Вимірювач потужності ультразвукового випромінювання иму-3

І. ПРИЗНАЧЕННЯ

Прилад для вимірювання потужності ультразвуку, яку передає випромінювач ультразвукового апарату на вимірювальний пристрій через воду. Забезпечує вимірювання потужності ультразвуку від 0,2 до 25 Вт в діапазоні частот від 400 до 3000 кГц.

II. БУДОВА ПРИЛАДУ

Вимірювальний пристрій складається з чутливого елементу (1), зробленого у вигляді нерівноплечого коромисла (рис. 10). На одній стороні коромисла розміщена

трикутна призма, а на другій стороні, розміщений вантаж, який забезпечує рівновагу коромисла. В неробочому стані приладу його коромисло фіксується за допомогою аретиру (2). Чутливий елемент (трикутна призма) знаходиться у прозорій ванні з дистильованою водою (3).

 

 

Рис.10. Зовнішній вигляд вимірювача потужності ультразвукового випромінювання

 

До коромисла прикріплені дві спіральні пружини, одна з яких (основна) з’єднана із стрілкою відліку потужності (4), а друга через черв’ячну передачу з’єднана з ручкою установки нуля (5) (стрілки індикатора нульового положення).

III. ПРИНЦИП РОБОТИ

В основі роботи приладу лежить компенсаційний метод вимірювання. Ультразвукове випромінювання через воду попадає на чутливий елемент, створюючи тиск при відбиванні від його поверхні. Сила тиску прямопропорційна величині потужності ультразвуку. Відносно осі обертання ультразвукове випромінювання створює відповідний обертаючий момент. Протидіючий момент створює основна спіральна пружина, яка жорстко з’єднана із стрілкою відліку потужності (4). Переміщуючи стрілку потужності з допомогою ручки (6) на шкалі потужності в сторону більших потужностей досягають пропорційного зростання величини протидіючого моменту. Переміщення проводять до того часу, поки стрілка індикатора нульового положення не співпаде з нульовою відміткою індикатора нульового положення.

IV. ПОРЯДОК РОБОТИ

1. Перевести аретир в верхнє положення, тобто звільнити коромисло приладу.

2. За допомогою ручки установки нуля приладу вивести стрілку індикатора на нульове положення.

3. Плавно і до упору ввести випромінювач ультразвуку в горловину приладу.

4. Включити генератор ультразвуку. При наявності ультразвукового випромінювання стрілка індикатора нульового положення повинна зміститися вправо.

5. Провести вимірювання потужності ультразвуку. Для цього поворотом ручки шкали потужності проти руху годинникової стрілки вивести стрілку індикатора на нульове положення.

6. За шкалою потужності прочитати результат виміру.

ЕХОЕНЦЕФАЛОГРАФ

І. ПРИЗНАЧЕННЯ

Апарат призначений для діагностики за допомогою ультразвуку захворювань головного мозку, які супроводжуються появою в черепній порожнині патологічних аномальних утворень. Апарат використовується в лікувально-профілактичних закладах і спеціалізованих відділеннях неврологічного, нейрохірургічного і нейротравматологічного профілів.

II. БУДОВА АПАРАТУ

Апарат змонтований на горизонтальному шасі, до передньої частини якого прикріплена лицева панель (рис. 11). Ліву сторону шасі займає електронно-променева трубка. В центральній частині, ближче до лицевої панелі вмонтований приймач. Індикаторна частина схеми змонтована на правій стороні, а блок живлення – в задній частині апарату. В апараті використана примусова вентиляція.

III. ПРИНЦИП РОБОТИ

У коливальному контурі задаючого генератора, що є генератором незатухаючих електромагнітних коливань, утворюються незатухаючі електромагнітні коливання відповідної ультразвукової частоти. Електрична енергія, що виробляється задаючим генератором, підводиться до п’єзоперетворювача, де за допомогою зворотного п’єзоелектричного ефекту перетворюється в механічну енергію. Джерело ультразвукових коливань (ультразвуковий зонд) прикладають до досліджуваного об’єкту через проміжний шар (наприклад, вода, вазелін і т.п.), що забезпечує перехід ультразвукової хвилі в досліджуваний об’єкт. Проходячи через тканини, ультразвукова хвиля частково відбивається на межі поділу тканин з різними акустичними опорами.

Ультразвукові хвилі, які пройшли через об’єкт, можуть бути прийняті іншим ультразвуковим зондом, який розміщений з протилежної сторони досліджуваного

 

Рис.11. Зовнішній вигляд ехоенцефалографа

 

об’єкту. Такий метод дослідження носить назву “трансмісійного”. Він дозволяє реалізувати наступні завдання:

1. Визначити протяжність об’єкту в напрямі поширення ультразвукової енергії, якщо відома швидкість поширення в ньому ультразвукових коливань.

(1)

2. Визначення швидкості поширення, якщо відома протяжність об’єкту.

(2)

де – розмір об’єкту; v – швидкість поширення ультразвуку; – час від моменту посилання ультразвукового імпульсу до його прийому.

Хвилі, відбиті від внутрішніх структур, можуть бути прийняті тим же зондом, який випромінює імпульс ультразвуку. Цей метод одержав назву "локаційного" або "ехо-методу". Він дає можливість визначити відстань до неоднорідності.

При роботі трансмісійним чи ехо-методами прийнята енергія ультразвукових коливань перетворюється в ультразвуковому зонді за допомогою прямого п’єзоелектричного ефекту в електричний сигнал, який після підсилення відтворюється на екрані електронно-променевої трубки в формі вертикального викиду (імпульсу), зміщення якого на екрані пропорційне відстані до неоднорідності.

IV. ПІДГОТОВКА АПАРАТУ ДО РОБОТИ.

1. Заземлити апарат.

2. Встановити вихідне положення ручок на лицевій панелі:

Потужність (1)	Викл.
Підсилення (2)	крайнє ліве положення.
Вимірювання (3)	2 см.
Фокус (4)	середнє положення.
Яскравість (5)	крайнє ліве положення.
Обмеження (6)	крайнє ліве положення.
Масштаб (7)	середнє положення.
АРУ (8)	Викл.

3. Ввімкнути апарат в електромережу і тумблер (9) перевести в положення “Сеть”.

4. Дати апарату прогрітись протягом 2-3 хв.

5. Ручку “Яскравість” повернути за годинниковою стрілкою до появи на екрані достатньої яскравості горизонтальної розгортки. При цьому в лівій частині розгортки спостерігається мітка часу (трикутничок напрямлений вниз).

6. Повертаючи ручку “Фокус”, досягнути чіткого зображення розгортки.

7. Перевести перемикач ехо-трансмісія (10) в положення “ЕХО”.

8. Опустити ультразвуковий зонд в посудину з водою, в якій знаходиться неоднорідність, відстань до якої необхідно визначити.

9. Виставити ручку “Потужність” в положення 1.

10. Незначно змінюючи положення датчика повертати ручки “Підсилення” і “Потужність” до одержання на екрані необхідного зображення.

11. Зайві шумові сигнали можна зняти повертаючи вліво ручку “Обмеження”.

12. Для визначення відстані від поверхні ультразвукового зонду до неоднорідності, слід повертаючи ручку “Вимірювання”, сумістити мітку з переднім фронтом досліджуваного сигналу (викиду).

13. Значення відстані прочитати за шкалою, яка проградуйована в см.

 

ВІСКОЗИМЕТР ВК – 4

І. ПРИЗНАЧЕННЯ

Капілярний віскозиметр ВК-4 призначений для визначення в’язкості крові методом порівняння з в’язкістю дистильованої води.

II. БУДОВА ПРИЛАДУ

Прилад (рис. 12) складається з двох проградуйованих піпеток (1), що мають цифрові мітки 0; 1/2; 3/4; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 з міліметровими поділками. Закріплені піпетки на підставці (2). До однієї з піпеток під’єднано кран (3), який вберігає стовпчик еталонної рідини в даній піпетці від витікання, на момент заповнення іншої піпетки досліджуваним розчином. Піпетки під’єднані до трійника (4), до якого ще під’єднана гумова трубка з наконечником (5). Через наконечник здійснюється ротом, чи за допомогою гумової груші розрідження повітря в системі, що забезпечує різницю тисків на кінцях піпетки, і, як наслідок, підняття рідини по піпетці. Інша піпетка на даний момент перекрита, наприклад, за допомогою пальця.

Рис.12. Зовнішній вигляд віскозиметра.

 

III. ПРИНЦИП РОБОТИ

Суть роботи з капілярним віскозиметром ВК-4 зводиться до порівняння коефіцієнта в’язкості досліджуваної рідини з коефіцієнтом в’язкості дистильованої води. Згідно формули Пуазейля об’єми рідин, які протікають за відповідний проміжок часу по капілярних трубках однакового радіусу, за інших однакових умов, обернено пропорційні коефіцієнтам в’язкості даних рідин.

(1)

Як видно, з формули (1), шляхи, пройдені досліджуваною і еталонною рідинами, в капілярних трубках строго однакового перерізу, за один і той же проміжок часу, при однаковій різниці тисків, обернено пропорційні коефіцієнтам в’язкості рідин ( і ). Тому

(2)

Знаючи значення коефіцієнта в’язкості еталонної рідини (), в нашому випадку, як і в клінічних лабораторіях, це дистильована вода, в’язкість якої при нормальних умовах , і виміривши величини та , за формулою (2) визначають в’язкість досліджуваної рідини.

 

 

IV. ПІДГОТОВКА ПРИЛАДУ ДО РОБОТИ

1. Перевірити герметичність і плавність роботи краника. При необхідності змастити вазеліном.

2. Промити капілярні піпетки аміаком і висушити.

3. Відкрити краник так, щоб отвір пробки краника був на одній осі з капілярною піпеткою.

4. Вільний кінець піпетки з краником опустити в флакончик з дистильованою водою.

5. Взяти скляний наконечник довгої гумової трубки в рот і, втягуючи ротом повітря, забезпечити підняття води в піпетці до мітки “0” і закрити краник.

6. Не виймаючи скляного наконечника гумової трубки з рота, піднести прилад вільним кінцем другої піпетки до краплі крові на пальці, або до поверхні досліджуваної рідини.

7. Втягнути кров чи досліджувану рідину у вільну піпетку до мітки “0”.

8. Закривши отвір наконечника кінчиком язика, поставити віскозиметр на стіл, відкрити краник і досягнути переміщення стовпчиків досліджуваної і еталонної рідин в межах «0» – «10».

9. Визначити шлях, пройдений досліджуваною рідиною та дистильованою водою і визначити коефіцієнт в’язкості досліджуваної рідини за формулою (2).

10. Після роботи капілярні трубки уважно промити дистильованою водою.

Примітка. При виконанні пункту 8 можна досягнути переміщення досліджуваного розчину до мітки «1», тоді переміщення еталонної рідини (дистильованої води) і буде відносною в’язкістю досліджуваного розчину.

 

ГІДРАВЛІЧНИЙ ПРЕС

I. ПРИЗНАЧЕННЯ

Прилад призначений для вивчення дії гідравлічного преса і демонстрації різних фізичних дослідів, де необхідний великий тиск: випробування зразків матеріалів на розтяг (розрив), на стиск (руйнування), на твердість, на згин; для демонстрації принципу штампування листового матеріалу, для демонстрації брикетування спилок і порошків, плавлення льоду під тиском.

II. БУДОВА ПРИЛАДУ

Загальний вигляд гідравлічного пресу зображено на рис.13. На корпусі пресу закріплено манометр (14), за яким визначають тиск під робочим поршнем (тиск в мастилі). Манометр розрахований на вимірювання тиску до 200 – 250 атмосфер. На корпусі знаходиться запобіжний клапан (13) і дві колонки з опорною плитою (4).

Позаду корпусу розташовані два вентилі для випуску повітря (3) і зливу мастила (10). В основі корпусу є резервуар (8) для мастила, об’ємом 0,4 л. Нагнітання мастила в робочий циліндр здійснюється рукояткою (7) малого поршня через систему двох клапанів (кульки діаметром 8 мм), які з’єднують резервуар з малим циліндром і малий циліндр з великим циліндром. Для заливання мастила треба відкрити заглушку (11а), а для зливу мастила – гвинт (11b). На колонах, що підтримують опорну плиту, нанесено поділки (5), які показують границю підйому робочого поршня.

 

 

Рис 13. Зовнішній вигляд гідравлічного пресу.

1 – великий циліндр; 2 – робочий поршень; 3 – вентиль для випуску повітря з великого циліндра; 4 – верхня плита пресу; 5 – поділки, що вказують границю підйому поршня; 6 – поршень малого циліндра, який призначений для нагнітання мастила у великий циліндр; 7 – рукоятка малого поршня; 8 – резервуар з мастилом, який знаходиться в станині пресу; 9 – пробка каналу, яка з’єднує насос, тобто малий циліндр з великим циліндром; 10 – вентиль для заливу мастила з великого циліндра в бак; 11а – заглушка; 11b – гвинт для зливу масла з баку; 12 – пробка нагнітального клапану; 13 – гвинт запобіжного клапана.

 

III. ПРИНЦИП ДІЇ

Дія пресу базується на законі Паскаля, згідно якого тиск, що створюється під малим поршнем, передається через мастило великому поршню, тобто: , або , звідки

. (1)

3відси випливає, що сила тиску великого поршня у стільки разів більша за силу тиску малого поршня , у скільки разів площа великого поршня більша за площу малого .Якщо в формулу (1) підставити значення , , то отримаємо:

,

тобто виграш в силі отримується з коефіцієнтом 34.

При переміщенні рукоятки малого поршня в верхнє положення, в малому циліндрі утворюється розріджений простір і тиск мастила у великому циліндрі притискає клапан Б (9), який з’єднує малий циліндр з великим і перекриває отвір, не даючи мастилу витікати з великого циліндра. В той час, атмосферний тиск, який діє через заглушку (11а) на мастило в резервуарі, піднімає клапан А (12), який з’єднує резервуар з малим циліндром, і мастило з резервуара перетікає в малий циліндр та піднімається за поршнем.

При русі рукоятки вниз мастило тисне на клапан А, притискає його і зачиняє канал, який веде до резервуара. Коли тиск малого поршня на мастило буде більший, ніж тиск під великим поршнем, клапан Б відкривається і мастило перетікає в великий циліндр і тим самим примушує робочий поршень пресу підніматися. Якщо між робочим поршнем і нижньою плитою пресу знаходиться будь-який предмет, то він виявиться стисненим силою , величина якої залежить від сили тиску на малий поршень, і відношення площ перерізу великого і малого поршнів: .