2.2. Структурно-функциональная схема прибора и её описание

Электропитание аппарата осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В.

Блок питания позволяет преобразовать напряжение сети в нужное для работы прибора напряжение (к примеру, в 12 В).

Блок управления проводит предварительную подготовку к проведению процедуры, позволяет выбрать методику и режим воздействия. На этом этапе происходит настройка параметров магнитного поля и длительности импульсов.

Импульсный генератор (ИГ) – предназначен для генерации необходимого сигнала. В дальнейшем созданный синусоидальный или импульсный сигнал будет питать индуктор.

Формирователь/Модулятор предназначен для получения тока определенной формы в индукторах и содержит преобразователь вида тока питания индуктора в виде выпрямительного диода. Необходим для регуляции амплитуды МП.

Блок согласования (БС) – необходим для согласования работы аппарата. Обеспечивает стабилизацию МП при смене индукторов (т.е. используется, когда есть возможность выбора ступени переключения).

Усилитель мощности (УМ) – электронный прибор, предназначенный для усиления электрических сигналов.

Магнитное поле подводится с помощью одного или двух одновременно работающих индукторов. Индукторы питаются синусоидальным или пульсирующим однополупериодным током частотой 50 Гц [14, 15].

Перед тем, как подвергнуть пациента воздействию магнитным полем, необходимо подготовить пациента к воздействию. Стоит отметить, что магнитотерапия допускает проведение воздействий через марлевую и гипсовую повязки. Далее катушки-индукторы размещаются вдоль патологического очага.

Структурно-функциональная схема с микроконтроллером

3. Устройство прибора

3.1. Основные характеристики узлов прибора и их требуемые значения

На вход любого устройства поступает переменное напряжение 220 с частотою 50 Гц. Для нормального функционирования любой схемы это значение напряжения необходимо уменьшить до приемлемого уровня, а также преобразование (выпрямление) его из переменного в постоянное. Эту функцию выполняет блок питания. Кроме того, его уровень должен оставаться постоянным независимо от колебаний входного (в розетке) и защищать аппарат от возможного перенапряжения в сети.

Зачастую для этих целей используется трансформатор. Чаще всего он понижает напряжение до 5 В, 9 В, 12 В или 15 В.

На стержень сердечника намотаны минимум две обмотки. Одна первичная (еще ее называют сетевая) – на нее подается 220 В, а вторая – вторичная – с нее снимается пониженное напряжение.

Принцип работы трансформатора заключается в следующем. Если к сетевой обмотке приложить напряжение, то, поскольку она замкнута, в ней начнет протекать переменный ток. Вокруг этого тока возникает переменное магнитное поле, которое собирается в сердечнике и протекает по нему в виде магнитного потока. Поскольку на сердечнике расположена еще одна обмотка – вторичная, то поде действием переменного магнитного потока в ней навидится электродвижущая сила (ЭДС). При замыкании этой обмотки на нагрузку, через нее будет протекать переменный ток.

Индуктивное сопротивление Xl катушки индуктивности обусловлено возникновением ЭДС самоиндукции в элементе электрической цепи.

где ƒ - частота переменного тока, L - индуктивность катушки

Сопротивление намотанной катушки должно быть около 130 Ом. Тогда ее индуктивность составит 2,3 Гн на частоте 9 Гц.

Рассмотрим устройство генератора импульсов на примере двухкатушечного генератора пульсирующего магнитного поля (рис. 6).

Здесь задающий генератор собран по схеме симметричного мультивибратора.

Рисунок 5 – Двухкатушечный генератор пульсирующего магнитного поля

В симметричном мультивибраторе номиналы элементов каждого из двух плеч абсолютно одинаковы:

К ним подключены полевые транзисторы VT1 и VT2. Их большие входные сопротивления позволяют применять во времязадающих цепях конденсаторы небольшой ёмкости и получить достаточно низкую рабочую частоту без дополнительного деления [16].

Формирователь импульсов обеспечивает нормировку длительности выходных импульсов.

Для формирования коротких импульсов из перепадов на выходах микросхем применяют дифференцирующие цепи. На рисунке 8 эта схема выделена зеленой рамочкой и состоит из элементов C2, R4 и элементов DD1.3, DD1.4.

На схеме 7 имеется два формирователя импульсов, подключенных к двум индукторам. Дополнительно введены защитные диоды VD1 и VD2. Резисторы R7, R8 служат для ограничения входного тока через конденсатор С4 C5 и входные диоды VD1 и VD2.

Усилитель тока собран на транзисторах VT1, VT2, работающих в ключевом режиме. Диод VD1 необходим для защиты транзисторов от пробоя токами самоиндукции.

Светодиод индицирует наличие импульсов, подаваемых на электромагнит.

Излучатель представляет собой магнит для воздействия на обрабатываемую область, соединенный с остальной частью прибора проводом [17-19].