В соответствиис заданием в дипломной работе рассмотрены вопросы определения патологического состояния биообъектов посредством Кирлиан-эффекта. На основе теоретических положений был проведен эксперимент, который показывает возможность получения фотографий, отвечающих состоянию биообъекта. Наиболее качественный анализ возможен по частоте ~ 150 кГц. Разработаны технико-экономические вопросы и мероприятия по безопасности жизнедеятельности.

1.1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

1.2.ФОТОГРАФИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ

1.3. ФОТОГРАФИРОВАНИЕ ПАТОЛОГИЙ БИООБЪЕКТОВ В РАЗРЯДАХ ТВЧ

1.4. АППАРАТУРА ДЛЯ КИРЛИАН-ЭФФЕКТА

1.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАТОЛОГИИ БИООБЪЕКТА С ПОМОЩЬЮ КИРЛИАН-ЭФФЕКТА

1.6. УСРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОФАСТОТНЫХ ФОТОГРАФИЙ

2.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

2.2. РАСЧЕТ ГЕНЕРАТОРА ТВЧ

3.1. РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА НИР

4.1. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТОРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

4.2. ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТОРМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

4.3. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

4.4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ БЕЗОПАСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ УСТАНОВОК СВЧ

Настоящая работа посвящена описанию эффекта Кирлиан, способов его использования и схемному построению устройств его реализации.

Огромной ценностью обладают открытия и изобретения человечества, позволяющие раскрыть тайны и загадки Природы и Человека. Одно из таких открытий - изобретение супругов Кирлиан, открывшее человечеству новое универсальное понимание жизни и смерти. Еще в далекие времена люди считали, что у каждого человека есть энергетическое поле, служащее ему защитой. И всегда у человека было стремление увидеть и исследовать его. Древние пытались, и небезуспешно, как-то зафиксировать это поле на тончайших пластинках из некоторых металлов. В 1777 году профессор Лихтенберг, изучая электрические разряды на покрытой порошком поверхности изолятора, наблюдал характерное свечение. Спустя почти столетие это свечение было зафиксировано на фотопластинке и получило название "фигур Лихтенберга". В России в середине прошлого века известный по тем временам учёный Наркевич-Иодко, поверив крестьянину, видевшему разноцветные света вокруг людей невооружённым глазом, изобрёл очень простое электрическое устройство, позволившее запечатлеть это свечение на фотопластинке. Светился только что сорванный с ветки листок, медленно теряя сияние по мере угасания. Приятным ровным светом лучилась рука поместного церковнослужителя после молебна, но почему-то светлый круг разрывался и угасал при появлении негатива. Яркими искрами вымащивалась дорожка от руки юноши к руке предмета его тайных воздыханий. У заболевшего вдруг человека свечение очень сильно менялось: появлялись тёмные точки, пятна, сужалось и превращалось в рваные куски некогда ровное поле. Эти снимки публиковались в различных журналах и вызывали очень много вопросов и споров. Ученый же был сторонником научных взглядов на природу формирующихся картин: "Человеческий организм постоянно вырабатывает электричество в нервных тканях и представляет собою своеобразную электрическую батарею, постоянно обменивающуюся зарядами с окружающим пространством". В 1882 году его открытие нашло свое признание. Свой способ фотографирования Наркевич-Иодко назвал электрографией. О Якове Оттоновиче говорили как о человеке, опередившем своё время. Ему удалось найти применение своему открытию. Он предсказал возможность использования метода для определения психологической совместимости людей. Основываясь на многократных опытах, он заметил разницу в электрографической картине одинаковых участков тела больных и здоровых, утомлённых и возбуждённых, спящих и бодрствующих людей. С 1890 года Яков Оттонович работал в Институте экспериментальной медицины вместе с прославленным Павловым. Почётными членами этого института были Луи Пастер и Вихров. Широким был круг исследуемых проблем. Одновременно с работами Наркевича-Иодко фотограф-любитель Монюшко сообщил о возможности фотографирования излучений с помощью искры. Демонстрационные опыты Николы Тесла в 1891-1900 годах наглядно показали возможность газоразрядной визуализации живых организмов. Тесла получал фотографии разрядов обычной фотосъёмкой. Фотоаппарат снимал в токах высокой частоты предметы и тела. Но сложность использовавшейся тогда аппаратуры для получения электрографических снимков препятствовала широкому распространению метода. Электрографические снимки делали знакомые с трудами предшественников Битнер, Погорельский, чешский физик Навратил, американец Нифер, немец Цапек. Все говорили о фиксации неизвестных науке видов излучения. С 1905 года, под напором новых идей в физике и революционной ситуаций в обществе, эти работы были надолго забыты.

И только в тридцатые годы российские ученые супруги Кирлиан снова занялись этими исследованиям.

В течение 10 лет супруги Кирлиан в домашней лаборатории создавали прибор, дающий возможность производить исследования свечения объектов в электромагнитном поле (в качестве источника высоковольтного высокочастотного напряжения был применен видоизменённый резонанс-трансформатор Тесла, работающий в импульсном режиме), делали тысячи высокочастотных снимков изучая механизмы и возможности неведомого прежде явления. Качество изображений было намного выше, чем у Наркевича-Йодко и всех, кто повторял его работы. Новый метод исследования дал возможность диагносцировать болезни на ранней стадии их развития и не только у растений, но и у человека. По снимкам можно провести раннюю диагностику, можно выявить рецидив болезни, можно объективно оценить терапевтическое действие химических препаратов. В процессе исследований ученые обнаружили еще один любопытный факт: разрядный процесс находиться в зависимости не только от болезненного, но и от эмоционального состояния объекта. Изобретение супругов Кирлиан позволило открыть окно в неизвестность. Их разработки были защищены двадцатью одним авторским свидетельством. Но немногие ученые успели заглянуть в этот мир. Постановление "Гостехники" поставило работы супругов Кирлиан в разряд совершенно секретных, закрытых тем. Только спустя четверть века со времени получения первых результатов, супруги смогли опубликовать подробный рассказ о сути своего изобретения (визуальное или приборное наблюдение свечения газового разряда,

объекта при помещении последнего в электрическое поле высокой напряженности) и результатах исследований. Вышедшая в издательстве "Знание" брошюра "В мире чудесных разрядов" стала настоящей сенсацией. У супругов не было возможности закрепить за собой авторство, и через некоторое время их изобретение приобрело широкое распространение в других странах. Страна потеряла приоритет и валюту, но исследователи приобрели известность. Зарубежные ученые, проверив метод и убедившись, что это принципиально новый ключ к тайнам природы, назвали мерцающие излучения живых и неживых объектов ЭФФЕКТОМ КИРЛИАН, навеки вписав имя исследователей в историю науки. Немецкий ученый, врач П. Мандель рассматривает кирлиановские изображения как фотографии энергетического потока, определяющего жизнедеятельность человека. Он высказал предположение, что характеристики газоразрядного свечения пальцев рук и ног связаны с состоянием находящихся на них точек акупунктуры, которые являются начальными или конечными пунктами всех энергетических каналов. С помощью кирлианографии он проанализировал снимки свечения пальцев рук и ног сотен тысяч пациентов и разработал таблицы, которые позволяют определить состояние того или иного органа по характеристикам "свечения" отдельных зон пальцев рук и ног. В развитии заболевания он выделяет три основные стадии проявляющиеся на изображениях. "Во время информационной стадии симптомы проявляются редко, в основном как случайные вегетативные знаки. Во второй стадии развития проявляются симптомы, ещё не имеющие чёткого клинического соответствия. В третьей, симптоматической стадии, симптомам соответствуют топографические проекции. Эта третья стадия характеризуется многими феноменами. Данные клинических анализов могут расходиться с кирлиановской диагностикой, потому что они могут отражать разные грани глубинных процессов в организме". "Основная цель диагностики - выявление по возможности скрытой причины заболевания, чтобы добраться до её источника. Другая цель заключается в подавлении отрицательно развивающихся процессов путём оптимальной терапии до проявления четко выраженных клинических симптомов. Медицинская этика диктует путь предупреждения болезней" (П. Мандель). В настоящее время под его руководством работают научно-исследовательские институты и клиники в Германии, Швейцарии, Австрии, Голландии в которых проводятся дальнейшие биоэнергетические исследования человека, разрабатываются и апробируются методы его энергетической коррекции и лечения. До недавнего времени эффект Кирлиан использовался преимущественно за рубежом. Была создана Всемирная ассоциация по изучению этого физического эффекта, получившего имя наших талантливых соотечественников. Усовершенствовались методики, изобретались приборы, позволявшие расширить возможности научного поиска, чтобы ответить ещё на некоторые вопросы из бесконечного ряда. Первый физик, защитивший в нашей стране диссертацию по методике Кирлиан Виктор Адаменко. Он полагал, что основным носителем информации о биологическом и психофизиологическом состоянии живых организмов являются электроны и считал кирлиановские снимки прижизненным электронным изображением, получаемым в отличие от электронного микроскопа не в вакууме, а при атмосферном давлении и или в газе низкого давления. Ему удалось получить кирлиановские изображения не только на фотоплёнке, но и на люминисцентном экране, на электростатической бумаге, даже на термографических пластинках. Также одним из последователей супругов Кирлиан, их учеником был Станислав Филиппович Романий (Днепропетровск). Им был разработан и внедрен в практику целый спектр устройств (на основе эффекта Кирлиан) для неразрушающего контроля материалов и конструкций, неподдающихся контролю традиционными методами. Эти методики с успехом были использованы предприятиями ракетной отрасли. Также им был создан аппарат газоразрядной визуализации (АГРД), который позволял получать важную информацию о жизнедеятельности организма, проводить раннюю экспресс - диагностику и определять эффективность проводимой терапии. Новизна этой разработки подтверждена авторскими свидетельствами. В России одним из ведущих специалистов по кирлианографии стал Константин Георгиевич

Коротков. Им создан комплекс аппаратуры для исследования биологических объектов методом газоразрядной визуализации с прямым вводом газоразрядных изображений в компьютер.

Эта система позволяет наблюдать развитие Кирлиан - изображения в реальном масштабе времени, в обычном, не затемненном помещении, записывать их, преобразовывать, распечатывать и хранить в памяти компьютера.

А разработанное программное обеспечение дает возможность построить поле человека, наблюдать его изменения, а также количественно оценить параметры изображений, для более четкой оценки динамики происходящих в организме процессов. В ходе обследования очень важным аспектом является и психоэмоциональное состояние оператора. На это неоднократно указывали и Кирлианы. Метод газоразрядной визуализации (эффект Кирлиан) является одним из немногих методов, позволяющих быстро, достоверно и безопасно исследовать физическое, психоэмоциональное и энергетическое состояние человека, выявить болезнь задолго до ее клинической манифестации и найти ее первопричину, а также подобрать индивидуальные методики лечения и оздоровления, проконтролировать в динамике их эффективность [1].

1.1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Целью работы является исследование и использование эффекта Кирлиан. Для этого необходимо проанализировать экспериментальные данные об эффекте Кирлиан при различных патологических состояниях биообъекта, используя при этом несколько видов биообъектов, и определить связь между определёнными видами и степенями патологий биообъектов и полученным изображением.

В ходе работы необходимо определить возможности использования эфекта Кирлиан при решению такой задачи, как предварительное заключение о состояние биообъекта (здоров или болен).

Необходимо экспериментально установить частотный диапазон ГТВЧ, рассчитать и реализовать экспериментальную установку.

1.2. ФОТОГРАФИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ

За минувшие 125 лет люди придумали несколько способов получения изображений. Первое место среди них по праву занимает световая фотография; к ней примыкает кинематография, дающая изображение в динамике. Кроме этих главных способов, наука и техника пользуются лучами "Рентгена, а также импульсами постоянного тока и фотоэлектрическим действием света на полупроводники.

1949 год предложен еще один метод фотографирования и наблюдения за объектами — с помощью токов высокой частоты. Этот метод продолжает совершенствоваться, он обогащается различной аппаратурой, и им пользуются в науке и технике.

Вся Вселенная, в том числе и земная атмосфера, состоит из электрически заряженных частиц. В верхние, разряженные слои атмосферы без труда проникают космические лучи. Они ионизируют частицы воздуха и вызывают разнообразные электрические явления.

Полярное сияние вызвано электрическими зарядами. Земля — гигантский магнит; электрически заряженные частицы Солнца, пролетающие в околоземном космическом пространстве, притягиваются магнитным полем Земли и входят в верхние слои ионосферы в районе магнитных полюсов; частицы воздуха от соударений с частицами космическими превращаются в ионы, ионы затем нейтрализуются, при этом выделяется энергия, и мы видим сияние.

В нижних, более плотных слоях атмосферы, электризация во много раз интенсивнее. Заряжен воздух, заряжена земля, заряжена каждая капелька влаги в облаке. Временами количество зарядов в облаке растет сверх обычного, заряды становятся “кандидатами в разряды”, облако превращается в грозовую тучу, и, наконец, в небе вспыхивает первый разряд —молния.

Каждый электрический заряд распространяет вокруг себя свои силы, и два равных электрических заряда, противоположных по знаку, когда между ними возникает электрическое поле, притягиваются друг к другу этими силами, пока не соединятся в одну нейтральную частицу.

С электрическими зарядами имеют дело техника, промышленность, наука. Еще в прошлом веке они поступили на службу к медицине. Среди электрофизических методов лечения есть, например, дарсонвализация; специальный генератор преобразует обычный ток из сети в ток высокой частоты, безопасный для человека.

Обращено внимание на то, что еле заметное разрядное свечение между электродом и кожей человека подчинено каким-то определенным закономерностям.

Были проведены опыты:

1)Миниатюрная молния — модельер. Этот опыт показал, что каждая деталь в рельефе клише, каждая точка имеет свою форму и размер, на каждой детали создается своя картина из зарядов. Отдельные микроканальные разряды воспроизводят на фотопленке точную модель детали в виде геометрической фигуры. Из совокупности этих фигур и формируется изображение предмета. 2)Критический промежуток. Водяная обкладка. Из этого опыта стало ясно - критический промежуток устанавливается с помощью тонкой ткани; металлическая обкладка заменена жидкой.

3)Роликовая обкладка. Стало ясно, что такие обкладки занимают очень мало места на фотопленке и требуют мало напряжения и мощности, что очень важно при фотографировании живых организмов.

4)Пакетные снимки. Данные этого опыта помогли использовать передачу изображения предмета через перегородку из диэлектрика при конструировании электронно-ионных оптических приборов.

5)Электрическое состояние. Изображения разных предметов при фотографировании токами высокой частоты формируются по-разному. Если предмет проводник, то на снимке отражается только конфигурация его поверхности. Если же это диэлектрик, на фотоснимке возникает его глубинная структура. На фоне рисунка поверхности получаются снимки электрического состояния предметов.

Растение — это сложный конгломерат, живые детали которого при фотографировании несут на себе определенные электрические величины. Их изображение — рисунок их электрического состояния. Посмотрите на фото II, Ш, IV, V, VI и VII. Это электрическое состояние листьев разных растений. У каждого — свое.

На фото VIII, IX и X, в равных условиях сфотографирован лист вербены в разных биологических состояниях. У одного и того же листа рисунки электрического состояния различны. Первый снимок получен с несорванного листа вербены, второй — после того, как куст вербены был вырван с корнем и пролежал в тени десять часов, а третий снимок был сделан еще через двадцать часов.

Лист обнаруживает в снимках свое биологическое состояние. Первый снимок получен со здорового листа, второй — с увядающего, а третий — с почти увядшего.

Внутренний мир листа растения связан с внешним миром, с солнцем, воздухом, температурой через биологические “приборы” в покрове. Нарушение жизнедеятельности листа растения засухой, болезнью, старением изменяет химический состав и физическую структуру биологических “приборов”, или механизмов, которые в свою очередь влияют на форму разрядов, исходящих из них, что фиксируется на фотоматериале в своеобразных геометрических фигурах [2].

Можно, таким образом, предположить, что в организации рисунка электрического состояния организма, помимо его поверхностной конфигурации, принимает участие и его внутреннее биологическое состояние. По рисунку электросостояния можно судить о биосостоянии. Очевидно, фотографирование токами высокой частоты со временем поможет находить патологические изменения в растениях.

Сфотографировав два листа, одного и того же растения получим, что изображение электрического состояния одного листа состояло из округлых сферических деталей, симметрично рассыпанных по полю, а изображение другого — из мелких геометрических фигурок, группами разбросанных по плоскости это возникло из-за того, что листья были сорваны с разных кустов, один из которых был заражен микроорганизмами. Развиваясь внутри листа, микроорганизмы не давали внешних признаков заболевания вплоть до момента гибели самого листа. По мнению фитопатологов, такой способ получения изображения выявляет детали, недоступные другим методам фотографирования.

При фотографировании листьев винограда, яблонь, табака фиксировалось болезненное состояние, и каждый раз при патологических изменениях листа растения видоизменялся и рисунок электрического состояния, присущего только этому болезненному состоянию листа и только этому виду растения.

На фото XI изображен здоровый лист табака, на XII — больной.

Вскоре от методики фотографирования токами высокой частоты отпочковалось новое направление — визуальное наблюдение.

Сопоставляя фотографические снимки одних и тех же листьев растений или одного и того же участка нашей кожи, заметно, что на повторных снимках (при равных условиях фотографирования) некоторые детали иногда или меняют свое местоположение, или совсем исчезают, а иной раз, наоборот, появляются новые детали, что свидетельствует о движении, о каких-то процессах, происходящих в живом организме. Эта динамика деталей связана с процессами жизнедеятельности.

Для этого из двух тончайших лабораторных стекол изготовили герметическую камеру толщиной в миллиметр, залили ее токопроводящей жидкостью — обыкновенной водой и подключили к генератору. Разрядные каналы были плохо видны даже в лупу. Под микроскопом, с разрядно-оптической обкладкой видно, что самые разнообразные разрядные каналы совершают сложную работу.

Каналы-великаны полыхают лилово-огненным пламенем. А рядом, в “глыбах” кожного покрова, спокойно светятся оранжевые и голубые “карликовые звезды”.

Полыхают и “зарницы”. Это мерцают “кратеры”, только из них извергается не огненная лава, а сияние, подобное полярному. То тут, то там пронзительно вспыхивают неразлучные близнецы желтого и голубого цвета. Словно из подземелий, выплывают блеклые медузообразные фигуры. Они колышутся и плывут в пространстве, отыскивая себе подобных, и, встретившись, сливаются с ними или скрываются в другом подземелье. А некоторые разрядные каналы временами, словно освещая язычком пламени свой путь, гуськом спешат вдоль кожных “ущелий”.

Эта пестрая панорама кожного электрического состояния подчиняется определённым закономерностям. Из многочисленных повторных наблюдений — разных участков тела, листьев, корней, побегов, минералов, металлов, бумаги, кожи, бетона — выясняется, что при одних и тех же условиях общая картина электрических разрядов повторяется.

На фото XIII изображена кожа человека (увеличено в 50 раз). Человек находится в уравновешенном состоянии. На фото XIV - кожа человека переутомленного (тоже увеличено в 50 раз). Та же картина на фото XV и XVI, только при сильном увеличении.

В поле зрения наблюдаемого участка кожи виднеются безжизненные черные пятна. Покрыв мёртвые зоны тонким слоем люминесцирующего порошка, который светится под действием электрических зарядов или ультрафиолетовых лучей, получим, что черные пятна исчезли, и на их месте засветилась зеленым светом наша кожа, на фоне которой продолжали пульсировать разрядные каналы.

Это означает, что электрические заряды, распределенные на коже, обладают неодинаковой энергией. Заряды с малой энергией не принимают участия в общем разрядном потоке и создают мертвые зоны на общей картине электрического состояния.

Чувствительность разрядных каналов к изменениям зарядного промежутка в фотокамере очень велика. Увеличивая или уменьшая его на сотые доли миллиметра, из поля зрения можно удалять разрядные каналы. Обыкновенно первыми выбывают из строя каналы с меньшей энергией, и они же последними возвращаются в строй.

1.3. ФОТОГРАФИРОВАНИЕ ПАТОЛОГИЙ БИООБЪЕКТОВ В РАЗРЯДАХ ТВЧ

Разрядный процесс при фотографировании длится обычно одну-две секунды, а разрядный поток при визуальном наблюдении — 500—300 секунд, увеличить это время нельзя, т.к. появляется риск повреждения эрозией наружного стекла прозрачной водяной обкладки. И когда некоторые каналы то притухают, то снова разгораются, то совсем гаснут: “факелы” размашисто раскачиваются, как на ветру; лиловый их цвет бледнеет, переходит в желто-розовый; поле становится расплывчатым, создается впечатление, что все каналы вышли из фокуса.

Нервная возбудимость оператора, как показали эксперименты накладывали печать на панораму высокочастотных разрядов уже с первой секунды демонстрации.

Влияние эмоций на характер разрядных процессов отображено на фото XIII—XVI.

Однако эти снимки не дают законченной картины электрического состояния: они не цветные, и основная масса деталей, составляющих фон, не экспонируется из-за слабого свечения. Отражены только сильные потенциальные точки кожного покрова.Об истинном электрическом состоянии судить по ним можно только приблизительно.

Первые попытки фотографирования высокочастотными разрядами уже дали существенные результаты. Экспериментируя над растениями, мы, например, обнаружили нечто новое в их жизни. Подобно тому, как в свое время вопрос о том, почему растения зеленые, привел к открытию фотосинтеза, главную роль в котором играет хлорофилл, фотографирование с помощью ТВЧ заставило нас обратить внимание на то, что листья растений имеют специфическую форму.

Исследования привели к парадоксальному выводу: контур листьев - это своеобразный орган растений, выполняющий электрофизиологическую функцию ионизации углекислоты в околокронном пространстве с целью ее доставки зеленым листьям [2].

Минеральных веществ в почве недостаточно для обильных урожаев, и растениям требуется химическая и биологическая подкормка. Листьям растений нужно гораздо больше продуктов газового питания, чем корням — питания минерального.

Возможно что, листья живут впроголодь так же, как и корни. И они нуждаются в искусственной газовой подкормке с заранее ионизированной углекислотой.

Поэтому в настоящее время ставиться вопрос об ионном газовом удобрении кроны растений.

Роль кожного покрова не ограничивается механической защитой организма от внешней среды. В коже заложены своеобразные биомеханизмы, выполняющие важные функции и связанные через центральную нервную систему с внутренними органами. Состояние кожи является как бы проекцией состояния организма или его органов, кожа живо реагирует на изменения, происходящие в них; нередко она первая сигнализирует своими изменениями о неполадках внутри организма.

Методика ТВЧ-фотографирования и позволяет фиксировать изображение электрического состояния участков кожи, тесно связанных с соответствующими органами. При наличии сравнительных таблиц картин электрического состояния кожного покрова в нормальном и патологически измененном состояниях можно будет использовать этот метод, как средство ранней диагностики в медицине, в животноводстве, в ботанике.

1.4. АППАРАТУРА ДЛЯ КИРЛИАН-ЭФФЕКТА

Аппаратура применяемая в первоначальных опытах состояла из генератора ТВЧ, резонатора, катушки прерывателя (рис.1.1).

Генератор ТВЧ превращает опасный для человека электрический ток в безопасный. Такой генератор должен работать с частотой приблизительно в 75 — 200 тыс. колебаний в секунду; колебания импульсные, резко затухающие. Каждый импульс не должен нести большой энергии, чтобы она не могла оказывать на организм теплового или раздражающего действия. Его длительность— 50—100 миллионных долей секунды.

Рис. 1.1 Искровой генератор:

1-— конденсатор на 4—10 мф, 600 вольт; 2 и 3—конденсаторы на 0,25 мф, 1500 в; 4—конденсатор на 0,5 мф, 1000 в; 5— конденсатор на 1 мф, 690 в; 6 — конденсатор на 2500 мф, 2500 в (емкостная защита); 7—коммутатор переключения частоты; 8 и 9 — дроссельные регуляторы (типа реостата накала радиоламп); провод медный ПБО, 1,5 мм, по 100 витков; 10 — первичная обмотка резонатора (автотрансформатора), 9—10 витков, провод 3х1 мм (ПБО); 11 — вторичная обмотка резонатора, 3000 витков, провод ПЭШО 0,2 мм;

12 — обкладки конденсатора; 13 — педаль.

Искровой же генератор еще при монтаже настраивается на одну доминирующую частоту, но, как и каждая искра, сопровождается целой гаммой других частот. Поэтому здесь выделять определенные детали не удастся. Но зато на снимке будет отчетливо изображена структура фотографируемого предмета с множеством деталей, которые резонировали на эту гамму частот.

Таким образом, оба генератора, ламповый и искровой, дополняют друг друга. Поскольку искровой генератор обладает большими возможностями, мы в основном работаем с ним. Этот генератор (рис. 1.1) состоит из катушки прерывателя, колебательного контура и педали для ножного включения.

Катушка прерывателя (рис. 1.2) выполняется из гетинакса, фибры или дерева вырезать (две пластинки шириной 60, длиной 80 и толщиной 3 мм)в просверленные отверстия вклеивается для сердечника картонная трубка с внутренним диаметром 22 мм так, чтобы расстояние между боковыми пластинками катушки было 65 мм. Трубку для сердечника можно сделать из жести, развернув ее края 2 так, чтобы пластинки 1 не могли сойти с трубки. Металлическая трубка должна быть обязательно с одной стороны разрезана вдоль оси (щель — 3 мм), иначе так, чтобы расстояние между боковыми пластинками катушки было 65 мм. Трубку для сердечника можно сделать из жести, развернув ее края 2 так, чтобы пластинки 1 не могли сойти с трубки. Металлическая трубка должна быть обязательно с одной стороны разрезана

Рис. 1.2. Катушка прерывателя

вдоль оси (щель — 3 мм), иначе при переменном токе она станет как бы замкнутым витком трансформатора, где начнет индуцироваться ток большой величины, и катушка сгорит. Металлическую трубку надо изолировать несколькими оборотами плотной бумаги 3, которые будут сдерживать боковые пластины катушки от сползания. Для диэлектрической прочности бумагу желательно пропитать шеллаком или нитролаком, а трубку покрыть внутри изолирующим лаком, чтобы пластинки сердечника не замыкали ее, и набить полосками трансформаторной стали; они должны на 3—4 мм выступать с одной стороны катушки, на которой просверлены четыре отверстия диаметром 4 ммдля крепежных болтов 6,9 и 14.

Прерыватель делается по форме, указанной пунктиром, из стальной (трансформаторной) пластины; на одной стороне ее пробивается отверстие для крепления 6, на другой стороне приклепывается вольфрамовый контакт 7 диаметром 4 мм. Другая пластина прерывателя 8 изготовляется из жесткой латуни или другого немагнитного материала (иначе она под действием магнетизма сердечника начнет колебаться в такт с первой пластиной, и генератор будет работать нечетко); в ней по углам делаются три отверстия диаметром 4 мм. Они должны совпадать с отверстиями первой пластины; одно из них продолговатое — для свободного перемещения пластины вдоль болта 9 при регулировке.

Втулки 10 и 11 служат упором при установке пластин прерывателя. Для простоты их можно свернуть из полоски жести. Болт 9 с гайкой 12 является регулятором при настройке искрового промежутка. Пружина 13 должна быть жесткой, чтобы пластина 8, зажатая между пружиной и гайкой, при колебательных движениях пластины 5 не вибрировала.

К болту 6 подключается один конец обмотки катушки. Болт 14 и второй провод обмотки 15 подключаются к электросети через выводные контакты.

Обмотка катушки 16 должна быть сделана из провода диаметром 0,35 мм с эмалевой изоляцией, а лучше с бумажной оплеткой. С такими габаритами у катушки при напряжении 220 в должно быть 3500—4000 витков (генератор может работать и при напряжении 127 в). При намотке катушки проводом с эмалевой изоляцией необходимо каждый слой обмотки изолировать одним или двумя оборотами конденсаторной или другой тонкой бумаги. Катушка обматывается с отступом от боковых ее стенок (пластин) на 3—4 мм, иначе крайние верхние проводники провалятся (между пластиной и обмоткой), и в изоляции будет пробой.

Сердечник катушки 4 должен быть туго набит полосками из трансформаторной стали, чтобы под действием магнитных сил отдельные листы не высовывались навстречу пластине 5. Сердечник закрепляется лаком.

Вольфрамовые контакты 7 должны быть всегда чистыми и отполированными. Это предохраняет их от сгорания (эрозии).

Второй важный узел генератора — колебательный контур, с катушкой самоиндукции, имеющей повышающую напряжение обмотку (резонатор Удена).

Основанием катушки резонатора длиною 180 мм (рис. 2.3) служит трубка 1 из бумаги (4—5 оборотов). На расстояние 80 мм от края, прокалывается в трубке отверстие, куда просовывается провод 3; выводится из трубки на 80—100 мм.

Хорошо изолированный провод должен быть в диаметре 0,2—0,25 мм, эмаль — с шелковой или бумажной оплеткой. Обмотку 2 производится вплотную, виток к витку, не более 100 витков в одном ряду — в противном случае между смежными рядами будет слишком велика разность потенциала и произойдет междурядный пробой.

Рис. 1.3. Резонатор (автотрансформатор)

Каждый ряд обмотки обворачивается двумя или, если бумага тонкая, то и тремя оборотами (с нахлесткой) чистой бумаги. Ширина изолирующего слоя бумаги равна длине трубки—180 мм. На трубку, таким образом, наматывается до 30 рядов (3000 витков). После окончания обмотки покрывается слоем в три-четыре оборота писчей бумаги 9, через которую пропускаем конец обмотки 5. Это — повышающая, т. е. вторичная, обмотка. Смещение обмотки 6 по отношению к трубке обусловлено выходящим проводом 3. Между проводом 3 и шиной 8 может быть воздушное пробойное перекрытие во время работы генератора на больших напряжениях. Правая сторона резонатора, залитая парафином, от этого застрахована.

Первичная обмотка наматывается в том же направлении на вторичную шиной 3,5ґ 1 мм либо проводом с эмалевой или бумажной изоляцией (диаметром 1,2 мм) в три параллельных проводника (наматывается 9—10 витков). Концы обмоток припаиваем к высоковольтному конденсатору на 2500 пикофарад (емкостная защита).

По окончании намотки автотрансформатора высокой частоты его необходимо часа три поварить в белом парафине до обезвоживания бумаги, до полного пропитывания катушки. Катушка после отвердевания в парафина остужается. Потом снова нагревается парафин, погружается в него катушка и, не давая ей нагреться, быстро вынимается. Так необходимо поступать несколько раз, пока вся катушка не будет залита парафином и у обмотки не останется воздушных пузырьков.

Автотрансформатор выдерживает до 200 тыс. в эффективного напряжения.

Индуктивный регулятор делается по типу обычного реостата для регулировки накала радиоламп, но больших размеров. На полоску из фибры или алюминия, изолированного лейкопластом, толщиной 1,5—2, шириной 15 и длиной 160 — 180 мм, наматывается медная с бумажной изоляцией проволока 1,5 мм. В одном регуляторе полоска остается не намотанной на 15—20 мм, чтобы можно было его выключать. Полоска с намоткой сворачивается в кольцо. Концы ее закрепляются на угольнике винтами или заклепками. В центральное отверстие угольника проходит ось ползущего контакта. Обмотка пропитывается лаком для закрепления ниточной оплетки. На ребре полоски наждачной или стеклянной бумагой счищаем изоляцию (для коммутации между проволокой и ползучим контактом).

Устройство ясно видно на рис. 1.1. Верхняя дека педали должна быть тщательно изолирована от токонесущих деталей. Рекомендуется покрыть педаль добавочным изолирующим слоем из гетинакса, текстолита или эбонита: когда экспериментатор испытывает на себе аппарат, гвозди обуви могут соприкоснуться с токонесущими частями педали, и ток технической частоты пройдет через него.

Контакты изготовляются из жести. Пружина из трансформаторной стали является продолжением верхнего контакта. Оба контакта электрически связаны с двумя болтами, к которым крепятся провода. Подводящие клеммы педали закрываются щитком из диэлектрического материала.

Для защиты колебательного контура от технической частоты: и для повышения пробойного напряжения конденсаторов их монтируют последовательно (рис. 1.1).

Само фотографирование происходит в системе плоского конденсатора, основным инструментом которого являются обкладки, т. е. две металлические пластинки. Пользоваться можно и одной обкладкой и двумя одновременно. В описанных выше опытах принимали участие мелкие предметы, помещавшиеся между двумя обкладками. Человек же, растения на корню и крупные предметы экспонируются только с помощью одной обкладки.

Во время фотографирования надо прикрывать фотопленку черным экраном, чтобы избежать вуалирования фотоснимка.

Из плоских обкладок целесообразна дисковая обкладка без углов (рис. 1.4). С нею удобно выбирать участок и на теле, и на растениях.

Рис. 1.4 Дисковая обкладка

Для фотографирования листьев растений без отрыва от стебля необходимо применить плоские металлические обкладки, которые укрепляем на подвижной крестовине из диэлектрика и с внутренней стороны покрыли их целлулоидом с пазами для фотопленок. Эти фотоклещи изображены на рис. 1.5.

Лист растения кладется на фотопленку нижней обкладки, в которой на переднем крае сделан прорез для черенка. С помощью фотоклещей получаются снимки и с других плоских предметов.

При фотографировании растения на корню можно подключать обе обкладки фотоклещей — или к одному (активному) полюсу генератора или к двум разноименным. Это придает своеобразие картинам на снимках. В первом случае в фотографировании участвует все растение, начиная с корней, во втором только один лист, причем электрическая корона вокруг него не образуется как это бывает при однополюсной съемке.

Рис. 1.5. Фотоклещи

Увеличение фотографируемой площади требует повышения мощности, и экспериментатор вынужден компенсировать недостающую мощность удлинением времени экспозиции, а это неблагоприятно отражается на качестве фотоснимка. Выход — в максимальной стабилизации времени экспозиции с помощью вращающегося ролика (рис. 1.6).

На рис. 1.7 изображен набор таких обкладок, рабочая часть которых по конфигурации диаметрально противоположна форме фотографируемого участка. Эти обкладки не требуют

Рис. 1.6. Вращающийся ролик

установки разрядного промежутка между предметом и фотопленкой.

При фотографировании, после того как роликовая обкладка покинет “старт”, необходимо включить генератор и выключить, когда она дойдет до “финиша”.

Рис. 1.7. Набор роликовых обкладок

Рис. 1.8. Разновидность роликовой обкладки

После этого отрывается обкладка от фотопленки, иначе между ними вспыхнет искра и завуалирует негатив (фото I получено через роликовую обкладку).

На рис. 1.8. изображена другая разновидность роликовой обкладки.

В пазы прибора под черный экран вставляется фотопленка, взаиморасположение которой с роликом на всем протяжении одинаково, и фотографирование происходит по строго заданному направлению. Скорость ролика и его нажим на фотопленку можно регулировать. В действие он приводится пружинным механизмом. Прибор накладывается на предмет;

ролик запускается нажимом кнопки.

Основание обкладки делается из твердого диэлектрика,

Для съемки цилиндрических предметов применяют эластичную обкладку (рис. 1.9). Гибкая спиральная пружина укреплена на двух рукоятках из диэлектрика. Фотографируемый предмет, покрытый фотопленкой, обхватывается по окружности такой обкладкой и с помощью рукояток,

Рис. 1.9. Эластичная обкладка

Рис. 1.10. Многокадровая обкладка

зажатых в руке, передвигается вдоль фотопленки. Если экспонируемый участок идет на конус, то пружина благодаря своей упругости плотно облегает через фотопленку такой участок, и снимок на всем протяжении получается равномерным.

Труднее фотографировать всю поверхность таких мелких предметов, как, например, пуля. Такого рода цилиндрический предмет туго обхватывается по окружности фотопленкой которая с помощью механизма протягивается и вращает его, Вторая металлическая обкладка в виде плоского пера прижимается через фотопленку к цилиндрическому предмету (риc. 1.10).

Цилиндрический предмет и металлическое перо превращаются в конденсаторные обкладки — одна во вращающуюся, другая — в неподвижную, поставленную на ребро.

Этот метод можно с успехом использовать в криминалистике, где оптическое фотографирование таких предметов, как пуля, ведут на сложной, громоздкой и дорогой установке.

Для визуального наблюдения создана разрядно-оптическая обкладка. Это самая сложная из всех наших конденсаторных обкладок. Как и некоторые другие, она построена на принципе плоского конденсатора.

В конструкцию обкладки вмонтирована световая оптика, увеличивающая наблюдаемые картины разрядных процессов. Обкладка является самостоятельным прибором, а также приставкой к оптическому микроскопу (рис. 1.11). Ее размер зависит от диаметра объектива.

Контактное фотографирование токами высокой частоты обязывает ко многому: надо тщательно приспосабливать к нему поверхность экспонируемого предмета, особенно живой природы.

Чтобы сделать удачный снимок участка кожи, можно видоизменить разрядно-оптиче-скую обкладку. В обычной обкладке траверза служит для нее упором и в то же время устанавливает разрядный промежуток. Новая обкладка содержит кольцо из диэлектрика с выточенным в нем кольцевым углублением. Обкладка с таким кольцом-траверзой прикладывается к коже, и через штуцер из углубления резиновым баллоном (грушей), выкачивается воздух. Кожа засасывается в углубление, как в медицинскую банку, участок кожи в центре кольца растягивается и становится идеально ровным для визуального наблюдения; обкладка держится крепко.

Рис. 1.11. Разрядно-оптическая обкладка

Рис. 1.12. Разрядно-оптическая обкладка с приспособлением для растягивания поверхности кожного покрова

На рис. 1.12. приспособление изображено в двух вариантах;

толстое кольцо 1 из диэлектрика снабжено с одной стороны канавкой в виде траншеи 2, полость которой штуцером 3 соединена с вакуум-насосом. Для растяжения объекта в двух противоположных направлениях применяется второй вариант конструкции приспособления, в котором взамен кольца применены два бруска с канавками 4, сообщающимися с вакуумным насосом,

Конструкцию визуальной разрядно-оптической обкладки можно упростить, не изменяя принципа ее действия. Фокусировка объектива, как правило, производится за счет его перемещения в самой обкладке, а у упрощенной обкладки объектив переносится на микроскоп и остается неподвижным. На нем укреплена эбонитовая втулка с боковым “пальцем”. Через косую прорезь в горловине обкладки при повороте ее вправо или влево она может на “пальце” подниматься и опускаться.

В таких малодоступных местах, как полость рта, можно для наблюдения использовать специальную портативную прозрачную обкладку. Она укрепляется на вогнутом зеркальце под определенным углом, что дает возможность наблюдать разрядные картины, например, дефекты зубов или десен, в несколько увеличенном виде. Прозрачная обкладка сделана из органического стекла или лавсана, пластинки с рабочей стороны не толще 0,15 мм, а с тыльной — 1 мм. Полость между ними шириной в миллиметр наполняется водой.

Влажные поверхности наблюдаемых объектов надо предварительно протереть эфиром или спиртом [2].

1.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАТОЛОГИИ БИОБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ КИРЛИАН-ЭФФЕКТА

У лиц, страдавших тем или иным заболеванием, наблюдалось строго определенное изменение структуры светящейся короны. Любопытно, что в некоторых случаях это изменение оказалось возможным зафиксировать еще до появления первых симптомов болезни.

Рис. 1.13.

В разрядное устройство помещен только что сорванный лист растения. Включается ток, и на поверхности листа появляется голубоватое свечение (рис. 1.13, а). Затем листу наносится несколько уколов иглой. И он мгновенно реагирует на механическое воздействие — в местах повреждений возникает красноватое свечение (рис. 1.13, б). Через некоторое время лист начинает вянуть, и его свечение постепенно затухает (рис. 1.13, в). Но вот подходит человек и протягивает руки на расстоянии 15—20 см от листа. “Целитель” словно вливает свежие силы в умирающие клетки: через несколько минут свечение листа возобновляется (рис. 1.13, г). Так лист реагирует на биоэнергетическое воздействие...

Этот эксперимент был проведен в 1972 году профессором Калифорнийского университета Тельмой Мосс. Занявшись изучением “эффекта Кирлиан”, она решила прежде всего применить его для исследования дистанционного взаимодействия живых систем. В частности, ее очень интересовалопыт работы тбилисского врачевателя Алексея Криворотова Мосс удалось отыскать людей, утверждавших вслед за Криворотовым, что они, дескать, могут лечить “наложением рук”.

Традиционные клинические методы исследования довольно сложны и длительны. “Высокочастотная” фотография является оперативной во время сеанса биоэнергетического воздействия наблюдается отчетливое изменение цвета и интенсивности свечения кожи как у, “целителя”, так и у пациента. Эти результаты были получены в лаборатории Ньюаркского инженерного колледжа доктором Д. Дином.

Эксперименты Мосс показали воздействие экспериментатора на показания самочувствия больных.

Рис. 1.14. Рис. 1.15.

Как неоднократно отмечалось в литературе, кирлиановский метод — незаменимый индикатор психофизиологических процессов, протекающих в организме человека. Таким способом можно зафиксировать малейшие колебания состояния и даже настроения индивидуума. Например, стоит только человеку немного поволноватьсяили испугаться, и свечение его кожного покрова мгновенно меняет свой цвет и интенсивность, форма и структура короны становится совсем иной.

С помощью “эффекта Кирлиан” можно точно определить степень алкогольного опьянения и наркотического воздействия. Ореол пальца резко меняется сразу же после “приема” даже стакана пива.

Приведём результаты эксперимента с приёмом мумие. На рисунке 1.14 слева вы видите свечение пальца человека в нормальном состоянии, а справа - после приема мумие.

Рис. 1.16.

Снимок изображённый на рис. 1.15 получили в 1972 году английские исследователи Д. Милнер и Е. Смарт. Слева — живой, только что сорванный лист, справа — увядающий, пролежавший уже сутки. Энергетическое поле первого как бы “передается” второму, зеленый “целитель” словно пытается “оживить” своего собрата.

Директор Исследовательского комитета Академии криминалистических наук (США) Клив Бакстер, подметил, что колебания эмоционального состояния человека вызывают изменения электрического потенциала листьев растении. Позднее он показал: такого рода дистанционноевзаимодействие присуще и другим биологическим объектам.

“Общение” живых клеток на расстоянии было обнаружено и в экспериментах группы новосибирских ученых под руководством доктора биологических наук Влаила Казначеева. Сам по себе опыт прост. В две рядом стоящие кварцевые колбы помещаютсякультуры тканей. Затем одну из культур заражают вирусами или убивают ядом, и тут начинается самое удивительное: вслед за гибелью первой культуры наступает черед и второй, хотя возможность попадания в нее вируса была исключена. Причем если первая культура умирает, например, от отравления ядом — сулемой, который блокирует дыхательные ферменты, то и вторая погибает именно от “удушья”. Это явление, названное исследователями “зеркальным цитопатическим эффектом”, официально признано научным открытием и вписано и реестр открытий под № 122.

Возможно, что гибнущие клетки испускают ультрафиолетовые лучи, роковым образом воздействующие на здоровые. Предположение основано, в частности, на том факте, что при замене кварцевых колб стеклянными указанного эффекта не наблюдалось. Однако в экспериментах Бакстера человек и растение, а также различные колонии бактерий взаимодействовали друг с другом и вне пределов прямой видимости. Описанные опыты являются следствием более сложных глубоких процессов, протекающих в живой природе.

В начале 60-х годов в нашей печати появились сообщения о Розе Кулешовой из Нижнего Тагила, обладавшей способностью “кожного зрения”. Она могла с завязанными глазами читать по буквам текст, определять на ощупь цвета предметов, сюжеты рисунков и фотографий. Эти сообщения вызнали большой интерес как со стороны ученых, так и широкой общественности

Позднее оказалось, что способности Кулешовой отнюдь не уникальны. А. Новомейский в Свердловске, Н. Судаков в Магнитогорске, А. Шевелев в Одессе и другие исследователи отыскали людей, успешно демонстрировавших “кожное зрение”. Некоторые из них получали хорошие результаты не только в обычных условиях (при прикосновении к распознаваемому объекту), но и в тех случаях, когда этот объект находился в черном конверте или в металлической кассете [3].

Исследователи выдвигали многочисленные гипотезы, пытаясь объяснить столь странное явление, но ни одна из них не получила окончательного экспериментального подтверждения. И здесь на помощь снова приходит “эффект Кирлиан”. Сфотографируем в высокочастотном разряде какой-нибудь объект, например надпись, затем прикроем ее листом черной бумаги и снова сделаем снимок. На этом снимке, полученном В. Адаменко в 1968 году, четко проступает чуть померкнувшая светящаяся надпись, хотя она и скрыта от наших глаз. Возможно “электрический след” предмета приведёт к решению проблемы “кожного зрения”.

В 1966 Адаменко году он обнаружил такое явление: если край листа растения обрезать на несколько миллиметров, то свечение покроет отсутствующую часть, и лист на кирлиановском снимке как бы останется целым (рис. 1.16, а). Мосс повторила этот эксперимент и убедилась в реальности странного явления (рис. 1.16, в). А бразильский исследователь, директор Института психобиофизики Эрнани Андраде несколько видоизменил опыт. Он не отрезал, а умертвил часть листа и получил тот же результат (рис. 1.16, б).

Возможно, что “светящиеся фантомы” указывают на то, что живой организм пронизан неким энергетическим “каркасом”, который исчезает только после гибели его целиком.

1.6. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЧАТОТНЫХ ФОТОГРАФИЙ

На рисунке 1.17 показана принципиальная схема устройств дли получения “высокочастотных” фотографий (на рис. 1.18 - его модификация, предназначенная для съемки сложных поверхностен). Пластины конденсатора, между которыми сосредоточено электрическое поле, подсоединены к высокочастотному генератору. Пластины покрыты диэлектриками (роль одного из них играет фотопленка, на которой и получается изображение); между ними помещается объект. Расстояние между поверхностью -

последнего и фотопленкой (разрядный промежуток) составляет 10—100 микрон, а напряжение — 20—100 кв. Таким образом, высокочастотный разряд возникает при напряженности электрического поля примерно 10⁶ в/см. Электрический разряд, а тем более высокочастотный, явление очень сложное. Благодаря его изучению были сделаны многие открытия и физике (например, открытие рентгеновских лучей). Для получения “высокочастотных” фотографии используется разряд особого типа нечто среднее между коронным и искровым. Егo отличительное свойство, как заметили еще Кирлиан, — равномерное поле (в отсутствии объекта).

В любом электрическом разряде присутствуют электроны, ионы. Он сопровождается электромагнитным излучением широкого спектра: радиоволны различного диапазона, инфракрасные, световые и ультрафиолетовые лучи. В высоковольтном же разряде имеется еще и рентгеновское излучение, возникающее при торможении ускоренных электронов в электродах.

Радиоволны и инфракрасные лучи фотопленку не засвечивают. Видимый свет не играет особой роли в получении кирлиановских фотографии. Ведь возбудить люминофор (ZnS), слабым светом (а интенсивность кирлиановского свечения весьма незначительна) невозможно. Нужен мощный лазер.

Рентгеновское излучение “отфильтровать” относительно просто. Ультрафиолетовое излучение, как показали эксперименты, не создаёт изображения на плёнке. Следовательно, в “высокочастотной” фотографии “повинны” электроны или ионы. “Отсортировать” их нетрудно. На электролюминесцентный экран было нанесено алюминиевое покрытие (толщиной полмикрона), прозрачное для электронов и непрозрачное для ионов. Изображение не пропало, т.е. кирлиановские картинки “рисуют” электроны.

Если в кирлиановском устройстве снять (в предбойный период) кривую зависимости тока от напряженности ноля, то она совпадает с теоретической кривой тока холодной эмиссии. Это доказывает, что и суть физических процессов одна и та же.

Итак, электроны вылетают из электродов за счет холодной эмиссии. Но в кирлиановском устройстве в качестве электродов выступают сами объекты: неорганические и живые. Например, при съемке кожного покрова кончика пальца один из электродов — сам палец.

Высокочастотный ток не проникает глубоко в электроды (в отличие от постоянного) и вследствие скин-эффекта распространяется только по поверхности. Поэтому, даже очень высокие напряжения при частотах сотни килогерц практически безопасны для живых организмов. В начале нашего века Никола Тесла — пионер в развитии высокочастотной техники — демонстрировал потрясенной публике захватывающий номер: пропускал через свое тело высокочастотный ток напряжением до 1 млн. В.

Главный недостаток автоэлектронной эмиссии — ее нестабильность. Поэтому холодные катоды в электродных приборах почти не используются. Но при малых токах (несколько мка) эта эмиссия все-таки устойчива. “Экранировка” металлических электродов диэлектриками и создает условия для получения стабильной автоэлектронной эмиссии. Диэлектрики поляризуются, и каждаяих молекула-диполь (в идеальном случае в отсутствии объекта) представляет собой элементарный автоэлектронный излучатель. Поэтому холодная эмиссия происходит не из одной точки, а со всей поляризованной поверхности диэлектрика. Таким образом, и автоэлектронный ток распределен по всей поверхности. А это означает, что в каждом микроканале разряда, возникающем при ионизации воздуха “холодными” электронами, ток очень мал.

Импульсный режим работы генератора выбран по следующим причинам. Во-первых, при фотографировании живых организмов средняя мощность генератора может быть небольшой (что необходимо для безопасности этих организмов), хотя его импульсная мощность - значительной (что необходимо для развития разряда). А во-вторых, по мере того как “холодные” электроны вылетают из поверхности объекта и производят ионизацию молекул, разрядный промежуток заполняется ионизированным воздухом. Это приводит к увеличению проводимости разрядного промежутка, к уменьшению напряжения между обкладками конденсатора и, соответственно, к уменьшению напряженности электрического поля. Холодная эмиссия практически прекращается, и изображение исчезает. Именно поэтому при разряде на постоянном токе или при непрерывном режиме работы генератора кирлиановские изображения получить невозможно: тут обязательно должно быть прерывание разряда, чтобы произошла частичная деионизация разрядного промежутка и в зазоре опять появилось поле, необходимое для автоэлектронной эмиссии.

При атмосферном давлении разрядный промежуток нельзя сделать большим, ибо “холодные” электроны, сталкиваясь с молекулами воздуха, теряют энергию. Если же путь свободного пробега электронов увеличить, создав невысокий вакуум, то изображения можно получать при разрядных промежутках, величиной до 20 см. На рисунке 1.20 показана схема вакуумного устройства. Между прочим, с его помощью наглядно демонстрируется электронная природа “эффекта Кирлиан”. Достаточно поднести к устройству небольшой магнит, и изображение монеты отклонится.

Кирлиан давно мечтали о приборе, который позволил бы наблюдать живую клетку под увеличением в десятки тысяч раз. И вероятно, в принципе такой прибор можно сделать. Если монету поместить не в вакууме, а снаружи (при атмосферном давлении), вплотную к цоколю трубки, то в принципе тоже можно получить ее изображение на люминесцентном экране. Изображение просто передастся через диэлектрик. Ведь поляризация диэлектрика в каждой его точке зависит от величины напряженности электрического поля, а та, в свою очередь, от структуры поверхности объекта. (Кстати, именно таков механизм “проявления” надписи на прикрывающей ее бумаге—технический вариант “кожного зрения”.) Теперь заменим монету живой клеткой и увеличим изображение методами электронной оптики. Мы сможем наблюдать динамику жизни клетки, находящейся при нормальных атмосферных условиях. Если ее деление (митоз) сопровождается каким-либо излучением, то оно должно фиксироваться на экране: ведь в конечном счете кирлиановские снимки — это картинки полей [4].

При “высокочастотном” фотографировании важно работать с одной и той же техникой в одинаковых условиях. Тогда наблюдается очень хорошая повторяемость результатов не только на неорганических объектах, но и на живых организмах. Например, фотографии различных участков кожи человека разного цвета. (Это, по-видимому, получается за счет неодинаковых скоростей электронов, вылетающих из тех самых участков.) И такой цвет, как и структура свечения, в одинаковых экспериментальных условиях всегда повторяется. Другое дело, если в организме что-то изменилось. Например, человек болен, принял возбуждающее средство или испытал внезапный стресс. Тогда кирлиановская картинка изменится, вероятно, из-за биоэнергетических сдвигов в организме.

Снимок только что сорванного листа растения... По периферии зеленого объекта — ярко светящаяся корона. Как только лист увянет, она тут же исчезнет. Откуда же появилась корона? При “высокочастотном” фотографировании лист служил одним из электродов конденсатора. А в конденсаторе, как известно, на краях происходит искажение силовых линий поля (краевой эффект), которое тем значительнее, чем больше отношение размеров пластин конденсатора к расстоянию между ними. Преломление силовых линий электрического поля зависит от диэлектрической проницаемости вещества, помещенного между пластинами. Значит, уменьшение короны связано с изменением диэлектрической проницаемости листа при увядании. Но такое объяснение нельзя считать полным — возможно, вокруг листа существует некое биоэлектрическое поле, которое присуще только живым организмам: у неорганических объектов таких изменений короны нет.

Если у живого листа отрезать небольшой кусочек, то корона наблюдается и вокруг “ампутированной” части, будто объект целый. Это странное явление пока не объяснено. Но невольно напрашивается аналогия с голограммой. Ведь каждый ее участок воспроизводит полное изображение (правда, с некоторой потерей качества). Подобны ли “высокочастотные” фотографии голографическим? Если да, то можно предположить, что живые организмы излучают “холодные” электроны когерентно, то есть “упорядочение” в пространстве и времени. А биоэлектрическое поле может быть “организатором” этой упорядоченности, которая, кстати, одно из свойств именно живых организмов.

Если высокочастотный разрядный процесс с живого объекта рассмотреть под микроскопом, то перед глазами открывается незабываемая картина. Вакханалия цветных вспыхивающих точек напоминает перемигивание лампочек во время работы ЭВМ. Но и тут нетрудно заметить определенные закономерности. Например, при увядании листа пляска света постепенно прекращается. Чисто с физической стороны появление вспыхивающих точек можно объяснить испарением вещества в сильном электрическом поле. Этот эффект обнаружил несколько лет назад американский специалист но автоэлектронной микроскопии Мюллер. Обычно испарение происходит при нагреве, но, оказывается, в сильном электрическом поле наблюдается то же самое, но без изменения температуры. Такое явление открывает перспективу “прижизненного” спектрального химического анализа живых организмов и возможность наблюдения динамики химического обмена их.

Игра “светлячков” присуща только живым организмам. У мертвых объектов свечение статично. Испарение полем вещества у тех и у других происходит по-разному.

Доктор биологических наук В. Инюшин из Алма-Аты вместе с сотрудниками создал установку для снятия спектральных характеристик высокочастотного разрядного свечения. Обнаружилось, что спектры неорганического вещества отличаются от спектров живых организмов отсутствием пиков свечения, причем у вторых эти самые пики изменяются по интенсивности и смещаются по длине волны. Аспирантка Инюшина, Н. Федорова, сняла на этой установке колебания интенсивности кирлиановского свечения листьев табака в течение суток (на одной из длин волн). При сравнении полученной кривой с кривой изменения электрического поля Земли (максимум и минимум поля наблюдаются в любой точке земного шара в одно и то же время), получено хорошее совпадение результатов. Можно предположить, что высокочастотный разряд лишь усиливает и делает зримыми те электронные процессы, которые происходят в природе [5].

2.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Для осуществления экспериментальной проверки Кирлиан – эффекта и поисков его возможного использования в прикладных задачах медицинского характера необходимо создать экспериментальную установку (рис. 2.1).

Рис. 2.1.

Электрическая принципиальная схема генератора ТВЧ приведена на рис. 2.2. Вывод 3 элемента DD1.1 через резистор R1 соединяется с выводами 4 и 5 элемента И-НЕ DD1.2, сюда же заводится частотно зависимая обратная связь с вывода 8 элемента DD1.3, образованная парой резисторов R2, R3 и конденсатором C1. С выхода 6 DD1.2 сигнал поступает на вход 9 DD1.3, образующего вместе с элементом DD1.4 простейший RS- триггер. Выход 8 инвертора DD1.3 соединяется со входами 1 и 2 инвертора DD1.1, обеспечивающего необходимый коэффициент усиления DD1.2, а также со входом 12 элемента RS- триггера DD1.4 на вход 13, которого подается сигнал внешнего запуска E0. Выход 11 DD1.4 замыкает петлю обратной связи бистабильного элемента, соединяясь со входом 10 DD1.3.

С выхода 8 DD1.3 импульсный сигнал поступает на вывод 3 ждущего мультивибратора DD2, обеспечивающего регулировку скважности импульсов. Входы 4 и 5 DD2 заземлены, чем обеспечивается уровень логического нуля необходимого для нормального функционирования ждущего мультивибратора. Выводы 11 и 10 DD2 замкнуты через фазосдвигающий конденсатор С2, обеспечивающий задержку прохождения сигнала обратной связи в мультивибраторе. Также на вывод 11 через резисторы R4 и R5 подается напряжение +5 В необходимое для создания потенциала высокого уровня необходимого для нормального функционирования бистабильой ячейки находящейся внутри микросхемы. Выводы 7 и 14 обеспечивают подключение микросхемы к шинам питания (корпус и +5 В соответственно).

Неивертирующий выход Q DD2 (вывод 6) через резистор R6 и диодную сборку VD1, VD2, представляющие собой амплитудный ограничитель, соединяется с базой транзистора VT1. Эмиттер VT1 подключается на корпус питания. В коллекторе VT1 находится первичная обмотка L3 (10 витков) трансформатора, другой конец катушки L3 соединяется с выводом конденсатора C5, обеспечивающего защиту трансформатора от пробоя, и с через фильтр низкой частоты (L1,C3,L2,C4) с источником питания. С коллектора VT1 на корпус подключен обратновключенный диод VD3 обеспечивающий защиту перехода Эмиттер – Коллектор транзистора от обратного напряжения.

Вторичная обмотка трансформатора, содержащая 3000 витков, наматывается на катушку воздушного трансформатора поверх первичной и плотно закрепляется на ней парафином. Один конец вторичной обмотки трансформатора соединяется с конденсатором высоковольтной защита с конденсатором высоковольтной защита С5, с одной из пластин, обеспечивающих фотографирование объекта. Вторая пластина подключается к коллектору VT1.

2.2. РАСЧЁТ ГЕНЕРАТОРА ТВЧ

Для проектирования схемы импульсного генератора ТВЧ произведем расчет схемы представленной на рисунке 3.1, осуществляющей генерацию прямоугольного импульса частотой f=75…200 кГц и длительностью 50…100 мкс.

Определим коэффициент передачи по напряжению для данной схемы.

Для простоты расчетов преобразуем схему, включив емкость C4 до индуктивности, что абсолютно не скажется на результатах дальнейших расчетов, и разобьем общий коэффициент передачи на произведение отдельных его частей.

где K₁(f)- коэффициент передачи по напряжению цепи L1C3L2;

K₂(f)- коэффициент передачи по напряжению цепи C4L3 (первичной обмотки трансформатора);

K₃- коэффициент передачи по напряжению трансформатора;

K₄(f)- коэффициент передачи по напряжению цепи L4C6;

Коэффициент передачи по напряжению цепи L1C3L2 определяется по следующей формуле

(2.1)

Коэффициент передачи по напряжению цепи C4L3 определяется по формуле

(2.2)

Коэффициент передачи по напряжению цепи C6L4 определяется по формуле

(2.3)

Коэффициент передачи трансформатора по напряжению определяется по формуле

(2.4),

где М – коэффициент трансформации приблизительно равняется на заданной частоте, где n₁ = 10, n₂ = 3000 число витков в первичной и вторичной обмотках воздушного трансформатора.

Индуктивности катушек определим исходя из намоточных данных представленных в задание.

Для катушек L1 и L2

средний диаметр тора вместе с обмоткой D=2,865 cm

диаметр сечения тора d=0,15 cm

число витков w=100 cm

Гн (2.5)

Для катушек L3 и L4

средний диаметр цилиндрической катушки D=0,8 cm

длина намотки l=8 cm

толщина намотки с=0.1 cm

число витков w=10

Гн (2.6),

где средний диаметр цилиндрической катушки D=2,4 cm

длина намотки l=8 cm

толщина намотки с=2.5 cm

число витков w=3000

Гн (2.7),

исходя из полученных данных для индуктивностей катушек и номиналов конденсаторов схемы построим график зависимости коэффициента передачи по напряжению данной схемы:

Рис.2.3.

Как видно из графика полоса пропускания всей схемы по уровню 0.7 лежит в диапазоне частот от 54…184 кГц, а максимум коэффициента передачи цепи приходится на частоту 100 кГц.

Отсюда следует, что не имеет смысла делать генератор на широкий спектр частот, а реализовать его на частоту с главным максимумом энергии в частотном спектре совпадающим с максимумом в характеристике коэффициента передачи по напряжению схемы искрового генератора, точнее трансформатора.

Таким образом, проанализировав предыдущую схему можно прийти к выводу, что искровой генератор, выполненный на дорогостоящих и ненадежных механических элементах, может быть легко реализован на обычной дешевой, но одновременно надежной современной элементной базе.

Первичная схема не будет претерпевать каких-либо существенных изменений, так как за основу взят все тот же резонатор Удена с уже рассчитанными параметрами первичной и вторичной обмоток, за исключением элемента осуществляющего накачку энергии в первичную обмотку повышающего трансформатора, в качестве которого выбран мощный высокочастотный транзистор, работающий в ключевом режиме с частотой открывающих импульсов равных частоте задающего генератора.

Согласно графику для коэффициента передачи предыдущей схемы зададимся диапазоном частот прямоугольных импульсов от 70 до 120 кГц, и длительностью импульсов от 70 до 100 мкс. Манипуляция частотой и скважностью генерируемых колебаний позволит с большей точностью настраиваться на свойства внутренней структуры фотографируемого объекта с целью получения четких снимков.

Задающий генератор собран на 4-х элементах И-НЕ, один из которых выполняет функцию запрещающего генерацию элемента, что осуществляется подачей напряжения высокого уровня на вывод 13 микросхемы DD1 (вход ). Если на вход подать напряжение низкого уровня, вход 10 элемента DD1.3 получит напряжение высокого уровня и генерация в линейке DD1.1- DD1.3 будет разрешена; генерация прекратится, когда на вход поступит напряжение высокого уровня (тогда на входе 10 элемента DD1.3 будет низкий потенциал).

Такая схема генератора позволяет автоматизировать выбор интервала времени фотографирования объекта, что обеспечит возможность подключения устройства к COM- или LPT- портам компьютера с целью использования соответствующих программ позволяющих провести более точное фотографирование исследуемых объектов, а также провести съемки специальными видео камерами подключенными к компьютеру при полном контроле за рабочим состоянием устройства.

Автогенератор построен на трех инверторах, в которых положительная обратная связь через RC-цепочку фазового сдвига охватывает два элемента DD1.2, DD1.3 причем DD1.2 выведен в линейный усилительный режим при помощи инвертора DD1.1 и резистора R1 отрицательной обратной связи.

Частота генерации рассчитывается исходя из следующей формулы

(2.8)

зададимся номиналом конденсатора С1=0.01 мкФ исходя из условия максимально линейной зависимости частоты генерируемых прямоугольных импульсов от импеданса задающего сопротивления. Необходимый диапазон изменения номинала переменного резистора R3 определим по графику на рис.2.3.

Рис. 2.4.

резистор R2 позволяет реализовать необходимый коэффициент перекрытия по частоте во всем диапазоне регулировки резистора R3. Из графика видно, что номинал резистора R2 равен 280 Ом (R2=300 Ом), а номинал переменного резистора R3 равен 220 Ом.

Регулировка длительности импульсов осуществляется на микросхеме DD2 (К155АГ1) представляющей собой одноканальный ждущий мультивибратор, формирующий калиброванные импульсы с хорошей стабильной длительностью меняющейся в заданном диапазоне.

Мультивибратор содержит внутреннюю ячейку памяти - триггер с двумя выходами Q и Q (в схеме используется только неивертирующий выход). Триггер имеет три импульсных входа логического управления через элемент Шмитта. Вход В (активный перепад – положительный) дает прямой запуск триггера (в нашей схеме сигнал высокого уровня с выхода 8 элемента DD1.3 поступает непосредственно на вход В), входы А1, А2 – инверсные (активный перепад - отрицательный, в нашей схеме инверсные выходы заземлены, чтобы обеспечить уровень логического нуля с целью лучшей работоспособности схемы).

Сигнал сброса, т.е. окончания импульса в триггере формируется с помощью RC – звена: времязадающий конденсатор Ct подключается между выводами микросхемы 10 и 11, резистор Rt включается от вывода 11 к положительной шине питания +5 В.

На кристалле схемы (между выводами 11 и 9) имеется внутренний интегральный резистор R_вп с номиналом » 2 кОм. Зависимость длительности выходного импульса от номиналов Rt и Сt представлена на диаграмме (рис. 3.4). Если требуемый номинал Rt < R_вп, можно использовать только внутренний резистор (т.е. подать питание +5 В на вывод 9 и подключить Ct между выводами 10 и 11).

Длительность выходного импульса совершенно точно определяется по следующей формуле

(2.9)

Длительность импульса мало зависит от температуры и питающего напряжения, однако по входу питания следует поставить RC – фильтр обеспечивающий электрическую развязку от других элементов схемы.

В схеме регулировка длительности импульсов осуществляется с помощью времязадающей цепи R4R5C2, номиналы которых определяются по следующей формуле

(2.10)

зададимся номиналом конденсатора C2 = 0,12 мкФ. Согласно формуле (2.10.) построим график зависимости длительности импульса на не инвертирующем выходе микросхемы DD2 от величины импеданса времязадающей цепочки резисторов R4,R5.

Рис. 2.5.

согласно графику рис. 2.5 выберем номинал резистора R5 равным 820 Ом, а переменного резистора R4= 470 Ом, что обеспечит нам заданный диапазон регулировок длительности импульсов, чтобы крайние положения ручки регулировки сопротивления переменного резистора соответсвовали крайним значениям величин длительности импульса.

На не инвертирующем выходе микросхемы DD2 формируется прямоугольный импульс амплитудой напряжения U=5 В. Этот импульс ограниченный до амплитуды падения суммы напряжений на p-n-переходах диодов VD1, VD2 (U_VD1,VD2=0.7+0.7=1.2± 0.2 В), обеспечивающих защиту эмиттерного перехода ключевого транзистора VT1 от напряжения превышающего допустимый потенциал равный 4,5 В.

Резистор R6 обеспечивает необходимый ток через амплитудный ограничитель на диодах. Его потенциал определяется исходя из следующей формулы

(2.11),

I_(VD1,VD2)=5 mA – ток в рабочей точке диода, обеспечивающий падение напряжения на диоде равным 0.6 В;

I_бVT1 - необходимый ток базы транзистора VT1 обеспечиваю максимальный ток коллектора на уровне 2,5 А.

Ключевой элемент VT1 выполним на транзисторе КТ972А (составной транзистор выполненный по схеме Дарлингтона) который имеет следующие параметры:

f_гр = 400 МГц;

максимально допустимая постоянная мощность коллектора Р_{к max} = 10 Вт;

Пробивное напряжение коллектор – база при разомкнутой цепи эммитера U_{кбо прб} = 35 В;

Пробивное напряжение эммитер – база при разомкнутой цепи коллектора U_{эбо проб} 4.5 В;

Максимально допустимый ток коллектора I_{k max} = 5 A;

Обратный ток коллекторного перехода при разомкнутом выводе коллектора I_кбо = = 0,5 мкА;

Статический коэффициент перелачи тока в схеме с общим эммитером h_21Э = 800;

Емкость колллекторного перехода С_к= 40 пФ;

Емкость эммитерного перехода С_э = 80 пФ;

Номинальный коэффициент усиления К_р = 10 дБ;

Коэффициент шума К_ш = 12 дБ;

Постоянная времени цепи обратной связи = 20 нс.

В области высоких частот необходимо учитывать влияние межэлектродных емкостей.

Для этой схемы справедливо равенство: U₁ = U_бэ т. о.

U₁ = I_б(1+h₂₁)[Z_к||(Z_э + R^|_н)];

Где: R^|_н = R_н||R₃; Z_э = r_э||(1/jC_э); Z_к = r_к||(1/jC_к)

С помощью статической вольт амперной характеристики [справ]выбираем точку покоя на выходной ВАХ (I_к = 2,5 А, U_кэ= 1,2 В), тогда

I_б = I_к/h_21Э = 5 ^. 10^-3/40 =3,5 мА.

По выходной статической ВАХ транзистора [спр] определим напряжение U_ээ=0,5 В.

Входное сопротивление транзистора:

R_вх = (1 + h_21Э) ^. [Z_к || R_н^|];

Z_к = r_к || () = (r_к^.)/(r_к + ) = 75,075 – j28,3 Ом.

С_ка = С_к/2 = 3,5 пФ.

r_к = r_б = 87,5 Ом.

r_э = 0,3 ^. r_б = 0,3 ^. 85,7 = 25,71 Ом.

= 16,53 – j3,2 Ом.

R_н^| = R_н || R₃ = (89,2 + j1519) ^. 1406/(1400 + 89,2 + j1519) = 726,6 + + j635,84.

R_н = 89,2 + j1519.

R_вх^| = r_б + (1 + h_21Э) ^. [Z_к || Z_э || R_н^|] = 85,7 + 41 ^. [(54,67 – j28,3) || ||(23,88 – j7,7) || (726,6 + j635,64)] = 85,7 + 51 ^. (18 – j5,83) = 834,08 - - j176,81 Ом.

Находим коэффициент усиления по напряжению данного каскада.

= 0,981 – j578,84.

I_б/мА I_к/А

16 20⁰

4 5

4

12 3 3

2,5

8 2 2

1,5

4 1 1

I_б =0,5мА

0,2 0,4 0,6 0,8 1 В 10 20 30 40 U_кэ/В

Рис 2.6. Входные характеристики транзистора КТ 3120А.

Рассчитаем необходимый номинал резистора в базовой цепи транзистора исходя из необходимого тока базы VT1 равного 3,5 мА увеличенного в три раза:

Ом (2.11)

ближайший номинал из доступных для реализации 200 Ом (R6=200 Ом).

Диод VD3 необходим для защиты транзистора VT1 от обратного напряжения, способного вывести его из рабочего состояния.

Марка диодов выбирается исходя из верхней граничной частоты МГц, максимально допустимого тока через p-n-переход (VD1, VD2 не более 10 мА, VD3 не более 2.5 А) и максимально допустимого обратного напряжения для VD3 равного 50 В.

В качестве VD1, VD2 можно выбрать КД512А, либо КД513А.

В качестве VD3 КД226Д

3.1. РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА НИР

Общая сумма затрат на НИР определяется по смете, в которую включены следующие статьи расходов:

• заработная плата (основная и дополнительная);
• начисления на заработную плату;
• услуги сторонних организаций и предприятий;
• командировочные расходы;
• накладные расходы.

1. Затраты на заработную плату (основную и дополнительную) рассчитываются на основе численности работников, их квалификационного состава, месячных должностных окладов, часовых тарифных ставок и трудоемкости работ [6].

Затраты на заработную плату рассчитывается исходя из следующих данных:

1. Время работы студента - 4 месяца.
2. Время работы научного руководителя - 1 месяц.
3. Заработная плата студента - 300 рублей в месяц.
4. Заработная плата научного руководителя - 1500 рублей в месяц.

На основании этих данных мы получаем:

Основная заработная плата за время работы равна - 2 700 рублей.

Дополнительная заработная плата рассчитывается как 10 % от основной: 270 рубля.

Всего: 2 970 рубля.

2. Начисления на заработную плату.

Отчисления на социальные нужды принимается в размере 38.5 % от суммы основной и дополнительной заработной платы и составляют - 1 143 рубля 45 копейки.

3. Услуги сторонних организаций и предприятий.

К услугам сторонних организаций относятся работы, выполняемые на основе договорных условий с предприятиями и организациями. Стоимость этих работ рассчитывается в соответствии со сметой, которая является приложением к договору.

В данном случае услугами сторонних организаций является аренда помещения, необходимого для проведения научно-исследовательской работы.

Аренда помещения составляет 1000 рублей за 4 месяца.

5. Командировочные расходы.

Сумма расходов на командировки, учитывается в смете, рассчитывается по нормативам в зависимость от общей суммы средств, выделяемых для НИР, которая в свою очередь определяется на основе договорных условий или экспертных оценок.

Время командировки - 2 дня.

Проезд: 80.00 руб.

Командировка в Москву: 44 рубля в день

Проживание в гостинице: 350 руб.

Всего: 518 рублей.

6. Накладные расходы принимаются в размере 20 % от суммы

всех предыдущих расходов - 1 126 рублей 29 копеек.

Прибыль (в дальнейшем П) рассчитывается исходя из следующей формулы:

П = (С Ч Р)/ 100,

Где С - сумма всех затрат на НИР;

Р - рентабельность, которая принимается в размере 25 %

П = (6 757.74 х 25)/100

П = 1 689 рубля 44 копеек.

Все расходы сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

4.1. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Согласно ГОСТ 12.0.003-88 “Вредные факторы, воздействующие на окружающую среду”, который распространяется на опасные и вредные производственные факторы, устанавливает их классификацию и содержит особенности разработки стандартов ССБТ на требования и нормы по видам опасных и вредных производственных факторов, опасные и вредные производственные факторы подразделяются на следующие группы: физические, химические, биологические, психофизиологические.

Группа физически опасных и вредных факторов подразделяется на следующие подгруппы:

- повышенная запыленность и загазованность рабочей зоны;

повышенная или пониженная температура поверхности

оборудования и материалов;

повышенный уровень шума на рабочем месте; повышенный уровень напряжения в электрической цепи; замыкание, которое может пройти через тело человека;

повышенный уровень статического электричества;

повышенный уровень электромагнитного излучения;

повышенная напряженность электрического поля; повышенная напряженность магнитного поля;

отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещенность рабочего места.

Согласно ГОСТ 12.1.005-88 “ССБТ общие санитарно- гигиенические требования к воздуху в рабочей зоне” воздушная среда в лаборатории должна удовлетворять следующим требованиям:

оптимальная температура в теплое время года 21° С-23° С;

оптимальная температура воздуха в холодное время года 18° С-20° С;

относительная влажность в любое время года 40-60%;

скорость движения воздуха в теплое время года 0.2-0.4 м/с.

данные требования предъявляются к категориям работ средней тяжести IIа.

Согласно ГОСТ 12.1.006-84 “ССБТ элекромагнитные поля радиочастот”, количественная оценка опасности электромагнитных излучений с частотами от 60 кГц до 300 кГц производится по напряженностям электрического и магнитного полей [7].

Установлены следующие предельно допустимые величины напряженности полей:

по электрическому полю

20 В/М для частоты от 60 кГц до30 МГц,

5 В/М для частоты от 30 МГц до 300 МГц;

по магнитному полю

5 А/М для частот от 100 кГц до 1.5 МГц

количественная оценка облучения электромагнитными полями с частотами от 300 МГц до 300000 МГц производится по интенсивности излучения, выражаемой величиной плотности потока мощности. В качестве предельно допустимых интенсивностей облучения энергией УВЧ и СВЧ на рабочих местах установлены следующие:

при облучении в течении всего рабочего дня – 10 МкВт/см² ( 0.01 МВт/см²);

при облучении до 2ч. за рабочий день 10МкВт/см² (0.01 МВт/см²);

при облучении до 2ч. за рабочий день – 100МкВт/см² (0.1 МВт/см²), в остальное время дня – не более 10 мкВт/см²; при облучении 15-20 мин. За рабочий день – 1000 мкВт/см² (1 мкВт/см² при обязательном пользовании защитными очками, в остальное время дня- не более 10 мкВт/ см².

4.2. ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Токи ВЧ, СВЧ, УВЧ вызывают в организме человека обратимые или необратимые функциональные изменения.

Длительное и систематическое воздействие электромагнитных полей приводит к истощению нервной системы, появлению головной боли, раздражительности, повышенной утомляемости и нарушению сна. Кроме того, происходят изменения в сердечно – сосудистой системе, в печени, в селезенке. При необратимых функциональных изменениях возникают профессиональные заболевания – лучевая болезнь. Катаракта.

В переменных электромагнитных полях электрические свойства живых тканей оказываются зависящими от частоты, причем с возрастанием частоты они все более теряют свойства диэлектриков и приобретают свойства проводников.

Поглощаемая тканями энергия электромагнитного поля превращается в тепловую энергию. На частотах примерно 102 МГц размеры тела человека малы по сравнению с длиной волны, диэлектрические процессы в тканях выражены еще слабо. Поэтому можно считать человека однородным проводящим… При более высоких частотах, особенно в СВЧ – диапазоне, с длиной волны сравнимы и размеры тела и толщина слоев тканей, в тканях становятся существенными и даже преобладающими диэлектрические потери, заметными оказываются и различия в свойствах тканей – тело уже нельзя считать однородным, кроме того, необходимо учитывать энергии поля поверхностного тела.

Поверхность тела человека не является плоской, а представляет собой сочетание различных криволинейных поверхностей, поэтому отражение от различных ее точек неодинаково; в многослойной структуре тела человека с различными толщинами слоев тканей в различных его местах происходят многократные отражения и преломления энергии прошедшей волны, она ослабляется и поглощается в них одинаково, отсюда неодинаковое воздействие на разные ткани.

Фактически, поглощенная телом энергия поля может существенно отличаться от теоретических вычислений, вследствие того, что подкожный жировой слой может играть роль четверть волнового трансформатора, согласующего волновые сопротивления воздуха и мышечной ткани, граничащий с жировым слоем. При этом доля проходящей в тело энергии может значительно возрасти. Этот эффект зависит от толщины жирового слоя, толщины слоя кожи и частоты слоя.

Например, при облучении 10-сантимитровыми волнами подкожный слой жира, толщиной около 9 мм может быть таким согласующем трансформатором.

Этим можно объяснить тот факт, что излучение с длинами волн 10-30 см поглощается в широком диапазоне - от 20 до

100%-в коже, жире и мышцах.

При длинах волн 30-100 см оно поглощается в количестве 30-40%,но в основном во внутренних органах, и это определяет его наибольшую вредность как термогенного фактора. Излучение с длинами волн короче 10 см в основном поглощается в слое кожи. Для человека это, с точки зрения теплового эффекта, вызываемого облучением, наименее опасный случай, так как с одной стороны, избыточное тепло немедленно ощущается-повышается температура кожи, а с другой стороны, это тепло рассеиваясь отводится от кожи, как во внешнюю среду, так и в ткани, расположенные глубже.

Тепловая энергия, возникшая в тканях тела человека, увеличивает общее тепловыделение тела. Если при этом механизм терморегуляции тела способен путем рассеяния избыточного тепла предупредить перегревание тела, то его температура остается нормальной. В противном случае возможно повышение температуры тела. В тоже время известно, что перегревание тела отрицательно отражается на организме человека, а повышение его температуры на 1° С и выше недопустимо. В таблице указаны минимальные интенсивности излучений разных частот, вызывающих тепловой эффект [8].

Некоторые органы и ткани тела человека, обладающие слабо выраженным механизмом терморегуляции, более чувствительны к облучению, чем другие ткани и органы. Сюда относятся мозг, глаза, почки, кишечник, желчный и мочевой пузыри, семенники.

Таблица 4.1

Пороговые интенсивности электромагнитных полей для тепловых эффектов в тканях живых организмов

Также влияние электромагнитных полей сверхвысоких частот на живой организм обнаруживается и при интенсивностях ниже тепловых порогов, т.е. имеет место нетепловое их воздействие. Это является результатом некоторых микропроцессов, протекающих под действием полей.

Первый такой процесс состоит в том, что супсензированные частицы тканей, например эритроциты и лейкоциты крови, выстраиваются в цепочки, вытянутые параллельно электрическим силовым линиям, вследствие чего структура и функции ткани изменяются.

Второй процесс определяется как поляризация боковых цепей макромолекул тканей и ориентация их параллельно электрическим силовым линиям, что может приводить к разрыву внутри- и межмолекулярных связей, к коагуляции молекул и изменению их свойств.

Третий процесс, обусловленный действием сил, состоит в том, что положительные и отрицательные ионы в тканях – электролитах перемещаются перпендикулярно электрическим силовым линиям, в результате этого нарушается химический состав и электрическое равновесие тканей.

Четвертый процесс – резонансное поглощение энергии поля нетепловое воздействие проявляется при весьма незначительных интенсивностях облучения.

Нетепловое воздействие электромагнитных полей проявляется и при интенсивностях, выше тепловых порогов. Об этом говорит тот факт, что при одинаковом количестве тепла, образуемого в поверхностных тканях, сантиметровые волны действуют значительно сильнее, чем инфракрасное излучение, температура облучаемого участка и тела в целом повышается на большую величину.

Отрицательное воздействие электромагнитных полей вызывает различные изменения, которые могут быть обратимыми, а при больших интенсивностях облучения им при систематическом облучении с малым, но выше предельно допустимых интенсивностями, необратимыми, т.е. касающимися строения и внешнего вида тканей и органов тела человека: от ожогов, омертвлений, кровоизлияний, изменений структуры клеток и т.п. в наиболее тяжелых случаях до умеренных или слабых, обратимых сосудистых изменений, расстройства питания тканей, органов или организма в целом.

Морфологические изменения чаще наблюдаются в тканях периферической и центральной нервной системы. При этом они нарушают ее регулярные функции, вызывая нарушения нервных связей в организме или даже изменение структуры самих нервных клеток. Такой характер морфологических изменений в нервной системе отличается при воздействии полей самых различных частот, вплоть до постоянного магнитного поля, однако выраженность этих изменений различна: при миллитровых волнах они локальны, имеют вид очагов, при сантиметровых - концентрируются вокруг сосудов мозга дециметровые и более длинные волны вызывают также нарушение питания тканей, органов или организма в целом.

Морфологические изменения могут возникать в глазах и приводить в тяжелых случаях к катаракте (помутнению хрусталика). Изменения возникали как при кратковременном облучении, так и при длительном, до нескольких лет. Импульсное излучение более опасное для глаз, чем непрерывное.

Другим видом изменений, вызываемых воздействием электромагнитных полей, являются изменения регуляторной функции нервной системы, что выражается в нарушении:

а) ранее выработанных условиях рефлексов;

б) характера и интенсивности физиологических и клинических процессов в организме;

в) функций различных отделов нервной системы;

г) нервной регуляцией сердечно-сосудистой системы.

Воздействие электромагнитных полей различных частот вызывает однотипные изменения функций сердечно-сосудистой системы-понижения кровяного давления-гипотония, замедления ритма сокращения сердца (брадикардия) и замедление внутри-желудочковой проводимости.

Длительные систематические воздействия на организм человека электромагнитных полей СВЧ-диапазона, при интенсивности выше предельно допустимых может привести к некоторым функциональным изменениям в нем, в первую очередь в нервной системе. Эти изменения проявляются в головной боли, нарушении сна, повышенной утомляемости, раздражительности и т.д. поля СВЧ с интенсивностями значительно ниже теплового порога, могут вызвать истощение нервной системы. Изменения в сердечно-сосудистой системе выражаются в виде упомянутых выше гипотонии, брадикардии и замедлении внутри-желудочковой проводимости, а также в изменениях состава крови, изменениях в печени и селезенке, причем все эти изменения также более выражены при более высоких частотах.

Функциональные нарушения, вызванные биологическими действиями электромагнитных полей способны в организме кумулироваться (накапливаться), но являются обратимыми, если исключить воздействия излучения или улучшить условия труда [9].

4.3. ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЁННОСТИ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

ЭМП радиочастот следует оценивать показателями интенсивности поля и создаваемой им энергетической нагрузкой

В диапазоне частот 30 кГц – 30 МГц интенсивность ЭМП характеризуется поверхностной плотностью потока энергии (далее плотность потока энергии – ППЭ), энергетическая нагрузка представляет собой произведение плотности потока энергии поля на время его воздействия:

ЭН_ППЭ=ППЭЧ Т.

Предельно допустимые значения ППЭ ЭМП в диапазоне частот 30 кГц – 30 МГц следует определять исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия по формуле:

ППЭ_ПД=КЧ

где ППЭ_ПД - предельно допустимое значение плотности потока

энергии (Вт/м², мкВт/см²);

ЭН ППЭ_ПД – предельно допустимая величина на энергетической

нагрузке, равная 1.5ВтЧ ч/м² (150 мкВтЧ ч/см²),

в соответствии с ГОСТ 12.1.006.-84;

К – коэффициент ослабления биологической эффективности

равный 1,для случаев воздействия, исключая облучение от

вращающихся и сканирующих антенн;

Т – время пребывания в зоне облучения за рабочую смену u

Определим:

ППЭ_ПД = 1

Определив предельно допустимое значение плотности потока энергии, находим мощность источника излучения:

Р_изл,

где G – коэффициент усиления транзистора по мощности, равный 20 дб;

J – интенсивность, мкВт/см²;

r – расстояние от источника излучения до точки наблюдения:

P_изл=Вт.

4.4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ БЕЗОПАСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ УСТАНОВОК СВЧ

Облучение людей радиоволнами возможно при использовании радиотехнических устройств в качестве самостоятельного или комплектующего оборудования.

Облучение радиоволнами возможно:

при разработке и отработке конструкции генераторов электрических колебаний и антенно-фидерных устройств;

при контроле рабочих параметров генераторов, антенно-фидерных устройств или радиопередающего устройства в процессе изготовления;

при контроле, эксплуатации, настройке и ремонте радиоаппаратуры.

Для защиты обслуживающего персонала от облучения в процессе отработки конструкции и настройки, при ремонте и контроле антенно-фидерных устройств применяются специальные нагрузки – эквиваленты антенн, поглощающие энергию излучения, и аттенюаторы – ослабители мощности излучения. Поглощающие нагрузки и аттенюаторы поглощают или в необходимой степени ослабляют передаваемую энергию излучения на пути ее распространения.

Поглащающие аттенюаторы – отрезки коаксиальной или волноводной линии, в которых помещены детали с радиопоглощающим покрытием.

Защита персонала от облучения при обслуживании установок, генерирующих и излучающих СВЧ-энергию, предусмотрена самой конструкцией СВЧ-генератора. Однако частичное облучение персонала возможно через неплотности в СВЧ- тракте конструкции.

Эффективный метод защиты от излучений антенных устройств – это установка передвижных защитных экранов-ограждений в виде радионепроницаемых кожухов с поглощающим покрытием.

Так как целью моей работы является использование электромагнитных полей СВЧ, то я предполагаю использование таких экранов, которые будут стоять в непосредственной близости от генератора. Эти экраны будут защищать персонал от возможного облучения через неплотности в СВЧ-тракте конструкции.

Толщина защитного экрана берется из конструктивных особенностей.

Для защиты персонала, работающего на расстоянии 0,5 м, выполним экран:

F= 100 кГц, G=20дб, r=0,5 м, Р=5,4 Вт.

J_max мВт/см²

При необходимой кратности ослабления

М=J_ПД/J_max=150Ч 10^-6/3.5Ч 10^-3=0,043

Минимальная толщина стального листа:

Z = - ,

где w =2p f- круговая частота электромагнитных излучений, Гц;

s – удельная проводимость среды (материал экрана),

для сталиs =1Ч 10^7Ч;

m – магнитная проницаемость среды для стали m₀=4pЧ 10^-7 Г/м;

m_а = m_{0 Ч}m ; где m =300 Г/м;

m_а = 4 Ч 3.14 Ч 300 Ч 10^-7 = 3768 Ч 10^-7

Определим:

м.

Экран такой толщины не удобен, не прочен и конструктивно не реализуем, поэтому из конструктивных соображений принимаем толщину стального листа

Z=0.5 мм.

Любой специалист, работающий с биологическими объектами, нуждается в объективной информации о состоянии объекта и оценке изменений, происходящих с ним, в результате различных воздействий. Новый метод исследования состояния организма позволяет извлекать информацию о его функциональном состоянии, процессах жизнедеятельности и реакции на воздействия по характеристикам свечения газового разряда, развивающегося вблизи поверхности объекта при помещении последнего в электромагнитное поле (ЭМП) высокой напряженности.

Ученые находя новое применение Кирлиан – эффекта, известного же довольно давно. С мировоззренческой точки зрения, эффект Кирлиан может стать предвестником нового понимания биологического организма и его роли в развитии Универсума [10].

В Институте Мозга Академии наук России ведутся работы по изучению состояния человека путем регистрации кирлиановских токов. Это абсолютно новая компьютерная методика, позволяющая следить за изменением энергоинформационного состояния человека. Большая часть этих работ посвящена женским болезням и наиболее интересный результат – методика обнаружения рака на ранней стадии. Эта методика прошла апробацию в США, Англии и получила очень высокую оценку.

Исследователь из Финского Института Леса Матти Ойникайнен обратил внимание на связь эффекта Кирлиана с биофотонной эмиссией, как сейчас называют сверхслабую эмиссию фотонов биологическими организмами. На основе многих исследований было доказано, что интенсивность этой эмиссии является прямой характеристикой жизнедеятельности организма. Но для ее регистрации необходима сверхчувствительная аппаратура. Также при этом появляется проблема шумов, в то время как эффект Кирлиан легко регистрируется и хорошо коррелирует с интенсивностью биофотонов для растительных объектов. Альфред Бенджамин из США применил жидкие кристаллы для фиксации изображений образцов крови больных в различном состоянии, причем характер этих картинок воспроизводимо зависел от состояния больного [11].

С технологической точки зрения есть все основания создать новый класс приборов, позволяющих детально исследовать информационно-энергетические процессы и получать информацию нового холистического типа о состоянии организма.

Некоторые ученые утверждают, что даже после смерти человека остаётся энергетическое поле, которое может подсказать криминалистам, умер человек от болезни, в результате несчастного случая или же был убит.

Для осуществления метода ГРВ разработан аппаратный комплекс, включающий генератор ЭМП, ложемент для помещения пальцев, датчик видеосигнала, процессор для обработки этих сигналов и монитор для отображения результатов. Комплекс снабжается пакетом прикладных программ, реализующих алгоритмические принципы цифровой обработки ГРВ-грамм и позволяющих отобразить результаты обработки, а также методы его метрологического обеспечения. Прибор “ГРВ-Камера” прост в употреблении и работает в комплекте с ПЭВМ.

“ГРВ-Камера” дает возможность:

1. получать объективную информацию, не зависящую от желания или опыта конкретного пользователя, оценивать состояние природного объекта или живого организма, следить за изменение состояния под воздействием различных факторов;
2. оценивать изменение состояния пациента во времени под воздействием лечебных процедур и препаратов;
3. наблюдать за развитием структурных и функциональных процессов в различных объектах во времени, количественно оценивать изменение энтропии. Картина аурального поля человека не только отражает его психофизическое состояние сегодня, но и несет информацию о будущем.

На основе проведенного исследования можно сделать следующий вывод. В дальнейшем необходимо изучать Кирлиан-эффект в различных аспектах диагностики и лечения. В связи с этим актуально создание Кирлиан-установки в лабораториях университета. Оно имеет большое практическое значение [12].