УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ НА БИООБЪЕКТЫ

Полезная модель относится к области биотехнологий, в частности, к методам стимуляции биологических процессов магнитным полем.
Воздействие магнитного поля на биологические объекты (далее - биообъекты) широко применяется в медицине и биотехнологиях. К сожалению, известные конструкции предназначенных для этого устройств не обеспечивают в полном объеме получение параметров магнитного поля (частота, амплитуда, постоянная составляющая), оптимальных для осуществления эффективной стимуляции биологических процессов, при одновременном управлении температурой в зоне расположения биообъектов в магнитном поле. Следствием этого являются неоднозначные результаты многочисленных применений магнитной стимуляции.
Известно устройство для воздействия магнитного поля на биообъекты, содержащее блок питания, подключенный к индуктору в виде каркаса с обмоткой, внутри которого выполнена полость для размещения биообъектов (см. авторское свидетельство СССР №529835, МПК A61N 2/02).
Такая установка обеспечивает однородность магнитного поля с помощью двух корректирующих обмоток, но в ней отсутствует возможность контроля и управления температурой биообъектов, что является весьма важным фактором при длительном воздействии на растения, насекомых и т.д.
Известно устройство для воздействия магнитного поля на биологический объект (см. авторское свидетельство СССР №764191, МПК A61N 2/04), содержащее ряд последовательно установленных кольцевых магнитных индукторов, соединенных с источником питания. Оно позволяет проводить раздельное подключение магнитных индукторов, но не предоставляет возможность контроля и управления температурой биообъектов. Кроме того, указанное устройство не позволяет регулировать постоянную составляющую магнитного поля, частоту импульсов и их амплитуду одновременно.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели техническим решением является устройство для магнитотерапии по патенту РФ №2056869 (МПК A61N 2/02), выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит секционный индуктор с N воздушными катушками, 2N входов которых соединены с 2N выходами тиристорного коммутатора. Блок управления, панель управления, формирователь управляющих сигналов подготавливают сложные и разнообразные режимы воздействия, выдавая импульсы управления на тиристорный коммутатор. Последний осуществляет подачу переменного или постоянного тока, изменяющегося по времени, направлению, величине и
частоте, на соответствующие воздушные катушки секционного индуктора для получения магнитных полей.
Однако и это устройство не предоставляет возможности контроля и управления температурой биообъектов. Кроме того, тиристорное управление не позволяет обеспечить одновременную непрерывную и независимую регулировку постоянной и импульсной составляющей тока.
Задачей заявляемого решения является получение оптимальных условий магнитной стимуляции биообъектов различных видов.
Технический результат заключается в обеспечении возможности регулировки параметров магнитного поля (частота, амплитуда, постоянная составляющая) и температуры.
Для достижения заявленного технического результата в устройство для воздействия магнитным полем на биообъекты, содержащее последовательно установленные магнитные индукторы, подключенные к источнику питания, согласно решению внесены следующие изменения.
Во-первых, между магнитными индукторами размещены металлические пластины для обеспечения теплоотвода.
Во-вторых, устройство снабжено вентилятором с блоком включения при превышении заданной температуры воздуха внутри магнитных индукторов.
В-третьих, источник питания выполнен с возможностью подачи на магнитные индукторы различных по величине постоянных токов и различных по амплитуде импульсов переменного тока, а также регулировки частоты следования импульсов.
Кроме того, дополнительно заявлен вариант реализации указанного устройства, в котором источник питания содержит: выпрямитель сетевого напряжения, первый делитель напряжения, мультивибратор, транзистор, второй делитель напряжения.
При этом выпрямитель сетевого напряжения соединен с первым делителем напряжения, первый выход которого подключен к мультивибратору, второй - к базе транзистора, а третий - к эмиттеру транзистора. Коллектор транзистора соединен с регулируемым вторым делителем напряжения, каждый выход которого соединен с соответствующим магнитным индуктором.
Параллельно каждому магнитному индуктору включен диод для подавления импульсов самоиндукции.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид предлагаемого устройства без источника питания, а на фиг.2 - блок-схема источника питания. Позициями на фигурах обозначены:
1 - магнитные индукторы;
2 - теплоотводящие пластины;
3 - каркас;
4 - крепежные диски;
5 - крепежные шпильки;
6 - биообъект;
7 - датчик температуры;
8 - блок управления вентилятором;
9 - вентилятор;
10 - источник питания;
11 - выпрямитель сетевого напряжения;
12 - первый делитель напряжения;
13 - транзистор;
14 - мультивибратор;
15 - второй делитель напряжения;
16 - диоды.
Заявляемое техническое решение может быть реализовано следующим образом. Устройство для воздействия магнитным полем на биообъекты состоит из магнитных индукторов 1 (магнитных катушек), теплоотводящих пластин 2, которые фиксируются крепежными дисками 4 и крепежными шпильками 5 на каркасе 3. Каркас 3 изготовлен в виде трубы из немагнитного материала. Внутри каркаса 3 прикреплен датчик температуры 7 и размещен биообъект 6. Устройство снабжено блоком управления вентилятором 8 и вентилятором 9.
Магнитные индукторы 1 формируют магнитное поле в зоне расположения биообъекта 6. Теплоотводящие пластины 2 отводят тепло от индукторов 1. Крепежные диски 4 и крепежные шпильки 5 обеспечивают механическую прочность устройства, а также служат для соединения индукторов 1 с N входами и N выходами источника питания 10. Датчик температуры 7, блок управления вентилятором 8 и вентилятор 9 предназначены для поддержания постоянной температуры в зоне биообъекта 6 при длительном воздействии магнитного поля.
Источник питания 10 содержит: выпрямитель сетевого напряжения 11, первый делитель напряжения 12, мультивибратор 14, транзистор 13 (например, КТ825), второй делитель напряжения 15 и диоды 16. Выпрямитель сетевого напряжения 11 соединен с первым делителем напряжения 12, первый выход которого подключен к мультивибратору 14, второй - к базе транзистора 13, а третий - к эмиттеру транзистора 13. Коллектор
транзистора 13 соединен с регулируемым вторым делителем напряжения 15. Каждый выход второго делителя напряжения 15 соединен с соответствующим магнитным индуктором 1. Параллельно каждому магнитному индуктору 1 включен диод 16 для подавления импульсов самоиндукции.
Устройство работает следующим образом. Для выполнения магнитной стимуляции биообъекты 6 размещаются в пространстве внутри каркаса 3. Оптимальные параметры магнитного поля и время воздействия зависят от вида обрабатываемых биообъектов (бактерии, растения, насекомые, животные и др.) и определяются соответствующими технологиями. Источник питания 10 настраивается на соответствующий режим воздействия магнитного поля, причем частота импульсов регулируется, например, переменными сопротивлениями мультивибратора 14, постоянная составляющая магнитного поля регулируется напряжением на базе транзистора 13, поступающим со второго выхода первого делителя напряжения 12. Для обеспечения необходимого распределения магнитного поля (например, однородности) в зоне расположения биообъектов 6, в различных индукторах 1 могут задаваться различные величины постоянного тока и амплитуды импульсов, которые регулируются вторым делителем напряжения 15. Для получения требуемого распределения магнитного поля количество индукторов 1 не должно быть меньше N=6. Поскольку импульсы, поступающие с мультивибратора 14, близки к прямоугольным, на индукторах 1 при окончании импульса тока вследствие самоиндукции возникает высокое напряжение. Защиту транзистора 13 от такого напряжения обеспечивают диоды 16, включенные параллельно индукторам 1 и шунтирующие выходы второго делителя напряжения 15. Температура воздуха в зоне расположения биообъектов 6 определяется датчиком температуры 7. При превышении заданного значения температуры, регулируемого в блоке управления 8, включается вентилятор 9, обдувающий пластины 2. При понижении температуры вентилятор 9 выключается.