ОКНО АДАПТЕРА ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО СПЕКТРОМЕТРА, АДАПТЕР ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО СПЕКТРОМЕТРА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АДАПТЕРА ДЛЯ МЕДИЦИНСКОГО СПЕКТРОМЕТРА
ADAPTER WINDOW FOR A MEDICAL SPECTROMETER, AN ADAPTER FOR A MEDICAL SPECTROMETER AND A METHOD OF MAKING AN ADAPTER FOR A MEDICAL SPECTROMETER

Предлагаемая группа изобретений относится к сфере медицинской техники, в частности к адаптерам для использования в составе инфракрасного медицинского спектрометра. Адаптер, в общем случае, представляет собой кювету, через которую проходит выдыхаемый пациентом воздух, снабженную окнами для прохождения инфракрасного или светового луча. Окна могут быть выполнены из свето- и/или ИК-прозрачного материала.
В медицине применяют одноразовые и многоразовые адаптеры для инфракрасных спектрометров прямого потока. Одноразовые адаптеры должны иметь минимальную цену. Многоразовые адаптеры должны выдерживать разные виды стерилизации и при этом не терять своих свойств.
Для многоразовых адаптеров применяют окна из сапфира как материала, имеющего высокую стабильность свойств и прозрачность для инфракрасного диапазона электромагнитного спектра. Окна из пластиков, как правило, менее стабильны и изменяют свои свойства при стерилизации, поэтому применяются только в одноразовых адаптерах.
Для стерилизации многоразовых адаптеров могут применяться разные виды стерилизации, в частности термические (паровая или сухожаровая). Они являются наиболее распространенными видами стерилизации и оказывают наибольшее повреждающее воздействие на материал устройства. Действие высокой температуры, паров воды приводит к ослаблению и разрушению клеевых и других видов соединений различных материалов. Действие температурного расширения выражено сильнее, если в соединении находятся несколько видов материалов.
Пары воды проникают в сочетании с высокой температурой и повышенным давлением проникают в клеевой слой и меняют его свойства, что приводит к нарушениям целостности адаптера и нарушению его герметичности.
Химическая стерилизация проводится агрессивными растворами, которые также повреждают клеевые соединения. В связи с этим ключевую роль приобретают технологии закрепления окна к корпусу адаптера, особенно в случаях, когда адаптер выполнен из иного материала, чем окно.
Применяют разные методы закрепления окон в пластиковом корпусе адаптера. Известно техническое решение по патенту Японии на изобретение №3677672 «Airway adapter» (NIPPON KODEN CORP, Япония, з. №19990173813, 21.06.1999, к. 19.06.1998, опубл. 03.08.2005, МПК G01N21/05; G01N21/15; G01N21/35). Согласно описанию технического решения, предложена конструкция адаптера для измерения концентрации компонентов газовой среды способом спектрометрии, заключающаяся в применении совместно с прозрачным окном рамки, предотвращающей образование на внутренней поверхности окна капель сконденсированной из воздушного потока жидкости.
Недостатком указанного технического решения является изменение площади поперечного сечения воздушного тракта кюветы, приводя, как следствие к увеличению времени нарастания концентрации.
Известно техническое решение по заявке США на изобретение №20160184545 «Airway adapter and method for molding the airway adapter» (General Electric Co, Великобритания, з. №GB1423385, 21.09.2015, к. 31.12.2014, опубл. 30.06.2016, МПК A61M16/0816; A61B5/0836; A61M2016/102). Заявлен способ литья адаптера, позволяющий получить адаптер, содержащий тракт для протекания воздушного потока и интегрированные окна, позволяющие проводить измерения протекающего через адаптер воздушного потока. Литье осуществляется в один этап, при этом для достижения необходимой толщины окон, меньшей, чем нормальная толщина стенок адаптера, используют штифты, при помощи которых продавливают предварительно сформированную поверхность окна до требуемой толщины. Окна располагают с противоположных сторон воздушного тракта адаптера.
Особенностью конструкции адаптера является его выполнение в виде цельной конструкции. Окна формируются из того же материала, что и корпус самого адаптера. В связи с этим оптические свойства окна соответствуют оптическим свойствам материала корпуса. В большинстве случаев нецелесообразно выполнять устройство из одного материала, поскольку это ведет к дополнительным затратам. В соответствии с технологией производства, предполагается выполнение корпуса устройства из пластичных полимерных материалов. Однако оптические характеристики таких окон будут уступать оптическим характеристикам, например, сапфировых окон.
Известно техническое решение по патенту США на изобретение №7629039 «Air gas analyzer window and a method for producing such a window» (PHASEIN AB, Швеция, з. №20060251903A1, 09.11.2006, к. 25.04.2003, опубл. 08.12.2009, МПК G01N21/0303; A61B5/097; G01N21/05). Согласно описанию, предложена конструкция окна для использования в адаптере для инфракрасного газоанализатора для анализа выдыхаемого воздуха, в котором газ протекает через сквозной канал в адаптере с окном, расположенном на взаимно противоположных сторонах канала так, что инфракрасный луч может быть направлен сквозь окно и канал, содержащий указанный выдыхаемый газ, причем окно выполнено в виде цельной конструкции из пластика и имеет, по существу, круглую форму, отличающееся тем, что оно включает опоясывающую кромку и центральную часть, утопленную относительно указанной кромки и формирующую окно, сквозь которое обеспечивается прохождение инфракрасных лучей.
Недостатком данного технического решения является наличие полости между утопленным окном адаптера и газоанализатором, куда может попадать углекислота от случайного выдоха медицинского персонала в момент установки адаптера в газоанализатор. Эта углекислота будет вносить ошибку в результат измерения.
Таким образом, имеющийся уровень техники не содержит сведений об изобретениях, решающих ряд технических проблем. Так, технической проблемой, решаемой предлагаемой группой изобретений, является создание окна и адаптера с окном для использования в медицинском спектрометре, обладающего повышенными эксплуатационными характеристиками, в частности, высокой технологичностью, способностью выдерживать многократные циклы стерилизации без потери свойств и позволяющего проводить достоверные измерения.
Техническая проблема решается следующим образом. Настоящим описанием, предложена конструкция окна адаптера для медицинского спектрометра. Согласно изобретению, заявлено окно адаптера для медицинского спектрометра для анализа выдыхаемого воздуха, в котором воздух протекает через сквозной канал в адаптере с окном, расположенном на взаимно противоположных сторонах канала так, что луч спектрометра может быть направлен сквозь окно и канал. Устройство дополнительно характеризуется тем, что окно выполнено, по существу, прозрачным для электромагнитного излучения видимого и/или инфракрасного диапазона, причем участок профиля боковой поверхности содержит ступеньку, а в месте перехода боковой поверхности к основанию выполнена фаска.
Общими с аналогом признаками являются наличие сквозного канала в адаптере с окном, расположенном на взаимно противоположных сторонах канала так, что луч спектрометра может быть направлен сквозь окно и канал.
В общем случае техническое решение отличается от аналога тем, что окно выполнено, по существу, прозрачным для электромагнитного излучения видимого и/или инфракрасного диапазона, причем участок профиля боковой поверхности содержит ступеньку, а в месте перехода боковой поверхности к основанию выполнена фаска.
В первом частном случае выполнения окно в плане имеет, по существу, круглую форму.
Во втором частном случае выполнения, окно в плане имеет, по существу, форму многоугольника.
В третьем частном случае выполнения, часть наружной поверхности окна выполнена выпуклой.
В ином частном случае выполнения, окно может быть выполнено из сапфирового стекла.
В следующем частном случае выполнения, окно может быть выполнено из полимерного материала с коэффициентом пропускания инфракрасного излучения не менее 0,5.
Целесообразно выполнение окна из материала, содержащего добавку, изменяющую коэффициент адгезии.
В восьмом частном случае выполнения, окно сформировано литьем под давлением.
В девятом частном случае выполнения окно выполнено в виде цельной конструкции.
Следующее изобретение группы представляет собой адаптер для медицинского спектрометра, содержащий окно, выполненное в виде цельной конструкции и установленное в выемке в стенке, окружающей сквозной канал в адаптере, отличающееся тем, что окно выполнено, по существу, прозрачным для электромагнитного излучения видимого и/или инфракрасного диапазона, причем участок профиля боковой поверхности содержит ступеньку, в месте перехода боковой поверхности к основанию выполнена фаска, а боковая поверхность выемки содержит, по существу, ответный профиль, сопрягаемый с профилем боковой поверхности окна.
В частном случае выполнения, нижнее основание окна выполнено, по существу, заподлицо, по меньшей мере, с участком внутренней поверхности стенки, окружающей сквозной канал адаптера.
Способ изготовления адаптера для медицинского спектрометра с окном, характеризуется тем, что осуществляют формирование окна, помещают сформированное окно в выемку в стенке, окружающей сквозной канал в адаптере, таким образом, что ступенька опирается на соответствующий выступ боковой поверхности выемки, нагревают, по меньшей мере, область вблизи окна адаптера для медицинского спектрометра до состояния, при котором часть стенки адаптера, расположенная, по существу, вокруг выемки в стенке и выполненная, по существу, в виде буртика, расплавляется и заполняет область над фаской окна так, что образуется, по существу, ровная поверхность и исключается полость между окном адаптера и корпусом, образованная фаской.
В соответствии с изобретательским замыслом и назначением технического решения, основной характеристикой устройства является обеспечение возможности прохождения через канал воздушного потока, проходящего по дыхательному тракту, при одновременном обеспечении прохождения пучка электромагнитных волн определенного диапазона длин волн, по существу, пересекающего воздушный поток дыхательного контура. Следовательно, адаптер должен обеспечивать приемлемую изоляцию воздушного потока от окружающей среды, чтобы достоверно определить концентрацию компонента, а также обеспечить, по существу, беспрепятственное прохождение пучка излучения через стенки корпуса. Расположение окон на взаимно противоположных сторонах по отношению к каналу позволяет направить световой пучок непосредственно сквозь канал перпендикулярно ему.
Применение окон в виде отдельного компонента конструкции позволяет выполнить их из материала, отличного от материала корпуса адаптера. Соответственно, выбор материала обусловлен его светопропусканием. Прозрачность, по меньшей мере, частичная, достаточная для функционирования инфракрасного спектрометра, позволяет беспрепятственно проходить через окно волнам определенной длины, существенно не искажая результаты измерения.
Профиль боковой поверхности выполнен сложной формы. Один из участков содержит ступеньку, взаимодействующую при установке в выемку стенки адаптера с соответствующим выступом. Такая конструкция позволяет предотвратить проваливание окна во внутреннее пространство канала. В соответствии с предпочтительной реализацией, при установке окна в адаптер, одно из оснований окна приходится вровень с внутренней поверхностью стенки, снижая вероятность накопления конденсата на поверхности окна адаптера, что может вносить ошибку в результаты измерений.
Ближе к верхнему основанию окна выполнена фаска, которая при заполнении объема над ней материалом корпуса адаптера выполняет функцию зуба, фиксирующего окно в установленном положении в стенке адаптера.
Придание окну, по существу, круглой формы может снизить области концентрации напряжений, оптимизировать отношение полезной площади к общей площади окна, а также повысить технологичность производства изделия.
В ряде случаев целесообразно выполнение окна в форме многоугольника, например четырех-, шестиугольника. Такая форма позволяет использовать разные технологии изготовления окон.
Участок наружной поверхности окна может быть выполнен выпуклым, по форме повторяющим собирающую линзу. Фокус такой линзы может располагаться в зоне размещения противоположного окна, увеличивая, таким образом, уровень сигнала. Использование такой конструкции оправдано при изготовлении окна из полимерных материалов.
Выполнение окна из сапфирового стекла позволяет создать окно, являющееся прозрачным для электромагнитного излучения видимого и ближнего инфракрасного диапазона длин волн. Материал обладает стабильными оптическими свойствами при изменении температуры, выдерживает многократные циклы обработки/стерилизации.
В ряде случаев целесообразно выполнение окна из полимерных материалов, обладающего стабильными оптическими свойствами. Изделия из полимерных материалов технологичны в производстве. Высокий коэффициент пропускания материала: 0,5 и выше, позволяет получить конструкцию с сопоставимым коэффициентом пропускания, обеспечив формирование стабильного сигнала с фотоприемника с высоким соотношением сигнал/шум.
Выполнение окна из материала с модифицированным коэффициентом адгезии позволяет снизить интенсивность конденсации влаги на внутренней поверхности установленного окна. Модификация коэффициента адгезии может быть выполнена, в частности, посредством нанесения слоя композиции на внутреннюю поверхность окна.
Выполнение окна способом литья под давлением позволяет получить изделие однородное по физическим свойствам, и с минимальной стоимостью.
Выполнение окна в виде монолитной конструкции способствует обеспечению структурной целостности, получению однородного по своим физическим свойствам элемента устройства.
Выемка в стенке адаптера выполнена таким образом, чтобы ее боковая поверхность повторяла соответствующий профиль боковой поверхности окна. Такое решение позволяет жестко закрепить окно в указанной выемке, предотвратив возможность его выпадения при эксплуатации и в процессе стерилизации. Для дополнительной герметизации, выемка или окно могут быть обработаны клеевым составом.
Ровная внутренняя поверхность адаптера уменьшает вероятность накопления водного конденсата на поверхности окна адаптера.
Предложенный способ изготовления позволяет получить устройство в соответствии с настоящим изобретением. Предусмотрена двухэтапная установка окна в выемку. На первом этапе окно помещается в предназначенное для него посадочное место, упираясь ступенькой в соответствующий выступ выемки. Между ступенькой и выступом может быть нанесен клеевой состав. Затем производят локальный нагрев области вблизи окна для оплавления буртика, выполненного, по существу, вокруг выемки, в которую устанавливается окно. Буртик, в соответствии с настоящим изобретением, может проходить по всему периметру выемки или по его части. Вместе с тем необходимым условием является наличие буртика в местах выполнения фаски окна. По существу, буртик представляет собой излишек материала для заполнения области над фаской окна при расплавлении. После прекращения локального нагрева и остывания материала, образуется, по существу, ровная поверхность на границе корпуса и окна. Таким образом, фиксация окна в выемке обеспечивается, с одной стороны, сопряжением поверхностей ступеньки окна и выступа выемки, а с другой - излишком материала корпуса, расположенным над фаской окна после локального нагрева и расплавления буртика. В результате образуется герметичное соединение, имеющее в контакте только два материала - сапфир и пластик, без клеевого слоя. Стойкость такого соединения к воздействию факторов стерилизации максимально высокая. В результате адаптер может выдерживать многие циклы стерилизации. Сформированная стенка адаптера и окно могут иметь одинаковую толщину, что исключает наличие полости для случайного попадания углекислоты. Кроме того, одинаковая толщина окна и стенки адаптера не создают зон, где мог бы скапливаться водный конденсат, также способный вносить ошибки в измерения.
Эти и другие изделия, свойства и характеристики настоящего технического решения, равно как и принципы работы, функциональные особенности и способы его производства становятся более ясными при обращении к настоящему описанию, формуле со ссылкой на сопровождающие настоящее описание фигуры чертежей, которые совместно формируют часть настоящего.
Необходимо понимать, что фигуры используются для иллюстрирования конкретных возможностей реализации настоящей группы изобретений и не могут восприниматься как ограничивающие область правовой охраны технического решения. Использование в описании, формуле и чертежах единственного числа для обозначения количества компонентов устройства может относиться и к нескольким идентичным компонентам, если в описании прямо не сказано об обратном.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими фигурами:
Фиг. 1 - Адаптер для медицинского спектрометра, главный вид.
Фиг. 2 - Адаптер для медицинского спектрометра, продольный разрез, вид снизу.
Фиг. 3 - Незафиксированное окно адаптера для медицинского спектрометра, местный вид.
Фиг. 4 - Зафиксированное окно адаптера для медицинского спектрометра, местный вид.
На фигурах обозначены следующие позиции:
1 - адаптер для медицинского спектрометра;
2 - корпус адаптера;
3 - вход корпуса;
4 - выход корпуса;
5 - канал;
6 - окно адаптера;
7 - ступенька боковой поверхности окна;
8 - фаска окна;
9 - выступ выемки;
10 - буртик.
Для понимания принципов работы и особенностей различных реализаций изобретения, ниже приведено описание фигур технического решения. Хотя в тексте описания подробно объясняются предпочтительные варианты реализации технического решения, необходимо понимать, что возможны и иные варианты реализации изобретения. Соответственно, нет необходимости в ограничении объема правовой охраны технического решения, исключительно представленными реализациями и перечнями узлов и компонентов. Изобретение может быть реализовано и иными способами, если об этом прямо не указано в формуле и/или описании технического решения. Вместе с тем, при описании предпочтительных вариантов технического решения, для ясности понимания основных принципов изобретения специалистом, необходимо уточнить термины, применяемые в описании.
Необходимо отметить, что используемые в единственном числе в описании и формуле компоненты и детали устройства, также представляют собой и множественные формы, если прямо не сказано обратное. Например, указание на составной элемент устройства также означает указание на совокупность (множество) таких элементов.
Также при описании предпочтительных вариантов выполнения, для обеспечения ясности понимания, используются специальные термины. Предполагается, что термин используется в самом широком смысле, в каком он может быть истолкован специалистом в данной области техники и включает все технические эквиваленты, используемые тем же образом и с той же целью. Так, в частности, термин «спектрометр» употребляется в его основном словарном значении. Впрочем, для большинства реализаций настоящего технического решения данным термином обозначается инфракрасный спектрометр, применяемый в сфере медицины для анализа концентрации компонента воздуха, проходящего через дыхательный контур. Вместе с тем, предложенное устройство может быть использовано и в составе иных измерительных комплексов, использующих принцип оптической спектроскопии.
Термин «адаптер» применяется для обозначения компонента измерительного комплекса и, в общем случае, представляет собой устройство, снабженное патрубками для включения в дыхательный контур в составе измерительного комплекса, позволяющее пропускать поток воздуха через образованный стенками своего корпуса канал, при этом обеспечивающее прохождение луча (пучка) спектрометра и выполненное с возможностью присоединения к нему.
Термин «окно» применяется для описания монолитной конструкции, помещаемой в выемку адаптера и являющейся прозрачной для электромагнитного излучения определенного диапазона. Окно должно обладать относительно стабильными оптическими свойствами.
Термин «сквозной канал» используется для описания области пространства, радиально ограниченной, в большинстве реализаций, стенкой корпуса адаптера. Тем не менее, канал может проходить не только через горизонтальную ось адаптера. Так, вход канала может быть выполнен в стенке адаптера, а не в его торце. То же справедливо и для выхода. Основное свойство канала - возможность пропускать воздушную массу через область адаптера, где размещено окно, и отделять воздушную массу из дыхательного контура от воздуха окружающей среды.
Термин «противоположный», использованный по отношению к расположению окон, установленных в адаптере, означает, что окна расположены таким образом, чтобы обеспечить прохождение луча через стенки адаптера.
Термин «прозрачный», примененный по отношению к окну применяется для характеристики физических свойств материала, из которого оно выполнено. Термин употребляется в описании, преимущественно в своем словарном значении. Вместе с тем, с физической точки зрения, прозрачность есть свойство вещества направленно пропускать электромагнитные волны определенного спектра, но, поскольку, абсолютной прозрачности невозможно добиться в реальных условиях, то материал будет называться прозрачным, если он обеспечивает направленное прохождение излучения с отношением величины прошедшего потока излучения к величине изначального потока излучения с коэффициентом 0,6 и больше.
Термин «видимый диапазон длин волн» включает электромагнитное излучение с длиной волны 380-780 нм. Термин «инфракрасный диапазон длин волн», в контексте настоящего описания, в большинстве случаев означает электромагнитное излучение ближней и средней области с длиной волны 0,74-5 мкм.
Термин «профиль боковой поверхности» применяется для обозначения поверхности окна, ограниченной его шириной и верхней и нижней поверхностями. В данном случае, понятия верх и низ - условные. Профиль в данном контексте есть элемент формы, выраженный контуром, который эта форма имеет при виде сбоку в вертикальном разрезе.
Термин «ступенька» применяется для обозначения элемента рельефа боковой поверхности окна, образованный двумя, по существу, параллельными полуплоскостями и плоской стенкой, соединяющей параллельные границы этих полуплоскостей.
«Местом перехода» называется, по существу, область вблизи грани, отделяющей боковую поверхность от основания окна. Фаска снимается под некоторым углом к указанной боковой поверхности и основанию окна. Форма выполнения фаски может отличаться в зависимости от конкретной реализации технического решения. Технически, по способу выполнения указанная, по существу, конусообразная поверхность не является фаской, поскольку может быть получена в процессе, например, литья. Так, например, фаска может быть выполнена в виде скругления. Основным признаком является расположение части внешнего радиуса основания ниже остальной его поверхности для того, чтобы принять излишки расплавленного материала стенки адаптера при ее нагревании, образовав, по существу, ровную единую поверхность основания окна со стенкой адаптера.
Термином «выступ» в настоящем описании обозначается участок боковой поверхности выемки, в которую устанавливается окно, выполненный с возможностью взаимодействия со ступенькой окна и, по сути, лежащий с ней в одной плоскости.
Термин «заподлицо» применяется для обозначения свойства поверхности, полученной после сопряжения окна с посадочным местом в выемке. Нижнее основание окна лежит, по существу, в плоскости внутренней поверхности стенки адаптера.
Термин «область вблизи окна адаптера» обозначает участок наружной поверхности адаптера, на котором размещен буртик, частично расплавляемый в процессе установки окна в выемку адаптера.
Слова «состоящий», «содержащий», «включающий» означают, что, по меньшей мере, указанный компонент, элемент, часть или шаг способа присутствует в композиции, предмете или способе, но не исключает присутствие иных компонентов, материалов, частей, шагов способа, даже если такой компонент, материал, часть, шаг способа выполняет ту же функцию, что и указанный.
Материалы, из которых изготовлены различные элементы настоящего изобретения, указанные ниже при описании примеров конкретного выполнения устройства, являются типичными, но не обязательными для применения. Указанные в настоящих примерах выполнения материалы, могут быть заменены многочисленными аналогами, выполняющими ту же функцию, что и приведенные в описании примеры материалов.
Обратимся к прилагаемым фигурам. На Фиг. 1-3 изображен адаптер 1 с установленным окном в соответствии с одной из конкретных реализаций настоящего изобретения. Корпус (2) адаптера формирует канал (5) для протекания воздушного потока из одного конца корпуса до другого. Первый (вход) (3) и второй (выход) (4) конец корпуса имеют, по существу, трубчатую форму, а в настоящем частном случае, форму полого цилиндра, и выполнены с возможностью соединения с дыхательным контуром таким образом, что воздушный поток, поступающий от/к пациенту через дыхательный контур, проходит через канал адаптера. В настоящем примере изобретения концы корпуса выполнены с возможностью образования разъемного соединения с соответствующими компонентами дыхательного контура, однако иные реализации подразумевают выполнение неразъемного соединения, т.е. интегрирования указанного адаптера в дыхательный контур. Корпус адаптера может быть выполнен из материалов, обеспечивающих функционирование адаптера в типичных условиях работы такого рода устройств. В частности, корпус должен обеспечивать структурную целостность конструкции, выдерживать многократные циклы стерилизации, обладать невысоким коэффициентом термического расширения. Таким образом, примерами подходящих материалов могут служить пластики, в частности, поликарбонат и/или поливинилхлорид и/или полисульфон.
Во внутреннем пространстве корпуса находится участок с камерой обнаружения, которая формируется частью корпуса, расположенного, по существу, вокруг воздушного канала между первым и вторым концом.
Камера содержит пару окон, расположенных на взаимно противоположных сторонах этой части корпуса и, соответственно, канала, который формируется, в том числе, стенками указанной камеры. Окна размещены в выемках, выполненных в стенках камеры адаптера, и выполнены из материала, который, по меньшей мере, частично, прозрачен для электромагнитных волн определенной части спектра. В некоторых примерах окно может быть выполнено из материала, пропускающего электромагнитное излучение узкого диапазона длин волн. В ряде случаев это может быть волна одной длины. В других реализациях может применяться материал, прозрачный или частично прозрачный для достаточно широкого диапазона длин волн. Например, выбранный диапазон длин волн (или одной волны) может использоваться для определения концентрации одного или нескольких газов воздушного потока. В данном случае, окно, предпочтительно, выполнено из сапфира.
В настоящей реализации решения, прохождение пучка электромагнитного излучения определенного диапазона длин волн через камеру обеспечивается посредством пары окон.
Как показано на фиг. 1, корпус может быть снабжен скобой, выполненной заодно с корпусом, снабженной парой плоских рантов, формирующих посадочное место для соединения с корпусом спектрометра. Нижняя стенка и пара боковых плоских рантов выполнены, по существу, взаимно перпендикулярными. Ранты также выступают за противоположную часть корпуса и содержат зубцы для защелкивания в соответствующие пазы корпуса спектрометра.
Окно может быть изготовлено из сапфира. В настоящем примере, окно имеет круглую форму.
После установки окна в соответствующую выемку, нагретый штамп своим давлением деформирует буртик так, что материал обтекает боковой профиль окна, в частности, фаску, и его излишки заполняют полость.
Кроме сапфира, окно может изготавливаться и из пластика, в этом случае снижается стоимость адаптера, и он может быть одноразовым.
Пластиковое окно может иметь форму выпуклой линзы, собирающей падающий свет и имеющей фокус в зоне второго (противоположного) окна, что увеличивает уровень полезного сигнала.
Устройство работает следующим образом. Пациент дышит через патрубок, который соединен с адаптером. Связанный с другим концом адаптера патрубок отвечает за снабжение дыхательной смесью воздушного тракта. Адаптер соединен с инфракрасным медицинским спектрометром подходящей модели. Указанный спектрометр снабжен средствами эмитирования излучения инфракрасного спектра и средствами для приема и анализа эмитированного излучения. Спектрометр, в настоящем примере, может быть снабжен кабелем для передачи результатов измерений на устройство регистрации/вывода информации, например, дисплей или компьютер. Адаптер также включает окна, установленные в соответствующих выемках, через которые проходит пучок или луч инфракрасного излучения.
Способ производства адаптера заключается в следующем. Корпус адаптера изготавливают способами, традиционно используемыми для изготовления изделий из выбранных материалов. Среди прочих, такими способами могут быть литье под давлением, использование 3D печати. В корпусе адаптера выполняют выемки для установки окон. В частном случае, выемки представляют собой отверстия в стенке корпуса адаптера. Дополнительно, с наружной стороны выемки, на внешней поверхности стенки адаптера выполняют буртик, в предпочтительном варианте реализации окружающий область вблизи выемки по периметру. Геометрические параметры буртика выбирают из расчета объема, занимаемого материалом буртика при его расплавлении при условии образования ровной поверхности после окончания процесса установки окна на посадочное место. С внешней стороны буртика также может быть выполнена канавка, заполняемая при его расплавлении, если это предусмотрено технологическим процессом. Буртик изготавливается из того же материала, что и корпус адаптера. В ряде случаев, буртик может быть выполнен только на части периметра выемки. В таком случае, при установке окна предпочтительно совместить области выполнения фасок окна и место расположения буртика.
Окно изготавливают из сапфира известными способами или отливают из полимерных материалов. Толщина окна, по существу, соответствует толщине корпуса в месте его установки. Предпочтительно, при изготовлении окна из сапфирового стекла, оба основания выполняются гладкими, а боковая поверхность - со ступенькой, таким образом, что диаметр верхней части окна больше диаметра нижней части на ширину ступеньки. Предпочтительно, ступенька выполняется по всему периметру боковой поверхности окна, однако, в некоторых случаях, допустимо ее выполнение только на некоторых участках. В месте сопряжения боковой поверхности и основания выполняется фаска. Профиль фаски может быть как прямой, так и в форме дуги или ломаной линии.
Далее помещают окно в подготовленную выемку. Поскольку профиль боковой поверхности выемки содержит ответную ступеньку, то при установке окна последнее своей ступенькой упирается в ответную часть выемки. При этом нижнее основание окна становится, по существу, вровень с внутренней поверхностью корпуса адаптера. Окно также может устанавливаться на клеевой состав, которым предварительно обрабатываются сопрягаемые поверхности.
Затем проводят локальный нагрев участка с установленным окном до расплавления буртика и распределения пластичной массы по области над фаской окна.
Варианты реализации настоящего изобретения не ограничиваются приведенными выше примерами конкретного выполнения. Могут быть предложены и иные формы реализации технического решения, не отдаляясь от смысла изобретения. Варианты реализации изобретения могут предусматривать снабжение окон более двух, например, четырех и более. Конфигурация и взаимное расположение деталей и элементов устройства, если об этом прямо не сказано в описании также может варьироваться. Вместе с тем, некоторые конфигурации были раскрыты в настоящем описании.
Раскрытые выше примеры выполнения приведены с целью, показать промышленную применимость устройства и дать общее впечатление о возможностях предложенного аппарата. Объем правовой охраны технического решения определяется формулой изобретения, а не представленным описанием, и все изменения, совершенные с применением эквивалентных признаков, подпадают под правовую охрану настоящего изобретения.