АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ДИСКОВЫЙ ГЕНЕРАТОР МОНОДИСПЕРСНОГО АЭРОЗОЛЯ Российский патент 2017 года по МПК A61L2/22 A61L2/24 B05B17/00 H02K29/10 

Изобретение относится к области ветеринарии, медицинской техники и сельского хозяйства и может быть использовано для вакцинации животных. Автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля предназначен для создания монодисперсного аэрозоля заданной дисперсности.

Из существующего уровня техники известно простейшее устройство для создания монодисперсного аэрозоля - дисковый генератор, принцип работы которого заключается в нанесении жидкости в центр диска, крутящегося на большой скорости от 1000 об/мин и более. Под действием центробежной силы жидкость тонким слоем покрывает поверхность диска и, достигая края, рвется на монодисперсные капли. Дисперсность аэрозоля при работе дискового генератора зависит от различных факторов, таких как физико-химические свойства жидкости, скорости ее подачи, равномерности и скорости вращения диска. Однако поддержание равномерного вращения длительный период времени, а также контроль оборотов диска невозможно осуществить без вспомогательного оборудования, в частности специального лабораторного автотрансформатора и высокоскоростной видеокамеры.

Существуют специальные генераторы монодисперсного аэрозоля, принцип работы которых основан на внесении жидкости в струю воздуха, подаваемую с большой скоростью, при этом происходит дробление жидкости на капли до состояния мелкодисперсного аэрозоля. Однако данные генераторы не обеспечивают требуемую монодисперсность, а также имеют слабую возможность осуществлять регулировку размера капель аэрозоля.

Таким образом, рассмотренные средства создания монодисперсного аэрозоля не позволяют добиться требуемой монодисперсности частиц, регулировки их размера и поддержания выбранного режима длительный промежуток времени.

Целью изобретения является создание автоматизированного дискового генератора монодисперсного аэрозоля с возможностью регулировки размера получаемых частиц.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре 1 представлен автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля, в состав которого входит: блок питания 1, блок генератора 2 с диском 3, блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 5, соединительные кабели 4 и 6, персональный компьютер 7.

На фигуре 2 представлен блок генератора аэрозоля. В корпусе 12 блока генератора аэрозоля находятся: датчик оборотов 8, бесколлекторный трехфазный двигатель (EDF) 9, подключенный к регулятору напряжения (НК-50А) 11. В нижней части двигателя находится малый диск 10 из прозрачного пластика, на который нанесены черной краской сегменты. При вращении двигателя 9 диск 10 попеременно закрывает и открывает доступ светового потока от светодиода к фотодиоду датчика оборотов 8. Сигналы от датчика оборотов 8 поступают в блок АЦП 5 (фиг. 3), где обрабатываются микроконтроллером и переводятся в количество оборотов в минуту.

Полученные значения посредством интерфейсного кабеля USB 2.0 - UART 6 (фиг. 1) передаются на персональный компьютер 7 (фиг. 1), где выводятся в окне программы «Hyper Terminal», входящей в состав стандартных программных операционных систем Windows ХР.

После запуска программы «Hyper Terminal» управление генератором аэрозоля осуществляется с помощью клавиатуры персонального компьютера через блок АЦП 5 (фиг. 3). На экране компьютера выводится сообщение «Start» и в реальном времени, с интервалом в 1 секунду, выдаются значения уровня мощности, подаваемой на двигатель (в условных единицах от 0 до 999), и значение числа оборотов. Каждый последующий результат записывается на новой строке (фиг. 4).

При нажатии на клавиши «+» и «-» происходит увеличение или уменьшение мощности, подаваемой на бесколлекторный двигатель с шагом в 1 условную единицу.

При нажатии на клавиши «Shift+» и «Shift-» происходит увеличение или уменьшение мощности, подаваемой на бесколлекторный двигатель с шагом в 10 условных единиц.

Нажатием кнопки «Space» на клавиатуре или «Аварийная остановка» 13 (фиг. 3) на блоке АЦП 5 (фиг. 3) осуществляется отключение питания двигателя с выводом сообщения в окне программы «Hyper Terminal» - «Emergency stop». Индикация включения блока АЦП 5 (фиг. 3) осуществляется светодиодным индикатором 14 (фиг. 3).

АЦП 5 (фиг. 3) собран на макетной печатной плате, на фигуре 5 представлена электрическая схема.

В памяти микроконтроллера размещается микропрограмма, представленная в приложении.

Электрическая схема датчика оборотов 8 представлена на фигуре 6.

Работа автоматизированного дискового генератора монодисперсного аэрозоля осуществляется от внешнего блока питания 1 (фиг. 1) напряжением 15 В и током 20 А.

Благодаря системе стабилизации, находящейся в регуляторе напряжения 11, а также мощному блоку питания 1 изменения в бытовой сети переменного напряжения не оказывают влияния на работу блока генератора 2.

Таким образом, предложенный автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля благодаря системе стабилизации регулятора напряжения 11 позволяет добиться поддержания стабильных высоких оборотов диска 3 значительный промежуток времени. АЦП 5 с помощью стандартного программного обеспечения операционной системы Windows ХР позволяет управлять скоростью вращения диска 3, что способствует достижению требуемого размера частиц аэрозоля, а также отслеживать параметры частоты вращения диска 3 на экране персонального компьютера в реальном времени.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Микропрограмма управления генератором аэрозоля

Изобретение относится к области ветеринарии, медицинской техники и сельского хозяйства и может быть использовано для вакцинации животных. Техническим результатом является обеспечение регулирования размера получаемых частиц. Автоматизированный дисковый генератор монодисперсного аэрозоля, предназначенный для создания монодисперсного аэрозоля заданной дисперсности, содержит блок питания, блок генератора с диском, блок аналого-цифрового преобразователя, соединительный кабель и персональный компьютер. 6 ил.

Автоматизированный дисковый генератор аэрозоля, предназначенный для создания монодисперсного аэрозоля заданной дисперсности, включающий диск с плоской поверхностью и зубцами по окружности, отличающийся тем, что для управления оборотами двигателя предусмотрен блок аналого-цифрового преобразователя, позволяющий осуществлять задание скорости вращения диска посредством персонального компьютера через регулятор напряжения бесколлекторного трехфазного двигателя, а также получать исходные данные об оборотах вращения двигателя в режиме реального времени на экране персонального компьютера.