Николаев Г.А., Лощилов В.И. - Ультразвуковая технология в хирургии (1040534), страница 40
Текст из файла (страница 40)
В комплект установки входили три ферритовых преообразователя мощностью )Ч=45 Вт, к каждому из которых прилагался набор сменных инструментов-волнонодов для сварки, наплавки и резки биологических тканей. В ультразвуковой хирургии для клинических целей ;:", наибольшее распространение получила медицинская ;!.' установка УРСК-7Н, разработанная в МВТУ им.
Н. Э. Баумана и изготовляемая на Ульяновском при;;1:". боростроительном заводе. Установка УРСК-7Н предназначена для проведения операций по ультразвуковой сварке, восстановлению и %7 резке биологических тканей. Она состоит: из генератора !,':„',;;:;;к электрических колебаний ультразвуковой частоты и трех акустических узлов с набором инструментов-волноводов 1рис. 120). Техническая характеристика: Частота колебаний, кГп — 26,5+0,5 Мощность, потребляемая от сети, кВА — не более 0,45 Питание от сети напряжением, В 220+ 510 Мипностгь потребляемая акустическим узлом, Вт — 90 Максимальная мощность генератора, Вт — 250 Габаритные размеры генератора, мм 380Х360Х210 Габаритные размеры акустического узла: Длина без инструмента, см — 160 Диаметр корпуса, см — 52 Масса акустического узла, г — 420 В комплект установки УРСК-7Н входит 5 типовых размеров инструментов-волповодов: один для сварки, че- 4,.
тыре инструмента для резки биологических тканей (скальпель для рассечения кожи, мышц, сухожилий; пилка для рассечения костных тканей; прямое и желобоватое долото для снятия тонкой стружки на поверхности шириной до 8 мм, а также для выравнивания направленных поверхностей). При таком количестве сменного инструмента-волновода создалась необходимость подстройки рабочей частоты генератора на резонансную частоту каждого из этих инструментов, так как изготовление инструментов на одинаковую частоту с точностью до десятков герц затруднено.
Введение подстройки частоты генератора существенно упростило технологию подготовки инструментов-волноводов на общую частоту. Для этих целей был введен индикатор резонанса, с помощью которого существенно облегчилось управление установкой. При проведении операции частота преобразователя подстраивается с помощью блока подстройки частоты, контроль согласо- 247 Трз 249 Рис. !20. Медицинская установка УРСК-7Н с тремя акустическими узлами и набором инструментов-волноводов. вания преобразователя с нагрузкой (особенно при резке) осуществляется с помощью прибора контроля резонанса по максимальному отклонению стрелки. На рис. 121 представлена принципиальная схема ультразвукового генератора установки УРСК-7Н.
Из схемы видно, что генератор состоит из четырех каскадов: задающего генератора, двух степеней предварительного усиления и усилителя мощности. Генератор задающего каскада собран по схеме с трансформаторной обратной связью на транзисторе П4Б (ПП), Индуктивность его колебательного контура выполнена на сердечнике из карбонильного железа типа СБ-5А, на котором расположены коллекторная обмотка, Рис. 121. Принцияиальная электрическая схема ультразвукового ге- нератора установки УРСК-7Н. обмотка обратной связи, необходимая для возбуждения колебаний усиления. Электрические колебания ультразвуковой частоты (1=26,5ин197з кГц), вырабатываемые задающим генератором, подаются через обмотки 1Ч и 'тТ на каскад предварительного усиления.
Предварительный усилитель собран по последовательно-двухтактной схеме и работает в режиме переключения, что дает высокий к, п. д. генератора при достаточно большой мощности: Первая ступень усиления собрана на двух триодах П4Б (ППз и ППз). Вторая ступень усиления собрана на транзисторах 'р П-210А (ПП41 ППз). Возбуждение на них подается с т ансформатора Трз, а автоматическое смещение задает- Р ся цепочками. Четвертый каскад-усилитель мощности. состоит из трех последовательно-двухтактных ячеек на транзисто- рах П210А (ППа — ППп), работающих в режиме переключения, Возбуждение каскада предварительного усиления подается иа каждый транзистор с обмоток трансформатора Трз, причем в каждой ячейке напряжения противофазные. С транзисторных ячеек напряжение подается на три обмотки трансформатора Тр, где происходит сложение мощностей. С выходного трансформатора напряжение подается на три магнитострикционных преобразователя.
Так как транзисторы работают в режиме переключения, то выходное напряжение имеет прямоугольную форму. Для выделения первой гармоники напряжения на преобразователе и выходной обмотке трансформатора Тра последовательно с преобразователем включена емкость С, которая подбирается таким образом, чтобы составить с индуктивностью преобразователя колебательный контур, настроенный на первую гармонику напряжения. Это позволяет получить синусоидальное напряжение в нагрузке, нс меняя ключевого режима работы транзисторов, энергетически выгодного для последних. Задающий генератор питается от выпрямителя, собранного на диодах Д7Ж (В~ — Вз) по однополупериодной схеме. Предварителысый каскад усиления питается от мостового выпрямителя, собранного на днодах Д215А (Вз — Ва).
усилитель мощности также питается от мостового выпрямителя (Вт — Вщ). Все выпрямители питаются от общего силового трансформатора Трсч имеющего четыре вторичные обмотки, на первичную обмотку которого подается сетевое напряжение 220 в, с частотой 50 Гц. С обмоток 1, П, 1П снимается питание иа выпрямители, обмотка 1Ч питает блок подмагничивания„чем обеспечивается необходимая напряжснность постоянного магнитного поля преобразователя. Как видно нз схемы, в цепь задающего генератора включена переменная емкость С, которая позволяет производить плавную регулировку частоты генератора в пределах +19оя, чем обеспечивается подстройка частоты генератора к резонансной частоте инструмента.
Контроль согласования генератора с нагрузкой осуществляется по схеме, подключенной на выход выпрямителя, питающего усилитель мощности. При резонансе системы происходит максимальное увеличение переменной составляющей тока, что регистрируется стрелкой прибора М24, встроенного в переднюю панель генератора. Г Рис. 122. Установка УРСК-18 для ультразвуковой сварки, наплавки н обработки биологических тканей. Установка УРСК-8Н предназначена для ультразвуковой сварки и резки биологических тканей как в экспериментальных, так и в клинических условиях.
Это новая модель установок типа УРСК, в которой внесены дополнения, связанные с особенностями ее применения в условиях клинической практики. Техническая характеристика: Рабочий диапазон частот, кГц Регулировка частоты генератора Рабочая частота акустических головок, кГц Мощность, отдаваемая в нагрузку, ВЛ Мощность установки, потребляемая от сети, ВА Питание установки — сеть тока, В Количество акустических головок, шт.
Габаритные размеры установки Масса установки, кг — 24,5-ь26,7 — Плавная — 25,5~0,5 — 55 — 180 — 220 — 3 — 410Х350Х210 — 17 Установка УРСК-8Н выполнена в виде отдельных блоков: а) блок задающего генератора и 1-я ступень усиления мощности; б) блок 2-й ступени усиления мощности; в) блок оконечного каскада усиления мощности; г) блок выпрямителей и фильтров. Установка медицинская УРСК-18 предназначена для ультразвуковой сварки, наплавки, резки и обработки биологических тканей (рис.
122). Установка может работать как в режиме автоматического поиска резонансной частоты (АПЧ) и поддержания ее в процессе работы, так и без автоматического поиска. =К 1 Техническая характеристика; и и о м 0 и Ф И и Ф. м Ю +5% — 220 — 10% — О,!8 26,5~-7,5% -О,04+0,06 — 250Х 27ОХ200 —  — 250 Питание от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением, в Мошность, потребляемая от сети не более, кВА Рабочая частота, кГц Амплитуда колебаний инструмента, мм Габариты Масса генератора, кг Масса акустического узла, г На рис. 123 представлена принципиальная электрическая схема установки УРСК-18, работающая в режиме АПЧ и в другом режиме. При работе в режиме АПЧ работают все блоки, представленные на блок-схеме. Управляющим сигналом является выпрямленное напряжение источника питания оконечного усилителя мощности.
Для выпрямления и сглаживания напряжения пульсации используются детектор Д1, емкость С1 СЗ. Элементы Рб, Р7, Р8, Сб, С7, С8 образуют Т-образный мост, настроенный на частоту 100 Гц. Резистор Ре служит для регулировки величины сигнала управления. Система АПЧ состоит из релаксационного генератора, выполненного на однопереходном транзисторе Тз, частота колебаний которого определяется временем заряда емкости С10 н управляется с помощью транзистора Те напряжением сигнала управления. Токостабилизирующий элемент на транзисторе Тг и компенсационный стабилизатор напряжения, выполненные на транзисторах Те и Тз, осуществляют стабилизацию частоты релаксационного генератора. Согласующий усилитель, выполненный на транзисторах Т«, Ть Тв по схеме с непосредственной связью, усиливает пилообразное напряжение, снимаемое с частотозадающей емкости С10 и преобразует его в синусондальное с помощью колебательного контура, индуктивно связанного с коллскторной обмоткой транзистора Т8.
Полученный синусоидальный сигнал подается на предварительный усилитель мощности, собранный на транзисторах Т9, Т10 по схеме со средней точкой, работающей в ключевом режиме. Ключевой режим работы транзисторов позволяет получить при достаточно большой мощности высокий КПД. Ключевой режим работы обеспечивается за счет противофазного включения 2 вторичных обмоток трансформатора Тр2 н базы транзисторов Т9, Т10. Автоматическое смещение этих транзисторов обеспечивается резисторами 23, 24 и конденсаторами С24, С25, включенными в цепь базы транзисторов Т9, Т!0.
Переменное напряжение возбуждения подается на базы через конденсаторы С24, С25, а постоянная базового тока, проходя через резисторы 23, 24, создает на них падение напряжения, обеспечивающее надежное закрывание и открывание транзисторов. Со второй ступени усиления сигнал подается через транзистор ТрЗ на оконечный усилитель мощности, собранный на транзисторах Т11, Т12 и работающих в ключевом режиме, аналогично транзисторам предварительного усилителя мощности по схеме, аналогично транзисторам предварительного усилителя мощности, усилителя со средней точкой. Со вторичной обмотки выходного трансформатора Тр4 через разделительный конденсатор СЗ4, переключатель вида работы П1, ПЗ, П5 переменное напряжение поступает на один из акустических узлов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
