Электронный научный журнал
Международный студенческий научный вестник
ISSN 2409-529X

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ ХИРУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Бондарь А.В. 1 Гумовский А.Н. 1 Боева Н.Е. 1 Колесников В.В. 1
1 Школа биломедицины
1. Общая хирургия: учебник / Под ред. проф. Н.А.Кузнецова. М.: МЕДпресс-информ, 2009. 896 с.: ил.
2. Демин И.Ю. Прончатов-Рубцов Н.В электронный учебник по курсу лекций (спецкурс) «акустические методы исследований в биологии и медицине (медицинская акустика)» // И.Ю. Демин, Н.В. Прончатов-Рубцов, Электронный курс лекций, Нижний Новгород. 2010
3. Галиярова Н.М., Стреляева А. Б. Структура модифицированной пьезокерамики на основе цирконата-титаната свинца на мезо-, микро- и наноуровнях // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2012. Вып. 2
4. URL: http://www.profmt.ru/statyi/Osnovy_vzaimodejstviya_ultrazvuka_s_biologicheskimi_ obektami.pdf - электронный ресурс.

Актуальность проблемы:

Необходимость очистки хирургического инструментария от биологического материала является основополагающим фактором для достижения стерильности в области операционного поля. Вероятность развития послеоперационных осложнений достигает 10%, в связи с этим процесс достижения стерильности является приоритетным. [1]

Цель работы:

Целью данной работы является разработка аппарата стерилизации хирургического оборудования. В процессе выполнения были определены задачи: выбор физического метода стерилизации, рабочей частоты преобразователя, произвести расчет характеристик преобразователя.

Материал и методы:

Выбор параметров работы и разработка ультразвукового преобразователя. Анализ работы преобразователя и схема экспериментальной установки.

Принципом стерилизации выбрано использование ультразвуковых волн, генерирующиеся пьезокерамическим преобразователем. Была выбрана рабочая частота преобразователя f0 = 38500 Гц, данная частота обеспечивает должное распространение ультразвуковых колебаний в чистящем растворе.[2] В качестве материала пьезоэлемента выбран ЦТСНВ-1 (твердый растворов титаната – цирконата свинца с примесями натрия и висмута), так как малая скорость звука в пьезокерамике 2900 м/с, что обеспечивает наиболее низкую резонансную частоту ωр, а работа на низких частотах обеспечивает наименьшее затухание в рабочей среде. [3] Для обеспечения максимальной эффективности толщина кристалла выбрана равной половине длины ультразвуковой волны. Форму пластинки – диск.

Мощность излучения missing image file выбрана для получения кавитации.[4]

Расчет характеристик преобразователя произведен в компьютерной программе Mathcad 14.0.

Полученный график зависимости мощности преобразователя от частоты подтверждает оптимальную работу устройства на заданной частоте.

missing image file

Рис. 1. График зависимости мощности преобразователя от частоты

На рис. 2 представлена схема экспериментальной установки.

missing image file

Рис. 2. Схема установки

Выводы:

Исходя из полученных частотных характеристик, описывающих зависимость рассчитанных параметров от частоты, можно сказать, что выбранная частота работы преобразователя выбрана удачно, так как она показывает достаточно хороший результат работы преобразователя.


Библиографическая ссылка

Бондарь А.В., Гумовский А.Н., Боева Н.Е., Колесников В.В. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ ХИРУРГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ // Международный студенческий научный вестник. – 2015. – № 3-3.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=12996 (дата обращения: 23.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252