Устройство для микроволновой обработки биологических систем

 

Изобретение относится к технике СВЧ. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство для микроволновой обработки биологических систем содержит кольцевые диэлектрические волноводы прямоугольного одномодового сечения, биологическую систему, металл толщиной, большей толщины скин-слоя, металл толщиной, меньшей толщины скин-слоя, отверстие для ввода или вывода СВЧ-энергии, СВЧ-г-р, переходной и связывающий волноводы. Цель достигается путем увеличения площади соприкосновения с биологической средой. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 H 05 В 6/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д BTOPCKGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4255458/24-09

1 (22) 03.06.87 (46) 07.05.89. Бюл. М 17 (71) Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства, Украинский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии и Саратовский медицинский институт (72) В.Д.Искин, Б.Т.Стегний, С.М.Выгинский, Л.К.Силина, Е.В.Степула и Л.M.Êàëèáåðäà (53) 621.317.39(088.8) (56) Тяжелов В.В., Алексеев С.И, и Григорьев П.П. Изменение проводимости фосфолипидных мембран, модифицированных аламетицином, под действием высокочастотного электромагнитного поля. — Биофизика, 1978, т.23, вып.4, с.732.

Авторское свидетельство СССР

У 1170334, кл. G 01 N 22/00, 1984.!

Изобретение относится к СВЧ-технике и предназначено для микроволнового облучения биологических систем низкоэнергетическим СВЧ-излучением миллиметрового диапазона радиоволн с целью достижения частотнозависимых биологических эффектов.

Целью изобретения является повышение производительности путем увеличения площади соприкосновения с биологической средои.

На фиг.1 приведено устройство для микроволновой обработки биологических систем; на фиг.2 — схема поясняющая принцип работы устройства для

„.ЯО„„1478385 А1 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ МИКРОВОЛНОВОИ

ОБРАБОТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к технике

СВЧ. Цель изобретения — повышение производительности. Устройство для микроволновой обработки биологических систем содержит кольцевые диэлектрические волноводы прямоуголь-.

0 ного одномодового сечения, биологическую систему, металл толщиной, большей толщины скин-слоя, металл толщиной„ меньшей толщины скин-слоя, отверстие для ввода или вывода СВЧэнергии, СВЧ-г-р, переходной и связывающий волноводы. Цель достигается путем увеличения площади соприкосновения с биологической средой.

2 ил, микроволновой обработки биологических систем.

Устройство микроволновой обработки биологических систем содержит кольцевые диэлектрические волноводы

1 прямоугольного одномодового сечения, биологическую систему 2, металл

3 толщиной, большей толщины скинслоя, металл 4 толщиной, меньшей толщины скин-слоя, отверстие 5 для ввода или вывода СВЧ-энергии, СВЧ-генератор 6, переходной волновод 7, связывающий волновод 8.

Устройство для микроволновой обработки биологических систем работает следующим образом.

1478385

Исходя из описанной выше конструкции устройства очевидно, что в электродинамическом аспекте оно эквивалентно волноводному устройству, изображенному на фиг.2, поступление СВЧ-поля в переходной волновод

7 эквивалентно подключению СВЧ-генератора к входному плечу волноводного

Н-тройника. При этом, как известно, СВЧ-мощность делится поровну между двумя другими плечами тройника. В данном случае СВЧ-поле распространяется по двум волноводным дугам в противоположные стороны относительно переходного волновода 7 (фиг.2, сечение А-А, направление распространения СВЧ-энергии здесь и далее показано стрелками). В диаметрально противоположной от переходного волновода 7 точке первого кольца обе

СВЧ-волны, в силу своей синфазности, как известно из теории мостов, суммируются и поступают в связывающий

> волновод 8, а затем в нижеследующее кольцо (фиг.2, сечение А-А). И так далее. В изобретении функцию связующих волноводов 8 выполняют отверстия 5. Эквивалентность этих элементов 8 и 5 очевидна.

Далее, в процессе распространения по вьппеописанному волноводному "серпантину", СВЧ-энергия проникает сквозь слой металла 4 и таким образом осуществляется облучение прилегающих к внутренней цилиндрической поверхности металла 4 слоев биологической системы 2.

При этом нетрудно показать, что вектор Пойтинга П в облучаемой среде всегда направлен в сторону оси

О-О перпендикулярно ей. Диаметр кольцевых диэлектрических волноводов 1 (имеется в виду средний диаметр, т.е. полусумма внутреннего и наружного диаметров) выбирают та ким, чтобы половина средней длины окружности каждого кольцевого диэлектрического волновода 1 была кратна л целому числу полуволн n — — СВЧ2 излучения (на средней частоте диапазона), где — длина волны в материале колец. Этим достигается оптимальное согласование всей камеры с

СВЧ-генератором.

После сборки устройства вся внутренняя поверхность камеры поверх слсй

10 металла 4 покрывается тонким (Э—

5 мкм) слоем кварца (термическим осаждением), что исключает окисление металлических покрытий и существенно облегчает периодическую температурную стерилизацию камер.

Формула изобретения

Устройство для микроволновой обработки биологических систем,включающее генератор СВЧ, соединенный входом с диэлектрической антенной, поверхность которой, соприкасающаяся с биологической средой, покрыта металлом толщиной, меньшей толщины скин-слоя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения производительности путем увеличения площади соприкосновения с биологической средой, диэлектрическая антенна выполнена из кольцевых одномодовых диэлектрических волноводов прямоугольного сечения, узкие стенки которых параллельны и обращены одна к другой, располагаемых соосно, внешняя поверхность которых покрыта металлом толщиной, большей толщины скин- слоя, в металлическом покрытии, располагаемом на боковых сторонах внешней поверхности соседних кольцевых одномодовых диэлектрических волноводов прямоугольного сечения, диаметрально противоположно выполнены отверстия, посредством которых коЛьцевые бдномодовые диэлектрические волноводы прямоугольного сечения соединены последовательно, отверстие первого является входом диэлектрической антенны.!

478385

1478385

Составитель В .Ежов

Редактор Г.Гербер Техред Л.Олийнык

Корректор Т,Малец

Заказ 2377/57 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям При ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. -Гагарина,101