Электродное устройство Советский патент 1991 года по МПК A61B5/53 A61B5/05 

Изобретение относится к измерительной медицинской технике, может быть использовано при профилактике заболеваний для контроля уровня электростатического заряжения человека в процессе его производственной деятельности и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1147351.

Цель изобретения - расширение возможностей профилактики профессиональных заболеваний путем определения дополнительно заряда и потенциальной электрической энергии обследуемого человека.

На фиг.1 изображено предлагаемое электродное устройство на фиг.2 - эквивалентная электрическая схема электродного устройства при измерении.

Электродное устройство содержит два цилиндрических электрода 1 и 2, расположенных коаксиально и разделенных диэлектрической втулкой 3, которая имеет волнистую поверхность на одном конце и закреплена этим концом на штоке 4 корпуса 5. Шток 4 выполнен подвижным вдоль его оси относительно корпуса 5. Наружный электрод 2 имеет кольцевой контакт 6, а внутренний электрод 1 соединен электричеО

о

СП 00 00

ю

ю

ски с контактом 7, расположенным в корпусе 5. На штоке 4 размещен металлический контактор 8, через прорезь в штоке 4 соединенный с металлическим заземленным трубчатым толкателем 9, размещенным внутри штока 4 и соединенным с приводом 10, расположенным в корпусе 5. Привод 10 кинематически соединен с дополнительным контактом 11, подключающим через контакт 7 внутренний электрод 1 к земле. Привод 10 снабжен пружиной 12,-удержива- ющей его в исходном положении. Внутренний электрод 1 механически и электрически соединен с толкателем 13, размещенным в штоке 4 и толкателе 9 и электроизолированным от них направляющими атулками 14. Толкатель 13 через электроизолирующую вставку 15. жестко соединен с корпусом 5. Внутренний электрод 1 через толкатель 13 электрически соединен с входом измерительного прибора 16. Шток 4 снабжен пружиной 17, удерживающей его и, соответственно, взаимное расположение электродов 1 и 2 в исходном положении, так что электрод 1 частично выдвинут из втулки 3.

Измерение потенциала тела человека, его электрической емкости, заряда и потенциальной электрической энергии пои помощи предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Перед началом измерения при помощи привода 10 контактор 8 перемещается вдоль штока 4 до контакта 6 , замыкая наружный электрод 2 на землю. Одновременно замыкаются контакты 7 и 11, подключая к земле внутренний электрод 1 и, соответственно, вход измерительного прибора 16. В результате разряжается электрическая емкость Ср между электродами 1 и 2 и электрическая емкость Спр проводов и входа измерительного прибора 16. В это время пружина 12 напряжена. При отпускании привода 10 пружина 12 возвращает электродное устройство в исходное положение, После возвращения привода 10 и контактора 8 в исходное положение устройство готово к измерению.

При измерении электрод 2 соединяется с телом человека, которое имело электрическую емкость относительно земли Со и потенциала U0. Заряд, скопившийся на обследуемом человеке, перераспределяется между емкостью Со человека и емкостью Свх1 электрода 2 относительно земли, которая образуется последовательным соединением емкостей Cpi и СПр. При этом электрическая емкость Cpi образована между электродом 2 и частично выдвинутым электродом 1. На человеке и электроде 2 создается потенциал Ui, равный

(D

0

5

0

5

0

5

СВХ1 +С0 который делится на- емкостном делителе (Cpi, Спр), создавая на входе измерительного прибора 16 напряжениеИ1 и1-К1, где Ki - коэффициент передачи делителя. Это напряжение измеряется и запоминается измерительным прибором 16, Нажатием на конец электрода 2 шток 4 вдвигается в корпус 5 и электрод 1 перемещается на второе положение (полностью вдвинут во втулку 3). Тот же заряд перераспределяется теперь между емкостью Со и емкостью Свх2 электрода 2 относительно земли, которая также образуется последовательным соединением емкостей Ср2 и СПр.

При этом электрическая емкость СР2 образована между электродом 2 и теперь пол- ност,ью вдвинутым электродом 1. На человеке и соответственно на электроде 2 создается потенциал U2, равный

U2 Uo - р fir- -(2)

С 8X2 + СоV

который делится на емкостном делителе (Ср2, Спр}, создавая на входе измерительного прибора 16 напряжение U2 U2 K2, где К2 новый коэффициент передачи делителя, Это напряжение также измеряется и запоминается измерительным прибором 16. По напряжениям Ui и IJ2 определяются потенциал Uo. емкость С0, заряд q0 и потенциальная электрическая энергия Wo.

Действительно, решая систему уравнений (ч) и {2} относительно Uo и Со, получаем выражения

л .... С ВХ1

(3)

40

(4)

5

а с учетом выражений для qo и W0

Свх1

1 -

qo CoU0 Ui С вх2

С вх2

Ui U2

i

(5)

w.ЈeUje«t и 1 (K

s К-%да ()

С учетом выражений для Ui и U2, а также выражений для коэффициентов передачи Ki и «2 и Свх1 и СВх2

.«... СР2

|/4 ;

м -

+ Спр СР2 -КСпр

С„„1 - с Р1 С пр- СР2 Спр

ь вх 1 ; д. -,, и вх2 - г- -

С р1 т СпрС Р2 + Спр

выражения для параметров через i и 1/2

СВх1

1 -.

Свх2

1 -U1 U2

(8)

с., с

MI U,

wlfr,,,

. e,,,V 1 сПГ;

-ВД&-1)

После отключения электрода 2 от тела человека измеренные значения Ui и иЈ сохраняются в измерительном приборе и оп

ределение параметров по формулам (8) производится при помощи встроенного микропроцессора или иного встроенного вычислительного устройства. С помощью 5 предлагаемого устройства возможны измерения указанных параметров в диапазоне емкостей человека от 40 до 1000 пФ при потенциалах до 50 кВ.

10 Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

Электродное устройство по авт.св. № 1147351, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения возможностей профилактики профессиональных

15 заболеваний путем определения дополнительно заряда и потенциальной электрической энергии, обследуемого человека, коаксиальные электроды установлены с возможностью осевого пере20 мещения друг относительно друга и фиксации в двух положениях.

Изобретение относится к измерительной медицинской технике и может быть использовано при профилактике заболеваний для контроля уровней электростатического заряжения человека в процессе его производственной деятельности, Цель изобретения - расширение возможностей профилактики профессиональных заболеваний путем определения дополнительно заряда и потенциальной электрической энергии обследуемого человека. Поставленная цель достигается тем, что в электродном устройстве по B.C. 1147351 коаксиальные электроду установлены с возможностью осевого перемещения друг относительно друга и фиксация в двух положениях. Устройство обепечивает широкий диапазон измеряемых параметров обследуемого человека (потенциал, заряд и потенциальную электрическую энергию), что дает возможность обосновывать безопасность человека з процессе его производственной деятельности. 2 ил.

ViiUt / fyj г

НСЬЙЧ

512Со. Uo

7777

/

16

/

1

и

7777

777/7