Jak navrhnout cívku ?

Zpráva

jade · #1 Příspěvek od **jade** » 08 lis 2008, 17:17

Postavil jsem si přístroj pro nízkofrekvenční pulsní magnetoterapii, problém je pro mě ale návrh potřebných cívek.
Měly by mít mag.indukci v rozsahu asi 20-100mT.
Indukčnost musí být taková, aby neomezovala tvar impulsů dlouhých 1 a 2ms a zároven aby nevznikaly žádné vf zákmity,
frekvence generátoru je nastavitelná na 7, 15 a 30hz. Napájecí napětí je 15V.
Potřebuji spočítat impedanci cívky, ale nevím jestli vycházet z frekvence, nebo spíš šířky impulsů.
Dále potřebuji přepočítat magnetický tok na mag.indukci, protože hodnota mag. toku sama mi nic neříká.
Proud cívkou jsem spočítal jen z činného odporu cívky, nemám čím bych změřil proud tak krátkých impulsů.

Takže : podle impedance spočítám skutečný proud cívkou, potom proud x indukčnost =mag.tok. Z toho nějak snad spočítám mag. indukci?

#2 Příspěvek od **mtajovsky** » 08 lis 2008, 19:47

Vy nepotřebujete spočítat impedanci cívky, potřebujete spočítat její maximální indukčnost, protože předpokládám je prioritní tvar těch pulsů. Navíc, ale teď si nejsem jist, jestli nemáte zadáno příliš mnoho výchozích podmínek - indukci, napájecí napětí a ještě dobu, za kterou má proud dosáhnout své nominální úrovně, řekněme za 1/10 šířky pulsu. Chybí naopak údaje o tvaru mag. obvodu, což asi bude pevně dané, tedy jak je veliká vzduchová mezera a průřez mag. obvodu.

Postupoval bych asi tak, že z průřezu obvodu bych spočetl potřebný magnetický tok pro horní hranici mag. indukce. V našem případě 100 mT. Z velikosti vzduchové mezery pak potřebnou magnetomotorickou sílu. Ta se vybudí součinem proudu a počtu závitů, což je dvojice, kterou je třeba navrhnout tak, aby indukčnost nebyla příliš veliká, pak by totiž nestačil proud dosáhnout potřebné hodnoty při napájení 15V za 1/10 pulsu (při nejvyšší frekvenci) a ani aby proud nemusel být příliš velký při naopak malém počtu závitů, malé indukčnosti a tedy rychlém nárůstu proudu. Protože dominantním magnetickým odporem v mag. obvodu bude odpor vzduchové mezery, je cívku možno počítat jako vzduchovou. Nakonec se určí průřez drátu a zkontroluje přípustné ohřívání cívky. K tomu je možno zhruba použít tabulek pro výpočet ochlazování traf.

Celé to předpokládám napájet klíčovaným zdrojem konstatního proudu.

FERYACT · #3 Příspěvek od **FERYACT** » 08 lis 2008, 21:24

To Jade:Panu mtajovskému se zdálo že jsou parametry přeurčeny.Já si myslím že jeden z nejdůležitejších parametrů pro cívku je průměr.
Jiný rozměr bude pro léčení zápěstí,jiný pro koleno,další pro bederní
část páteře.
Navrhoval bych cvičně navinout cívku drát fí 1mm 25záv.Postupně odvíjet a až se začne pozorovat na osciloskopu mršení průběhu ukončit odvíjení.

jade · #4 Příspěvek od **jade** » 08 lis 2008, 21:26

Cívky budou vzduchové, průměr podle použití na konkrétní partie těla.
Pro začátek budou dvě, jedna o průměru 18cm pro ošetření končetin, druhá o průměru 120cm-tahle nejlépe v "ohebném" provedení kolem trupu.
Důležité parametry jsou délka impulsu, frekvence a nastavitelná mag.indukce.
Impuls by měl mít příkrou náběžnou hranu, sestupná může být v horní části trochu skosená.

Generátor tvoří 555 astabil.multivibrátor, který spouští monostabilní obvod, také 555. Tím je řízen tranzistor irf640, v kolektoru bude zapojena právě ta cívka.
K cívce je paralelně v "protisměru" připojená dioda, která zkratuje nežádoucí indukovaný impuls.
Konstantní zdroj proudu jsem zatím neřešil, z regulací proudu ale počítám.

jade · #5 Příspěvek od **jade** » 08 lis 2008, 21:41

FERYACT píše:.Já si myslím že jeden z nejdůležitejších parametrů pro cívku je průměr.
Jiný rozměr bude pro léčení zápěstí,jiný pro koleno,další pro bederní
část páteře.
Navrhoval bych cvičně navinout cívku drát fí 1mm 25záv.Postupně odvíjet a až se začne pozorovat na osciloskopu mršení průběhu ukončit odvíjení.

25závitů bude, si myslím, asi málo....
Kromě tvaru je důležitá intenzita mag.pole, právě v tom je problém, že nevím, jak spočítat mag.indukci.
Domníváte se tedy, že nejlepší spůsob by byl nejprve určit správnou indukčnost a poté pouze upravit proudem intenzitu pole?

jade · #6 Příspěvek od **jade** » 08 lis 2008, 21:52

mtajovsky píše: Postupoval bych asi tak, že z průřezu obvodu bych spočetl potřebný magnetický tok pro horní hranici mag. indukce. V našem případě 100 mT. Z velikosti vzduchové mezery pak potřebnou magnetomotorickou sílu. Ta se vybudí součinem proudu a počtu závitů, což je dvojice, kterou je třeba navrhnout tak, aby indukčnost nebyla příliš veliká, pak by totiž nestačil proud dosáhnout potřebné hodnoty při napájení 15V za 1/10 pulsu (při nejvyšší frekvenci) a ani aby proud nemusel být příliš velký při naopak malém počtu závitů, malé indukčnosti a tedy rychlém nárůstu proudu. Protože dominantním magnetickým odporem v mag. obvodu bude odpor vzduchové mezery, je cívku možno počítat jako vzduchovou. Nakonec se určí průřez drátu a zkontroluje přípustné ohřívání cívky. K tomu je možno zhruba použít tabulek pro výpočet ochlazování traf.

Mohl by jste uvést potřebné vzorce k výpočtům?
Případně nějaké zdroje...
Díky

#7 Příspěvek od **mtajovsky** » 08 lis 2008, 23:18

Můžu uvést obecné vzorce. Ale není to zbytečné? Určitě je znáte.

Ty cívky se nasouvají třeba kolem ruky jako kolem jádra? Původně jsem myslel, že tam bude nějaké železné jho a v mezeře bude umístěna partie těla.

Tak tedy:

magnetický tok
Φ = B x S

magnetomotorická síla:
Um = Rm x Φ

magnetický odpor:
Rm = L/(μ x S)
kde permeabilitu můžeme brát jako permeabilitu vaakua a délka siločáry L bude část bez železa

Přitom: Um = I x N

Pokud zanedbáme činý odpor cívky, tak časový průběh proudu cívkou po přiložení napětí U bude (předpokládám proudový zdroj):

I = (U x t)/L
U je maximální napětí, které proudový zdroj dodá - tedy 15V. Chceme-li tedy ustáleného proudu I dosáhnout nejpozději za čas T, musí být indukčnost cívky nejvýše:

L <= (U x T)/I

Přitom indukčnost válcové vzduchové cívky (např. http://www.belza.cz/knowhow/form.htm nebo http://tomas-nejedly.wz.cz/indukcnost.html):

L = (μ x N^2 x S)/l pro dlouhou cívku, kde je její délka větší než průměr

pro jiné typy cívek viz

http://members.chello.cz/mstrocka/induk ... cnost.html

Pro cívku s železným jhem a mezerou platí první vzorec a délka je délka mezery.

Pro dané rozměry tedy můžete spočítat indukčnost a ověřit si, jestli nepřesahuje povolenou velikost. Jestliže ano, je třeba zmenšit počet závitů a zvýšit proud. Respektive je možno pro maximální povolenou indukčnost a daný tvar spočítat počet závitů a z Um dopočítat potřebný proud.

FERYACT << "Pan mtajovsky"

- to je přezdívka ...

jade · #8 Příspěvek od **jade** » 09 lis 2008, 00:01

mtajovsky píše:
Ty cívky se nasouvají třeba kolem ruky jako kolem jádra?

Ano ano, zrovna tak vypadají profesionální cívky používané v rehab. praxi.
Na internetu jsou nabízeny i cívky ve formě plošných podušek, uvnitř bude asi spousta malých plošných cívek.
Provedení s jádrem mě také napadlo, ale pro ošetření např. bederní páteře, aby se člověk vešel do mezery, by vycházelo jádro obrovské a těžké.

mtajovsky píše: Můžu uvést obecné vzorce. Ale není to zbytečné? Určitě je znáte.

Vzhledem k tomu, že se elektronikou zabývám jen amatérsky a mag. indukci jsem počítat nikdy dříve nepotřeboval, vaši pomoc s povděkem qituji.

zouzel1 · #9 Příspěvek od **zouzel1** » 09 lis 2008, 00:16

Já jsem se výrobou cívek vůbec nezabýval, použil jsem demagnetizační cívky z monitorů nebo televizorů a na potřebný průměr jsem je překroutil do osmičky a složil k sobě... žoužel

stasek · #10 Příspěvek od **stasek** » 09 lis 2008, 11:17

Máte někdo pozitivní zkušenost s magnetoterapií? Jaké je třeba dodržet zásady při stavbě přístroje? Má někdo z vás osvědčené schema? Z jakých pramenů jste vycházeli? Jeden jsem si postavil a výsledky nejsou znatelné a přitom bych to potřeboval jak soli. U ortopeda jsem utratil 2,5 tisíce za 5 tříminutových aplikací rázové vlny a taky nic. Tak už se chytám kde čeho.

Jindra2 · #11 Příspěvek od **Jindra2** » 09 lis 2008, 11:33

stasek píše:Máte někdo pozitivní zkušenost s magnetoterapií? Jaké je třeba dodržet zásady při stavbě přístroje? Má někdo z vás osvědčené schema? Z jakých pramenů jste vycházeli? Jeden jsem si postavil a výsledky nejsou znatelné a přitom bych to potřeboval jak soli. U ortopeda jsem utratil 2,5 tisíce za 5 tříminutových aplikací rázové vlny a taky nic. Tak už se chytám kde čeho.

Mě magnetoterapie pomohla se zády (teda možná, prokázat to nelze), ale již mám pár let klid. Přístroj jsem si postavil sám. Cívky používám demagnetizační z TV. Chce to každý den asi 20 minut po dobu 14 dní.
Jindra

#12 Příspěvek od **Cust** » 09 lis 2008, 12:22

no s tou magnetoterapií to nebude jen tak o použití nějaké cívky a vytvoření pulzů...
než bych se pustil do stavby, tak bych o tom nejdříve zjistil nějakou teorii
informace by vám určitě rád podal J. Kouba nebo P. Slovák, oba z FEL ČVUT

taky se používá několik metod
ta jednoduchá cívky, tam může být 50Hz odvozených ze sítě a nemusí se stavět žádný šílený oscilátor; hodnota B závisí na distanci od těla, tuším se používá Bmax=50 až 70 mT, distance od cívky 10 cm a víc

pokud to budete chtít na stimulaci hlubokých svalů, nebo snižování otoků (např na noze), tak se používají "interferenční proudy"; tj. dvě cívky křížem, v místě křížení mag. toků postižené místo; do jedné cívky se pustí zhruba 3 kHz a do druhé o 10 až 400 Hz více, deltaf=f1-f2 je ta léčivá
(pro starší pány: tímto se léčí i interkontinence)

prostě chce to vědět na co to konkrétně chcete a podle toho shánět informace...

#13 Příspěvek od **Cust** » 09 lis 2008, 12:37

našel jsem nějakou dokumentaci k tématu:
knížky týkající se problematiky jsou např:
* Chvojka, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie - její přednosti a úskalí" Nový Bydžov, Nemocnice s poliklinikou 1987.
* Chvojka, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie v klinické praxi" Městec Králové 1993.
* Jeřábek, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie" Nový Bydžov 1995.

stasek · #14 Příspěvek od **stasek** » 09 lis 2008, 12:52

Díky za reakce, já si na jaře při pádu odlomil kousek ramenního kloubu, srostlo to, ale bolí pořád, hlavně po práci a v noci. Tak zkouším ledacos. Je mi jasný, že ne pro každý případ se to musí hodit, ale kdyby to vyšlo, byl bych moc rád.
Navštívím knihovnu a pokusím se doporučenou literaturu sehnat.

jade · #15 Příspěvek od **jade** » 09 lis 2008, 17:09

Moje schematko je tady, kdyby si to někdo ale chtěl stavět, tak upozorňuji, že to teprve zkušební verze.
Jde tu konkrétně o pulsní nízkofrekvenční magnetoterapii, volby frekvence vycházejí ze studia různých zdrojů, které se zhodují v následujícím:
1-10Hz převládají efekty analgetické a myorelaxační
10-15Hz převládají efekty protizánětlivé, chronická a degenerativní onemocnění.
15-81Hz převládají efekty stimulační k podpoře hojení poúrazových stavů.

Délku impulsu uvádějí různé zdroje různou, některé uvádějí 1-5ms, jiné zase 5-15ms.
Přístroj umožňuje volbu zatím 1 a 2ms.
Frekvence jsou nastavitelné na 7, 15 a 30Hz.
Cívku mám zatím improvizovanou na špuli od drátu a má indukčnost 38mH. Záměrem byla sice cívka kolem asi 10mH, ale vyšlo to úplně jinak.
Hodnota je okoukaná z jiných zapojení, v týdnu musím spočítat optimální.Snad se to povede