[go: up one dir, main page]

RU201020U1 - Устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями - Google Patents

Устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями Download PDF

Info

Publication number
RU201020U1
RU201020U1 RU2020118499U RU2020118499U RU201020U1 RU 201020 U1 RU201020 U1 RU 201020U1 RU 2020118499 U RU2020118499 U RU 2020118499U RU 2020118499 U RU2020118499 U RU 2020118499U RU 201020 U1 RU201020 U1 RU 201020U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microcontroller
output
objects
electromagnetic
rom
Prior art date
Application number
RU2020118499U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Евгеньевич Кудаев
Нина Константиновна Ходарева
Алексей Иванович Криворучко
Original Assignee
Александр Евгеньевич Кудаев
Нина Константиновна Ходарева
Алексей Иванович Криворучко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Евгеньевич Кудаев, Нина Константиновна Ходарева, Алексей Иванович Криворучко filed Critical Александр Евгеньевич Кудаев
Priority to RU2020118499U priority Critical patent/RU201020U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU201020U1 publication Critical patent/RU201020U1/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/04Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0052Thermotherapy; Hyperthermia; Magnetic induction; Induction heating therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00Magnetotherapy
    • A61N2/02Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к устройствам электромагнитной обработки, например, жидкостей или твердых тел, например, при проведении исследований и др. Технический результат заключается в том, что достигается возможность усиления проникающего действия излучения. Результат достигается за счет того, что автономное устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями содержит размещенный в многослойном защитном корпусе из полимер-металлического композиционного материала работающий на аккумуляторе электрический контур. Контур включает излучатель электромагнитной энергии, выполненный в виде антенны с геометрией золотого сечения и катушек индуктивности, подключенный выходом к микроконтроллеру с индикатором выбора режима, и блок постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), соединенный с задатчиком воздействия, выполненным с возможностью регистрации выходных сигналов объектов и подключенным к микроконтроллеру с возможностью обмена и передачи информации микроконтроллера и ПЗУ, при этом микроконтроллер выходом подключен к блоку генерирования сигналов, который своим выходом подключен к излучателю электромагнитной энергии. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам электромагнитной обработки, например жидкостей или твердых тел, например, при проведении исследований и др.
Известно устройство для электромагнитной обработки объектов, например, воды, содержащее последовательно включенные источник питающего напряжения, генераторный блок и антенну, выполненную в виде соленоида со свободным концом, закрепленным на трубе с водой, а генераторный блок содержит двухфазный генератор электрических колебаний, сигналы которого сложной формы проходят в антенну-соленоид и воздействуют на воду, протекающую через трубу (см. патент GB №2312635, кл. C02F 1/48, опубл. 05.11.1997).
Однако данное устройство недостаточно эффективно обрабатывает воду электромагнитным воздействием при применении на трубопроводах из магнитных материалов (металла). Электромагнитное поле, сформированное излучателем обмоточного типа вызывает паразитное намагничивание трубопровода и имеет низкое проникающее действие в обрабатываемую жидкость.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями, содержащее электрический контур, включающий в себя блок питания, подключенный к электрическому контуру задатчик воздействия, а также излучатель электромагнитной энергии (см. патент RU №2089513, кл. C02F 1/48, опубл. 10.09.1997).
Однако в этом устройстве сформированное электромагнитное поле обладает низким проникающим действием с узкой полосой пропускания, что ограничивает область использования данного устройства.
Известен материал и способ получения металл-полимерных композитных материалов на основе наноразмерных частиц, предназначенных для применения в радиотехнической аппаратуре. В качестве полимера выбирают полиэтилен или полипропилен и т.п., а в качестве металлсодержащих соединений выбирают металлов (RU 2506224, В32В 27/00).
Технический результат заключается в том, что достигается возможность усиления проникающего действия излучения за счет обеспечения воздействия строго в пределах полосы пропускания (эффективно передаваемая полоса частот ЭППЧ). Это обеспечивается тем, что не нужен подбор параметров, а сразу выставляется один из оптимизированных режимов.
Различают при этом абсолютную полосу пропускания: 2Δω=Sa и относительную полосу пропускания: 2Δω/ωo=So. В настоящем техническом решении речь идет об абсолютной.
Технический результат достигается полезной моделью за счет того, что автономное устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями, содержит размещенный в многослойном защитном корпусе из полимер-металлического композиционного материала работающий на аккумуляторе электрический контур, включающий, излучатель электромагнитной энергии, выполненный в виде антенны и катушек индуктивности, подключенный выходом к микроконтроллеру с индикатором выбора режима и блок постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), соединенный с задатчиком воздействия, выполненным с возможностью регистрации выходных сигналов объектов и подключенным к микроконтроллеру с возможностью обмена и передачи информации микроконтроллера и ПЗУ, при этом микроконтроллер выходом подключен к блоку генерирования сигналов, который своим выходом подключен к излучателю электромагнитной энергии.
Существенное отличие этого прибора - его автономность (использование аккумулятора) и отсутствие измерительного канала, за счет добавления оптимизированных режимов работы. Из которых пользователь может выбрать то, что ему надо. Все это не просто делает прибор компактным, а главное - отсутствие измерительного канала и добавление подключения оптимальных режимов увеличивает проникающую способность заданного излучения (причем допускает использование человеком без дополнительных навыков измерения).
При работе полезной модели воздействие проводят в пределах того известного диапазона частот, где амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) заявленного радиотехнического устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигналов без существенного искажения формы. Данный эффект связан с тем известным из уровня техники фактом, что в ЭППЧ сосредоточена основная энергия сигнала (не менее 90%). Этот диапазон частот устанавливается для каждого сигнала заявленного устройства экспериментально простым подбором на рабочем месте оператора.
Ширина полосы пропускания (ГОСТ 23611-79 Совместимость радиоэлектронных средств электромагнитная) выражается в единицах частоты (например, в герцах). Поскольку в радиосвязи и устройствах передачи информации расширение полосы пропускания позволяет передать большее количество информации
Неравномерность АЧХ характеризует степень ее отклонения от прямой, параллельной оси частот и выражается в децибелах. Ослабление неравномерности АЧХ в полосе улучшает воспроизведение формы передаваемого сигнала.
Важное влияние оказывает выбор материала на вышеуказанные характеристики: так, композиты с металлической матрицей, например, наполненные тонкодисперсными частицами, не растворяющимися в основном металле (дисперсно-упрочненные композиты) дополнительно стабилизируют характеристики контура, а также дают возможность существенно сократить массу стыковочных элементов конструкций благодаря большей прочности металлической матрицы по сравнению, например, с полимерной, и технологичностью обработки композитов с такой матрицей (возможность использования резьбовых соединений и т.д.).
Пример работы устройства
Для используемой в полезной модели антенны с геометрией золотого сечения полоса пропускания (как известно эта полоса зависит от типа антенны и ее геометрии) - диапазон частот, при которых эта антенна работает эффективно - окрестность центральной (резонансной) частоты. Поэтому на практике полоса пропускания обычно была установлена по заданному уровню коэффициента стоячей волны равному 2.
В заявленной полезной модели образуется колебательный контур, т.к. во время передачи тех или иных сигналов ток высокой частоты в антенне состоит из нескольких токов различной частоты. Такой же сложный характер имеют электромагнитные волны, распространяющиеся от антенны.
При этом важным является и выбор материала для корпуса всего устройства. Известно, что обычно для производства корпусов электронных устройств используется сразу несколько различных материалов:
Пластик + металл
Пластик + стекло
Пластик + керамика
Пластик + резина
и т.д.
Однако, авторами проведены необходимые расчеты, компьютерный анализ и последующее моделирование с учетом происходящих процессов воздействия на объекты (в том числе живые организмы), которое позволило оптимизировать конструкцию устройства и корпус с учетом характеристик выбранного материала. В качестве такого материла возможен выбор композита на основе полимера (полиэтилен, полипропилен, фенопласт, фторопласт, полиуретан) с добавкой металлов или их соединений, принятых в данных изделиях, т.к. полимеры широко используются в электротехнике, электронных приборах, в различном оборудовании, где очень важно иметь материалы с определенными электрическими характеристиками. К таким характеристикам, значение которых бывает необходимо регулировать, относятся электропроводность, электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость.
Каких-либо ограничений для применения полимеров в качестве связующего при создании электропроводных полимерных материалов не существует. Это могут быть жесткие термо- и реактопласты с постоянной формой изделия или резиноподобные материалы с изменяющейся при нагружении формой, т.е. материалы, способные к большим обратимым деформациям.
В качестве наполнителей используют порошки железа, меди, алюминия, никеля, олова, висмута, кадмия, палладия, а в некоторых случаях -серебра и золота. Размер частиц металла составляет (1-3)×10-7 м. Механизм электропроводимости полимеров зависит от содержания металлических частиц, которое может доходить до 90% по объему.
Дополнительно возможно использование технического углерода и графита, как в виде порошков, так и в виде волокон и тканей. В последнем случае получают электропроводные материалы с высокой прочностью, обладающие анизотропными свойствами.
Выбор полосы определен таким образом: при воздействии на контур электродвижущих сил (эдс) различной частоты наиболее сильные колебания получаются в случае, когда эдс имеет резонансную частоту или частоту, близкую к ней. А при значительном отклонении частоты внешней эдс от резонансного значения, т.е. когда контур расстроен относительно частоты внешней эдс, амплитуда колебаний получается сравнительно малой.
Можно сказать, что каждый контур хорошо пропускает колебания в пределах некоторой полосы частот, располагающейся по обе стороны от резонансной частоты. Это и есть заданная полоса пропускания контура Ппр, которую условно определяют по резонансной кривой на уровне 0,7 от максимального значения тока или напряжения, соответствующего резонансной частоте.
Иначе говоря, считают, что контур хорошо пропускает колебания тогда, когда их амплитуда уменьшается не более, чем на 30% по сравнению с амплитудой при резонансе.
Пример.
Заявленное устройство имеет контур, настроенный на определенную частоту.
Элементная база устройства:
микроконтроллер нового поколения, с большой скоростью обработки и предоставления данных,
аккумулятор, что делает прибор автономным,
индикатор, позволяющий выбрать один из нескольких оптимизированных режимов, так как используются уже готовые режимы, что позволяет сделать прибор компактным,
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство- микросхема, в памяти которой хранятся записанные сигналы.
Пользователь на индикаторе выбирает режим работы приборы, которому соответствует перечень хранимых сигналов.
Эти сигналы вычитываются из микросхемы памяти и подаются на излучатель (антенна формы «золотое сечение» и катушки индуктивности образуют собой излучатель электромагнитной энергии). Золотое сечение -антенна, изготовлена на печатной плате.
При включении происходит воздействие электромагнитного импульса при генерировании управляемых сигналов формы треугольник. При воздействии с частотой fo=2000 кГц и затуханием контура 0,01, и тогда, исходя из вышеуказанных технических сведений в уровне техники, указанную полосу пропускания определяют как 0,01 * 2000 кГц = 20 кГц. Выполнение корпуса из композита пластик с металлическими добавками обеспечивает положительное влияние на поддержание стабильной полосы пропускания, контролируется при воздействии воздействии микроконтроллером с отражением показателей на индикаторе возможностью внесения коррективов в оказываемое воздействие управляемыми сигнала в зависимости от степени воздействия.
На фиг. 1 представлена схема устройства для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями, на фиг. 2 - принципиальная схема устройства.
На фигуре 1 показаны:
1. Индикатор с кнопками доступных оптимизированных режимов. С помощью кнопок автоматически выставляется выбранный рабочий режим.
2. Контроллер, анализирующий выбранный и установленный режим работы, считывает необходимые сигналы с ПЗУ и с помощью генераторов сигналов выдает сигнал на излучатель электормагнитной энергии.
3. ПЗУ - постоянное запоминающее устройство. Это микросхема, в памяти которой хранятся записанные сигналы.
4. Катушки индуктивности
5. Антенна (золотое сечение), изготовлена на печатной плате, которая совместно с катушкой индуктивности образуют излучатель электромагнитной энергии
На фигуре 2 показана принципиальная схема, где указаны те же элементы:
1. Индикатор
2. Контроллер
3. ПЗУ
4. Катушки индуктивности
5. Антенна
Устройство работает следующим образом Индикатор 1, отображает все доступные режимы работы, подключен к контроллеру 2, который обладает возможностью выбора сигналов с ПЗУ 3 в зависимости от выбранного режима. При этом контроллер 2 выходом подключен к блоку генерирующих сигналов, который своим выходом подключен к излучателю электромагнитной энергии, выполненному в виде катушек индуктивности 4 и антенны (золотого сечения) 5. Воздействие осуществляли на воду, иные жидкости (растворы солевые, расплавы металлов - ртуть, олово и расплавы термопластов- полистирол и полипропилен) а также иные объекты, включая биологические (растения -циперус, млекопитающее - Cyprinus carpio, Mus musculus), в случае необходимости такого воздействии или проведения исследования влияния внешних воздействий.
Устройство работает от аккумулятора.
Существует возможность подключения к ПК (персональный компьютер на чертеже не показан), для обновления программы контроллера 2.
В ПЗУ 3 хранятся записанные сигналы, а контроллер 2 осуществляет чтение из ПЗУ 3 в зависимости от выбранного режима работы устройства, определяемого оператором с помощью индикатора 1.
На блок генерирующих сигналов передается команда от контроллера 2 и в зависимости от выбранного режима генерируются сигналы заданной формы: синусоидальные, пилообразные и другие с требуемой частотой и амплитудой.
Посредством катушки индуктивности 4 и антенны (золотого сечения) 5 осуществляют воздействие.

Claims (1)

  1. Автономное устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями, содержащее размещенный в многослойном защитном корпусе из полимер-металлического композиционного материала работающий на аккумуляторе электрический контур, включающий излучатель электромагнитной энергии, выполненный в виде антенны с геометрией золотого сечения и катушек индуктивности, подключенный выходом к микроконтроллеру с индикатором выбора режима, и блок постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), соединенный с задатчиком воздействия, выполненным с возможностью регистрации выходных сигналов объектов и подключенным к микроконтроллеру с возможностью обмена и передачи информации микроконтроллера и ПЗУ, при этом микроконтроллер выходом подключен к блоку генерирования сигналов, который своим выходом подключен к излучателю электромагнитной энергии.
RU2020118499U 2020-05-26 2020-05-26 Устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями RU201020U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118499U RU201020U1 (ru) 2020-05-26 2020-05-26 Устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118499U RU201020U1 (ru) 2020-05-26 2020-05-26 Устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU201020U1 true RU201020U1 (ru) 2020-11-24

Family

ID=73549154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118499U RU201020U1 (ru) 2020-05-26 2020-05-26 Устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU201020U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155081C1 (ru) * 1999-11-25 2000-08-27 Солодилов Александр Иванович Способ обработки вещества магнитным полем и устройство для его осуществления
RU2164424C1 (ru) * 1999-06-28 2001-03-27 Коноплев Сергей Петрович Способ низкочастотной электромагнитной терапии и устройство для его осуществления
US9320913B2 (en) * 2014-04-16 2016-04-26 Rio Grande Neurosciences, Inc. Two-part pulsed electromagnetic field applicator for application of therapeutic energy
RU162245U1 (ru) * 2015-12-18 2016-05-27 Александр Евгеньевич Кудаев Устройство "артемида" для электромагнитной и энергообработки объектов индуцированными полями
US9610458B1 (en) * 2016-07-01 2017-04-04 Anapole Technologies, Inc. Treating disease with resonance generating electromagnetic fields

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2164424C1 (ru) * 1999-06-28 2001-03-27 Коноплев Сергей Петрович Способ низкочастотной электромагнитной терапии и устройство для его осуществления
RU2155081C1 (ru) * 1999-11-25 2000-08-27 Солодилов Александр Иванович Способ обработки вещества магнитным полем и устройство для его осуществления
US9320913B2 (en) * 2014-04-16 2016-04-26 Rio Grande Neurosciences, Inc. Two-part pulsed electromagnetic field applicator for application of therapeutic energy
RU162245U1 (ru) * 2015-12-18 2016-05-27 Александр Евгеньевич Кудаев Устройство "артемида" для электромагнитной и энергообработки объектов индуцированными полями
US9610458B1 (en) * 2016-07-01 2017-04-04 Anapole Technologies, Inc. Treating disease with resonance generating electromagnetic fields

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А. Науменко, Л. Науменко "Золотое сечение" М., ОАО Лика, 2012. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101586803B1 (ko) 에너지를 무선으로 전달하는 시스템
Lacroix et al. A frequency-adjustable electromagnet for hyperthermia measurements on magnetic nanoparticles
Chen et al. Metamaterial-based high-efficiency wireless power transfer system at 13.56 MHz for low power applications
KR940012819A (ko) 조절가능한 인덕턴스 소자를 사용한 전기동조된 매칭 네트워크 및 공명탱크회로
Li et al. A new design and analysis for metasurface-based near-field magnetic wireless power transfer for deep implants
CN109474079A (zh) 一种无线电能传输装置
CN1171802C (zh) 采用电场处理液体的装置
RU201020U1 (ru) Устройство для электромагнитной обработки объектов индуцированными полями
Olivo et al. A study of multi-layer spiral inductors for remote powering of implantable sensors
GB2603730A (en) Method and system for changing a property of a polar liquid
US20070115603A1 (en) Demagnetization method by way of alternating current impulses in a conductor loop put in loops
Fan et al. Design of spiral resonator based on fractal metamaterials and its improvement for MCR-WPT performance
Lan et al. Foreign object detection for wireless power transfer
CN105806426A (zh) 电磁流量计短时励磁及信号处理方法
McEachern et al. Electrodynamic wireless power transmission to a torsional receiver
Chute et al. On the electromagnetic heating of low loss materials using induction coils
Rong et al. Optimized design of opened quasi-static cavity for omnidirectional wireless charging systems
Tiberio et al. The RF toroidal transformer as a heat delivery system for regional hyperthermia
Delichte et al. Non-radiative mid-range wireless power transfer: An experiment for senior physics undergraduates
Carobbi et al. Circuit loading in radio-frequency current measurements: The insertion impedance of the transformer probes
Mulhayatiah et al. Analysis effect of winding on radiation-electromagnetic field on the tesla coil
CN209841733U (zh) 一种毫米波段液晶材料测试系统
Lopez-Dominguez et al. Measurement of the magnetic permeability of amorphous magnetic microwires by using their antenna resonance
JP3136032B2 (ja) 膜厚計測センサーおよび計測回路
Chalise et al. High efficiency wireless power transfer system using spiral DGS resonators through biological tissues