Катушка индуктивности (варианты)

Изобретение относятся к электротехнике и может быть использовано в измерительной технике в качестве индуктивного датчика и в медицине в качестве индуктора магнитотерапевтических приборов. Технический результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей за счет возможности изменения внутреннего размера катушки. Катушка индуктивности содержит отрезок многопроводной ленточной линии, прямоугольную диэлектрическую коробку со щелями для прохода через них проводников катушки и размещенный в коробке узел, осуществляющий соединение со сдвигом на один шаг начал и концов проводников ленточной линии. Диэлектрическая пряжка-защелка состоит из двух соединяемых между собой гнездовой и штыревой частей, имеющих щели, расположенные перпендикулярно продольной оси пряжки-защелки. Ленточная линия продета через щели гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки, и ее часть выведена с лицевой стороны пряжки-защелки на ее тыльную сторону, сложена в виде одной бифилярной петли и прижата к участку ленточной линии, находящемуся возле гнездовой или штыревой части пряжки-защелки, или сжата в виде двух бифилярных петель, прижатых к участкам ленточной линии, находящимся возле гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки. В одной из двух боковых стенок коробки, не содержащей щели, выполнено отверстие для прохода внутрь коробки электрического шнура. Первые концы проводов электрического шнура соединены с контактами кабельной части электрического разъема. Его вторые концы после их введения внутрь коробки соединены с выводами указанного узла. Во втором варианте последовательно с проводами ленточной линии дополнительно включены контакты плоского разъема. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в области измерительной техники в качестве индуктивного датчика, например в устройствах для исследования физических свойств протяженных объектов, и в области медицины в качестве индуктора низкочастотных и сверхнизкочастотных магнитотерапевтических приборов.

Известна катушка индуктивности с разъемной обмоткой [А.с. СССР №1772830, МПК 5 Н01F 17/02. Опубл. 30.10.1992. Бюл. №40], содержащая диэлектрический каркас, имеющий вид незамкнутого кольца, отрезок гибкой многопроводной ленточной линии, закрепленный на диэлектрическом каркасе, и плоский разъем, контакты розетки и вилки которого соединены с началами и концами проводников ленточной линии со смещением их на один шаг, при этом начало первого проводника ленточной линии и последний контакт розетки плоского разъема образуют выводы катушки индуктивности. Недостатком катушки является ограниченная область ее применения из-за неизменного внутреннего размера и формы.

Известна также катушка индуктивности с разъемной обмоткой [Пат. РФ №2103758, МПК 6 Н01F 17/02. Опубл. 27.01.1998. Бюл. №3], содержащая диэлектрический каркас, имеющий вид незамкнутого кольца, отрезок гибкой многопроводной ленточной линии, закрепленный на диэлектрическом каркасе, два плоских разъема, с контактами розеток которых соединены начала и концы проводников ленточной линии, печатную плату с расположенными на ней контактными площадками возле ее противоположных торцов и соединительными проводниками, соединяющими противоположно расположенные контактные площадки со сдвигом их на один шаг, контактные площадки печатной платы соединены с контактами вилок плоских разъемов, при этом контактные площадки печатной платы, не соединенные с соединительными проводниками, образуют выводы катушки индуктивности. Недостатком этой катушки является ограниченная область ее применения из-за неизменных внутреннего размера и формы.

Наиболее близким к заявляемым объектам является катушка индуктивности с разъемной обмоткой [Пат. РФ №2157601, МПК 7 Н05К 1/16, 7/10. Опубл. 10.10.2000. Бюл. №28], содержащая отрезок гибкой многопроводной ленточной линии, прямоугольную диэлектрическую коробку со щелями для прохода через них проводников катушки, два плоских разъема, контакты розеток которых соединены с началами и концами проводников отрезка ленточной линии, узел, осуществляющий последовательное согласное соединение контактов плоских разъемов и проводов ленточной линии, выполненный в виде прямоугольной диэлектрической платы, с расположенными возле ее противоположных торцов основными контактными площадками, между основными контактными площадками размещены проводники, соединяющие их со сдвигом на один шаг, а возле ее других противоположных торцов размещены две дополнительные контактные площадки, соединенные со свободными основными контактными площадками, основная часть печатной платы размещена в диэлектрической коробке, две торцевые части печатной платы с основными контактными площадками расположены вне коробки и две части печатной платы - в щелях коробки, с основными контактными площадками печатной платы соединены контакты вилок плоских разъемов, при этом дополнительные контактные площадки, находящиеся внутри коробки, выполняют роль выводов названного узла (выводов катушки). В состав катушки индуктивности может входить диэлектрический каркас, аналогичный каркасам, используемым в вышеописанных катушках-аналогах. Недостатком катушки-прототипа является ограниченная область применения из-за ее неизменного внутреннего размера (неизменной длины).

Задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей катушки индуктивности (за счет возможности изменения ее внутреннего размера).

Достижение поставленной задачи в первом варианте устройства достигается тем, что в катушку индуктивности, содержащую отрезок гибкой многопроводной ленточной линии, прямоугольную диэлектрическую коробку со щелями для прохода через них проводников катушки и размещенный в коробке узел, осуществляющий соединение начал и концов проводников ленточной линии друг с другом со сдвигом на один шаг и оканчивающийся двумя выводами, дополнительно введены диэлектрическая пряжка-застежка, состоящая из двух соединяемых между собой гнездовой и штыревой частей, имеющих щели, расположенные перпендикулярно продольной оси пряжки-защелки, кабельная часть электрического разъема и двухпроводный электрический шнур, ленточная линия продета через щели гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки и ее часть выведена с лицевой стороны пряжки-защелки на ее тыльную сторону, сложена в виде одной бифилярной петли и прижата к участку ленточной линии, находящемуся возле гнездовой или штыревой части пряжки-защелки, или сложена в виде двух бифилярных петель, которые прижаты к участкам ленточной линии, находящимся возле гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки, в одной из двух боковых стенок коробки, не содержащей щель, выполнено отверстие для прохода внутрь коробки электрического шнура, первые концы проводов электрического шнура соединены с контактами кабельной части электрического разъема, а его вторые концы, после их введения внутрь коробки, - с выводами названного узла.

В частном случае названный узел катушки индуктивности содержит прямоугольную диэлектрическую плату, на которой возле ее противоположных торцов расположены основные контактные площадки, между основными контактными площадками расположены проводники, соединяющие их со сдвигом на один шаг, и возле ее других противоположных торцов - две дополнительные контактные площадки, соединенные со свободными основными контактными площадками, при этом дополнительные контактные площадки выполняют роль выводов этого узла.

В других частных случаях ширины щелей коробки выбираются равными толщине ленточной линии, а внешние края щелей коробки выполняются скругленными.

Достижение поставленной задачи во втором варианте устройства достигается тем, что в катушку индуктивности, содержащую отрезок гибкой многопроводной ленточной линии, прямоугольную диэлектрическую коробку со щелями для прохода через них проводников катушки, плоский разъем, контакты розеточной части которого соединены с началами проводов ленточной линии, и размещенный в коробке узел, осуществляющий последовательное согласное соединение контактов плоского разъема и проводов ленточной линии, дополнительно введены диэлектрическая пряжка-защелка, состоящая из двух соединяемых между собой гнездовой и штыревой частей, имеющих щели, расположенные перпендикулярно продольной оси пряжки-защелки, кабельная часть электрического разъема и двухпроводный электрический шнур, ленточная линия продета через щели гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки и ее часть выведена с лицевой стороны пряжки-защелки на ее тыльную сторону, сложена в виде одной бифилярной петли и прижата к участку ленточной линии, находящемуся возле гнездовой или штыревой части пряжки-защелки, или сложена в виде двух бифилярных петель, которые прижаты к участкам ленточной линии, находящимся возле гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки, названный узел выполнен на основе закрепленных на дне коробки, например, при помощи синтетической смолы, вилочной части плоского разъема и конечной части ленточной линии, концы проводов которой соединены с контактами вилочной части плоского разъема, в одной из двух боковых стенок коробки, не содержащих щель, выполнено отверстие для прохода внутрь коробки электрического шнура, первые концы проводов электрического шнура соединены с контактами кабельной части электрического разъема, а его вторые концы, после их введения внутрь коробки, - со свободным концом провода ленточной линии и свободным контактом вилочной части плоского разъема.

В частном случае ширина одной щели коробки равна толщине ленточной линии, а ширина другой щели - высоте вилочной части плоского разъема. В другом частном случае внешние края щели для прохода через нее ленточной линии внутрь коробки выполнены скругленными.

На фиг.1 изображен первый вариант катушки индуктивности. На фиг.2 и 3 первый вариант катушки индуктивности представлен в упрощенном виде с одной и с двумя бифилярными частями ленточной линии. На фиг.4 изображена пряжка-защелка в соединенном (защелкнутом) состоянии, а на фиг.5 представлены ее гнездовая и штыревая части. На фиг.6 и 7 изображены основание и крышка прямоугольной диэлектрической коробки, входящей в состав первого варианта катушки индуктивности. На фиг.8 представлен узел первого варианта катушки индуктивности, осуществляющий соединение начал и концов проводников ленточной линии друг с другом со сдвигом на один шаг (размещается в диэлектрической коробке). На фиг.9 изображены разъемная часть второго варианта катушки индуктивности и узел, осуществляющий соединение ее проводников последовательно согласно.

Первый вариант катушки индуктивности, изображенный на фиг.1, содержит отрезок гибкой многопроводной ленточной линии 1, пряжку-защелку, состоящую из гнездовой 2 и штыревой 3 частей, через щели которых пропущена ленточная линия 1, прямоугольную диэлектрическую коробку 4, в которую через щели в ее боковых стенках заведены начальный и конечный участки ленточной линии 1, а через отверстие, расположенное в верхней (по чертежу) стенке коробки, - двухпроводный электрический шнур 5, первые концы которого соединены с кабельной частью разъема 6. В коробке 4 размещен узел, осуществляющий соединение начал и концов проводников ленточной линии 1 друг с другом со сдвигом на один шаг. Выводы узла соединены со вторыми концами проводов электрического шнура 5.

Гнездовая часть 2 пряжки-защелки содержит одну щель, штыревая часть 3 - две щели. Часть ленточной линии 1 выведена с лицевой стороны пряжки-защелки на ее тыльную сторону, сложена в виде одной бифилярной петли 7 и прижата к участку ленточной линии 1, находящемуся возле штыревой части 3 пряжки-защелки.

На фиг.3 через 8 обозначена вторая бифилярная петля, прижатая к участку ленточной линии 1, находящемуся возле гнездовой части 2 пряжки-защелки.

Основание и крышка коробки 4, приведенные на фиг.6 и 7, обозначены через 9 и 10.

На фиг.8 обозначено: 11 - прямоугольная диэлектрическая плата; 12 и 13 - основные контактные площадки, с которыми соединяются начала и концы проводов ленточной линии 1; 14 - проводники, соединяющие контактные площадки 12 и 13 со сдвигом на один шаг; 15 и 16 - дополнительные контактные площадки, к которым подсоединяются вторые концы электрического шнура 5.

На фиг.9 обозначено: 17 и 18 - основание и крышка прямоугольной диэлектрической коробки, входящей во второй вариант катушки индуктивности; 19 и 20 - вилочная и розеточная части плоского разъема; 21 - диэлектрическая трубка, надетая поверх места соединения одного из вторых концов двухпроводного электрического шнура 5 и конца первого провода ленточной линии 1; 22 - диэлектрическая трубка, надетая поверх места соединения конца третьего провода ленточной линии 1 со вторым контактом вилочной части 19 плоского разъема. Число таких трубок равно числу контактов плоского разъема. Слой клеящего вещества, закрепляющего конечную часть ленточной линии 1 и вилочной части 19 плоского разъема на основании 17 прямоугольной диэлектрической коробки, на фиг.9 не показан.

Остальные элементы второго варианта катушки индуктивности и их соединение между собой не отличаются от элементов 2, 3, 6, 7 и 8 первого варианта катушки и их соединения между собой. Принципиально второй вариант катушки индуктивности отличается от первого варианта только наличием разъема (первый вариант выполнен с неразъемной обмоткой, второй - с разъемной).

Особенностью предлагаемых вариантов катушки по отношению к катушке-прототипу и вышеприведенным аналогам является возможность одновременного изменения их внутреннего диаметра (наибольшего внутреннего размера) за счет введения в их состав пряжки-защелки и одной или двух бифилярных петель ленточной линии, длины которых подбирают под размеры конкретных объектов (что эквивалентно созданию катушки с регулируемой геометрической длиной ее проводников).

Оба варианта предлагаемой катушки удобны для применения в качестве индуктора магнитотерапевтических приборов (магнитотерапевтический прибор оканчивается приборной частью электрического разъема, с которым соединяется кабельная часть 6 разъема обоих вариантов предлагаемой катушки). Пациент может плотно охватить катушкой область таза, талии или груди без использования дополнительных элементов крепления (для этого подходят оба варианта катушки). При этом бифилярная часть или бифилярные части ленточной линии оказываются сжатыми и плотно прилегающими как к телу пациента, так и к участку ленточной линии, находящемуся возле одной части пряжки-защелки, или к двум участкам ленточной линии, находящимся возле обеих частей пряжки-защелки. Первый вариант катушки надевают на раздетое или одетое тело пациента через руки и голову или ноги при разъединенных гнездовой и штыревой частях пряжки-защелки (в этом случае катушка имеет наибольший внутренний диаметр). Затем подбирают внутренние размеры катушки (изменяя размеры одной или двух бифилярных петель катушки), соответствующие размерам охватываемой катушкой части тела пациента, и пряжку-защелку защелкивают. Второй вариант катушки надевают на тело пациента при разомкнутом плоском разъеме и разъединенных гнездовой и штыревой частях пряжки-защелки. Далее вилочную часть разъема соединяют с розеточной. Затем подбирают необходимые внутренние размеры катушки, и пряжку-застежку защелкивают.

Второй вариант катушки также может быть использован в качестве индуктивного датчика, надеваемого на объекты, на которые нельзя надеть первый вариант катушки (например, на ствол дерева, или на диэлектрическую трубу большой протяженности, внутри которой протекает жидкость).

Заметим, что бифилярная часть или бифилярные части ленточной линии не вносят заметного вклада в конфигурацию низкочастотного или сверхнизкочастотного магнитного поля катушки, так как магнитные поля от прижатых друг к другу бифилярных проводников ленточной линии, по которым текут противоположно направленные токи, взаимно компенсируются.

Заметим также, что в гнездовой и штыревой частях пряжки-защелки может быть как одна, так и две щели.

Нами были изготовлены оба варианта предлагаемой катушки индуктивности для устройства сверхнизкочастотной фликер-шумовой магнитотерапии [Пат. РФ №2243007]. В качестве многопроводной гибкой ленточной линии использовался плоский ленточный кабель марки FRC-26, содержащий 26 проводов. В качестве плоского разъема был выбран двухрядный разъем, содержащий 26 контактов. В качестве кабельной части разъема использовалась розеточная часть под наколку на шлейф марки IDC-26, а в качестве приборной части - штыревая часть марки PLD-26. Пряжка-защелка была выбрана среди фурнитуры, используемой в спортивной экипировке. Результаты испытаний показали удобство использования катушки при лечении заболеваний печени и желчного пузыря, селезенки, почек, матки, предстательной железы и других внутренних органов.

Предлагаемые варианты катушки более универсальны, чем катушка-прототип, что расширяет их эксплуатационные возможности.

1. Катушка индуктивности, содержащая отрезок гибкой многопроводной ленточной линии, прямоугольную диэлектрическую коробку со щелями для прохода через них проводников катушки и размещенный в коробке узел, осуществляющий соединение начал и концов проводников ленточной линии друг с другом со сдвигом на один шаг и оканчивающийся двумя выводами, отличающаяся тем, что в ее состав дополнительно введены диэлектрическая пряжка-защелка, состоящая из двух соединяемых между собой гнездовой и штыревой частей, имеющих щели, расположенные перпендикулярно продольной оси пряжки-защелки, кабельная часть разъема и двухпроводный электрический шнур, ленточная линия продета через щели гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки и ее часть выведена с лицевой стороны пряжки-защелки на ее тыльную сторону, сложена в виде одной бифилярной петли и прижата к участку ленточной линии, находящемуся возле гнездовой или штыревой части пряжки-защелки, или сложена в виде двух бифилярных петель, которые прижаты к участкам ленточной линии, находящимся возле гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки, в одной из двух боковых стенок коробки, не содержащей щель, выполнено отверстие для прохода внутрь коробки электрического шнура, первые концы проводов электрического шнура соединены с контактами кабельной части разъема, а его вторые концы, после их введения внутрь коробки, соединены с выводами названного узла.

2. Катушка индуктивности по п.1, отличающаяся тем, что названный узел выполнен в виде прямоугольной диэлектрической платы, на которой возле ее противоположных торцов расположены основные контактные площадки, между основными контактными площадками расположены проводники, соединяющие их со сдвигом на один шаг, и возле ее других противоположных торцов - две дополнительные контактные площадки, соединенные со свободными основными контактными площадками, при этом дополнительные контактные площадки выполняют роль выводов этого узла.

3. Катушка индуктивности по п.2, отличающаяся тем, что ширина щелей коробки равна толщине ленточной линии.

4. Катушка индуктивности по п.3, отличающаяся тем, что внешние края щелей коробки выполнены скругленными.

5. Катушка индуктивности, содержащая отрезок гибкой многопроводной ленточной линии, прямоугольную диэлектрическую коробку со щелями для прохода через них проводников катушки, плоский разъем, контакты розеточной части которого соединены с началами проводов ленточной линии, размещенный в коробке узел, осуществляющий последовательное согласное соединение контактов плоского разъема и проводов ленточной линии, отличающаяся тем, что в ее состав дополнительно введены диэлектрическая пряжка-защелка, состоящая из двух соединяемых между собой гнездовой и штыревой частей, имеющих щели, расположенные перпендикулярно продольной оси пряжки-защелки, кабельная часть разъема и двухпроводный электрический шнур, ленточная линия продета через щели гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки и ее часть выведена с лицевой стороны пряжки-защелки на ее тыльную сторону, сложена в виде одной бифилярной петли и прижата к участку ленточной линии, находящемуся возле гнездовой или штыревой части пряжки-защелки, или сложена в виде двух бифилярных петель, которые прижаты к участкам ленточной линии, находящимся возле гнездовой и штыревой частей пряжки-защелки, названный узел выполнен на основе закрепленных на дне коробки, например, при помощи синтетической смолы, вилочной части плоского разъема и конечной части ленточной линии, концы проводов которой соединены с контактами вилочной части плоского разъема, в одной из двух боковых стенок коробки, не содержащей щель, выполнено отверстие для прохода внутрь коробки электрического шнура, первые концы проводов электрического шнура соединены с контактами кабельной части разъема, а его вторые концы, после их введения внутрь коробки, соединены со свободным концом провода ленточной линии и свободным контактом вилочной части плоского разъема.

6. Катушка индуктивности по п.5, отличающаяся тем, что ширина одной щели коробки равна толщине ленточной линии, а ширина другой щели - высоте вилочной части плоского разъема.

7. Катушка индуктивности по п.6, отличающаяся тем, что внешние края щели для прохода через нее ленточной линии внутрь коробки выполнены скругленными.