RU2128527C1

RU2128527C1 - Device for local d-arson treatment

Info

Publication number: RU2128527C1
Application number: RU97107197A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Абросимов; Г.А. Поляков; В.Ф. Корнеев; Ю.В. Рахманов
Original assignee: Абросимов Сергей Николаевич; Поляков Георгий Александрович; Корнеев Василий Федорович; Рахманов Юрий Викторович
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1999-04-10

Abstract

FIELD: medical devices, in particular, treatment decease of nervous, cardiovascular, muscular, maxillary systems and skin. SUBSTANCE: device has low-frequency stepping-up transformer, and gas-discharge glass electrode which is connected to secondary winding of transformer. Secondary power supply is designed as two capacitors, which are connected in series to primary winding of transformer through control gate. Starting circuit is designed as threshold unit which is based on transistor operating in avalanche mode. Device operations are based on periodic flush of power from serial circuit of capacitors which are supplied by alternating current mains 220 V, 50 Hz. Capacitors serve secondary electric power supply. Oscillatory circuit which consists of serial circuit of two capacitors, primary winding of transformer and open control gate, runs free attenuating oscillations. Characteristic frequency of oscillations depends on characteristics of this circuit. High voltage which is equal to 3-25 kV is induced on secondary winding of transformer and initiates glowing discharge in gas-discharge glass electrode which provides therapeutic treatment. EFFECT: increased power control range from zero to arbitrary required maximum. 4 cl, 6 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к медицинской технике и предназначено для лечения ряда заболеваний нервной, сердечно-сосудистой, мышечной, зубочелюстной систем и кожи. Местная дарсонвализация является универсальным и широко распространенным физиолечебным средством обезболивающего, противозудного, сосудорасширяющего, противоотечного, рассасывающего, трофикостимулирующего и бактеристатического действия и применяется в различных областях медицины для пациентов различных возрастных групп. The claimed invention relates to medical equipment and is intended for the treatment of a number of diseases of the nervous, cardiovascular, muscle, dentofacial systems and skin. Local darsonvalization is a universal and widespread physiotherapeutic drug for analgesic, antipruritic, vasodilator, decongestant, resorbable, trophicostimulating and bactericidal action and is used in various fields of medicine for patients of different age groups.

Известно "Устройство для местной дарсонвализации" (см. Авторское свидетельство СССР 1803152 5МКИ A 61 N 1/32), в котором содержатся: задающий генератор, генератор ударного возбуждения, детектор огибающей, схема сравнения, первый формирователь импульсов, блок совпадения, второй формирователь импульсов. Задающий генератор содержит элементы И-НЕ, резисторы и конденсаторы и генерирует прямоугольные импульсы, частота которых зависит от величин емкости и сопротивления пассивных элементов схемы. В зависимости от сигнала на управляющем входе элемент И-НЕ пропускает или не пропускает прямоугольные импульсы на выход задающего генератора. Генератор ударного возбуждения содержит преобразователь напряжения, коммутирующее устройство, трансформатор, резистор и конденсатор. Преобразователь напряжения преобразует напряжение источника питания в высокое напряжение нескольких сот вольт. Конденсатор преобразователя заряжается через первичную обмотку трансформатора до величины напряжения на выходе преобразователя. The device for local darsonvalization is known (see USSR author's certificate 1803152 5MKI A 61 N 1/32), which contains: a master oscillator, a shock excitation generator, an envelope detector, a comparison circuit, a first pulse shaper, a coincidence block, a second pulse shaper . The master oscillator contains AND-NOT elements, resistors and capacitors and generates rectangular pulses whose frequency depends on the capacitance and resistance of the passive circuit elements. Depending on the signal at the control input, the AND-NOT element passes or does not pass rectangular pulses to the output of the master oscillator. The shock excitation generator comprises a voltage converter, a switching device, a transformer, a resistor and a capacitor. A voltage converter converts the voltage of a power source to a high voltage of several hundred volts. The converter capacitor is charged through the primary winding of the transformer to the voltage value at the converter output.

При подаче на вход коммутирующего устройства импульса прямоугольной формы он дифференцируется цепочкой - резистор, конденсатор. Отрицательным импульсом, которым открывается транзистор, а тот в свою очередь (за счет образования на коллекторе положительного импульса напряжения) открывает тиристор, в результате чего в колебательном контуре, образованном первичной обмоткой трансформатора и конденсатора появляются затухающие колебания. При колебаниях в контуре направление протекания тока периодически меняется. В одном случае он протекает через тиристор, в другом через диод. Эти колебания с первичной обмотки трансформатора поступают на второй выход генератора ударного возбуждения, а на первый выход - напряжение со вторичной обмотки трансформатора, амплитудой - десятки киловольт. Детектор огибающей, содержащий диод, два резистора и конденсатор, выделяет огибающую высокочастотных колебаний. Схема сравнения выполнена на компараторе 597САЗ, а первый формирователь импульсов содержит триггер, элементы И-НЕ, резисторы и конденсаторы и служит для формирования положительного импульса фиксированной длительности, задержанного относительно входного сигнала на определенное время. Экономия потребляемой мощности устройства достигается за счет изменения частоты задающего генератора в зависимости от режима работы устройства. When a rectangular pulse is applied to the input of the switching device, it is differentiated by a chain - a resistor, a capacitor. The negative pulse that opens the transistor, which in turn (due to the formation of a positive voltage pulse on the collector) opens the thyristor, as a result of which damped oscillations appear in the oscillating circuit formed by the primary winding of the transformer and capacitor. With fluctuations in the circuit, the direction of current flow periodically changes. In one case, it flows through the thyristor, in another through a diode. These oscillations from the primary winding of the transformer go to the second output of the shock excitation generator, and the first output receives voltage from the secondary winding of the transformer, with an amplitude of tens of kilovolts. The envelope detector, containing a diode, two resistors and a capacitor, emits an envelope of high-frequency oscillations. The comparison circuit is performed on a 597CAZ comparator, and the first pulse shaper contains a trigger, NAND elements, resistors and capacitors and serves to form a positive pulse of a fixed duration, delayed relative to the input signal for a certain time. Saving the device’s power consumption is achieved by changing the frequency of the master oscillator, depending on the operating mode of the device.

Основным недостатком устройства по а. с. СССР N 1803152 является отсутствие возможности регулирования мощности электрического разряда при воздействии его на биообъект. The main disadvantage of the device a. with. USSR N 1803152 is the lack of the ability to control the power of an electric discharge when exposed to a biological object.

Известно также устройство для местной дарсонвализации, а именно "Устройство для воздействия на биообъект" (см. патент РФ N 2017506 6МКИ A 61 N 1/32), принятое авторами в качестве прототипа. Оно содержит последовательно соединенные выпрямитель - удвоитель напряжения, низкочастотный генератор, низкочастотный повышающий трансформатор, а также газоразрядный стеклянный электрод, подсоединенный к одному из выводов выходной обмотки трансформатора и пассивный электрод, подключенный к другому выводу выходной обмотки. Газоразрядный стеклянный электрод осуществляет одновременно световое, электрическое и аэроионное воздействие и представляет собой газоразрядный элемент, преобразующий импульсные токи высокого напряжения в коронный разряд с образованием плазменных и непрерывных колебаний мощностью (0.2 - 4.0) Вт. Пассивный электрод обеспечивает поток электрического тока в направлении от активного электрода к пассивному через биообъект. Частота импульсов (20 - 100) Гц используется в соответствии с известными рекомендациями. Интенсивность воздействия характеризуется напряжением и мощностью. Оптимальная интенсивность воздействия определяется врачом и зависит от индивидуальной чувствительности пациента. A device for local darsonvalization is also known, namely, “Device for influencing a biological object” (see RF patent N 2017506 6MKI A 61 N 1/32), adopted by the authors as a prototype. It contains a rectifier-voltage doubler, a low-frequency generator, a low-frequency step-up transformer, and a gas-discharge glass electrode connected to one of the terminals of the output winding of the transformer and a passive electrode connected to the other output of the output winding, connected in series. A gas discharge glass electrode simultaneously performs light, electric, and aeroionic effects and is a gas discharge element that converts high voltage pulsed currents into a corona discharge with the formation of plasma and continuous oscillations with a power of (0.2 - 4.0) W. The passive electrode provides an electric current flow in the direction from the active electrode to the passive one through the bioobject. The pulse frequency (20 - 100) Hz is used in accordance with well-known recommendations. The intensity of exposure is characterized by voltage and power. The optimal intensity of exposure is determined by the doctor and depends on the individual sensitivity of the patient.

Относительная простота устройства позволила сделать его переносным и состоящим из двух блоков. Основной блок включает в себя практически все элементы устройства, в том числе и высоковольтный трансформатор. На лицевой панели этого блока имеется гнездо для подключения высоковольтного провода с пластмассовым держателем газоразрядного электрода. The relative simplicity of the device allowed to make it portable and consisting of two blocks. The main unit includes almost all the elements of the device, including a high-voltage transformer. On the front panel of this unit there is a socket for connecting a high-voltage wire with a plastic holder for a gas discharge electrode.

Основными недостатками устройства для воздействия на биообъект по патенту РФ N 2017506 является недостаточно широкий диапазон регулирования мощности разряда. The main disadvantages of the device for influencing a biological object according to the patent of the Russian Federation N 2017506 is not a wide range of discharge power regulation.

Перед заявляемым изобретением поставлена задача расширить диапазон регулирования мощности разряда, обеспечивая более высокие электробезопасность и надежность устройства. The claimed invention has the task to expand the range of regulation of the discharge power, providing higher electrical safety and reliability of the device.

Поставленная задача решается за счет того, что в заявляемом устройстве для местной дарсонвализации содержится низкочастотный повышающий трансформатор (НПТ) и связанный с его вторичной обмоткой газоразрядный стеклянный электрод, а также вторичный источник электрической энергии, соединенный с первичной обмоткой НПТ через управляющий вентиль, и схему запуска. По предложению авторов вторичный источник электрической энергии выполнен в виде двух последовательно соединенных конденсаторов и схема запуска представляет собой пороговое устройство на транзисторе, коллектор которого через ограничительный резистор связан с управляющим электродом вентиля, а эмиттер транзистора через потенциометр подключен к одной из клемм вторичного источника, при этом потенциометр через накопительный конденсатор связан с другой клеммой вторичного источника. The problem is solved due to the fact that the claimed device for local darsonvalization contains a low-frequency step-up transformer (NPT) and a gas-discharge glass electrode connected to its secondary winding, as well as a secondary source of electrical energy connected to the primary winding of the NPT through a control valve, and a start-up circuit . At the suggestion of the authors, the secondary source of electrical energy is made in the form of two series-connected capacitors and the start-up circuit is a threshold device on a transistor, the collector of which is connected through a limiting resistor to the control electrode of the valve, and the emitter of the transistor is connected to one of the terminals of the secondary source through a potentiometer. the potentiometer is connected via a storage capacitor to another terminal of the secondary source.

Благодаря предлагаемой схеме заявляемое изобретение позволяет получить технический результат, а именно расширить диапазон регулирования мощности разряда от нуля до достаточного максимума при плавном регулировании. Thanks to the proposed scheme, the claimed invention allows to obtain a technical result, namely to expand the range of regulation of the discharge power from zero to a sufficient maximum with smooth regulation.

Кроме этого повышена надежность устройства за счет уменьшения количества элементов схемы. In addition, increased reliability of the device by reducing the number of circuit elements.

В пороговое устройство дополнительно введены резисторы, подключенные один параллельно, а другой последовательно к потенциометру. Resistors are added to the threshold device, connected one in parallel and the other in series with the potentiometer.

Между свободным концом вторичной обмотки НПТ и его первичной обмоткой со стороны потенциометра включен разделительный конденсатор. An isolation capacitor is connected between the free end of the secondary winding of the NPT and its primary winding on the side of the potentiometer.

Благодаря этому получен дополнительный технический результат, а именно достигнута высокая электробезопасность. Параллельно вторичному источнику электрической энергии включены связанные между собой последовательно гасящий резистор и светодиод. Thanks to this, an additional technical result was obtained, namely, high electrical safety was achieved. Parallel to the secondary source of electrical energy connected in series with each other is a quenching resistor and an LED.

На фиг.1 чертежа представлена общая схема заявляемого изобретения. Figure 1 of the drawing shows a General diagram of the claimed invention.

На фиг.2 изображен общий вид устройства в продольном разрезе. Figure 2 shows a General view of the device in longitudinal section.

На фиг.3 представлен вид А фиг.2. Figure 3 presents a view And figure 2.

На фиг.4, 5 и 6 изображены наиболее характерные газоразрядные стеклянные электроды, используемые для лечебного воздействия. 4, 5 and 6 show the most characteristic gas-discharge glass electrodes used for therapeutic treatment.

Устройство для дарсонвализации содержит низкочастотный повышающий трансформатор (НПТ) 1 и связанный с его вторичной обмоткой 2 газоразрядный стеклянный электрод 3 (фиг. 1 и 2), а также вторичный источник электрической энергии, выполненный в виде двух конденсаторов 4 и 5, последовательно соединенных с первичной обмоткой 6 НПТ 1 через управляющий вентиль 7. Параллельно управляющему вентилю 7 встречно включен полупроводниковый диод 8. Схема запуска представляет собой пороговое устройство на транзисторе 9, коллектор 10 которого через ограничительный резистор 11 связан с управляющим электродом 12 управляющего вентиля 7, а эмиттер 13 транзистора 9 через потенциометр 14 и добавочный резистор 15 подключен к одной из клемм 16 вторичного источника, при этом потенциометр 14 через конденсатор 17 связан с другой клеммой 18 вторичного источника. Эмиттер 13 транзистора 9 соединен с его базой 19 через резистор 20 смещения. Между управляющим электродом 12 управляющего вентиля 7 и его катодом 21 включен резистор 22. The darsonvalization device contains a low-frequency step-up transformer (NTP) 1 and a gas-discharge glass electrode 3 (Fig. 1 and 2) connected to its secondary winding 2, as well as a secondary source of electrical energy made in the form of two capacitors 4 and 5 connected in series with the primary the winding 6 of the NPT 1 through the control valve 7. In parallel with the control valve 7, a semiconductor diode 8 is counter-turned on. The starting circuit is a threshold device on a transistor 9, the collector 10 of which is through a limiter the second resistor 11 is connected to the control electrode 12 of the control valve 7, and the emitter 13 of the transistor 9 is connected through a potentiometer 14 and an additional resistor 15 to one of the terminals 16 of the secondary source, while the potentiometer 14 is connected through the capacitor 17 to another terminal 18 of the secondary source. The emitter 13 of the transistor 9 is connected to its base 19 through a bias resistor 20. A resistor 22 is connected between the control electrode 12 of the control valve 7 and its cathode 21.

В пороговое устройство дополнительно введен резистор 23, подключенный параллельно к потенциометру 14. A resistor 23 is added to the threshold device, connected in parallel to the potentiometer 14.

Между свободным концом вторичной обмотки 2 НПТ 1 и его первичной обмоткой 6 со стороны потенциометра 14 и резистора 15 включен разделительный конденсатор 24. Between the free end of the secondary winding 2 of the NTP 1 and its primary winding 6 from the side of the potentiometer 14 and the resistor 15, an isolation capacitor 24 is connected.

Параллельно вторичному источнику электрической энергии включены связанные между собой последовательно гасящий резистор 25 и светодиод 26. Вторичный источник электрической энергии подключается к цепи переменного тока (220 В; 50 Гц) с помощью сетевой вилки 27 через выключатель 28 и предохранитель 29. In parallel with the secondary source of electrical energy, a series-extinguishing resistor 25 and LED 26 are connected. The secondary source of electrical energy is connected to an alternating current circuit (220 V; 50 Hz) using a power plug 27 through a switch 28 and a fuse 29.

Конструктивно устройство может представлять собой компактный моноблочный прибор (фиг.2), весом не более 0.4 кг, выполненный в виде корпуса 30, с одного конца, имеющего коническую форму, расположено гнездо 31 под газоразрядный стеклянный электрод 3, с другого - выведены: сетевая вилка 27, выключатель 28, ручка потенциометра 14 и светодиод 26 (см. фиг.3). Схема смонтирована (см. фиг.2) на плате 32 с двухсторонним монтажом, заканчивающейся НПТ 1, включающем гнездо 31 под газоразрядный стеклянный электрод 3. Structurally, the device can be a compact monoblock device (Fig. 2), weighing no more than 0.4 kg, made in the form of a housing 30, with a conical shape on the one end, a socket 31 for a gas-discharge glass electrode 3, and on the other - output: a network plug 27, switch 28, potentiometer handle 14 and LED 26 (see FIG. 3). The circuit is mounted (see figure 2) on the board 32 with two-sided mounting, ending NPT 1, including a socket 31 under the gas-discharge glass electrode 3.

Устройство для местной дарсонвализации является источником высокочастотных колебаний (f = 100 кГц + 10%), которые следуют пакетами длительностью 0.15 мсек и интервалами между пакетами 20 мсек с высоковольтным выходом (см. схему фиг.1). Выходное напряжение подается на газоразрядный стеклянный электрод 3, который может иметь различную форму: грибовидный 33 (фиг.4), внутриушной 34 (фиг.5) и гребешковый 35 (фиг.6) посредством которых осуществляется лечебное воздействие. Основными факторами этого воздействия являются высокочастотные электромагнитные колебания, искровые разряды и озон, образованный в разрядном зазоре между газоразрядным стеклянным электродом 3 и поверхностью биообъекта. The device for local darsonvalization is a source of high-frequency oscillations (f = 100 kHz + 10%), which are followed by packets of 0.15 ms duration and 20 ms intervals between packets with a high-voltage output (see diagram of Fig. 1). The output voltage is supplied to a gas-discharge glass electrode 3, which can have a different shape: mushroom-shaped 33 (Fig. 4), inner ear 34 (Fig. 5) and scallop 35 (Fig. 6) by means of which a therapeutic effect is performed. The main factors of this effect are high-frequency electromagnetic waves, spark discharges and ozone formed in the discharge gap between the gas-discharge glass electrode 3 and the surface of the biological object.

Принцип работы устройства основан (см. фиг. 1) на периодическом сбросе энергии заряжающихся от сети переменного тока (220 В, 50 Гц), последовательно соединенных конденсаторов 4 и 5 и являющихся вторичным источником электрической энергии, с помощью управляемого вентиля 7 на первичную обмотку 6 НПТ 1. В результате, в колебательном контуре, образованном последовательно соединенными конденсаторами 4 и 5, первичной обмоткой 6 НПТ 1, открытым управляющем вентиле 7, возникают свободные затухающие колебания, собственная частота которых определяется параметрами этого контура. При этом на вторичной обмотке 2 НПТ 1 индуцируется высокое напряжение, равное (3-25) кВ, инициирующее тлеющий разряд в газоразрядном стеклянном электроде 3. При выбранных величинах емкостей конденсаторов 4,5 и индуктивности обмоток 6 и 2 НПТ 1 собственная частота свободных колебаний составляет f = 100 кГц + 10%. Полупроводниковый диод 8 обеспечивает накопление энергии конденсатора 5 при закрытом управляющем вентиле 7. The principle of operation of the device is based (see Fig. 1) on the periodic discharge of energy charged from the AC network (220 V, 50 Hz), series-connected capacitors 4 and 5 and which are a secondary source of electrical energy, using a controlled valve 7 to the primary winding 6 NPT 1. As a result, in the oscillating circuit formed by series-connected capacitors 4 and 5, the primary winding 6 of the NPT 1, the open control valve 7, free damped oscillations arise, the natural frequency of which is determined by the pairs meters of this circuit. In this case, a high voltage equal to (3-25) kV is induced on the secondary winding 2 of the NPT 1, which initiates a glow discharge in the gas-discharge glass electrode 3. For the selected capacitances of capacitors 4,5 and the inductance of the windings 6 and 2 of the NPT 1, the natural frequency of free oscillations f = 100 kHz + 10%. The semiconductor diode 8 provides the energy storage of the capacitor 5 with the closed control valve 7.

Управление моментом времени отпирания управляющего вентиля 7, позволяющее регулировать выходную мощность устройства, осуществляется изменением постоянной времени электрической цепи, образованной конденсатором 17, потенциометром 14 и резистором 15. В качестве порогового устройства использован маломощный транзистор 9 в лавинном режиме включения. Для выбранного типа транзистора 9 величина напряжения лавинного пробоя составляет 30 В. С помощью делителя, образованного ограничительным резистором 11 и резистором 22, нормируется величина импульса напряжения на управляющем электроде 12 управляющего вентиля 7. Величины сопротивлений потенциометра 14 и резистора 15 выбраны таким образом, что при максимальной выходной мощности частота следования пакетов разрядных импульсов составляет 50 Гц. Введенный дополнительно резистор 23 в сочетании с резистором 15 цепи постоянной времени порогового устройства позволяют обеспечить постоянные пределы регулировки выходной мощности устройства для управляющего вентиля 7 с различным током управляющего электрода 12. Светодиод 26 совместно с гасящим резистором 25 обеспечивает как индикацию включения устройства в сеть, так и служит разрядной цепочкой для снятия остаточного напряжения с конденсатора 4 при случайном выдергивании сетевой вилки 27 из розетки электросети 220 В. The timing of the unlocking of the control valve 7, which allows you to adjust the output power of the device, is controlled by changing the time constant of the electric circuit formed by the capacitor 17, the potentiometer 14 and the resistor 15. As a threshold device, a low-power transistor 9 is used in the avalanche on mode. For the selected type of transistor 9, the avalanche breakdown voltage is 30 V. Using a divider formed by the limiting resistor 11 and resistor 22, the magnitude of the voltage pulse at the control electrode 12 of the control valve 7 is normalized. The resistance values of the potentiometer 14 and resistor 15 are selected so that when maximum output power, the repetition rate of packets of discharge pulses is 50 Hz. The additional resistor 23 introduced in combination with the resistor 15 of the time constant circuit of the threshold device allows constant adjustment of the output power of the device for the control valve 7 with different current of the control electrode 12. The LED 26 together with the quenching resistor 25 provides both an indication of the inclusion of the device in the network, and serves as a discharge chain for removing residual voltage from a capacitor 4 in case of accidental pulling out of a power plug 27 from a 220 V.

Разделительный конденсатор 24 повышает безопасность заявляемого устройства. The isolation capacitor 24 increases the safety of the claimed device.

Описанная схема устройства в сочетании с удачным компоновочным решением при использовании электробезопасных материалов позволили разработать малогабаритное электробезопасное устройство для местной дарсонвализации. The described device scheme in combination with a successful layout solution using electrically safe materials allowed the development of a small-sized electrically safe device for local darsonvalization.

Конструктивная схема устройства для местной дарсонвализации позволяет получить технический результат, а именно расширить диапазон регулирования мощности электрического разряда практически от нуля до необходимого максимума. The design of the device for local darsonvalization allows you to get a technical result, namely to expand the range of regulation of the power of the electric discharge from almost zero to the required maximum.

Дополнительным техническим результатом является достигнутая высокая электробезопасность и более высокая надежность за счет уменьшения количества элементов схемы. An additional technical result is the achieved high electrical safety and higher reliability by reducing the number of circuit elements.

Claims

1. Device for darsonvalization containing a low-frequency step-up transformer (NTP) and an active gas-discharge electrode connected to its secondary winding, as well as a secondary source of electrical energy connected to the primary winding of the NTP through a control valve, and a start-up circuit, characterized in that the secondary source is electric energy is made in the form of two series-connected capacitors and the starting circuit is a threshold device on a transistor, the collector of which through a restrictive cut Torr connected to the control gate electrode, and an emitter of the transistor through a potentiometer connected to one of the terminals of the secondary source, wherein the potentiometer is connected through the storage capacitor to the other terminal of the secondary source.

2. The device according to claim 1, characterized in that the threshold device additionally introduced resistors connected one in parallel and the other in series with a potentiometer.

3. The device according to p. 1, characterized in that between the free end of the secondary winding of the NPT and its primary winding on the side of the potentiometer, an isolation capacitor is connected.

4. The device according to claim 1, characterized in that parallel to the secondary source of electrical energy are connected interconnected in series with a quenching resistor and an LED.