Пристрій для визначення твердості кісткового зразка

Пристрій для визначення твердості кісткового зразка, що включає станину, стіл для випробуваного зразка, механізм переміщення стола, індентор, механізм вдавлювання Із заданою силою індентора у зразок, який відрізняється тим, що вимірювач глибини вдавлювання індентора у зразок виконаний у вигляді двох плоско-паралельних конденсаторних пластин, одна з яких паралельна площині стола, жорстко з ним зв'язана І електрич Корисна модель, що пропонується, відноситься до медичної техніки, а точніше до техніки травматології, і може бути використаний в медичній і ветеринарній практиці для визначення міцності кісток. Міцність кісток - одна із найважливіших властивостей, що характеризує функціональний стан організму людини і тварини. Відомий пристрій для визначення міцності кісткового зразка що включає станину з середнім та двома крайніми основами, середня і одна крайня основа зв'язані з опорами, що знаходяться на одній вісі, між якими розташовано вузол навантаження, інша крайня основа оснащена механізмом деформації, а на станині розташовано лінійний вимірювач [а.с. СРСР №1409250, МПК А61В17/58, від 15.07.88]. Визначення міцності ґрунтується на визначенні різних видів деформацій кісткового зразка. Але застосування даного пристрою не дозволяє отримати високу точність визначення міцності за рахунок похибки при застосуванні лінійного вимірювача. Найбільш близьким за технічною суттю до об'єкту, що заявляється є пристрій, що застосовується для визначення міцності стегнових кісток сільськогосподарських тварин шляхом вимірювання їх но ізольована від стола, інша електрично ізольована і жорстко зв'язана з оправою індентора і допускає синхронно з індентором переміщення при його вдавлюванні у зразок і електронного вимірювача ємності, вхід якого електрично з'єднаний з конденсаторними пластинами, при цьому глибина h вдавлювання індентора у зразок дорівнює де d - початкова відстань між двома конденсаторними пластинами, С н - початкова ємність двох конденсаторних пластин, коли відстань між ними дорівнює d і індентор стикається з поверхнею зразка, Ск - кінцева ємність двох конденсаторних пластин, коли індентор під дією заданої сили вдавлено у зразок на глибину п. мікротвердості [Рибалко В.П., Нагаєвич В.М., Ландар А.А., Чухлеб Є.В. Особливості методики визначення міцності стегнових кісток у свиней / Вісник Полтавської державної аграрної академії. №5-6. - 2002. - С.118-119]. Згідно методики з цією метою використовуються прилади типу ПМТ-3, що застосовуються при дослідженні механічних властивостей різних матеріалів (сталь, чавун, пластмаси тощо) [А.И Самохоцкий, М.Н. Кунявский, Лабораторные работы по металловедению. Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1971 ]. Використання мікротвердоміра ПМТ-3 при застосуванні запропонованої методики приводить до суттєвої методичної похибки визначення твердості, яка обумовлена анізотропними механічними властивостями кісток, як композиційного матеріалу. Зростання похибки визначення мікротвердості пов'язане з розливом границь відбитків стандартного пірамідального індентора на кісткових зразках. В основу корисної моделі поставлено задачу створення такого пристрою визначення твердості кісток, шляхом удосконалення відомого, який забезпечить високу точність та ефективність визначення твердості кісткових зразків для різних типів інденторів. « w 00 (О СО ^ ^— р1 С ^f _* ^J 5Г С 11368 гою пружини 9. Основне навантаження створюється вантажами 15, розміщеними на підвісці 14 за допомогою електродвигуна 10, ексцентрика 11, шатуна 12, ричага 13. Заявлена корисна модель реалізують наступним чином. На столі 4 розміщують кістковий зразок 5. Обертанням рукоятки 6 приводять у рух гвинт 7, який при переміщенні вгору підіймає стіл 4 і зразок 5 притискається до індентора 3. При обертанні рукоятки 6 до тих пір, доки показник 8 не встановиться проти риски, пружина 9 стискається і створює попереднє навантаження. За допомогою електронного вимірювача ємності 17 вимірюють початкову ємність конденсатора 16. Потім вмикають електродвигун 10, що передає обертання на ексцентрик 11, при цьому переміщення шатуна 12 викликає рух донизу ричага 13 і сполученої з ним підвіски 14 з вантажами 15, створюючи відповідне навантаження на індентор, що вдавлюється в зразок. При цьому індентор З І зв'язана з ним пластина конденсатора 16 перемістяться на величину п. Одночасно за допомогою електронного вимірювача ємності 17 вимірюється кінцева ємність конденсатора 16. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для визначення твердості кісткового зразка, що включає станину, стіл для зразка що випробовується, механізм переміщення столу, індентор, механізм вдавлювання із заданою силою індентора в зразок, згідно корисної моделі, вимірювач глибини вдавлювання індентора, який виконаний у вигляді двох плоско-паралельних конденсаторних пластин. Одна пластина паралельна площині столу, жорстко з ним зв'язана і електричне ізольована від столу, інша електричне ізольована і жорстко зв'язана з оправою індентора і допускає синхронне з індентором переміщення при його вдавлюванні в зразок. Ємність конденсатора вимірюється електронним вимірювачем, вхід якого електричне з'єднаний з конденсаторними пластинами. Використання в якості вимірювача глибини вдавлювання індентора двох плоско-паралельних конденсаторних пластин дозволяє виключити похибки пов'язані з візуально-оптичним визначенням границь відбитків індентора на зразках і досягти підвищення точності визначення твердості кісткових зразків не залежно від типів інденторів. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена схема пристрою для визначення твердості кісткового зразка, фіг. Пристрій для визначення твердості кісткового зразка включає станину 1, у верхній частині якої знаходиться шпиндель 2, в який встановлено наконечник з індентором 3. До наконечника кріпиться пластина конденсатора 16. Друга пластина конденсатора прикріплена на столі 4, на якому встановлюється кістковий зразок 5. Конденсаторні пластини електричне зв'язані з електронним вимірювачем ємності 17. Стіл має можливість переміщення у вертикальній площині за допомогою гвинта 7, який приводиться у рух за допомогою рукоятки 6. Пристрій має систему навантаження. Попереднє навантаження створюється за допомо Глибина h вдавлювання індентора 3 в зразок 5 визначають за формулою h=dfi-^4 де d - початкова відстань між двома конденсаторними пластинами, Сн - початкова ємність двох конденсаторних пласти, коли відстань між ними дорівнює d і індентор стикається з поверхнею зразка, Ск - кінцева ємність двох конденсаторних пластин, коли індентор під дією заданої сили вдавлено у зразок на глибину п. При подальшому обертанні ексцентрика 11 шатун 12 переміщується вгору, підіймає ричав 13 І підвіску 14 з вантажами 15, знімаючи навантаження з індентора. З б ФІГ. Комп'ютерна верстка А. Рябко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освгти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. К и ї в - 4 2 , 01601