Устройство для измерения магнитной компоненты биополя Советский патент 1982 года по МПК G01R33/08 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ КОМПОНЕНТЫ БИОПОЛЯ

Изобретение относится к автоматике и магнитным измерениям и может быть использовано для получения информации о магнитной компоненте биополя оператора и магнитного поля слабого уровня. Известно устройство измерения, со держащее управляемый и опорный датчики, фазочуветвительный усилитель, элемент памяти, фильтр разностной частоты и программный блок системы автоматического контроля, при этом выходы опорного и управляемого датчи ков соединены со входами фазочувствительного усилителя, выход которого через элемент памяти, управляемый пр граммным блоком, подключен к вхору подстройки одного из датчиков ПТ. Однако устройство не приспособлено для оперативного измерения изменений магнитного состояния оперэтора - магнитной компенсации биополя оператора или градиентов этого .поля. Наиболее близким к предлагаемому устройству является квантовый градиентометр, содержащий генератор возбуждения и связанный с ним источник излучения, последовательно установленные с ним на одной оптической оси свето(1)ильтр, фокусирующие и поляризующие свет элементы, две резонансные ячейки поглощения и (}ютоприемник с подключенным к нему усилителем, к выходу которого подсоеде1нена радиочастотная катушка, избирательный усилитель, вход которого соединен с вторым выходом усилителя,модулятор с под яюченной к нему модуляторной катушкой и фазовый детектор, выход которого соединен с катушкой постоянного тока, а входы подключены к выходам соответственно модулятора и избирательного усилителя 2. Однако известный прибор не позволяет оперативно производить съем ин()юрмации о магнитной компоненте биополя оператора. Цель изобретения - повышение быст родействия измерений магнитной компоненты биополя за счет оперативного слежения за магнитными областями воз буждения без механического перемещения камер поглощения градиентометра. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор возбуждения и связанный с ним ис точник излучения, преобразователь, объемную камеру поглощения, блок фотоприемников, последовательно соединенные усилитель, блок выделения раз ностных частот и блок индикации, вве дены оптически связанные с преобразо вателем световолоконный блок коммута ции, синхронизирующий блок коммутации, включенный между блоком фотоприемников и усигв телем, и блок программного управления, выход которого подключен к управляющим входам свето волоконного и синхронизирукмцего блоков коммутации, а вход - к выходу бл ка выделения разностных частот, при этом выходы световолоконного блока коммутации соединены с зонами объемной камеры поглощения, выходы от которых подключены к входам блока фото приемников. Объемная камера поглощения выполнена в виде сосуда по форме исследуемой области из стекла, покрытого па рафином, и наполнена инертным газом, а входы и выходы камеры соединены при помощи световолокон, или в виде мозаики обычных камер поглощения квантовых магнитометров, охваченных единой обмоткой обратной связи для всех камер поглощения. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - камера поглощения, варианты выполнения; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2. Устройство для измерзния магнитной компоненты биополя (фиг, 1) содержит генератор I возбуждения, подключенный к источнику 2 излучения, преобразователь 3 и последовательно соединенные световолоконный блок k коммутации, объемную камеру 5 поглощения, блок 6 фотоприемников, синхро низирующий блок 7 коммутации, усилитель 8, выделения разностных частот и блок 10 индикации, а также блок 11 программного управления, выход которого подключен к управляющим входам световолоконного блока 4 коммутации и синхронизирующего блока 7 коммутации, а вход - к выходу блока 9 выделения разностных частот. Входы и выходы объемной камеры 5 поглощения при помощи световолоконных линий соединены соответственно с выходами и входами световолоконного блока k коммутации и блока 6 фотоприемников. Устройство работает следующим образом. После включения питания генератор 1 возбуждения зажигает источник 2 излучения, свет от которого попадает в преобразователь 3 где фильтруется, линейно поляризуется, фокусируется и поляризуется по кругу, и, поляризованный таким образом, поступает в световолоконный блок k коммутации. В зависимости от программы, установленной на блоке 11 программного управления, обеспечивается автоматическое включение световолоконным блоком k коммутации тех или иных областей возбуждения (зон оптической накачки) камеры 5 поглощения. В камере 5 поглощения одновременно засвечиваются два световых пятна, площадь которых меньше площади камеры поглощения, и через световЬлокна съема световых мерцаний, размещенных на внутренней стороне камеры 5 поглощения, сигналы поступают на фотоприемники блока 6 фотоприемников. С выхода блока 8 фотоприемников сигналы поступают в син)ронизирующий блок 7 коммутации, который обеспечивает запрограммированную коммутацию каналов на усилитель 8 в соответствии с программой блока 11 программного управления. В приборе возможны режим ручного управления путем визуального контроля и управления местом засветки на объемной камере 5 поглощения, поиск максимума сигнала, например, по показаниям блока 9 выделения разностных частот . Усиленные усилителем В два сигнала разностных частот поступают в блок 9 выделения разностных частот. Значения выделенного блоком 9 сигнала регистрируются в блоке 10 индикации. При достижении заданного уровня сигнал также подается в блок 11 программного управления, обеспечивая автоматический поиск зоны возбуждения. Таким образом, устройство может быть использовано для управления поиском зон возбуждения. При использовании устройства в ка честве измерителя магнитного поля в режиме автогенератора камеру поглоще ния охватывают тонкой обмоткой для подведения к зоне спиновых частиц вы сокочастотного поля требуемой частоты. Обмотка достаточно редка и не пр пятствует прохождению света в торцовые части световолокон. Камера поглощения может быть исгтолнена в виде двух зон (например, для левой и правой сторон коры больших полушарий головного мозга) или состоять из мозаики отдельных ячеек обычного типа без наполнения инертным газом. Отмеченная выше особенность исполнения камеры поглощения и инертный газ-наполнитель определяют незначительную величину длины свободно го пробега атомов рабочего вещества в камере, В результате этого каждый раз любое возбуждение светом той или иной части такой камеры поглощения приводит как бы к образованию в нужном месте двух зон-аналогов типовых камер поглощения квантовых магнитометров. Изменение места генерирующих зон позволяет зондировать различные учас ки исследуемого объекта и находить и координаты с достаточной оперативное ;гьго. Формула изобретения 1. Устройство для измерения магнитной компоненты биополя, содержащее генер атор возбуждения и связанный с ним источник излучения, преобразователь, объемную камеру поглощения, блок фотоприемников, последовательно соединенные усилитель, блок выделения разностных частот и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, в него введены оптически связанные с преобразователем световолоконный блок коммутации, синхронизирующий блок коммутации, включенный между блоком фотоприемников и усилителем, и блок программного управления, выход которого подключен к управляющим входам световолоконного и синхронизирующего блоков коммутации, а вход - .к выходу блока выделения разностных частот, при этом выходы световолоконного блока коммутации соединены с зонами объемной камеры поглощения, выходы от которых подключены к входам блока фотоприемников. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что объемная камера поглощения выполнена в виде сосуда по форме исследуемой области из стекла, покрытого парафином, наполнена инертным газом, а входы и выходы камеры соединены при помощи световолокон. 3.Устройство по п. 1, о т л и - , чающееся тем, что объемная камера поглощения выполнена в виде мозаики камер поглощения квантовых магнитометров, охваченных единой обмоткой обратной связи для всех камер поглощения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 230530, кл. Н 03 К 13/20, 19б1. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл, G 01 R 33/08, 1976.

Фиг.1