Oudin spirali - Oudin coil

Tibbiy elektroterapiya uchun ishlatiladigan oudin spirali, 1907 va a sxematik diagramma uning sxemasi (chapda).

An Oudin spirali, shuningdek, Oudin osilatori yoki Oudin rezonatori, a rezonansli transformator juda ko'p hosil qiladigan elektron yuqori kuchlanish, yuqori chastotali o'zgaruvchan tok (AC) past darajadagi elektr energiyasi joriy darajalar,[1][2][3] ning eskirgan tibbiyot sohasida ishlatiladi elektroterapiya 20-asrning boshlarida.[4] Bu juda o'xshash a Tesla lasan, farq bilan Oudin spirali bir-biriga bog'langan avtotransformator.[2][5] U 1893 yilda frantsuz shifokori tomonidan ixtiro qilingan Pol Mari Oudin[6] shifokorning modifikatsiyasi sifatida Jak Arsen d'Arsonval elektroterapiya uskunalari[7][8] va ishlatilgan quack Balki 1930 yilgacha tibbiyot. Bobinning yuqori voltli chiqish terminali izolyatsiya qilingan qo'lga ulangan edi elektrod u nurli edi cho'tkaning chiqishi, bemorning tanasida turli xil tibbiy sharoitlarni davolash uchun qo'llanilgan elektroterapiya.[4]

U qanday ishlaydi

Oudin va Tesla rulonlari uchqun bilan qo'zg'atilgan havo yadrosi ikki marta sozlangan transformator ishlatadigan davrlar rezonans juda ishlab chiqarish yuqori kuchlanish pastda oqimlar.[9][10] Ular o'zgaruvchan tok hosil qiladi radio chastotasi (RF) diapazoni. 20-asr boshidagi tibbiyot spirallari 200 kHz dan 5 MGts gacha bo'lgan chastotalarda 50,000 dan million voltgacha potentsial ishlab chiqardi.[4] The birlamchi spiralning davri bor Leyden jar kondansatörler (C) qaysi bilan birlamchi o'rash lasan (L1) qilmoq rezonansli elektron (sozlangan elektron).[4] Tibbiy batareyalarda, odatda, bemorni potentsial o'limga olib keladigan past chastotali birlamchi tokdan butunlay ajratib qo'yish uchun xavfsizlik uchun ikkita kondansatör ishlatilgan, birlamchi zanjirning har ikki tomonida. Birlamchi zanjirda ham mavjud uchqun oralig'i (SG) boshlang'ichda tebranishlarni qo'zg'atish uchun kalit vazifasini bajaradi. Birlamchi zanjir yuqori voltli transformator bilan ishlaydi yoki induksion lasan[4] (T) 2 - 15 kV quvvatga ega. Transformator bir necha marta kondansatkichlarni zaryad qiladi, keyin ular uchqun oralig'i va birlamchi sariq orqali bo'shatiladi (ish tsiklining batafsil tavsifi Tesla lasan maqola Oudin spiraliga ham tegishli). Ushbu tsikl soniyada ko'p marta takrorlanadi. Har bir uchqun paytida zaryad birlamchi lasan orqali kondensator plitalari o'rtasida tez oldinga va orqaga siljiydi, ikkilamchi yuqori kuchlanishni keltirib chiqaradigan dastlabki sozlangan zanjirda sönümlü chastotali salınımlı oqim hosil qiladi.

The ikkilamchi sariq (L2) ochiq tutashgan va qurilmaning chiqish elektrodiga ulangan. Oudin spiralida asosiy o'rashning bir tomoni (L1) topraklanmış va boshqa tomon ikkinchi darajali bilan bog'langan, shuning uchun asosiy va ikkilamchi ketma-ketlikda. Oudin spiralining ikkita versiyasi mavjud edi:[3][11][12]

Dastlabki Oudin spirali, 1904 yil atrofida, alohida birlamchi va ikkilamchi sariqlarga ega. Rasmda asosiy (L1) Leyden kavanozlari va katta vertikal ikkinchi darajali rezonator spirali o'rtasida ko'rinadigan kichik gorizontal sariq. Transformator (T) kontaktlarning zanglashiga olib chiqilishi ko'rsatilmagan.
  • Ilgari Oudin sxemalarida ikkita rulon bir-biridan magnitlangan emas, kichik gorizontal boshlang'ich "D'Arsonval" spirali bilan ajralib turardi. (L1) katta vertikal ikkinchi darajali "Oudin rezonatori" ga ulangan kran bilan 20-40 burilish (L2) nozik simlarning ko'p burilishlari bilan (katta rulonlarda 400 - 600, kichiklarida 100 - 300),[2] yuqori voltli terminalga ulangan. Ushbu sxemada yuqori kuchlanish butunlay rezonans bilan hosil bo'lgan yuqori Q ikkilamchi lasan. "D'Arsonval" spiraliga "rezonator" spirali qo'shilishi Oudinning hissasi edi; qolgan elektron tomonidan ixtiro qilingan Jak D'Arsonval.[3]
Keyinchalik avtotransformatorni hosil qilish uchun bir xil shaklda birlamchi va ikkilamchi yara bilan yozing. Birlamchi pastki qismdagi qo'pol sariqdir. Ikkala rasmda ham uchqun oralig'i (SG) kichik qutiga joylashtirilgan (S) shovqinni kamaytirish uchun o'ng tomonda.
  • Keyinchalik Oudin zanjirlarida g'altaklar magnitlangan bo'lib, hosil bo'ladi avtotransformator, shuning uchun birlamchi EMFni ikkilamchi bilan hosil qiladi elektromagnit induksiya. Ikkala sariq ham bir xil g'altakka o'ralgan, ikkinchisi o'rashga ulangan, sozlanishi kran bilan pastki qismidagi og'ir simlarning nisbatan kam burilishidan tashkil topgan, ko'plab ingichka simlardan yasalgan.[3] Oudin ushbu sxemada transformatorning katta burilish nisbati tufayli yuqori kuchlanish hosil qilganligini aniqladi.

U kondansatörni o'z ichiga olmaydi, ammo ikkilamchi sariq ham rezonansli elektron (elektr rezonator ); The parazitik sig'im ikkilamchi spiral uchlari orasida aks sado beradi katta bilan induktivlik ikkilamchi, xususan rezonans chastotasi. Ushbu chastotada birlamchi tomonidan qo'zg'alganda, ikkilamchi katta tebranish kuchlanishlari paydo bo'ladi. Birlamchi o'rashdagi burilishlar soni va shu bilan rezonans chastotasi birlamchi, a bilan sozlanishi mumkin ga teging lasan ustida. Ikkala sozlangan sxema bir xil chastotada rezonanslashish uchun sozlanganda, spiralning katta burilish nisbati, yuqori Q sozlangan zanjirlarning ikkinchi darajali kuchlanishini bir necha yuz minglab million voltgacha ko'taradi.

Ikkilamchi to'g'ridan-to'g'ri birlamchi zanjirga ulanadi, u elektr transformatoridan minglab voltli o'limga olib keladigan past chastotali 50/60 Hz oqimlarni o'tkazadi. Oudin spirali tibbiy asbob bo'lganligi sababli, ikkilamchi oqim to'g'ridan-to'g'ri odam tanasiga tatbiq etilgan, xavfsizlik uchun Oudin davri ikkitasi kondansatörler (C), tarmoq chastotasida besleme transformatoridan spiral va chiqish elektrodini to'liq ajratish uchun birlamchi har bir oyog'ida bitta.[13] Ketma-ket ikkita bir xil kondansatör bitta kondansatörün sig'imining yarmiga ega bo'lganligi sababli, Oudin davri rezonans chastotasi

Oudin spirali yordamida effluvium usuli bilan davolash, 1907. Izolyatsiya qilingan elektrod (B), spiralning yuqori qismiga bog'langan, tizzaga yo'naltirilgan. Bemor "tuproqli" elektrodni ushlab turadi (A) lasan tagiga biriktirilgan. Shifokorning boshqa qo'liga e'tibor bering (D) sozlash lasan.
Oudin elektroterapiya kiyimi. Oudin spirali kiradi (o'ng orqa), uni quvvatlaydigan indüksiyon spirali (orqa orqa), simob uzgichli quvvat paneli (chap orqa)va kondansativ yotoq (oldingi)
Saratonni sitolisis bilan Oudin spirali yordamida davolash (bemorning chap tomoni). Oudin spiralini quvvatlantiradigan induksion spiral va uzuvchi bemorning boshi orqasida
Erta turdagi yana bir Oudin spirali

Foydalanish

Elektroterapiya uchun ishlatiladigan elektrodlar. Hammasi qora izolyatsion tutqichga ulanadi (45, pastki) sim bilan Oudin terminaliga ulangan.
Vakuum elektrod.

Bobinning yuqori voltli terminali sim orqali har xil turdagi qo'l elektrodlariga ulangan bo'lib, u vrach bemorning tanasiga yuqori kuchlanishni qo'llagan. Davolash bemor uchun og'riqli bo'lmagan, chunki o'zgaruvchan tok radio chastotasi (RF) diapazoni, 10 kHz dan yuqori chastota, odatda sensatsiyani keltirib chiqarmaydi elektr toki urishi. Oudin spirali "bir qutbli" generator bo'lib, spiralning pastki uchi tuproqli edi, shuning uchun ba'zida bemorga faqat bitta elektrod surtilgan va oqimlarning qaytish yo'li yerdan o'tgan. Biroq, odatda, spiralning pastki qismidagi tuproqli sim ishlatilgan; bemor ushlab turadigan tuproqli elektrodga biriktirilgan. Oudin spiralining kamchiligi shundaki, elektrod va simning ishlatilish paytida harakati ikkilamchi spiralning yuqori terminalining sig'imini o'zgartirdi va shu bilan uning rezonans chastotasi.[14] Bu ikkilamchi sariqni rezonansdan birlamchi bilan chiqarib tashladi va bu kuchlanishning pasayishiga olib keldi. Shunday qilib, asosiy va ikkinchi darajali holatni "ohangda" ushlab turish uchun birlamchi spiraldagi teginish nuqtasini ishlatish paytida doimiy ravishda sozlash kerak edi. (yuqoridagi chap rasmda ko'rinadi).

Bemorning tanasining turli qismlariga tokni tatbiq etish uchun ko'plab maxsus elektrod turlaridan foydalanilgan. Ular odatda ikki turga bo'lingan. Topshirmoq cho'tkaning chiqishi (chaqirdi "oqava suvlar") bemor tanasining tashqi tomoniga izolyator tutqichidagi bir yoki bir nechta metall nuqtalardan tashkil topgan elektrodlar ishlatilgan. Badanga etarlicha uzoqroq tutilishi kerak va teriga yoy tushmasligi uchun og'riq paydo bo'lishi mumkin edi. Oqim to'g'ridan-to'g'ri tana yuzasiga, shuningdek og'iz, rektum yoki qin orqali bemorning tanasidagi to'qimalarga ta'sir qilish uchun vakuum trubkasi "kondensatlovchi" elektrod ishlatilgan, bu qisman evakuatsiya qilingan turli xil shisha naychadan iborat. yuqori voltli simga ulangan elektrod bilan, ichkarida muhrlangan shakllar.Bu elektr energiyasini olganda dramatik binafsha nurini hosil qildi.Tubaning shisha konvertida bemor tanasi orqali oqim o'tishi kerak bo'lgan kondansatör hosil bo'lib, uni xavfsiz qiymatlar bilan cheklab qo'ydi. .

Butun tanaga tokni tatbiq etish uchun "kondensat divan" ishlatilgan. Bu to'shak yoki divan edi, uning to'shagi ostida metall orqa, yuqori kuchlanishli terminalga sim bilan bog'langan. Bemorni davolash paytida tutib olgan yon tomondan metall qo'l ushlagich elektrodlari "zamin" qaytish yo'li bo'lib xizmat qilgan va spiralning pastki qismiga bog'langan. Shunday qilib divanda bemorning tanasi bitta elektrod bo'lgan kondansatör hosil bo'ldi.

Tarix

1800-yillar davomida elektr toklarini inson tanasiga tatbiq etish bo'yicha tajribalar Viktoriya davridagi tibbiyot sohasiga aylandi, qonuniy eksperimental tibbiyot va qisman quack dori, deb nomlangan elektroterapiya. Kashfiyoti radio to'lqinlari tomonidan Geynrix Xertz 1886 yilda va undan keyingi rivojlanishi radio tomonidan Oliver Lodj, Guglielmo Markoni qiziqish uyg'otdi radio chastotasi oqimlar va ularni ishlab chiqarish uchun sxemalar. "Yuqori chastotali" toklar audio diapazon> 20 kHz dan yuqori bo'lgan har qanday chastotani anglatar edi va ularni keltirib chiqaradigan rezonans bobinlar umuman "tebranish transformatorlari" deb nomlangan. 1890-yillarda shifokorlar ushbu yuqori kuchlanish va yuqori chastotali oqimlarni inson tanasiga tatbiq etishni boshladilar (tibbiyotdagi axloqiy me'yorlar o'sha paytda erkinroq edi va shifokorlar o'z bemorlarida tajriba o'tkazishlari mumkin edi). 1890 yilda frantsuz shifokori Jak Arsen d'Arsonval inson organizmiga yuqori chastotali toklarni tatbiq etadigan birinchi tajribalarni amalga oshirib, yuqori chastotali elektroterapiya sohasiga asos solgan. U 10 kHz dan yuqori oqimlar mushaklarning qisqarishiga olib kelmasligini yoki hissiyotlarni keltirib chiqaradigan nervlarni faollashtirmasligini aniqladi elektr toki urishi. 1891 yilda Amerikada muhandis Nikola Tesla xuddi shu narsani mustaqil ravishda kashf etdi. Ushbu sohadagi uchta kashshof D'Arsonval, Tesla va Oudin tomonidan ishlab chiqilgan uchta turdagi apparatlar ishlatilgan va ular atrofida klinik texnikaning alohida organlari o'sgan:[3][4]

D'Arsonval apparati
Kichik tibbiy Tesla spirali. Izolyatsiyani ta'minlash uchun spiral yog'ga botiriladi. Oudindan farqli o'laroq, Tesla spirali ikki qutbli.
  • D'Arsonval apparati - D'Arsonval birinchi marta yuqori chastotadan foydalangan alternator, lekin ushbu qurilma 10 kHz dan yuqori chastotalarni ishlab chiqara olmadi. Yuqori chastotalarga erishish uchun u bitta sxemadan iborat sxemani ishlab chiqdi sozlangan elektron, ikkitadan yasalgan Leyden jar kondansatörler va nisbatan kam bo'lgan, 10 dan 30 gacha og'ir simli kichik lasan, indüksiyon bobini va uchqun oralig'i tebranishlarni qo'zg'atish. Ikkilamchi o'rashsiz Tesla sxemasiga o'xshardi. Ushbu sxema nisbatan past kuchlanishli (ehtimol 30 kV), yuqori oqim elektr energiyasini ishlab chiqaradigan "D'Arsonval oqimlari" deb nomlangan. Sxema "bipolyar" bo'lib, spiralning qarama-qarshi uchlaridan ikkita simni bemor tanasining turli joylarida elektrodlarga ulangan edi. Yuqori chastotali toklar bemorning tanasida mikroto'lqinli pechning ishlashiga o'xshash issiqlik hosil qilishi mumkin; bu chaqirildi Diatermiya (Behari). Kabi boshqa nomlar ham ishlatilgan Termo-faradizm va Termo-penetratsiya terapiya uchun yoki jarrohlikdagi destruktiv ta'sir uchun ishlatilganligiga qarab (Behari)
  • Oudin rezonatori - frantsuz shifokori Pol Mari Oudin 1893 yilda kichik D'Arsonval spiralidagi kranga ingichka simning ko'p burilishidan yasalgan ikkinchi katta "rezonator" spirali qo'shib D'Arsonval sxemasini o'zgartirdi. Kranni sozlash orqali u ikkinchi sariqni Tesla sxemasiga o'xshash pastki oqimlarda yuqori kuchlanish hosil qilib, sozlangan sxema bilan rezonansga keltirishi mumkin. Dastlabki "Oudin rezonatori" apparatida ikkita sariq alohida bo'lib, ular magnit bilan bog'lanmagan. Keyinchalik Oudin samaradorlikni rulonlarni magnit bog'lash orqali oshirish mumkinligini, kichik g'altakni katta g'altakning asosiy o'rashiga aylantirishini aniqladi.[11] Oudin rezonatori juda yuqori kuchlanishli, past tok elektr energiyasini ishlab chiqardi. Bu bitta uchli topraklama va bitta chiqish terminali bilan "bir qutbli" zanjir edi.
  • Tesla-Tomson apparati - serbiyalik amerikalik muhandis Nikola Tesla yuqori voltli chastotali rezonansli transformatorlar sohasini kashshof qildi. U va Elihu Tomson ularning tanasiga yuqori kuchlanishni qo'llash bilan tajriba o'tkazdi. Tesla ko'plab turli rezonansli transformator sxemalarini ixtiro qilgan bo'lsa-da, uning nomini olgan elektroterapiya davri uchburchak bilan qo'zg'atilgan sozlangan bir necha burilishli dastlabki simdan tashkil topgan "bipolyar" zanjir bo'lib, u ko'plab ingichka simlarning simmetrik bipolyar ikkilamchi bobini markazini o'rab oladi, har bir uchida chiqish terminallari mavjud.

D'Arsonval va Oudin apparatlari Evropada ommalashgan, Tesla-Tompson apparatlari asosan Amerikada ishlatilgan. 20-asrning birinchi o'n yilliklarida ushbu lagerlar o'rtasida raqobat paydo bo'ldi va tibbiy adabiyotlarda "Tesla oqimlari" yoki "Oudin oqimlari" har xil sharoitlar uchun yaxshiroq bo'lganligi to'g'risida bahslashdi. 1920 yilga kelib oqimlarning juda o'xshashligi anglandi. O'chirish sxemalari juda o'xshash bo'lganligi sababli, tibbiy etkazib beruvchilar Tesla, D'Arsonval yoki Oudin terapiyasi uchun o'rnatilishi mumkin bo'lgan "yuqori chastotali" kombinatsiyalarni sotishdi, ko'pincha Rontgen ray (rentgen)

Oudin asosiy va "rezonator" spiralini bir xil shaklda birlashtirgandan so'ng, ularni havo yadrosi qildi avtotransformator, Tesla va Oudin apparatlari o'rtasidagi yagona muhim farq shundaki, tibbiy Tesla spirali "bipolyar", Oudin spirali esa "bir qutbli" bo'lib, bir uchi asosli edi. Vaqt o'tishi bilan atamalarning ma'nosi o'zgarib ketdi, ehtimol (1920 yilga kelib) atama Tesla lasan "bipolyar" lasan degan ma'noni anglatadi; Ikkala chiqish terminali bilan asossiz muvozanatli ikkilamchi har qanday yuqori voltli lasan, muddat esa Oudin spirali "bir qutbli" lasan degan ma'noni anglatadi; ikkilamchi va bitta chiqish terminali bo'lgan har qanday lasan.[11]

Taxminan 1930-yillarda vakuum trubkasi osilatorlar yuqori chastotali tibbiyot uskunalaridagi uchqun bilan qo'zg'atilgan sxemalarni almashtirdi. Elektroterapiya sohasi zamonaviy maydon bilan almashtirildi diatermiya va Oudin spirali eskirdi. Ajablanarlisi shundaki, zamonaviy Tesla spiralining konstruktsiyalari bitta kutupli bo'lib, bitta yuqori voltli terminali mavjud va shuning uchun ba'zida Oudin sariqlari ham deyiladi.[11][15]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Kuchli, Frederik Finch (1908). Yuqori chastotali oqimlar. Rebman kompaniyasi. pp.41.
  2. ^ a b v Kertis, Tomas Stenli (1916). Yuqori chastotali apparatlar: uning qurilishi va amaliy qo'llanilishi. Nyu-York: Everyday Mechanics Co. Inc. pp.45 –47. Oudin spirali.
  3. ^ a b v d e Martin, Jeyms M. (1912). Amaliy elektroterapiya va rentgen terapiyasi. REZYUME. Mosby Co. s.187 –192. Oudin spirali.
  4. ^ a b v d e f Kuchli, Frederik Finch (1918). Zamonaviy elektroterapiya asoslari (2 nashr). Nyu-York: Rebman Co. s.73 –75. Oudin.
  5. ^ Hikman, Bert (2000 yil 30-noyabr). "Re: Oudin va Tesla rulonlari". Tesla Coil-ning pochta ro'yxati. Chip Atkinsonning veb-sayti. Olingan 2 dekabr, 2014.
  6. ^ Manders, Horace (1902 yil 1-avgust). "Yuqori chastotali oqimlarning ba'zi hodisalari". Fizik terapiya jurnali. London: Jon Beyl, Sons va Danielsson, Ltd. 3 (1): 226. Olingan 2 dekabr, 2014.
  7. ^ Filingeri, V .; Gravante, G.; Kassisa, D. (2005). "Proktologiyada radiochastota fizikasi" (PDF). Tibbiyot va farmakologiya fanlari uchun Evropa sharhi. 9 (6): 349. Olingan 11 aprel, 2015.
  8. ^ Eberxart, Nobel Marrey (1919). Yuqori chastotali oqimlarning ishchi qo'llanmasi (5 nashr). Chikago: New Medicine Publishing Co. pp.40. Oudin rezonatori.
  9. ^ Brewster, Frank (1914 yil iyun). "Yuqori chastotali oqim apparati. Ch. 5: yuqori chastotali transformator". Zamonaviy elektr va magnetika. Nyu-York: Modern Publishing Co. 28 (6): 762–764. Olingan 2 dekabr, 2014.
  10. ^ Naidu, M. S .; Kamaraju, V. (2009). Yuqori kuchlanish muhandisligi. Hindiston: Tata McGraw-Hill ta'limi. p. 170. ISBN  0070669287.
  11. ^ a b v d Behary, Jeff (2007 yil 1-iyul). "Re: Oudin spirali". Tesla ro'yxati (Pochta ro'yxati). Olingan 10 aprel, 2015.
  12. ^ Tusi, Sinkler (1921). Tibbiy elektr energiyasi Rontgen nurlari va Radiy, 3-Ed. V.B. Saunders Co. 541, 548-550 betlar.
  13. ^ Manders, 1902, Yuqori chastotali toklarning ba'zi hodisalari, p. 220-221
  14. ^ Manders, 1902, Yuqori chastotali toklarning ba'zi hodisalari, p. 223
  15. ^ Skelton, Ken. "Oudin osilatori". Ilm-fanning jamoatchilik tushunchasi. Fizika va astronomiya bo'limi, Univ. Glazgo. Arxivlandi asl nusxasi 2005 yil 4 aprelda. Olingan 10 aprel, 2015.