[发明专利]经表面球体囊内压与表面切线张力检测方法

说明书

所属领域

本发明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。

背景技术

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。

发明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，提出了本发明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为经表面球体囊内压与表面切线张力检测方法及原理分解图

图中，1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F1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F1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r1＝0.45cm、r2＝0.5cm压帽的同一仪器，其压帽垂直截面积分别为S1＝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、100cm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。

资料显示，PVC大球和小球，其球体半径R随囊压P的增高而有增大；位移值随囊内压P及切线张力T增加呈直线增加；在相同的囊压下，大球的切线张力与位移值均高于小球；S1：S2位移比值在大球高于小球，且随球内径的增大而有增加的趋势。

实验三：囊体内压P、表面切线张力T、囊体内径R与位移值W关系：

实施例一：采用压帽半径为0.5cm的同一仪器，分别测定起始周径为47cm、49cm、99cm、127.5cm及195cm的PVC玩具球在不同囊内压下位的移值。

结果：

47cm囊球实验数据：

49cm囊球实验数据：

99cm囊球实验数据

127cm囊球实验数据

195cm囊球实验数据

数学模型的建立与方程解析