UA23521U - Device for measuring of radiant flux of the heated surface in the infrared region of spectrum - Google Patents

Description

Опис винаходу

Пристрій для вимірювання потоку випромінювання нагрітої поверхні в інфрачервоній області спектру.

Корисна модель належить до медицини і медичної техніки і може бути використана для дослідження теплового випромінювання поверхні ран, післяопераційних швів, запальних процесів поверхні шкіри.

Відомий інфрачервоний термометр для вимірювання температури під пахвою у новонароджених |11.

Термометр має зонд з викривленою поверхнею для установки під пахвою у новонароджених. Зонд закритий знімним чохлом, який закриває інфрачервоний детектор. Чохол має складчасту поверхню на кінці, через складки 70 інфрачервоний детектор бачить шкіру.

Його недоліком є низька точність, оскільки у вимірювальній схемі не застосовується температурний репер, тобто вимірювальна схема побудована за одноканальним принципом.

Відомий також інфрачервоний термометр для вимірювання температури у вусі (2). Термометр має гніздо для детекторної головки, поглинач тепла, виїмку у поглиначі тепла, термочутливий сенсор, змонтований всередині 72 виїмки, термістор і схему визначення температури. Виїмка визначає апертуру, яка обмежує поле зору термочутливого сенсора. Теплоємність і теплопровідність поглинача тепла і термочутливого сенсора вибрані так, що вихідний сигнал термочутливого сенсора стабілізований під час вимірювання температури.

Його недоліком також є низька точність, оскільки схема вимірювання побудована так, що за допомогою окремого вимірювача температури визначається температура холодного кінця вимірювального термостовпчика, а далі температура вуха визначається шляхом розрахунку. Розрахунок проводиться з урахуванням різниці температур між "гарячим" і "холодним" кінцями вимірювального термостовпчика та нахилу графіка градуювання термостовпчика. Така двохстадійність у вимірюванні температури призводить до накопичення похибок на кожній стадії вимірювання та до зниження точності вимірювання.

Найбільш близьким до пропонованого рішення є пристрій для діагностики гомеостазу |З), який включає 22 розташовані в теплоізоляційному корпусі піроелектричний приймач випромінювання з тильним електродом, -о закріпленим на термостатованій підкладці з високим коефіцієнтом теплопровідності, приймальними зачорненими електродами, розділеними проміжком, перед якими розташований модулятор, систему опорного теплового потоку, яка включає модель абсолютно чорного тіла з нагріваючим елементом і контактним датчиком температури, фокусуючу систему, яка має градан, передній фокус якого розташований на аналізованій ділянці -- шкіри, а задній фокус - на першому приймальному електроді, а також волокняний світловід, прозорий в с спектральному діапазоні випромінювання шкіри, один торець котрого з'єднаний з виходом моделі абсолютно чорного тіла, а другий кінець розташований перед модулятором і другим приймальним електродом, також о пристрій має термоелектричний холодильник, холодний кінець котрого з'єднаний з оболонкою градана і се корпусом модулятора. 3о Недоліком цього пристрою є великі габарити, що обмежує можливості його застосування на практиці. Великі сч габарити пристрою пов'язані з тим, що він має градан, волокняний світловід, термоелектричний холодильник, і модель абсолютно чорного тіла з контактним датчиком температури і нагрівальним елементом. Застосування термоелектричного холодильника для охолодження оболонки градана і модулятора, а також застосування « нагрівача для підтримання моделі абсолютно чорного тіла при постійній температурі вимагають великих затрат З 50 енергії, а отже, потребують джерел живлення достатньої потужності. Це додатково збільшує габарити пристрою, с оскільки чим більша потужність джерела живлення, тим більш воно громіздке.

Із» В основу корисної моделі поставлено задачу створити такий пристрій, в якому за рахунок змін у фокусуючій системі і у системі опорного теплового потоку забезпечувалась би можливість зменшити його габарити.

Ця задача вирішується тим, що пристрій, який містить піроелектричний приймач випромінювання з двома приймальними електродами, розділеними проміжком, модулятор, фокусуючу систему і систему опорного ді теплового потоку з датчиком температури, згідно з корисною моделлю, додатково має мікропроцесор, з'єднаний со з приймальними електродами, дисплей, з'єднаний з мікропроцесором і механічний візир, фокусуюча система включає в себе екран з отвором і шторку з двома отворами, а система опорного теплового потоку додатково і-й включає модель сірого тіла, спряжену з термометром, який з'єднаний з мікропроцесором. ка 20 Зменшення габаритів пристрою досягається за рахунок того, що в фокусуючій системі відсутні градан і волокняний світловід, а замість цих елементів застосовуються менші за габаритами отвори у екрані і у шторці.

З Також додатково зменшення габаритів досягається за рахунок того, що в якості опорної системи теплового потоку використовується не чорне тіло, яке термостатується, а сіре тіло, температура якого вимірюється з високою точністю. Таким чином, відпадає необхідність у громіздкий системі термостатування. Також зменшенню 29 габаритів сприяє відсутність термоелектричного холодильника, оскільки градан у пристрої відсутній. Через с відсутність системи термостатування моделі абсолютно чорного тіла і термоелектричного холодильника відпадає потреба у громіздких джерелах живлення для цих елементів пристрою. Отже відсутність градана і волокняного світловоду значно зменшує габарити пристрою. Такий пристій зручний для проведення досліджень теплового поля тіла пацієнта як в стаціонарних умовах у лікарні, так і поза стаціонарними умовами, тобто його 60 можна використовувати як переносний пристрій. Крім того, виконання фокусуючої системи у вигляді отворів сприяє підвищенню чутливості за рахунок того, що потік енергії від нагрітої поверхні в інфрачервоній області спектру зазнає менших втрат на шляху від поверхні до приймального електрода. Також підвищенню чутливості сприяє наближення приймального електрода до нагрітої поверхні, оскільки фокусуюча система у вигляді отворів у шторці та у діафрагмі має менші габарити, ніж градан. бо На Фіг. 1 зображений загальний вигляд пристрою, а на Фіг. 2 - схема сполучення елементів.

Пристрій має піроелектричний приймач 1 з двома однаковими, приймальними електродами 2 і 3, з'єднаними з мікропроцесором 4. Піроелектричний приймач 1 поміщений в герметичний корпус 5 з прозорим для інфрачервоного випромінювання заданого участку спектру вікном 6 і закріплений на термостатованій підкладці 7

З високим коефіцієнтом теплопровідності. Перед піроелектричним приймачем 1 розташована фокусуюча система, яка містить екран 8 з отвором 9, а також шторку 10 з отворами 11 і 12 . Розміри отвору 9 визначаються розмірами приймальних електродів 2 і 3. Перед отвором 9 розташований модулятор 13. Перед отвором 11 розташований механічний візир 14 для визначення місця розташування центра вимірюваної плями на об'єкті. Отвір 12 закритий джерелом опорного теплового потоку, що включає в себе модель сірого тіла 15, 7/0 бпряжену з термодатчиком 16, який з'єднаний з мікропроцесором 4. До мікропроцесора 4 приєднаний дисплей 17.

Пристрій працює таким чином.

Інфрачервоне випромінювання ділянки шкіри, яка знаходиться у фокусі фокусуючої системи, спрямовується на перший електрод 3, перериваючись модулятором 13. Модель сірого тіла 16 генерує енергію, яка реєструється 7/5 другим електродом 2. Показання електрода 2 служать опорним сигналом. Інфрачервоне випромінювання від сірого тіла переривається тим же модулятором 13, який перериває випромінювання ділянки шкіри. Температура сірого тіла вимірюється з високою точністю окремим датчиком 16 температури і передається на мікропроцесор 4.

Також на мікропроцесор 4 передаються модульовані за допомогою модулятора 13 сигнали від електродів 2 і 3.

Значення потоку випромінювання від ділянки шкіри вираховується автоматично мікропроцесором 4 з різниці у 2о показаннях електродів 2 і З. Також мікропроцесор враховує зміни потоку енергії від сірого тіла 15, якщо температура його змінюється. Мікропроцесор 4 керує роботою дисплею 17, на якому відображається виміряне значення потоку випромінювання ділянки шкіри.

Джерела інформації: 1. Пат США Моб6547744, АЄ1В 10/00. Публ. 2003р. 2. Пат. США Моб6991368, АбО125/04. Публ. 2006р. 3. Пат. України Мо3877, АЄ1810/00, «301У5/10. Публ. 2001р. (прототип). о,

Claims (1)

1. Формула винаходу «- що , , у. 2, що , Щ Пристрій для вимірювання потоку випромінювання нагрітої поверхні у інфрачервоній області спектра, який с містить піроелектричний приймач випромінювання з двома приймальними електродами, розділеними проміжком, ю модулятор, фокусуючу систему і систему опорного теплового потоку з датчиком температури, який відрізняється тим, що додатково має мікропроцесор, з'єднаний з приймальними електродами, дисплей, з'єднаний з с мікропроцесором, і механічний візир, фокусуюча система включає в себе екран з отвором і шторку з двома с отворами, а система опорного теплового потоку додатково включає модель сірого тіла, спряжену з датчиком температури, який з'єднаний з мікропроцесором. -

   с . и? іме) (95) 1 іме) - с 60 б5