PL181738B1 - Układ do wytwarzania bodźców cieplnych o sterowanej temperaturze - Google Patents

Abstract

Układ do wytwarzania bodźców cieplnych o sterowanej temperaturze, wyposażony w sondę pomiarową zawierającą element pomiarowo-grzejny oraz zespół pomiarowy zawierający człon indykacji wyniku, znamienny tym, że elementem pomiarowo-grzejnym jest krzemowy tranzystor (3), którego obudowa stanowi element stykowy, zaś baza tranzystora (3) połączona jest z wejściem członu (6) dopasowania i zarazem z wyjściem członu (7) regulacji mocy, natomiast kolektor tranzystora (3) połączony jest z zasilaczem (8) poprzez klucz (9), którego sterujące wejście przyłączone jest do programowanego mikroprocesorowego sterownika (10), do którego dołączone jest ponadto wyjście członu (6) dopasowania oraz wejście członu (7) regulacji mocy, przy czym sterownik (10) zawiera człon (11) pamięci programu i człon (12) pamięci nieulotnej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do wytwarzania bodźców cieplnych o sterowanej temperaturze, w zakresie 20 - 85°C, znajdujący zastosowanie w medycynie do badania wrażliwości osobniczej skóry i błon śluzowych na temperaturę, przydatnego do diagnozowania chorych, jak też do prac naukowych z zakresu fizjologii.

Znane układy do wytwarzania bodźców cieplnych z regulowaną temperaturą na wartość stałą lub zmieniającą się według założonego przebiegu, oparte na termorezystorach lub złączach półprzewodnikowych, które charakteryzują się zmianą napięcia progowego w funkcji temperatury. Innym rodzajem elementów stosowanych do tych celów są układy termistorowe, które również zmieniają swoją temperaturę w szerokim zakresie, mają one jednak charakterystykę silnie nieliniową. Zarówno termorezystory, złącza półprzewodnikowe oraz termistory zasilane prądem odpowiedniej wartości wydzielają moc i jednocześnie grzeją się. Są dwa rodzaje realizacji układów do wytwarzania bodźców cieplnych o określonej temperaturze z jednoczesnym jej mierzeniem. W jednych ten sam element, który jest elementem termoczułym, pełni zarazem funkcję grzejnika, czyli elementu dostarczającego ciepło. W drugim funkcje są rozdzielone, element termoczuły mierzący temperaturę jest tylko elementem służącym temu celowi, natomiast jako grzejnik wykorzystany jest inny element, np. oporowy grzejnik, zasilany określonym natężeniem prądu.

Znane układy nie są dostosowane do pomiarów w medycynie, wobec czego np. do badania osobniczej wrażliwości skóry na temperaturę stosuje się metodę uprzedniego nagrzewania termometru w cieczy i następnie kontaktowania go ze skórą. Taki sposób jest obarczony bardzo dużym błędem.

Wynalazek dotyczy układu do wytwarzania bodźców cieplnych o sterowanej temperaturze, wyposażonego w sondę pomiarową zawierającą element pomiarowo-grzejny oraz zespół pomiarowy zawierający człon indykacji wyniku.

Istota wynalazku polega na tym, że elementem pomiarowo-grzejnym jest krzemowy tranzystor mocy, którego obudowa stanowi element stykowy, zaś baza tranzystora połączona jest z wejściem członu dopasowania i zarazem z wyjściem członu regulacji mocy, natomiast kolektor tranzystora połączony jest z zasilaczem przez klucz, którego sterujące wejście przyłączone jest do programowanego mikroprocesorowego sterownika. Do sterownika tego dołączone jest wyjście członu dopasowania oraz wejście członu regulacji mocy. Sterownik zawie181 738 ra człon pamięci programu i człon pamięci nieulotnej. Korzystne jest, gdy tranzystor, stanowiący element pomiarowo-grzejny, znajduje się w pomiarowej sondzie utworzonej z rurowej rękojeści wyposażonej w zagiętą rurową, końcówkę, u wylotu której osadzony jest ten tranzystor, przy czym giętkie przewody doprowadzające są umieszczone wewnątrz sondy i są z drugiej strony połączone ze złączem elektrycznym.

Układ według wynalazku pozwala na wytworzenie w elemencie pomiarowo-grzejnym bodźca cieplnego o określonej temperaturze w zakresie od temperatury pokojowej do około 85°C, na regulację tej temperatury także według zadanego przebiegu oraz pomiar tej temperatury z eksponowaniem jej na indykatorze wyniku pomiaru. Możliwe jest ponadto tylko mierzenie temperatury ciała człowieka, bez wytwarzania bodźca cieplnego. Zagięta końcówka sondy pomiarowej pozwala na dotarcie do różnych miejsc ciała ludzkiego, także do wnętrza jamy ustnej. Programowany sterownik mikroprocesorowy zapewnia wybór rodzaju pracy albo poprzez generowanie bodźca cieplnego stałotemperaturowego albo przebiegu o regulowanej zmianie temperatury albo wreszcie tylko sam pomiar temperatury ciała badanej osoby. Możliwe jest prowadzenie badań według określonego programu zapisanego w członie pamięci sterownika i przechowanie wyników w członie pamięci nieulotnej, co pozwala na dalszą obróbkę uzyskanych wcześniej wyników. Całość stanowi układ łatwy w budowie, niezawodny w działaniu, dający się zrealizować w technice zapewniającej miniaturyzację elementów, dzięki czemu uzyskuje się przenośny przyrząd, zdatny do stosowania w pracach badawczych w medycynie. Pozwala to na ocenę wrażliwości osobniczej na odbiór bodźców termicznych zadawanych punktowo na skórze lub błonach śluzowych, na badania dynamiki zmian odczuwania ciepła w różnych procesach chorobowych, po zastosowaniu środków farmaceutycznych, a także na obiektywną ocenę wrażliwości na bodźce termiczne od strony fizjologii np. szybkości reakcji receptorów, wpływu izolacji termicznej na zmianę wrażliwości i progów odczuwania ciepha

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia blokowo-ideowy schemat układu, a fig. 2 - sondę pomiarową w widoku z boku.

Przykładowe rozwiązanie zawiera pomiarową sondę utworzoną z rurowej rękojeści 1 wyposażonej w rurową zagiętą końcówkę 2, u wylotu której osadzony jest krzemowy tranzystor 3, stanowiący element pomiarowo-grzejny. Obudowa tranzystora 3, wystająca na zewnątrz, wykonana z materiału elektroizolacyjnego o dobrej przewodności cieplnej, jest otoczona osłonką ze sztucznego tworzywa, w części przeznaczonej do stykania ze skórą lub błoną śluzową. Tranzystor 3 połączony jest giętkimi przewodami 4, przechodzącymi wewnątrz rurowej końcówki 2 i rurowej rękojeści 1, ze złączem elektrycznym 5, przystosowanym do włączenia do zespołu sterująco-pomiarowego. Baza tranzystora 3 połączona jest z wejściem członu 6 dopasowania i zarazem z wyjściem członu 7 regulacji mocy. Kolektor tranzystora 3 dołączony jest do zasilacza 8 całego układu za pośrednictwem klucza 9, którego sterujące wejście połączone jest z programowanym mikroprocesorowym sterownikiem 10, wyposażonym w człon 11 pamięci programu i człon 12 pamięci nieulotnej, przeznaczonej do gromadzenia i przechowywania danych uzyskanych w cyklu badawczo-pomiarowym. Człon 5 dopasowania, zbudowany na wzmacniaczu napięciowym, połączony jest swym wyjściem ze sterownikiem 10 za pośrednictwem przetwornika 13 analogowo-cyfrowego. Człon 6 regulacji mocy zbudowany w oparciu o źródło 14 prądowe, przyłączone do zasilacza 8 całego układu, ma sterujące wejście dołączone do sterownika 10 za pośrednictwem przetwornika 15 cyfrowo-analogowego. Mikroprocesorowy sterownik 10 wyposażony jest w klawiaturę 16, przycisk 17 wyzwalania programu i mozaikowy alfanumeryczny wyświetlacz 18 wyników pomiarowych, wyskalowany odpowiednio w stopniach Celsjusza, dla dobranych zakresów pomiarowych. Ponadto, do sterownika 10 przyłączone jest komunikacyjne łącze 19, przeznaczone do przekazywania wyników pomiarów do zewnętrznego komputera 20.

181 738

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ do wytwarzania bodźców cieplnych o sterowanej temperaturze, wyposażony w sondę pomiarową zawierającą element pomiarowo-grzejny oraz zespół pomiarowy zawierający człon indykacji wynikU, znamienny tym, że elementem pomiarowo-grzejnym jest krzemowy tranzystor (3), którego obudowa stanowi element stykowy, zaś baza tranzystora (3) połączona jest z wejściem członu (6) dopasowania i zarazem z wyjściem członu (7) regulacji mocy, natomiast kolektor tranzystora (3) połączony jest z zasilaczem (8) poprzez klucz (9), którego sterujące wejście przyłączone jest do programowanego mikroprocesorowego sterownika (10), do którego dołączone jest ponadto wyjście członu (6) dopasowania oraz wejście członu (7) regulacji mocy, przy czym sterownik (10) zawiera człon (11) pamięci programu i człon (12) pamięci nieulotnej.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że tranzystor (3) znajduje się w pomiarowej sondzie utworzonej z rurowej rękojeści (1) wyposażonej w zagiętą rurową końcówkę (2), u wylotu której osadzony jest ten tranzystor (3), przy czym giętkie doprowadzające przewody (4) są umieszczone wewnątrz sondy i są z drugiej strony połączone z elektrycznym złączem (5).