Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Лабораторна робота №1
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
ТГВ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Терапія
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет України
«КПІ»
Лабораторна робота №1
з дисципліни: «Акустичні медичні прилади»
Принципи побудови та функціональні і принципіальні схеми апарата ультразвукової терапії УЗТ-1.01 Ф та його датчики. Регламент наладки та обслуговування
Лабораторна робота №1
Принципи побудови та функціональні і принципіальні схеми апарата ультразвукової терапії УЗТ-1.01 Ф та його датчики. Регламент наладки та обслуговування.
Мета роботи: вивчити фізичні основи акустичних методів дослідження в медицині. Виникнення УЗ коливань. Проходження звукових коливань через біологічні тканини. Гармонічний спектр. Відбиття УЗ хвиль. Класифікація приладів УЗ діагностики. Принципи побудови УЗ діагностичних систем (УЗДС) та їх датчиків.
Структура УЗДС
Апарат складається з електронного блоку (Рис.1) та двох змішаних випромінювачів.
Електронний блок оснащений ручкою 1 для перенесення, котра одночасно слугує для встановлення його в робоче положення. Корпус електронного блоку виконаний з алюмінієвого сплаву. В середині корпусу встановлені направляючі, по котрим переміщується шасі. Кріплення шасі здійснюється знизу корпусу за допомогою 4 гвинтів.
На лицьовій панелі електронного блоку розміщені роз’їм ВИХІД для підключення кабелю випромінювача, індикатор вихідної напруги-3, індикатор ввімкнення мережі-5, процедурний годинник-9 та перемикачі: ВИПРОМІНЮВАЧІ-6, ІНТЕНСИВНІСТЬ Вт/см2-7, РЕЖИМ РОБОТИ-8.
На задній стінці електронного блоку (Рис.2) встановлені ніжки 1, що слугують для захисту кабелю живлення 2 від згину і кріплення його та мережевої вилки 3 під час транспортування апарату.
В комплект апарату входить футляр в котрому розміщені стакани для лікувальних та дезінфікуючих речовин та шпатель для нанесення контактного гелю. Конструкцією футляру передбачено гнізда для встановлення випромінювачів в перервах між процедурами.
Рис.1 вигляд електронного блоку апарату зі сторони лицьової панелі:
ручка, 2- роз’їм ВИХІД для підключення кабелю випромінювання, 3- світловий індикатор вихідної напруги, 5- світловий індикатор ввімкнення мережі, 6- перемикач ВИПРМІНЮВАЧІ, 7- перемикач інтенсивність Вт/см2, 8- перемикач РЕЖИМ РОБОТИ, 9- процедурний годинник, що здійснює вмикання апарату в мережу та встановлення часу процедури.
Рис.2. вигляд блоку апарату збоку:
ніжки, 2-кабель мережі, 3- мережна вилка
Схема електрична функціональна та принципова схема робота апарату
Рис. 3 Схема електрична функціональна електронного блоку апарату УЗТ1.01Ф
автогенератор, 2- модулятор, 3- буферний каскад, 4- попередній підсилювач, 5- підсилювач вихідний, 6-індикатор вихідної напруги, 7- імпульсний генератор, 8- блок живлення, 9- процедурний годинник
Електронний блок призначений для отримання напруги збудження ультразвукового випромінювача в неперервному та імпульсному режимах роботи.
В непереривному режимі напруга збудження представляє собою гармонічні коливання з частотою 0.88 МГц, в імпульсному – послідовність високочастотних імпульсів з тією ж частотою заповнення тривалістю 2, 4, та 10 мс і періодом слідування Тп=20 мс.
Коливання ультразвукової частоти генеруються в автогенераторі 1 і через модулятор 2 подаються на вхід буферного каскаду 3, призначеного для ослаблення впливу послідовних каскадів на параметри генерує мого сигналу. В імпульсному режимі модуляція здійснюється шляхом подачі на вхід 2 імпульсів позитивної полярності з виходу імпульсного генератора 7. В неперервному режимі на вхід модулятора подається постійна напруга, шо відповідає рівню логічної одиниці. В коло емітера транзистора буферного каскаду 3 ввімкнено ступінчатий регулятор інтенсивності, з виходу якого сигнал подається на вхід попереднього підсилювача 4, де підсилюється до рівня, необхідного нормальної роботи вихідного підсилювача 5. Вихідний підсилювач 5 призначений для підсилення потужності заданої інтенсивності ультразвукового випромінювача.
Наявність напруги на виході електронного блоку індикується по свіченню
світодіоду індикатора вихідної напруги 6.
Апарат живиться від мережі змінного струму. Блок живлення 8 містить стабілізовані випрямлячі +5В та +50 В.
Автогенератор служить для отримання коливань частотою 0,88 МГц. Він зібраний на трьох елементах «І-НІ» (D1.1, D1.2, D1.3) цифрової мікросхеми D1. Частота автогенератора стабілізована кварцем.
Власне генератор коливань ультразвукової частоти побудований на елементах D1.1, D1.3. Елемент D1.2 служить для ослаблення впливу послідуючих каскадів на роботу автогенератора. Нестабільність частоти генеруємих коливань не гірше 10-5.
Модулятор призначений для здійснення імпульсної модуляції ультразвукових коливань. Він включає в себе помножувач, виконаний по схемі «І-НІ» на елементах D1.4 мікросхеми D1 і ключовий підсилювач-інвертор, виконаний на транзисторі V3.
На один із вході мікросхеми D1 (вивід 12) поступає напруга з виходу автогенератора на інший вхід мікросхеми D1 (вивід 13) з виходу імпульсного генератора. В момент співпадання напруг на обох входах елемента D4 на його виході (вивід 11) маємо напругу огинаюча котрого ідентична огибаючій модульваного імпульсу. В неперервному режимі на вивід 13 подається постійна напруга тому на виході модулятора-коллектора V3 напруга ультразвукової частоти по формі така ж як і на вході.
Модулюючі імпульси тривалістю 2, 4 і 10мс виробляються в імпульсному генераторі, виконаному на мікросхемі D2. Тривалість імпульсів визначається величиною ємності С4 і резисторами R5, R12, R14. З виходу імпульсного генератора (вивід 6) модулюючі імпульси подаються на вхід модулятора.
Сигналом, що задає період проходження (Тп=20мс) модулюють імпульсів, є синусоїдальну напруга частоти 50 Гц, що знімається з обмотки IV силового трансформатора Т1. Вхід мікросхеми приховується від пробою за допомогою паралельного несиметричного обмежувача, що складається з резистора R1 і стабілітрона V1.
Позитивний потенціал на вході мікросхеми обмежується на рівні напруги стабілізації стабілітрона (близько 3,5 В), а негативний - на рівні падіння напруги на прямому опорі стабілітрона (менше 0,4 В). Ємність С2 є елементом фільтра R3, C2 придушення імпульсних перешкод, що надходять з виходу чекаючого мультивібратора при віджатих кнопках РЕЖИМ РОБОТИ (тривалість імпульсних перешкод - 1-2мкс). Ці перешкоди при відсутності фільтра приводили б до помилкової індикації про наявність напруги на виході апарата при віджатих кнопках РЕЖИМ РОБОТИ, тому що індикатор вихідного сигналу містить у своєму складі піковий детектор, що запам'ятовує як сигнал, так і вище згадану перешкоду.
Буферний каскад побудований за схемою емітерного повторювача на транзисторі V4 і виконує функцію розв'язки автогенератора від ступеневої регулятора інтенсивності. Останній призначений для встановлення амплітуди напруги на вході передпідсилювача, відповідної заданої інтенсивності ультразвукових коливань випромінювача, і реалізований у вигляді резисторів, що стоять в ланцюзі емітера V4, комутованих перемикачем S4.
Передпідсилювач служить для порушення вихідного підсилювача. Він виконаний на транзисторі V5 за схемою з загальним емітером та з метою підвищення стабільності коефіцієнта посилення охоплений глибоким негативним зворотним зв'язком. Узгодження передпідсилювача з вихідним підсилювачем і виділення першої гармоніки частоти 0,88 МГц здійснюється за допомогою П-подібного фільтра С8, L3, С12, С13, С14, С15.
Посилення сигналу по потужності до рівня, достатнього для забезпечення необхідної інтенсивності ультразвукових коливань, здійснюється у вихідному підсилювачі. Він зібраний по схемі з загальним емітером на транзисторі V6 і охоплений негативним зворотним зв'язком.
Узгодження вихідного підсилювача з випромінювачами і фільтрація вихідного сигналу здійснюється за допомогою П-подібних LC фільтрів.
Комутація фільтрів при зміні випромінювачів здійснюється перемикачем S3.
Індикатор вихідної напруги служить для світлової індикації про наявність напруги ультразвукової частоти на виході електронного блоку. Індикатор складається з діодного детектора V14 і транзисторного двоступінчастого ключа (V16, V17).
Для зменшення впливу індикатора на амплітуду вихідної напруги вхідний опір індикатора має бути на один - два порядки вище опору навантаження електронного блоку (випромінювача).
Вихідний опір індикатора має бути низьким для узгодження з малим опором світлодіоди - світлового приладу індикації.
Висока вхідний опір індикатора забезпечується за рахунок використання польового транзистора V16 в перші щаблі ключа, низький вихідний опір забезпечується біполярним транзистором V17 під другого ступеня.
Захист від пробою переходу ІСТОК-ЗАТВОР польового транзистора здійснюється паралельним несиметричним обмежувачем R34, V15. Б якості світлового індикатора використовується світлодіод V18, що входить в ланцюг емітера біполярного транзистора.
Апарат живиться від мережі змінного струму частотою 50 Гц та номінальною напругою 220 В через автономний блок харчування, що включає в себе трансформатор Т1 і два стабілізованих випрямляча. Один з них (5 В) складається з діодного мосту V12 і мікросхеми D3. Інший (+50 В) - з діодного мосту V13 і параметричного стабілізатора напруги (транзистор V9, стабілітрон V10, резистор R21). При зміні напруги мережі на ± 10% зміна напруги на виході стабілізованої випрямляча не перевищує ± 3%.
З виходу стабілізованої випрямляча напруга 50 В надходить до ланцюгів харчування буферного каскаду, зовнішній підсилювач і вихідного підсилювача. Індикатором включення апарата в мережу служить світлодіод V19 підключений до виходу діодного мосту V12.
Діючі фактори
Випромінювач призначений для перетворення високочастотних електричних коливань в ультразвукові з метою впливу ним на різні ділянки тіла людини.
Випромінювач забезпечує перетворення електричних коливань в ультразвукові на частоті 0,88 МГц ±0,03%. Випромінювач забезпечує отримання ряду інтенсивностей ультразвуку при напругах, вказаних в таблиці.
Таблиця1
Номінальні значення інтенсивності, Вт/см2
1,0
0,7
0,4
0,2
0,05
Напруга електричних коливань, В
26,0
21,7
16,3
11,3
5,8
Випромінювач водонепроникний до контрольної відмітки (з’єднання у випромінювача ИУТ 0,88-4,04 Ф).
Випромінювач експлуатується в нормальних кліматичних умовах при температурі повітря від +10 до +35ºС і відносною вологою до 80% при температурі +25ºС.
Випромінювач забезпечує роботу протягом 6 годин в повторно-короткочасноу режимі випромінювання : 15 хвилин роботи в неперервному режимі при інтенсивності 1 Вт/см2 та 10 хвилин перерва.
Повний встановлений строк використання випромінювача неменше 3,5 років.
Випромінювач спеціального технічного обслуговування не потребує і ремонту не підлягає.
Протокол дослідження
Підключіть випромінювач до електронного блоку і встановіть необхідний режим і інтенсивність випромінювання.
Перевірте працездатність випромінювача візуальним способом по вібрації крапель води нанесених на випромінюючу поверхню.
Підготовку пацієнта до процедури і відпуск процедури проводьте у відповідності з методичними рекомендаціями по застосуванню випромінювача в медичній практиці.
Висновки: У даній лабораторній роботі ми ознайомилися і вивчили фізичні основи акустичних методів дослідження в медицині, виникнення акустичних коливань і особливості проходження акустичних коливань в біологічних тканинах.
17.03.2013 15:03-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора