Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект



Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект
G01R1/04 - Измерение электрических и магнитных величин (измерение физических величин любого вида путем преобразования их в электрические величины см. примечание 4 к кл. G01; измерение диффузии ионов в электрическом поле, например электрофорез, электроосмос G01N; исследование неэлектрических и немагнитных свойств материалов с помощью электрических и магнитных методов G01N; индикация точности настройки резонансных контуров H03J 3/12; контроль электрических счетчиков H03K 21/40; контроль работы системы связи H04)

Владельцы патента RU 2627985:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (RU)

Изобретение относится к биомедицинской технике и может быть использовано для исследования биологических объектов (БО), представляющих собой ткани и клетки растительного, животного происхождения и биологические среды человека и животных, размещенные во внутреннем испытательном объеме с заданными климатическими условиями, на воздействия электромагнитного поля (ЭМП). Заявленная камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект включает экранированный корпус, экранированную дверь, экранированный модуль ввода с электрическими соединителями, уплотнительные экранирующие прокладки и прокладки воздушной герметизации, низкочастотные фильтры, устройство для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства, внешние стенки экранированного корпуса которой покрыты радиопоглощающим материалом. В экранированный корпус внедрен выполненный в виде ТЕМ-ячейки испытательный контейнер, нижняя стенка которого выполнена в виде испытательного стола, в угловых стыках испытательного контейнера выполнены миниатюрные сквозные отверстия. В стенки экранированного корпуса внедрены электрические датчики, трубки теплообменника, экранирующий слой из лент магнитомягких сплавов. Элементы устройства для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства выполнены модульными и расположены на внешней поверхности испытательного контейнера и стола. Схема управления с интерфейсом для персональной станции расположена во внешнем управляющем блоке, а схема силовой электроники располагается во внешнем радиаторном блоке. Электронный пульт управления с жидкокристаллическим экраном закреплен на полужестком металлическом гибком шланге вблизи вышеупомянутой камеры. В непосредственной близости от камеры располагается датчик температуры и электромагнитного поля. Экранированная дверь выполнена съемной, ее внутренняя сторона выполнена в виде испытательного стола, а в ее внутреннюю полость внедрены электромеханический замок, трубки теплообменника, экранирующий слой из магнитомягких сплавов, а также экранированный модуль ввода с защитными крышками и помехозащитными фильтрами. В прорези экранированной двери размещены уплотнительные экранирующие, воздушные и герметизирующие прокладки, которые при закрытии двери прижимаются к экранирующему пазу, размещенному в экранированном корпусе. Открытие и закрытие двери производится при помощи червячного подъемника и вышеупомянутого электромеханического замка, сила прижатия которых отслеживается вышеупомянутыми электрическими датчиками. Испытательный стол, расположенный на съемной двери, содержит основание, которое является съемным, выполнено из электропроводящего материала, имеет прямоугольную форму и четыре ножки в виде фиксаторов, по периметру основания размещены экранирующие прокладки и по меньшей мере восемь электрических контактов. На поверхности основания располагается корпус, выполненный в форме полого цилиндра из неметаллического материала и/или материала с низким коэффициентом отражения, во внутренних стенках которого расположены световод и полая трубка, подводимые к предметному столу, прикрепленные к корпусу прозрачным держателем цилиндрической формы. Предметный стол имеет цилиндрическую форму П-образного продольного сечения и выполнен из прозрачного материала. В отверстии металлического основания вертикально под исследуемым объектом расположена оптическая система, которая состоит, по меньшей мере, из объектива, оптоволоконного кабеля, окуляра и видеоматрицы. Между объективом и внутренней поверхностью предметного стола могут размещаться экранирующее стекло, а также светоотражатель конусообразной формы, у которого по меньшей мере одна поверхность отражающая. Лифтовой поворотный механизм выполнен в виде внутреннего и внешнего колец с червячными передачами, внутреннее кольцо с внешней стороны имеет насечки для червячной передачи, с внешней стороны выполнен держатель в виде паза, к которому крепится предметный стол. Внешнее кольцо имеет полость, в которой располагаются шестерни червячной передачи, вращение которых осуществляется посредствам управляющего механизма, проходящего через отверстие в основании, который расположен во внутренней полости съемной двери, в котором также имеются фиксаторы, электромеханический привод и электромеханический узел управления лифтовым поворотным механизмом, источник видимого и/или инфракрасного излучения, а также электронный узел, содержащий микропроцессор, сигнальный процессор и видеоматрицу. Технический результат - возможность видеонаблюдения в режиме реального времени и/или видеозаписи на цифровой носитель результатов эмиссий и воздействия с минимальными искажениями ЭМП на БО, находящийся в заданных условиях окружающей среды, не извлекая БО и обеспечив возможность непрерывного воздействия ЭМП на объект исследования. 8 ил.

 

Изобретение относится к биомедицинской технике и может быть использовано для исследования биологических объектов (БО), представляющих собой ткани и клетки растительного, животного происхождения и биологические среды человека и животных, размещенные во внутреннем испытательном объеме с заданными климатическими условиями, на воздействия электромагнитного поля (ЭМП).

Существуют разнообразные комбинации электротехнических и медицинских устройств для изучения воздействия ЭМП на БО, например изучение удельного поглощения электромагнитной энергии БО в открытой ТЕМ-ячейке, в которой размещена чаша Петри [Ticaud N., et al. Specific absorption rate assessment using simultaneous electric field and temperature measurements // IEEE Antennas and wireless propagation Letters 2012. V. 11. pp. 252-255], с использованием медицинских стекол [Schuderer J. et al. In vitro exposure systems for RF exposures at 900 MHz // IEEE Trans. Microw. Theory Techn. 2004. V. 52. No. 8. pp. 2067-2075] или лабораторных сосудов в открытой GTEM-ячейке [Z. Ji. et al. FDTD analysis of a gigahertz ТЕМ cell for ultra-wideband pulse exposure studies of biological specimens // IEEE Trans. on Biomed. Eng. 2006. V. 53. No. 5. pp. 780-789]. Однако данные конструкции не позволяют осуществлять видеонаблюдение влияния указанных факторов на исследуемый объект, не извлекая БО из под воздействия ЭМП, а соответственно из камеры, внутри которой происходит воздействие. Между тем, такая возможность даст новое качество в оценке результатов воздействия.

Также известны специальные TEM/GTEM-камеры, предназначенные для исследования и испытания объектов, представляющие собой отдельный узел радиоэлектронного устройства или небольшое устройство в целом и необходимые при испытаниях на электромагнитную совместимость (ЭМС), а именно при измерении уровней излучаемых эмиссий и/или устойчивости к воздействию ЭМП на испытуемый объект.

Из патента ЕР 1283990 В1, G01R 29/08, 19.02.2003 известно устройство для испытаний испытуемого объекта на ЭМС, ТЕМ- или GTEM-камера (камера передачи поперечных электромагнитных волн). Устройство предназначено для измерения эмиссий и испытания на устойчивость испытуемого объекта на ЭМС и содержит, по меньшей мере, шесть граней проводящего материала с отверстием в одной из них. Каждая из граней размещена в определенном месте пространства, образуя замкнутый параллелепипед с входным отверстием. Внутренний объем включает набор проводников, по меньшей мере, один из которых соединен с двумя соединителями и располагается в плоскости, точки которой перпендикулярны плоскости испытуемого объекта. Внутренний объем также может содержать элементы перемешивания электромагнитного излучения, а проводящие структуры внутри могут быть покрыты радиопоглощающим материалом. Недостатком данной камеры является слабое экранирование от внешнего электромагнитного излучения, невозможность проведения испытания испытуемого объекта с одновременными климатическими и электромагнитными воздействиями, а также видеонаблюдения за результатами воздействия на объект исследования или испытания, не извлекая его из камеры.

Из патента WO 2006/045306 A1, H05K 9/00, G01R 1/04, 31/28, 04.05.2006 известна климатическая камера, предназначенная для проведения испытаний испытуемого объекта на электромагнитную совместимость. Климатическая камера состоит из прямоугольного экранированного корпуса с вырезом для экранированного модуля электрического ввода и, по меньшей мере, одной герметичной двери. Экранированный модуль ввода содержит низкочастотные фильтры и электрические соединители, в том числе коаксиальные. В качестве уплотнительных прокладок применены воздушные и экранирующие прокладки из мягкой проводящей фольги с высокой адгезией. Камера также включает в себя блок управления климатом внутри экранированного корпуса. Недостатком камеры является то, что ЭМП создается отдельным излучателем, расположенным внутри рабочего объема камеры, так что данный вид измерения невозможно считать корректным. Камера имеет низкую верхнюю частоту эффективного экранирования, что говорит о невозможности защиты от внешнего излучения испытуемого объекта в широком спектре гигагерцового диапазона. В данном виде камер нет возможности контролировать влажность воздуха, что для большинства стандартов по ЭМС является существенным. Также нет возможности проводить видеонаблюдение результатов воздействия ЭМП на исследуемый БО в климатически заданных условиях.

Из патента RU 2207678 C1, H01Q 17/00, G01R 31/00, 19.11.2001 известна ТЕМ-камера с устройством видеонаблюдения, предназначенная для проведения испытаний технических средств на устойчивость к воздействию ЭМП. ТЕМ-камера снабжена смотровым отверстием и включает в себя отрезок прямоугольного волновода с пирамидальными элементами, прилегающими к торцам прямоугольного волновода, в вершинах которых выполнены коаксиальные выводы, высокочастотный генератор и согласующую нагрузку, подключенные к коаксиальным выводам. Смотровое отверстие выполнено в стенке пирамидального элемента, прилегающего к высокочастотному генератору. При этом ТЕМ-камера может быть снабжена видеокамерой, расположенной напротив смотрового отверстия, а видеокамера может быть заключена в экранирующий кожух, сопряженный с внешней поверхностью пирамидального элемента ТЕМ-камеры. К недостаткам данного устройства можно отнести невозможность проведения исследований по воздействию ЭМП на БО, в широком диапазоне частот, в заданных климатических условиях, что связано с большими габаритами камеры, а следовательно, низкой верхней граничной частотой, а также отсутствие устройства, предназначенного для размещения БО во внутреннем испытательном объеме ТЕМ-камеры, и отсутствие подсветки объекта исследования и испытания в полностью экранированном от внешнего излучения объеме ТЕМ-камеры, и отсутствие устройств климатического контроля во внутреннем испытательном объеме. Уменьшение геометрических размеров и размещение видеокамеры в пирамидальном элементе окажет существенное влияние на равномерность распространения поперечной волны внутри ТЕМ-камеры.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является климатическая экранированная камера RU 2558706, G12B 15/00, 17/00, H05K 7/20, 9/00, 03.02.2014, предназначенная для испытания объектов на ЭМС с одновременными электромагнитным и климатическим воздействиями на объект испытания. Камера имеет повышенную эффективность экранирования испытательного контейнера от внешнего электромагнитного излучения и климатических условий, включает экранированный корпус, экранированную дверь, экранированный модуль ввода с электрическими соединителями, уплотнительные экранирующие прокладки и прокладки воздушной герметизации, низкочастотные фильтры, устройство для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства. В непосредственной близости от камеры располагается датчик температуры и электромагнитного поля. Экранированная дверь выполнена съемной, ее внутренняя сторона выполнена в виде испытательного стола, а в ее внутреннюю полость внедрены электромеханический замок, трубки теплообменника, экранирующий слой из магнитомягких сплавов, а также экранированный модуль ввода с защитными крышками и помехозащитными фильтрами, в прорези экранированной двери размещены уплотнительные экранирующие, воздушные и герметизирующие прокладки, которые при закрытии двери прижимаются к экранирующему пазу, размещенному в экранированном корпусе, открытие и закрытие двери производится при помощи червячного подъемника и выше упомянутого электромеханического замка, сила прижатия которых отслеживается вышеупомянутыми электрическими датчиками. Недостатками устройства-прототипа являются невозможность проведения исследования для БО и отсутствие видеонаблюдения результатов, не извлекая объект из под воздействия ЭМП, в климатически заданной обстановке.

Заявляемая камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект, включающая экранированный корпус, экранированную дверь, экранированный модуль ввода с электрическими соединителями, уплотнительные экранирующие прокладки и прокладки воздушной герметизации, низкочастотные фильтры, устройство для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства, внешние стенки экранированного корпуса которой покрыты радиопоглощающим материалом, в экранированный корпус внедрен выполненный в виде ТЕМ-ячейки испытательный контейнер, нижняя стенка которого выполнена в виде испытательного стола, в угловых стыках испытательного контейнера выполнены миниатюрные сквозные отверстия, в стенки экранированного корпуса внедрены электрические датчики, трубки теплообменника, экранирующий слой из лент магнитомягких сплавов, элементы устройства для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства выполнены модульными и расположены на внешней поверхности испытательного контейнера и стола, схема управления с интерфейсом для персональной станции расположена во внешнем управляющем блоке, схема силовой электроники располагается во внешнем радиаторном блоке, электронный пульт управления с жидкокристаллическим экраном закреплен на полужестком металлическом гибком шланге вблизи вышеупомянутой камеры, в непосредственной близости от камеры располагается датчик температуры и электромагнитного поля, экранированная дверь выполнена съемной, ее внутренняя сторона выполнена в виде испытательного стола, а в ее внутреннюю полость внедрены электромеханический замок, трубки теплообменника, экранирующий слой из магнитомягких сплавов, а также экранированный модуль ввода с защитными крышками и помехозащитными фильтрами, в прорези экранированной двери размещены уплотнительные экранирующие, воздушные и герметизирующие прокладки, которые при закрытии двери прижимаются к экранирующему пазу, размещенному в экранированном корпусе, открытие и закрытие двери производится при помощи червячного подъемника и вышеупомянутого электромеханического замка, сила прижатия которых отслеживается вышеупомянутыми электрическими датчиками, отличается тем, что испытательный стол, расположенный на съемной двери, содержит основание, которое является съемным, выполнено из электропроводящего материала, имеет прямоугольную форму и четыре ножки в виде фиксаторов, по периметру основания размещены экранирующие прокладки и, по меньшей мере, восемь электрических контактов, на поверхности основания располагается корпус, выполненный в форме полого цилиндра из неметаллического материала и/или материала с низким коэффициентом отражения, во внутренних стенках которого расположены световод и полая трубка, подводимые к предметному столу, прикрепленные к корпусу, прозрачным держателем цилиндрической формы, предметный стол имеет цилиндрическую форму П-образного продольного сечения и выполнен из прозрачного материала, в отверстии металлического основания вертикально под исследуемым объектом расположена оптическая система, которая состоит, по меньшей мере, из объектива, оптоволоконного кабеля, окуляра и видеоматрицы, между объективом и внутренней поверхностью предметного стола могут размещаться экранирующее стекло, а также светоотражатель конусообразной формы, у которого, по меньшей мере, одна поверхность отражающая, лифтовой поворотный механизм выполнен в виде внутреннего и внешнего колец с червячными передачами, внутреннее кольцо с внешней стороны имеет насечки для червячной передачи, с внешней стороны выполнен держатель в виде паза, к которому крепится предметный стол, внешнее кольцо имеет полость, в которой располагаются шестерни червячной передачи, вращение которых осуществляется посредствам управляющего механизма, проходящего через отверстие в основании, который расположен во внутренней полости съемной двери, в котором также имеются фиксаторы, электромеханический привод и электромеханический узел управления лифтовым поворотным механизмом, источник видимого и/или инфракрасного излучения, а также электронный узел, содержащий микропроцессор, сигнальный процессор и видеоматрицу.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое устройство, является возможность видеонаблюдения в режиме реального времени и/или видеозаписи на цифровой носитель результатов эмиссий и воздействия с минимальными искажениями ЭМП на БО, находящийся в заданных условиях окружающей среды, не извлекая БО и обеспечив возможность непрерывного воздействия ЭМП на объект исследования.

Технический результат достигается за счет размещения в полости съемной двери камеры, электронных схем управления лифтовым механизмом и устройства захвата и обработки видеоизображения, источника видимого или инфракрасного излучения, а также за счет расположения на внутренней стороне двери основания с оптической системой эндоскопического типа, объектива, который расположен вертикально в отверстии металлического основания, с размещением БО на поверхности прозрачного предметного стола с равномерной подсветкой его стенок световодом видимого свечения, расположенного в корпусе из неметаллического материала и/или материала с низким коэффициентом отражения ЭМП, а также за счет повышенной эффективности экранирования при помощи перекрытия апертуры, образованной корпусом ТЕМ-ячейки и основанием.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более, не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.

На фиг. 1 приведен изометрический вид заявляемого устройства для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект.

На фиг. 2 приведена схема управления климатическими воздействиями внутри испытательного контейнера заявляемого устройства.

На фиг. 3 приведен вид сзади (a) и вид слева (б) заявляемого устройства.

На фиг. 4 приведен изометрический вид сверху съемной двери.

На фиг. 5 приведен вид спереди модуля электрического ввода.

На фиг. 6 приведен изометрический вид сверху испытательного стола заявляемого устройства.

На фиг. 7 приведен изометрический вид снизу испытательного стола заявляемого устройства.

На фиг. 8 приведена структурная схема оптической системы испытательного стола заявляемого устройства.

Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на БО состоит из экранирующего корпуса 1, радиаторного блока 2, пульта управления (ПУ) 3 на гибком металлическом шланге 4, экранирующей юбки 5, испытательного стола 6 с предметным столом 7, расположенным на съемной двери 8 на червячном подъемнике 9, защитных опорных стоек 10, внешнего датчика температуры и ЭМП 11 и блока системы управления климатическими воздействиями 12 внутри испытательного контейнера 13.

Система управления климатическими воздействиями включает в себя внутреннюю 14 и внешнюю 15 подсистемы под управлением микропроцессора (МП) 16 с программной реализацией пропорционально интегрально дифференциального (ПИД) регулятора, ПУ 3 с графическим микропроцессором 17, жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) 18, блоком кнопок и сенсорного управления 19, схемы слежения и контроля за температурами подсистем 20, сетевой блок питания 21 с кнопкой включения 22 на ПУ 3, автономный блок питания 23, драйверы с шаговыми электродвигателями 24 для червячных подъемников 9 съемной двери 8, а также схемы интерфейса для подключения внешнего персонального компьютера 25 через Ethernet модуль 26. В схемы стандартного включения головного 16 и графического 17 МП входят энергонезависимая память и запоминающие устройства с произвольной выборкой 27. Внешняя 15 подсистема состоит из модулей, которые располагаются в сотах 28 между внешней поверхностью испытательного контейнера 13 и поверхностью внутренней оболочки экранирующего корпуса 29. Модуль содержит элемент Пельтье, плоский нагревательный элемент (ПЭН), датчики температуры и ЭМП, информация с которых поступает непосредственно в МП 16, а управление элементами осуществляется МП через силовой электронный модуль 30. Охлаждение модулей производится посредством активной 31 и пассивной 32 систем охлаждения. Активная 31 система охлаждения содержит холодильную машину, теплообменник (испаритель) 33 которой располагается в полости 34 экранирующего корпуса, а пассивная 32 система выполнена замкнутым контуром из полых металлических трубок 35, в которых циркулирует воздушный поток посредством воздушного компрессора, тем самым обеспечивается необходимая рабочая температура модулей, а также заданная температура экранирующего корпуса. Внутренняя 14 подсистема климат-контроля содержит воздушную магистраль входящего 36 и исходящего 37 воздушных потоков из испытательного контейнера 13 с воздушными электрическими вентилями 38, испарителя, парогенератора, накопителя с Пельтье и ПЭН элементами, датчиком температуры, влажности и давления воздуха, рециркуляционный вентилятор и компрессор для циркуляции воздуха через испытательный контейнер 13.

Экранирующий корпус выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда с двухслойной оболочкой, изготовленной из металлического листового материала с высокой теплопроводностью (не менее 200 Вт/м×К) и электропроводностью (не менее σ=37×106 См/м), и содержит внешнюю оболочку 39, на внешней поверхности которой располагается радиопоглощающий материал 40, и внутреннюю оболочку 29. В полости 34 между внутренней 29 и внешней 39 оболочками располагаются экранирующий слой из лент магнитомягких сплавов 41, теплоизолирующий слой 42, теплообменник (испаритель) внешней активной климат-системы 33, воздушная магистраль внутренней климат-системы входящего 36 и исходящего 37 воздушных потоков испытательного контейнера 1.3. Испытательный контейнер 13 выполнен в виде ТЕМ-ячейки из металлического материала с высокими электрической и тепловой проводимостями.

Радиаторный блок 2 выполнен из металлического материала с высокой теплопроводностью (не менее 200 Вт/м×К), имеет закрытые охлаждающие ребра 43, через которые циркулирует воздушный поток посредством одного или нескольких вентиляторов 44, также радиаторный блок имеет экранированные полости для размещения в них электрических связей 45, элементов силовой электроники 46, внутренней и внешней подсистем системы управления климатическими воздействиями 47. Между вышеупомянутыми радиаторным блоком и экранирующим корпусом имеются обеспечивающие жесткость конструкции в целом полые экранирующие трубы из проводящего материала, в которых располагаются электрические связи 48, воздушные магистрали 49 и трубы теплообменника 50 внутренней и внешней подсистем системы управления климатическими воздействиями.

Внешний датчик 11 температуры и ЭМП выполнен в виде отдельного устройства и содержит цифровой датчик температуры и ЭМП. Датчик ЭМП выполнен из антенн Е и Н, составляющих поля, сигнал с каждой из которых через входной контур подается на собственный логарифмический усилитель, который затем оцифровывается контроллером. В контроллер также подходит сигнал от цифрового температурного датчика. Информация о температуре и ЭМП от контроллера подается на преобразователь оптоволоконной связи, и происходит передача информации в блок управления климатическими воздействиями, в частности на МП 16.

Съемная дверь 8 располагается на червячных подъемниках 9, которые могут полностью вручную выкручиваться, при этом дверь может при необходимости полностью сниматься. Дверь выполнена из металлического проводящего материала с высокой тепло- и электропроводностью. Внутренняя 51 и внешняя 52 стенки двери при ее закрытии образуют оболочку замкнутого прямоугольного параллелепипеда экранирующего корпуса. На внешней стороне внешней стенки располагаются радиопоглощающий материал 40 и соединители электрического ввода 53 для контрольно-измерительных приборов 54. В полости между внутренней 51 и внешней 52 стенкой располагаются материалы, аналогичные тем, что используются в экранирующем корпусе, а также часть контура внешней пассивной 35 системы охлаждения, выполненной из металлических полых трубок, по которым циркулирует воздушный поток. На внутренней поверхности съемной двери 8 располагается испытательный стол с возможностью видеонаблюдения за БО, находящийся на предметном столе 7. Испытательный стол с видеонаблюдением содержит основание 55, выполненное в виде металлической плиты, которая может соответствовать размерам, указанным в нормативных документах на помехоэмиссию (IEC 61967-2) и/или помехоустойчивость (IEC 62132-2) интегральных микросхем. На поверхности основания расположен корпус цилиндрической формы 56 из неметаллического материала и/или материала с низким коэффициентом отражения ЭМП. Во внутренней полости корпуса расположены лифтовая поворотная система предметного стола 7, а также датчики напряженности электрического поля 57 и температуры 58. Предметный стол 7 выполнен из прозрачного материала в виде полого цилиндра с П-образным продольным сечением и расположен таким образом, что внутренняя полость предметного стола находится со стороны объектива 59 оптической системы. Лифтовая поворотная система позволяет поднять и/или опустить предметный стол 7 при помощи кольца вертикального скольжения 60, четырех червячных шестеренок 61 с червячной передачей 62, расположенной в полости кольца вертикального скольжения 60. Червячная передача 62 имеет полую вертикальную управляющую ось с зубчатым наконечником 63, проходящую через отверстие в основании 55, и позволяет круговым вращением поднять или опустить предметный стол 7. Поворот предметного стола 7 на заданный угол осуществляется при помощи поворотного кольца 64 по направляющему пазу с внутренней стороны кольца вертикального скольжения 60, четырех шестеренок 65, червячной передачи 62 и вертикальной управляющей оси с зубчатым наконечником 66, расположенной во внутренней полости вертикальной управляющей оси с зубчатым наконечником 63. Температурные датчики 58 и датчики напряженности электрического поля 57 располагаются внутри корпуса 56 и экранированы от ЭМП. Электрическое соединение с датчиками осуществляется посредством проводников через отверстие 67 в основании 55. Цифровые сигналы с датчиков подводятся напрямую к МП 16 или через схему преобразования 68. Датчики напряженности электрического поля 57 имеют выход на внешний вход контрольно-измерительного прибора 54 через соединители 53, расположенные на корпусе модуля электрического ввода 69 на съемной двери 8, а также выход на расположенную в полости съемной двери 8 возле основания 55 внутреннюю схему, содержащую логарифмический усилитель 70 и микроконтроллер с АЦП 71. Через отверстие 67 в основании 55 с защитным кожухом 72 внутрь корпуса 56 вводится трубка 73 для подачи питательных веществ БО от медицинского резервуара 74 и/или световод бокового свечения 75 в защитном кожухе 77. В корпусе 56 также имеется плавное скругление, переходящее к креплению трубки 76 и световода бокового свечения 75 без защитного кожуха 77, предназначенное для перехода из большего в меньший диаметр цилиндрического корпуса 56. Световод бокового свечения 75 совместно с конусным отражателем 78 предназначен для равномерного подсвечивания предметного стола 7. В центре металлического основания 55 имеется отверстие, через которое подводится и закрепляется конусным кольцом 79 оптоволоконный кабель 80 оптической системы, с одной стороны которого располагается объектив 59, который направлен вертикально на предметный стол 7. На боковой поверхности металлического основания 55 располагаются металлические экранирующие прокладки 81, а также металлические накладки 82 с пружинами электрического контакта 83, необходимые для повышения эффективности экранирования корпусом при помощи перекрытия щели и плотного прижатия металлического основания 55 при помощи фиксаторов 84 на замки, расположенные во внутренней полости съемной двери 8. Также в полости располагаются модули внешней подсистемы климат-контроля, которые управляются посредством микроконтроллера, расположенного во внутренней полости двери 85. По периметру съемной двери и испытательного стола припаяны экранирующие 81, 86 и герметизирующие 87 прокладки.

Элементы оптической системы: объектив 59, оптоволоконный кабель 80 и окуляр 88, идентичные эндоскопу, но отличающиеся подстройкой фокусного расстояния l' между окуляром 88 и видеоматрицей видеокамеры 89 (подстройка фокусного расстояния на БО 90 позволяет настроить четкость изображения, при неподвижном предметном столе 7, на расстоянии L от ТЕМ-ячейки.) Нижняя точка спуска лифтовой поворотной системы определяется оптическими характеристиками оптической системы, а именно фокусным расстоянием и расстоянием до предметного стола l. Размер апертуры объектива D должен иметь относительно малое значение, для минимизации диаметра отверстия в основании 55 (большой диаметр может повлиять на равномерность поля и эффективность экранирования ячейки.)

Жесткость конструкции двери обеспечивается за счет основания 91, которое представляет собой раму из металлического проводящего материала с треугольным поперечным сечением. По периметру рамки имеются прорези для экранирующих 86 и герметизирующих 92 прокладок и вставок, а также полые цилиндрические выступы для винтовых стержней замка 93. В углах основания рамки имеются втулки, выполненные в форме пирамиды с резьбовым отверстием для червяных подъемников 94.

Принцип работы заявляемого устройства заключается в следующем. БО 90, например живая ткань, помещается на предметный стол 7. После крепления фиксаторов 84 защелками к двери 8 БО 90 оказывается внутри испытательного контейнера 13. При необходимости к живым исследуемым объектам через полую трубку 73 могут подводиться питательные вещества из медицинского резервуара 74. Внешним источником света 95 через световод бокового свечения 75, который вводится в корпус устройства видеонаблюдения, через угловое отверстие 67 (обеспечивая минимальный изгиб) в основании 55 подсвечивается БО 90, расположенный на предметном столе 7. Световой поток, подсвечивая БО 90, проходит через экранирующее стекло 96, попадая на объектив 59 короткофокусной оптической системы, содержащей группу линз. Сфокусированное изображение через оптоволоконный кабель 80 и окуляр 88 попадает на видеоматрицу видеокамеры 89, после чего сигнал обрабатывается сигнальным процессором 97 и подводится на графический МП 17, который выводит изображение на жидкокристаллический индикатор 18. Сигнал также может быть записан на твердотельный накопитель 99 или выведен на персональный компьютер 25 при помощи МП 16. Возбуждение ЭМП внутри испытательного контейнера, выполненного в виде ТЕМ-ячейки, происходит при помощи генератора, подключенного к коаксиальному соединителю 98 камеры. Равномерность ЭМП обеспечивается при помощи определенных геометрических размеров поперечных сечений корпуса и центрального проводника ТЕМ-ячейки.

Камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект, включающая экранированный корпус, экранированную дверь, экранированный модуль ввода с электрическими соединителями, уплотнительные экранирующие прокладки и прокладки воздушной герметизации, низкочастотные фильтры, устройство для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства, внешние стенки экранированного корпуса которой покрыты радиопоглощающим материалом, в экранированный корпус внедрен выполненный в виде ТЕМ-ячейки испытательный контейнер, нижняя стенка которого выполнена в виде испытательного стола, в угловых стыках испытательного контейнера выполнены миниатюрные сквозные отверстия, в стенки экранированного корпуса внедрены электрические датчики, трубки теплообменника, экранирующий слой из лент магнитомягких сплавов, элементы устройства для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства выполнены модульными и расположены на внешней поверхности испытательного контейнера и стола, схема управления с интерфейсом для персональной станции расположена во внешнем управляющем блоке, схема силовой электроники располагается во внешнем радиаторном блоке, электронный пульт управления с жидкокристаллическим экраном закреплен на полужестком металлическом гибком шланге вблизи вышеупомянутой камеры, в непосредственной близости от камеры располагается датчик температуры и электромагнитного поля, экранированная дверь выполнена съемной, ее внутренняя сторона выполнена в виде испытательного стола, а в ее внутреннюю полость внедрены электромеханический замок, трубки теплообменника, экранирующий слой из магнитомягких сплавов, а также экранированный модуль ввода с защитными крышками и помехозащитными фильтрами, в прорези экранированной двери размещены уплотнительные экранирующие, воздушные и герметизирующие прокладки, которые при закрытии двери прижимаются к экранирующему пазу, размещенному в экранированном корпусе, открытие и закрытие двери производится при помощи червячного подъемника и вышеупомянутого электромеханического замка, сила прижатия которых отслеживается вышеупомянутыми электрическими датчиками, отличающаяся тем, что испытательный стол, расположенный на съемной двери, содержит основание, которое является съемным, выполнено из электропроводящего материала, имеет прямоугольную форму и четыре ножки в виде фиксаторов, по периметру основания размещены экранирующие прокладки и по меньшей мере восемь электрических контактов, на поверхности основания располагается корпус, выполненный в форме полого цилиндра из неметаллического материала и/или материала с низким коэффициентом отражения, во внутренних стенках которого расположены световод и полая трубка, подводимые к предметному столу, прикрепленные к корпусу прозрачным держателем цилиндрической формы, предметный стол имеет цилиндрическую форму П-образного продольного сечения и выполнен из прозрачного материала, в отверстии металлического основания вертикально под исследуемым объектом расположена оптическая система, которая состоит, по меньшей мере, из объектива, оптоволоконного кабеля, окуляра и видеоматрицы, между объективом и внутренней поверхностью предметного стола могут размещаться экранирующее стекло, а также светоотражатель конусообразной формы, у которого по меньшей мере одна поверхность отражающая, лифтовой поворотный механизм выполнен в виде внутреннего и внешнего колец с червячными передачами, внутреннее кольцо с внешней стороны имеет насечки для червячной передачи, с внешней стороны выполнен держатель в виде паза, к которому крепится предметный стол, внешнее кольцо имеет полость, в которой располагаются шестерни червячной передачи, вращение которых осуществляется посредствам управляющего механизма, проходящего через отверстие в основании, который расположен во внутренней полости съемной двери, в котором также имеются фиксаторы, электромеханический привод и электромеханический узел управления лифтовым поворотным механизмом, источник видимого и/или инфракрасного излучения, а также электронный узел, содержащий микропроцессор, сигнальный процессор и видеоматрицу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронному прибору, подходящему для отображения. Технический результат - повышение прочности и уменьшение веса прибора.

Изобретение относится к портативным электронным устройствам и может быть использовано в конструкциях корпусов и съемных панелей для сотовых телефонов, смартфонов, USB-флеш-накопителей, ноутбуков и т.п.

Изобретение относится к взрывобезопасным полевым устройствам со съемными крышками и технологиям их изготовления. Технический результат - предотвращение нарушения, повреждения или разрушения чувствительных цепей при физическом контакте крышки с ними или сопутствующими конструкциями (например, стеклом дисплея, несущим цепи ЛОИ).

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано для защиты погружных телеметрических систем. Технический результат заключается в повышении надежности защиты погружных блоков системы телеметрии, сокращении затрат на спуско-подъемные операции при выходе из строя погружного блока системы телеметрии.

Изобретение относится к шумоподавляющему корпусу для электронного оборудования и способу его изготовления. Технический результат - снижение шума с одновременным улучшением теплообмена оборудования - достигается тем, что корпус для подавления шума, создаваемого внутри него, содержит конструкцию, задающую внутреннюю камеру, имеющую вентиляционные отверстия для входа и выхода охлаждающего воздуха.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к элементам корпусов для размещения электронных блоков и других элементов приборов. Предложен измерительный модуль, корпус которого состоит из основания и крышки, причем основание корпуса выполнено плоским, а его наружная поверхность снабжена магнитной пластиной, на внутренней поверхности по контуру выполнен направляющий элемент и закреплены ложементы для источников питания, а между ложементами выполнены с резьбовым осевым отверстием трубчатые стойки, на которых закреплена печатная плата, соединительные провода которой соединены с входным разъемом и/или чувствительным измерительным элементом и которая включает порт для подключения к компьютеру.

Изобретение относится к корпусу, в частности, из пластмассы для приема по меньшей мере одного технического функционального блока. Технический результат - создание возможности выравнивания колебаний давления в отношении внутреннего пространства корпуса относительно окружающей среды без существенных конструктивных изменений и без дополнительных конструктивных элементов.

Изобретение относится к электронному блоку с корпусом, прежде всего для применения в электроприборах. Технический результат - разработка электронного блока с усовершенствованным корпусом, который был бы компактным, обеспечивал бы достаточный отвод тепла, имел бы простую конструкцию и был бы в достаточной степени защищен от влияния внешних факторов.

Изобретение относится к области радиоаппаратостроения и может использоваться при конструировании корпусов радиоэлектронной аппаратуры. .

Изобретение относится к аварийным сигнальным устройствам. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам определения временных параметров сигнала. Способ фиксации пересечения или касания оси времени наблюдаемым сигналом заключается в том, что формируют первый вспомогательный сигнал, параллельный оси времени и отстоящий от нее на малую величину, и делят указанный вспомогательный сигнал на наблюдаемый сигнал.

Установка для измерения эффективной поверхности рассеяния радиолокационных целей в дальней зоне антенны содержит РЛС с приемно-передающей несинфазной антенной и устройство для крепления цели в дальней зоне антенны.

Заявляемое изобретение относится к метрологии, в частности к электроизмерительной технике. Индикатор напряжения содержит два щупа, расположенные в отдельных корпусах, кабель, на котором установлены корпуса.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при стопорении резьбовых соединений (болтов, шпилек), а также для измерения усилий и температуры в различных резьбовых соединениях строительных элементов и конструкций, от состояния которых в значительной степени зависит вероятность аварийной ситуации на строительных сооружениях, имеющих важное стратегическое значение.

Изобретение может быть использовано для измерения электрофизических параметров полупроводниковых монокристаллических пластин, автоэпитаксиальных и гетероэпитаксиальных структур, а также структур типа полупроводника на изоляторе.

Изобретение относится к комбинированному датчику тока. Комбинированный датчик тока содержит в кожухе датчик магнитного потока, содержащий катушку, намотанную на магнитопровод, устройство измерения тока, содержащее катушку Роговского, выполненную таким образом, что первичный контур магнитного датчика соответствует первичному контуру упомянутого устройства измерения тока, электронное средство для выполнения обнаружения и измерения электрического тока, причем упомянутое средство запитывается от катушки магнитного датчика; при этом датчик содержит соединяющую кассету, содержащую первое фиксирующее средство, выполненное с возможностью размещения и закрепления упомянутой кассеты путем клеммного скрепления на измерительном устройстве; второе фиксирующее средство, выполненное с возможностью размещения и закрепления упомянутой кассеты и измерительного устройства путем клеммного скрепления на кожухе; электрические контакты, соответствующим образом соединенные с катушкой Роговского и с электронным средством обнаружения.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для сканирования ближнего электрического или магнитного поля источников электромагнитного излучения и может быть использовано при автоматическом измерении напряженности полей для решения задач обеспечения электромагнитной совместимости при проектировании, диагностике, тестировании и испытании как отдельных печатных узлов, так электронных устройств и приборов в целом.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к декадам сопротивлений, применяемым в многозначных мерах электрического сопротивления и измерительных мостах.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой систему магнитного экранирования аппарата литографии пучками заряженных частиц. Система содержит первую камеру, вторую камеру и набор из двух катушек.

Изобретение относится к области измерений в электроэнергетике и может быть использовано для определения расстояния до мест повреждения при двойных замыканиях на землю на одной линии электропередачи распределительной сети 6-35 кВ.

Изобретение относится к биомедицинской технике и может быть использовано для исследования биологических объектов (БО), представляющих собой ткани и клетки растительного, животного происхождения и биологические среды человека и животных, на воздействия электромагнитного поля (ЭМП). Заявленный стол для электромагнитных исследований биологических объектов включает механизм прерывистого вращения, механизм управления подъемом, корпус с основанием, на котором с нижней стороны располагаются, по меньшей мере, четыре опорные ножки, внутреннее кольцо с червячной передачей для прерывистого механизма поворота. Основание является съемным, выполнено из электропроводящего материала, имеет прямоугольную форму и четыре ножки в виде фиксаторов. По периметру основания размещены экранирующие прокладки и, по меньшей мере, восемь электрических контактов. На поверхности основания располагается корпус в форме полого цилиндра из неметаллического материала и/или материала с низким коэффициентом отражения, во внутренних стенках которого расположен световод и полая трубка, подводимые к испытательному столу и прикрепленные к корпусу прозрачным держателем цилиндрической формы. Испытательный стол имеет цилиндрическую форму П-образного продольного сечения и выполнен из прозрачного материала. В отверстии металлического основания вертикально под исследуемым объектом расположена оптическая система, которая состоит, по меньшей мере, из объектива, оптоволоконного кабеля, окуляра и видеоматрицы. Между объективом и внутренней поверхностью испытательного стола размещены экранирующее стекло и светоотражатель конусообразной формы, у которого, по меньшей мере, одна поверхность отражающая. Лифтовой поворотный механизм выполнен в виде внутреннего и внешнего колец с червячными передачами, а внутреннее кольцо с внешней стороны имеет насечки для червячной передачи. С внешней стороны выполнен держатель в виде паза, к которому крепится испытательный стол, а внешнее кольцо имеет полость, в которой располагаются шестерни червячной передачи, управляемые механизмом, проходящим через отверстие в основании. Технический результат - возможность видеонаблюдения результатов эмиссий и воздействия ЭМП на БО, в режиме реального времени, с минимальными искажениями ЭМП, не извлекая БО и обеспечив возможность непрерывного воздействия ЭМП на объект исследования. 5ил.

Изобретение относится к биомедицинской технике и может быть использовано для исследования биологических объектов, представляющих собой ткани и клетки растительного, животного происхождения и биологические среды человека и животных, размещенные во внутреннем испытательном объеме с заданными климатическими условиями, на воздействия электромагнитного поля. Заявленная камера для совместных климатических и электромагнитных воздействий на биологический объект включает экранированный корпус, экранированную дверь, экранированный модуль ввода с электрическими соединителями, уплотнительные экранирующие прокладки и прокладки воздушной герметизации, низкочастотные фильтры, устройство для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства, внешние стенки экранированного корпуса которой покрыты радиопоглощающим материалом. В экранированный корпус внедрен выполненный в виде ТЕМ-ячейки испытательный контейнер, нижняя стенка которого выполнена в виде испытательного стола, в угловых стыках испытательного контейнера выполнены миниатюрные сквозные отверстия. В стенки экранированного корпуса внедрены электрические датчики, трубки теплообменника, экранирующий слой из лент магнитомягких сплавов. Элементы устройства для управления климатическими воздействиями внутри испытательного пространства выполнены модульными и расположены на внешней поверхности испытательного контейнера и стола. Схема управления с интерфейсом для персональной станции расположена во внешнем управляющем блоке, а схема силовой электроники располагается во внешнем радиаторном блоке. Электронный пульт управления с жидкокристаллическим экраном закреплен на полужестком металлическом гибком шланге вблизи вышеупомянутой камеры. В непосредственной близости от камеры располагается датчик температуры и электромагнитного поля. Экранированная дверь выполнена съемной, ее внутренняя сторона выполнена в виде испытательного стола, а в ее внутреннюю полость внедрены электромеханический замок, трубки теплообменника, экранирующий слой из магнитомягких сплавов, а также экранированный модуль ввода с защитными крышками и помехозащитными фильтрами. В прорези экранированной двери размещены уплотнительные экранирующие, воздушные и герметизирующие прокладки, которые при закрытии двери прижимаются к экранирующему пазу, размещенному в экранированном корпусе. Открытие и закрытие двери производится при помощи червячного подъемника и вышеупомянутого электромеханического замка, сила прижатия которых отслеживается вышеупомянутыми электрическими датчиками. Испытательный стол, расположенный на съемной двери, содержит основание, которое является съемным, выполнено из электропроводящего материала, имеет прямоугольную форму и четыре ножки в виде фиксаторов, по периметру основания размещены экранирующие прокладки и по меньшей мере восемь электрических контактов. На поверхности основания располагается корпус, выполненный в форме полого цилиндра из неметаллического материала иили материала с низким коэффициентом отражения, во внутренних стенках которого расположены световод и полая трубка, подводимые к предметному столу, прикрепленные к корпусу прозрачным держателем цилиндрической формы. Предметный стол имеет цилиндрическую форму П-образного продольного сечения и выполнен из прозрачного материала. В отверстии металлического основания вертикально под исследуемым объектом расположена оптическая система, которая состоит, по меньшей мере, из объектива, оптоволоконного кабеля, окуляра и видеоматрицы. Между объективом и внутренней поверхностью предметного стола могут размещаться экранирующее стекло, а также светоотражатель конусообразной формы, у которого по меньшей мере одна поверхность отражающая. Лифтовой поворотный механизм выполнен в виде внутреннего и внешнего колец с червячными передачами, внутреннее кольцо с внешней стороны имеет насечки для червячной передачи, с внешней стороны выполнен держатель в виде паза, к которому крепится предметный стол. Внешнее кольцо имеет полость, в которой располагаются шестерни червячной передачи, вращение которых осуществляется посредствам управляющего механизма, проходящего через отверстие в основании, который расположен во внутренней полости съемной двери, в котором также имеются фиксаторы, электромеханический привод и электромеханический узел управления лифтовым поворотным механизмом, источник видимого иили инфракрасного излучения, а также электронный узел, содержащий микропроцессор, сигнальный процессор и видеоматрицу. Технический результат - возможность видеонаблюдения в режиме реального времени иили видеозаписи на цифровой носитель результатов эмиссий и воздействия с минимальными искажениями ЭМП на БО, находящийся в заданных условиях окружающей среды, не извлекая БО и обеспечив возможность непрерывного воздействия ЭМП на объект исследования. 8 ил.

Наверх