Modeling of the Temperature Field on the Working Surface of an Ultrasonic Emitter

Abstract

місце серед методів лікування у фізіотерапії займає лікування ультразвуком. Процес ультразвукової терапії полягає у контактній взаємодії ультразвуку з ультразвукового випромінювача з поверхневими шарами шкіри. Тому безпека пацієнта при виконанні цієї процедури є домінуючим фактором. Під час ультразвукової дії на біологічну тканину ультразвуковий випромінювач нагрівається. Діапазон нагріву ультразвукового випромінювача визначається вимірюванням і контролем значень температури. При проведенні процедури ультразвукової терапії проблематичним є вимірювання температури випромінювача безпосередньо перед п'єзоелементом на зовнішній контактній поверхні, яка своєю чергою має найбільші значення температури серед усієї робочої поверхні. Мета дослідження. Розробка математичної моделі, що дає змогу за значеннями температури від периферійних частин робочої поверхні ультразвукового випромінювача отримувати значення температури центральної частини його робочої поверхні. Методика реалізації. При дослідженні було застосовано метод рандомізації експерименту, теорію обробки експериментальних даних, апарат регресійного аналізу, що дало можливість розробити математичну модель та оцінити її адекватність і похибки. В ході дослідження було визначено основні значення температури в точках на робочій поверхні ультразвукового випромінювача, які було застосовано при аналізі експериментальних даних і визначенні коефіцієнтів регресії математичної моделі. Результати дослідження. Аналіз експериментальних даних і регресійний аналіз отриманих значень температури робочої поверхні випромінювача показали, що існує істотна математична залежність між температурою в центральній частині випромінювача та у периферійних його частинах. Цю математичну залежність встановлено, серед інших основних залежностей, а також виконано її перевірку й розраховано похибки. Висновки. Розроблено математичну модель та оцінено значення температури на робочій поверхні ультразвукового випромінювача, що дає можливість успішно використовувати їх при розробці нових ультразвукових випромінювачів для ультразвукової терапії. Ключові слова: ультразвук; ультразвукова терапія; математична модель; температура; ультразвуковий випромінювач. MODELING OF THE TEMPERATURE FIELD ON THE WORKING SURFACE OF AN ULTRASONIC EMITTER Background. An important place among the methods of treatment in physiotherapy is the treatment of ultrasound. The process of ultrasound therapy consists of contacting the interaction of ultrasound from an ultrasonic emitter with superficial skin layers. Therefore, patient safety in this procedure is a dominant factor. During ultrasonic action on the biological tissue, the ultrasound emitter is heated. The range of heating of the ultrasonic emitter is determined by measuring and controlling the temperature values. When performing the procedure of ultrasound therapy, it is problematic to measure the temperature of the probe directly before the piezoelectric element on the external contact surface, which, in turn, has the highest temperature values across the entire working s...

Determination of composition based on thermal conductivity by thermistor direct heating method

“…To achieve the aim, the following objectives were set: -to substantiate the possibility of using the thermistor direct heating method to determine the thermal conductiv-termine the composition of gas mixtures in process mixtures of different composition [1] in gas analyzers with the aim of developing modern innovative cooling liquids (nano-liquids) [2], nondestructive testing of the binder liquid content in polymer-composite materials at the stage of their manufacture [3]. Also, the "thermal conductivity method" is used to measure the content of water and ethanol in mixtures [4], to determine the presence and degree of immunological reaction [5], to determine the surface heating temperature of an ultrasonic emitter [6], etc.…”