Dispozitiv AMPLIPULS pentru fizioterapie.
Dispozitivul "Amplipulse" este recomandat pentru utilizarea în practica fizioterapeutică în timpul electroforezei și a terapiei cu curenți de frecvență joasă modulate.
Opțiunea propusă este un design simplificat, fabricat în conformitate cu caracteristicile dispozitivelor Ampliplus-D și Amplipulse-5 fabricate de industria medicală.
În timpul dezvoltării dispozitivului se iau în considerare următoarele cerințe:
- înfășurarea primară a transformatorului de putere și a circuitului de tensiune de rețea sunt izolate de carcasă și de circuitele secundare;
- ieșirea "pacient" este complet izolată de circuitele secundare, de sursa de alimentare și de corpul dispozitivului;
- atunci când o defecțiune a dispozitivului, însoțită de o creștere a curentului de ieșire din circuitul de „pacient“, funcționează unitatea de protecție care dezactivează circuitul.
Dispozitivul de electroforeză modul offline, dar acesta poate fi introdus prin adăugarea unei diagramă bloc a detectorului, permițând să se obțină o ieșire unipolară.
Diagrama bloc a dispozitivului este prezentată în Fig. "Amplipulse" constă din următoarele blocuri:
- un generator de frecvență purtătoare (G1);
- un generator al frecvenței de modulare (G2);
- controlerul de adâncime a modulației (dB);
- unitate de comutare (SWT);
- modulator de amplitudine (A1);
- un preamplificator (A2) și un amplificator de putere (A3);
- un generator de impulsuri (G3);
- bloc de protecție (nu este prezentat în diagrama structurală).
Unitatea de comutare SWT efectuează comutarea circuitelor de reglare a frecvenței generatorului G2, semnalele de ieșire ale generatoarelor G1, G2, precum și selectarea modului de funcționare. Dependența formei semnalului de ieșire în modul selectat este prezentată în Fig. De la ieșirea unității de comutare, semnalele sunt aplicate modulatorului, apoi preamplificatorului și amplificatorului de terminare.
În blocul amplificator de putere, este prevăzută o ieșire pentru conectarea modulului de protecție. Generatorul de impulsuri G3 asigură comutarea tastelor unității SWT.
Circuitul generatoarelor G1, G2 și controlerul de adâncime a modulației (dB) este prezentat în Fig. Generatoarele sunt de același tip, deci ia în considerare funcționarea generatorului G1. Generatorul este asamblat la op-amp DA1, DA3, DA5. La DA1, este asamblată o etapă principală cu podul Wine, DA5 este un amplificator tampon, DA3 este un stabilizator de amplitudine a semnalului de ieșire. Tranzistorul VT1 este un element de reglare. Tensiunea pentru controlul tranzistorului este generată de integratorul DA3. Constanta sa de timp este determinata de elementele R23, R28, C7, C8. Pentru a îmbunătăți stabilitatea integratorului, se aplică lanțul C8, R28. Rezistorul R19 și diodele VD1, VD2 formează redresorul de tensiune de semnal. Dacă curentul rectificat mediu care trece prin rezistorul R19 și curentul prin rezistorul R23 de la sursa de alimentare sunt egale, tensiunea integratorului va fi constantă. Dacă amplitudinea semnalului de ieșire nu este constantă, tensiunea la ieșirea integratorului se va schimba până când amplitudinea semnalului de ieșire al stadiului master devine aceeași. Amplitudinea semnalului de ieșire al stadiului principal depinde de tensiunea de referință și de raportul rezistențelor R23, R19. La denumirile indicate, este de 2,2 V.
Generator G2 diferit de G1 numai prin aceea că elementele etapa DA2 control al frecvenței de comutare comutată unitate (SWT). Adâncimea de modulare este reglată de rezistența R34.
Multiplexoarele DD5, DD6 comute semnale bipolare cu o amplitudine maximă de ± 7,5 V. Amplitudinea semnalului de intrare nu trebuie să depășească tensiunea de alimentare a microcircuitelor (+ U și -U).
Cheile DD8.1, DD8.2. în funcție de modul de funcționare, semnalele de la ieșirile generatorului G3 se deplasează la intrările multiplexorului DD7. Pe diodele VD20. VD23 și rezistențele R15, R16 asamblate circuite "Mounting And." Semnalele de ieșire ale circuitelor "Mounting AND" comută cheile DD8.1, DD8.2.
Intrările acestor chei DD8.3, DD8.4 sunt ieșirile generatoarelor G1, G2. Intrările modulatorului sunt conectate la ieșirile modulatorului.
Setarea frecvențelor necesare de modulare este asigurată de contorul DD2. Deoarece dispozitivul are numai cinci moduri de funcționare, sunt utilizați trei contoare. Pe elementele VD16. Circuite asamblate VD19, R13, R14 "Montarea și." După numărarea patru impulsuri, la sosirea a cincea diode sunt blocate, iar intrarea de resetare a contorului corespunzător intră prin VD14 sau diode VD15 nivel logic T, în care contorul este resetat. Circuitele C1, R11, C2, R12 reseta contoarele la momentul pornirii. Selectarea frecvențelor de modulare este determinată de codurile de pe ieșirile contorului DD2. Modificarea stării contorului DD2 se face cu butoanele SB1, SB2, care sunt pornite prin flip-flops RS, care elimină declanșarea contactelor butonului.
Diagrame schematice ale blocurilor A1. A3 sunt prezentate în Fig. Modulatorul de amplitudine este asamblat pe tranzistorul VT1. Rezistorul R4.1 reglează câștigul în cascadă și curentul de ieșire al dispozitivului. Preamplificatorul este realizat pe DA1 DA. Câștigul necesar este stabilit de rezistoarele R10, R11. Cascada finală se realizează utilizând un circuit de transformare cu două cicluri. La intrare, este pornită o cascadă a invertorului de fază pe tranzistoarele VT2, VT3. În acest design al reflexului de bas, ambele ieșiri au aceeași capacitate de încărcare și sunt echivalente în ceea ce privește impedanța de intrare, deoarece ambele tranzistoare sunt incluse în circuitul următorului emițător. Cascada transformatorului în doi timpi este selectată din motive de siguranță a pacientului, deoarece ieșirea este izolată galvanic de circuit și de sursa de alimentare. Pentru a reduce distorsiunea neliniară, rezistențele R17 sunt introduse în circuitul cascadei. R20. Cu ajutorul lor, bazele VT4, VT5 sunt setate la tensiuni de aproximativ 0,3 V.
Avantajele acestui circuit în fața tipicului (cu transformatorul de intrare) sunt, după părerea mea, următoarele:
- mai puțină forță de muncă;
- posibilitatea de a regla tensiunea de polarizare independent pentru fiecare tranzistor;
- la circuitul de protecție (de la transformatorul de curent T2).
Circuitul de bază al generatorului de impulsuri G3 este prezentat în Fig.
Un generator de impulsuri este asamblat pe temporizatorul DA1, DA2 este primul vibrator unic. DD2 este al doilea univibrator declanșat de căderea pulsului pozitiv. Cheia DD1.1 asigură includerea blocării temporizatorilor DA1, DA2; DD1.2 pornește singurul oscilator DA2; DD1.3 formează un semnal antifază (relativ la ieșirea DA1); DD1.4 blochează generatorul în modul de funcționare "5".
Când dispozitivul funcționează în modurile 1, 4, tasta DD1.4 (figura 6) este închisă. La intrarea de control a tastei DD1.1, nivelul "O" este furnizat prin rezistorul R4, cheia este în stare închisă. La intrările de blocare ale timerelor DA1, DA2 există un nivel de "1" care să permită funcționarea acestora. De la ieșirea generatorului DA1, impulsurile sunt direcționate către intrarea de control a tastei DD1.2 și, prin dioda VD1, la intrarea de control a tastei DD1.3. Când comutați tasta DD1.2 în stânga
Când modulul 5 este pornit de nivelul logic "1" atunci când comutatorul de comutare SA5 al unității SWT este pornit (fig.4), se deschide cheia DD1.4 (fig.6). În lucrare se află un singur oscilator DA2, care formează o pauză în semnalul de ieșire al generatorului.
Prin decăderea impulsului pozitiv de la ieșirea cheii DD1.3, se pornește un singur vertex pe elementele DD2.1. DD2.3. În starea inițială, condensatorul C5 este descărcat, la ambele intrări ale elementului DD2.3 și la ieșirea DD2.2 - nivelurile "1". Când un impuls scurt de polaritate negativă provine de la ieșirea circuitului de diferențiere, elementul DD2.3 este oprit, DD2.2 este pornit și nivelul "0" apare la ieșirea lui. Căderea de tensiune de la ieșirea elementului DD2.2 prin condensatorul C5 este transferată la intrarea DD2.3 și o menține în starea off. Condensatorul începe să se încarce prin intermediul rezistorului R10. Când tensiunea din stânga
Circuitul unității de protecție este prezentat în Fig. Comparatorul cu o histereză reglabilă a caracteristicilor de transfer este construit pe timerul DA1. Tensiunea de referință Uon furnizată la pinul 5 stabilește pragul superior.
Valoarea histerezisului pentru acest circuit este determinată după cum urmează:
unde R1 'este rezistența rezistorului;
R1 + vârf (înainte de motor) R2;
R2 'este rezistența rezistorului;
R3 + partea inferioară (din motor) R2.
Când semnalul de intrare atinge pragul superior al operației de comparare, adică Uon, tensiunea joasă este setată la ieșirea cronometrului. Dacă, după aceasta, tensiunea de intrare scade față de Uon cu valoarea Ug, ieșirea este din nou setată la un nivel de tensiune ridicată.
Valoarea histerezisului și, prin urmare, pragul inferior al operării de comparator poate fi ajustat de către rezistorul R2. Ieșirea comparatorului controlează tranzistorul VT1. Cu un nivel scăzut de tensiune la ieșire, se deschide VT1, se deschide tiristorul VS1, releul K1 se deschide și contactele sale normal închise K1.1 deconectează circuitul "pacient". În același timp, contactele K1.2 includ sarcina R7. Curentul trece prin sarcina R7, iar circuitul pacientului este complet deconectat.
Schema de conectare a blocurilor "Amplipulse" este prezentată în Fig.
Personalizează. Mai întâi, generatoarele G1 și G2 sunt reglate. După verificarea instalării corecte, motoarele rezistențelor R2, R3 (fig.3) sunt poziționate în poziția superioară (conform schemei). După pornirea alimentării, prin rotirea glisoarelor rezistențelor R2 și R3 la ieșirile op-ampului DA3, DA4, setați tensiunea la 1,5. 2.2 V. Apoi, asigurați-vă că ieșirea integratorului DA3 este o tensiune pozitivă, iar tensiunea de ieșire a DA4 atunci când lucrați la fiecare frecvență nu devine negativă (nu merge la zero). Dacă tensiunea la ieșirea op-ampului DA3 sau DA4 este negativă, atunci rezistența părții introduse a rezistenței R2 sau R3 trebuie să fie redusă.
Setarea frecvenței se face prin modificarea valorilor nominale ale rezistențelor R1, R21 și R7. R16 (în perechi - R7-R12; R8-R13, etc.) în limitele de 3,3. 51 kOhm.
Amplitudinea semnalului de ieșire poate fi schimbată prin modificarea raportului dintre valorile nominale ale rezistențelor R19, R23 și R26, R32.
Ajustați SWT (Figura 4.) este de a verifica instalarea corectă și controlul trecerii impulsurilor de control și ieșirile generator de semnal cu G1, G2 pe întregul „traseu“.
Configurarea blocurilor A1. A3 (Figura 5) este de a stabili tensiunea de semnal necesar pentru a conduce amplificator de putere tranzistori VT4, VT5 și obținând ieșirea „Pacient“ tensiune 30 V la un curent de 30 mA per 1 sarcină kohm. Parametrii de ieșire sunt stabilite prin reglarea nivelului de generatoare de semnal de ieșire G1, G2 și câștig reglabil etapă op-amp DA1 via R10, R11 rezistoarelor. Distorsiunile neliniare sunt reduse la minimum prin setarea rezistențelor R17. R20 tensiunea de offset la baza VT4, VT5 aproximativ 0,3 V.
Durata impulsurilor și pauzelor generatorului de impulsuri G3 pe DA1 (figura 6) poate fi în intervalul 1. 2 s. Durata impulsului oscilatorului unic DA2 trebuie să fie egală cu perioada impulsurilor generatorului DA1. Durata impulsurilor vibratorului unic pe elementele DD2 ar trebui să fie 20. 40% din perioada de impuls a oscilatorului DA1.
Lățimea pulsului generatorului DA1 fără dioda VD4 poate fi calculată din formule
t1 = 0,7 x (R1 + R2) x C1,
t0 = 0,7 x R2 x C1,
unde t1 este durata impulsului la nivel înalt;
t0 este durata pulsului nivelului scăzut.
Pentru obținerea semnalului de ieșire de tip "Meander" în schema folosită dioda VD4. Rezistoarele R1 și R2 în acest caz trebuie să fie egale.
Durata impulsului oscilatorului DA2 este determinată de formula
tu = 1,1 x R9 x C4.
Durata impulsului pentru o singură lovitură pe elementele DD2:
t = 0,7 x R10 x C5.
Pentru a configura unitatea de protecție (figura 7), intrarea sa este conectată la ieșirea transformatorului de curent printr-un redresor de punți cu undă de undă completă (figura 5).
R4.2 rezistor (Fig.7), concepute pentru a schimba pragul de securitate și mecanic conectat la blocul modulator rezistor R4.1 (Fig.5) (rezistență variabilă duală).
UREF tensiune (Figura 7) este ales astfel încât tensiunea la pinul 5 DA1 în orice poziție a motorului R4 a fost tensiuni ușor mai mari la pinul 6 DA1. Pragul inferior este stabilit de rezistorul R2. Ar trebui să fie aproape de tensiunea minimă. Apoi, dispozitivul va reveni la starea de lucru numai atunci când alimentarea este oprită.
Funcționarea dispozitivului de protecție poate fi verificată prin creșterea nivelului tensiunii de ieșire a generatorului G1 cu ajutorul rezistenței R33 (figura 3). În acest caz, unitatea de protecție trebuie să activeze și să dezactiveze circuitul "pacient". Apoi trebuie să setați nivelul de ieșire la același nivel, opriți aparatul de la rețea și reporniți-l din nou. Lanțul "Pacient" trebuie să se închidă. Măsurătorile se efectuează la sarcina echivalentă.
Detalii. Amplificatoare operaționale DA1, DA2. DA5. DA6 poate fi înlocuit de oricare altul, nu și cel mai rău din punct de vedere al parametrilor. Restul op-amp este orice aplicație largă. În loc de IR K561KT3, puteți utiliza chei pe tranzistoare bipolare sau cu efect de câmp.
Datele motoare ale transformatoarelor nu sunt date în legătură cu posibilele versiuni ale designului și materialului miezurilor. Înfășurarea primară a transformatorului de curent T2 are de obicei câteva zeci de rotații.
Lucrați cu dispozitivul.
1. Înainte este necesară pentru electrozi procedura, de obicei, realizate din plăci subțiri de plumb anexați captuseala cârpă umezită cu soluție salină (0,9% NaCI). Conectați electrozii la ieșirile "pacient".
2. Setați curentul de ieșire la minim.
3. Porniți dispozitivul.
4. Setați frecvența (frecvența) dorită a modulației.
5. Setați adâncimea de modulație dorită.
6. Setați modul dorit (1. 5).
7. Creșteți progresiv curentul de ieșire la o valoare pe care pacientul o poate rezista. Astfel, pacientul ar trebui să avertizeze asupra încetării creșterii ulterioare a unui curent.
8. Procedura se efectuează în unul sau două (la rândul său) moduri. Expunerea în fiecare mod trebuie să fie de aproximativ 5 minute. La trecerea la cel de-al doilea mod, este necesar să scoateți curentul "Patient" la minim, să treceți aparatul la cel de-al doilea mod și apoi să creșteți treptat curentul.
7. Creșteți progresiv curentul de ieșire la o valoare pe care pacientul o poate rezista. Astfel, pacientul ar trebui să avertizeze asupra încetării creșterii ulterioare a unui curent.
8. Procedura se efectuează în unul sau două (la rândul său) moduri. Expunerea în fiecare mod trebuie să fie de aproximativ 5 minute. La trecerea la cel de-al doilea mod, este necesar să scoateți curentul "Patient" la minim, să treceți aparatul la cel de-al doilea mod și apoi să creșteți treptat curentul.
9. După terminarea procedurii, scoateți ușor curentul "pacient" la minimum și opriți dispozitivul.
Înainte de a utiliza dispozitivul este necesar să consultați un medic-fizioterapeut sau un pulmonolog.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: