智能化光固化仪

本实用新型属于一种光固化仪，特别是涉及一种智能化光固化仪。

光固化仪是通过特定的波长(400～500毫微米)光，照射在高分子复 合树脂上，使复合树脂固化，其固化深度与光照的强度和时间有关，在现 有技术中，牙科用光固化仪主要包括手机和操作控制器，手机由卤钨灯、 滤镜、光导管、散热风扇组成，操作控制器由与机械定时器作用相同的 电子定时器和相应的电路、开关组成。使用时操作者凭经验选择一定的 固化时间，由定时器定时控制卤钨灯的光照时间。由于多种因素(如光导 管的性能、光滤镜的状况、卤钨灯泡的老化等)影响，不可避免的出现在 凭经验设定的时间内，树脂却不能达到理想的固化要求，给牙齿的修复带 来隐患。

中国专利89207451.5公开一种补牙光固化仪，对光导管做了一些改 进，加强了光的输出效应，从一个方面提高了树脂固化的可靠性，但影响 光固化仪的输出光照强度的因素是多方面的，并有一定的随机性。这种 补牙的光固化仪和其它光固化仪一样的存在着这样的问题，即不能随光 照强度的改变和要求的固化深度而自动调整准确地光照时间，来保证树 脂的固化质量。同时还存在当直接点亮卤钨灯时，因灯丝冷态受冲击电 流影响而易损坏的问题等。

本实用新型的目的是提供一种智能化光固化仪。它能对光照强度自 动采样，并结合所需固化深度，确定最佳固化时间，控制光照。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括手机和控制装置，二者之间 由多芯导线相接，其特征在于控制装置由光电转换电路、V/F(电压/频 率)转换电路、微机控制电路、显示电路和相应配合的电源电路组成，光电 转换电路(17)的输出端与电压/频率转换电路(18)的输入端相接，电压 /频率转换电路(18)的输出端与单片微机控制电路(19)的输入端相接， 单片微机控制电路(19)的输出端与显示电路(20)的输入端相接，电源电 路的输出端分别与光电转换电路(17)、电压/频率转换电路(18)、单片微 机控制电路(19)和显示电路(20)相接。

由于在本实用新型的控制装置中采用单片微机控制电路，其结构简 单、性能可靠，它能自动采样光照强度，结合所需固化深度，确定最佳固化 时间，提高了牙齿修复过程中的工作质量，也能根据不同用户的需要手动 设定固化时间，还能在牙齿修复过程中，固化操作前需进行酸蚀处理这一 特定工序时，单独作为仪器外定时器使用。它还能软启动开启卤钨灯，有 效防止因灯丝冷态时电流冲击对灯泡的损坏，提高卤钨灯的使用寿命。 本仪器功能多，使用、操作方便，是牙科中理想的光固化仪器。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整机示意图。

图2为本实用新型控制电路方框图。

图3为本实用新型单片微机程序操作逻辑框图。

图4为本实用新型光电转换电原理图。

图5为本实用新型微机控制电路和显示电路电原理图。

图6为本实用新型电源电原理图。

参照附图：本实用新型的智能化光固化仪包括手机3、连接导线6和微 机控制装置7。手机内设有卤钨灯2、光导管1、散热风扇5和按扭开关4，微 机控制装置7由光电转换电路17、电压/频率转换电路18、微机控制电路 19、显示电路20和相应配合的电源电路组成，光电转换电路(17)的输出端 与电压/频率转换电路(18)的输入端相接，电压/频率转换电路(18)的 输出端与单片微机控制电路(19)的输入端相接。单片微机控制电路(19) 的输出端与显示电路(20)的输入端相接，电源电路的输出端分别与光电 转换电路(17)、电压/频率转换电路(18)、单片微机控制电路(19)和显示 电路(20)相接，在微机控制装置7的面板上装有与内部控制电路对应的 电源开关14，固化数据输入按钮15，自动光照采样选择开关按钮16、手动 光照时间设定钮10、机外酸蚀时间设定钮11、光照时间指示灯9、酸蚀时间 指示灯12，数码管显示屏13，装置的顶部设有一光电采样孔8。

光电转换电路17包括光电二极管E和运算放大集成电路U4，它含有运 算放大电路U4A和U4B，光电二极管E和电阻R34相并联，并连接于集成电 路U4A的脚2和脚3，U4A的脚2与脚1之间跨接有电阻R28，U4A的脚4接电 源，在U4A的脚1与U4B的脚6之间串联有电阻R27、R26，热敏电阻R29与电 阻R26并联，U4B的脚6与脚7之间跨接有电阻R25，U4B的脚5与电阻R32、R 33相联，电阻R32的另一端接电源+12V，电阻R33的另一端与U4A的脚8并 接后接地，在U4B的输出端脚7接有电阻R15和电容C4，电阻R15、电容C4构 成RC滤波电路。当手机光导管1前端靠近光电采样孔8时，光电转换电路 17中的光电二极管E可采集到光导管1发出的光信号，并转换成光电流信 号经运算放大电路U4A进行前级放大，由U4A的脚1输出，进入U4B和相应 的电阻进行二级放大，产生一个根据光照强度量而定的输出电压，其中： 热敏电阻R29起温度补偿作用，放大后的信号电压通过电阻R15、电容C4组 成的RC滤波电路滤除一些干扰杂波后输送至电压频率转换电路18。

电压/频率转换电路18主要由电压频率转换集成电路U2和相应的外 围元件组成，U2的输入端脚7与电阻R15、电容C4组成的滤波电路的输出端 相连，U2的脚1、脚6并接后与电容C7、电阻R17串联，电阻R16上端与U2的 脚1、脚6并接，电阻R16的另一端与电阻R17、R20并接，电阻R17的另一端 接地，电阻R20的另一端与电阻R21、R22并接，电阻R21的另一端接电源， 电阻R22的另一端接地，U2的脚4接地、脚4与脚2之间跨接有电阻R24，U2 的脚5与定时电阻R23和电容C5的一端并接，C5的另一端接地，电阻R23的 上端和U2的脚8均接于电源，U2的脚3与集成电路U1的脚1相接，电压/频 率转换集成电路U2的输出频率符合以下函数关系：即U2输出的信号频率 的大小随脚7输入的光电转换信号电压的大小而变化。

微机控制电路19由一单片机集成电路U1、驱动放大三极管T1、T2、T3、 按键开关：S1、S2、S3、S4、S5、S6光照开关电路和相应的电阻组成。单片机 U1为市售芯片，它含有程序存储器ROM，数据存储器RAM、8位算术逻辑单 元ALO、工作寄存器、可编程计数器、双向I/O输入输出器，其工作程序按 照汇编语言编制。单片机U1的1脚为RTCC为信号输入端，与V/F转换电 路的U2输出端第3脚连接，接受其输出频率信号，单片机U1的1脚同时与电 阻R2串接于电源+5V。U1的28脚MCLR端为单片机的复位端，它与R1、C 1、C6一端连接，R1的另一端接电源+5V，C1与C6另一端接地，U1的26、27 脚分别是OSC2、OSC1端与R3、R4、C2、C3、晶体振荡器J1连接，提供单片机U 1工作用振荡频率，U1的26脚接电阻R3一端，27脚接电阻R4、晶体振荡器J 1、电容C3的一端，R4与J1并接于R3另一端和电容C2的一端，电容C2、C3另 一端接地。U1的脚22～脚25为RC口的高四位RC4、RC5、RC6、RC7，输出 BCD码，与显示电路20中集成块U5的输入端脚7、1、2、6分别对接。U1的第 18脚与电阻R43、按钮S5一端连接，R43另一端接电源，S5的另一端接地，U1 的19脚与电阻R42、按钮S6连接，电阻R42的另一端接电源S6的另一端接 地。S5、S6是光固化深度选择开关15，位于微机控制装置7的面板上，用以 输入选择的光固化深度值，S5为LED显示值的递加功能键，按一下增加一， S6为LED显示值的递减功能键，按一下减少一，所相连的电阻R42、R43为 限流电阻。U1引脚6、7、8、9分别为输出口的低四位：RA0、RA1、RA2、RA3， 其中RA0端与电阻R11串联接入稳压模块Power的第1脚，控制光照开关电 路的开启或关闭。RA1与电阻R12串联接入三极管T2的基极，RA2与电阻 R13串接与三极管T1的基极，RA3与R19、R30依次串联接入三极管T3的基 极，T1、T2、T3的集电极输出控制信号：高电平或低电平。U1的10、11、12、 13脚为RB口的低四位：RB0、RB1、RB2、RB3，它们分别于按键S1、S2、S3、S4 一端连接，同时分别与电阻R18、R14、R10、R9的一端连接，电阻R18、R14、R 10、R9另一端并接于电源+5V，按钮S1～S4的另一端并接于地。当S1～S4 按键没按下时，对应RB0～RB3口分别由电阻R9、R10、R14、R18拉成高电 平，当某按键按下时，相对应的端口变成低电平，由于微机在不断的循环 读RB0～RB3这四位，判断有无按键按下，若有，则判定按键号后转入相应 的处理程序工作。S4为自动光照采样选择开关16，当按下时，仪器进入光 照时间自动控制状态，电路以一定的时间对固化卤钨灯的光照强度采样、 放大、处理后确定最佳固化时间，然后存入单片机内存待用。按钮S1按装 在手机上为开关4为光固化卤钨灯工作开关。当S4处于自动光照时间控 制状态，启动S1，卤钨灯点亮，按自动采样控制的最佳时间工作，若在手动 工作状态，启动S1，整机按手动选择的时间工作。若重复按下S1，可随时 关闭卤钨灯。S3为手动控制固化光照时间选择开关10。按下S3仪器进入 手动光照时间控制状态，U1的RA3端为高电平。S2为机外酸蚀时间设定 钮11，按下S2，仪器作机外酸蚀定时之用。U1的RA3端为低电平。U1的脚 17、16、15、14为RB口的高四位，它们分别与电阻R5～R8一端连接，给显示 电路输出控制信号。U1的2脚接电源、4脚接地。光照开关电路由稳压模 块Power、电感L、二极管D5、电容C9、C11组成，稳压模块Power的第3脚接电 源+30V，同时与电容C9一端连接，另一端接地。Power的2脚接地，电源模 块Power的第4脚与快恢复二极管D5的负端、电感L相连，L的另一端接第5 脚，同时接电容C11一端，C11另一端、D5的正端接地，C9、C11为滤波电容， 第5脚为输出电压反馈输入端。光照开关电路的P1、P2接线端与串联的保 险丝F2和卤钨灯(LAMP)相连接，卤钨灯接受输出端P1的控制信号，控制 其点亮与熄灭。光照开关电路输出的控制信号，能软启动开启卤钨灯，减 少冷态冲击电流的影响，有效的延长卤钨灯使用寿命。风扇(MT)5的一端 与T2的输出端集电极连接，另一端接电源+12V，二极管D8并联于风扇5， D8的负端接电源+12V。T2的集电极控制信号为高电平时开启，低电平时 关闭。三极管T1集电极输出的高、底电平控制信号控制蜂鸣器F1鸣响。

显示电路20由D1～D4、D6、D7发光二极管9、12、BCD码转换集成电路 U5、LED数码管13组成，发光二极管D1～D4负端分别与微机控制电路输出 端：电阻R5～R8另一端连接，接受控制信号控制发光二极管D1、D2、D3、D 4的显示，发光二极管D6的负端与单片机控制电路的U1第9脚串接电阻R 19、R30的节点连接，D7负端与T3的发射极电阻R31串接，D7的正端接电 源，来自单片机RA3的控制信号控制发光二极管D6、D7的显示，当微机控 制电路中U1的RA3输出为低电平时D6点亮，反之RA3输出高电平，D6负端 因高电平而熄灭，又因T3、R30组成反相器使发光二极菅D7点亮。D1～D4 装在微机控制装置7的面板上，为时间显示器9，它的显示方式有单个点亮 显示和以光柱显示两种方式，单个点亮方式处在手动光照定时状态，即发 光二极管D6点亮时，D1～D4表示光照定时时间，每亮一个发光二极管，分 别表示10秒、20秒、40秒、60秒。点亮递增或递减的光柱方式作为仪器外 酸洗工序定时之用。即发光二极管D7点亮，此时D1～D4表示酸洗定时时 间，它以30秒为单位递增，逐个点亮，分别显示30秒、60秒、90秒、120秒档 次，操作时每30秒递减一档，显示还剩多少秒时间完成酸蚀，当定时完毕， 发光二极管也逐个递减熄灭，同时蜂鸣器鸣响一声提醒。

集成块U5的3、4脚接电源+5V，第5脚接地，第7、1、2、6脚与单片机U1 的第22～25脚分别对接。U5的脚13、12、11、10、9、15、14分别与电阻R35～ R41串接接入LED数码管显示屏13的a、b、c、d、e、f、g显示段，LED数码管显 示屏13显示十进制数，其数值为按键S5、S6键入的要求光固化的深度值。

电源电路中，+30V、+12V、+5V三组电源，经桥堆B1输出整流电压 +30V接入稳压模块Power的第三脚提供工作电源，桥堆B2输出的电压，由 U3稳压集成块稳压后输出+5V电源，接入单片机的电源输入端1脚，其中 VDD端接蜂鸣器F1一端，提供F1及其电路的工作电源，桥堆B3输出的电压 经C15滤波后输出+12V，接入集成电路U2、U4和散热风扇MT的电源输入 端。