BG3581U1 - Фиброоптичен световод - Google Patents

Abstract

Фиброоптичен световод, включващ сноп от оптични нишки (1), направени от полимерен материал, които нишки са с кръгло напречно сечение, с два прави участъка и дъгообразно огънат участък между тях, при което двата крайни участъка са фиксирани чрез адхезивен материал в преден и заден свързващи накрайници (2, 3). Краят на фиксираният участък към задния свързващ накрайник е огънат към този накрайник. Всяка оптична нишка има обвивка и сърцевина, при което обвивката е направена от флуориран полимер, а сърцевината е направена от полиметилметакрилатна смола.

Description

Област на техниката

Полезният модел се отнася до фиброоптичен световод за предаване на информация, който може да намери широко приложение в техниката, във всяка област, в която се използва предаване на информация под формата на светлина, като например в образната диагностика, при визуализиране на резултати от образната диагностика като дигитални рентгенографии в медицината и денталната практика.

Предшестващо състояние на техниката

За предаване на информация и нейното визуализиране, в образната диагностика, е препоръчително да се използват фиброоптични средства, тъй като те намаляват загубите на информация и концентрират потока на светлинния лъч, за разлика от конвенционалните средства, при които този поток е разпръснат и води до значителни загуби на информация.

От състоянието на техниката са известни решения на такива фиброоптични средства, които се състоят от сноп от нишки, направени от оптично стъкло, които са извити в средната си част, и са захванати в двата си края чрез съответни държачи. Възможно нишките да бъдат залепени в споменатите държачи чрез съответен адхезивен материал. Недостатък на това решение е, че стъклото не е гъвкав материал, лесно податливо е на счупване, и не ограничава достатъчно загубите на предаваната през него информация, тъй като в предния край на световода се излъчва значително намален по интензитет светлинен лъч.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се предложи подобрена конструкция на фиброоптичен световод за предаване на информация, който да показва висока оптична резолюция и плътност, като осигурява подобрени параметри на предаване на изображението от източника до работната зона, при запазване на техническите параметри на излъчваната светлина, например лазерен лъч.

Тази задача се решава чрез създаването на фиброоптичен световод, чиято технология се основава на използването на широкоспектърни оптични микровлакна от подходящ материал за направляваната трансмисия на фотонните емисии, за да се осигурят силно контрастни изображения. Оптичните микровлакна представляват нишки, направени от полимерен материал. Те имат обвивка и сърцевина, и за предпочитане материалът на обвивката е флуориран полимер, а материалът на сърцевината за предпочитане е полиметилметакрилатна смола. Снопът от оптични нишки е с кръгло напречно сечение. Този сноп от оптични нишки в задната и предната си част представлява равна плоскост, а в участъка свързващ задната и предната част, снопът от оптични нишки представлява дъгообразен огънат участък. Задната част на снопа е по-широка и по-тънка от предната част на снопа. Задната част на снопа е фиксирана в заден свързващ накрайник чрез адхезивен материал, който запълва пространствата между оптичните нишки, а предната част на снопа е фиксирана към преден свързващ накрайник чрез адхезивен материал, който запълва пространствата между оптичните нишки. Адхезивният материал за предпочитане е висококачествено двукомпонентно лепило без разтворители на базата на епоксидна смола.

Вътрешната страна на задния свързващ накрайник е скосена, а снопът оптични нишки, разположен в тази част на накрайника, е огънат симетрично спрямо скосяването.

Броят на нишките в снопа от оптични нишки е от 600 до 700, за предпочитане между 640 и 650, най-предпочитано 644 броя.

Диаметърът на всяка нишка е от 200 μ до 300 μ, за предпочитане 250 μ.

За предпочитане плътността на снопа от оптични нишки в двата края на снопа е поне 90 %.

В предпочитан вариант на изпълнение равнината, в която е разположен снопът от оптични нишки в предната част на фиброоптичния световод е перпендикулярна на равнината, в която е разположен снопа от оптични нишки в задната част на фиброоптичния световод.

За предпочитане задният свързващ накрайник е пригоден за свързване към електронен четец, а предният свързващ накрайник е пригоден за свързване към средство за преобразуване на светлинен сигнал в цифрови данни.

3925 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 05.1/15.05.2020

Устройството се основава на технологията на използване на широкоспектърни оптични микровлакна за направляване на трансмисия на фотонни емисии, за да се осигури силно контрастни изображения.

Използването на фиброоптична сонда с оптични полимерни нишки, съгласно полезният модел, позволява по-добро разграничаване на изображенията и по-контрастна визуализация на обект, например тъкан.

Фиброоптичната световодна сонда съгласно полезният модел се отличава с подобрена конструкция, дължаща се основно на материала на оптичните нишки, благодарение на което изображението се провежда от електронния четец в задната част на фиброоптичния световод до средството за преобразуване на светлинен сигнал в цифрови данни в предната част при минимални загуби на информация, в частност светлина, и се осигурява висока резолюция от ниските загуби на светлинния поток в работната зона.

Пояснение на приложените фигури

По-нататък в описанието фиброоптичният световод, обект на полезния модел е представен подетайлно с помощта на придружаващите описанието чертежи, където:

фигура 1 представлява изглед в профил на фиброоптичния световод съгласно предпочитан вариант на изпълнение на полезния модел;

фигура 2 представлява страничен изглед на фиброоптичния световод съгласно предпочитан вариант на изпълнение на полезния модел.

Примерно изпълнение и приложение на полезния модел

При извършване на различни по вид и характер медицински процедури, например процедури, свързани с лечение на зъби, често се налага да се използват средства за образна диагностика, чрез които да се визуализира част от устната кухина на пациент. За тази цел е необходим съответен скенер, който да осигури добра визуализация на заснетия обект. Такива скенери използват средства за предаване на информация под формата на светлина, които осигуряват насочено разпределение на светлината.

Съгласно полезния модел такова средство за предаване на информация е фиброоптичен световод, който включва сноп от оптични нишки 1 с кръгло напречно сечение, който сноп от оптични нишки 1 в задната и в предната си част е плосък, а в участъка свързващ задната и предната част, снопът от оптични нишки 1 представлява дъгообразно огънат участък.

Съгласно полезния модел задната и предната част на снопа от оптични нишки 1 са изпълнени с различни форми, в зависимост от елемента, в който са вложени, а именно задната част на снопа от оптични нишки 1 е по-широка и по-тънка от предната част на снопа от оптични нишки 1, тъй като нишките от оптични влакна в задната си част са вложени в заден свързващ накрайник 2, а в предната си част са вложени в преден свързващ накрайник 3, като задният свързващ накрайник 2 е по-широк и по-тънък от предния свързващ накрайник 3. За фиксиране на нишките в свързващите накрайници 2, 3 се използва адхезивен материал, за предпочитане висококачествено двукомпонентно лепило без разтворители на базата на епоксидна смола. В примерен вариант на изпълнение такова лепило е лепило, съдържащо бисфенол епихлорхидринови смоли със средно молекулно тегло < 700. Допълнителна фиксация осигуряват капаци, които са поставени на задния и предния свързващи накрайници 2, 3 след като са вложени нишките и е положен адхезивния материал. За предпочитане капакът на предния свързващ накрайник 3 остава закрепен и по време на експлоатация на устройството, а капакът на задния свързващ накрайник 2 се премахва след втвърдяване на адхезивния материал.

Предният свързващ накрайник 3 може да е П-образен елемент, например планка. От вътрешната страна на П-образния елемент, между трите му стени е залепена предната плоска част на снопа оптични нишки 1.

Задният свързващ накрайник 2 може да е широка П-образна планка с ниски странични стени с височината на снопа от оптични нишки. От вътрешната страна на широката стена на планката е залепена задната плоска част с извит край на снопа оптични нишки 1 към накрайника 2. Вътрешната страна на широката стена на планката е скосена, а снопът оптични нишки 1, разположен в тази част на накрайника 2, е огънат симетрично спрямо скосяването. Свободните краища на късите стени на П-образния профил на задния накрайник също са скосени към задния край на световода, следвайки

3926 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 05.1/15.05.2020 огънатия край на снопа оптични нишки 1. Това огъване осигурява възможността информацията под формата на отразени лъчи да попадне под определен ъгъл върху оптичните нишки. Външната страна на широката стена на планката е плоска. За предпочитане плоската страна на задния накрайник е с Г-образен профил, чиято по-къса страна представлява уякчаващо ребро и към нея са присъединени монтажни елементи, например под формата на две странични планки с фиксиращи отвори.

Накрайниците може да са изработени, например от метал, пластмаса, или друг подходящ материал.

В предпочитан вариант на изпълнение равнината, в която е разположен снопът от оптични нишки 1 в предната част на фиброоптичния световод е перпендикулярна на равнината, в която е разположен снопа от оптични нишки 1 в задната част на фиброоптичния световод.

Примерни размери на свързващите накрайници 2, 3 в двата края на снопа оптични нишки 1 са:

- размери на задния свързващ накрайник 2: 35.4 mm х 1 mm;

- размери на предния свързващ накрайник 3: 13 mm х 2.73 mm.

Съгласно полезния модел всички оптични нишки са направени с еднакъв диаметър по цялата си дължина.

Оптичните нишки са направени от полимерен материал.

Всяка оптична нишка има обвивка и сърцевина. В предпочитан вариант на изпълнение обвивката е направена от флуориран полимер, а сърцевината е направена от полиметилметакрилатна смола. Тези материали са по-еластични от стъклото, което се използва в нивото на техниката. Съответно целостта на материала се запазва по-лесно и се повишава нивото на предаване на информация през материала.

Полиметилметакрилатната смола е материал със свойства, улесняващи трансфера на информация, и по-конкретно:

- основен индекс на пречупване 1,49;

- числена апертура 0,5;

- вид основен индекс на пречупване на профил - стъпков индекс.

В предпочитан вариант на изпълнение броят на нишките в снопа от оптични нишки е 644 броя. Диаметърът на всяка нишка е 250 μ. Плътността на снопа от оптични нишки 1 в двата края на снопа е поне 90 %.

Примерен вариант на производство на фиброоптичния световод, съгласно полезния модел, може да бъде описан чрез следните последователни стъпки:

- взима се макара с навито оптично влакно, представляващо сноп от 644 броя нишки, което се нарязва машинно на отделни парчета с еднаква дължина;

- отрязаното парче от снопа оптични нишки 1 се подравнява и единият му край се поставя в предния свързващ накрайник 3, полага се адхезивен материал, и се затваря с капак, за да се фиксира снопът оптични нишки 1;

- средният участък на снопа оптични нишки 1 се поставя на калъп за оформяне на дъгообразната форма на световода;

- след оформянето на дъгообразния среден участък, свободният край на снопа оптични нишки 1 се поставя в задния свързващ накрайник 2, полага се адхезивен слой, и се затваря с капак, за да се фиксира снопът оптични нишки 1;

- след втвърдяване на адхезивния материал, капакът на задния свързващ накрайник 2 се премахва и фиброоптичният световод е готов за експлоатация.

В предпочитан вариант на изпълнение задният свързващ накрайник 2 е пригоден за свързване към електронен четец, а предният свързващ накрайник 3 е пригоден за свързване към средство за преобразуване на светлинен сигнал в цифрови данни.

В примерен вариант на приложение на устройството, съгласно полезния модел, фиброоптичният световод е свързан към споменатия електронен четец и споменатото средство за преобразуване на светлинен сигнал в цифрови данни, които представляват части от скенер за рентгенови плаки, използващ се в денталната практика. Устройството на скенера, в това число и на фиброоптичния световод, позволява скенерът да бъде с много малки размери, и съответно лесен за транспортиране. Използването на фиброоптичния световод, съгласно полезния модел, позволява на скенера да предостави изключи3927 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 05.1/15.05.2020 телно висококачествено и ясно изображение в рамките на няколко секунди след поставяне на плаката за разчитане, което позволява много бързо да се постави клинична диагноза на пациент.

За специалистите в областта ще бъде ясно, че са възможни различни модификации на фиброоптичния световод, които също попадат в обхвата на полезния модел, дефиниран в приложените претенции. Всички части на устройството могат да бъдат заменени е технически еквивалентни елементи.

Референтните номера на техническите признаци са включени в претенциите единствено е цел да се увеличи разбираемостта на претенциите и, следователно, тези референтни номера нямат никакъв ограничаващ ефект по отношение на интерпретацията на елементите, означени е тези референтни номера.

Claims (8)

1. Претенции

   1. Фиброоптичен световод, включващ сноп от оптични нишки (1), е кръгло напречно сечение, който сноп от оптични нишки (1) в задната и в предната си част е плосък, а в участъка свързващ задната и предната част, снопът от оптични нишки (1) представлява дъгообразно огънат участък, при което задната част на снопа от оптични нишки (1) е по-широка и по-тънка от предната част на снопа от оптични нишки (1), а задната част на снопа от оптични нишки (1) е фиксирана в заден свързващ накрайник (2) чрез адхезивен материал, който запълва пространствата между оптичните нишки, а предната част на снопа е фиксирана към преден свързващ накрайник (3) чрез адхезивен материал, който запълва пространствата между оптичните нишки, при което краят на задната част на снопа от оптични нишки (1) е огънат към задния свързващ накрайник (2), характеризиращ се е това, че оптичните нишки са направени от полимерен материал.
2. 2. Фиброоптичен световод съгласно претенция 1, характеризиращ се е това, че всяка оптична нишка има обвивка и сърцевина, при което обвивката е направена от флуориран полимер, а сърцевината е направена от полиметилметакрилатна смола.
3. 3. Фиброоптичен световод съгласно претенция 1, характеризиращ се е това, че броят на нишките в снопа от оптични нишки (1) е от 600 до 700, за предпочитане между 640 и 650, най-предпочитано 644 броя.
4. 4. Фиброоптичен световод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се е това, че диаметърът на всяка нишка е от 200 μ до 300 μ, за предпочитане 250 μ.
5. 5. Фиброоптичен световод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се е това, че плътността на снопа от оптични нишки (1) в двата края на снопа е поне 90 %.
6. 6. Фиброоптичен световод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се е това, че вътрешната страна на задния свързващ накрайник (2) е скосена, а снопът оптични нишки (1), разположен в тази част на накрайника (2), е огънат симетрично спрямо скосяването.
7. 7. Фиброоптичен световод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се е това, че равнината, в която е разположен снопът от оптични нишки (1) в предната част на фиброоптичния световод е перпендикулярна на равнината, в която е разположен снопът от оптични нишки (1) в задната част на фиброоптичния световод.
8. 8. Фиброоптичен световод съгласно всяка от предходните претенции, характеризиращ се е това, че задният свързващ накрайник (2) е пригоден за свързване към електронен четец, а предният свързващ накрайник (3) е пригоден за свързване към средство за преобразуване на светлинен сигнал в цифрови данни.