PL183682B1 - Przetwornik do pomiaru siły nacisku końcówki penetratora, zwłaszcza stomatologicznego - Google Patents

Abstract

1. Przetwornik do pomiaru siły nacisku koń57) cówki penetratora., zwłaszcza stomatologicznego, wyposażony w elektroniczny zespół pomiarowy oraz w sondę pomiarową złożoną z indukcyjnej cewki i pomiarowej dźwigni, związanej z rurową rękojeścią, której wolny koniec ma zagięcie, zakończone stykiem, znamienny tym, że drugi koniec pomiarowej dźwigni (2) jest rozłącznie mocowany w zacisku (4) osadzonym w wylocie rurowej rękojeści (5) i połączonym z płaską sprężyną (6), jednostronnie podpartą od strony połączenia z dźwignią (2) i trwale zamocowaną drugim swym końcem, zaś wybrany punkt płaskiej sprężyny (6), między podparciem a zamocowaniem, jest połączony z ruchomym ferromagnetycznym rdzeniem (9) indukcyjnej cewki (10), której końcówki są dołączone do wejścia przetwornika (11) wartości indukcji na elektryczny sygnał częstotliwościowy, zbudowanego na generatorze LC, z napięciowym komparatorem (12) na wyjściu, przyłączonym do programowanego mikroprocesorowego sterownika (14), współpracującego z członem nieulotnej pamięci (16).

Description

Przedmiotem wynalazku jest przetwornik do pomiaru siły nacisku penetratora, zwłaszcza stomatologicznego, przeznaczonego do pomiaru siły adhezji i kohezji uzupełnień protetycznych, siły retencji elementów protetycznych, siły wywieranej przez elementy czynne aparatów ortodontycznych, a także do oceny stopnia rozchwiania zębów, stopnia ugięcia błony śluzowej itp. Możliwe jest także zastosowanie ogólne w medycynie, w szczególności do oceny osobniczej zmienności i wrażliwości odczuwania bólu oraz w angiologii do pomiaru siły nacisku potrzebnej do zamknięcia naczynia obwodowego albo w fizykoterapii jako przyrządu diagnostycznego.

Do pomiaru małych sił, o wartości do około 200 g, stosowane są np. przetworniki indukcyjne, jedno lub wielouzwojeniowe, które nie znajdująjednakże zastosowania w medycynie.

Z patentu USA nr 4,395,920 znane jest urządzenie do pomiaru małych jednostek siły lub ciężaru, takich jak siła pozostawiającej ślad wkładki gramofonowej, która ma elastyczną giętką dźwignię z elektrycznym kontaktem zwierającym z pierścieniem dekodującym. Dźwignia, sztywno zamocowana jednym końcem i jednostronnie podparta na pryzmatycznym wsporniku, jest odchylana proporcjonalnie do mierzonej siły, co powoduje sekwencyjne zwieranie z dekoderem i wytwarza sygnał elektryczny mogący sterować analogowym, cyfrowym lub numerycznym wyświetlaczem lub bezpośrednio odczytywać mierzoną siłę.

Z patentu USA nr 4,340,069 znana jest czuła sonda pomiarowa, wytwarzająca zadany nacisk oraz metoda ręcznego sterowania zadawaną siłą, działającą, dla przykładu na obiekty takie jak dno przyzębowych kieszeni. Sonda ma magnetyczny trzpień i ruchomą dźwignię, której wolny koniec ma zagięcie zakończone stykiem. Drugi koniec dźwigni jest umieszczony w rurowej rękojeści. Dźwignia i trzpień stykają się ze sobą skośnie ukształtowanymi powierzchniami. Trzpień jest namagnesowany w celu utrzymania dźwigni w normalnej spoczynkowej pozycji, w której stykające powierzchnie są dociskane siłą magnetyczną. Kiedy prostopadła siła, zadawana ręcznie, działa na dno przyzębowych kieszeni poprzez końcówkę pomiarową, pokonuje ona istniejącą siłę magnetyczną a dźwignia przesuwa się do wolnej

183 682 pozycji, w której skośne powierzchnie nie stykają się. Głębokość kieszeni może być mierzona na skali umieszczonej na końcówce pomiarowej urządzenia wytwarzającego zadaną siłę.

Wynalazek dotyczy przetwornika do pomiaru siły nacisku końcówki penetratora, zwłaszcza stomatologicznego, wyposażonego w elektroniczny zespół pomiarowy oraz w sondę pomiarową złożoną z indukcyjnej cewki i pomiarowej dźwigni, związanej z rurową rękojeścią której wolny koniec ma zagięcie, zakończone stykiem.

Istota wynalazku polega na tym, że drugi koniec pomiarowej dźwigni jest rozłącznie mocowany w zacisku osadzonym w wylocie rurowej rękojeści i połączonym z płaską sprężyną jednostronnie podpartą od strony połączenia z dźwignią i trwale zamocowaną drugim swym końcem, zaś wybrany punkt płaskiej sprężyny między podparciem a zamocowaniem jest połączony z ruchomym ferromagnetycznym rdzeniem indukcyjnej cewki, której końcówki są dołączone do wejścia przetwornika wartości indukcji na elektryczny sygnał częstotliwościowy, zbudowanego na generatorze LC z napięciowym komparatorem na wyjściu, przyłączonym do programowanego mikroprocesorowego sterownika, współpracującego z członem nieulotnej pamięci.

Korzystne jest, gdy wewnątrz rurowej rękojeści są ulokowane płaska sprężyna, indukcyjna cewka i przetwornik wartości indukcji na elektryczny sygnał częstotliwościowy, połączony giętkimi przewodami z elektrycznym złączem.

Przetwornik według wynalazku umożliwia dokonywanie pomiarów wartości sił z rozdzielczością 1 g, w zakresach dobieranych stosownie do długości użytej dźwigni pomiarowej. Zamocowanie tej dźwigni rozłącznie w rękojeści pozwala nie tylko na jej wymianę ze względów pomiarowych, lecz także na jej sterylizację. Wolny zagięty koniec pomiarowej dźwigni pozwala na dotarcie w głąb jamy ustnej oraz do innych miejsc ciała ludzkiego. Zastosowanie programowanego sterownika mikroprocesorowego zapewnia łatwy wybór zakresu pomiarowego, linearyzację sygnału pomiarowego, zapisanie wartości mierzonych w nieulotnej pamięci, w celu późniejszego do nich dostępu i przeglądu po zakończeniu cyklu pomiarowego. W rezultacie staje się możliwe przeprowadzenie wielu badań, dotychczas utrudnionych lub wręcz niemożliwych. Elektroniczna technika pomiarowa ułatwia miniaturyzację zarówno sondy, jak też wskaźnika, dzięki czemu całość jest łatwo przenośna, nieskomplikowana w obsłudze i niezawodna w działaniu.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie' wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy przetwornika, fig. 2 - sondę pomiarową w widoku z boku, a fig. 3 pokazuje schematycznie zespół dźwigniowo-przetwarzający sondy.

Przykładowe rozwiązanie zgodne z wynalazkiem przeznaczone jest zwłaszcza do pomiaru sił wewnątrz jamy ustnej. W skład sondy 1 wchodzi pomiarowa dźwignia 2, której wolny koniec ma zagięcie 3 wykonane pod kątem zbliżonym do prostego. Zagięcie 3 zakończone jest obłym stykiem uzyskanym przez spolerowanie czoła i ma powierzchnię wynoszącą około 1 mm². Pomiarowa dźwignia 2, wykonana z pręta ze stali o wartości medycznej, ma drugi koniec zamocowany rozłącznie w zacisku 4, osadzonym w wylocie rurowej rękojeści 5, dostosowanej wymiarami do ludzkiej dłoni. Wewnątrz rękojeści 5 umieszczona jest płaska sprężyna 6, jednym końcem osadzona w zacisku 4, a w odległości około 1/3 swej długości, licząc od zacisku 4, podparta na pryzmatycznym wsporniku 7. Drugim swym końcem sprężyna 6 jest zamocowana trwale w wewnętrznej ściance 8 rękojeści 5. Środkowy punkt płaskiej sprężyny 6, pomiędzy podparciem a zamocowaniem, połączony jest z ruchomym magnetycznym rdzeniem 9 indukcyjnej cewki 10, osadzonej wewnątrz rękojeści 5. Końcówki cewki 10 są doprowadzone do przetwornika 11 wartości indukcji na elektryczny sygnał częstotliwościowy, zrealizowanego na generatorze LC, który ma na wyjściu napięciowy komparator 12. Wyjście komparatora 12 przyłączone jest do pomiarowego zespołu 13, wyposażonego w programowany mikroprocesorowy sterownik 14, zawierający pamięć 15 programu pomiarowego. Sterownik 14 ma wejście i wyjście połączone z członem nieulotnej pamięci 16, przeznaczonej do gromadzenia i przechowywania danych uzyskanych w cyklu pomiarowym. Mikroprocesorowy sterownik 14 wyposażony jest w klawiaturę 17, przycisk 18 wyzwalania pomiaru i mozaikowy alfanumeryczny wyświetlacz 19 wyników pomiarowych, wyskalowany w jednostkach siły. Ponadto do sterownika 14 przyłączone jest wejściem i wyjściem komunikacyjne

183 682 łącze 20, przeznaczone do przekazywania wyników pomiarów do zewnętrznego komputera 21. Pomiarowa sonda 1 łączona jest giętkimi przewodami 22, zakończonymi elektrycznym złączem 23 z odpowiednim wejściem pomiarowego zespołu 13.

Wykaz oznaczeń

- Sonda

- Dźwignia pomiarowa

- Zagięcie dźwgnii

- Zacisk

- Rurowa rękoj eść

- Płasska sprężyna

- Wspornik piyzmatyczny

- Wewnętrzna ścianka rękojeści

- Ruchomy ferromagnetyczny rdzeń

- Cewka indukcyjna

- PizetoomkL/f

- Komparator napięciowy

- Zespół pomiarowy

- Mikroprocesorowy programowany sterownik

- Pamięć programu pomiarowego

- Człon nieulotnej pamięci

- Klawiatura

- Przycisk wyzwalania programu

- Wyświetlacz mozaikowy alfanumeryczny

- Łączekomunikacyjne

- Komputer zewnętrzny

- Gii^^ie pzzewody

- Złącze elektryczne

183 682

4 5 22 23

Fig. 2

Fig. 3

183 682

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przetwornik do pomiaru siły nacisku końcówki penetratora, zwłaszcza stomatologicznego, wyposażony w elektroniczny zespół pomiarowy oraz w sondę pomiarową złożoną z indukcyjnej cewki i pomiarowej dźwigni, związanej z rurową rękojeścią której wolny koniec ma zagięcie, zakończone stykiem, znamienny tym, że drugi koniec pomiarowej dźwigni (2) jest rozłącznie mocowany w zacisku (4) osadzonym w wylocie rurowej rękojeści (5) i połączonym z płaską sprężyną (6), jednostronnie podpartą od strony połączenia z dźwignią (2) i trwale zamocowaną drugim swym końcem, zaś wybrany punkt płaskiej s^^ęiżyny (6), między podparciem a zamocowaniem, jest połączony z ruchomym ferromagnetycznym rdzeniem (9) indukcyjnej cewki (10), której końcówki są dołączone do wejścia przetwornika (11) wartości indukcji na elektryczny sygnał częstotliwościowy, zbudowanego na generatorze LC, z napięciowym komparatorem (12) na wyjściu, przyłączonym do programowanego mikroprocesorowego sterownika (14), współpracującego z członem nieulotnej pamięci (16).
2. 2. Przetwornik według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnątrz rurowej rękojeści (5) są ulokowane płaska sprężyna (6), indukcyjna cewka (10) i przetwornik (11) wartości indukcji na elektryczny sygnał częstotliwościowy, połączony giętkimi przewodami (22) z elektrycznym złączem (23).