24 июля 2010г., г.Минск Создание научно-технической продукции на стыке медицины, физики, электроники и информатики в УП «Унитехпром БГУ» Маничев И.А., Щербицкий В.Г. УП «Унитехпром БГУ» Белорусский государственный университет

Ступени разработки оборудования для медицины и промышленности Исследование research Конструирование design Образцы samples Испытания testing Наш цикл разработки our development cycle : Сертификация certificating SolidWorks, ACAD, OrCAD СТБ, ГОСТ Р, EN ISO

Перечень разработок гг. I.Медицинские интеллектуальные приборы: спирометр - пульсоксиметр - газоанализатор I.Системы ультразвуковой очистки в растворах (ультразвуковые ванны), в т.ч. автоматизированные II.Контрольно-измерительная система управления тренажерным комплексом

I. Интеллектуальные медицинские приборы Спирометрия (spirometry) – это метод измерения легочных объемов и потоков воздуха в ходе выполнения человеком определенных дыхательных маневров (тестов). Accurate flow/volume sensor Industrial-grade computer Medical expert software Special design Modern Spirometer

Спирометры «МАС» (Беларусь) Автоматическая оценка достоверности измерений Стабильность и точность (ошибка

Возможности спирометров «МАС»

Спирометр - пульсоксиметр Определение оптическим методом : SpO2 - насыщение артериальной крови кислородом SpO2 - насыщение артериальной крови кислородом ЧСС - частота сердечных сокращений форма пульсовой волны – фотоплетизмограмма форма пульсовой волны – фотоплетизмограмма

Спирометр - газоанализатор Добавление к спирометру каналов пульсоксиметрии и газоанализа (измерение концентрации газов CO 2 и O 2 ) превращает его в инструмент для исследования внутреннего дыхания (кислородного метаболизма) Диагностика кардио-респираторной системы человека

II. Системы ультразвуковой очистки Очистка с помощью ультразвука предназначена для неабразивной очистки поверхностей инструментов, деталей (прежде всего - изделий сложной формы, с внутренними полостями) от загрязнений любого типа. Области применения: машиностроение (детали после механообработки) оптика (оптические элементы перед нанесением покрытий) микроэлектроника (полупроводниковые пластины) радиотехника (печатные платы) ювелирное дело («нежные» изделия сложной формы) медицина (инструменты, посуда)

Ультразвук звуковые колебания с частотами от 20 кHz до 1 GHz Низкоинтенсивный : Локация Дефектоскопия УЗИ «Силовой» : Очистка Механообработка Химические технологии Пайка, сварка

Физика и химия при ультразвуковой очистке Механические колебания пъезоэлектрического излучателя создают в моющем растворе пульсирующие ударные акустические волны (кавитация), которые проникают в дефекты пленки загрязнений (звукокапиллярный эффект) и разрушают их изнутри. Одновременно в моющем растворе возникают мощные вихревые потоки (акустические течения), которые автоматически смывают частицы загрязнений с поверхности очищаемых предметов и приносят свежий моющий раствор в зону очистки.

«Плюсы» и «минусы» очистки ультразвуком Высокая эффективность ( степень очистки / время очистки) Проникновение в полости и углубления (детали сложной формы) Не повреждает очищаемый объект (бережное воздействие) Экологичность (малоагрессивные растворы) Необходимо специальное оборудование Малоэффективна для мягких материалов, поглощающих звук

Принципы ультразвуковой очистки поверхностей Обратный пьезоэффект (преобразование электрических колебаний в механические) Создание кавитации в жидкости Ликвидация «мертвых» зон (перемещение пучностей акустической волны) Правильный выбор моющего раствора (избирательное воздействие на загрязнения)

Техническая реализация Электрический генератор с автоподстройкой фазы и модуляцией частоты Пьезоэлектрические излучатели на основе PZT- керамики Подогрев раствора до °С Генератор электрических колебаний кГц Пьезокерамика

Модуль: объем ванны - 5 L мощность УЗВ W Автоматизированная линия ультразвуковой очистки : объем ванн - 50 L мощность УЗВ - 1 kW полный цикл очистки

III. Контрольно-измерительная система управления тренажерным комплексом

Программно-аппаратный комплекс Аппаратный комплекс : Датчики состояния человека (ЛВ, ЧСС) Задатчики-иммитаторы физической и дыхательной нагрузки Компьютерное оборудование, локальная сеть Программный комплекс на основе Windows XP : Сетевая база данных InterBase Технология объектно-ориентированного программирования

Задатчики-иммитаторы физической и дыхательной нагрузки Датчики состояния человека (ЛВ, ЧСС) Компьютерное оборудование

Благодарю за внимание !

Мощность генератора 100 Вт – 5 кВт Частота ультразвука – 44 кГц Объем ванны 1 л л Наличие вспомогательных ванн и механизмов (создание установок полного цикла очистки) Технические параметры оборудования