一种数字电磁式超声煎药装置及煎药方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种数字电磁式超声煎药装置及煎药方法，所述装置包括功率超声发射模块、温度测控模块、主控单元、煎药装置、检测模块、无线通信模块和数据中心；其中主控单元分别与功率超声发射模块、温度测控模块、检测模块连接，主控单元通过无线通信模块与数据中心连接；所述方法利用功率超声对中药药材进行照射，加速了药汁的溶出，利用检测超声对药汁浓度进行实时监测，数据中心接收监测数据并判定药材的煎煮程度，确定何时停止煎煮，从而保证了药汁质量的一致性，还可将煎煮过程具体到某一台煎药机上，实现分布式控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煎药装置
，具体涉及到一种一种数字电磁式超声煎药装置及 煎药方法。
技术介绍
几千年来，中医药都是我国传统文化的瑰宝，是我国医药学的重要组成部分。近年 来，人们生活水平不断提高，由西方引进而来的先进药物也是日新月异，但中药的重要作用 不仅没有减弱，反而凭着其副作用少，对人的身体能治根治本的效用，自古到今都一直受到 人们的喜用。为适应市场化的要求，中药煎药机应运而生，而利用超声煎药，更是对传统中药煎 药机的一种大大的改进。超声煎药机，能避免高温对中药有效成分的破坏，缩短了煎煮的时 间，降低了能耗。在超声工程学上，超声可分为功率超声和检测超声，检测超声是指利用小 功率超声在媒质中的传播特性，检测或控制各种非声学量及其变化，又称为超声波的“被动 应用”，工作频率一般在0. 5 20 MHz ；功率超声又称为超声波的“主动应用”，是指用较大 功率的超声对物质作用，以改变或加速改变物质的一些物理、化学和生物特性或状态的技 术，其频率范围为15 60 kHz。然而，现有煎药装置的不足之处在于1.当医院或者企业进行大规模的煎药时， 无法保证药汁质量的一致性；2.煎煮中药的火候和时间只能从煎药人员的经验上判断，没 有一个准确的衡量标准；3.大规模煎煮时，没有一个很好的在线反馈控制装置，即只要认 为某一个中药药材已经煎煮好，就把所有的煎药机都停止煎煮，不能具体到某一个煎药装 置的煎煮情况上；4.已有的煎药装置并没有充分利用功率超声的能量。
技术实现思路
针对现有中药煎药机的不足，本专利技术提供了一种数字电磁式超声煎药装置及煎药 方法，即利用功率超声对中药药材进行照射，加速了药汁的溶出，利用检测超声对药汁浓度 进行实时监测，数据中心接收监测数据并判定药材的煎煮程度，确定何时停止煎煮，从而保 证了药汁质量的一致性，还可将煎煮过程具体到某一台煎药机上，实现分布式控制，本专利技术 所采用的技术方案如下。一种数字电磁式超声煎药装置，包括用于放置药材的壳体和位于壳体底部的电磁 加热装置，其还包括功率超声发射模块、温度测控模块、主控单元、煎药装置、检测模块、无 线通信模块和数据中心；其中主控单元分别与功率超声发射模块、温度测控模块、检测模 块连接，主控单元通过无线通信模块与数据中心连接；主控单元控制功率超声发射模块发 射超声的强度，并接收由接收温度测控模块发送过来的温度数据以及由检测模块发送过来 的超声传播时间数据，主控单元将数据通过无线通信模块发送到数据中心；数据中心存储 了各种已经煎煮好的中药药汁中的超声传播时间、药汁温度及药汁浓度关系的经验曲线数 据，数据中心根据接收到的数据反演出相应药汁的浓度。上述的数字电磁式超声煎药装置中，温度测控模块包括温度传感器和温度控制电 路，温度传感器位于壳体内部，温度控制电路与电磁加热装置连接，温度传感器将测量结果 直接输出数字信号，温度控制电路控制电磁加热的温度。上述的数字电磁式超声煎药装置中，所述功率超声发射模块包括发射电路和超声 阵列换能器；超声阵列换能器接收由发射电路发送的脉冲信号后发出功率超声作用于壳体 中的药材混合物，并利用相控阵实现超声声束的聚焦，充分利用功率超声的能量。上述的数字电磁式超声煎药装置中，所述检测模块包括顺次连接的检测超声发射 电路、超声收发换能器阵列、放大整形电路、过零检测电路和计数器；超声发射电路通过超 声收发换能器阵列发射检测超声，反射回波由同一超声收发换能器阵列接收，经过放大整 形电路后接入过零检测电路，通过计数器记录回波过零的个数，推算出声波在药汁中的传 播时间。上述的数字电磁式超声煎药装置中，所述超声收发换能器阵列位于壳体内底部且 位于电磁加热装置上方；所述壳体内顶部涂有声反射率为0. 8^0. 9的反射材料，能使检测 超声更好的发射。煎药装置的加热部分为温度可控的电磁加热装置。上述的数字电磁式超声煎药装置中，所述数据中心包括计算机平台，计算机存储 有各种不同中药药汁超声传播时间、温度和浓度曲面数据。通过将收到的数据与既有经验 曲面的对比，查找出药汁浓度，数据中心可判定何时停止煎药装置的煎煮。本专利技术的一种数字电磁式超声煎药方法，包括如下步骤步骤1 在数据中心中添加一个数据库，里面存有针对已经煎煮好的各种不同药材溶 液的超声传播时间、药汁温度和药汁浓度的经验数据；步骤2:把已经浸泡好的中药药材放到煎药装置中，往煎药装置加入已经经过高温消 毒处理的饮用水；步骤3:使用者通过数据中心查看相应的药汁经验数据，判断出超声煎煮中药所需的 最佳温度，然后依此设定加热温度，启动煎药装置，电磁加热装置开始对中药溶液加热，同 时功率超声发射模块的功率超声阵列换能器对中药溶液发射功率超声，温度测控模块控制 电磁加热的温度并实时将溶液的温度数据传送到主控单元；步骤4 当温度达到预设的加热温度时，检测模块自动开始工作；检测模块通过超声收 发换能器阵列发射检测超声，获得超声在溶液中的超声传播时间数据；步骤5 主控单元接收温度测控模块所发送过来的温度数据以及由检测模块发送过来 的超声传播时间数据，并通过无线通信模块将数据传给数据中心；步骤6:数据中心将接收到的超声传播时间、药汁温度数据与存储在数据库中的数据 比较，判定出药汁的即时浓度；若药汁浓度已达到煎煮好的程度，则通过无线通信模块发送 停止信号到主控单元，煎药装置停止煎煮。上述一种数字电磁式超声煎药方法中，步骤1所述数据库是经过对已知药汁浓度 的训练样本进行训练所得，具体包括步骤1.1 采用多次测量取平均值的方法获取超声信号在药汁样本溶液中的传播时间 和药汁的温度；步骤1. 2 将测量数据拟合成“超声传播时间一药汁温度一药汁浓度”曲线；步骤1. 3 将不同药汁样本溶液的“超声传播时间一药汁温度一药汁浓度”曲线数据存入数据库中。上述一种数字电磁式超声煎药方法中，步骤3中功率超声阵列换能器采用了超声 相控阵波束成形方式，在发射功率超声时，通过调节换能器阵列中每个换能器发射信号的 相位延迟，使超声声束指向需要加热的部位。上述一种数字电磁式超声煎药方法中，步骤4中，超声收发换能器阵列采用了超 声相控阵波束成形方式，在发射检测超声时，通过相位延迟，改变超声声束的聚焦方向，使 检测超声垂直发射，提高检测的准确性。与现有技术相比，本专利技术具有以下的优点1.医院或企业进行大规模煎煮中药时，由于引入了在线检测技术，因而可以保证中药 药汁质量的一致性。2.为煎煮中药所需的火候和时间提供了一个准确的衡量标准，避免了多余的煎煮 时间，提高了煎煮的效率，实现了节能的功效。3.大规模煎煮时，不是采取相同的煎煮策略，而是针对各个煎煮装置中药汁煎煮 的不同情况，实现分布式的控制。4.发射功率超声使用了相控阵技术，充分利用了功率超声的能量，加速药汁的溶 出，另一方面利用相控阵超声使检测超声垂直发射，提高了检测超声监测药汁浓度的准确 性。5.利用了无线网络将数据进行传送，方便了工作人员对中药的煎煮进行远距离的 监控。附图说明图1是本专利技术实施方式煎药装置的电原理结构框图。图2是本专利技术实施例的煎药装置结构示意图。图3是实施方式中CC2430模块的结构框图。图4是实施例实现中药煎药的方法流程图。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字电磁式超声煎药装置，包括用于放置药材的壳体和位于壳体底部的电磁加热装置，其特征在于还包括功率超声发射模块、温度测控模块、主控单元、煎药装置、检测模块、无线通信模块和数据中心；其中主控单元分别与功率超声发射模块、温度测控模块、检测模块连接，主控单元通过无线通信模块与数据中心连接；主控单元控制功率超声发射模块发射超声的强度，并接收由接收温度测控模块发送过来的温度数据以及由检测模块发送过来的超声传播时间数据，主控单元将数据通过无线通信模块发送到数据中心；数据中心存储了各种已经煎煮好的中药药汁中的超声传播时间、药汁温度及药汁浓度关系的经验曲线数据，数据中心根据接收到的数据反演出相应药汁的浓度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韦岗，崔杰恩，张军，聂文斐，凌丽娟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]