ЛАЗЕРНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ КОНЦЕНТРАТОМЕР, СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕТОКАБЕЛЬНОГО НАКОНЕЧНИКА (ВАРИАНТЫ)
LASER-LUMINESCENT CONCENTRATOR, METHOD OF ITS APPLICATION AND METHOD OF PRODUCING OPTIC WAVEGUIDE TIP (VERSIONS)

Группа предлагаемых изобретений относится к физике, измерениям, исследованиям материалов путем определения их химических или физических свойств, к системам, в которых материал возбуждают оптическими средствами и он люминесцирует, а именно к измерению концентрации люминесцентов фотолюминесцентными измерительными установками в различных биотехнологических процессах.
В заявке имеются только основные сведения для наглядного быстрого понимания ее сути, остальные сведения, известные из уровня техники (явления, действия, части устройств и т.д.), могут не упоминаться, но имеются в виду, а действия выполняются.
В качестве 1-го аналога устройства выбран набор устройств для подсчета количества бактерий в испытуемом материале ("пробе") от пробирок до люминесцентных микроскопов при классических бактериологических исследованиях (/1/, с. 809…814). Этот набор соответствует его назначению. Недостаток 1-го аналога: не обеспечивает быстрое и точное измерение концентрации бактерий.
В качестве 1-го аналога способа выбран классический способ подсчета количества бактерий в пробе, при котором выполняют 3 последовательных разведения пробы в пробирках с огаром, выливают в чашки Петри, подсчитывают количество выращенных колоний бактерий в переработанной пробе с измененным составом веществ в камере Вольфгюгеля (/1/, с.814). Способ соответствует его назначению: поскольку концентрация бактерий изученных видов бактерий у здоровых людей известна и постоянна (приблизительно), то и количество выращенных колоний в пробе здорового человека приблизительно известно, поэтому для диагностики достаточно знать отклонение количества колоний от нормы.
Недостатки этого аналога:
1. Берут у пациента пробу в виде некоторого состава веществ, а считают колонии в веществе другого состава через длительное время от 24 часов до 3-х недель (/1/, с. 815). За это время бактерии размножались и гибли, чему способствовали свойства питательной среды, которая не для всех бактерий питательна; более половины видов бактерий еще не известны науке.
2. Бесполезность во многих случаях, ибо из-за больших потерь времени между взятием пробы и получением измеренных значений, они стали не нужны, т.к. они не соответствуют изменившемуся состоянию пациента.
В качестве 2-го аналога устройства выбран лазерно-люминесцентный концентратомер, содержащий лазер 1, оптически соединенный со спектрометром 5…8 У-образной системой светокабелей 2, 4 с возможностью передачи при измерении части отраженного лазерного пучка (далее кратко "пучок") и части возбужденного им люминесцентного потока (далее "поток") от носителя с пробой в спектрометр 5…8 и высвечивания на компьютере 9 кривых спектрального распределения пучка и потока, измеритель мощности пучка, излучаемого из лазерного жгута совмещенного кабеля, набор прозрачных не люминесцирующих в области рабочих частот концентратомера пробных носителей, набор настроечных образцов /2/. Конец лазерного кабеля 2 (краткая форма названия "светокабель", подобно "электрокабель") встроен в начало спектрокабеля 4, образуя совмещенный кабель К, который принят в качестве нижнего конца буквы "У" (Приложение 1, рис.1с из /2/, в котором нами для наглядности сделана выноска места совмещения кабелей). Входящий в место начала совмещения конец лазерного кабеля 2 принят в качестве правого конца буквы "У", а выходящее начало спектрокабеля 4 - в качестве левого конца "У"; продолжив эти кабели, мы получим упомянутую У-образную систему кабелей. Лазерный кабель 2 содержит осевой световолоконный жгут (назван не "оптоволоконный", ибо основатель советской технической терминологии как науки Д.С.Лотте указывал, что в сложных словах корни должны быть из одного языка), спектрокабель 4 - шесть таких же осесимметричных жгутов. У-образная система образует последовательную оптическую цепь: лазерный жгут - носитель с пробой 3 - 6 параллельных спектрожгутов, причем носитель с пробой 3 работает как разветвитель отраженного пучка и потока на 6 торцев спектрожгутов. Спектрометр содержит спектрофильтр 5, разлагающий потоки из спектрожгутов в спектр, и устройства 7, 8, превращающие интенсивность участков спектра в мощность электрических сигналов, вводимых в компьютер 9, высвечивающий на экране кривые спектрального распределения потоков. Измеритель мощности пучка - серийный прибор. Пробный носитель - все, что несет пробу (от предметного стекла до биоткани 3, которая является носителем бактерий). Настроечный образец - полупрозрачное тело простой формы, например призма из образцового вещества с известной концентрацией, причем постоянной, люминесцентов, - предназначенный для настраивания концентратомера. "Люминофор" - слишком обобщающий термин, поэтому он не позволяет объяснить тонкости работы концентратомера, следовательно, его следовало расклассифицировать для нижележащих классификационных уровней: "лазерный люминесцент" (кратко "люминесцент") - вещество, способное люминесцировать в рабочей области данного концентратомера с достаточно большой интенсивностью, позволяющей измерить его концентрацию при освещении пучком данного концентратомера; "помеховый люминесцент" - вещество, способное люминесцировать в рабочей области концентратомер с интенсивностью, вызывающей погрешности измерения концентрации лазерного люминесцента при возбуждении от посторонних причин; "неизмеряемый люминесцент" - вещество, способное люминесцировать вне области рабочих частот концентратомера (приведено для общности, в заявке не упоминается). Этот аналог соответствует его назначению, поэтому он впервые в истории обеспечил разработку способа практически мгновенного измерения относительной концентрации микробов в очагах заболеваний, т.е. возможность диагностики без запаздывания от хода болезни, позволил своевременно принимать обоснованные решения для ускорения лечения, поэтому разработанный способ измерения концентрации, неизбежно описанный в той же заявке при пояснении работы концентратомера, столь же неизбежно был принят в качестве 2-го аналога способа измерения концентрации.
Недостатки 2-го аналога устройства:
1. Не предназначен для измерения абсолютной концентрации люминесцентов.
2. Имеются конструктивные причины некоторых погрешностей, они будут рассмотрены после описания 2-го аналога способа измерения, ибо они наглядно проявляются в способе и их там логичнее рассматривать
л
В качестве 2-го аналога способа измерения концентрации принят, как упомянуто выше, лазерно-люминесцентный способ минутного измерения относительной концентрации микробов, при котором освещают пробу 3 пучком совмещенного кабеля К, упертого торцем в носитель, высвечивают на экране компьютера 9 кривые спектрального распределения части отраженного лазерного пучка в виде пика (краткое название кривой: "пик"), части возбужденного им лазерного потока в виде профиля холма (кратко "холм") и значение измеренного коэффициента возбуждения люминесценции (кратко "коэффициент люминесценции") К, рассчитанного по формуле:
х
п
л
где I - интегральная интенсивность части люминесцентного потока возбужденного пучком, I - интегральная интенсивность части отраженного пучка, и принимают К за концентрацию микробов в произвольных единицах /2/.
Очевидно преимущество этого аналога: измеряют концентрацию микробов в данном веществе и в данное время, отсчет концентрации получают практически в момент упирания кабеля К в носитель. Площадь холма - это запись интенсивности всего люминесцентного потока, попавшего в спектрометр (интегральная интенсивность спектральной, т.е. дифференциальной, интенсивности), это материальный след концентрации микробов, последуем за ним, для этого запишем его наглядно, математически, рассмотрим основные преобразования форм энергии и мощности пучка, направленного в носитель (пробирку) с пробой. 1-я часть пучка отразилась зеркально (в основном от наружной поверхности пробирки) и рассеянно во всех направлениях (в результате столкновений фотонов с молекулами пробы), 2-я часть была поглощена, т.е. была преобразована в другие формы энергии, а также в люминесцентные потоки вне рабочих частот концентратомера, 3-я часть возбудила рабочий люминесцентный поток, т.е. превратилась в него, направленный во все стороны из пробы. 4-я часть вышла из пробирки без взаимодействия с молекулами в виде круглого усеченного конуса как продолжение пучка из лазерного жгута ослабленной интенсивности. Запишем это математически:
где I - интенсивность, а индексы - начальные буквы слоя (названий световых потоков): л(азерный), отр(аженный), погл(ащенный), лю(минесцентный), ос(лабленный).
л
Разделив обе части ф.1 на I, получим:
л
где к - соответствующие коэффициенты пропорциональности. Умножив последнюю часть ф.3 на I, получим:
Рассмотрим 3-ю часть пучка, т.е. весь люминесцентный поток рабочей частоты: 3-и члены ф-л 2 и 4 есть одна и та же величина, поэтому:
лю
а
где к - коэффициент возбуждения всего люминесцентного потока в рабочей области частот, он зависит от частоты переброски фотонами электронов на соответствующие более высокие энергетические уровни, следовательно, пропорционален произведению концентрации фотонов на абсолютную концентрацию микробов С в освещенном объеме (пучком) пробы, поэтому ф.5 перепишем так, учитывая, что концентрация фотонов и интенсивность - одна и та же величина в разных единицах:
пр
где к - коэффициент пропорциональности.
Но в спектрометр попадает очень малая доля этой части, осветившая торцы волокон спектрожгутов под углом к внутренней поверхности волокон, меньшим угла полного внутреннего отражения. Эта доля соответствует площади холма, поэтому:
где  - коэффициент использования потока для измерения (соответствующий коэффициенту полезного действия), "сп" - спектрометрический, т.е. коэффициент, преобразующий значение всего потока в долю, попавшую в спектрометр.
Подставим в ф.7 величины из ф.6:
а
Поскольку значения величин в ф.8 не известны, расчет С по формуле
не возможен.
х
а
Но поскольку I пропорциональна произведению пучка на концентрацию микробов, то при измерениях при одинаковых условиях, в т.ч. интенсивности пучка, можно измерять С в произвольных единицах, например, в % от отсчетного значения, например от наибольшей высоты ординаты на экране. Если холм двухвершинный, это свидетельствует, что в пробе есть сравнимые количества анаэробных и аэробных микробов. Если концентрация микробов в пробе здорового человека известна, то по С в соответствующей пробе другого человека врач может судить о концентрации микробов у другого человек в качестве предварительного диагноза. Так же можно оценивать состояние различных участков тела одного человека.
Так же рассмотрим площадь пика. В ф.2 и 4 первые члены - одна и та же величина, поэтому:
отр
где к - коэффициент полного отражения пучка.
п
Но в спектрометр попадет только очень малая доля этой части, осветившая так же торцы волокон спектрожгутов, т.е. I:
где  - коэффициент использования отраженного пучка для измерения.
Подставим в ф.11 величины из ф. 10:
x
п
Надставим I и I в ф.1:
где к - коэффициент пропорциональности, его значение не известно, поэтому нельзя рассчитать концентрацию микробов по формуле:
л
а
Однако можно использовать пропорциональность К концентрации С для диагностики, если рассчитать относительную концентрацию по формуле
л.и
л.от
а.и
а.от
о
л
л.от
л
л.и
о
о
л
где К и К - коэффициенты возбуждения люминесценции измеряемой пробы и отсчетной, от которой отсчитывают измеряемые значения, С и С - концентрации (абсолютные, которые не известны) тех же проб, С - относительная концентрация измеряемой пробы в %. Измерение К одного из участков зуба принимают за К, а К любого другого - за К и по ф.15 рассчитывают С любого другого участка для диагностики /3/. Так же измеряют С различных проб в носителях /4/. На описанных преобразованиях пучка основаны действия согласно 2-му способу-аналогу измерения концентрации. Но концентратомер - сложное устройство, поэтому до измерения необходимо выполнить действия по его инструкции: взятие пробы, подготовка носителя с пробой к измерению, включение концентратомера, прогрев, настраивание по настроечным образцам для уменьшения погрешностей и другие действия. Смысл настраивания в том, что измеряют концентрацию центров люминесценции образца, которая известна и постоянна, для этого пальцами правильно упирают торец кабеля К в грань образца и высвечивают пик, холм и значение К, если они отличаются от образцовых, значит, есть причины погрешностей, которые следует устранять насколько возможно. "Правильно упирать" означает, что плоский торец, перпендикулярный оси выпрямленного кабеля К, прижат неподвижно всей плоскостью к полированной грани образца, при этом торцы всех волокон кабеля К, тоже плоские шлифованные и перпендикулярные своим осям, прижаты так же к грани образца. Нарушение этого условия вызывает погрешности, а выполнить его затруднительно по следующим причинам. 1-е, пальцы дрожат вместе с рукой, поэтому ось кабеля колеблется вокруг перпендикуляра к грани, между торцем и гранью возникает "танцующий" зазор в виде клина, отраженная часть пучка "танцует" вокруг перпендикуляра к грани, несимметрично освещая спектроторцы (торцы волокон спектрокабеля), что изменяет  в ф.11, ибо некоторые спектроторцы оказываются менее или совсем не освещенными, следовательно, возникает погрешность от дрожания пальцев. 2-е, осевая сила, прижимающая торец к грани, возникает так: пальцы сжимают кабель поперечными силами, обеспечивая трение между участками кожи пальцев и поверхности кабеля, благодаря силе трения покоя между этими участками на них создаются осевые силы, прижимающие торец к грани. Но это - распределенные силы, один участок длиннее другого, поэтому они изгибают кабель между ними, это опять вызывает клиновидный зазор между торцем и гранью ткани пальцев - не твердые вещества, поэтому действующие через них силы все время изменяются, зазор "танцует". 3-е, примем, что в какой-то момент ось кабеля перпендикулярна грани, но точка приложения равнодействующей осевой силы удалена от торца, поэтому кабель нагружен продольной силой сжатия, которая стремится вызвать продольный изгиб, а кабель - тоже не твердое тело, это способствует возникновению продольного изгиба, следовательно, клиновидного зазора. Таким образом, существует до трех одновременных "танцев" клиновидного зазора, служащих причинами погрешностей. Далее, торцы волокон и грань образца покрыты тонкими невидимыми слоями загрязнителей, они ослабляют интенсивность всех потоков, могут люминесцировать, т.е. являются еще одним видом причин погрешностей, поэтому при постоянном отклонении вершин пика и холма и К от образцовых следует вывод о загрязнителях, и они должны устраняться до допустимых погрешностей.
Время, затраченное на подготовку к измерению, не является временем измерения (хотя оно не велико, но значительно превышает минутное время измерения, достигая нескольких минут).
л
Кроме этих общих причин погрешностей существуют частные, зависящие от видов проб и носителей: предметное стекло, цилиндрическая пробирка, причем кабель можно упирать в нее или погружать в пробу, и другие носители. Одну из особенностей отражения пучка понятнее можно объяснить на примере упирания в образец из-за наглядности условий. Выше они рассмотрены без подробностей в идеальном случае, т.е. предполагалось, что торцы волокон были прижаты к грани образца без зазора, поэтому вся зеркально отраженная доля пучка вошла бы обратно в торец лазерного волокна, а спектроторцы осветила бы только доля, отраженная рассеянно от молекул в объеме образца, высота пика была бы мала, сравнима с погрешностями высвечивания, что вызвало бы погрешности при вычислении К по ф.1. Однако в действительности зазор всегда есть из-за погрешностей изготовления, примем, что его поверхности параллельны. Подробности всякого явления, не ощущаемые органами чувств непосредственно, рассматривают мысленно, поэтому лазерный пучок, вошедший в лазерное волокно, представим в виде пучка фотонов, летящих параллельно (в 1-м приближении к действительности) до отражения от поверхности волокна, а их пути - в виде перекрещивающихся ломаных линий, длины которых до торца не всегда совпадают, поэтому на выходе из торца их фазы не всегда совпадают (это видно по мерцанию освещенной пучком поверхности), однако эти несовпадения малы и не влияют на результаты измерений. Представим, что в зазор влетает несколько расходящийся в виде круглого усеченного конуса пучок фотонов (во 2-м приближении). Одна их доля зеркально отражается от грани в виде обратного конуса, его край освещает торец кабеля в виде кольца вокруг лазерного волокна, если спектроторцы расположены рядом с ним. Однако пучок на крае конуса мал, поэтому пик не высок. При увеличении зазора основание конуса увеличивается, спектрокторцы освещает более мощная средняя часть конуса, пик вырос. Но освещенность падает с увеличением расстояния во 2-й степени, поэтому есть длина зазора, после которой освещенность спектроторцев начинает падать, поэтому есть длина зазора, при которой пик достигает наибольшей высоты (кратко "зазор наибольшего пика"). Если спектроторцы не близки к оси кабеля, то они освещаются после переотражений в зазоре, разница длин ломаных линий полета фотонов несколько возрастет, но его влияние на результаты измерений не замечено, зазор наибольшего пика будет иным. Но в обоих случаях высоту пика будет увеличивать освещение спектроторцев рассеянным отражением от неровностей грани и от молекул в образце. Настраивание и измерение выполняют в затемненной комнате для уменьшения погрешностей от засветки.
л
л
а
л
а
Описание действий 2-го аналога способа измерения пробы в носителе в виде предметного стекла с пробой под покровным стеклом. Исходное положение: подготовка к измерению закончена, конец кабеля - в обеззараживающей жидкости, грани носителя очищены. Специалист вынимает кабель из жидкости, пальцами старается упереть правильно торец неподвижно по очереди в грани носителя, для измерения выбирает грань, на которой пик выше. Отраженная часть пучка содержит части, зеркально отраженные от 4-х граней стекол, а том числе переотраженные ими, которые делают "зайчики" (круглые концентричные) на торце; при правильном упирании они должны быть концентричными центру лазерного торца, примем, что это так и есть, и их края находятся вокруг мысленной окружности, описанной вокруг 6-ти спектроторцев, а также часть, рассеянно отраженную от молекул пробы. В спектрометр попадают доли этих частей, различающихся по месту отражения и являющиеся поэтому подчастями части по ф.2, и доля люминесцентного потока, флуоресцентного и фосфоресцентного, если они есть. Компьютер в тактовом режиме высвечивает несколько изменяющиеся пик, холм и К, специалист останавливает кривые и усредненное значение К, которое принимает за С в произвольных единицам, они достаточны для диагностики в ряде случаев. Зная К для подобной пробы здорового человека, или измерив К другой пробы при тех же прочих условиях, специалист рассчитывает по ф.15 С для более глубокой диагностики.
л
Пояснение хода упирания торца в грань стеклянной пластинки. Упирание начинается со случайной встречи по одному выступу каждой поверхности, образующих первую стыковочную пару, это неустойчивое положение, дрожание пальцев несколько изменяют наклон оси кабеля, сразу встречается случайно 2-я пара, образуя ось поворота (мысленную), сразу же из-за дрожания пальцев торец поворачивается и встречается 3-я пара выступов. В принципе, это устойчивое положение, но пальбы дрожат, поворачивая кабель на неощутимый угол вокруг одной из 3-х образовавшихся мысленных осей поворота; поскольку есть вершины других выступов на той же высоте каждой поверхности, сразу же встречается 4-я пара выступов вместо уже разомкнувшейся пары (из 3-х первых), опять поворот и т.д., торец "танцует", пик, холм и К - тоже, появились погрешности положения торца.
Действия с носителем в виде пробирки отличается тем, что специалист старается неподвижно упереть торец так, чтобы ось кабеля стала продолжением радиуса пробирки в заданном ее сечении, хотя это - мысленные геометрические оси, поэтому торец будет обкатываться колебательно на небольшой угол по пробирке, причем указанное условие сможет выполняться только случайно. "Зайчики" от 4-х поверхностей будут овалоподобными с таким же диаметром, что от грани, параллельным оси пробирки; для частей от выпуклой стороны пробирки относительно пучка с большим диаметром, перпендикулярным первому; для частей от вогнутой стороны будет зависеть от прозрачности пробы и диаметра пробирки, хотя в первом приближении зайчики приняты круглыми из-за малого диаметра пучка. Главная опасность в том, что касательная линия окажется далеко от центра торца, поэтому пучок отразится в сторону, зайчик не попадет на спектроторцы, специалист это исправит, но зайчики от каждой поверхности пробирки будут иметь разную форму, их центры разойдутся и будут "метаться" по торцу, меньше будет "метаться" неотчетливый зайчик рассеянного отражения от пробы. Погрешности будут большими не только по высоте пика, но и холма, следовательно, по их интегральным значениям интенсивностей, но такие измерения, хотя менее точные, осуществляются.
Описанная работа концентратомера пояснена по методике деления интенсивности пучка на части в зависимости от явлений преобразования его энергии по ф.2, затем на делении его 1-й части (отражения) на "подчасти" по месту отражения, затем на выделении из подчасти доли, осветившей спектроторцы, которая в действительности опять делится на части по ф.2, но мы принимаем, что она доходит до спектрометра (и дальше) без потерь, это приблизительно правильно, ибо мы рассматриваем интенсивность, осветившую спектроторцы, т.е. поток падает на них перпендикулярно. По такой методике можно предвидеть поведение пика и холма при работе с различными носителями с различными пробами. При погружении торца в порошок, пик будет возникать только от рассеянного отражения от поверхности порошинок и из их объема. При погружении торца в жидкость - только от рассеянного отражения из нее, если она достаточно прозрачна и в ней нет газовых пузырьков. При пузырьках условия отражения могут быть различными и быстро изменяться, если большой пузырек охватил все торцы волокон и он плоский (торец горизонтален, жидкость неподвижна), пучок будет вести себя как при предметном стекле. Если малый пузырек "сел" на торец лазерного волокна, он дает отражение как от вогнутого зеркала и рассеянное из жидкости. Пузырьки на спектроторцах тоже влияют на долю, осветившую спектроторцы, в том числе, от люминесцентного потока. Кроме того, жидкость, смочившая торцы, образует слой загрязнителей перед пузырьком. Все это вызывает погрешности. Погрешности от засветки не рассматриваются, ибо измерения выполняют в затемненной комнате, хотя это затрудняют выполнение действия согласно способу. Этот способ превосходит 1-й аналог, ибо он основан решать на новейших достижениях светотехники, поэтому позволяет решать существенно более сложные задачи существенно быстрее.
Недостатки 2-го аналога способа измерения:
1. Не предусмотрено измерение абсолютной концентрации центров люминесценции.
2. Погрешности изменения из-за упирания торца в носитель, ибо из-за этого кабель испытывает непрерывно угловые колебания, торцы волокон загрязнены, нет зазора наибольшего пика.
3. Неудобство работы в затемненной комнате.
В качестве устройства-прототипа выбран лазерно-люминесцентный концентратомер, содержащий лазер, оптически соединенный со спектрометром У-образной системой светокабелей с возможностью передачи при измерении долей отраженного лазерного пучка и возбужденного им люминесцентного потока от носителя с пробой в спектрометр, упомянутый спектрометр, компьютер, электрически подсоединенный к спектрометру с возможностью высвечивания пика, холма и измеренного коэффициента возбуждения люминесценции, измеритель мощности лазерного пучка, наборы прозрачных нелюминесцирующих пробных носителей, настроечных образцов и градуировочных графиков /5/. Прототип отличается от 2-го аналога устройства только тем, что в него введен набор градуировочных графиков для измерения абсолютной концентрации люминесцентов и в набор пробных носителей введены пробирки с лыской. В градуировочном графике на оси абсцисс отложены значения коэффициента люминесценции, на оси ординат отложены единицы абсолютной концентрации и построена кривая (обычно прямая) зависимости концентрации по точкам, полученным при измерении концентраций в пробах с известными концентрациями микробов. Все остальные признаки не отличаются от признаков 2-го аналога, поэтому здесь не повторяются. Прототип соответствует его назначению, т.е. позволяет измерять абсолютную концентрацию в единицах физических величин.
Недостатки концентратомера-прототипа повторяют недостатки 2-го аналога концентратомера: конструктивные причины погрешностей т.е. умирание торца в носитель и отсутствие средств для предотвращения погрешностей от засветок.
Техническим результатом предполагаемого изобретения устройства является устранение указанных недостатков, т.е. упирание торца в носитель и отсутствие средств для предотвращения погрешностей от засветок.
Этот технический результат достигается тем, что в лазерно-люминесцентном концентратомере, содержащем лазер, оптически соединенный со спектрометром У-образной системой светокабелей с возможностью передачи при измерении долей отраженного лазерного пучка и возбужденного им люминесцентного потока от носителя с пробой в спектрометр, упомянутый спектрометр, компьютер, электрически подсоединенный к спектрометру с возможностью высвечивания пика, холма и измеренного коэффициента возбуждения люминесценции, измеритель мощности лазерного пучка, наборы прозрачных нелюминесцирующих пробных носителей, настроечных образцов и градуировочных графиков, согласно предлагаемому изобретению концентратомер снабжен трубчатым кабельным наконечником, содержащим непрозрачную нелюминесцирующую и не смачиваемую жидкостями, для погружения в которые он предназначен, прочную трубку, скрепленную герметично с концом совмещенного светокабеля через теплоусаженную скрепляющую втулку за торцем кабеля, перед которым расположен торец трубки с 3-мя опорными выступами с наибольшими расстояниями между ними и с вершинами в плоскости, обеспечивающий зазор наибольшего пика при их упирании в носитель, на трубке размещена светозащитная юбка с возможностью ее установки силой трения, на заднем конце трубки закреплен круглый предохранительный раструб с кривизной образующей меньше допустимой кривизны кабеля, наконечник снабжен съемным противопыльным чулком и съемным настроечным колпачком с плоским твердым зеркальным дном, набором темных коробок корпусными сопрягателями наконечника с пробными носителями, шкатулкой для настроечных образцов, все упомянуты части выполнены непрозрачными и нелюминесцирующими; кроме того, концентратомер снабжен вертикально-блочным петлеобразователем совмещенного кабеля, содержащим 3 вертикальных легких блока с закраинами для сопряжения кабеля с блоками, кривизна которых преимущественно равна допустимой кривизне кабеля, оси крайних блоков установлены с возможностью наименьшего трения в подшипниках над концентратомером на расстоянии менее диаметра блока между ними, средний блок повешен на петле кабеля при допустимом натяжении кабеля далее, трубка выполнена тонкой с торцем, не вызывающим недопустимого давления смятия поверхности, в которую его упирают; далее, в отверстии торца трубки выполнен внутренний буртик, гарантирующий освещение спектроторцев долями отраженного пучка; далее, трубка выполнена из сплава с памятью формы и изогнута по дуге с кривизной меньше допустимой кривизны кабеля; далее, трубка выполнена преимущественно с карандаш с опорными выступами преимущественно в углах мысленного равностороннего треугольника; далее, выступы выполнены в углах мысленного равнобедренного треугольника, построенного на основании равностороннего треугольника, средняя линия которого пересекает ось трубки; далее, на срезанном конце трубки закреплена сменная коронка герметично с торцем, повторяющим торец цельной трубки; далее, горец трубки герметично закрыт плоской прозрачной нелюминесцирующей пленкой, толщина которой менее высоты выступов; а пленка выполнена химически стойкой как и трубка, к жидкости, в которую предназначена погружаться; далее набор образцов выполнен с поверхностями, соответствующими поверхностям носителей; далее, в шкатулке для настроечных образцов образцы закреплены на внутренней стороне крышки без касания с разделительной пленкой между верхней и нижней частями шкатулки, в дне выполнено воздушное отверстие, упомянутая пленка герметична и герметично скреплена со стенкой шкатулки со слабиной для поддержания атмосферного давления по ее стороны при плотно закрытой крышке, а ее верхняя сторона выполнена клейкой; далее темная коробка для носителей, содержащая дно, быстросменную крышку с опускаемой ручкой и окном в потолке с возможностью его закрытия заслонкой с направляющей для наконечника в ее середине и наводными прорезями вокруг нее, шайбу, одетую на направляющую, с наводными прорезями; далее, корпусный сопрягатель наконечника с пробными носителями, содержащий устойчивый настольный корпус высотой с наиболее длинную пробирку с посадочным местом для носителей в виде прямоугольного колодца и отверстием для наконечника с немагнитной трубкой, перпендикулярным оси колодца в плоскости его симметрии, в колодце размещен пробирочный клиновой прижим, содержавший клинчатый брусок, скрепленный своей длинной гранью с узкой гранью колодца напротив отверстия для наконечника клином вверх, косой клин, сопрягаемый с косой гранью клинчатого бруска, установочное пластинки, сопрягаемые с клином и носителем, в другой узкой грани колодца по упомянутой плоскости симметрии выполнена установочная канавка в виде двугранного угла, в ребре которого в верхней части направлена ось посадочного отверстия для наконечника, на противоположном конце этого отверстия закреплен кольцевой магнит с магнитными полюсами на наружной стороне, а на наконечнике закреплено магнитомягкое кольцо с возможностью сохранения наименьшего магнитного зазора при упирании наконечника в носитель; узкая сторона колодца равна диаметру самой толстой пробирки, опорные выступы наконечника выполнены соответствующими носителю, в корпусе выполнен карман для хранения косого клина и установочных пластинок, корпус снабжен светонепроницаемой крышкой высотой в корпус с прорезью для прохождения наконечника, закрытой гибкими губками; далее, сопрягатель для носителя в виде продуктопровода биотехнологической остановки, корпус которого выполнен в виде хомута с возможностью закрепления на носителе, перпендикулярно касательной к поверхности носителя плоскости в месте, где носитель прозрачен, выполнено отверстие для наконечника, где установлено средство для длительного механического упирания наконечника в прозрачное место, преимущественно в виде гайки, ввернутой в это отверстие и закрепленное в нем, на выступающую часть гайки навернута нажимная гайка, прижимающая торец его выступами к носителю через кольцо, закрепленное на наконечнике; наконец, концентратомер снабжен лазерами различных частот, спектрометрами с рабочими областями частот люминесцентных потоков, возбужденных лазерами, и кабелями для этих частот.
В качестве прототипа способа измерения выбран лазерно-люминесцентный способ минусного измерения абсолютной концентрации люминесцента, при котором освещают лазерным пучком из светокабеля носитель с пробой, высвечивают на компьютере пик, холм и значение измеренного коэффициента люминесценции, по градуировочному графику определяют абсолютную концентрацию люминесцентов в пробе /5/. Прототип способа отличается от 2-го аналога способа только дополнительными действиями для построения градуировочного графика для измерения абсолютной концентрации, эти действия не входят в замысел заявки, поэтому вторично не описываются, а все остальные действия объяснены в описании 3-го аналога, поэтому здесь не повторяются. Способ-прототип соответствует его назначению.
Недостатки прототипа способа те же, что у 2-го аналога способа, кроме непредусмотренности измерения абсолютной концентрации:
1. Погрешности измерения из-за упирания торца кабеля непосредственно в носитель, поэтому кабель непрерывно испытывает угловые колебания, торцы волокон загрязняются, нет зазора наибольшего пика.
2. Погрешности из-за работы в затемненной комнате.
Техническим результатом предлагаемого способа является уменьшение погрешностей благодаря устранению непосредственного упирания торца в носитель работы в затемненной комнате.
Этот технический результат достигается тем, что в лазерно-люминесцентном способе минутного измерения абсолютной концентрации люминесцентов, при котором освещают лазерным пучком из светокабеля носитель с пробой, высвечивают на компьютере пик, холм и значение измеренного коэффициента люминесценции и по градуировочному графику определяют абсолютную концентрацию люминесцентов в пробе, согласно предлагаемому способу, освещают пробу неподвижным лазерным пучком без касания торцем кабеля носителя; кроме того, освещают вручную, правильно упирая наконечник 3-мя выступами в носитель; далее, освещают пробу, введя наконечник в пробу; далее, вводят наконечник в направляющую темной коробки, наводят его на заданное место по направлению зрительно через наводные прорези и по расстоянию по пику; далее, устанавливают носитель с пробой в колодец корпусного сопрягателя наконечника с носителем заданным местом против отверстия для наконечника с помощью клинового прижима, вставляют наконечник в отверстие для него до упора соответствующими выступами при наименьшем зазоре между магнитом и магнитомягким кольцом и надевают крышку на сопрягатель; далее, закрепляют сопрягатель на носитель в виде продуктопровода биотехнологической установки отверстием для наконечника против прозрачного места носителя, вставляют наконечник в отверстие для него до упора 3-мя выступами в носитель, прижимают наконечник механически средством к носителю на заданное время; наконец, освещают носитель с пробой лазерами различных частот поочередно и высвечивают пики, холмы и измененные коэффициенты люминесценции с использованием соответствующих спектрометров и кабелей; кроме того, полученные пики, холмы и измеренные коэффициенты люминесценции передают средствами телемедицины специалистам. В качестве прототипа способа изготовления светокабельного наконечника выбран способ изготовления наконечника с кабелем, при котором на кабель надевают наконечник, соединяют их теплоусаживамой втулкой силой трения покоя, пропускают их отвесно сквозь отверстие в полозе позисторного сварника, нагретом до температур теплоусаживания, без касания со стенкой отверстия, вынимают кабель с закрепленной на нем втулкой с наконечником из отверстия /6/.
Недостаток прототипа способа изготовления светокабельного наконечника: не предназначен для изготовления светокабельного наконечника.
Результатом предлагаемого способа изготовления светокабельного наконечника является устранение этого недостатка т.е. изготовление светокабельного наконечника.
Этот результат достигается тем, что в способе изготовления наконечника с кабелем, при котором на кабель надевают накочечник, соединяют их теплоусаживаемой трубкой силой трения покоя, пропускают их отвесно сквозь отверстие в полозе позисторного сварника, нагретом до температуры теплоусаживания, без касания со стенкой отверстия, вынимают кабель с закрепленной на нем втулкой с наконечником из отверстия, согласно предлагаемому изобретению закрепляют предохранительный раструб на трубке для наконечника, гадевают сниженную втулку на очищенный совмещенный кабель У-образной системы кабелей за его торец по чертежу, теплоусаживают втулку упомянутыми действиями, подсоединяют систему к лазеру и спектрометру, включают концентратомер, покрывают втулку клеем, втягивают кабель со втулкой со скольжением обратно в очищенную трубку до совмещения торцев втулки и трубки, надевают на трубку настроечный колпачок до упора в три опорных выступа, продолжают втягивать кабель в трубку до получения наибольшего пика, выключают концентратомер и отверждают клей.
В качестве прототипа способа изготовления изогнутого наконечника выбран способ изгибания трубки, при котором прямую трубку из сплава с памятью формы изгибают до заданной формы, нагревают в таком виде до температуры запоминания этой формы, охлаждают, выпрямляют, скрепляют с заданным устройством, нагревают до восстановления запомненной формы /7/.
Недостаток прототипа изготовления изогнутого варианта светокабельного наконечника: не предназначен для изготовления этого варианта наконечника.
Результатом предлагаемого способа изготовления изогнутого варианта кабельного наконечника является устранение указанного недостатка, т.е. изготовление упомянутого варианта наконечника.
Этот результат достигается тем, что в способе изготовления изогнутого варианта светокабельного наконечника, при котором прямую трубку из сплава с памятью формы изгибают до заданной формы, нагревают в таком виде до температуры запоминания формы, охлаждают, выпрямляют, скрепляют с заданным устройством, нагревают до восстановления запомненной формы, согласно предлагаемому изобретению придают трубке память изгиба с кривизной менее допустимой кривизны кабеля с прямыми концами, с выпрямленной трубкой выполняют действия по способу изготовления основного варианта наконечника, причем покрывают клеем только ту часть втулки, которая сопряжена с прямым концом трубки, и нагревают наконечник до восстановления запомненной формы.
Изобретение поясняется чертежами:
фиг.1 - светокабельный наконечник на конце совмещенного кабеля,
фиг.2 - темная коробка,
фиг.3 - настольный сопрягатель с носителем в виде пробирки.
Основной замысел группы предлагаемых изобретении - существенное снижение погрешностей благодаря устойчивому правильному упиранию наконечника в носитель и предотвращению загрязнения торцев световолокон. Описаны основные явления, действия, детали и т.д. для наглядного понимания заявки; остальное, известное из уровня техники, не упоминается, но имеется в виду, действия выполняются, детали могут отсутствовать на чертежах, по желанию эксперта они могут быть добавлены в описание. Наконечники предназначены для кратких упираний пальцами, для постоянных механических упираний и для смешанных пальцево-механических упираний. Далее даны пояснения к каждому пункту формулы изобретения. Если размер детали расстояния не указан, значит он зависит от использованной детали, и его устанавливает разработчик.
1. Светокабельный наконечник (кратко "кабельный наконечник", короче "наконечник") по фиг.1 содержит непрозрачную нелюминесцирующую цилиндрическую круглую прочную трубку 1, не смачиваемую жидкостью, для погружения в которую он, т.е. наконечник, предназначен, скрепленную с концом совмещенного светокабеля К (кратко "кабель", далее без позиции "К", а остальные кабели с их определениями в виде прилагательных) через теплоусаженную скрепляющую втулку 2 за торцем Т кабеля, перед которым расположен передний торец 3 трубки 1 с тремя опорными выступами 4 с наибольшими расстояниями между ними и с вершинами в плоскости, обеспечивающей зазор наибольшего пика при их упирании в носитель, на трубке 1 размещена светозащитная юбка 5 с возможностью ее установки силой трения покоя, на заднем конце трубки 1 закреплен легкий круглый предохранительный раструб с кривизной, образующей меньше допустимой кривизны кабеля. Наконечник предназначен для осуществления основного замысла этой группы предлагаемых изобретений, поэтому торец 3 выступает перед торцем Т, это предотвращает его касания любых предметов и загрязнение всех торцев В волокон (торца Л осевого лазерного волокна и торцев С семеричных спектроволокон), выступы 4 обеспечивают правильное упирание наконечника, т.е. устойчивое и перпендикулярное плоскости носителя или касательной к цилиндрической или шаровой поверхности носителя в точке пересечения ее продолжением оси кабеля с зазором наибольшего пика для плоской поверхности. Этот зазор равен 1…2 мм (зависит от удаления торцев С от торца Л, поэтому выступы 4 имеют небольшую высоту, чтобы у них не было "соперников", торец 3, который является торцем трубки 1 и наконечника, выполнен по высокому классу чистоты. Теплоусаживаемая втулка 2 позволяет упростить бок цельной трубки 1 с кабелем (см. п.24), следовательно, повысить производительность труда и снизить себестоимость. Юбка 5 предназначена для уменьшения погрешностей от засветок, она выполнена из податливого полимера, диаметр ее отверстия несколько меньше диаметра трубки 1 для надевания ее на трубку, преодолевая силу трения, и ее самоудержания силой трения покоя при отсутствии внешних сил. Толщина юбки 5 уменьшается к ее краю, поэтому ее изгибная податливость растет к краю, при упирании в неровную поверхность носителя край плотно прижимается к впадинам, препятствуя освещению наружным светом объема, освещаемого пучком, а следовательно, освещению отраженным наружным светом торцев С. Раструб 6 предназначен для уменьшения светопроводности волокон кабеля при случайном перегибе кабеля с кривизной более допустимой (приблизительно 1/5 см) в самом опасном месте: на выходе из твердой трубки 1. Образующая раструба имеет радиус кривизны несколько более 5 см (в зависимости от марки кабеля) на дуге 270° и по касательной достигает начала раструба 6, образуя полость; для предотвращения смятия раструба разностью давлений наружного и внутреннего воздуха в стенке раструба 6 выполнено дыхательное отверстие с противопылевым фильтром. Благодаря утопленности торца Т за торец 3 устранена основная причина загрязнения торцев Л и С, однако обострилась другая причина: за торцем 3 образовалась полость 7, а всякая полость, сообщенная с наружным воздухом, работает как двухтактный пылевой "насос": при росте наружного давления или температуры малая доля воздуха с малой концентрацией пыли и паров вдавливается в полость 7 (1-й такт), пыль осаждается, а пар конденсируется на стенке полости у торца Т, в том числе на торцах Л (далее Л-торец) и торцах С (далее С-торцах), а при падении давления и температуры часть ставшего более чистым воздуха выдавливается из полости 7 (2-й такт), освобождая место для новой порции воздуха при 1-м такте. Поэтому в предлагаемой группе изобретений предусмотрены средства и действия для уменьшения загрязнения Л- и С-торцев: съемный противопыльный чулок и шкатулка для образцов (п.11). Этот чулок выполнен из герметичной упругой полимерной пленки, до изменения он надет на наконечник с натягом, перед измерением его скатывают, он приобретает форму, напоминающую что его помещают в шкатулку. Съемный настроечный колпачок подобен противопыльному чулку, но имеет твердое зеркальное дно, его надевают на наконечник при сборке наконечника с кабелем и настраивают зазор между Т-торцем и торцем 3 на получение наибольшего пика (п.24). Темная коробка описана в п.12, сопрягатели - в пп.13 и 14. Все части концентратомера скреплены со столиком для него, в том числе колесном, для размещения в ОТК, у конвейеров и биотехнологических установок по производству пищевых, медицинских и других продуктов, в клиниках; части могут быть закреплены в специальных подвижных средствах; автомобилях, самолетах и судах МЧС, в армейских бронированных вездеходах и т.п. Для всех съемных частей и кабеля с наконечником предусмотрены средства их крепления по-походному. В каждом решении, описанном в последующих пунктах могут быть использованы подходящие для них решения, описанные в других пунктах.
2. Вертикально-блочный петлеобразователь совмещенного кабеля предназначен для предотвращения обрывов волокон при случайных изгибах кабеля с кривизной более допустимой, когда, например, быстро переносят наконечник с одного места упирания в другое на некотором расстоянии. Петлеобразователь содержит 3 вертикальных блока с закраинами для сопряжения с кабелем, кривизна которых преимущественно равна допустимой кривизне кабеля, оси крайних блоков установлены с возможностью наименьшего трения в подшипниках над концентратором на расстоянии менее диаметра между ними (для дешевизны все блоки одинаковы), средний блок подвешен на петле кабеля при допустимом натяжении кабеля. Каждый подшипник крайнего блока, ось которого горизонтально подвешен на гибких нитях, прикрепленных к П- или Г-образным стойкам, скрепленным со столиком концентратомера, а в специальных подвижных средствах - к подходящим местам, поэтому блоки легко поворачиваются в ту сторону, куда их тянет кабель вслед за наконечником, ибо закраины блоков не позволяют кабелю соскочить с блоков.
3. Тонкий наконечник предназначен для измерения в узких полостях, поэтому его трубка 1 выполнена тонкой с торцем 3, не вызывающим недопустимого давления смятия на поверхность, в которую его упирают, например, в слизистую рта, следовательно, стенка трубки 1 не должна быть слишком тонкой.
4. Внутренний диаметр трубки 1 больше диаметра мысленной окружности, описанной вокруг С-торцев, входное отверстие в полость 7 может быть уже для лучшего предотвращения проникновения в нее случайно крупных частиц и жидкостей, а для измерения достаточен такой диаметр входа в полость 7, при котором проходит отраженный пучок такого диаметра, что его зайчик своим краем покрывает все С-торцы для выполнения этого условия в отверстии торца 3 выполнен внутренний буртик, гарантирующий освещение С-торцев долями отраженного пучка. Этот буртик может быть выполнен в виде гайки с наружной резьбой, ввернутой в трубку 1 заподлицо с торцем 3 и закрепленной там. Внутренний диаметр гайки устанавливает разработчик так, чтобы буртик не уменьшал часть люминесцентного потока, освещающую С-торцы, это возможно, ибо зайчик от пучка на непрозрачной пробе и почти цилиндрический освещенный пучком объем в пробе имеют диаметры чуть больше диаметра Л-торца, поэтому их можно принять за точечные источники, вся доля расходящегося от такого источника потока, попавшая на Т-торец вне С-торцев, не влияет на измерение.
5. Изогнутый наконечник предназначен для измерения в местах, недоступных для прямого наконечника: в полостях бочек, сосудов с отверстиями в результате взрывов, в трубах, диаметр которых меньше длины прямого наконечника с раструбом, и в полостях организма, например в полости рта для исследования состояния зубов и т.д. Трубка 1 такого наконечника выполнена из сплава с памятью формы и изогнута по дуге меньшей кривизны, чем допустимая кривизна кабеля (см. п.25), концы трубки - прямые для сохранения перпендикулярности К-торца оси трубки 1 (далее после "трубки" номер позиции отсутствует, ибо другой трубки в описание нет) и крепления раструба 6. Изгиб более 180° обычно не нужен, ибо можно использовать наконечники с меньшим изгибом.
6. Для наибольшего удобства работы предназначен наконечник толщиной приблизительно в карандаш, ибо в ходе эволюции пальцы приобрели свойство наиболее удобного обращения со стержнями такой толщины. В таком наконечнике, предназначенном для упирания в твердые плоские поверхности, как упругие, так и приобретающие плоскую форму при упирании в них, например кожа, трубка выполнена преимущественно с карандаш с выступами 4 в углах мысленного равностороннего треугольника. Наиболее устойчивое упирание наконечника обеспечивает наибольшее расстояние между выступами, поэтому они выполнены на крае торца 3. Этот наконечник предназначен для упирания в шаровые (выпуклые и вогнутые) поверхности, ибо касательная плоскость к таким поверхностям в точке ее пересечения осью кабеля перпендикулярно оси кабеля, поэтому центр зайчика отраженного пучка будет на Л-торце, но пик не обязательно будет наибольшим, ибо при отражении от выпуклой поверхности отраженный пучок будет расходящимся, а от вогнутой - сходящимся с фокусным расстоянием, зависящим от кривизны поверхности, и фокус может оказаться на Л-торце. Для поверхности с определенным радиусом кривизны можно изготовить наконечник, обеспечивающий наибольший пик с помощью настроенного колпачка. Таким наконечником можно измерять при упирании в незакономерные поверхности, если случайно упереть выступы в такие точки, что отраженный пучок попадет на С-торцы, даже без наибольшего пика, однако такой наконечник невозможно упереть правильно в цилиндрическую поверхность, ибо пучок будет направлен под углом к плоскости, касательной к цилиндру в точке пересечения пучка с этой поверхностью: для правильного упирания один из выступов 4 должен иметь высоту, отличную от других выступов 4, но есть более простое решение (см. п.7).
7. Для упирания в круглую цилиндрическую поверхность предназначен наконечник, выступы которого выполнены в углах мысленного равнобедренного треугольнике, построенного на основании разностороннего треугольника (как в п.6), средняя линия которого пересекает ось трубки. Для того чтобы специалист правильно направил наконечник на пробирку, на образующие пробирки, лежащие в плоскости оси трубки и средней линией мысленного треугольника, нанесены видимые прямые, а наконечник упирают в пробирку так, чтобы видимая прямая была направлена в ось пробирки перпендикулярно, тогда 2 выступа 4 упрутся в левую (для наглядности пояснения) образующую пробирки от оси трубки, а 3-й выступ 4 - в правую, что обеспечит правильное упирание. Однако высота выступов 4 должна быть больше высоты сегмента, в поперечном сечении пробирки между левой и правой образующих, в которые уперты выступы 4. Пик может быть не наибольшим, но могут быть выполнены наконечники с высотой выступов 4, обеспечивающей наибольший пик для пробирок определенного радиуса, также для некруглых пробирок с плоскостями симметрии, например, эллиптическими.
8. Каждый наконечник со своим кабелем пригоден для носителей определенной формы, поэтому для различных носителей должен быть набор соответствующих наконечников с кабелями, для сокращения количества таких наконечников предназначен корончатый наконечник с кабелем, в котором на срезанном конце трубки герметично закреплена сменная коронка с торцем, соответствующим торцу 3 цельной трубки с соответствующим выступами 4. Коронка выполнена в виде гайки с самотормозящей резьбой, навинченной на трубку заподлицо с ее наружной поверхностью, чтобы не образовалась канавка, где будут скапливаться микробы.
9. Этот наконечник предназначен для предотвращения попадания в полость 7 жидкости, когда наконечник направлен под положительным углом к горизонтальной плоскости, например уперт в потолочную поверхность с жидкостью, для этого торец 3 трубки герметично закрыт плоской прозрачной нелюминесцирующей пленкой толщиной менее высоты выступов 4, а пленка выполнена химически стойкой, как и трубка, к жидкости, в которую наконечник предназначен погружаться. Пленка должна быть плоской с прорезями для выступов 4, приклеенная или приваренная к плоскости торца 3, чтобы ось отраженных долей пучка была направлена в Л-торец. Пленка предотвращает также попадание мелких частиц в полость 7. Пленка может быть частью чулка, надетого на наконечник с натягом. Пленка противоречит основному замыслу группы изобретений (предлагаемых) и может быть причиной погрешностей, но расширяет область использования предлагаемой группы изобретений на те условия, где основной наконечник не может быть использован.
Изготовленный наконечник может содержать несколько признаков формулы, например быть изогнутым (п.5), с коронкой (п.8), с буртом (п.4) и т.д.
10. Этот набор предназначен для более точного настраивания концентратомера, ибо при настраивании наконечник уперт при тех же условиях, что и при измерении с соответствующим ему по форме носителем, ибо образцы выполнены с поверхностями, соответствующими поверхностям носителей, но образец может иметь только часть такой поверхности, например, быть полуцилиндром для устойчивости при упирании в него наконечника
11. Шкатулка предназначена для предотвращения загрязнения образцов даже пылью. Для этого образцы закреплены на внутренней стороне ее крышки без касания с разделительной пленкой между верхней и нижней частями шкатулки, в дне выполнено воздушное отверстие, упомянутая пленка герметична и герметично скреплена с четырьмя стенками шкатулки со слабиной для поддержания атмосферного давления по ее стороны при плотно закрытой крышке, а ее верхняя сторона выполнена клейкой. В шкатулке есть отделы для средств для очистки торцев 3, для противопыльного чулка и других деталей, необходимость в которых может возникнуть.
12. Темная коробка (фиг.2) предназначена для предотвращения погрешностей от засветки измерения биопродуктов и полостей пациента (только с крышкой). Для этого коробка выполнена содержащей дно 9, быстросменную крышку 10 с опускаемой ручкой 11 и окном 12 в потолке 13 с возможностью ее закрытия заслонкой 14 с направляющей 15 для наконечника в ее середине с наводными прорезями 16 вокруг нее, шайбу 17 с наводной прорезью 18, надетую на направляющую. Полимерное плоское (для простота очистки) дно 9, преимущественно квадратное, с пазом 19 в боковой поверхности для прищелкивания крышки 10. Потолок 13 параллелен дну 9, высота стен крышки 10 позволяет опустить торец 3 наконечника ниже края крышки 10 при измерении в полости человека (а при большей глубине измеряют без крышки, ибо на большую глубину свет обычно не доходит). В верхней части стенки крышки 10 в ее вертикальной плоскости симметрии выполнены цапфы для П-образной ручки 11 для переноски коробки. В потолке 13 выполнено потолочное окно 12, в 2 раза меньшее габаритов потолка 13, чтобы окно 12 было всегда закрыто заслонкой даже при наибольшем сдвиге заслонки 14, ибо направляющая 15 упрется в край окна 12 и край заслонки 14 не дойдет до края окна 12 на радиус направляющей 15. Это обеспечивает отношение осматриваемой площади дна ко всей площади при заслонке с габаритами потолка 13. В середине заслонки 14 закреплена круглая цилиндрическая направляющая 15, ось которой перпендикулярно пересекает плоскую заслонку 14 в ее центре. Диаметр нарезного конца направляющей 15 меньше ее наружного диаметра, поэтому заслонка 14 зажата между круглым уступом на направляющей 15 и круглой нажимной гайкой 20 с диаметром направляющей 15. В заслонке 14 вокруг направляющей 15 выполнены радиально 4 (например) наводные прорези для наведения наконечника по направлению в нужное место носителя. На гайку 20 надета шайба 17 (фиг.2) с одной наводной прорезью 18. Длина направляющей 15 равна приблизительно половине высоты крышки 10, если высота носителя меньше половины высоты крышки, то направляющая 15 - внутри крышки 10 (фиг.2), а если высота носителя больше, заслонка 14 перевернута направляющей 15 вверх, шайба 17 надета на нее. На дне 9 могут быть средства для крепления носителей (лунки или зажимы и т.д.). Недостаток этой коробки - мала "осматриваемая" наконечником площадь дна 9, для устранения этого потолок 13 срезан, верхний край стенки направлен наружу параллельно дну 9, габариты заслонки 14 в 2 раза больше потолка 12, но она хранится у концентратомера, ею пользуются при измерениях, а при переноске коробку накрывают съемным потолком. Дно может быть не плоским, но таким, что такая же поверхность может скользить по ней (например, цилиндрическая круглая), а потолок 13 и заслонка 14 конгруэнтны дну 9. Все сопрягаемые поверхности перемещаемых деталей выполнены с наименьшим коэффициентом отражения. Во всех предыдущих пунктах описаны наконечники, предназначенные для пальцевого упирания, т.е. для упирания наконечника только пальцами, это дает низкую производительность труда при измерениях и погрешности из-за колебаний пальцев, а этот пункт, кроме устранения засветок, впервые вводит средство для частичной замены пальцевого упирания механическим, обеспечивая постоянное положение наконечника по направлению благодаря введению наконечника в направляющую 15, это несколько повышает производительность труда, ибо после наведения наконечника по расстоянию до упора в носитель он может быть правильно уперт силой тяжести, рука специалиста освобождена во время измерений, а положение наконечника постоянно, поэтому при каждом такте пик и холм остаются неизменными, и не требуется их повторения для расчета среднего значения. Однако в большинстве случаев сохраняется необходимость пальцевой силы упирания наконечника в носитель (и образец).
13. Корпусный сопрягатель (фиг.3) наконечника с носителем (чаще всего - с обычной пробиркой) предназначен для полной замены пальцевого упирания механическим, для этого он (преимущественно пробирочный) выполнен содержащим устойчивый настольный корпус 21 высотой с наиболее длинную пробирку с посадочным местом для носителей в виде прямоугольного колодца 22 и отверстием 23 для наконечника с немагнитной трубкой, перпендикулярным оси колодца 22 в плоскости его симметрии, в колодце 22 размещен пробирочный клиновой прижим, содержащий клинчатый брусок 24, скрепленный своей длинной гранью с узкой гранью колодца напротив отверстия 23 для наконечника клином вверх, косой клин 25, сопрягаемый с косой гранью клинчатого бруска 24, установочные пластинки 26, сопрягаемые с клином 25 и носителем Н, в другой узкой грани колодца 22 по упомянутой плоскости симметрии выполнена установочная канавка 27 в виде двугранного угла, в ребро которого в верхней части направлена ось отверстия 23 для наконечника, на входе в это отверстие закреплен кольцевой магнит 28 с магнитными полюсами на наружной стороне, а на наконечнике закреплено магнитомягкое кольцо с возможностью сохранения наименьшего магнитного зазора при упирании наконечника в носитель Н, узкая сторона колодца 22 равна диаметру самой толстой пробирки, опорные выступы наконечника выполнены соответствующими носителю, в корпусе 21 выполнен карман для хранения косого клина 25 и установочных пластинок 26, корпус 21 снабжен светонепроницаемым колпаком высотой в корпус 21 с прорезью для прохождения наконечника, закрытой гибкими губками. Корпус 21 выполнен в виде прозрачного параллелепипеда для установки носителя, обычно в виде пробирки Н нужным местом против отверстия 23, в нем параллепипедный колодец 22 с той же осью симметрии, колодец 22 - сквозной, чтобы на дне не скапливались загрязнители. Клинчатый брусок 24 - это стойка (Справочник машиностроителя, т.1, гл. ред. М.А.Саверин, Гос. н-т. изд-во машиностроительной литературы, М., 1951, с.869) клинового механизма, предназначенного для вжатия пробирки в канавку 27, в виде параллелепипеда с прямой вертикальной широкой гранью, равной узкой грани колодца 22 (они скреплены), противоположная грань бруска 24 примерно с середины высоты срезана в виде косой грани, образующей с верхней частью прямой грани косой угол. Такой косой участок узкой грани колодца 22 можно сделать, но брусок 24 выполнить проще. Клин 25 - косой, ибо он не симметричен, чтобы быть движущим звеном механизма, для этого его угол клина равен соответствующему углу бруска 24, поэтому при скольжении клина 25 вниз при нажатии по косой части грани бруска 24 его прямая грань параллельна узким граням колодца 22 и имеет возможность вжатия толстой пробирки Н в канавку 27 или через пластинки 26 тонкой пробирки Н или предметного стекла с пробой к краям канавки 27. Упомянутые углы менее угла самоторможения в зависимости от свойств косых граней. Клин 25 имеет заплечики, чтобы он не провалился сквозь колодец 22 при поднятом со стола корпусе 21. Набор пластинок 26 предназначен для заполнения зазора между самым тонким носителем Н, вжатым в канавку 27 или прижатым к ее краям, и клином 24, опущенным почти до конца. Канавка 27 предназначена для автоматической установки оси пробирки Н параллельно оси колодца 22 и перпендикулярно оси отверстия 23, ее глубина несколько меньше диаметра самой тонкой пробирки, а угол наиболее велик, чтобы любая пробирка попала на грань канавки 27 и прокатилась до другой грани под действием пластинки 26, но ее края должны выходить на узкую грань колодца 22, чтобы последняя пластинка 26 уперлась в края канавки 27. Отверстие 23 в соответствии с предыдущими сведениями обеспечивает автоматическое правильное упирание наконечника в пробирку или предметное стекло при нажатии на клин 25 пальцем сверху. Магнит 28 также обеспечивает правильное упирание наконечника после того, как он был вставлен в отверстие 23, притяжением магнитомягкого кольца, закрепленного на наконечнике, с возможностью перезакрепления при измерении пробирки другого диаметра, чтобы обеспечить минимальный зазор между магнитом 28 и кольцом, ибо образующая цилиндрической пробирки, пересекаемая осью отверстия 23, изменяет свое место при изменении диаметра пробирки, для чего упомянутое кольцо выполнено, например, в виде хомутика. Магнит 28 выполнен в виде втулки или гайки с наружной резьбой, она ввинчена в корпус 21 заподлицо, ее отверстие несколько больше отверстия 23, чтобы наконечник ее не касался. В кольцевом магните 28 наведены постоянные подковообразные интегральные магниты, полисы которых расположены на наружной поверхности, что значительно увеличивает силу притяжения магнитомягкого кольца. В корпусе 21 за бруском 24 выполнен вертикальный карман в виде узкого колодца для хранения клина 25 и пластинок 26 в сжатом положении, для этого в нем закреплен клин той же формы, что и клин 25, ребром вверх. Колпак предназначен для уменьшения засветок, для удобства он имеет высоту корпуса 21, а на крае закреплена непрозрачная мягкая юбка для измерения длинных пробирок или для измерения в нижней части коротких пробирок, при этом опускают юбку до основы корпуса 21, в ней есть запахиваемый разрез, как продолжение прорези в колпаке, для прохождения наконечника, прорезь закрыта гибкими губками.
14. Прототип не предназначен для биотехнологического производства, для устранения этого недостатка был разработан прижимной сопрягатель, т.е. прижимаемый к носителю в виде продуктопровода действующей биотехнологической установки по производству вина, молока и т.д. действующий непрерывно в течение гарантийного срока автоматически. Этот прижимной сопрягатель - упрощенный настольный пробирочный сопрягатель по п.13 для определенного продуктопровода: корпус выполнен в виде легкого хомута с возможностью закрепления на носителе, перпендикулярно касательной к поверхности носителя на прозрачном месте выполнено отверстие для наконечника, на входе в это отверстие установлено средство для длительного механического упирания наконечника в прозрачное место, преимущественно, в виде гайки, ввернутой в это отверстие и закрепленной в нем, на выступающую часть гайки навернута нажимная гайка, прижимающая торец 3 его выступами 4 в носитель через кольцо, закрепленное на наконечнике. Хомут может быть разъемным для прижатия к работающему продуктопроводу или с прорезью для надевания на разомкнутый продуктопровод или на прозрачный переходник, вставленный в продуктопровод, особенно если он непрозрачен. Известное средство для крепления хомута должно быть вибропрочным, хомут - легким. С наружной стороны отверстия для наконечника закреплена установочная гайка с наружной резьбой, на нее навинчена нажимная гайка, упирающая наконечник выступами 4 в продуктопровод через кольцо, скрепленное с наконечником, нажимная гайка надета свободно на наконечник до упомянутого кольца. Светокабель проложен от наконечника подобно электрокабелю к рабочему месту специалиста, наблюдающему за соблюдением технологии производства биопродукта. В дальнейшем при проектировании биотехнологических установок на их продуктопроводах будут предусмотрены посадочные места для хомутов или самих наконечников.
15. В прототипе работает один (красный) лазер, использование лазеров различных частот расширяет возможности использования концентратомера, ибо дополнительный лазер с иной частотой возбуждает в том же люминесценте люминесцентный поток в другой частотной области, что позволяет более полно выявить его свойства, кроме того, люминесцируют другие вещества, поэтому концентратомер снабжен лазерами различных частот, спектрометрами с рабочими областями частот люминесцентных потоков, возбужденных лазерами, и кабелями для этих частот. Один спектрометр может давать сигналы для высвечивания спектрокривых от различных лазеров, но если его частотная область не достаточна широка, используются дополнительные спектрометры. Система кабелей снабжена оптическими переключателями для одновременного или последовательного высвечивания спектрокривых на компьютере.
16. Основной замысел этого способа измерения - повышение точности действий на основе использования конструктивных усовершенствований этой заявки, а именно: неподвижное упирание наконечника в носитель без загрязнения Л- и С-торцев, получение наибольшей высоты пиков и т.д. Основные действия этого способа мало отличаются от прототипа и 2-го аналога, они подробно изложены в этом описании в соответствующих частях, поэтому они не повторяются, так же как действия и явления, известные из уровня техники и логично следующие из этого описания, но имеются в виду и выполняются; пояснены действия, введенные на основе отличительных конструктивных признаков этой заявки. По этому способу освещают пробу неподвижным лазерным пучком без касания торцем Т кабеля (фиг.1) носителя Н. Пучок неподвижен, ибо наконечник неподвижен, т.к. уперт 3-я выступами 4 в носитель Н, по этой же причине торец Т кабеля не касается никаких поверхностей, даже образцов, носителей и жидкостей, поэтому Л- и С-торцы не загрязняются, а для значительного уменьшения попадания пыли на Л- и С-торцы на наконечнике после измерений всегда надет противопыльный чулок. Перед настраиванием концентратомера по образцу этот чулок снимают, скатывая его, начиная с края, до тора, но без отверстия, кладут его на его место в шкатулке для образцов, сдвигают юбку 5 на конец наконечника, чтобы подол юбки 5 выступал перед торцем 3, открывают крышку шкатулки, упирают пальцами наконечник 3-я в выступами в неподвижный образец той же формы, что и подлежащий изменению носитель, при этом подол юбки 5 плотно прижимается к поверхности образца, благодаря податливости подола и достаточной силе трения пояса юбки с поверхностью наконечника, предотвращающей сдвиг пояса, засветка существенно уменьшается, следовательно, уменьшается и погрешность. Застраивают концентратомер по высоте пика, отводят наконечник от о образца, закрывают шкатулку. Верхняя часть шкатулки, где расположены образцы, не работает как нагнетатель пыли, ибо пленка между верхней и нижней частями шкатулки обеспечивает постоянно равенство давления по обе стороны пленки, поэтому воздух с пылью не входит в верхнюю часть шкатулки и не попадает на образцы. Образцов касаются только выступы 4, которые очищаются перед их упиранием в образцы.
Начинают измерение: наконечник упирают в носитель, как в образец т.е. правильно, 3-я выступами 4, следовательно, неподвижно, высвечивают спектрокривую без погрешностей от качаний наконечника, загрязнителей, засветки и несоблюдения зазора наибольшего пика. Это наглядно показывает, что заявленной способ позволяет измерять численно значения концентрации более точно, чем прототип, причем при каждом такте получаются равные значения, если концентрация не изменяется. После измерения каждого носителя опускают наконечник в сосуд с обеззараживающей жидкостью, а после окончания заданной измерительной задачи на наконечник накатывают противопыльный чулок, который был скатан в виде тора. Пояснение некоторых неосновных действий. Перед измерением уясняют задачу, размещают носитель, подлежащий измерению, около компьютера в удобном для работы месте, выбирают наконечник (с кабелем), соответствующий измерительному заданию, по пп.3…9 или коронку по п.8. Примем, что нужный наконечник уже в сосуде с обеззараживающей жидкостью, кабель - в петлеобразователе по п.2, поэтому средний блок висит в образованной его весом петле кабеля в нижнем положении с гарантийным зазором к столу. Наконечник перемещают в сторону носителя, кабель поворачивают благодаря закраине ближний блок, затем - средний, приподнимая его, потом - дальний блок, упирают наконечник в носитель и выполняют изменение, одновременно раструб 6 предотвращает случайный перелом волокон, возвращают наконечник, блоки тоже возвращаются в исходное положение под действием веса среднего блока. Если носитель не так близко, то до упирания наконечника в носитель средний блок упирается в крайние блоки, специалист чувствует натяжение кабеля, передвигает колесный столик с концентратомером ближе к носителю. Если нужен другой наконечник, совмещенный кабель отключают от У-образного оптического соединителя, снимают с петлеобразователя, помещает в хранитель, кабель выбранного наконечника вставляют в У-образный соединитель, навешивают на петлеобразователь, очищают наконечник настраивают концентратомер по настроечному образцу, как описано, и выполняют измерения. В последующих пояснениях частных способов при различиях их действий и конструкций наконечников при правильном упирании наконечника происходят единообразные оптические явления, обеспечивающие описанное существенное уменьшение погрешностей по причинам указанным ниже. Торец Т - плоскость, с ней совпадает плоскости Л- и С-торцев; торец Т перпендикулярен мысленной оси прямого конца кабеля, световолокон и наконечника. Торец 3 параллелен торцу Т, вершинная плоскость (мысленная плоскость, в которой находятся вершины выступов 4) - то же. Зазор между торцем Т и вершинной плоскостью - это зазор наибольшего пика, при упирании выступов 4 в плоскость носителя это обеспечивает совпадение оси отраженного от нее пучка с осью самого лазерного пучка. При упирании выступов 4 в шаровые и цилиндрические поверхности рассматривается мысленная касательная плоскость (плоскость, касательная к поверхности носителя в точке ее пересечения осью кабеля, наконечника и пучка). Чем ближе касательная плоскость к вершинной (при плоской поверхности они совпадают), тем меньше оптические явления при неплоских поверхностях отличаются от явлений при плоских поверхностях, это делает наглядным их понимание. Ось непараллельного пучка, отраженного от любой из упомянутых неплоских поверхностей, совпадает с осью лазерного пучка. Диаметр лазерного пучка мал, поэтому можно во многих случаях принять, что он отражается от касательной плоскости, которая находится на расстоянии наибольшего пика. Схождение (расхождение) отраженного пучка, которое вызывает изменение освещенности С-торцев и высоту пика, однако уменьшение освещенности можно восполнить для определенной поверхности, изменив высоту выступов 4, определив изменение их высоты с помощь настроечного колпачка. Значение признака "правильно упирают" в предлагаемом изобретении и прототипа различно: в прототипе упирают торец, это вызывает описанные погрешности, а здесь упирают выступы 4, что устраняет эти погрешности. Все это имеется в виду в пояснении следующих частных способов.
17. Этот частный способ предназначен для самого широкого использования, ибо подходит для ручных действий наконечниками различных конструкций с различными носителями, при которых освещают пробу вручную, правильно упирая наконечник 3-мя выступами 4 в носитель. Используют все наконечники (пп.3…9), по некоторым даны здесь пояснения. Измерения тонким наконечником (п.3) незаменимы во многих случаях, прежде всего для измерений в малых отверстиях, трещинах и т.д. В многослойных деталях в результате нагрева, взрыва образуются трещины в наружном слое, оголившие 2-й слой, на нем могут сохраниться вещества, интересующие следователей. Наглядный известный пример - растрескавшийся слой толстой старой краски, выступы толстого наконечника (п.6) упрутся в слой краски, торец Т окажется значительно дальше зазора наибольшего пика, а выступы тонкого наконечника упрутся во 2-й слой, т.е. будет правильное упирание. Далее, при упирании тонкого наконечника в шаровую поверхность касательная плоскость будет ближе к вершинной, чем у толстого наконечника (чем основание шарового сегмента больше, тем больше его высота при той же кривизне), и зазор ближе к зазору наибольшего пика. То же получается с цилиндрической поверхностью. У наконечника с пленкой (п.9) пленка изменяет кривизну при изменении атмосферного давления, это изменяет высоту пика. Особенности работы остальных наконечников изложены в пояснениях к их конструкциям.
18. Этот частный способ предназначен для измерения в жидкостях и подобных им веществах. По этому способу освещают пробу, вводя в нее наконечник. Даже при почти горизонтальном опускании наконечника в воду торец Т останется чистым, воздух не может выйти из полости 7, поэтому и жидкость тоже не сможет ее заполнить, перед отверстием в торце 3 возникнет мениск в виде вогнутого зеркала. Если выступы 4 упрутся в зеркально отражающее дно (плоское), высота пика вырастет, но вмешается коэффициент преломления на мениске на входе в полость 7.
19. Этот способ предназначен для устранения погрешностей от засветки. По этому способу вводят наконечник в направляющую 15 (фиг.2) темной коробки, наводят его на заданное место по направлению зрительно через наводные прорези 18, 16 и по расстоянию - по пику. Пример выполнения способа. Ставят рядом с конвейером дно 9, размещают на нем носители, взятые с конвейера, устанавливая в гнезда или в зажимы на вертикальной проекции окна 12. Прищелкивают крышку 10 к дну 9. Если высота носителей менее половины высоты коробки, заслонку 14 кладут на потолок 13 направляющей 15 вниз, на гайку 20 надевают шайбу 17, приносят за ручку 11 коробку к концентратомеру, опускают ручку 11, поворачивают шайбу 17 до совмещения наводной прорези 18 с заслоночной прорезью 16, вставляют наконечник в направляющую 15 с трением, предотвращающим его падение, наблюдая через наводные прорези 18, 16 за лазерным пятном, наводят наконечник по направлению на нужное место, сдвигая заслонку 14, наблюдая за пиком, наводят наконечник по вертикали до наибольшей высоты пика, поворачивают шайбу до закрытия прорези 16, выполняют измерения. Направляют наконечник так же на другие носители и выполняют измерения, Если носители цилиндрические, например ампулы с лекарствами, используют соответствующий наконечник по п.7. Если наконечник тонкий (п.3), в направляющую 15 вставляют переходник для тонкого наконечника без зазоров между ним и направляющей 15 с верхним фланцем для предотвращения его падения. Если носители выше половины высоты крышки 10, заслонку 14 переворачивают направляющей 15 вверх, шайбу 17 надевают на гайку 20. Если носители размещены по всему дну 9, перед измерением устанавливают крышку без потолка, на стенку кладут заслонку двойного габарита и выполняют изменения. Можно использовать только крышку (с заслонкой), например для проверки широких пластин сала или поверхностей после взрыва, а также тела человека и ран на ней, крышку 10 устанавливают так, чтобы направляющая 15 была перпендикулярна измеряемой поверхности, устраняя зазоры под краем с помощью подручных средств, на крышке может быть закреплена юбка из непрозрачного податливого материала для закрытия таких зазоров.
20. Этот частный способ предназначен для дальнейшего уменьшения погрешностей благодаря механическому упиранию наконечника в носитель, чаще всего в виде пробирки во время измерения, а также повышения производительности труда по той же причине. По этому способу устанавливают носитель Н (фиг.3) с пробой в колодец 22 корпусного сопрягателя наконечника с носителем Н заданным местом против отверстия 23 для наконечника с помощью клинового прижима, вставляют наконечник в отверстие для него до упора соответствующими выступами 4 при наименьшем зазоре между магнитом 28 и магнитомягким кольцом и надевают колпак на сопрягатель. По этому способу специалист чистит пробирку (самую толстую для наглядности описания действий), вводит ее в колодец 22, держит ее пальцами одной руки местом, подлежащим измерению, на уровне отверстия 23, пальцами другой руки опускает клин 25 косой гранью по косой грани бруска 24, прямая грань клина 25 прижимает пробирку к одной грани канавки 27, поэтому пробирка "скатывается" по ней как по наклонной плоскости до упора в другую грань, специалист пальцем кратко нажимает сверху на клин 25, клин 25 вжимает пробирку в канавку 27, где она удерживается силами трения, ибо угол клина 25 меньше угла самоторможения, ось отверстия 23 пересекает образующую пробирки, ближайшую к отверстию 23, причем перпендикулярно, поэтому касательная плоскость будет перпендикулярна оси пучка. Специалист вводит в отверстие 23 горизонтально наконечник по п.7 видимой прямой на нем сверху и придерживает, чтобы магнит 28 не ударил наконечником по пробирке, наконечник автоматически упрется в пробирку правильно, надевает непрозрачный колпак на корпус 21, пропуская наконечник сквозь прорезь, закрывающуюся гибкими губками, до упора в верхний торец пробирки, если край колпака не дошел до подошвы корпуса 21, опускает светонепроницаемую юбку, выполняет измерения, достаточно пары тактов, ибо наконечник неподвижен, концентрация, как правило, постоянна, пики и холмы при каждом такте повторяются, руки свободны от упирания наконечника в пробирку. Если пробирка тонкая (или носитель - предметное стекло), то между клином 25 и пробиркой вставляют нужное количество пластинок 26, а магнитомягкое кольцо перезакрепляют по соответствующей кольцевой полоске на наконечнике для обеспечения гарантийного зазора с магнитом 28, чтобы не кольцо уперлось в магнит 28, а выступы 4 в пробирку. Предметное стекло будет прижато к краям канавки 27 на узкой грани колодца 22.
21. Этот частный способ предназначен для измерений в биотехнологическом производстве, например, в биотехнологических установках, при котором закрепляют сопрягатель на носителе в виде продуктопровода биотехнологической установки отверстием для наконечника против прозрачного места носителя, вставляют наконечник в отверстие для него до упора 3-мя выступами 4 в носитель, прижимают наконечник к носителю механическим средством на заданное время. Условия изменений на таких установках отличны от описанных выше, они учтены в сопрягателе и наконечнике (п.24). Сопрягатель в виде разъемного хомута можно закрепить даже на работающем носителе, настраивают концентратомер с соответствующим наконечником, вводят его в хомут до упора в носитель, нажимают на вильчатый косой клин клинового прижима (пп.13, 24) до упора, прямая грань клина давит на бурт, в наконечнике возникает осевая (продольная) сила, т.е. силовое замыкание наконечника с носителем. Благодаря возможно близкому расположению бурта к выступам 4 даже большая продольная сила не вызывает продольный изгиб конца наконечника, но обеспечивает вибростойкость такого замыкания. Прокладывают кабель по цеху до компьютера в помещении специалиста, управляющего непрерывной работой установки. При соблюдении технологии концентрация находится в узких пределах, могут устанавливаться сигнализаторы о выходе за допуск. Наконечник работает с единственным носителем, поэтому торец 3 может быть подогнан по форме носителя. В дальнейшем будут разрабатывать установки с посадочными местами для наконечников в разных местах установки, работающих на один компьютер.
22. Способ предназначен для более полного выявления люминесцентов. По этому способу освещают носитель с пробой лазерами различных частот поочередно и высвечивают пики, холмы и измеренные коэффициенты люминесценции с использованием соответствующих спектрометров и кабелей. С каждым лазером выполняют действия по пп.16…21, по 3-му закону диалектики увеличение количества лазеров перешло в качественное изменение, прежде всего, в более полное выявление свойств люминесцента, 1-й лазер возбуждает флуоресценцию и фосфоресценцию (например) приблизительно в одной области, они неразличима в первый момент, они повторяются при каждом такте, поэтому их разделить не удается. 2-й лазер возбуждает только флуоресценции, но он накладывается на падающий фосфоресцентный поток от 1-го лазера, поэтому соответствующая часть холма будет уменьшаться со временем, что может быть принято за уменьшение концентрации флуоресцента, но после соответствующих их исследований этот способ на основе новых явлений позволит более полно выявлять свойства веществ путем одновременного высвечивания холмов от разных лазеров, заполненных в разное время и т.д.
23. Этот частный способ предназначен для смягчения противоречия между высокой производительностью заявленных концентратомеров, следовательно, быстрому накоплению измерительных сведений в отдаленных городах и даже за рубежом, где работают эти концентраторы, и малым количеством специалистов, способных принимать обоснованные решения по этим данным там, где они получены. По этому способу полученные пики, холмы и измеренные коэффициенты передают средствами телемедицины, вместе с остальными необходимыми сведениями, специалистам. Этот способ особенно необходим в медицине, ибо именно там часто требуется возможно быстрое решение специалиста по измеренным данным (поэтому и возникла телемедицина).
24. Этот общий способ изготовления наконечников основан на решении задачи простой сборки цельной трубки 1 со светокабелем. По этому способу на кабель надевают наконечник, соединяют их теплоусаживаемой втулкой 2 силой трения покоя, пропускают их отвесно сквозь отверстие в полозе позисторного сварника, нагретом до температуры теплоусаживания, без касания со стенкой отверстия, вынимают кабель с закрепленной на нем втулкой 2 с наконечником из отверстия, закрепляют предохранительный раструб 6 на трубке 1 для наконечника, надевают очищенную втулку 2 на очищенный совмещенный кабель У-сбразной системы кабелей за его торец по чертежу, теплоусаживают втулку 2 упомянутыми действиями, подсоединяют систему к лазеру и спектрометру, включают концентратомер, покрывают втулку 2 клеем, втягивают кабель со втулкой 2 со скольжением обратно в очищенную трубку 1 до совмещения торцев втулки 2 и трубки 1, надевают на трубку 1 настроечный колпачок до упора в 3 выступа 4, продолжают втягивать кабель в трубку 1 до получения наибольшего пика, выключают концентратомер и отверждают клей. На трубке 1 закрепляют раструб 6 в самом начале, чтобы не повредить кабель, очищают все детали, через раструб 6 свободно пропускают кабель торцем Т вперед далеко за торец 3, свободно надевают заготовку теплоусаживаемой трубки 2 на ее место по чертежу на заданном расстоянии торца Т от торца 3, это расстояние равно нескольким диаметрам кабеля, диаметр заготовки втулки 2 выбирают так, чтобы усаженная втулка 2 обеспечивала скользящую посадку в трубку 1. Точные значения зависят от марки кабеля, т.е. его размеров и свойств, их определяет разработчик, в т.ч. расчетно-опытным способом после изготовления и исследования опытных образцов. Задний торец заготовки втулки 2 прижимают к кабелю временным прижимом, конец кабеля подносят отвесно к отверстию в полозе позисторного сварника (см. приложенное описание к патенту РФ №2224654), нагретом до температуры теплоусаживания втулки 2, допустимой для кабеля, нижняя часть втулки усаживается с натягом на кабеле еще до входа в отверстие, удаляют временный прижим, пропускают всю втулку 2 сквозь отверстие и вытягивают кабель из него с усаженной втулкой 2. Кабель с заготовкой втулки 2 опускают отвесно по следующим причинам: втулка усаживается не только по диаметру, но и по оси, поэтому нижний торец не смещается, а закрепляется на расчетном месте кабеля, постепенно усаживаются следующие участки, поэтому задний торец втулки 2 приближается к переднему, сначала преодолевая трение с кабелем от временного прижима; приращение усаживания в каждом малом объеме зависит от его температуры, если она по поперечному сечению будет различна, более нагретые места будут стягивать на себя окружающие участки, толщина усаженной втулки в поперечном сечении окажется больше в некотором радиальном направлении, и при втягивании кабеля в трубку 1 ось кабеля окажется на соосной с трубкой, а при отвесном пропускании заготовки сквозь нагретое отверстие нагрев по сечению равномерен, поэтому усаживание - равномерно, толщина втулки одинакова, ось кабеля соосна трубке 1. Такая несоосность может вызвать погрешности при тонком отверстии в коронке (п.8) и в наконечнике с внутренним буртиком (п.4). Применен позисторный сварник, ибо позистор поддерживает свою температуру при изменении окружающей температуры и напряжения питания в широких пределах. Втулку 2 покрывают не слишком вязким клеем (по указанию разработчика), втягивают обратно в трубку, предотвращая утыкание заднего торца втулки 2 в торец 3, сразу после прохождения торцем Т вершинной плоскости надевают на наконечник настроечный колпачок, высвечивают пик, наблюдая за его высотой, осторожно втягивают кабель до прекращения роста пика, прекращают втягивание, ожидают отверждение клея (от времени, нагрева и т.д.). Наконечник собран с кабелем. Небольшие изменения действий для изготовления особенностей некоторых наконечников описаны в пояснениях их конструкций. Определение длины втулки-заготовки. К ее длине предъявляются противоречивые требования: конец кабеля - консольная балочка, малая длина втулки не обеспечит жесткости заделки конца кабеля как консольной балочки, большая длина потребует слишком большой силы для втягивания кабеля с усаженной втулкой 2 обратно в трубку 1. Было изготовлено несколько наконечников с различными длинами втулки 2 из заготовок различных марок и консольных вылетов концов кабелей различных марок; при надетом настроечном колпачке отмечали высоту пика, затем поворачивали в вертикальной плоскости на 90°, 180° и 270° и отмечали высоту пика, самая короткая втулка 2 при неизменности этих высот была признана годной для принятия ее данных для изготовления наконечника данной конструкции. Наконечник для биотехнологической установки работает в условиях, отличных от описанных: с единственным носителем за все время службы, поэтому хомут для него проще пробирочного сопрягателя (п.13) и подогнан под этот носитель; установка вибрирует, поэтому сопрягатель и наконечник выполнены с выполнением требований вибропрочности, которые известны, в частности, наконечник должен быть уперт в носитель с большой силой, поэтому наконечник выполнен возможно короче, снабжен наружным буртом, расположенным возможно ближе к торцу 3, чтобы в наконечнике не возникали продольные изгибы при силовом замыкании с носителем, поэтому отверстие для наконечника выполнено ступенчатым, подобно стволу автомата Калашникова, с узким направляющим каналом и широким "патронником" для бурта, причем бурт не может дойти до узкой части; над крайним положением бурта выполнен в хомуте параллелепипедный паз (широкие грани которого перпендикулярны отверстию для наконечника) для клинового прижима (п.13) наконечника к носителю, подобно клиновому затвору пушки ЗИС-3 с такими особенностями: клинчатый брусок имеет отверстие для прохода бурта, а косой клин выполнен в виде двузубой вилки с вырезом для его сдвига по косой грани позади бурта для его силового замыкания. Этот механизм обеспечивает и постоянное механическое упирание наконечника в носитель на весь гарантийный срок, правда, с возможностью быстрого снятия для ремонта и установки на место по его окончании.
25. Этот частный способ предназначен для сборки наконечника с кабелем, позволяющего измерять в местах, недоступных для прямого наконечника. По этому способу прямую заготовку трубки 1 из сплава с памятью формы изгибают до заданной формы, нагревают в таком виде до температуры запоминания формы, охлаждают, выпрямляют, скрепляют с заданным устройством, нагревают до восстановления запомненной формы (см. /6/), согласно предлагаемому изобретению придают трубке 1 память изгиба с кривизной менее допустимой кривизны кабеля с прямыми концами, с выпрямленной трубкой 1 выполняют действия по способу изготовления основного варианта наконечника по п.24, причем покрывают клеем только ту часть втулки, которая сопряжена с прямым концом трубки 1, и нагревают наконечник до восстановления запомненной формы, действия над заготовкой трубки 1 из сплава с памятью формы подробно описаны в /6/, поэтому здесь описаны только действия применительно к скреплению кабеля с трубкой 1. Концы заготовки запомнили их кривизну, чтобы ось конца кабеля была прямой, а торцы Т и 3 - перпендикулярны ей, прямизна заднего конца трубки 1 нужна для удобства скрепления с ним раструба 6. Кабель скрепляют с прямой заготовкой, помнящей свою форму по п.24. Во время изгибания заготовки для приобретения памяти в него набивают песок, чтобы получить нужную кривизну без перелома заготовки. Если температура восстановления запомненной формы выше допустимой для кабеля, нагревают до этой температуры пустую заготовку, а затем к началу кабеля прикрепляют короткий тягово-защитный колпачок, не заклинивающийся в изгибе трубки, плавно сужающийся и переходящий в гибкий упругий втягивающий поводок для протягивания кабеля сквозь изогнутую трубку 1, вводят этот поводок в задний конец трубки, проталкивают до выхода из торца 3, за поводок протаскивают кабель далеко за торец 3, отсоединяют тягово-защитный колпачок с поводком, далее скрепляют, как описано в п.24 втулку 2 и т.д. Сила для протаскивания кабеля сквозь изогнутый наконечник почти такая же, как при прямом наконечнике, из-за того, что диаметр кабеля меньше диаметра канала наконечника, и не очень большой кривизны наконечника.
Преимущества группы предлагаемых изобретений:
1. Значительное снижение погрешностей.
2. Значительное расширение областей использования: биотехнологическое производство, выявление поддельной продукции на входном контроле на складах, в аптеках и т.д., во время следственных действий после терактов и катастроф и в областях, о которых автор даже не может предположить.
3. Рост производства таких концентратомеров и новые изобретения благодаря возникновению новых потребностей исходя из п.2.
Список ссылок
1. Малая мед. энциклопедия, т.1, с.809…816. М., 1966.
2. Александров М.Т. и др. Диагностический аппарат, заявка в патентное ведомство Соединенного королевства GB №96/02604, 24.10.95 г.
3. Александров М.Т. и др. Способ диагностики твердых тканей зуба и его отложений, пат. РФ №2112426, МКИ 61B 6/00, 1997/98 г.
4. Александров М.Т. и др. Пробный носитель и способ быстрого измерения абсолютной концентрации бактерий в биосубстрате по их фотолюминесценции (варианты), пат. РФ №2255978, МКИ C12Q 1/06, 2002/05 г. (прототип способа измерения и устройства).
5. Смыслов И.И. Способ соединения кабелей с помощью термоусаживаемой втулки, пат. РФ №2224654, МКИ В29С 65/18, 2001/04 (прототип способа изготовления наконечника).
6. Литвин Д.Ф. и др. Способ изготовления термочувствительных цилиндрических спиралей из сплавов с обратимой памятью формы, пат. РФ №1803466, МКИ C22F 1/00, 1991/93 г. (прототип способа изготовления изогнутого наконечника).