Импульсный допплеровский УЗП.

Импульсный доплеровский измеритель потока работает в радарном режиме и выдает информацию о профиле потока текучей среды. Преобразователь возбуждается короткими посылками сигнала несущей частоты от генератора. Этот преобразователь выполняет функции излучателя и приемника; отражаемый сигнал с доплеровским сдвигом принимается с некоторой временной задержкой относительно момента излучения первичного сигнала. Временный интервал между моментами излучения и приема сигнала является непосредственным указателем расстояния до отражающей частицы (дальности). Следовательно, можно получить полную “развертку” отражений сигнала поперек кровеносного сосуда. Профиль скорости в поперечном сечении кровеносного сосуда получается в результате регистрации доплеровского сдвига сигнала при различных временных задержках. С помощью импульсного доплеровского измерителя потока можно оценить диаметр кровеносного сосуда. Принимаемые сигналы А и С обусловлены отражениями от ближней и дальней стенок сосуда соответственно.

Длительность излучаемого импульса является важным фактором при использовании импульсного доплеровского измерителя для регистрации кровотока. В идеале это должен быть очень короткий импульс, чтобы получить хорошее разрешение по расстоянию. С другой стороны, для достижения достаточно высокого значения отношения сигнал/шум и хорошего разрешения по скорости длительность этого импульса должна быть достаточно велика. Типичный компромиссный вариант — использование импульсов с частотой повторения 8 МГц и длительностью 1 мкс.

внутреннее ограничение: при заданной дальности ограничен диапазон измеряемых скоростей. Это вынуждает использовать импульсы с меньшей частотой повторения fr. Это означает, что нельзя измерить высокие скорости при больших расстояниях до отражающего объекта. Спектральное уширение, которое может привести к появлению в сигнале спектральных составляющих с частотами, превышающими несущую частоту, а также неидеальность характеристик фильтров нижних частот, используемых для исключения эффекта наложения спектров, приводит к еще более жестким ограничениями.

Импульсный доплеровский преобразователь модифицируется путем добавления к нему спереди или сзади массивного демпфера, что обеспечивает уменьшение (уширение частотной характеристики) кристалла. Типичные значения модифицированной добротности — от 5 до 15. При использовании одного общего преобразователя в качестве излучателя и приемника отключение излучателя осуществляется с помощью логического элемента (вентиля). Однокаскадный логический элемент не обеспечивает надлежащей развязки мощного сигнала, возбуждающего излучатель, от исключительно слабого принимаемого сигнала. Проблема развязки решается последовательным включением двух логических элементов.

«-«В системе должна быть предусмотрена некоторая схема, обеспечивающая защиту усилителя высокой частоты от перегрузок во время передачи сигнала и предотвращающая поступление напряжения генератора на вход этого усилителя во время приема сигнала(диодная структура, обладающая низким сопротивлением для высокоуровневого передаваемого сигнала и высоким сопротивлением для слабого принимаемого сигнала).

«+» возможность получения информации о профиле потока; детектируются сигналы, отражаемые частицами из малых объемов текучей среды (в силу сканирования по поперечному сечению потока), и поэтому на детекторы нуля поступают сигналы с узким частотным спектром, что является другим важным преимуществом измерителей потока этого типа; нужен только один преобразователь, выполняющий функцию как излучателя, так и приемника.

Микрофонные датчики - Преобразователи для регистрации шумов сердца и

Фонокардиограмм

Для исследования тонов и шумов сердца и записи фонокардиограмм применяются электродинамические и пьезоэлектродинамические микрофоны.

а) динамический микрофон: 1- корпус, 2- эластичная мембрана, 3- цилиндрический каркас катушки, 4- катушка, 5- кольцевой магнитный сердечник; б) пьезоэлектрический микрофон: 1- корпус, 2- стойка, 3- мембрана, 4- пьезоэлемент, 5,6- посеребренные плоскости пьезоэлемента, 7- отводящие проводники

Рисунок 3.4.6 - Микрофонные датчики

Микрофоны относятся к числу активных (генераторных) биоуправляемых датчиков ( рисунок 3.4.6 ). Принцип работы динамического микрофона состоит в следующем. Акустические колебания воздействуют на эластичную мембрану 5 ( рисунок 3.4.6 а ), которая по своей окружности крепится к корпусу микрофона 1. На жестком основании-цилиндре 3, закрепленном в центре мембраны, располагаются витки провода катушки 4. Под действием звуковых волн катушка 4 движется в сильном магнитном поле, образованном кольцевым магнитным сердечником 5. В результате такого движения в катушке индуцируется Э.Д.С. звуковой частоты.

Электродинамические микрофоны различаются по чувствительности, частотному и динамическому диапазону. Акустические явления, сопровождающие работу сердца, как известно, являются колебаниями низкочастотными. Поэтому для получения удовлетворительного воспроизведения таких частот применяются динамические микрофоны специальной конструкции. Они отличаются особо эластичной подвеской мембраны, большой массой постоянного магнита и корпуса, в связи с чем микрофон получается очень громоздким. Вследствие этого применение электродинамических микрофонов для указанных целей связано с рядом методологических трудностей.

Электродинамические микрофоны постепенно вытесняются пьезоэлектрическими, которые по сути дела имеют такую же конструкцию. Разница заключается лишь в их размерах и чувствительности. В конструкции пьезоэлектрического микрофона ( рисунок 3.4.6 б ) с открытой стороны цилиндрического корпуса 1 крепится упругая металлическая мембрана 3. Колебания мембраны передаются через недеформирующуюся стойку 2 к пьезоэлементу 4. К посеребренным плоскостям 5 и 6 пьезоэлемента припаиваются отводные проводники 7. Такой микрофон имеет диаметр 25–30 мм, высоту 10–15 мм, и масса его составляет всего несколько граммов. Параметры его в диапазоне низких частот не хуже параметров лучших образцов динамических микрофонов.

Датчики дыхания.