АКУСТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР

АКУСТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР


RU (11) 2055332 (13) C1

(51) 6 G01K11/22, A61B8/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.07.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1996.02.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 92015347/28 
(22) Дата подачи заявки: 1992.12.29 
(45) Опубликовано: 1996.02.27 
(56) Аналоги изобретения: 1. Коноплянников А. Г. Электромагнитная гипертермия (СВЧ и УВЧ-диапазонов) при лечение опухолевых и неопухолевых заболеваний. Физическая медицина, 1991, т. 1, с.1-11. 2. Годик Э. З., Гуляев Ю. В., Дементиенко В. В., Пасечник В. И. и Рубцов А. А. О возможностях акустической термографии биологических объектов. - Докл. АН СССР, 1985, т. 283, п. 6, с.1495-1499. 3. Clark R. P. et al. High - resolution thermography and X - Linked hypohidrotic cetodermal clysplasia (XED). - J. Physiol., 1987, 384, p.5p. 4. Пасечник В. И. Акустическая термография биологических объектов. - Радиотехника, 1991, N 8, с.77-80. 
(71) Имя заявителя: Пасечник Виктор Иванович 
(72) Имя изобретателя: Пасечник Виктор Иванович 
(73) Имя патентообладателя: Пасечник Виктор Иванович 

(54) АКУСТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР 

Использование: для измерения глубинной температуры тела человека и животных. Сущность изобретения: устройство содержит приемник 1 акустического излучения с камерой 2 термостата, заполненной иммерсионной жидкостью, преобразователь 5 акустического излучения в электрический сигнал, размещенный в приемнике 1, согласующий трансформатор 7, последовательно соединенные с ним блок 8 подключения активной нагрузки, ВЧ-фильтр 19, квадратичный детектор 20, синхронный детектор 21, фильтр 22 низких частот, сумматор 25 и блок 26 регистрации и индикации, блок 24 регулирования полосы пропускания фильтров, измеритель 13 температуры камеры термостата, термостабилизатор 15 камеры термостата. Блок 8 включает генератор 11 опорного напряжения и активное сопротивление 9, при помощи ключа 10 подключенное к одной из обмоток трансформатора 7. В многоканальном варианте выполнения устройство содержит один или несколько дополнительных измерительных каналов, включающих преобразователи 5, размещенные в приемнике 1. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к медицинской и ветеринарной технике и может быть использовано для неинвазивного измерения глубинной температуры в теле человека и животных.

Измерение глубинной температуры имеет существенное значение для медицинской диагностики. В частности, при онкологической гипертеpмии необходимо поддерживать температуру внутри подогреваемых участков тела человека в пределах 42-45оС с точностью 0,5оС [1] Выход из этого диапазона температур резко снижает эффективность лечения, однако эффективные неинвазивные методы измерения глубинной температуры в настоящее время отсутствуют. В настоящее время также практически невозможно измерить температуру в теле человека на глубине свыше 2-3 см неинвазивным образом, акустические термометры открывают возможности для проведения подобных измерений вообще и для решения задач гипертермии в частности [2]

Известны контактные и бесконтактные устройства для неинвазивного измерения температуры тела человека и животных, использующие собственное электромагнитное излучение этих объектов. Например, метод инфракрасного тепловидения по собственному электромагнитному излучению в инфракрасном диапазоне длин волн позволяет бесконтактно измерять температуру тела с глубины порядка 100 мкм. Соответствующая измерительная система состоит из исследуемого тела, датчика, предусилителя и устройств регистрации и обработки [3]

Недостатком этого метода является малая глубинность.

Большую глубинность обеспечивает СВЧ-радиометрия, использующая прием собственного электромагнитного излучения тела человека либо животного в диапазоне дециметровых волн (3-60 см) [1, 2] Можно регистрировать сигналы изменения температуры с глубины 2- 3 см, применяя контактную антенну-аппликатор. Эта система также состоит из измеряемого тела, датчика, предусилителя и системы регистрации.

Недостатком этого метода является его невысокая пространственная разрешающая способность вследствие большого размера приемной антенны.

Преодолеть недостатки этих методов измерения глубинной температуры, связанные с малой глубинностью или низкой разрешающей способностью, можно, если использовать регистрацию другого типа собственного теплового излучения тела акустического, в мегагерцовом диапазоне частот [2] Из-за относительно слабого затухания ультразвука во многих биологических тканях глубина, с которой можно принимать акустическое излучение, также больше, чем для СВЧ-радиотермометров. По этим причинам данное изобретение для измерения глубинной температуры основано на пассивной регистрации теплового акустического излучения из тела человека и животных.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является акустический термометр, реализующий модуляционный принцип регистрации теплового акустического излучения [4] содержащий приемник акустического излучения с камерой термостата, подключенный чрез предусилитель к регистрирующей системе, включающей высокочастотный полосовой фильтр, квадратичный детектор, фильтр низких частот, а также измеритель температуры камеры и блок регистрации и индикации. Приемник акустического излучения содержит установленные на акустической оси входное акустически прозрачное окно и преобразователь акустического излучения в электрический сигнал. Камера заполнена иммерсионной жидкостью, выполняющей роль термостабилизатора.

Однако известный акустический термометр имеет ряд недостатков:

наличие механического модулятора значительно усложняет конструкцию акустического термометра и его эксплуатацию и, кроме того, может вызывать механические наводки при движении обтюратора;

устройство не позволяет исключить влияние отражений на границе раздела "датчик-тело", что дает значительные ошибки в определении абсолютного значения глубинной температуры тела;

устройство не измеряет термодинамическую температуру поверхности исследуемого тела, что затрудняет выбор оптимального режима работы системы;

устройство может вызывать ответные физиологические реакции при прикосновении приемника к телу, что может исказить значения измеряемой глубинной температуры;

устройство снабжено лишь одним преобразователем акустического излучения, что делает невозможным при одиночном измерении рассчитать распределение температуры в глубине тела.

Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности акустического термометра, упрощение конструкции приемника акустического излучения и возможность определения распределения температуры по глубине тела.

Это достигается тем, что в акустический термометр дополнительно введены термостабилизатор камеры термостата с задатчиком температуры и исполнительным элементом, измеритель температуры поверхности исследуемого объекта, сумматор, блок регулирования полосы пропускания фильтров и блок подключения активной нагрузки, при этом вход блока подключения активной нагрузки соединен с согласующим трансформатором, его первый выход подключен к входу высокочастотного полосового фильтра, а второй выход соединен с вторым входом синхронного детектора, выход измерителя температуры камеры термостата подключен к первому управляющему входу термостабилизатора камеры термостата и к одному из входов сумматора, второй вход которого соединен с выходом системы синхронного детектирования, выход измерителя температуры поверхности объекта подключен к второму управляющему входу термостабилизатора камеры термостата, а выход сумматора подключен к входу блока регистрации и индикации, причем исполнительный элемент термостабилизатора камеры термостата размещен в полости камеры термостата и находится в тепловом контакте с иммерсионной жидкостью.

Блок подключения активной нагрузки включает активное сопротивление, находящееся в тепловом контакте с камерой термостата, ключ и генератор опорного напряжения, причем активное сопротивление подключено к одной из обмоток согласующего трансформатора, например, параллельно при помощи ключа, соединенного с первым выходом генератора опорного напряжения, вывод активного сопротивления образует первый выход блока подключения активной нагрузки, а второй выход генератора опорного напряжения ее второй выход.

В частном случае для получения пространственного распределения температуры акустический термометр выполнен многоканальным.

В предложенном устройстве реализуется модуляционный принцип регистрации теплового акустического излучения, для чего на один и тот же преобразователь поочередно подаются акустические сигналы от исследуемого тела и от другого тела с известной температурой, а разностный сигнал, пропорциональный разности абсолютных температур тела и эталона, выделяется путем синхронного детектирования. Такой прием позволяет уменьшить влияние дрейфов преобразователя и предусилителя и резко повышает пороговую чувствительность акустического термометра.

В изобретении для того, чтобы дополнительно уменьшить дрейфы преобразователя, применена термостабилизация преобразователя. Для уменьшения влияния отражений от поверхности тела на измеряемое значение глубинной температуры, температуры преобразователя и среды, через которую он контактирует с телом, сделаны равными. Эта температура принята близкой к термодинамической температуре измеряемого тела и может либо задаваться извне, либо управляться в соответствии с температурой поверхности объекта. Для обеспечения термостабилизации в акустический термометр введены системы измерения термодинамических температур тела и преобразователя, а также система термостабилизациии.

Используя датчики, настроенные на разные частоты, которым соответствуют разные глубины, с которых принимается акустическое излучение из глубины исследуемого тела, можно решить обратную задачу найти пространственное распределение термодинамических температур по набору "акустических" температур, измеренных несколькими акустическими термометрами. Этот результат можно также получить, применяя несколько преобразователей, ориентированных по-разному относительно поверхности тела.

Акустический термометр может включать электронно-вычислительную машину, состоящую из интерфейса, клавиатуры, монитора, процессора и регистрирующего устройства. В этом случае ЭВМ может выполнять те же функции, которые описаны выше, а кроме того, с ее помощью можно использовать более сложные алгоритмы обработки данных акустической температуры и более сложные алгоритмы управления температурой термостата, например не по температуре поверхности тела, а по более сложной временной зависимости от этой величины.

На фиг. 1 приведена схема акустического термометра; на фиг.2 частотные зависимости коэффициента К преобразования пьезоприемника при разных электрических нагрузках пьезопреобразователя; на фиг.3 схема варианта выполнения акустического термометра многоканальным.

Акустический термометр (фиг. 1) состоит из приемника 1 акустического излучения с камерой 2 термостата, заполненной иммерсионной жидкостью 3. Приемник 1 акустического излучения содержит входное акустически прозрачное окно 4, выполненное, например, из тонкой пленки высокомолекулярного полимера. На акустической оси с окном 4 размещен преобразователь 5 акустического излучения в электрический сигнал.

Преобразователь 5 может иметь согласующие и защитные слои 6 и через согласующий трансформатор 7 нагружен на блок 8 подключения активной нагрузки, включающий активное сопротивление 9 (например, резистор), подключенное при помощи ключа 10, управляемого генератором 11 опорного напряжения, в параллель к одной из обмоток трансформатора (например, вторичной). Активное сопротивление 9 находится в тепловом контакте с камерой 2 термостата, т.е. при той же температуре, что и пьезопреобразователь 5.

Со стенкой камеры 2 термостата контактирует датчик 12 измерителя 13 температуры термостата, исполнительный элемент 14 термостабилизатора 15 камеры 2 термостата в непосредственной близости от акустически прозрачного окна 4 размещен датчик 16 измерителя 17 температуры поверхности исследуемого объекта 18.

Первый выход блока 8 подключения активной нагрузки подключен к входу высокочастотного полосового фильтра 19, последовательно с которым включены квадратичный детектор 20, синхронный детектор 21 и фильтр 22 низких частот, образующие систему 23 синхронного детектирования 23. Для изменения ширины полосы пропускания фильтров 19 и 22 имеется блок 24 регулирования полосы пропускания. На второй вход синхронного детектора 21 подается опорный сигнал с второго выхода блока 8 подключения активной нагрузки, т.е. с выхода генератора 11 опорного напряжения. Выход фильтра 22 подключен к одному из входов сумматора 25, к второму его входу подсоединен выход измерителя 13 температуры термостата. Этот же сигнал поступает и на первый управляющий вход термостабилизатора 15 камеры термостата. Выход измерителя 17 температуры поверхности объекта подключен к второму управляющему входу термостабилизатора 15 камеры термостата для осуществления режима термостабилизации модулятора по температуре поверхности исследуемого тела. Представление и запись информации об измеряемых параметрах осуществляется в блоке 26 регистрации и индикации. На вход этого блока подаются сигнал с выхода сумматора 25, а также сигнал о температуре камеры 2 термостата и поверхности объекта с соответствующих измерителей 13 и 17. молекулярного полимера. На акустической оси с окном 4 размещен преобразователь 5 акустического излучения в электрический сигнал.

Преобразователь 5 может иметь согласующие и защитные слои 6 и через согласующий трансформатор 7 нагружен на блок 8 подключения активной нагрузки, включающий активное сопротивление 9 (например, резистор), подключенное при помощи ключа 10, управляемого генератором 11 опорного напряжения, в параллель к одной из обмоток трансформатора (например, вторичной). Активное сопротивление 9 находится в тепловом контакте с камерой 2 термостата, т.е. при той же температуре, что и пьезопреобразователь 5.

Со стенкой камеры 2 термостата контактирует датчик 12 измерителя 13 температуры термостата, исполнительный элемент 14 термостабилизатора 15 камеры 2 термостата, а также активное сопротивление 9. На внешней поверхности камеры 2 термостата в непосредственной близости от акустически прозрачного окна 4 размещен датчик 16 измерителя 17 температуры поверхности исследуемого объекта 18.

Первый выход блока 8 подключения активной нагрузки подключен к входу высокочастотного полосового фильтра 19, последовательно с которым включены квадратичный детектор 20, синхронный детектор 21 и фильтр 22 низких частот, образующие систему 23 синхронного детектирования. Для изменения ширины полосы пропускания фильтров 19 и 22 имеется блок 24 регулирования полосы пропускания. На второй вход синхронного детектора 21 подается опорный сигнал с второго выхода блока 8 подключения активной нагрузки, т.е. с выхода генератора 11 опорного напряжения. Выход фильтра 22 подключен к одному из входов сумматора 25, к второму его входу подсоединен выход измерителя 13 температуры термостата. Этот же сигнал поступает и на первый управляющий вход термостабилизатора 15 камеры термостата. Выход измерителя 17 температуры поверхности объекта подключен к второму управляющему входу термостабилизатора 15 камеры термостата для осуществления режима термостабилизации модулятора по температуре поверхности исследуемого тела. Представление и запись информации об измеряемых параметрах осуществляется в блоке 26 регистрации и индикации. На вход этого блока подаются сигнал с выхода сумматора 25, а также сигнал о температуре камеры 2 термостата и поверхности объекта с соответствующих измерителей 13 и 17.

На фиг.2 приведены зависимости от частоты f коэффициента К преобразования интенсивности ультразвукового сигнала в электрическое напряжение для пьезокерамического преобразователя 5 с четвертьволновыми согласующими слоями 6, электрически нагруженного на индуктивность, если он не зашунтирован активным сопротивлением 9 (кривая 1) и если зашунтирован (кривая 2). Видно, что подключение активного сопротивления резко уменьшает величину К, что обеспечивает модуляцию входного сигнала акустотермометра.

На фиг. 3 представлена схема акустического термометра, реализующего многоканальный прием и содержащего один или несколько дополнительных измерительных каналов, каждый из которых включает размещенный в приемнике преобразователь 5', последовательно соединенные с преобразователем согласующий трансформатор 7', блок 8' подключения активной нагрузки 8, ВЧ полосовой фильтр 19', квадратичный детектор 20', синхронный детектор 21', фильтр 22' низких частот, сумматор 25' и блок 26' регистрации и индикации, а также блок 24' регулирования полосы пропускания фильтров. Блоки 26 (26') размещены в одном корпусе, образуя общий блок 27.

Управление блоками 8 (8') подключения активной нагрузки, а также синхронными детекторами 21 (21') может производиться от одного и того же генератора 11 опорного сигнала из одного из блоков 8. То же касается и сумматоров 25 (25'), на вторые управляющие входы которых могут поступать одинаковые сигналы от одного измерителя 13 температуры термостата, если все преобразователи 5 (5') находятся в одинаковых температурных условиях вследствие соприкосновения с одной и той же иммерсионной жидкостью 3.

Акустический термометр (фиг.1) работает следующим образом.

Шумовой акустический сигнал, интенсивность которого пропорциональна абсолютной температуре, из глубины исследуемого объекта 18, например от опухоли 28, через акустически прозрачное окно 4 попадает внутрь камеры 2 и распространяется по иммерсионной жидкости 3 в сторону преобразователя 5, который преобразует его в электрический сигнал. Этот электрический сигнал вместе с собственным электрическим шумом преобразователя далее проходит через блок 8 подключения активной нагрузки и поступает на вход системы 23 синхронного детектирования. Если ключ 10 разомкнут, то сигнал из объекта полностью проходит на вход системы 23 синхронного детектирования. Если же ключ 10 замкнут, активное сопротивление 9 оказывается подключенным параллельно преобразователю 5 и коэффициент преобразования К резко падает (фиг.2). Тогда на вход системы 23 синхронного детектирования попадают только собственные шумы преобразователя 5 и активного сопротивления 9. Как показывают соответствующие расчеты, полный квадрат электрического напряжения, снимаемого с выхода преобразователя 5 (т.е. интегральное его значение во всей полосе частот, в которой реальная часть электрического импеданса на входе системы 23 синхронного детектирования отлична от нуля), в случае равенства абсолютных температур активного сопротивления 9 и преобразователя 5 не зависит от величины активного

сопротивления 9, а определяется только их абсолютной температурой и электрической емкостью преобразователя 5. Поэтому разность электрических напряжений, поступающих на вход системы 23 синхронного детектирования при двух положениях ключа, определяется разностью абсолютных температур исследуемого объекта и преобразователя 5, последняя равна, в свою очередь, температуре иммерсионной жидкости 3 в камере 2 термостата. Открыванием ключа 10 управляет генератор 11 опорного напряжения. Электрическое напряжение, генерируемое преобразователем 5 в каждую из фаз положения ключа 10, подается на первый вход системы 23 синхронного детектирования.

В системе 23 синхронного детектирования сигнал проходит через высокочастотный полосовой фильтр 19 и детектируется в квадратичном детекторе 20. Напряжение на его выходе пропорционально квадрату акустического давления, т.е. интенсивности звука, которая, в свою очередь, пропорциональна абсолютной температуре. Поэтому если ключ 10 разомкнут, то электрический сигнал на выходе квадратичного детектора 20 пропорционален абсолютной температуре исследуемого объекта 18 или таковой какого-либо участка тела с иной температурой, например опухоли 28, если исходит из нее. Если же ключ 10 замкнут, то этот сигнал пропорционален абсолютной температуре иммерсионной жидкости 3 камеры 2 термостата. Напряжение с выхода квадратичного детектора 20 подается на первый вход синхронного детектора 21. На второй его вход поступает опорное напряжение с выхода генератора 11 опорного напряжения. На выходе синхронного детектора 21 напряжение пропорционально разности абсолютных температур исследуемого объекта 18 и камеры 2 термостата. Оно подается на вход фильтра 22 низких частот, с его выхода сигнал подается на первый вход сумматора 25.

Чтобы получить абсолютную температуру исследуемого объекта 18, нужно полученную на выходе синхронного детектора 21 разность температур сложить с напряжением, отражающим температуру преобразователя 5. Поскольку температура преобразователя 5 и активного сопротивления 9 равна температуре камеры 2 термостата, его получают следующим образом. Датчик 12 измеряет температуру иммерсионной жидкости 3 в камере 2 термостата, и сигнал с него подается на вход измерителя 13 температуры термостата, с выхода последнего напряжение подается на второй вход сумматора 25. Таким образом, на выходе сумматора 25 вырабатывается электрическое напряжение, пропорциональное глубинной температуре исследуемого объекта 18, которое поступает на вход блока 26 регистрации и индикации.

Постоянная температура термостата поддерживается с помощью термостабилизатора 15 камеры термостата. На его первый вход поступает напряжение с выхода измерителя 13 температуры термостата, а на второй вход электрическое напряжение с выхода измерителя 17 температуры поверхности объекта. Первое из этих напряжений представляет собой сигнал обратной связи, несущий информацию о температуре жидкости 3 в камере 2, второе напряжение несет информацию о температуре поверхности измеряемого объекта 18.

В предлагаемом устройстве обеспечивается несколько режимов термостабилизации, выбираемых в блоке термостабилизатора 15 камеры термостата: по температуре, задаваемой специальным задатчиком температуры (не показан), либо по температуре поверхности измеряемого объекта 18.

При работе в режиме термостабилизации по температуре поверхности объекта управление термостабилизатора 15 камеры модулятора осуществляется напряжением, снимаемым с выхода измерителя 17 температуры поверхности тела.

Диапазон рабочих температур термостата составляет 27-42оС. Термостабилизатор 15 камеры термостата вырабатывает сигнал, подаваемый на исполнительный элемент 14. В качестве такового использован транзистор КТ 837Г. Если температура иммерсионной жидкости 3 ниже заданной, то через транзистор пропускается электрический ток и он подогревается сам и подогревает жидкость 3 до тех пор, пока не устанавливается заданное значение температуры. После этого подаваемое на него напряжение убирается. Если же вследствие каких-либо причин температура жидкости 3 оказывается выше заданной, то ток через исполнительный элемент падает до нуля, он перестает нагреваться и происходит остывание жидкости 3 за счет теплообмена с окружающей средой. Таким образом стабилизируется температура термостата. В качестве исполнительного элемента 14 может быть использовано устройство, позволяющее как нагревать, так и охлаждать жидкость 3, например элемент Пельтье.

Температура поверхности объекта и(или) температура модулятора контролируются с помощью блока 26 регистрации и индикации.

Регулирование полосы пропускания фильтров 19 и 22 осуществляется блоком 24. Он содержит два автономных регулятора. Один из них регулятор полосы пропускания высокочастотного полосового фильтра 19 изменяет чувствительность акустотермометра и глубину, с которой он принимает акустическое излучение. Сужение полосы уменьшает чувствительность акустотермометра, выбор более низкочастотной полосы пропускания увеличивает глубинность прибора, поскольку при этом регистрируется более низкочастотное тепловое акустическое излучение. Регулятор полосы фильтра 22 низких частот определяет время интегрирования акустотермометра и тем самым его чувствительность, а также разрешающую способность во времени. Увеличение времени интегрирования увеличивает пороговую чувствительность акустического термометра.

Таким образом, для получения информации о глубоких слоях необходимо выбрать более низкочастотную полосу пропускания высокочастотного полосового фильтра 19. Для получения максимальной чувствительности по температуре при заданной глубинности акустического термометра необходимо максимально сузить полосу пропускания фильтра 22 низких частот. Чтобы зарегистрировать быстропротекающие процессы, необходимо выбрать более широкую полосу пропускания фильтра 22 низких частот (это, однако, неизбежно приводит к снижению пороговой чувствительности акустического термометра).

В варианте, рассчитанном на применение компьютера (функциональная схема не приводится), входные и выходные сигналы, подаваемые в блок 26 (26') регистрации и индикации, заводятся в компьютер через интерфейс. С клавиатуры компьютера в процессор подаются команды на регулировку полос пропускания фильтров в блок 24, команды начала и конца измерений, выдачи зарегистрированных сигналов на монитор и на принтер. В этом случае ЭВМ может выполнять те же функции, которые описаны выше, а кроме того, с ее помощью можно использовать более сложные алгоритмы обработки данных акустической температуры и более сложные алгоритмы управления температурой модулятора, например не по температуре поверхности тела, а по более сложной временной зависимости от этой величины. С помощью соответствующих программ можно производить временную фильтрацию, сглаживание, построение гистограмм, построение корреляционных зависимостей глубинной температуры и температуры поверхности тела, каталогизацию данных, производить решение обратных задач по различным алгоритмам.

Функционирование многоканального акустического термометра (фиг.3) принципиально не отличается от описанного выше одноканального варианта. Тепловой акустический сигнал принимается несколькими преобразователями 5 (5'), каждый из которых присоединен через соответствующий блок 8 (8') подключения активной нагрузки к своей системе 23 (23') синхронного детектирования и своему сумматору 25 (25'). На выходе каждого из сумматоров появляется сигнал "акустической" температуры, измеряемый соответствующим преобразователем в зависимости от той частоты, на которую он настроен, и от той ориентации акустической оси чувствительности, которую он имеет относительно поверхности исследуемого объекта 18. Сетка диаграмм направленности нескольких преобразователей позволяет одновременно производить измерения глубинной температуры с разных точек поверхности исследуемого объекта и по разным направлениям в глубине его в зависимости от ориентации преобразователей, а также частот, на которые они настроены. Тем самым открывается возможность определения пространственного распределения температуры на разных глубинах путем решения соответствующей обратной задачи.

В качестве преобразователя может быть использован пьезокерамический преобразователь. В качестве регистратора использовался двухкоординатный самописец "Endim" с временной разверткой. Чувствительность шкалы самописца блока 26 регистрации и индикации составляла 400 мВ/град, цена деления временной шкалы 50 с/см.

В качестве регистрирующего устройства можно использовать различные одно-, двух- и трехканальные регистраторы либо компьютер.

С помощью предлагаемого акустического термометра измерено изменение интегральной температуры в глубине сокращающейся мышцы человека, составляющее около 1оС с точностью 0,14оС при времени интегрирования 45 с и средней частоте акустического шумового сигнала 2 МГц. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. АКУСТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий приемник акустического изучения с камерой термостата, заполненной иммерсионной жидкостью и снабженной входным акустически прозрачным окном, размещенный внутри приемника последовательно на акустической оси с окном преобразователь акустического излучения в электрический сигнал, подключенный к согласующему трансформатору, последовательно соединенные высокочастотный полосовой фильтр, квадратичный детектор, синхронный детектор и фильтр низких частот, а также измеритель температуры камеры термостата и блок регистрации и индикации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены термостабилизатор камеры термостата с задатчиком температуры и исполнительным элементом, измеритель температуры поверхности исследуемого объекта, сумматор, блок подключения активной нагрузки и блок регулирования полосы пропускания фильтров, при этом вход блока подключения активной нагрузки соединен с согласующим трансформатором, его первый выход подключен к входу высокочастотного полосового фильтра, а второй выход соединен с вторым входом синхронного детектора, выход измерителя температуры камеры термостата подключен к первому управляющему входу термостабилизатора камеры термостата и к одному из входов сумматора, второй вход которого соединен с выходом фильтра низких частот, выход измерителя температуры поверхности объекта подключен к второму управляющему входу термостабилизатора камеры термостата, а выход сумматора подключен к входу блока регистрации и индикации, причем исполнительный элемент термостабилизатора камеры термостата находится в тепловом контакте с иммерсионной жидкостью.

2. Термометр по п. 1, отличающийся тем, что блок подключения активной нагрузки включает в себя генератор опорного напряжения, активное сопротивление, находящееся в тепловом контакте с камерой термостата, и ключ, при этом активное сопротивление подключено к одной из обмоток согласующего трансформатора при помощи ключа, соединенного с первым выходом генератора опорного напряжения, вывод активного сопротивления образует первый выход блока подключения активной нагрузки, а второй выход генератора опорного напряжения - его второй выход.

3. Термометр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он содержит один или несколько дополнительных измерительных каналов, каждый из которых, включает в себя размещенный в приемнике преобразователь акустического излучения в электрический сигнал, последовательно соединенные с преобразователем согласующий трансформатор, блок подключения активной нагрузки, высокочастотый полосовой фильтр, квадратичный детектор, синхронный детектор, фильтр низких частот, сумматор и блок регистрации и индикации, а также блок регулирования полосы пропускания фильтров, при этом первые входы сумматоров всех измерительных каналов объединены, а выходы сумматоров дополнительных измерительных каналов подключены к входам соответствующих блоков регистрации и индикации.