Устройство для измерения магнитной компоненты биополя Советский патент 1983 года по МПК G01R33/08 

Изобретение относится к автоматике и магнитным измерениям иможет быть .использовано для получения информации о магнитной компоненте биополя оператора и магнитного поля слабого уровня.

Известен квантовый градиентометр, содержащий генератор возбуждения и связанный с ним источник излучения и послецовательно с ним установленные на одной оптической оси преобразовател резонансные ячейки поглощения и фотоприемник с подключенным к нему усилителем l .

Данный прибор не позволяет оперативно производить съем информации о маг нитной компоненте биополя оператора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к иэобре;Тению является устройство цля измерения магнитаой компоненты биополя, содержащее генератор возбуждения и связанный с ним источник излучения, последовательно установленные и оптически связанные преобразователь,световолокнистый блок коммутации, объемную камеру поглощения и блок фотоприемников, выход которого через синхронизирующий блок коммутации и усилитель подключены к блоку выделения разностных частот, соединенному с блоком инцикации, а также .блок программного управления, вход которого соединен с вызсоарм блока выделения разностных частот, д выход с входами световояокнистого и синхрони зируюших блоков коммутации j2J.

Недостатком известного устройства является пороговый принцип измерения, что снижает точность измеренгй, так как . регистрация зон возбуждения осуществляется по установленному заранее порогу, а это дает фиксации нескольки пиковых, а не сразу максимальной зоны возбуждения.-. -. V -.

Цель изобретения - понышение то кости измерений мвксимальнсА .аовы возбуждения...

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генера тор возбуждения и связаняьш с ним источник излучений, последовательно установленный и оптически связанный с ИСТОЧ НИКОМ излучения. 1гепреобр1азоватедь, coi-mчески связанные объемную JKaivf€J :ynornoщшия и блок фотстриемников, соединёняы последовательно с ним коммутатор, уев литель я блок выделения peaHOctHKOc чао тот, а также блок регистрации в внпикации, введены блок пояска максимума, пбследовагельно соединенные блок упра0м

лення, и аналого-цифрооой преобразователь, второй ахоа которого соединен с выходом блока выпеления разностных частот, а выхоц - с первым входом блока поиска максимума и первым входом блока регистрации, второй вход последнего подключен к выходу блока поиска максимума, третий вход - ко второму выходу блока управления, связанному также

с вторым входом блока поиска максимума, третьи входы подключены к третьим выходам блока управления, четвертые выходы которого соединены с вторыми входами коммутатора, а выходы блока

5 регистрации подключены к блоку индикации, при этом выход преобразователя оптически связан с объемной камерой поглощения, одии .канал которой через фотоприемник непосредственно подключен

0 ко второму каналу усилителя.

Кроме того, блок поиска максимума выполнен в виде последовательно соединенных блока сравнения, формирователя импульсов и элеме нта ИЛИ, двух элемен5 .тов И, триггера, двух сдвигающих регистров, выходы которых подключены ко входам блока сравнения, а первые входысоответственно к выходам первого и второго элементов И, первые входы ко0 торых соединены соответственно с выходами триггера, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и первым выходами блока сравнения, при этом вторые входы элементов И объединены и вторъю входы сдвигающих регистров объединены и соединены соответственно с первым и вторым входами блока, а выход элемента ИЛИ - с выходом блока,

0 Формирователь импульсов выполнен в виде триггера, входы которого соединены с входами формирователя, и двух дифференцирующих цепей, входами соединенных с соответствующими выходами триггера, а

вькходами - с выходами формирователя. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работь ; на фиг. 3 - схема блока поиска максимума; на фиг. 4 схема блока регистрации; на фиг. 5 схема блока управления.

Устройство для измерения магнитной ; к 4понентъ1 биополя содержит генератор i возбуждения, подключеннътй к источн{ ку 2 излучения, преобраз атель 3 и соединенные последовательно объемную номеру 4 поглощения (каждый вход и вьосод ячеек которой подключен к cooiv ветствующим элементам устройства при помоши световолокон), блок 5 фотоприем НИКОВ, коммутатор 6, цвухканальный усилитель 7, второй канал которого чер фотоприемник подключен к отдельной ячейке объемной камеры 4 поглощения, блок 8 выделения разностных частот, аналогово-цифровой преобразователь 9, второй вход которого подключен к выхо ду блока 10 управления, блок 11 поиска максимума, блок 12 регистрации и блок 13 инцикации. Выход аналогоцифрового преобразователя 9 соединен также с входом блока 12 регистрации, другие входы которого поцключены к блоку 1О управления, соединенному также с входами коммутатора 6 и блока 11 поиска максимума. .Блок 10 управления содержит последовательно соединенные генератор 14 синхронизирующих импульсов, формирующ временные интервалы преобразования входного сигнала, поступающие на первы выход блока 10, соединенный с вторым входом аналого-чхифрового преобразователя 9, счетчик 15 ачеек кадра, на втори выходе которого формируется управляющий импульс Конец кадра, поступающи в блоки 11 и 12, соответственно на вто рой и первый вхоцы, при этом на первых выходах счетчика 15 формируются сигналы текущего кода номера ячейки кадра, поступающие на, четвертый вход блока 12 и дешифратор 16, преобразующий двоичнь1й код номера ячейки кадра в двоично- десятичный, выхрды которого подключены ко вторым (управлякицим) входам ком. мутатора 6, Блок 11 поиска максимума (зоны с максимальным уровнем сигнала) содержит первый и второй элементы И 17 и 18, первые и вторые вхоцы которых объединены и соединены с выходом ана- лого-цифрового преобразователя 9, пер вый и второй сдвигающие регистры 19 и 2О, пёрвью вхооы которьк соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И 17 и 18, вторые входы объединены и соединены с вторым выходом блока 10 Конец кадра, последовательно соединенные блок сра нения 21, входы которого подключены .к выходам регистров 19 и,20, формирователь 22 импульсов и элемент ИЛИ 2 которого соединен с вторым., входом блока 12, а также триггер 24, первый и второй входы которого соеди- нены соответственно с вторым и первым выходами блока сравнения 21, а выходы, первый и второй, соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И 17 и 18. Формирователь 22 состоит из триггера 25 и дифференцирующих цепей.26 и 27, Блок 12 регистрации содержит последовательно соешшенные элементы И 28, первый вход которого подключен к вьссо ду аналого-цифрового преобразователя 9, счетчик 29 и первую группу ключей ЗО, и последовательно соединенные вторую группу ключей 31, первые входы которой подключены к четвертым выходам блока 10, а вторые объецинены с вторым входом элемента И 28 и соединены с выходом блока 11, регистр 32 и третью группу ключей 33, вторъю входы которой объединены с вторыми входами первой группы ключей 30 и соединены с вторым въгходом блока 1О, при этом выходы первой и третьей группы ключей ЗО и 33 подключены к блоку 13 индикации. Устройство работает следующим образом. При включении питания генератор 1 возбуждения поджигает источник 2 излучения, свет от KOTopoix поступает в преобразователь 3, где фильтруется, вначале линейно поляризуется, фокусируется, а затем обеспечивается его кру- говая поляризация. По одному сватово- локонному каналу поляризованный свет поступает на засветку всех ячеек (зон) объемной камеры 4 поглощения. ,Съем сигналов обеспечиваётся блоком 5 фотоприемников, размещённых на внешних .стенках ячеек (зон) объемной камеръ 4 поглощения, с выходов которого сигналы всех каналов (кроме k -го) поступают на первые входы коммутатора 6, Управляющие сигналы, поступающие с третьих выходов блока 10 управления на вторые входы коммутатора 6, обеопечивают подключение ко второму вхоцу . цвухканального усилителя 7 выходов блока фотоприемников Б, т.е. обеспечивают последовательное подключение всех въ1хоцов ячеек объемной камеры 4 поплощения (кроме k -ой). Первый вход цвухканального усилителя 7 соединен с въкодом блока 5 фотоприемников постоянно, обеспечивая усиление сигнала k -го канала (с ячейки камеры 4 поглощения). Усиленные сирналъ с въкодов цвухканального усилителя 7 поступают на вход блока 8 выделения разностной частотъ и сравни- веются. На выходе блока 8 сигнал разностной частоты пропорциональный измеряемой величине магнитной компоненты биополя поступает на первый вхоц аналого-цифрового преобразователя 9, на второй вход которого из блока 10 управления поступают импульсы синхронизад1ии (фиг, 2о.), обеспечивающие временное согласование работы аналогоцифрового преобразователя 9 с коммутатором 6, блоком 11 поиска максимума и блоком 12 регистрации. С выхода ана. логОЧ1ифрового преобразователя 9 коды сигналов поступают на первый вхоа блока 12 регистрации и на первый вход блока 11 поиска максимума. В блоке 11 поиска максимума все коды сигналов в течение одного кадра сравниваются между собой последовательно, по мере поступления в блок 11, и при появлении сигналов больших, чем все предыдущие (за время одного кадра) на выходе блока 11 поиска максимума будут появляться сигналы, поступающие на второй вход блока 12 регистрации. Эти сигналы разрешают запись (фиксацию) в блоке 12 регистрации кодов номеров ячеек кадра, поступающих на четвертый вход из блока 10 управления, и кодов чисел, соответствующих максимальной величине СИР- 30

налов, поступающих с выхода аналогоцифрового преобразователя 9.

По окончании просмотра всех ячеек кадра коммутатором 6 сигнал с второго выхода блока 1О Конец кадра (фиг. 2J) поступает на третий вход блока 12 регистрации и обеспечивает считывание с его первого выхода кода номера ячейки кадра, соответствующего максимальной величине магнитной компо- 40 вен ты биополя, а с его второго выхода - кода числа, соответствующего максимальной величине сигнала по просмотренным ячейкам одного кадра, и их отображение в блоке 13 индикации на время npocMoiw ра следующего кадра. При этом с включе нием питания регистры 19 и 20 в блоке 11 поиска максимума устанавливаются в исходное состояние. Первая кодовая комбинация сигнала из аналого-чгифрового преобразователя 9 записьтваечхзя в один из регистров 19 или 20 в зависимости от исходного состояния триггера 24, с выходов которого высокий потенциал разрешает прохождение кода через элементы И 17 или 18. Предположим первое число записалось в регистр 1б и, так как оно окажется боль

сы с вькодов блока сравнения 21 noctyпают на входы формирователя 22 импульсов. На выходах формирователя 22 импульс появляется в момент появления в регистрах 19 или 20 нового большего числа (за счет переброски триггера 25 i и дифференциальных цепей 26 или 27). Этот импульс через элемент ИЛИ 23 поступает на второй вход блока 12 ше при сравнений в блоке сравнения 21 с числом из регистра 20 (находящегося в исходном состоянии), первое число остается в регистре 19, а следующий,код числа запишется уже в регистр 20. Такое распределение кодов обеспечивает- ся появлением импульса на первом выходе блока сравнения 21 (так как на перовые входы блока сравнения 21 поступило число большее, чем на вторые входы).. При этом импульс с первого выхо-. да блока сравнения 21 переключает триггер 24 в такое состояние, при котором на его выходе, соединенном с элементом И 18, появится высокий потенциал и разрешит запись кода второго числа в регистр. 20. . Аналогично п{5оисходит сравнение кода второго числа, и в зависимости от того, какое число окажется большим при сравнении, то и останется в своем регистре, и т. д. Таким образом сравниваются последовательно все коды чисел (сигналов) одного кадра до тех пор, по- ха с выхода счётчика 15 блока 1О управления на второй вход блока 11 поиска максимума не будет подан сигаал Ко- нец кадра (в регистры 19 и 20), который установит регистры 19 и 2О в исходное ссхзтояние. Одновременно имнульрегистрации, на первый вход которого. т.е. элемент И 28, в данный момент поступает сигнал с выхода преобразователя 9, указывающий код числа, а на чет вертые входы, т.е. информационные входы второй группы ключей 31, - -сигнал с четвертых выходов блока, т.е. с выходов счетчика 15, укеюывакндий код номера ячейки кадра. Сигнал Конец кадра, поступивший на третий вход блока 12, поступая на управляющие, входы первой и третьей группы ключей ЗО и 33, перепишет данные со счетчика 29 и регистра 32 в блок 13 индикации. Использование предлагаемого изобретения в устройствах для получения инфо|%1ации о машитной компоненте биополя оператора позволит значительно повысить точность измерений максимальной зоны возбужцения, так как исключает ложные опознания, возникающие в прото-, типе за счет заранее выбранного порога регистрации, устанавливаемого исходя из срецних значений магнитной компоненты биополя, а не состояния объекта крнт роля. Кроме того, устройство хорошо стыкуется со среаствами анализа 4338 тотных характеристик возбужденных зон и создает условия получения информации i о пульсациях магнитной компоненты биополя с максимальной аостоверностью. Устройство может быть также применено для автоматизированного анализа конфи- гурации гвнеишего машитного поля магнитных и слабскмагнитных объектов.

0ut.1

Фиг. 5

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ КОМПОНЕНТЫ БИОПОЛЯ, содержащее генератор возбуждения и связанный с ним источник излучения, поспецовательно установленньЙ и оптически связанный с источникам иэ лучения преобразователь, оптически связанные объемную камеру поглощения и блок фотоприемников, соединенные последовательно с ним коммутатор, усилитель и блок выделения разностных частот,; а также блоьк регистрации и индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений максимальной зоны возбуждения, в него введены блок максимума, последовательно соединенные блок управления, и ана- лого-цифровой преобразователь, второй вход которого соединен с выходом блока выделения разностных частот, а вьссод - : с первым входом блока поиска максимума и перзым входом блока регистрации, второй вход последнего подключен к выходу блоке поиска максимума, третий вход - г ко второму, выходу блока управления,, связанному также с вторым входом &IOка поиска максимума, третьи входы под- f ключены к третьим выходам блока управления, четвертые выходы которого соединены с вторыми входами коммутатора, а выходы блока регистрации подключены к блоку индикации, при этом выход преобразователя оптически связан с объемной камерой поглснца1ия, один канал которой через фотоприемннк непосредственно подключен к второму каналу усилителя. 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок: поиска максимума выполнен в виде последовательно соединенных блока сравнения, формирователя импульсов и элемента ИЛИ,. двух элементов И, триггера, двух сдвиi гающих регистров, выходы которъгх подел ключены ко входам блока сравнения, а первые входы - соответственно к выходам первого и второго элементов И, первью входы которых соединены соответственно с выходами триггера, а первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и первым выходами блока сравнения,- при этом 4 BTOfbie входы элементов И объединены 00 и вторью входы сдвигающих регистров. объединены и соединены- соответственно с первым и вторым входами блока, а Од выход элемента ИЛИ-с выходом блока. оо 3. Устройство по п. 2, от ли ч аю щ е е с я тем, что фор.1ирователь импульсов выполнен в виде триггера, входы которого соединены с входами формирователя, и двух дифференцирукяцих цепей, входами соединенных с соответ ствующими выходами триггера, а выхода.ми - с выходами формирователя.