Владимир Петров - Стандарты изобретательства

П «« элмаг — отраженный электромагнитный сигнал (электромагнитное поле).

Задача 9.37. Обработка корневого канала зуба

Условие задачи

Толщина канала чуть больше толщины обычной иглы, а сам корень глубоко сидит в челюсти. При этом стоматолог не может точно проконтролировать качество заполнения зуба.

Если при пломбировании зуба канал корня недостаточно заполнен фосфат-цементом, то зуб может воспалиться. То же может произойти, если цемента ввели много, и он выходит из верхушечного отверстия канала в окружающие зуб ткани.

Как быть?

Разбор задачи

Можно использовать стандарт 4.3.1. Использование физэффектов.

Решение

Способ контроля пломбирования отверстия корневого канала зуба заключается в пропускании электрического тока через корень зуба в процессе его заделки и измерении сопротивления. Момент правильной герметизации определяют по резкому падению (в 4—5 раз) сопротивления электрической цепи.

Один электрод помещают на десну, а другой подключен к инструменту, заполняющему канал фосфат-цементом, являющийся электропроводным. В момент касания жидким фосфат-цементом верхушки корневого канала электрическая цепь замыкается и ток идет через окружающие зуб ткани, имеющие сопротивление в 4—5 раз меньше, чем ткани корня зуба. В этот момент подается сигнал, свидетельствующий о закрытии верхушечного отверстия зуба (рис. П.17) 225 225 А. с. 1 115 745. .

Рис. П.17. Обработка корневого канала. А. с. 1 115 745

1 — корневой канал; 2 — зуб; 3 — десна; 4 — электрод; 5 — источник тока; 6 — сигнализирующее устройство; 7 — фосфат-цемент; 8 — твердые ткани; 9 — корень зуба; 10 — верхушка корневого канала; 11 — ткани, окружающие зуб; 12 — измеряющий прибор.

Задача 9.38. Измерение массы в невесомости

Условие задачи

Медикам потребовалось измерять вес космонавтов в космосе.

Все весы при измерении используют силу тяжести. В невесомости ее нет.

Как быть?

Разбор задачи

Можно использовать стандарт 4.3.1. Использование физэффектов.

Решение

Использовать явление резонанса.

Как известно, период колебаний зависит от массы тела

где

T — период колебаний;

M — масса тела;

K — коэффициент упругости пружины.

Следовательно, тело необходимо подвесить или положить на пружину и придать ему колебания.

На этой основе был создан прибор для измерения массы тела космонавтов в невесомости. Принципиальная схема прибора изображена на рис. П.18.

Рис. П.18. Измерение массы

Задача 9.39. Разработка интегральных схем

Условие задачи

При разработке интегральных схем необходимо провести испытание их на функциональность и работоспособность. Это возможно, когда схема уже изготовлена. Изготовление интегральной схемы — очень сложный, дорогой и длительной процесс, но без такого испытания не будет ясно, как работает такая схема. Как быть?

Разбор задачи

Можно использовать стандарт 5.1.1.7. Использование копий.

Решение

Разработали компьютерные модели (симуляторы), с помощью которых можно провести виртуальные испытания.

Задача 9.40. Лазерная резка

Условие задачи

Разделение полупроводниковых пластин на отдельные чипы осуществляется газовым лазером. Лазерный луч фокусируется на небольшом участке подложки, что вызывает оплавление материала и его удаление при помощи сопутствующих процессу газов. Лазерный луч имеет коническую форму (рис.9.44). Однако в процессе резки газовыми лазерами также возникают проблемы: необходимость точной фокусировки луча на подложке (иначе луч может рассеиваться и тогда форма реза будет конической), а также загрязнение поверхности частицами расплавленного материала, которые осаждаются сопутствующими газами. Как быть?

Рис. 9.44. Принцип работы газового лазера

Разбор задачи

Можно использовать стандарт 5.3.1. Замена фаз.

Решение

Технология LaserMicroJet, разработанная швейцарской компанией Synova, решила эти проблемы 226 226 П. Башта. Лазерная резка методом Laser MicroJet. URL: http://www.electronics.ru/journal/article/44 . . Вместо воздуха лазерный луч передается внутри тонкой струи воды. Лазерный луч через фокусирующую линзу попадает в камеру, в которую подается вода под давлением (300 бар, 1 л/мин). Далее лазерный луч выходит из камеры через насадку с отверстием малого диаметра (до 20 мкм) и, находясь в струе воды, попадает на обрабатываемую поверхность (рис. П.19).