[实用新型]基于胶囊内窥镜无线充电用的平面增强型磁谐振发射线圈

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种胶囊内窥镜，特别涉及一种胶囊内窥镜充电线圈。

背景技术

无线充电技术在生物医疗领域应用广泛。在无痛肠胃检测的胶囊内窥镜，无线充电技术能够解决传统纽扣电池功率容量的局限性，能够提供持续稳定的直流电压，在保证胶囊内窥镜在肠道内复杂的环境中正常稳定的工作具有重要作用，同时为有效的诊断提供保障。

在胶囊内窥镜无线充电应用中，发射线圈作为系统关键部分有效地将驱动电路产生的交变电场转化成交变磁场，进而耦合到胶囊内窥镜三维接收线圈上，并且通过整流器和稳压器产生持续稳定的直流功率输出，提供胶囊内窥镜稳定工作保障。通常基于胶囊内窥镜无线充电应用的发射线圈主要包括两种形式：(1)螺线管线圈；(2)亥姆霍兹线圈。螺线管线圈如图1所示，电路结构简单，易于设计和加工实现。但其主要缺点是驱动电路产生的电场通过螺线管线圈后的磁场在胶囊内窥镜工作区域空间分布不均匀，因此接收电路产生的直流功率随着空间位置不同而产生输出功率不稳定特点，不能够保证胶囊内窥镜的持续有效工作；不仅如此，这种输出功率不稳定性特点增加了在发射线圈下人体组织或者皮肤的受损害风险，尤其是随着线圈中激励电流的持续增加，人体组织或者皮肤的损害风险也在持续增加。基于螺线管产生的磁场强度空间分布不均匀的缺点，亥姆霍兹线圈通过导线将单一螺线管线圈分开如图2所示，实现两个线圈同时产生磁场并且在同一方向进行叠加，从而解决了螺线管线圈存在的问题，实现了胶囊内窥镜工作区域内均匀的磁场强度，降低了人体组织或者皮肤受到伤害的风险。但是亥姆霍兹等效的两个发射线圈产生的磁场存在一定的相位差，在磁场强度叠加的过程中，部分磁场能量损耗，对胶囊内窥镜无线充电系统的效率最大化有着很大的影响。亥姆霍兹线圈应用中，为了提高磁感应强度，一般通过增加线圈匝数，但是增加匝数意味着线圈的电感增大，对于相同的驱动电流而言，需要更大的驱动电压，加大驱动电路设计难度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于胶囊内窥镜无线充电用的平面增强型磁谐振发射线圈，一方面提高胶囊内窥镜工作的谐振腔内部磁场强度和磁场均匀性，降低了人体组织或者皮肤受到伤害的风险并且有效保证胶囊内窥镜长时间正常稳定工作的可能性；另一方面，通过磁谐振的能量传输方式有效降低发射线圈的驱动电压，进而降低驱动电路的设计难度。

本实用新型的目的是这样实现的：一种基于胶囊内窥镜无线充电用的平面增强型磁谐振发射线圈，包括连接在驱动电路输入端的电源，所述驱动电路的输出端连接有驱动线圈Lt₀，驱动电路与驱动线圈之间连接有驱动谐振电容Ct₀，驱动线圈Lt₀绕设成平面螺旋状固定在第一磁片上，驱动线圈Lt₀一旁对应设置有谐振装置，所述谐振装置包将谐振线圈Lt₁两端串联成回路的第一谐振电容Ct₁，所述谐振线圈Lt₁绕设成平面螺旋状固定在第二磁片上，所述驱动线圈Lt₀与谐振线圈Lt₁相向布置。

作为本实用新型的进一步限定，所述谐振线圈Lt₁与驱动线圈Lt₀规格以及绕线方向相同且采用紧凑螺旋线结构；所述谐振电容Ct₁与驱动谐振电容 Ct₀规格相同，第一磁片与第二磁片规格相同。

作为本实用新型的进一步限定，所述谐振线圈Lt₁与驱动线圈Lt₀之间平行布置。

作为本实用新型的进一步限定，所述谐振线圈Lt₁与驱动线圈Lt₀的距离 D满足：D＝R，其中，R是驱动线圈Lt₀半径。

作为本实用新型的进一步限定，所述第一磁片和第二磁片均选用具有高磁导率的铁氧体软磁片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过在发射电路的驱动线圈相对人体引入同驱动线圈相同规格的谐振线圈，通过磁谐振原理和具有高磁导率的铁氧体软磁片束缚发射线圈产生的磁感线，一方面有效提高胶囊内窥镜工作的谐振腔内部磁场强度和磁场均匀性，降低了人体组织或者皮肤受到伤害的风险并且有效保证胶囊内窥镜长时间正常稳定工作的可能性；另一方面，通过磁谐振的能量传输方式有效降低发射线圈的驱动电压，进而降低驱动电路的设计难度；同时，本实用新型结构简单，电路易于设计和加工实现。本实用新型可用于胶囊内窥镜中。

附图说明