RU225674U1 - Устройство для обнаружения и локализации металлических инородных включений в биологических объектах - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике. Устройство для обнаружения и локализации металлических инородных включений в биологических объектах содержит постоянные магниты, создающие магнитное поле за своими пределами и усиливающие поле металлического включения, которое фиксируется линейным многоэлементным феррозондовым преобразователем, состоящим из феррозондов. Генератор возбуждения феррозондов формирует переменное напряжение, которым запитаны обмотки возбуждения блока феррозондов, выходной сигнал которых через коммутатор сигналов подается на детектор второй гармоники, который через удвоитель частоты синхронизирован с работой генератора возбуждения феррозондов. Выпрямленный сигнал второй гармоники, усиленный усилителем постоянного тока, подается на первый вход компаратора, на второй вход компаратора поступает образцовое напряжение с источника опорного напряжения, выходной сигнал с компаратора управляет работой второго формирователя импульсов, выход которого подключен ко второму сдвиговому регистру, выход которого обеспечивает напряжением выходы столбцов светодиодной матрицы, на выходы строк светодиодной матрицы напряжение поступает с выхода первого сдвигового регистра, который управляется тактовым генератором через первый формирователь импульсов. 3 ил.

Description

Техническое решение относится к устройствам для обнаружения и локализации металлических инородных включений в биологических объектах и применяется в медицине, в частности в общей хирургии.

Известно устройство для обнаружения и локализации металлических инородных включений в биологических объектах (патент RU № 202618, опубликовано 01.03.2021, Бюл. №7), выбранный в качестве прототипа. Устройство содержит генератор высокой частоты, усилитель мощности, катушки намагничивания, линейный многоэлементный феррозондовый преобразователь и блок обработки выходных сигналов феррозондов. Блок обработки выходных сигналов феррозондов содержит генератор возбуждения феррозондов, коммутатор выходных сигналов феррозондов, детектор второй гармоники, удвоитель частоты, усилитель сигнала, компаратор, источник опорного напряжения, формирователь импульсов, сдвиговый регистр, линейка светодиодов и тактовый генератор.

Недостатком известной конструкции является сложная конструкция катушек намагничивания, а также слабая разрешающая способность и помехоустойчивость устройства для обнаружения и локализации мелких металлических инородных включений в биологических объектах

Задачей технического решения является усовершенствование конструкции устройства, повышая его чувствительность с уменьшением влияния внешних магнитных полей, в частности, поля Земли.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложенное устройство для обнаружения и локализации металлических инородных включений в биологических объектах, включает феррозондовый преобразователь, блок обработки сигналов, состоящий из генератора возбуждения феррозондов, коммутатора выходных сигналов феррозондов, детектора второй гармоники, удвоителя частоты, усилителя сигналов, компаратора, источника опорного напряжения, формирователя импульсов, сдвигового регистра, линейки светодиодов, тактового генератора, отличающееся тем, что содержит постоянные магниты, образующие квадраты, в центре которых расположены феррозонды линейного многоэлементного феррозондового преобразователя, выход которого присоединен к входу блока обработки выходных сигналов феррозондов, содержащего генератор возбуждения феррозондов, к которому последовательно подключены обмотки возбуждения феррозондов, коммутатор выходных сигналов феррозондов, который выполнен с возможностью поочередного подключения выходных обмоток феррозондов к детектору второй гармоники, который соединен с удвоителем частоты, детектор второй гармоники соединен с усилителем сигнала, выход которого подключен на первый вход компаратора, на второй вход которого подключен источник опорного напряжения, к выходу компаратора подключен формирователь импульсов, соединенный со сдвиговым регистром, на выходы которого подключена линейка светодиодов, тактовый генератор выполнен с возможностью управления работой коммутатора выходных сигналов феррозондов и сдвигового регистра.

Техническая сущность и принцип работы полезной модели предложенного устройства поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 изображено устройство для обнаружения и локализации металлических инородных включений в биологических объектах, на фиг. 2 – схема размещения магнитов и феррозондов и на фиг. 3 - блок-схема обработки выходного сигнала феррозонда.

Устройство содержит линейный многоэлементный феррозондовый преобразователь 1, состоящий из линейки феррозондов 2, постоянные магниты 3, создающие магнитное поле за своими пределами и усиливающие поле металлического включения, которое фиксируется линейным многоэлементным феррозондовым преобразователем 1. Сигнал с линейного многоэлементного феррозондового преобразователя 1 поступает в блок обработки выходных сигналов феррозондов 4. Блок обработки выходных сигналов феррозондов 4 содержит генератор возбуждения феррозондов 5, подключенный к обмоткам возбуждения феррозондов 2, которые поочередно подключаются через коммутатор выходных сигналов феррозондов 6 к детектору второй гармоники 7. С детектора второй гармоники 7 удвоенное напряжение по частоте удвоителем частоты 8 усиливается в усилителе сигнала 9. Усиленное напряжение поступает на первый вход компаратора 10, на второй вход подается напряжение от источника опорного напряжения 11. С выхода компаратора 10 сигнал поступает через формирователь импульсов 12 и сдвиговый регистр 13 на линейку светодиодов 14. Тактовый генератор 15 управляет работой коммутатора выходных сигналов феррозондов 6 и сдвигового регистра 13.

Устройство обнаружения и локализации металлических инородных включений в биологических объектах функционирует следующим образом.

Линейный многоэлементный феррозондовый преобразователь (фиг. 1) 1 состоит из феррозондов 2, расположенных в центре квадратов, где магнитное поле близко к нулю. Постоянные магниты 3 формируют эти квадраты и расположены друг относительно друга таким образом, что максимум создаваемого магнитного поля расположен за их пределами (фиг. 2). Это происходит потому, что распространение магнитного поля за пределы магнита зависит от длины магнита. В данном устройстве используются цилиндрические магниты диаметром 10 мм и длиной от 1 до 10 мм. Обмотки возбуждения, входящих в линейный многоэлементный феррозондовый преобразователь 1 феррозондов, соединены параллельно и подключены к генератору возбуждения феррозондов 5 (фиг. 3). Выходные обмотки феррозондов, через коммутатор сигналов 6, поочередно подключаются к детектору второй гармоники 7. Причем для повышения чувствительности и отстройки от влияния внешних магнитных полей (в частности, поля Земли) феррозонды включаются в режиме градиентомера. При обнаружении металлического включения, в процессе сканирования биологического объекта, его поле рассеяния взаимодействует с феррозондами 2 и генерирует в их выходной обмотке напряжение. Это напряжение выпрямляет детектор второй гармоники 7. С детектора второй гармоники 7 удвоенное напряжение по частоте удвоителем частоты 8 усиливается в усилителе сигнала 9. Усиленное напряжение поступает на один из входов компаратора 10. На второй вход компаратора подается напряжение от источника опорного напряжения 11. Величина этого напряжения определяет порог чувствительности устройства, т.е. размеры выявляемого инородного включения.

Когда усиленный сигнал от металлического включения, больше порогового напряжения на выходе компаратора формируется сигнал, который через формирователь импульсов 12 поступает на сдвиговый регистр 13. На выходы сдвигового регистра подключены светодиоды, которые образуют линейку светодиодов 14.

Благодаря тактовому генератору 15, который синхронно управляет работой коммутатора выходных сигналов феррозонда 6 и сдвигового регистра 13, на одном из выходов сдвигового регистра появляется напряжение и включается один из светодиодов, который соответствует феррозонду, под которым обнаружено металлическое включение.

Пример. При использовании четырех постоянных цилиндрических магнитов диаметром 10 мм и длиной 10 мм максимум создаваемого магнитного поля будет расположен за их пределами на расстоянии 8 мм. При этом количество феррозондов и светодиодов будет 3, а чувствительность феррозондов, создаваемого магнитного поля магнитами, будет обеспечивать обнаружение металлических инородных включений на глубине залегания до 10 мм.

Устройство обеспечивает усовершенствование устройства для обнаружения и локализации мелких металлических инородных включений в биологических объектах.

Claims (1)

1. Устройство для обнаружения и локализации металлических инородных включений в биологических объектах, включающее феррозондовый преобразователь, блок обработки сигналов, состоящий из генератора возбуждения феррозондов, коммутатора выходных сигналов феррозондов, детектора второй гармоники, удвоителя частоты, усилителя сигналов, компаратора, источника опорного напряжения, формирователя импульсов, сдвигового регистра, линейки светодиодов, тактового генератора, отличающееся тем, что содержит постоянные магниты, образующие квадраты, в центре которых расположены феррозонды линейного многоэлементного феррозондового преобразователя, выход которого присоединен к входу блока обработки выходных сигналов феррозондов, содержащего генератор возбуждения феррозондов, к которому последовательно подключены обмотки возбуждения феррозондов, коммутатор выходных сигналов феррозондов, который выполнен с возможностью поочередного подключения выходных обмоток феррозондов к детектору второй гармоники, который соединен с удвоителем частоты, детектор второй гармоники соединен с усилителем сигнала, выход которого подключен на первый вход компаратора, на второй вход которого подключен источник опорного напряжения, к выходу компаратора подключен формирователь импульсов, соединенный со сдвиговым регистром, на выходы которого подключена линейка светодиодов, тактовый генератор выполнен с возможностью управления работой коммутатора выходных сигналов феррозондов и сдвигового регистра.

Images