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TWI592780B - 藉由自動補償提供恆定電力之方法及其霧化模組 - Google Patents

藉由自動補償提供恆定電力之方法及其霧化模組 Download PDF

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TWI592780B
TWI592780B TW104100342A TW104100342A TWI592780B TW I592780 B TWI592780 B TW I592780B TW 104100342 A TW104100342 A TW 104100342A TW 104100342 A TW104100342 A TW 104100342A TW I592780 B TWI592780 B TW I592780B
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游山逸
蔡文裕
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合世生醫科技股份有限公司
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Description

藉由自動補償提供恆定電力之方法及其霧化模組
本發明涉及一種超音波噴霧器之霧化模組。較佳的是，本發明可提供一超音波噴霧器及一維持恆定電流消耗及/或超音噴霧器之恆定消耗電力的方法，以便使該電力可被自動補償。
醫療噴霧器可產生極細噴霧藥液或氣霧供病人吸入，其為眾所周知的裝置，且一般應用於某些病症和疾病的治療。這些噴霧器中用於有意識，可自主呼吸的病患治療，用以控制患者的換氣。
一超音波噴霧器係利用一振盪信號驅動壓電振子，以便產生機械式振動。該震動能量被耦合至液體，進行液體霧化，用以於液體上產生毛細波及霧滴。該超音波噴霧器可應用於藥物治療或滴霧的產生。
美國專利公開號US 20030192532提供一噴霧器，其包括一電激發超音波換能器，該換能器具有一振盪頻率相關的電流和電壓特性，可透過換能器的換能反諧振頻率呈現出當前的最小幅值，而通過該換能器上的電壓可隨著頻率範圍內的頻率增加而增高，該頻率範圍包括所述之反諧振頻率。美國專利公開號US 20050178848提供一噴霧系統，其可產生均勻霧化的微小懸浮液滴，用以潤滑微機電系統(MEMS)裝置的表面。美國專利公開號US 20100122696揭示一 用來調整超音波噴霧器之操作頻率及檢查超音波噴霧器操作狀態的方法，可藉由偵測電流來判斷諧振頻率及該諧振頻率是否偏離預設的正常範圍。美國專利公開號US 20130269686係有關噴霧組合，用以降低或防止患者分泌物堵塞或排入噴霧器內，故可改善該噴霧器功能。
然而，該習用技術面臨的問題在於霧化模組大量生產時，無法確保該霧化模組具有近似的電力消耗；每一模組可能具有不同的電流消耗及電力消耗。此外，由於在一噴霧器內的霧化模組可被丟棄，該非恆定電力消耗及電流消耗可導致該噴霧器的效率降低或電力消耗增加。
因此，必須發展一具自動補償電力消耗之霧化模組。
有鑑於此，本發明之主要目的即在於提供一種超音波噴霧器。該超音波噴霧器包括，一電路單元，一霧化模組，及一頻率掃描單元。該具一預設電力w之電路單元用以傳送一電壓V。該霧化模組用以接收由該電路單元傳送出的電壓V。該頻率掃描單元用以產生該霧化模組之操作頻率範圍，掃描在該操作頻率範圍內之頻率，判斷對應一最高諧振頻率的最大電流值I，並傳送該最大電流值I至該霧化模組。該由電路單元傳送之電壓V可藉由乘上一參數△C，而獲得一預設電壓，其中，該參數係經由下列公式獲得：W=(V x△C)x I。
另一方面，本發明係提供一維持超音波噴霧器的恆定電力的方法，包括下列步驟：提供一具有預設電力W之電路單元；由該超音波噴霧器中的電路單元傳送一電壓V至該音波噴霧器之霧化模組：藉由一頻率掃描單元產生該霧化模組之一操作頻率範圍；藉由該頻率掃描單元掃描在該操作頻率範圍內的頻率，判斷在該霧化模組最高諧振頻率的最大電流值I；藉由該頻率掃描單元將 該最大電流值I傳送至該霧化模組；藉由乘上一參數△C，調整該電壓V，以便回復至該預設的電力W，其中，該參數係經由下列公式獲得：W=(V x△C)x I。
100‧‧‧超音波噴霧器
110‧‧‧電路單元
120‧‧‧霧化模組
122‧‧‧震盪器
130‧‧‧頻率掃描單元
本發明之標的利用較佳實施例可更詳細地被解釋如下，該較佳實施例被呈現在如下之附圖及說明。本發明之其它特徵及優點將明顯被預見於的下列說明，附圖和申請專利範圍中。
第1圖係為本發明一實施例之一超音波噴霧器100之方塊圖。
第2圖係為本發明一實施例說明用以維持一超音波噴霧器恆定電力之一方法200的流程圖。
第3圖係為本發明另一實施例說明用以維持一超音波噴霧器恆定電力之一方法300的流程圖。
有關於本發明之結構組成、技術手段及功效達成方面，謹配合圖式再予舉例進一步具體說明於後。然而，應當理解的是，本發明的範圍不局限於此意圖。在所描述的實施例的任何改變和修改，及對本文所敘述原理的任何進一步應用均可被視為本發明所涉的領域中之技術人員可普遍知悉者。符號標示可重複在所有實施例中，但一實施例中的特徵並不一定必須應用於另一實施例中，即使它們具相同的符號標示。
本發明係利用電力消耗及/或電流消耗的自動補償，來維持超音波噴霧器霧化模組恆定電力之技術。利用此一技術，可藉由自動補償獲取超音波噴霧器之霧化模組的固定電流消耗及電力消耗，改進霧化性能。
第1圖係為本發明一實施例之一超音波噴霧器100之方塊圖。參見 第1圖，該超音波噴霧器100包括一電路單元110，一霧化模組120，及一頻率掃描單元130。該霧化模組120包括一震盪器122。前述元件的功能分別說明如下。
該電路單元110用以藉由自動補償電流及電力消耗的方式來維持恆定電力。在一實施例中，該電路單元110可一為微控制器(MCU)。該MCU為在一單一積體電路上的小型電腦，其具有一處理器核心，記憶體，及可程式輸入/輸出周圍設備等。
該電路單元110被設定具一預設電力W，用以傳送一電壓V至該霧化模組120。該預設電力W可依據實際需要被該技術領域具通常技藝之人士決定。
該頻率掃描單元130用以產生該霧化模組120之一操作頻率範圍。該頻率掃描單元130掃描在該操作頻率範圍內之頻率，判斷對應一最高諧振頻率的最大電流值I，並傳送該最大電流值I至該霧化模組120。在一實施例中，該操作頻率範圍為100-120kHz。值得注意的是，該最高諧振頻率係為在該操作頻率範圍內具該最大電流值之頻率。
為了維持超音波噴霧器100中的霧化模組120中的恆定電力消耗，該由電路單元110傳送之電壓V可被調整。該電壓V可藉由乘上一參數△C被調整，以便獲取一預設電壓，且該參數△C可經由下列公式獲得：W=(V x△C)x I。該W的單位為瓦特，V的單位為電壓，而I的單位為安培。在一實施例中，該預設電力W的範圍係為0.2至2.0瓦特。
較佳的是，W的範圍係從0.5至1.5，0.5至1.4，0.5至1.3，0.5至1.2，0.5至1.1，0.5至1.0，0.6至1.0，0.7至1.0，0.6至1.5，0.7至1.5或0.8至1.5瓦特。
在一實施例中，該超音波噴霧器100可用於藥物或產生液滴的應用，故該超音波噴霧器100可被固定在一藥物輸送裝置的測量玻璃下方。隨著藥 物的減少，在此裝置中的壓力亦會隨之變化，而後超音波噴霧器100的最高諧振頻率亦會發生變化。由於該超音波噴霧器100的最高諧振頻率會隨著時間變化，故該最高諧振頻率可藉由定期掃描頻率被判定。具體而言，為了確定對應該最高諧振頻率的最大電流值，該頻率掃描單元130可在該霧化模組120之操作頻率範圍內定期掃描頻率，以便判斷每一週期在該最高諧振頻率的最大電流值，其中，該每一週期係由15至30秒。而該週期可依據實際需要被該技術領域具通常技藝之人士決定。
第2圖係為本發明一實施例說明用以維持在超音波噴霧器中恆定電力之一方法200的流程圖。在此一實施例中，該方法可適用第1圖的超音波噴霧器100。此一實施例之方法200的詳細步驟係參照超音波噴霧器100的每一元件闡述如下。
請參閱第1及2圖，在步驟210中，一電路單元110設有預訂電力消耗值W。在步驟220中，一電壓係由該超音波噴霧器100之電路單元110被傳送至該超音波噴霧器100的霧化模組120。在步驟230中，該頻率掃描單元130會產生該霧化模組的一操作頻率範圍。在步驟240中，該頻率掃描單元130可藉由掃描在該操作頻率範圍內的頻率，判斷在該霧化模組120最高諧振頻率的最大電流值I。在步驟250中，該頻率掃描單元130傳送該最大電流值I至該霧化模組120。在步驟260中，該電路單元110的電壓V可藉由乘上一參數△C被調整，以便回復至該預設的電力W，其中，該參數△C係經由下列公式獲得：W=(V x△C)x I。該W的單位為瓦特，V的單位為電壓，而I的單位為安培。
第3圖係為本發明另一實施例說明用以維持在超音波噴霧器之恆定電力一方法300的流程圖。在此一實施例中，該方法可適用第1圖的超音波噴霧 器100。此一實施例之方法300的詳細步驟係參照超音波噴霧器100的每一元件闡述如下。
與第2圖的方法200相比較，該第3圖所示之方法300包括步驟310,320,330,340,350,360及370，其中，這些步驟的前六個步驟與該第2圖所示之方法200的步驟210,220,230,240,250及260相同，而該步驟370與該第2圖所示之程序200的步驟不同。
該第3圖與第2圖相同的步驟描述在此不再贅述。而在步驟370中，該頻率掃描單元130可判斷是否一頻率掃描周期已終止。若未終止，該程序300會被完成。若終止，該流程會回到步驟340，在此步驟中，該頻率掃描單元130可藉由掃描在該操作頻率範圍內的頻率，判斷在該霧化模組120最高諧振頻率的最大電流值I。在一實施例中，該每一週期係由15至30秒。如上所述，隨著藥物的減少，在此裝置中的壓力亦會隨之變化，而後超音波噴霧器100的最高諧振頻率亦會發生變化。為了確定判斷對應該最高諧振頻率的最大電流值，該頻率掃描單元130可在該霧化模組120之操作頻率範圍內定期掃描頻率，以便判斷每一週期在該最高諧振頻率的最大電流值。
本發明提供的方法及超音波噴霧器可維持恆定電力。特別是，本發明提供一霧化模組，其在可拋棄式霧化模組被更換後，仍具有恆定電力。藉由判斷超音波噴霧器之恆定電力及電流消耗，該超音波噴霧器之電力可被自動補償，以便改進霧化性能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，舉凡依照本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，均應為後附申請專利範圍所涵蓋。
100‧‧‧超音波噴霧器
110‧‧‧電路單元
120‧‧‧霧化模組
122‧‧‧震盪器
130‧‧‧頻率掃描單元

Claims (34)

  1. 一種超音波噴霧器，包括有：一具有一預設電力(W)之電路單元，用以傳送一電壓(V)；一霧化模組，用以接收由該電路單元傳送出的電壓(V)；一頻率掃描單元，用以產生該霧化模組之操作頻率範圍，並掃描在該操作頻率範圍內之頻率，判斷對應一最高諧振頻率的最大電流值(I)，並傳送該最大電流值(I)至該霧化模組；其中，該由電路單元傳送之電壓(V)可藉由乘上一參數(△C)，而獲得一預設電壓，其中，該參數係經由下列公式獲得：W=(V x△C)x I，其中，該W的單位為瓦特，V的單位為電壓，而I的單位為安培。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之超音波噴霧器，其中，該頻率掃描單元定期掃描在該霧化模組之操作頻率範圍內的頻率，以便判斷每一週期在該最高諧振頻率的最大電流值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之超音波噴霧器，其中，該每一週期係由15至30秒。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之超音波噴霧器，其中，該操作頻率的範圍為100-120kHz。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.2至2.0瓦特。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.5瓦特。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.4瓦特。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.3瓦特。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.2瓦特。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.1瓦特。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.0瓦特。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.6至1.0瓦特。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.7至1.0瓦特。
  14. 如申請專利範圍第6項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.6至1.5瓦特。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.7至1.5瓦特。
  16. 如申請專利範圍第8項所述之超音波噴霧器，其中，該預設電力的範圍為0.8至1.5瓦特。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之超音波噴霧器，其中，該霧化模組包括一超音波震盪器。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之超音波噴霧器，其中，該電路單元為一微控制器。
  19. 一種用以維持一超音波噴霧器恆定電力之方法，包括下列步驟：提供一具有預設電力(W)之電路單元；由該超音波噴霧器中的電路單元傳送一電壓(V)至該超音波噴霧器中的霧化模組；藉由一頻率掃描單元產生該霧化模組之一操作頻率範圍；藉由該頻率掃描單元掃描在該操作頻率範圍內的頻率，判斷在該霧化模組最高諧振頻率之最大電流值(I)；藉該頻率掃描單元將該最大電流值(I)傳送至該霧化模組；藉乘上一參數(△C)，調整該電壓(V)，以便恢復至該預設的電力(W)，其中，該參數(△C)係經由下列公式獲得：W=(V x△C)x I，其中，該W的單位為瓦特，V的單位為電壓，而I的單位為安培。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，更包括定期掃描在該霧化模組中的操作頻率範圍內的頻率的步驟，以判斷每一週期在該最高諧振頻率的最大電流值。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中，該每一週期係由15至30秒。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中，該操作頻率範圍為100-120kHz。
  23. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.2至2.0瓦特。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.5瓦特。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.4瓦特。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.3瓦特。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.2瓦特。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.1瓦特。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.5至1.0瓦特。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.6至1.0瓦特。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.7至1.0瓦特。
  32. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.6至1.5瓦特。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.7至1.5瓦特。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之方法，其中，該預設電力的範圍為0.8至1.5瓦特。
TW104100342A 2014-01-17 2015-01-06 藉由自動補償提供恆定電力之方法及其霧化模組 TWI592780B (zh)

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