经表面球体囊内压与表面切线张力检测方法技术

一种经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，适用于专利申请号为201210196575.6的便携式弹性软质囊体囊内压测定仪；依据实验数据和模型分析建立了位移值W、囊内压P、囊半径R、表面切线张力T的数学关系公式；检测的位移值W受囊体内压和囊体表面切线张力的共同作用；W与F的转换系数α，压帽半径r、周径c、面积s可以调节测定仪的检测范围；简化的二元一次方程可用于检测仪的定标与转换系数的设定。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，适用于专利申请号为201210196575.6的便携式弹性软质囊体囊内压测定仪；依据实验数据和模型分析建立了位移值W、囊内压P、囊半径R、表面切线张力T的数学关系公式；检测的位移值W受囊体内压和囊体表面切线张力的共同作用；W与F的转换系数α，压帽半径r、周径c、面积s可以调节测定仪的检测范围；简化的二元一次方程可用于检测仪的定标与转换系数的设定。【专利说明】所属领域本专利技术系一种经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，是适用于早先专利甲请号201210196575.6便携式弹性软质囊体囊内压测定仪的理论模型与实际数值转换的计算方法。
技术介绍
公知的球体内压测定中，球体表面硬度与囊内压存在正相关，机械及电子眼压计设计中便是根据这一原理进行设计，如CN202223211U是常规机械眼压计的电子化方法，眼压计设计利用了眼球的巩膜与角膜软硬度上存在巨大差距，检测头的外端在质硬的巩膜上固定定位而不影响眼压，而圆柱形检测头能够通过对质软的角膜施压形变检测出眼压；而对于均质的软质囊体，首先其外端在囊体表面无法准确定位，再次，测量圆柱体如活塞套般与外端紧密贴近，圆柱体对囊体表面的挤压会影响外端定位，而外端定位挤压又会影响囊体压力，因此，该眼压计是无法精确检测均质软质囊体的内压；根据CN2288698Y微位移式非接触型眼压计设计的产品已经上市应用，其原理是利用恒定流速气流对眼球角膜进行吹击，光电传感器检测角膜受吹力作用时位置移动情况，从而测定出眼压，但该方法适合于压力较低的眼压，无法用于对较大压力的囊体进行压力测定。专利技术人早前提出了专利申请号201210196575.6便携式弹性软质囊体囊内压测定仪，其压帽末端较圆形套环的末端突出，压帽边缘与圆套环有一定间距，在光电检测圆套环与皮肤接触的瞬间进行定位测定，避免圆套环与压帽相互影响。在产品研制后的实验检测中，在大量实验数据分析基础上，提出了本专利技术的测定理论模型与实际数值转换的计算方法。为了便于理解及分析，以下结合说明书附图展示实验结果及数学模型分析过程。图1为及原理分解图图中，I便携式弹性软质囊体囊内压测定仪1.1压帽1.2压针1.3套环2眼压计r压帽半径c压帽周径s压帽垂直截面积P囊内压(单位为Pa帕)，方向与囊壁垂直T囊壁任一点上所受切线张力系数(单位为N/m米)R为囊体内径(单位为m米)W位移值F为压帽总受力α位移W与压帽总受力F转换系数Fl囊壁切线张力T产生的分力F2囊内压P垂直作用于囊壁的力Θ为Fl分力与T切线张力在受力点上的夹角T = PR/2为Laplace公式原用于计算液泡表面张力，文献表明也可以用于计算囊体壁任意一点的切线张力。实验一:压帽受力与位移值关系:方法:以重力计测定压帽受垂直方向力与位移值的关系。结果，随着压帽受力F增高，位移值W成比例增大，二者呈直线关系，其转换系数α为常数。实验二:同等囊体内压下压帽垂直截面积与位移值关系:方法:采用可拆卸半径分别为rl = 0.45cm、r2 = 0.5cm压帽的同一仪器,其压帽垂直截面积分别为SI = 0.636cm2、S2 = 0.785cm2的便携式弹性软质囊体囊内压测定仪，分别测定周径为50cm、IOOcm的PVC玩具球在不同囊内压下位移值。结果显示，在同等半径球体与同等压力下，随着压帽面积增加，位移值同比例增加。即截面积比S1:S2=1: 1.234;而二者的位移值比与之相近。【权利要求】1.一种经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，其特征在于:它是适用于早先专利申请号201210196575.6便携式弹性软质囊体囊内压测定仪的数学模型与实际数值转换的计算方法；其数学模型为W = a F = a (F1+F2) = a (Tccos Θ +ps)=T α ccos Θ+Pas = PR a 2 π rcos θ /2+Ρ a Ji r2 = P (R a 2 π rcos θ /2+ a Ji r2),其中 W 为位移值；F为压帽总受力；F1为囊体表面切线张力T的分力，Θ为T与Fl夹角；F2为囊内压P产生的力为压帽半径；c为压帽周径；s为压帽垂直截面积；η为圆周率；P为囊内压(单位为Pa帕)，方向与囊壁垂直；T为囊壁任一点上所受切线张力系数(单位为N/m米)；R为囊体内径(单位为m米)；α为位移值W与压帽总受力F转换系数。2.权利要求1所述经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，其特征在于:便携式弹性软质囊体囊内压测定仪定标与转换系数设定时，转换系数α，压帽半径r共同决定便携式弹性软质囊体囊内压测定仪的检测范围；数学模型W = Ta 231 rcos Θ +Pa ji r2简化为 W = aT+bP 或 W = P(aR/2+b) 二元一次方程,其中 a = α 2 π rcos Θ ；b = α Jir2 为常数，将检测的W、P、R以及由T = PR/2计算出的T值代入简化后的模型W = aT+bP或W =P(aR/2+b)，求解出a，b常数。3.权利要求1所述经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，其特征在于:应用时需同时测定位移值W和囊体半径R，或测定周径后通过R =周径/ (2 π )转换出R，囊内压 P = W/ (aR/2+b)，T = PR/2。4.权利要求1所述经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，其特征在于:实施例一中，W = 0.045845Τ+0.00189Ρ = P (0.0229225R+0.00189) ；P = ff/(0.0229225R+0.00189) ；T = WR/(0.0319R+0.002602)。5.权利要求1所述经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，其特征在于:实施例 二中，W = 0.0319T+0.001301P ；P = ff/ (0.01595R+0.001301) ；T = WR/(0.0319R+0.002602)。【文档编号】G01L7/00GK103940542SQ201410188759【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2012年6月15日 【专利技术者】阮仕荣 申请人:阮仕荣本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经表面检测球体内压与表面切线张力的检测方法，其特征在于：它是适用于早先专利申请号201210196575.6便携式弹性软质囊体囊内压测定仪的数学模型与实际数值转换的计算方法；其数学模型为W＝αF＝α(F1+F2)＝α(Tccosθ+Ps)＝Tαccosθ+Pαs＝PRα2πrcosθ/2+Pαπr2＝P(Rα2πrcosθ/2+απr2)，其中W为位移值；F为压帽总受力；F1为囊体表面切线张力T的分力，θ为T与F1夹角；F2为囊内压P产生的力；r为压帽半径；c为压帽周径；s为压帽垂直截面积；π为圆周率；P为囊内压(单位为Pa帕)，方向与囊壁垂直；T为囊壁任一点上所受切线张力系数(单位为N/m米)；R为囊体内径(单位为m米)；α为位移值W与压帽总受力F转换系数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮仕荣，
申请(专利权)人：阮仕荣，
类型：发明
国别省市：河北;13