Модернізація апарату для ультразвукової терапії шляхом удосконалення блоку живлення (стр. 1 из 10)
Зміст
Вступ
1. Загально-технічна частина
1.1 Призначення і технічна характеристика приладу
1.2 Критичний аналіз літературних джерел та існуючих для проектованого апарата аналогів
1.3 Фізичні основи роботи використаного в роботі підсилювача
2. Розрахунково-конструкторська частина
2.1 Структурна схема приладу
2.2 Електрична схема приладу і взаємозв’язок між її елементами
2.3 Принцип дії апарата
2.4 Розрахунок електронного блока
2.5 Особливості підготовки і роботи приладу
3. Спеціальна частина
3.1 Медична частина
4. Економічна частина
4.1 Попередній розрахунок річного економічного ефекту
5. Питання техніки безпеки при роботі з апаратом
6. Загальні висновки
Література
Вступ
Завдання роботи полягало у вдосконаленні блоку живлення апарату для ультразвукової терапії. Поряд з науково-дослідними роботами, які проводяться в даний час і мають на меті вивчення механізмів фізичної і біологічної дії ультразвуку, накопичуються дані про значення для терапії інтенсивності, тривалості опромінення та частоти. Все більш удосконалюється портативна ультразвукова терапевтична апаратура.
Лікування різних захворювань ультразвуком виявилося настільки ефективним, що сучасна фізіотерапія немислима без ультразвукової. При цілому ряді захворювань використання ультразвукової терапії забезпечує повне видужання.
Тому важливими є досконала конструкція джерела живлення даного апарату. Наукова новизна полягає у використанні принципово нового типу елементної бази, а саме мікросхеми КР142ЕН1А в стабілізаторі, замість транзистора КТ815М. Цим і визначається наукова новизна запропонованого рішення. Достовірність отриманих результатів пов’язана з використанням стандартних перевірочних методів розрахунку електронних мереж.
Проведеними дослідженнями і дослідами встановлено, що фізіологічні дії ультразвуку зумовлені наступними вторинними фізичними факторами:
1. Основна механічна дія викликає змінний звуковий тиск. При певних інтенсивностях ультразвукові коливання здійснюють мікромасаж опроміненої тканини.
2. Вторинний тепловий ефект. При ультразвуковому опроміненні цей ефект не є екзогенним, а виникає всередині тканини.
3. Ультразвук викликає комплексні фізико-хімічні дії.
Проектований прилад порівняно з його аналогами має наступні переваги: зниження споживання за рахунок застосування мікросхем; у зв’язку з тим, що зменшились розміри друкованої плати, зменшилися габаритні розміри проектованого приладу, а також зріс і термін експлуатації даного приладу.
Здійснено розрахунок річного економічного ефекту, який складає 4100гр.
1. Загально-технічна частина
1.1 Призначення і технічна характеристика приладу
Апарат для ультразвукової терапії використовується для лікування низькочастотним ультразвуком хворих з гінекологічними захворюваннями. Апарат застосовується в гінекологічних відділеннях клінік і лікарень. Застосування апарата дає високий лікувальний ефект і не викликає хворобливих відчуттів у пацієнтки.
Апарат призначений для експлуатації при температурі навколишнього повітря від 10 до 35°С, відносної вологості 80 % при температурі 25°С и атмосферному тиску від 84 до 106,6кПа (від 630 до 800 мм рт. ст.).
ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
1. Робочі частоти апарата (22
1,65) кГц і (44 4,4) кГц.2. Амплітуда ультразвукових коливань на робочих кінцях хвилеводів, що знаходяться в повітрі, (2
1) і (5 2) мкм.3. Установка амплітуди здійснюється східчасто за допомогою перемикача.
4. Час установлення робочого режиму не перевищує 30с з моменту включення апарата.
5. Режим роботи повторно-короткочасний: експозиція 2 с, пауза 5с.
6. Час процедури установлюється від 10 з до 9 хв. із дискретністю 10с і витримується з точністю
5 % від встановленого значення.7. Апарат працює від мережі змінного струму частотою (50
0,5) Гц із номінальною напругою 220 В при відхиленні напруги мережі на 10 % від номінального значення.8. Підключення апарата до мережі - через розетку з контактом, що заземлює.
9. Потужність, споживана апаратом від мережі, не більш 230В
А.10. Час безперервної роботи в повторно-короткочасному режимі - не більш 8 год.
11. Маса апарата в повному комплекті постачання без транспортного упакування - не більш 20 кг. Маса випромінювача - не більш 0,8 кг.
12. Габаритні розміри генератора 415х265х138мм, габаритні розміри перетворювачів ø 50x220 мм і ø 50х260 мм.
13. Середній термін служби апарата - не менш 5 років. Критерієм граничного стану, що визначає списання апарата, є неможливість його відновлення при поточному ремонті до відповідності вимогам.
14. Установлений безвідмовний наробіток апарата - не менш 4000 циклів. Критерієм відмовлення є невідповідність апарата вимогам.
1.2 Критичний аналіз літературних джерел та існуючих для проектованого апарата аналогів
В даний час застосовуються такі апарати для ультразвукової терапії.
"TUR US 6 - 1" (ФРН) - ультразвуковий фізіотерапевтичний апарат, може працювати як у безперервному, так і в імпульсному режимі.
"УЗТ 101" - прилад, застосовуваний для лікування периферичної нервової системи, опорно-рухового апарата.
"Лор - 3" - апарат для лікування тонзилітів, гайморитів, ринітів. Основні технічні дані: частота ультразвукових коливань 880 кГц +1%; інтенсивність ультразвукових коливань регулюється чотирма ступінями 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 Вт/см2; ефективна площа випромінювача XT, Г-2 см2, кожного випромінювача Р-0,4 см2; є імпульсний режим коливань при тривалості імпульсів 10 мс і частоті проходження 50 Гц; тривалість процедури (експозиція) постійна 6
1 хв.; живлення від мережі змінного струму частотою 50 Гц, напругою 220 В 10%; по захисту від поразки електричним струмом апарат виконаний по класу 01; габаритні розміри 320 
208 
104 мм; маса не більше 5 кг.Комплекс "Байкал" використовується для руйнування каменів при сечокам’яної хвороби.
"Узум" - апарат, використовуваний для розрізування тканин при хірургічних операціях і зупинки кровотечі.
"УТП - 1" - переносний апарат для ультразвукової терапії. Основні технічні дані апарата: частота ультразвукових коливань 880 кГц; максимальна потужність ультразвуку 8 - 10 Вт; максимальна інтенсивність 2 - 2,5 Вт/см2 (площа випромінювача 4 см2). Регулювання потужності здійснюється 10-ю ступінями. Апарат працює як у безперервному, так і в імпульсному режимах при тривалості імпульсів 10 ± 2; 4 ± 1; 2 ± 0,5 мсек. і частоті повторення імпульсів 50 Гц; живлення від мережі змінного струму частотою 50 Гц, напругою 127 і 220 В з відхиленнями від +5% до - 15% від номінального; максимальна споживана з мережі потужність 165 Вт. Маса апарата близько 13 кг.
"Ультразвук - Т5". Як п'єзоелектричний перетворювач використовується кераміка з титанату барію. Це дозволило понизити напругу живлення перетворювача. Замість компенсатора напруги живильної мережі в цьому апараті використовуються схеми стабілізації вихідної напруги й стабілізатора розжарення ламп. Незалежність вихідних параметрів апарата від напруги живлення спростило його експлуатацію і підвищило точність дозиметрії. Основні технічні дані апарата: частота ультразвукових коливань 880 кГц; максимальна потужність ультразвуку при роботі з випромінювачем з активною площею 4 см2 8 Вт, при роботі з випромінювачем з активною площею 1 см2 1 Вт; апарат працює як у безперервному, так і в імпульсному режимах при тривалості імпульсів 10 і 4 мсек. і частоті повторення імпульсів 50 кГц; живлення від мережі змінного струму напругою 110, 127 і 220 В, частотою 50 Гц із відхиленнями +5% - 10% від номіналу; потужність, споживана, споживана з мережі, не більш 130 Вт; маса апарата не більш 8 кг. Керування апаратом для проведення процедур не відрізняється від керування апаратом "УТП - 1", особливість - наявність клавішного переключення інтенсивності й роду роботи, а також звукової сигналізації про закінчення процедури.
"УТП - 3М" - портативний апарат для ультразвукової терапії. Призначений для впливу на поверхневі шари тканин і знаходять основне застосування в дерматології. Основні технічні дані апарата: частота ультразвукових коливань 2640 кГц; максимальна потужність ультразвуку при роботі з випромінювачем з активною площею 4 см2 12 Вт, при роботі з випромінювачем з активною площею 1 см2 3 Вт; апарат працює як у безперервному, так і в імпульсному режимах при тривалості імпульсів 10 мсек. і частоті повторення імпульсів 50 кГц; живлення від мережі змінного струму напругою 127 і 220 В, частотою 50 Гц із відхиленнями +5% - 15% від номіналу; потужність, споживана, споживана з мережі, не більш 130 Вт; маса апарата не більш 12 кг. Керування апаратом для проведення процедур: не відрізняється від керування апаратом "УТП - 1".
"УТС - 1" - стаціонарний апарат для ультразвукової терапії. Основні технічні дані апарата: частота ультразвукових коливань 880 кГц; максимальна потужність ультразвуку 20 Вт; регулювання потужності плавна; апарат працює як у безперервному, так і в імпульсному режимах при тривалості імпульсів 10, 4 і 2 мсек. і частоті повторення імпульсів 50 кГц; живлення від мережі змінного струму напругою 127 і 220 В, частотою 50 Гц із відхиленнями від +5% до - 15% від номіналу; потужність, споживана з мережі, не більш 280 Вт; маса апарата 23 кг.