Разработка малогабаритных термопреобразователей сопротивления для систем температурной диагностики в судебной медицине

• Автор: Куликов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ГЛАВА 1. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ДИАГНОСТИКИ В СУДЕБНОЙ МЕДИЦИНЕ
1Л. Анализ требований к первичным преобразователям температуры в системах температурной диагностики давности наступления смерти
1.2. Обзор электронных средств измерения температуры. Выбор типа термопреобразователя для температурной диагностики давности наступления смерти
1.3. Направления разработки малогабаритных термопреобразователей сопротивления на основе микропровода, цель и задачи исследований
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ НА ВИРТУАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ
2.1. Классификация математических методов исследования тепловых процессов. Обоснование компьютерного метода электрического моделирования
2.2. Электротепловая аналогия. Структура и идентификация параметров виртуальной электрической модели
2.3. Методика составления виртуальных электрических моделей и особенности проведения компьютерных экспериментов
2.4. Исследование адекватности моделей
Выводы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ САМОРАЗОГРЕВА ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ТОКОМ
ЗЛ. Исследование саморазогрева термопреобразователей сопротивления на основе статических моделей с сосредоточенными параметрами
3.2. Исследование саморазогрева термопреобразователей сопротивления на основе виртуальных электрических моделей
3.3. Экспериментальные исследования саморазогрева термопреобразователей сопротивления
3.4. Разработка рекомендаций по снижению погрешности измерений температуры от саморазогрева термопреобразователей сопротивления измерительным током
Выводы
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МАЛОГАБАРИТНЫХ ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ ДИАГНОСТИКИ ДАВНОСТИ НАСТУПЛЕНИЯ СМЕРТИ ЧЕЛОВЕКА
4.1. Тепловой оперативный метод измерения давности наступления смерти человека
4.2. Аппаратная реализация метода измерения давности наступления смерти
4.3. Оценка погрешности измерения давности наступления смерти
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Актуальность. Температурная диагностика является одним из наиболее широко используемых в медицине методов исследования человека. В судебной медицине при установлении давности наступления смерти (ДНС) в течение первых суток применяется тепловой метод, основанный на анализе динамики температуры тела и последующем расчете момента начала его остывания, который интерпретируется как момент наступления смерти. Особенность теплового метода диагностики ДНС заключается в том, что в указанном временном интервале он является единственным методом, который позволяет с помощью технических средств получить количественную оценку ДНС и по сути представляет собой косвенный метод измерений. Именно, исходя из такой оценки, в настоящее время производится разработка этого метода специалистами и учеными.
В проблеме установления ДНС выделяются три аспекта: социальный, медицинский и технический.
Социальная значимость решения этой проблемы вытекает из того, что судебно-медицинская экспертиза ДНС является составной частью следственных действий и от ее качества зависит оперативность противодействия проявлениям преступности. Поэтому к методу измерения ДНС предъявляются требования, в первую очередь, как к оперативному. Своевременное определение ДНС позволяет не только ускорить следственные мероприятия, но и во время предотвратить возможное негативное развитие кризисных ситуаций.
Медицинский аспект проблемы очевиден, поскольку метод применяется судебными медиками и вместе с другими методами исследования позволяет устанавливать не только давность, но и причину смерти.
Техническая сторона проблемы была сформулирована и выделена в отдельное направление в девяностых годах XX века и связана, в первую очередь, с разработками этого метода как метода измерения временного интервала и с разработками технических средств его реализации.
Расчет теплоемкости производится по удельной теплоемкости материала элементарного объема, плотности и значению объема:
С,=суаРУ. (2.3.1)
В случаях, когда элементарный объем содержит фрагменты с отличающейся удельной теплоемкостью и плотностью, могут быть использованы методики для расчета эффективных значений (судр)эф, изложенные в работах
[25,102].
Определение термических сопротивлений является более сложной задачей. В ряде случаев термические сопротивления удается найти расчетным путем.
В декартовой системе координат элементарный объем имеет прямоугольную форму, поэтому в ячейку входят термические сопротивления между параллельными гранями объема
1 кХ „ „ч
где X, Ах, 5 - теплопроводность материала, расстояние между гранями и площадь грани объема. Сопротивление, найденное по формуле (2.3.2), делится пополам, и, таким образом, определяются компоненты термических сопротивлений ячейки по оси х: /?Т|1 и /?Т|2.
Рассмотрим порядок расчета параметров ячеек модели в цилиндрических координатах в направлении радиуса. Поскольку по всей окружности детали в направлении радиуса распространяются одинаковые потоки тепла (плотности тепловых потоков одинаковы), то для моделирования процессов теплообмена может быть использована плоская модель (схема), в которой каждая ячейка соответствует элементарному цилиндрическому кольцу. При этом электрическая емкость ячейки рассчитывается по теплоемкости кольца, а электрическое сопротивление - по общему термическому сопротивлению между внутренней и внешней цилиндрическими поверхностями кольца.
Можно показать, что термическое сопротивление кольца соответствует выражению