Результаты экспериментальных исследований и расчетов
Результаты экспериментального измерения мощности излучения, а также рассчитанные значения плотности потока полезной мощности (ППМ) P для всех частот заданного вариантом диапазона приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Результаты экспериментального исследования
|
№ п/п |
Частота, Гц |
Мощность импульсного излучения, Pимп, Вт |
Плотность потока мощности (ППМ), P, Вт/см2 |
|
1 |
300 |
0,0007 |
0,000008 |
|
2 |
600 |
0,0012 |
0,000026 |
|
3 |
1500 |
0,0031 |
0,000168 |
|
4 |
3000 |
0,0060 |
0,000651 |
|
5 |
8000 |
0,0150 |
0,004340 |
|
6 |
12000 |
0,0210 |
0,009113 |
|
7 |
18000 |
0,0260 |
0,016924 |
|
8 |
21000 |
0,0280 |
0,021264 |
График зависимости изменения средней мощности излучения Pимп от частоты повторения импульсов f представлен на рисунке 5.
Рисунок 5 – График зависимости изменения средней мощности излучения Pимп от частоты повторения импульсов f
В таблице 3 сведены результаты исследования влияния времени отпускаемой процедуры на данной частоте (21000 Гц) на плотность потока энергии (ППЭ) E, а также результаты исследования зависимости дозы Q от времени воздействия на минимальной (300 Гц) и максимальной (21000 Гц) частоте.
Таблица 3 – Результаты расчетов
|
t, мин |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
10 |
20 |
30 |
|
E, Дж/см2 |
1,28 |
2,55 |
3,83 |
5,10 |
6,38 |
12,76 |
25,52 |
38,27 |
|
Qmin , Вт·с |
0,000002 |
0,000003 |
0,000005 |
0,000006 |
0,000008 |
0,000015 |
0,000030 |
0,000045 |
|
Qmax , Вт·с |
0,004234 |
0,008467 |
0,012701 |
0,016934 |
0,021168 |
0,042336 |
0,084672 |
0,127008 |
График зависимости плотности потока энергии E от времени t представлен на рисунке 6.
Рисунок 6 – График зависимости плотности потока энергии E от времени t
Графики зависимости полной энергии за сеанс от времени измерения для двух фиксированных частот 300 Гц и 21000 Гц представлены на рисунке 7.
Рисунок 7 – График зависимости полной энергии за сеанс от времени измерения для частоты 300 Гц и от времени измерения для частоты 21000 Гц
Структурная схема исследованной биотехнической системы
Блок-схема исследованной терапевтической биотехнической системы представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 – Блок-схема терапевтической биотехнической системы
Данная биотехническая система может работать как с включенным в контур управления оператором, контролирующим и корректирующим дозу, поглощаемую биотканями при их лазерной терапии (см. рисунок 9), так и в автоматическом режиме при включении в контур управления специального блока, реализующего обратную связь.
Выводы по результатам проведенных исследований
Ознакомились с биотехническими системами терапевтического типа, получили навыки коррекции оказываемого лазерного воздействия при проведении физиотерапевтических процедур, проанализировали влияние параметров настройки лазерного аппарата на дозу лазерного излучения, получаемую биообъектом.
Исследовали зависимость изменения средней мощности излучения от частоты повторения импульсов. Изучили влияние времени отпускаемой процедуры на плотность потока энергии, а также зависимость дозы от времени воздействия на двух заданных частотах (зависимости носят линейный характер).
Разработали упрощенную блок-схему исследованной терапевтической биотехнической системы и проанализировали возможность ее использования в полуавтоматическом и автоматическом режимах работы.