УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Полезная модель относится к экспериментальной биологии и медицине и может быть использована в медико-биологических исследованиях.
Известен способ воздействия вращающимися электрическими полями на лабораторных животных путем помещения их в воздушное пространство между двумя взаимно перпендикулярными парами электродов (Пучков Г.Г. с соавторами «Электрические поля электропередачи в СВН и их моделирование», сборник научных трудов «Электропередачи сверхвысокого напряжения», ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, М. 1986. с. 140-154.) Установка, с помощью которой реализуется данный способ, содержит две пары плоских взаимно перпендикулярных электродов, причем одна пара электродов расположена горизонтально, а другая - вертикально. На электроды подается напряжение 380 B от трехфазной сети переменного тока после преобразования в высоковольтных трансформаторах. На первую вертикально расположенную пару электродов высокое напряжение подается в противофазе. Нижний электрод второй горизонтальной пары - заземлен, а на верхний подается переменное напряжение со сдвигом фазы, относительно первой пары электродов, на 90°. В результате в пространстве между электродами формируется вращающееся электрическое поле. Электропитание установки осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 B.
Данная установка обладает сложной и громоздкой конструкцией, не позволяющей повысить точность исследований, требующей специальных средств фиксации биологических объектов в установке и специальных средств защиты от поражающего действия тока. Кроме того, использование трехфазного напряжения в 380 вольт снижает удобство и объем применения данной установки, так как не каждая лаборатория имеет такого трехфазного напряжения.
Известно устройство для исследования влияния вращающихся электрических полей низкой частоты на лабораторных животных, (RU 2005407, МПК A61B 5/00). Данное устройство, взятое в качестве прототипа, содержит диэлектрическую квадратную емкость, заполненную солевым раствором с электропроводностью, равной электропроводности тела животного, две пары плоских электродов, укрепленных на внутренних поверхностях боковых стенок емкости, два высоковольтных трансформатора и конденсатор.
Недостатком известного устройства является то, что его применение не позволяет добиться высокой точности исследований, так как электрический ток, проходящий через погруженное в жидкую среду экспериментальное животное, создает дополнительную стимуляцию его экстерорецепторов, что приводит к искажению результатов. Кроме того, известное устройство требует специальных средств защиты от поражающего действия тока.
Задачей полезной модели является повышение точности исследований и обеспечение безопасности работы с устройством.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для исследования влияния вращающегося электрического поля на биологические объекты, содержащем диэлектрическую прямоугольную емкость с крышкой емкости, источник переменного тока, конденсатор, понижающий трансформатор и укрепленные на боковых поверхностях диэлектрической прямоугольной емкости четыре электрода, из которых одна пара параллельно расположенных электродов подключена к источнику переменного тока через понижающий трансформатор, электроды установлены на внешних поверхностях боковых сторон диэлектрической прямоугольной емкости, причем третий электрод соединен с одним из электродов первой пары электродов, а четвертый электрод соединен со средней точкой фазосдвигающей цепочки, образованной последовательно соединенными конденсатором и резистором, соединяющими первую пару электродов.
На крышке емкости выполнены сквозные вентиляционные отверстия.
Крышка емкости снабжена шарнирно установленной на ней крышкой загрузочного люка.
Устройство снабжено элементами крепления крышки загрузочного люка к емкости.
Заявленное устройство обладает простой, надежной и безопасной в работе конструкцией, позволяющей с высокой точностью проводить исследования влияния вращающегося электрического поля на биологические объекты. Осуществление электропитания устройства от сети переменного тока напряжением 220 В расширяет границы использования данного устройства. Понижающий трансформатор, используемый в устройстве, позволяет получить безопасное электрическое напряжение. Размещение электродов на внешней поверхности боковых сторон прямоугольной диэлектрической емкости повышает безопасность устройства для объекта измерения и исключает необходимость иметь специальные средства защиты от поражающего действия тока.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображено:
фиг. 1 - общий вид устройства (в разрезе);
фиг. 2 - вид сверху (крышка снята);
фиг. 3 - разрез A на фиг. 1;
фиг. 4 - вид Б на фиг 1;
фиг. 5 - электрическая схема.
Устройство содержит прямоугольную диэлектрическую емкость 1 (фиг. 1), выполненную из изоляционного материала, например, из полистирола, и крышку 2 емкости с крышкой 3 загрузочного люка, соединенные между собой шарниром 4. Крышка 3 загрузочного люка крепится к емкости 1 при помощи петлевого запора 5 (фиг. 3). В крышке 2 емкости выполнены вентиляционные отверстия 6 (фиг. 4). На каждую из четырех боковых сторон прямоугольной емкости 1 (фиг. 2) с наружной стороны приклеено четыре плоских электрода 7, 8, 9 и 10, к которым подводится переменное напряжение, формирующее вращающееся поле внутри емкости 1. Одна пара параллельно расположенных электродов 7 и 9 (фиг. 5) подключена к источнику переменного тока 11 через понижающий трансформатор 12. Электрод 8 соединен с электродом 7 первой пары электродов, а электрод 10 соединен со средней точкой 13 фазосдвигающей цепочки, образованной последовательно соединенными конденсатором 14 и резистором 15, соединяющими первую пару электродов.
Устройство работает следующим образом.
Через люк, образующийся при открывании крышки 3 загрузочного люка (фиг. 1) в емкость 1 помещают экспериментальное животное. Крышку 3 загрузочного люка закрывают при помощи петлевого запора 5, в который вставляют проволоку, блокирующую открывание загрузочного люка. Напряжение между электродами 7 и 9 (фиг. 5) используют в качестве опорного напряжения. Относительно этого опорного напряжения при помощи фазосдвигающей цепочки (фазовращателя, образованного последовательно соединенным конденсатором 14 и резистором 15) формируют второе напряжение со сдвигом фазы (α 45°), которое поступает на электроды 8 и 10. В результате в пространстве между электродами формируется вращающееся электрическое поле, физическое действие которого определяется суперпозицией двух ортогональных полей, амплитудные значения напряженности которых составляют 30,5 B/м и 75,9 B/м соответственно. Поля изменяются по синусоидальному закону с частотой 50 Гц. Электропитание установки осуществляют от сети переменного тока напряжением 220 B.
Заявленная полезная модель позволяет безопасно и с высокой точностью изучать влияние техногенного вращающегося электрического поля на биологические объекты и разрабатывать рекомендации по нормированию предельно-допустимых уровней вращающихся электрических полей.