Спосіб вимірювання потужності електромагнітних сигналів та ідентифікації стоматологічних матеріалів

Спосіб вимірювання потужності електромагнітних сигналів та ідентифікації стоматологічних матеріалів, який полягає в тому, що електромагнітний сигнал від першої антени та робочого зразка матеріалу надходить через модулятор на радіометричний канал модуляційного радіометра, а сигнал від другої антени та опорного зразка матеріалу відбивається від закритого входу модулятора та подається на радіометричний канал модуляційно 3 34419 можуть складати від 10 до 14 найменувань [див. Хоменко Л.А., Биденко Н.В. «Практическая эндодонтия» К.: 1998г.]. В той же час відсутній показник, що характеризував би інтегральні властивості, наближені до властивостей природнього складу зуба людини. Таким показником може бути випромінювальна здатність матеріала в радіочастотному діапазоні, яка пов'язана (через коефіцієнт сірості) із його структурою та хімічним складом. Однак, слід відмітити, що потужність випромінювання фізичних тіл та речовин за температури 30-40°С в радіодіапазоні надзвичайно мала і для її вимірювання необхідно використовувати високочутливі радіометричні системи компенсаційного, кореляційного або модуляційного типу. Відомий спосіб вимірювання потужності електромагнітного випромінювання та ідентифікації об'єкта вимірювання [див. патент України №14887, бюл. №6, 2006р.], який полягає в тому, що електромагнітне випромінювання приймають антеною, сигнал від якої подають на модуляційний радіометр, де послаблюють його атенюатором до нульового показника індикатора, потім направляють антену на абсолютно чорне тіло з відомою температурою і знову а тенюатором відновлюють нульове показання індикатора, потім екранують вхід антени від зовнішнього випромінювання та атенюатором встановлюють нульове показання індикатора, а потужність випромінювання розраховується за формулою, що пов'язує ці показання. Недоліком відомого способу є поява похибки атенюатора за установки 3-х значень придушення, оскільки теплові шуми при цьому мають різні значення і сприймаються як зовнішні сигнали. Відомий також спосіб вимірювання потужності електромагнітних сигналів та ідентифікації зразків матеріалів [див. патент України №33222, бюл. №1, 2001p.], який полягає в тому, що сигнал від робочого зразка матеріалу та першої антени через модулятор та циркулятор подають на модуляційний радіометр, а сигнал від опорного зразка матеріалу та другої антени поступає на модуляційний радіометр через циркулятор після відбиття від закритого входу модулятора. Ідентифікацію зразків матеріалу визначають за коефіцієнтом, що характеризує відношення потужностей робочого та опорного зразків матеріалу. Недоліком запропонованого способу є поява похибок від несиметричності ланцюгів проходження робочого та опорного сигналу, що знижує точність вимірювання та ідентифікації зразків матеріалів. Завданням запропонованої корисної моделі є створення такого способу вимірювання потужності електромагнітних сигналів та ідентифікації стоматологічних матеріалів, який завдяки введенню нових операцій та алгоритмів обробки сигналів забезпечив би виключення впливу шумів модульних елементів радіометра, що забезпечить підвищення точності вимірювання потужності сигналів та ідентифікації матеріалів. Поставлене завдання вирішується тим, що в спосіб вимірювання потужності електромагнітних сигналів та ідентифікації стоматологічних матеріа 4 лів, який полягає в тому, що електромагнітний сигнал від першої антени та робочого зразка матеріалу поступає через модулятор на радіометричний канал модуляційного радіометра, а сигнал від другої антени та опорного зразка матеріалу відбивається від закритого входу модулятора та подається на радіометричний канал модуляційного радіометра, в якому сигнали періодично переривають з низькою частотою та переносять на сигнал проміжної частоти, квадратично детектують модульований сигнал, вибірково підсилюють, синхронно детектують та фіксують Індикатором, згідно винаходу робочий та опорний зразки матеріалу розміщують в термостаті, підігрівають до температури тіла людини, першу та другу антен у розміщують над робочим і опорним зразком матеріалу, вихід першої антени під'єднують до першого входу модулятора, а вихід другої - до другого входу модулятора, через вихід якого антени почергово під'єднують до радіометричного каналу модуляційного радіометра, сигнали від першої та другої антени порівнюють на індикаторі між собою за період комутуючої частоти і за різницею сигналів проводять ідентифікацію зразків матеріалів. Введення операції нагрівання зразків в термостаті до температури тіла людини, за якої формують сигнали еквівалентні природнім умовам їх використання, почергове під'єднаним через входи комутатора першої та другої антени до радіометричного каналу, при якому виключається асиметричні шляхи проходження сигналів, виділення різниці сигналів між собою за період комутації на індикаторі дозволяє підвищити точність вимірювання слабких сигналів та точність ідентифікації стоматологічних матеріалів. На рисунку представлена схема вимірювання потужності електромагнітних сигналів та ідентифікації стоматологічних матеріалів, до складу якої входять: двосекційний термостат 1 з блоком живлення 2 та нагрівачем 3, дві приймальні антени 4, 5, двовходовий комутатор 6, змішувач 7, гетеродин 8, підсилювач проміжної частоти 9, квадратичний детектор 10, генератор комутуючої частоти 11, вибірковий підсилювач 12, синхронний детектор 13, фільтр нижніх частот 14, індикатор 15. Перетворювальні модулі 7-15 складають радіометричний канал. Спосіб вимірювання потужності електромагнітних сигналів та ідентифікації стоматологічних матеріалів здійснюється наступним чином. Першу р упорну антену 4 розміщують над робочим зразком стоматологічного матеріалу, який необхідно ідентифікувати, а другу антену 5 розміщують над опорним зразком натурального зуба, з яким порівнюють стоматологічний матеріал. Зразки нагрівають до температури 36-37°С. На виходах антен 4,5 формуються сигнали, дисперсії, яких можна записати наступним чином: 2 U1 = K 4U2 + U2 , p a (2) 2 U2 = K5U0 + U2 , 2 a (3) де K4, K5 - коефіцієнт чутливості антен 4,5 (К4 = К5), 5 34419 6 S10 - чутливість квадратичного детектора 10, U2 - дисперсія сигналу від робочого стоматоp логічного матеріалу, U2 - дисперсія сигналу від опорного матеріа0 лу, U2 - дисперсія шумів антени 4,5 (для однакоa вих антен вони рівні між собою). Сигнали (2), (3) через двовходовий комутатор поступають на вхід радіометричного каналу. В процесі перетворень в радіометричному каналі на виході квадратичного детектора за період комутації формується напруга, усереднені амплітуди відеоімпульсів якої набувають вигляду: (4) U3 = K 4 × K 6 × S7 × K9 × S10 × U2 + U2 + U2 , p a pk [( )] [( )] 2 U4 = K 5 × K 6 × S7 × K 9 × S10 × U2 + U2 + Upk 0 a (5) де К6 - коефіцієнт передачі комутатора 6, S7 - крутизна перетворення змішувача 7, K9 - коефіцієнт підсилення підсилювача проміжної частоти 9, [ 2 2 ] U2 - дисперсія шумів радіометричного канаpk лу. Вибірковим підсилювачем 12, настроєним на низьку частоту модуляції генератора 11 виділяється напруга основної гармоніки обвідної відеоімпульсів: U5 = K12 2 2 ] U 6 = S 13 K 4 K 6 S 7 K 9 S 10 U p + U a + U pk - S 13 K 4 K 6 S 7 K 9 S 10 U 0 + U a = U pk де S13 - крутизна перетворення синхронного детектора 13, а К5 = К 4 З урахуванням симетричного проходження сигналів в напівперіоди комутуючої частоти через радіометричний канал шуми антени та наступних модулів взаємно віднімаються і на виході фільтра нижніх частот отримуємо напругу: 2 2 (7), U7 = K 4K 6K9S7S10S13 Up + U2 = S0 Up - U2 , 0 0 [ ] [ ] де S0 = K4K6K9S 7S10S13 - чутли вість модуляційного радіометра. Із отриманого виразу (7) видно, що на результат вимірювання не впливають шуми антени, комутатора та модулів радіометричного каналу. У випадку повного співпадання характеристик опорного та робочого стоматологічного матеріалу індикатор фіксує нульове показання (U7 = 0). Відмінність характеристик матеріалів призводить до відхилення показника індикатора від нульового значення , шкала при цьому градуірується у відсотках. Приклад: Перевірка способу ідентифікації проводилась на 6 видах стоматологічних матеріалів для пломбування зубів : два зразки "Fore-dent" (SPOFA Dental, Словакія), по одному зразку "Endomethazon" (Sep-todont, Франція), (VOCO , Германія) і AHplus (Dentsply, США). В якості опорного матеріала використаний розпил різця зуба. В (5) де К12 - коефіцієнт підсилення вибіркового підсилювача 12, Q - колова частота генератора модуляції 11, j - початкова фаза сигналу модуляції. З ви ходу вибіркового підсилювача 12 сигнал (5) поступає на синхронний детектор 13, на другий вхід якого подається опорна напруга від генератора модуляції 11. На виході синхронного детектора за період комутації формується напруга: [ 2 U3 - U4 cos(W × t + j) , z (6), результаті вимірювань отримали наступні значення ідентифікації матеріалів. Зразки стоматологічного матеріалу "Foredent" відрізняються від натурального матеріала зуба на 1% та 4%, Endomethazon на 4%, зразок матеріалу Endion на 19,5%, а зразок матеріалу AHplus на 46%. Таким чином, за визначеними інтегральними показниками можна проводити ідентифікацію стоматологічних матеріалів та визначати співпадання їх властивостей з натуральним матеріалом. Можна припустити, що матеріали з незначним відхиленням від опорного матеріала є більш прийнятними для пломбування зубів. Матеріалам, що мають велике відхилення від опорного, притаманні інші позитивні властивості, які зумовлюють їхнє широке використання: незначна товщина шару, хороша адгезія та текучість, зручність у застосуванні. При виборі матеріалу для пломбування кореневих каналів зубів необхідно враховувати їх можливості комплексно, у кожному випадку обираючи оптимальний компроміс. Спосіб, що заявляється, є новим етапом у визначенні якостей стоматологічних матеріалів та матеріалів медичного призначення. 7 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 34419 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601