一种微波治疗仪直流高压隔断器制造技术

本发明专利技术涉及一种隔断器，尤其是一种微波治疗仪直流高压隔断器，属于微波隔离器技术领域。本发明专利技术提供的技术方案包括第一隔离谐振腔，第二隔离谐振腔，第一天线插座，第二天线插座，绝缘隔离环。所述的第一第二隔离谐振腔为同轴对称的开耦合孔圆柱体微波腔，所述圆柱腔为金属铝材质，半径为R,长为L；所述的第一第二天线插座为N型四孔法兰盘母座，所述天线插座内导体耦合柱直径>3mm，置于谐振腔导体耦合柱长度为<20mm；所述的绝缘隔离环为圆柱形的尼龙材质，中间的绝缘环厚度<2mm，入射电场在绝缘隔离环出获得电压零点。本发明专利技术可实现BF型设计，实现隔离直流和高电压，防止治疗探头接触人体时产生触电，同时又能有效的微波能量输出，达到有效的治疗效果。

【技术实现步骤摘要】
一种微波治疗仪直流高压隔断器
本技术涉及微波隔离器
，具体涉及一种微波治疗仪直流高压隔断器。
技术介绍
微波治疗仪治疗疾病主要是通过消耗微波能量而产生热效应，借助这些热量达到治疗各种疾病的作用。微波从微波治疗仪设备发出，通过微波电缆输出到治疗探头，介入到患者局部组织的病灶进行治疗。根据医疗电气设备的防电击分类要求，微波治疗仪设备的应用部分必须是BF型设备，即此设备适用于体表和体腔，但与患者需具有绝缘触体。现有大部分微波治疗仪主要通过电路部分进行的BF型隔离设计，但因设备的核心微波输出部件具有功率大、电压高，此类设计方式复杂，难以做到有效的隔离直流高压，容易有漏电到应用部分的安全风险。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种微波治疗仪直流高压隔断器，设计体积小重量轻且易于加工，可实现BF型设计，实现隔离直流和高电压，防止治疗探头接触人体时产生触电，同时又能有效的微波能量输出，达到有效的治疗效果。为实现上述目的，本技术提供的一种微波治疗仪直流高压隔断器，包括第一隔离谐振腔，第二隔离谐振腔，第一天线插座，第二天线插座，绝缘隔离环；所述的第一第二隔离谐振腔为同轴对称的开耦合孔圆柱体微波腔，所述圆柱腔为金属铝材质，半径为R,长为L；进一步地，所述圆柱形谐振腔的谐振频率表达式为：式中：2R和L分别为谐振腔的直径和长度；ε和μ分别为介质的介电常数和磁导率；进一步地，所述第一第二隔离谐振腔与天线插座连接处设有耦合孔，所述耦合孔内设有台阶，台阶上部孔洞较大，用于固定天线插座，台阶下部孔洞较小，用于通过天线插座上的耦合柱，同时可减小耦合孔对耦合的影响；进一步地，所述耦合孔同谐振腔之间的理想的耦合方程为：进一步地，所述耦合孔处于圆柱底部中心位置，入射电场偏振方向平行于耦合孔及腔体内侧，耦合进腔体的场强值最大；进一步地，所述隔离谐振腔和耦合孔是金属的，金属导体表面上的切向电场分量为零，对于无腔体壁约束的开放空间，真实边界条件是无穷远处电磁场各分量均为零。所述的第一第二天线插座为N型四孔法兰盘母座，所述天线插座内导体耦合柱直径>3mm，置于谐振腔导体耦合柱长度为<20mm；进一步地，所述天线插座内导体耦合柱在腔体末端设有耦合环，所述耦合环半径>6mm；进一步地，所述的第一第二天线插座上的耦合环置于谐振腔工作模式的磁场最强处，且环面与磁力线相垂直，耦合环在磁场作用下成为一个磁偶极子，通过其磁矩的作用使谐振腔与同轴线相耦合。所述的耦合环水平且垂直于磁力线地放置在谐振腔中间绝缘隔离环外侧，即为谐振腔工作模式的磁场最强处。根据对称原理可知，谐振腔绝缘隔离环中间外侧亦是耦合环磁场分布的最强处。所述的绝缘隔离环为圆柱形的尼龙材质，中间的绝缘环厚度<2mm，入射电场在绝缘隔离环处获得电压零点；进一步地，绝缘隔离环左右两端内侧边缘设有内螺纹，用于与第一第二谐振腔外侧边缘上设有外螺纹进行适配。本技术的技术原理：利用中间带有一定强度的绝缘环隔开，第一第二谐振腔之间不能通直流，隔高危险电压的作用；利用两个相同面积大小且轴对称的圆形耦合环，形成圆环大电容起到高频导通的作用。相较与现有技术，本技术提供的一种微波治疗仪直流高压隔断器，具有如下有益效果：1、采用圆柱形电耦合同轴谐振腔的能有效缩减系统的体积，无需模式转换就能直接把信号输入到能量处理模块，谐振频率范围可自由调节，最高可达9.6GHz，可进行高效的微波功率的传输。2、采用嵌套设计的绝缘隔离环，可承受高达5000V耐压爬电间距，解决了一般的隔离器耐压不足的问题，同时输入腔体端绝缘于输出腔体端，确保了输出应用部分不会带电，做到安全隔离。3、本技术天线插座两端对称性设计，两端均可做输入输出端，同时天线插座接微波电缆，微波电缆长度配置自由，在做设备结构放置方面也相对自由，不受约束。4、本技术能隔输入输出端之间的直流电，从而保护输出端不受电击的风险，设计结构简单，制造安装效率高。附图说明图1为本技术整体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。参见附图1所示，一种微波治疗仪直流高压隔断器，包括第一隔离谐振腔2，第二隔离谐振腔6，第一天线插座1，第二天线插座5，绝缘隔离环3。所述的第一第二隔离谐振腔2,6为同轴对称的开耦合孔圆柱体微波腔，所述圆柱腔为金属铝材质，半径为R10,长为L9。所述第一第二隔离谐振腔与天线插座连接处设有耦合孔11，所述耦合孔内设有台阶8，台阶8上部孔洞较大，用于固定天线插座1，台阶下部孔洞较小，用于通过天线插座上的耦合柱4，同时可减小耦合孔对耦合的影响。所述耦合孔11处于圆柱底部中心位置，入射电场偏振方向平行于耦合孔及腔体内侧，耦合进腔体的场强值最大。所述隔离谐振腔和耦合孔是金属的，金属导体表面上的切向电场分量为零，对于无腔体壁约束的开放空间，真实边界条件是无穷远处电磁场各分量均为零；所述的第一第二天线插座1,5为N型四孔法兰盘母座，所述天线插座1,5内导体耦合柱4直径>3mm，置于谐振腔导体耦合柱长度为<20mm。所述天线插座1,5内导体耦合柱4在腔体末端设有耦合环7，所述耦合环半径>6mm。所述的第一第二天线插座上耦合环7置于谐振腔工作模式的磁场最强处，且环面与磁力线相垂直，耦合环在磁场作用下成为一个磁偶极子，通过其磁矩的作用使谐振腔与同轴线相耦合。所述的耦合环7水平且垂直于磁力线地放置在谐振腔中间绝缘隔离环3外侧，即为谐振腔工作模式的磁场最强处。根据对称原理可知，谐振腔绝缘隔离环3中间外侧亦是耦合环磁场分布的最强处。所述的绝缘隔离环3为圆柱形的尼龙材质，中间的绝缘环厚度<2mm，入射电场在绝缘隔离环出获得电压零点；所述的绝缘隔离环3左右两端内侧边缘设有内螺纹，用于与第一第二谐振腔2,6上外侧边缘设有外螺纹进行适配。使用本技术工作时，本实施例将本直流高压隔断器安装在微波源输出端和微波治疗仪设备的应用部分之间，绝缘隔离环3将第一第二谐振腔2,6隔开，二者之间不能通直流电，隔高危险电压的作用；两个相同面积大小且轴对称的圆形耦合环7，分别置于绝缘隔离环3的两侧，形成圆环大电容起到高频导通的作用；以上所述仅为本技术的优选实施例，并不用于限制本技术。对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本技术专利的保护范围以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波治疗仪直流高压隔断器，其特征在于：包括第一隔离谐振腔，第二隔离谐振腔，第一天线插座，第二天线插座，绝缘隔离环；所述第一天线插座和第二天线插座还包括耦合柱和耦合环；/n所述的第一隔离谐振腔和第二隔离谐振腔为同轴对称的，且为开耦合孔的圆柱体微波腔，所述第一隔离谐振腔和第二隔离谐振腔为金属铝材质，半径为R,长为L；/n所述第一隔离谐振腔和第二隔离谐振腔的谐振频率表达式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种微波治疗仪直流高压隔断器，其特征在于：包括第一隔离谐振腔，第二隔离谐振腔，第一天线插座，第二天线插座，绝缘隔离环；所述第一天线插座和第二天线插座还包括耦合柱和耦合环；
所述的第一隔离谐振腔和第二隔离谐振腔为同轴对称的，且为开耦合孔的圆柱体微波腔，所述第一隔离谐振腔和第二隔离谐振腔为金属铝材质，半径为R,长为L；
所述第一隔离谐振腔和第二隔离谐振腔的谐振频率表达式为：



式中：2R和L分别为谐振腔的直径和长度；ε和μ分别为介质的介电常数和磁导率；
所述第一隔离谐振腔和第二隔离谐振腔与所述第一天线插座和第二天线插座连接处设有耦合孔，所述耦合孔内设有台阶，台阶上部孔洞较大，用于固定天线插座，台阶下部孔洞较小，用于通过天线插座上的耦合柱，同时可减小耦合孔对耦合信号的影响；
所述耦合孔处于圆柱底部中心位置，入射电场偏振方向平行于所述耦合孔及谐振腔体内侧，耦合进腔体信号的场强值最大。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杜振磊，张磊，杨军，孙良俊，
申请(专利权)人：南京亿高微波系统工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32