要配套装置，其性能的优劣直接影响医生的观察效果以及手术的结果[1]。特别是在内窥镜显像系统的应用中，要求光源不仅要有足够的光通量，而且又要有高色温，高显色性，传统的卤素灯照明已经越来越不能满足要求。于是，气体放电灯被引进了医用冷光源系统。氙灯光源具有高色温、高显色、输出光通量大、数倍于其他产品的寿命等特点，使其成为现阶段冷光源的主要产品[2]。近些年随着LED技术的不断发展越来越多的厂家也投入到LED冷光源的研究中，但是由于LED一些技术的局限性，例如高频高压发生器还不能直接检测，其测量精度有待提升等问题[3]，所以目前并没有大规模的推广使用。综合考虑性能、成本以及目前的可实施性，本文着重论述了医用冷光源中氙灯的点灯电路以及整个机箱散热风道的设计，并对未来冷光源的发展前景作了展望 1 系统总体框架 1.1 系统简介 随着微创手术的不断普及，医用内窥镜系统在医生的诊断、手术中发挥着越来越重要的作用。冷光源系统作为内窥镜的重要组成部分，其性能的优劣直接影响内镜图像采集效果 目前内窥镜冷光源系统中，氙灯仍占据着主流位置。这主要还是归功于它光通量大、显色性能好、工作稳定等主要特点[4] 本文研究了美国EXCELITAS公司生产的氙灯套件，并基于该套件设计点灯电路。通过SolidWorks软件仿真了系统的热流体流动的轨迹[5]，使系统的工作温度保持在一个较理想的值，从而大大提高了系统的使用寿命 1.2 模块解析 ME300BFM氙灯模块，其主要特征是点灯的峰值电压为23～36KV，推荐的电源输入端电压为150～240KV，运行功率正常值为300W，工作电流为16～23A，系统工作温度维持在80～150℃。PS300-12电源模块，其主要特征