Электробезопасность медицинской аппаратуры

Главное требование при обеспечении безопасности аппаратуры - сделать невозможным случайное касание ее частей, находящихся под напряжением.

Для этого прежде всего изолируют друг от друга и от корпуса части приборов и аппаратов, находящиеся под напряжением. Однако это еще не обеспечивает полной безопасности по двум причинам.

Сопротивление приборов и аппаратов переменному току не бесконечно. Не является бесконечным и сопротивление между проводами электросети и землей. Поэтому при касании человеком корпуса аппаратуры через тело человека пройдет некоторый ток, называемый током утечки.

При конструировании аппаратуры учитывают допустимую силу тока утечки, которая различна в разных типах электромедицинских приборов и аппаратов.

Допустимая сила тока утечки - безопасная для человека сила тока, который может проходить через его тело в результате касания корпуса и других частей медицинского прибора или аппарата.

В зависимости от типов электромедицинских изделий эта величина изменяется в пределах 0,05-0,25 мА.

Из-за порчи рабочей изоляции может возникнуть электрическое замыкание внутренних частей аппаратуры с корпусом («пробой на корпус»). При этом доступная для касания часть аппаратуры - корпус - окажется под напряжением.

В обоих случаях должны быть приняты меры, которые исключали бы поражение током человека при касании корпуса аппаратуры.

Одним из основных способов защиты от поражения электрическим током при работе с аппаратурой является заземление.Термин «заземление» означает электрическое соединение элементов электрической аппаратуры с землей или техническое устройство, обеспечивающее такое соединение.

Однако не всякая электромедицинская аппаратура надежно защищена заземлением. Существуют дополнительные способы защиты, которые не рассматриваются в данном курсе.

Надежность и вероятность безотказной работы изделия – способность сохранять работоспособность в течении заданного времени.

Интенсивность отказов – отношение числа отказов в единицу времени dN/dt к общему числу N работающих изделий: λ = - dN/(dtN).

Уменьшение вероятности безотказной работы изделия с течением времени определяется по формуле: Р(t) = exp(-λt), где λ – интенсивность отказов.

Электроды– проводники специальной формы, соединяющие измерительную цепь с биологической системой.

Датчик – устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи и регистрации.

Чувствительность датчика S – отношение изменения выходной величины к соответственному изменению входной величины: S = ∆α/∆X.

Порог датчика- минимальное изменение входной величины, которое он может обнаружить.

Предел датчика– максимально допустимое значение входной величины,

Лекция 7. Интерференция света. Дифракция света. Поляризации света.

Интерференция света.

Свет имеет электромагнитную природу, следовательно, распространение света - это распространение электромагнитных волн. Все оптические эффекты, наблюдаемые при распространении света, связаны с колебательным изменением вектора напряженности электрического поля Е, который называют световым вектором. Экспериментально доказано, что для каждой точки пространства интенсивность света I пропорциональна квадрату амплитуды светового вектора волны, приходящей в эту точку:

I ~ Е_m²

Сложение световых волн от естественных источников света

Выясним, что происходит в том случае, когда в данную точку приходят двесветовые волны с одинаковыми частотами и параллельными световыми векторами E₁ = E_1m cos( t + φ₁) и E₂ = E cos( t + φ₂). В этом случае произойдет сложение амплитуд параллельных световых волн:

,

где - разность фаз волн.

Для интенсивностей световых волн получится следующее выражение:

При получении формул(1,2) не рассматривался вопрос о физической природе источников света, создающих колебания Е₁ и Е₂.

По современным представлениям, элементарными источниками света являются отдельные молекулы. Излучение света молекулой происходит при ее переходе с одного энергетического уровня на другой. Длительность такого излучения очень мала (~10^-8 с), а момент излучения есть случайное событие. При этом образуется ограниченный во времени электромагнитный импульс протяженностью около 3 м. Такой импульс называется цугом. Источниками света могут быть как естественными, так и искусственными.

Естественными источниками света являются тела, нагретые до высоких температур. Свет такого источника представляет собой совокупность огромного числа цугов, испущенных различными молекулами в различные моменты времени. Поэтому среднее значение cosΔφв формулах получается равным нулю, тогда формулы (1,2) иметь следующий вид:

, (3) ;

Отсюда - интенсивности естественных источников света в каждой точке пространства складываются.

Волновая природа света в данном случае не проявляется.