+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

УЗО — электронное или электромеханическое

← Новые дифференциальные автоматические выключатели HAGER для 3-х фазной сети   ||   ДАВ3 — Инновационное соединение Hager для бытового сегмента →

УЗО — электронное или электромеханическое — что лучше

Для защиты от утечек тока применяются выключатели дифференциального тока, или устройство защитного отключения (УЗО). В каждой новой квартире, новом доме это устройство становится необходимым оборудованием.

Однако, под общим названием могут продаваться устройства с принципиально различной внутренней конструкцией, которая определяет надежность работы всего УЗО. Конструкция может иметь различное расположение рычагов и кнопок управления, иметь стандартные или расширенные возможности подключения шин и проводов, но принципиальное значение имеет конструкция расцепителя УЗО. Он бывает электромеханический или электронный. Только как сходу отличить УЗО электромеханическое от электронного? Этот вопрос необходимо подробно осветить.

В чем отличие электромеханического УЗО от электронного

УЗО и дифавтоматы (это УЗО и автоматический выключатель в одном корпусе) по своему внутреннему конструктиву делятся на два вида:

электромеханические и электронные. Это никак не влияет на рабочие параметры и технические характеристики. У многих сразу возникает вопрос: так в чем же их отличие? А отличие есть, и немаловажное: УЗО электромеханического типа сработает в любом случае, если на поврежденном участке появится ток утечки, не зависимо от напряжения в сети есть или нет. Основным рабочим модулем электромеханического УЗО является дифференциальный трансформатор (тороидальный сердечник с обмотками). Если на поврежденном участке возникла утечка, то во вторичной обмотке этого трансформатора появляется напряжение, включающее поляризованное реле, что в свою очередь приводит к срабатыванию механизма отключения.

Электронные УЗО срабатывают при наличии утечки тока на поврежденном участке и только при наличии напряжения в сети. То есть, для полноценной работы устройству защитного отключения электронного типа необходим внешний источник питания. Это связано с тем, что основным рабочим модулем электронных УЗО является электронная плата с усилителем. И без внешнего питания эта плата работать не будет.

Откуда берется источник питания? Внутри УЗО нет никаких батареек и аккумуляторов. А напряжение для питания электронной платы с усилителем поступает от внешней сети. Есть в сети 220В, и появилась утечка тока, — УЗО сработает! Если напряжения в сети нет — защитное устройство не сработает.

Итак, для срабатывания электромеханического УЗО необходима лишь утечка тока, для срабатывания электронного УЗО — необходима утечка тока и напряжение в сети.

На рисунке слева – УЗО Hager с электромеханическим расцепителем, справа УЗО с электронным расцепителем.

Насколько важно, чтобы защитное устройство сохраняло свою работоспособность при отсутствии напряжения? Уверен, многие пользователи ответят приблизительно так: если напряжение в сети есть, электронное УЗО будет работать. Если напряжения в сети нет, тогда зачем ему вообще работать, ведь напряжения в сети нет, значит и утечки тока браться неоткуда. А какие вы знаете аварийные ситуации, когда в доме или квартире может пропасть напряжение или, как в народе говорят, «нет света»? Это может быть авария на линии, подходящей к дому, могут быть ремонтные работы электрослужб, а может — еще одна очень распространенная проблема — отгорание нулевого провода в этажном щите. Вся аппаратура будет без признаков жизни, все сигнальные приборы (сигнальные лампы, если есть) будут свидетельствовать, что напряжения в сети нет. Однако фаза не куда не делась! Опасность поражения током сохраняется. Представим, что в такой ситуации возникло повреждение изоляции внутри стиральной машины, фаза попала на корпус. Если в этот момент Вы прикоснетесь к корпусу машинки, возникнет утечка и УЗО должно сработать. Но именно

электронное УЗО не сработает, так как на его электронную плату с усилителем приходит только «фаза» без нуля, питание отсутствует, поэтому возникший ток утечки электронная плата не зафиксирует, отключающий импульс на механизм отключения не поступит, и УЗО не отключится. Для человека такая ситуация крайне опасна. Поэтому, как бы не было печально, при появлении утечки тока в данной ситуации электронное УЗО не сработает.

Еще одна распространенная проблема – это скачки напряжения в сети. Конечно, сейчас многие для защиты устанавливают реле напряжения, но не у всех они стоят. Что представляют собой скачки напряжения — это отклонение от номинального значения. То есть, у вас в розетке вместо 220 Вольт может появиться 170 Вольт или 260 Вольт, или, еще хуже – 380 Вольт. Повышенное напряжение опасно для электронного оборудования, чем собственно и оснащены электронные УЗО и электронные дифференциальные автоматы. Из-за скачков напряжения может выйти из строя электронная плата с усилителем. Внешне все будет выглядеть целым и невредимым, но при возникновении утечки тока ситуация может стать плачевной для человека — из-за поврежденных электронных компонентов УЗО на утечку не отреагирует.

О том, что внутренняя начинка защитного устройства вышла из строя, вы можете и не знать. Поэтому нужно периодически выполнять проверку работоспособности УЗО кнопкой «ТЕСТ». Специалисты рекомендуют выполнять такую проверку не реже одного раза в месяц.

Итак, в сети электроснабжения могут возникнуть различные аварийные ситуации, при которых электронные УЗО или диффавтоматы могут утратить свои защитные функции. Для электромеханических защитных устройств вышеописанные проблемы не опасны

, так как для их работы не требуется внешний источник питания. Будет напряжение в сети или нет, электромеханическое УЗО (АВДТ) отработает в любом случае, если появится утечка тока в сети.

Как отличить УЗО электромеханическое от электронного

Внешне эти два устройства очень похожи и многие пользователи, не задумываясь, покупают их без разбора в магазине, даже не подозревая об особенностях. Для того чтобы понимать, какое устройство защитного отключения перед вами находится электронное или электромеханическое, нужно уметь их различать. Думаете, что это под силу только профессионалам? Но уверяю Вас это не так, здесь нет ничего сложного.

Обратите внимание на схему, изображенную на корпусе УЗО

Самый простой и надежный способ — изучить схему, которая изображена на корпусе УЗО. На любом защитном устройстве наносится электрическая схема. Между отображенными схемами на

электромеханическом УЗО и электронном есть небольшие отличия.

На схеме электро механического УЗО или дифавтомата отображается дифференциальный трансформатор (через который «продеты» фаза и ноль), вторичная обмотка этого трансформатора, а также поляризованное реле которое соединено со вторичной обмоткой. Поляризованное реле уже непосредственно действует на механизм отключения. Все это отображено на схеме. Нужно только понять, какой фигурой обозначен каждый вышеописанный элемент. Например, электромеханическое УЗО европейского производителя HAGER:

Дифференциальный трансформатор обозначен в виде прямоугольника (иногда это овал) вокруг фазного и нулевого провода. От него отходит виток вторичной обмотки, который связан с поляризованным реле. На схеме поляризованное реле обозначается в виде прямоугольника или квадрата. Реле имеет механическую связь со спусковым механизмом отключения.

Еще здесь обозначена кнопка ТЕСТ со своим сопротивлением (сопротивление позволяет создать утечку 30мА, безопасный порог для жизни человека). Как видите, в электромеханическом УЗО нет никаких электронных плат и усилителей. Конструкция состоит из одной механики.

Теперь рассмотрим электронное УЗО. Для примера, электронный дифавтомат на 16А, 220В, с током утечки 30 мА.

Как видно из схемы, на корпусе электронного дифавтомата обозначено практически все тоже самое, что и на электромеханическом защитном устройстве.

Но, если присмотреться, то можно увидеть, что между дифференциальным трансформатором и поляризованным реле есть дополнительный элемент в виде прямоугольника с буквой «А», обозначение I>. Это та самая электронная плата с усилителем. Кроме того, видно, что к этой плате подходят два провода «фаза» и «ноль» (обозначены на рисунке зеленым цветом снизу). Это как раз и есть тот внешний источник питания, который необходим для полноценной работы такого типа УЗО. Не будет питания, не будет работать и УЗО. Не зависимо от того есть утечка или нет.

Итак, для срабатывания электромеханического УЗО необходима лишь утечка тока, для срабатывания электронного УЗО – необходима утечка тока и напряжение в сети. Мы же настоятельно Вам рекомендуем приобретать УЗО или диффавтомат именно электромеханического типа.

Отличие электронного УЗО от электромеханического

Здравствуйте, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

В статье про разновидности и типы УЗО я вкратце упоминал о том, как при покупке УЗО можно отличить принцип его устройства, имеется ввиду, как отличить электромеханическое УЗО от электронного.

В сегодняшней статье я хотел бы остановиться на этом более подробно, а заодно рассказать Вам о преимуществах того или иного типа. Также хочу сказать, что данная статья относится к дифференциальным автоматам и некоторые примеры я буду приводить именно с ними.

Перед прочтением я рекомендую прочитать Вам следующие мои публикации:

Итак, по принципу внутреннего устройства, УЗО и дифавтоматы разделяются на:

  • электромеханические
  • электронные

Электромеханические УЗО и дифавтоматы срабатывают независимо от наличия напряжения питающей сети.

Рассмотрим для примера устройство и конструкцию электромеханического дифавтомата DS201 C25, 30 (мА) от АВВ.

Снимем верхнюю крышку.

Для его срабатывания достаточно тока утечки, возникающего в поврежденной линии. При этом во вторичной обмотке дифференциального (тороидального) трансформатора возникает ток, который приводит к срабатыванию чувствительного поляризованного реле.

Реле в свою очередь приводит в действие спусковой механизм дифавтомата и он отключается.

Более подробно о принципе работы УЗО и дифавтоматов читайте здесь.

Для срабатывания электронного УЗО или дифавтомата необходимо напряжение, потому что их принцип работы несколько отличается от электромеханических устройств.

В качестве примера рассмотрим электронный дифавтомат АВДТ32 C16, 30 (мА) от IEK.

В корпусе электронного дифавтомата АВДТ32 установлена плата с усилителем, которая реагирует на возникновение малейшего тока во вторичной обмотке дифференциального трансформатора, усиливает его величину и создает импульс для срабатывания встроенного реле.

В данном примере усилитель выполнен на микросхеме. Иногда встречаются усилители на транзисторах.

Дифференциальный трансформатор имеет меньшие размеры, габариты и мощность, чем у электромеханических УЗО и дифавтоматов, потому как нет в этом потребности. Небольшой по величине ток во вторичной обмотке трансформатора усиливается платой усилителя и подается на исполнительное реле, которое в свою очередь действует на спусковой механизм.

Плата с усилителем питается с выводов контролируемой цепи, и если на плате исчезнет напряжение (например, произойдет обрыв нулевого провода), то в таком случае дифавтомат не сработает ни при каких обстоятельствах.

Рассмотрим простейший пример.

Электронный дифавтомат защищает розеточную линию, куда подключена посудомоечная машина. Предположим, что по некоторым причинам в этажном щите произошел обрыв нуля на квартирную группу.

Такая ситуация может случится с каждым, почитайте статью, где я разбирал причины аварийного состояния этажного щита.

Итак, произошел обрыв нуля на одной из квартирной групп. В этот же момент возникла неисправность в посудомоечной машине в виде замыкания фазы на ее корпус, т.е. опасный для жизни потенциал «вышел» на проводящий корпус машинки. Если в такой ситуации человек (не дай Бог) прикоснется к корпусу машинки, то электронный дифавтомат не сработает из-за отсутствия питания его внутренней схемы, а человек получит удар электрическим током.

Про последствия электротравм читайте следующие статьи:

Конечно же, вероятность возникновения приведенного выше примера очень низкая. Нужно чтобы в один момент оборвался и ноль, и произошло замыкание фазы на корпус в электрическом приборе, но тем не менее это нужно учесть.

Продолжим сравнение. Электромеханические устройства имеют более простую и надежную конструкцию. А вот у электронных устройств конструкция более сложная и вероятность ее отказов гораздо больше, например, при импульсных перенапряжениях в сети могут выйти из строя полупроводниковые элементы или микросхема.

Что же выбрать? Электронное УЗО или электромеханическое?

Отсюда напрашивается логический вывод о том, что электронные УЗО и дифавтоматы менее надежны по сравнению с электромеханическими. Но распространены они ни чуть не меньше, т.к. по стоимости они ниже, чем электромеханические. Тем не менее, я все такие рекомендую применять электромеханические УЗО и дифавтоматы.

В настоящее время электронные дифавтоматы снабжают функцией защиты от повышения напряжения, т.е. если у него на выводах напряжение увеличится выше 240 (В), то он автоматически отключится. Примером такого дифавтомата может стать АВДТ-63М от EKF. Но лично я для защиты от повышения напряжения рекомендую использовать специально-предназначенные для этого устройства, например, однофазное реле RV-32A и трехфазное реле напряжения V-protector 380V.

 

Как отличить электромеханическое УЗО от электронного?

Как же отличить электромеханическое УЗО от электронного? Это довольно частый вопрос, который мне задают не только читатели сайта, но и обычные граждане, и даже коллеги электрики. К сожалению, большинство продавцов в магазинах и торговых центрах тоже не знают ответ на этот вопрос.

Итак, существует несколько способов. Прошу заметить, что все приведенные способы проводятся с отключенными от сети устройствами.

1. Схема на корпусе УЗО

Самый первый, но не простой способ — это рассмотреть схему, изображенную на корпусе УЗО.

У электромеханических УЗО на схеме изображен дифференциальный трансформатор, вторичная обмотка которого напрямую соединена с поляризованным реле. Реле обычно обозначается прямоугольником или квадратом. От него пунктирной линией идет механическая связь со спусковым механизмом УЗО. Никаких связей (линий) с питающим напряжением сети на схеме нет.

Вот для примера электромеханическое УЗО ВД1-63 16 (А), 30 (мА) от IEK.

Еще пример электромеханического УЗО ВД1-63 16 (А), 30 (мА) от компании TDM.

Как видите, схемы абсолютно одинаковые.

У электронных УЗО на схеме всегда изображена плата с усилителем в виде треугольника (это условное обозначение усилителей по ГОСТу). Также Вы заметите там, линии откуда взято питание для этой платы: с фазы и нуля.

Вот для примера электронный дифавтомат АВДТ32 C16, 30 (мА) от IEK.

Также на всех схемах изображена кнопка «Тест» и схема ее подключения.

Боюсь, что первый способ отличить один вид устройства от другого не совсем простой, и без соответствующего опыта можно легко ошибиться. Поэтому предлагаю перейти к следующим способам, которые дадут 100% правильный результат.

2. Тест батарейкой

Для этого способа нужны элементы питания, или простым языком, батарейки. Можно использовать хоть пальчиковую «АА» 1,5 (В), хоть R14 1,5 (В), хоть «Крону» 9 (В), в общем любые батарейки, которые Вы найдете у себя под рукой — только чтобы они были заряженные.

Включим УЗО или дифавтомат. Присоединим к одному из его полюсов два провода. Например, на вход (1) один провод, а на выход (2) этого же полюса — другой провод.

Затем соединим эти два провода с клеммами батарейки: «+» к выводу (1), «-» к выводу (2).

При замыкании проводов на клеммы батарейки через замкнутые контакты полюса начинает проходить ток разряда батарейки. Во вторичной цепи дифференциального трансформатора индуцируется скачок тока, который приводит к срабатыванию поляризованного реле. Реле действует на спусковой механизм и УЗО отключается.

Если УЗО отключилось, то значит оно электромеханическое, если же не отключилось, то измените полярность батарейки и повторите  проверку.

Если в этот раз УЗО отключилось, то значит оно электромеханическое, если же опять не отключилось, то значит оно электронное и не срабатывает по причине отсутствия напряжения на плате усилителя.

3. Постоянный магнит

Возьмите постоянный магнит средних размеров и преподнесите его к корпусу УЗО или дифавтомата.

Естественно, что УЗО должно быть включено. Немного поводите магнитом вдоль передней панели и боковой части корпуса.

Если УЗО сработает, то оно является электромеханическим, если же нет, то электронным.

По традиции смотрите видеоролик по материалу данной статьи:

P.S. На этом все. Надеюсь, что данная статья будет для Вас полезна. Спасибо за внимание.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Как отличить электромеханическое УЗО от электронного

Как рассматривалось в этой статье, УЗО бывают двух видов – электромеханические и электронные. По внешнему виду они практически не отличаются друг от друга. Простому потребителю без определенных знаний и навыков разобраться, какое УЗО электронное или электромеханическое перед ним, очень не просто.

Как же отличить их между собой? Нужны ли какие-нибудь инструменты для этого или приспособления?

Всего существуют три основных способа отличить УЗО:

  • по схеме на корпусе УЗО
  • при помощи батарейки
  • с помощью магнита

По схеме на корпусе УЗО

На корпусе всех современных УЗО изображается его электрическая схема. Если ее нет на лицевой части корпуса ищите сверху.

Схема электронного УЗО несколько отличается от схемы электромеханического. Если знать эти отличия, то можно легко перед покупкой распознать тип УЗО.

Схема электро-механического УЗО:

  • нарисован дифференциальный трансформатор
  • нарисовано реле, которое имеет связь с трансформатором
  • нарисован отключающий механизм
  • еще изображается кнопка ТЕСТ

Пример такой схемы:

Схема электронного УЗО:

Элементы, которые изображаются на схеме электронного УЗО, почти не отличаются от тех, что указаны на электромеханическом. В чем же разница? А она заключается в дополнительной электронной плате.

Рисуется она в виде прямоугольника или треугольника , установленного между диф.трансформатором и реле.

К этому элементу подходит два проводника – фазный и нулевой, то есть 220В. Это и есть внешнее питание необходимое для работы электронного УЗО.

Проверка УЗО с помощью батарейки

Необходимый инвентарь для проверки:

  • батарейка (пальчиковая, или крона)
  • два провода длиной 10-15см

Процесс проверки заключатся в следующем. Один из проводов подключаете к верхнему контакту УЗО, другой провод к нижнему контакту. Главное чтобы контакт был однополюсным, т.е. либо одноименная фаза (если это 3-х фазное УЗО), либо ноль. И замыкаете провода на плюс и минус батарейки.

Если УЗО не отключилось, перекиньте полюса подключения проводов на батарейке. Если оно не сработало и в этот раз – значит УЗО электронное.

Срабатывание УЗО означает, что оно относится к электромеханическому типу.

Использование магнита для проверки УЗО

Этот способ не совсем точный, однако иногда воспользоваться им можно. Включаете УЗО и магнитом водите по его корпусу. Магнитом нужно прикасаться к разным местам корпуса, так как у различных производителей диф.трансформатор располагается в различных частях УЗО (справа, в середине или слева).

Магнитное поле в обмотке диф.трансформатора должно создать ток, который заставит сработать реле и отключиться УЗО. Если это произойдет – УЗО электромеханическое, если нет — электронное. Но полагаться на сто процентный результат такой проверки не стоит.

Воспользовавшись вышеприведенными способами вы всегда сможете отличить какого типа УЗО перед вами – электронное или электромеханическое и тем самым сделать правильный выбор.

Статьи по теме

УЗО – подключение, назначение, выбор и принцип работы

УЗО (устройство защитного отключения) – это установочное электрическое изделие, предназначенное для отключения подачи электроэнергии в электропроводку в случае возникновения утечки тока при нарушении изоляции в проводах или электроприборах.

УЗО, в отличие от автоматического выключателя, предназначено исключительно для защиты человека от поражения электрическим током, предотвращения возникновения пожара и непосредственного участия в работе электроприборов не принимает. От короткого замыкания в электропроводке и в случае прикосновение человека к фазному и нулевому проводам УЗО не защищает.

На фотографии показано двухпроводное устройство защитного отключения типа ВД1-63, предназначенное для работы в однофазной сети переменного напряжения 220 В и рассчитанное на ток защиты 30 мА. УЗО с такими характеристиками подойдет для установки на входе практически любой квартирной электропроводки.

В ассортименте установочных изделий имеются комбинированные, в одном корпусе которых встроено УЗО и автоматический выключатель. Такой аппарат называется Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока. На фотографии показан внешний вид модели АВДТ32, рассчитанного на ток защиты электропроводки 16 А и защиты человека на 30 мА. Но такие устройства защиты не получили широкого применения из-за высокой стоимости.

В дополнение, в случае срабатывания, сложно найти, в чем заключается неисправность – произошло короткое замыкание или утечка тока.

Как выбрать УЗО

Выбрать УЗО для квартирной электропроводки или дома для домашнего электрика не представляет трудностей. Подойдет любое однофазное УЗО, рассчитанное на рабочий ток равный току защиты автоматического выключателя и ток утечки 30 мА. Фотография такого УЗО приведена в начале статьи.

Какой тип УЗО лучше для квартиры


электромеханическое или электронное

УЗО выпускаются в двух конструктивных исполнениях – электромеханические и электронные. Для правильного выбора нужно провести сравнение их технических характеристик.

Как видно из таблицы, если нет ограничений по габаритным размерам нужно выбирать электромеханическое УЗО. Электронное УЗО незаменимо в случае установки на отдельный электроприбор, например, в электрическую розетку или удлинитель.

Основные технические характеристики УЗО

Требования к техническим характеристикам УЗО устанавливает ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) «Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков».

Для желающих сделать более осознанный выбор свел все основные технические характеристики УЗО в таблицу.

Маркировка УЗО

На лицевой стороне устройства защитного отключения всегда наносится маркировка с основными техническими характеристиками. Расшифровка буквенно-цифрового обозначения приведена на чертеже.

При выборе УЗО главное обратить внимание на напряжение, рабочий ток и ток утечки. Остальные параметры имеют второстепенное значение.

Электрическая схема подключения УЗО в щитке

Устройство защитного отключения в щитке квартаной электропроводки подключается сразу после счетчика в разрыв нулевого и фазного проводов, идущих на автоматические выключатели.

Провода, идущие от счетчика, подключаются сверху УЗО. К левому контакту фазный провод L, а к правому – нулевой N. Провода, идущие на автоматы, подключаются к нижним клеммам в той же последовательности. Заземляющий проводник желто-зеленого цвета прокладывается, минуя УЗО.

Устройство и принцип работы УЗО

Когда УЗО находится во включенном состоянии (рычаг поднят вверх) через него на автоматические выключатели в электропроводку подается питающее напряжение. Если включен потребитель электроэнергии, то через нулевой и фазный провода протекает ток.

В УЗО провода проходят через дифференциальный кольцевой трансформатор, и когда через них течет ток, то в его магнитопроводе возбуждается магнитное поле. Если нет утечки, то в фазном и нулевом проводах токи равны и протекают в противоположных направлениях. Поэтому создаваемые ими магнитные поля имеют противоположную полярность и взаимно уничтожаются. В таком случае согласно закону Кирхгофа, в дополнительной обмотке трансформатора ЭДС не возникает в независимости от протекающего через него в нагрузку величины тока.

Принцип работы электромеханического УЗО

В случае, если вследствие нарушения изоляции бытового электроприбора, через фазный провод пойдет ток, больший, чем через нулевой, в магнитопроводе трансформатора появиться магнитное поле. Если разность токов превысит IΔn, то в дополнительной обмотке наводится ЭДС достаточной величины, чтобы УЗО сработало и отключило подачу электроэнергии в проводку.

В электромеханическом УЗО к дополнительной обмотке трансформатора подключается электромагнит, соленоид которого механически связан с механизмом расцепления. При возникновении в обмотке заданной величины ЭДС, соленоид втягивается и тем самым воздействуя на механизм расцепления размыкает контакты. Подача электроэнергии в проводку прекращается.

Принцип работы электронного УЗО

По внешнему виду стандартное электронное УЗО не отличается от электромеханического и различить их можно только по маркировке или схеме, нанесенной на корпусе. Принцип работы обоих видов УЗО одинаковый и отличие заключается в измерительном устройстве. В электронном вместо электромагнита устанавливается электронная схема в виде порогового компаратора с усилителем и реле.

В случае превышения разности токов IΔn, протекающих через фазный и нулевой провода, с усилителя подается напряжение на реле. Оно срабатывает и УЗО прекращает подачу напряжения в электропроводку.

Крепление УЗО в щитке на DIN-рейке

В настенном щитке или коробках УЗО, как и другие установочные электроприборы, крепятся на DIN-рейке, еще ее часто называют монтажная рейка. Она представляет собой металлическую пластину шириной 35 мм выгнутую таким образом, что ее продольные края приподняты. Согласно ГОСТ Р МЭК 60715-2003 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Установка и крепление на рейках электрических аппаратов в низковольтных комплектных устройствах распределения и управления» обозначается Т35.

Такой способ крепления не требует дополнительных крепежных элементов и позволяет быстро, как устанавливать УЗО, так и снимать для профилактики, проверки или замены. На фотографии изображена DIN-рейка старого образца, когда они представляли собой профиль из алюминиевого сплава.

DIN-рейки устанавливаются в щитке горизонтально. На тыльной стороне УЗО имеется два фиксатора – стационарный (на фото слева) и подпружиненный подвижный (справа). Таким образом, чтобы установить на рейку УЗО нужно верхний неподвижный фиксатор завести за край DIN-рейки, а затем прижать нижнюю часть к ней. Подвижный фиксатор утопится в корпус УЗО и выйдет из него, когда УЗО будет прижато всей плоскостью к DIN-рейке.

Для снятия УЗО с DIN-рейки достаточно ввести в ушко подвижного фиксатора конец лезвия плоской отвертки, расположенного ниже выходящего проводника и отодвинуть его вниз. Фиксатор выйдет из зацепления, и нижняя часть УЗО свободно отведется от DIN-рейки.

Подключенное УЗО находится под напряжением фазы и перед демонтажем его необходимо обесточить.

Как правильно подключить провода к УЗО

Бесперебойная работа всей электропроводки определяется не только правильным выбором сечения провода и электроприборов, но и надежностью их соединения между собой. Несмотря на простоту этой операции, часто совершаются ошибки, что впоследствии приводит к обгоранию контактов и выходу из строя УЗО.

Если изоляцию снять на недостаточную длину, то она может попасть под зажимную планку клеммы и в дальнейшем приведет к плохому контакту и обугливанию соединения.

При снятии изоляции ножом нужно его лезвие располагать параллельно проводу, тогда на медной жиле не появятся надсечки, приводящие к перелому в этом месте провода при изгибах.

Для увеличения площади контакта клеммы с проводом рекомендую, в случае если позволяет окно клеммы, его конец загнуть, как показано на фотографии.

На снимке показан вид УЗО со стороны винтовых клемм. Для подключения проводов достаточно отвинтить винт, завести конец освобожденного провода от изоляции на длину около 10-15 мм до упора в клемму и завинтить винт с достаточным усилием обратно.

После зажатия провода нужно со значительным усилием подергать за него, чтобы убедиться в надежности его крепления. При вставлении в отверстие клеммы провод может попасть мимо, винт будет затянут, не зажав его между контактами.

Обязательно ли устанавливать УЗО

Как показывает практика эксплуатации современных электроприборов, получить удар током при их эксплуатации при соблюдении элементарных правил техники безопасности, практически невозможно.

Обычно самым опасным местом в переносных электроприборах является сетевой шнур. В результате изгибов, особенно в месте выхода из электроприбора и вилки, он со временем перетирается и может нарушиться изоляция. Поэтому перед подключением электроприбора необходимо в обязательном порядке проверить целостность изоляции шнура.

В современной электропроводке имеется дополнительный заземляющий провод, к которому подключаются через электрическую вилку металлические корпуса электроприборов. Поэтому в случае пробоя изоляции сработает автоматический выключатель.

В квартирах старой постройки в электропроводке нет заземляющего провода, но изоляция уже изношена и в результате токов утечки УЗО может давать ложные срабатывания и УЗО не стоит устанавливать.

В дополнение, УЗО включается в разрыв фазного и нулевого проводов, в результате дополнительно появляются четыре соединения, что снижает надежность электропроводки в целом, так как именно в местах соединения чаще всего нарушается контакт.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что существующие меры защиты и без УЗО надежно защищают человека от поражения электрическим током.

Единственно оправданным случаем, с моей точки зрения, является установка индивидуального УЗО на электроприборы, установленные помещениях с электропроводящими полами с повышенной влажностью. К таким помещениям можно отнести, например, ванную комнату.

Но уверен, в ближайшее время правила ПУЭ обяжут в обязательном порядке установку УЗО в бытовую электропроводку в новых квартирах и домах и, наверное, это правильно. Если есть шанс спасти жизнь хоть одного человека от поражения электрическим током, то нужно его использовать.

У электриков есть одно правило, которое называется «Правило одной руки». Суть этого правила заключается в том, что при прикосновении или удерживания электроприбора в одной руке недопустимо второй рукой прикасаться к заземлённым элементам – водопроводной тубе или батарее центрального отопления.


Внимание! Перед любыми работами с электропроводкой, для исключения поражения электрическим током, необходимо ее обесточить. Для этого следует выключить соответствующий автоматический выключатель в распределительном щитке и проверить надежность отключения с помощью индикатора фазы.


Сергей 03.03.2016

Добрый день!
Скажите пожалуйста, как мне подключить бойлер в старой «хрущевке» если проблематично сделать заземление, так как его в доме нет. Читал, что можно поставить УЗО.

Александр

Здравствуйте, Сергей!
Для обеспечения безопасности эксплуатации при подключении электроприборов в квартире, где нет заземления нужно обязательно устанавливать УЗО. Для исключения ложных срабатываний целесообразно применять переносное УЗО, которое я рекомендовал при подключении стиральной машины.

Электромеханические и электронные УЗО | ehto.ru

Вступление

По зависимости от напряжения электропитания устройства защитного отключения делятся на электромеханические и электронные УЗО. Типы УЗО по функциональной зависимости от наличия в цепи электрического тока (напряжения питания) определяет их особенности использования и применения.

Электромеханическое УЗО

Электромеханическое УЗО не зависит, вернее функционирование электромеханического УЗО, не зависит от наличия в цепи электрического тока. То есть, электромеханическое УЗО сработает и отключит аварийную цепь, даже при отсутствии тока в цепи. Для срабатывания электромеханического УЗО достаточно появления дифференциального тока в цепи, где оно установлено.

Электронное УЗО

Срабатывание электронного УЗО зависит от наличия в цепи электрического тока. Механизм срабатывания электронных УЗО требует подачи напряжения на него от цепи установки или от внешнего источника тока.

Практическое применение электронных и электромеханических УЗО

Если вы внимательно прочитали, в чем разница между электронным и электромеханическим УЗО, то логично предположить, что более надежным является электромеханическое УЗО.

Например, По конструкции электронное УЗО срабатывает, только если на входных зажимах УЗО есть напряжение. Предположим, в цепи произошел обрыв нулевого проводника. Напряжение на входных зажимах пропадает, УЗО перестает функционировать. Однако фазный провод остается рабочим, и электрический потенциал присутствует на электроустановке.

Рекомендации по применении УЗО по типу срабатывания

Для основной защиты человека от поражений токами утечки, следует применять электромеханическое УЗО или другое название, УЗО первого типа.

Электронное УЗО, или УЗО второго типа следует применять для дополнительной защиты конечных потребителей: отдельной розетки, переносных удлинителей, электрического инструмента.

Электромеханические и электронные УЗО, визуальное определение типа устройсва

Самое интересное, что внешне электронное и электромеханическое УЗО, в РФ, не отличаются. Как же их отличить?

Способ 1.

Смотрим на корпус УЗО, а конкретно на схему подключения, которая нанесена на корпус. На схемах видим отличии электронного устройства защитного отключения и электромеханического УЗО.

Способ 2.

  • Проверку делаем перед установкой УЗО.
  • Взводим устройство.
  • Подключаем батарейку 9 Вольт к одному полюсу устройства, на входе и выходе.
  • Если устройство сработает, то это электромеханическое УЗО.

Выводы

  • В распределительных щитах, для установки в групповые цепи нужно устанавливать электромеханические УЗО.
  • Электронные УЗО допустимо применять, для дополнительной защиты одиночных электрических приборов.
  • Различить электронное и электромеханическое УЗО можно по схеме подключения, нанесенного на корпусе устройства.

©Ehto.ru

Другие статьи раздела

Как правильно проверить УЗО и дифференциальный автомат

Как правильно проверить УЗО и дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат — это низковольтный комбинированный электрический аппарат, совмещающий в одном корпусе функции двух защитных устройств — УЗО и автоматического выключателя.

Устройства защитного отключения выключатели дифференциального тока предназначены для отключения питания при возникновении тока утечки. Часто это называют дифференциальной защитой. Однако любой коммутационный аппарат необходимо проверять, как на срабатывание как таковое, так и на соответствие номинальным параметрам.

Принцип действия УЗО и дифавтомата и их отличия

Устройство защитного отключения ли как их называют «УЗО» срабатывают при разности токов между полюсами. Простым языком, принцип работы этих устройств заключается в сравнении тока через фазу и ноль.

Если ток через фазу больше чем через ноль, значит его часть потекла по другому пути, например, произошло повреждение изоляции проводников или ТЭН пробило и ток определенной величины «утекает» в землю.

Если корпус электроприбора заземлен — такая ситуация не слишком страшна и при хорошем заземлении даже не опасна, но если у вас в двух проводная электросеть без заземления — то на при попадании потенциала на корпус — он никуда с него не денется. В результате этого, ток потечет в землю через ваше тело, когда вы коснетесь корпуса оголенной частью тела.

В лучшем случае вы почувствуете пощипывания и одёрнете руку. В худшем случае величина тока через ваше тело может превысить допустимую и это приведет к смерти. УЗО бывают электромеханические и электронные, в сущности принцип работы у них одинаков, различается лишь система отработки отключения. В простейшем виде электромеханическое УЗО содержит трансформатор, с его помощью и сравнивается величина тока через один и другой полюс.

Чтобы отличить электронное УЗО от электромеханического, посмотрите на схему на его лицевой панели.

Важно: Устройство защитного отключения реагирует только на дифференциальный ток. Это значит, что УЗО не защищает электропроводку от токов короткого замыкания. От КЗ защищают автоматические выключатели. Дифавтомат — это комбинированное устройство, оно срабатывает и на повышенные токи, как автоматический выключатель, и на дифференциальный ток подобно УЗО. То есть в одном корпусе совмещены два коммутационных защитных аппарата.

Способы проверки

Как вы уже догадались — методика проверки срабатывания УЗО и дифавтомата на утечку аналогична. На лицевой панели и одного и другого прибора есть флажок включения/выключения и кнопка «ТЕСТ». Согласно ПТЭЭП прил. 3, табл. 28, п.28.7 нужно проверять срабатывание с помощью этой кнопки не реже чем раз в квартал (3 месяца).

Важно:

Кнопка «ТЕСТ» проверяет только срабатывание прибора по дифференциальному току или току утечки, но не проверяет срабатывание по превышению номинального тока у дифавтомата.

Есть 5 основных способов проверки:

  • с помощью кнопки «ТЕСТ»;
  • с помощью батарейки;
  • с помощью магнита;
  • резистором
  • специализированным прибором.

Проверка с помощью кнопки «ТЕСТ»

При нажатии на кнопку проверки срабатывания УЗО или дифавтомата внутри прибора подключается резистор между выходящим фазным контактом и приходящим нулевым. Таким образом ток через фазный провод становится больше чем ток через нулевой провод. Если прибор исправен — он отключится. Следовательно, такая проверка возможна только если прибор подключен к электросети и на него подано питание.

Схема проверки УЗО или дифавтомата с помощью этой кнопки изображена на лицевой панели устройства.

Однако специалисты отзываются негативно о такой проверки, ссылаясь на то что рынок насыщен подделками и иногда встречаются такие экземпляры защитных приборов, в которых при нажатии на «ТЕСТ» прибор срабатывает даже если он не подключен к сети. Происходить этого недолжно.

Проверка с помощью батарейки и магнита

Рассмотрим, как проверить УЗО или дифавтомат в магазине не подключая прибор к электросети. Для этого нужна любая батарейка, подойдет и новая пальчиковая и два провода. Нужно подключить провода к батарейке, для этого можете воспользоваться элементарно изолентой, а вторые их концы соединить с клеммами одного из полюсов проверяемого прибора. При этом он должен быть взведен, то есть переведите флажок в положение «ВКЛ».

При этом нужно учесть тот факт, что УЗО или дифавтоматы устроены так, что срабатывают на одну из полуволн. Т.е. важна полярность при тестировании. Это значит, что, если при таком способе проверки прибор не защита не сработала — поменяйте полярность, для этого просто поменяйте провода местами. Если устройство не срабатывает ни при какой полярности – значит оно электронное, а не электромеханическое!

Примечание: УЗО типа «А» срабатывает при любой полярности, а типа «AC» — только при определенной полярности – переворачивайте батарейку!

С помощью магнита также можно определить исправность УЗО или дифавтомата прямо в магазине. Но такой способ работает только для электромагнитных выключателей дифференциального тока, приборы с электронной начинкой срабатывать не будут.

Для этого нужно поднести магнит к одной из сторон проверяемого прибора. Флажок опять-таки должен быть во включенном состоянии (вверх). Магнитное поле магнита наведет ток в обмотке измерительного трансформатора, в результате чего защита сработает и устройство отключится.

ВАЖНО:

Повторюсь, если УЗО электронное – такая проверка не сработает! Для работы электронных УЗО и дифавтоматов нужно чтобы было подключено питание (фаза и ноль).

Проверка с помощью резистора или лампочки

Предыдущие варианты проверки отражали только работоспособность защиты и реакцию на разность тока как таковую. Вы не могли определить насколько корректно срабатывает прибор. В домашних условиях проверить ток срабатывания можно, хоть и не совсем точно.

Для начала рассчитайте номинал резистора под величину дифференциального тока срабатывания. Например, очень распространены УЗО с током срабатывания в 30 мА, значит условно представим, что в сети 220 вольт (реальные значение измеряйте непосредственно на объекте где будет установлен прибор). Значит нужно взять резистор на:

220/0.030=7333.33 Ом

Мощность на резисторе выделится кратковременно (порядка 6 Ватт), но тем не менее будет лучше если вы выберете как можно более мощный резистор.

После этого подключаем резистор между фазой, выходящей и нулем, приходящим к прибору, как показано на рисунке ниже.

Таким же образом и работает кнопка «ТЕСТ».

ВАЖНО:

При такой проверке УЗО должно быть подключено к сети.

Если прибор не отреагировал на подключение рассчитанного резистора — значит он бракованный. Также вы можете измерить ток с помощью мультиметра. Но так как его протекание будет кратковременным — вы можете не увидеть его величину. Для поверок можно собрать такой прибор, как на видео ниже, только его недостаток в том, что указывается расчетный ток. 

Можно конечно измерить реальный ток срабатывания УЗО с помощью амперметра, но такая для этого нужен мощный реостат. Плавно уменьшая сопротивление и измеряя ток, вы сможете определить при каком токе произошло отключение. При этом лучше использовать стрелочные приборы, так как большинство бюджетных цифровых медленно обновляют показания измеряемой величины.

Заключение

Для точной проверки УЗО и дифавтоматов используют специальные приборы, например:

  • Sonel MRP-200;
  • ПЗО-500;
  • ПЗО-500 Про.

Кроме тока утечки с помощью подобных устройств можно проверить приборы при различном угле фазы и измерить скорость срабатывания при различных токах утечки.

Покупать их для частного использования нецелесообразно, так как они дорогие. Монтируя электрощит на объекте, вы можете обратится для получения такой услуги в электролабораторию и отсеять бракованные приборы, если они есть.

Нормы: Согласно ПТЭЭП проверка выключателей дифференциального тока должна осуществляться в соответствии с рекомендациями завода изготовителя. В среднем они включают в себя проверку перемещения флажка «ВКЛ/ВЫКЛ». Он должен четко переключаться из одного положения в другое, а также 1 раз в указанный период проходить проверку нажатием кнопки «ТЕСТ» (но не реже 1 раза в квартал, согласно ПТЭЭП). Ток срабатывания должен быть не менее чем 0.5In (для УЗО на 30 мА — это 15 мА), другие допустимые величины описаны в ГОСТ Р50571.16-99.

Ранее ЭлектроВести писали, что в Лондоне появилась первая улица с фонарями, от которых можно зарядить электрокар. Об этом говорится в блоге компании Siemens, главного разработчика этого проекта.

По материалам: electrik.info.

Чем отличается электронное узо от электромеханического

Как отличить электромеханическое УЗО от электронного?

Эта статья будет интересна людям которые привыкли тщательно разбираться в вопросах безопасности. В ней мы разберем принцип работ УЗО (электронное или электромеханическое) вне зависимости от типа УЗО, а так же, как отличить к какому из принципу работы относится устройство.
Как же отличить электромеханическое УЗО от электронного и какое лучше из этих УЗО? В нашей статье, мы попробуем, ответить на эти вопросы обыденными словами без описаний физических процессов и тяжелых научных терминов. Итак начнем по порядку.

Электронное УЗО:

Назначение: защита людей от поражения электрическим током утечки.
Особенность принципа работы электронного УЗО заключается в том, что для надежного его отключения, требуется постоянное электропитание самого устройства. То есть, если, в определенный момент, пропадет питание на управляющей плате такого электронного УЗО, а это может произойти, то в такие моменты электронное УЗО не будет способно корректно работать, не сможет отключать нагрузку при возникновении токов утечки.
Причины пропадания питания в электронном УЗО:
Причина одна — это пропадание «ноля» на электропитающей линии до входа в ваше УЗО (в щитовой на лестничной площадке, непосредственно на магистрали или же на подстанции, (бывает и такое)).

Электромеханическое УЗО:

Назначение: защита людей от поражения электрическим током утечки.
Особенность принципа работы электромеханического УЗО: такое электромеханическое УЗО способно отключать нагрузку в аварийной ситуации вне зависимости от наличия питания самого УЗО.

Узнаем какое УЗО: электронное или электромеханическое.

Перед тем как вы отправитесь в магазин, чтобы купить электромеханическое УЗО, обязательно, ознакомьтесь, как узнать, какой принцип работы этого защитного устройства не разбирая его корпус.

Способ 1: Читаем схему УЗО

Все устройства защитного отключения имеют схематичное обозначение технической схемы внутреннего механизма. Такая схема должна быть указана на корпусе любого УЗО, не важно, электронное оно или электромеханическое, так что при покупке УЗО внимательно исследуйте внешний вид интересующего вас устройства.
У электронных УЗО на схеме всегда изображена плата с усилителем, именно этот электронный элемент и нуждается в постоянном питании. Плата с усилителем обозначена значком треугольника в прямоугольнике (см.фото), на схеме так же видно, что питается эта плата от входящего напряжения: с фазы и нуля. Поэтому, когда вы выбираете УЗО, по принципу работы, смотрите внимательно на схему, и и вы никогда не приобретете электронное реле вместо электромеханического и наоборот.

Для примера мы специально взяли УЗО одного производителя, внешне похожих друг на друга, чтобы наглядно показать визуальную схожесть различных по принципу работы устройств.

Способ 2: Проверка принципа работы УЗО батарейкой

Проверка батарейкой УЗО заключается в подключении на один из полюсов устройства элемента питания. Для этого нам понадобится батарейка и электрические провода.
При замыкании проводов на клеммы батарейки через замкнутые контакты полюса начинает проходить ток разряда батарейки, устройство распознает утечку и отключает цепь.
Если УЗО отключилось, то значит оно электромеханическое, если же не отключилось, то электронное.
Будьте внимательны, при проверке УЗО батарейкой, если устройство не сработала, поменяйте полярность на батарейке, а так же не забывайте, что батарейка может оказаться «дохлой» или «почти дохлой», что может не дать результата.

(PDF) Исследование емкости матричных межсоединений интегральных схем

Индонезия J Elec Eng & Comp Sci ISSN: 2502-4752 

Исследование емкости матричных межсоединений интегральных схем (Ahcene Lakhlef)

[3] Э. Сикард и А. Бойер, «Повышение эффективности инженеров в области ЭМС интегральных схем», EMC Compo 2011-8-й семинар по

Электромагнитная совместимость интегральных схем, Дубровник, Хорватия, 2011.

[4] Я. Бачер, Н. Фридево, П.Дюпре, Х. Браке, Ж. Жакмод, «Резонансный анализ для улучшения ЭМС

в интегральных схемах», 10-й международный семинар по электромагнитной совместимости интегральных схем.

Эдинбург. Великобритания 13-15, стр. 56-60, 2015 г., DOI: 10.1109 / EMCCompo.2015.7358330.

[5] Р. Янконеску, В. Вульфин, «Потери излучения в линиях передачи ТЕМ в свободном пространстве», arXiv: 1701.04878v1 (физика

.class-ph), 2017, DOI: 10.1049 / iet-map.2018.6061.

[6] А.Бойер, Э. Сикард и С. Бен Дья, «IC-EMC, бесплатное демонстрационное программное обеспечение для прогнозирования электромагнитной совместимости

интегральных схем», 19-й Международный симпозиум по электромагнитной совместимости в Цюрихе,

Сингапур, стр. 19-22, 2008 г., doi : 10.1109 / APEMC.2008.4559800.

[7] Л. Белхимер, А. Бенфдила, А. Лахлеф, «Исследование электромагнитных излучений от межсоединений в интегральных схемах»,

ТЕЛКОМНИКА (Телекоммуникации, вычисления, электроника и управление), вып.18, нет. 1. С. 301-310, 2020, DOI:

10.12928 / telkomnika.v18i1.13130.

[8] Яову Лю, Канг Лань и Кеннет К. Мей, «Извлечение емкости для электростатических проблем с несколькими проводниками по

On-Surface MEI», IEEE-транзакции по расширенной упаковке, т. 23, нет. 3, стр. 1521-3323, 2000, DOI:

10.1109 / 6040.861565.

[9] Дж. Го, Ю. З. Се, «Эффективная модель связи переходного электромагнитного поля с многопроводником

линий передачи на основе аналитической итеративной техники во временной области», IEEE-транзакции по теории и методам микроволнового излучения

, вып.66, номер 6, стр. 2663-2673, 2018, DOI: 10.1109 / TMTT.2018.2818166.

[10] Н. Чжао, Ю. Чжун, В. Донг, М.Л. Хуанг, Х. Ма, К. Вонг, «Формирование наиболее предпочтительной ориентации ß-

зерен в затвердевших межсоединениях Cu / SnAgCu / Cu под действием температурного градиента», Прил. Phys. Lett. 110

093504, 2017 г., DOI: 10,1063 / 1,4977858.

[11] SjoerdOp’t Land, M. Ramdani, R. Perdriau, «Доминирующий механизм связи для устойчивости интегральных схем

пакетов SOIC

до 10 ГГц», IEEE транзакции по электромагнитной совместимости, т.60, нет. 4, pp. 965-970,

2018, doi: 10.1109 / TEMC.2017.2756915

[12] W. Delbare и D. De Zutter, «Подход с использованием функции Грина в пространственной области для расчета емкости

многопроводных линий в многослойных диэлектриках. с улучшенным моделированием поверхностного заряда «IEEE Transmission on

Microwave Theory and Techniques, vol. 37, нет. 10, стр. 1562-1568, 1989, DOI: 10.1109 / 22.41002.

[13] Б. Нури, М. С. Накла, Р. Ачар, «Эффективное моделирование нелинейных линий передачи с помощью Model-

OrderReduction», IEEE Transactions on Microwave Theory and Thechniques, vol.65, нет. 3, стр. 673-983, 2017,

DOI: 10.1109 / TMTT.2016.2635642.

[14] Х. Сюэ, А. Аметани, Дж. Махсереджан, Ю. Баба, Ф. Рашиди, И. Кочар, «Переходные характеристики накладных кабелей

из-за смены режима на высокой частоте», Транзакции IEEE по электромагнитной совместимости , т. 60,

нет. 3, стр. 785-794, 2018 г., DOI: 10.1109 / TEMC.2017.2737439.

[15] Сархан М. Муса и Мэтью Н. Садику, «Применение метода конечных элементов для расчета емкости и индуктивности

многопроводных линий передачи», IEEE SoutheastCon, 2008.

[16] Б. М. С. Уллах и М. Х. Чоудхури, «Аналитические модели задержки высокоскоростного RLC-соединения для сложных

и RealPoles», в IEEE Transactions on Very Large-Scale Integration (VLSI) Systems, vol. 25, нет. 6, стр. 1831-

1841, 2017, DOI: 10.1109 / TVLSI.2017.2654921.

[17] M. S. Ullahans M. H Chouwdhury, «Новая модель задержки полюса для межкомпонентных соединений RLC, использующая приближение второго порядка

», Международный симпозиум IEEE 57e на Среднем Западе по схемам и системам, стр.238-241, 2014 г., DOI:

10.1109 / MWSCAS.2014.66.

[18] Х.Имери, Б. Науэлаерс, К. Маекс, Ванденбер, Д. Де Рест и Ванденбер, «Новое аналитическое выражение

для взаимной индуктивности и межсоединений, связанных сопротивлением на кремниевой подложке с потерями», IEEE cat. № 01EX496,

стр. 7803-7129, 2001, DOI: 10.1109 / SMIC.2001.942364.

[19] С. М. Муса, М. Н. О. Садику и К. Т. Харрис, «Моделирование многопроводных микрополосковых систем на

микроволновых интегральных схемах

«, конференция Comsol в Бостоне, 2013.

[20] Л. Шуцзин и З. Ханьцин, «Эффективный алгоритм для выделения параметров многопроводной передачи

линий в многослойных диэлектрических средах», работа по антеннам IEEE и международному симпозиуму Общества распространения

, вып. 3A, стр. 228-231, 2005 г., DOI: 10.1109 / APS.2005.1552220.

[21] Ф. Медина и М. Хорно, «Матрицы емкости и индуктивности для многополосных анизотропных структур», IEEE

Передача по теории и технике микроволнового излучения, вып.35, нет. 11, pp. 1002-1008, 1987.

[22] W. Shu и S. Xu, «Извлечение емкости для многопроводных линий передачи в многослойных диэлектрических средах

числовая функция зеленого», Microwave and Optical Technology Letters, vol. 40, нет. 6, стр. 529-531, 2006 г., DOI:

10.1109 / APS.2003.1217572.

[23] Х.Имери, Б. Науэлаерс, К. Маекс и Д. Де Руст, «Новый подход к расчету емкостей линий

межсоединений двухслойных ИС», Письма по теории микроволнового излучения и оптическим технологиям, вып.27, нет. 5, стр. 297-302,

2000, DOI: 10.1002 / 1098-2760 (20001205) 27: 53.0. CO; 2-X.

[24] Линь М.С., «Коэффициенты емкости многопроводных микрополосковых линий с небольшими размерами», IEEE

транзакции по теории и методам микроволнового излучения, вып. 13, вып. 4, стр. 1050-1054, 1990, DOI: 10.1109 / 33.62547.

[25] С.М. Муса, М.Н.О. Садику и П.Х. Обиомон, «Линии межсоединений интегральных схем на потерянной кремниевой подложке

с методом конечных элементов», Междунар.журнал инженерных исследований и приложений, т. 4, вып. 1, стр. 17-21, 2014.

[26] Мо-Шинг Лин, «Измеренные коэффициенты емкости многопроводных микрополосковых линий с малой размерностью»,

транзакции IEEE по компонентам, гибридам и технологии производства, том. 13, вып. 4, стр. 0148-6411, 1990,

DOI: 10.1109 / 33.62547.

Мировой размер рынка цифровых изоляторов, доля, стоимость и конкурентная среда 2020

Отдел новостей MarketWatch не участвовал в создании этого контента.

25 мая 2021 г. (Хранители) — Обзор рынка
Рынок электронных изоляторов: — введение
Электронный изолятор представляет собой изолятор на основе полупроводниковой цепи из оксида стали, используемый в качестве опции для оптопар. в электронных изоляторах используется полиимид, который является полимером для повышения эффективности систем изоляции. конденсатор или трансформатор используются цифровым изолятором для передачи информации через изолирующий барьер.
Когда трансформатор используется в качестве электронного изолятора для передачи данных, он передает информацию от ключевой катушки к вторичной катушке во время импульсов существующего привода трансформатора.цифровой изолятор, использующий конденсатор, принимает более низкие токи для создания комбинированных электрических областей для передачи информации.
Цифровой изолятор использует радиочастотные (сверхвысокочастотные) сигналы аналогичным способом, например, оптопара использует свет светодиода для постоянной передачи радиочастотных сигналов. электронные изоляторы включены для удовлетворения различных требований, а также для минимизации шума и общей стоимости. Преимущества использования электронного изолятора включают в себя повышенную скорость передачи данных, повышение надежности, использование множества изолирующих сетей.

ПОЛУЧИТЬ БЕСПЛАТНЫЙ ОБРАЗЕЦ ОТЧЕТА: https://www.wiseguyreports.com/sample-request/6938475-worldwide-digital-isolator-market-research-report-2021-by

Влияние вспышки пандемии covid-19 на цифровые рынок изоляторов
Пандемия covid-19 фактически повлияла на продажи полупроводниковых фирм. в результате covid-19 глобальный доход от полупроводников, по оценкам, сократится на 4% в 2020 году из-за недостатков в цепочках поставок, задержек производства и снижения популярности полупроводниковых компонентов.
На протяжении первых двух кварталов 2020 года люди во всем мире фактически использовали новые методы подключения, функционируя с помощью видеоконференцсвязи, а также других инструментов. такая модель может повысить спрос на полупроводники, а также на цифровые изоляторы, которые сделают возможными веб-серверы, возможность подключения, а также использование облака, поскольку онлайн-сотрудничество, безусловно, будет расти.
Спрос на полупроводники для бесконтактных решений, робототехники и дронов, электронных рабочих процедур, а также потребность в различных областях, включая автомобилестроение, будет снижаться, поскольку транспорт используется гораздо реже из-за опасения вирусной передачи коронарной инфекции.
Рынок полупроводников, безусловно, быстро окупится, и поставщики полупроводников, а также современные технологии должны сосредоточиться на долгосрочных финансовых инвестициях, не теряя связи с потенциальными клиентами и партнерами.
Рынок цифровых изоляторов: — характеристики рынка
Растущая потребность в изолированном шлюзе водителя транспортного средства стимулирует развитие рынка
Растет спрос на изолированного шофера шлюза, поскольку он обеспечивает электрическую изоляцию, а также мощные возможности привода шлюза, необходимые для безопасности и надежности в системной архитектуре .Шоферы с изолированным затвором предлагают высокую скорость переключения и ограничения размеров системы, которые необходимы для инновационных кнопок питания, таких как карбид кремния, а также нитрид галлия и драйвер с изолированным входом, также дают надежный контроль над изменяющимися характеристиками металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов.
Водители транспортных средств с воротами используются в промышленной атмосфере, где имеется много звуковых ресурсов. поэтому иммунитет водителей-выселенцев используется для гарантии честности данных путем отказа от обычных перевозок.тем не менее, потребность в водителе транспортного средства на воротах возрастает в промышленной атмосфере для обеспечения достоверности данных.

ПОДЕЛИТЬСЯ ЗАПРОСАМИ: https: //www.wiseguyreports.com/enquiry/6938475-worldwide-digital-isolator-market-research-report-2021-by

Высокая стоимость применения электронного изолятора ограничивает развитие рынка
Цена является важным элементом при выполнении, а также при установке источника питания для плавной интеграции электронного изолятора, так как стоимость исполнения электронного изолятора довольно высока.поэтому очень важно принять во внимание факторы затрат, прежде чем делать какой-либо выбор. в результате высоких первоначальных затрат, а также сложной работы цифрового изолятора, использование цифрового изолятора значительно меньше. тем не менее, из-за высокой стоимости внедрения цифрового изолятора развитие рынка ограничено.
Рынок электронных изоляторов: — основные игроки
Руководителями цифровых изоляторов являются
Nxp Semiconductor
Кремниевые лаборатории
Broadcom limited
Texas Instruments
Аналоговое устройство
Производство Murata
Halo electronics
Отчет представляет собой сборник качественной информации из первых рук. а также измеримая оценка экспертов рынка, вклад специалистов рынка и отдельных лиц в цепочке создания стоимости глобального рынка цифровых изоляторов.В отчете дается подробный анализ рыночных модных тенденций мам и пап, макроэкономических признаков и элементов управления, а также красоту рынка цифровых изоляторов на основе сегментов. отчет о рынке электронных изоляторов дополнительно отображает качественное влияние различных элементов на секторы рынка цифровых изоляторов, а также географию.
Рынок цифровых изоляторов — основные моменты:
Углубленное представление материнского рынка рынка электронных изоляторов
Изменение динамики рынка цифровых изоляторов в отрасли
Углубленное разделение рынка цифровых изоляторов
Исторические, настоящие, а также прогнозируемые электронные размер рынка изоляторов по стоимости
Текущие тенденции в секторе, а также рост рынка электронных изоляторов
Доступный ландшафт рынка электронных изоляторов
Методы для основных игроков в цифровых изоляторах, а также решения, а также предлагаемые решения
Перспективные, а также отдельные нишевые разделы, географические районы демонстрируют привлекательные разработки

ПОДРОБНОСТИ ОТЧЕТА: https: // www.wiseguyreports.com/reports/6938475-worldwide-digital-isolator-market-research-report-2021-by

Нейтральная точка зрения на показатели рынка цифровых изоляторов
Важные детали для участников рынка цифровых изоляторов, чтобы поддерживать и улучшать их влияние на рынок
Рынок электронных изоляторов: — сегментация
По типу изоляции рынок цифровых изоляторов сегментирован прямо на-
Магнитная муфта
Объединение емкостей
Большой магниторезистивный
По информационной цене рынок цифровых изоляторов сегментирован на-
2 канала
4 канала
6 сетевой
8-канальный
Другое
По применению рынок электронных изоляторов является дробным. Телекоммуникации
Аэрокосмическая и оборонная промышленность
и энергетика
Прочие

Таблица Содержание

.Введение
1.1 Определение рынка
1.2 Цель исследования
1.3 Объем исследования
1.4 Заинтересованные стороны
1.5 География охвата
1.6 Рассматриваемая валюта
1.7 Единицы объема
1.8 Цикл обзора
1.9 Резюме и основные результаты исследования
2 Методология исследования
2.1 Данные исследований
2.1.1 Вторичные данные
2.1.2 Первичные данные
2.2 Оценка размера рынка
2.2.1 Подход снизу вверх
2.2.2 Подход сверху вниз (вовлекает время, пространство и людей)
2.3 Триангуляция данных
2.4 Допущения
2.5 Гипотеза этого исследования, четкое, конкретное и проверяемое утверждение этого исследования
2.6 Ограничения нашего исследования
2.7 Моделирование на основе сцен
2.8 Влияние / оценка Covid-19
3. Динамика рынка
3.1 Вождение Факторы
3.1.1 Растущий спрос в одном или нескольких из следующих регионов: Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинская Америка, Ближний Восток и Африка
3.1.2 Расширение использования цифрового изолятора различными конечными пользователями / приложениями
3 .2 Ограничения и проблемы на рынке
3.3 Возможности
4. Глобальная сегментация рынка цифровых изоляторов
4.1 По типу

4.2 По конечным пользователям / отраслям приложений

4.3 По географии
4.3.1 Северная Америка Общий размер рынка цифровых изоляторов (производство, потребление, импорт, экспорт) и сегментация (по типу, применению, странам и участникам)
4.3.1.1 Производство цифровых изоляторов в Северной Америке в 2014-2020 гг.
4.3.1.2 Потребление цифровых изоляторов в Северной Америке с 2014 г. -2020
4.3.1.3 Импорт и экспорт цифровых изоляторов в Северной Америке в 2014-2020 гг.
4.3.1.4 Рыночная стоимость цифровых изоляторов в Северной Америке ($) и рост (%) по типам с 2019-2020 гг.
4.3.1.5 Рыночная стоимость цифровых изоляторов в Северной Америке ($ ) и рост (%) по приложениям в 2019-2020 гг.
4.3.1.6 Рыночная стоимость цифровых изоляторов в Северной Америке ($) и рост (%) по странам в 2019-2020 гг.
4.3.1.7 Стоимость основных участников рынка цифровых изоляторов в Северной Америке ($) и доля рынка (%) в 2020 г.
4.3.2 Общий размер рынка цифровых изоляторов в Европе (производство, потребление, импорт, экспорт) и сегментация (по типу, применению, странам и участникам)
4.3.2.1 Производство цифровых изоляторов в Европе в 2014-2020 гг.
4.3.2.2 Потребление цифровых изоляторов в Европе в 2014-2020 гг.
4.3.2.3 Импорт и экспорт цифровых изоляторов в Европе в 2014-2020 гг.
4.3.2.4 Рыночная стоимость цифровых изоляторов в Европе ($) и Рост (%) по типу с 2019 по 2020 год
4.3.2.5 Стоимость цифрового изолятора в Европе ($) и рост (%) по приложениям с 2019 по 2020 год
4.3.2.6 Рыночная стоимость цифрового изолятора в Европе ($) и рост (%) по Страны в 2019-2020 гг.
4.3.2.7 Стоимость ($) и доля рынка (%) ведущих европейских участников Digital Isolator в 2020 г.
4.3.3 Общий размер рынка цифровых изоляторов в Азиатско-Тихоокеанском регионе (производство, потребление, импорт, экспорт) и сегментация (по типу, применению, странам и участникам)
4.3.3.1 Производство цифровых изоляторов в Азиатско-Тихоокеанском регионе в 2014-2020 гг.
4.3.3.2 Азия- Потребление цифровых изоляторов в Тихоокеанском регионе в 2014-2020 гг.
4.3.3.3 Импорт и экспорт цифровых изоляторов в Азиатско-Тихоокеанском регионе в 2014-2020 гг.
4.3.3.4 Стоимость цифровых изоляторов в Азиатско-Тихоокеанском регионе (долл. США) и рост (%) по типам с 2019-2020 гг.
4,3 .3.5 Стоимость цифровых изоляторов в Азиатско-Тихоокеанском регионе ($) и рост (%) по приложениям с 2019-2020 гг.
4.3.3.6 Стоимость цифровых изоляторов в Азиатско-Тихоокеанском регионе (долл. США) и рост (%) по странам в 2019-2020 гг.
4.3.3.7 Стоимость ($) и доля рынка (%) ведущих участников Азиатско-Тихоокеанского региона в 2020 г.
4.3.4 Общий размер рынка цифровых изоляторов в Латинской Америке (производство, потребление, импорт, экспорт) и сегментация (по типу, применению, странам и участникам)
4.3.4.1 Производство цифровых изоляторов в Латинской Америке в 2014-2020 гг.
4.3.4.2 Потребление цифровых изоляторов в Латинской Америке с 2014-2020 гг.
4.3.4.3 Импорт и экспорт цифровых изоляторов в Латинской Америке в 2014-2020 гг.
4.3.4.4 Стоимость цифровых изоляторов в Латинской Америке ($) и рост (%) по типам с 2019-2020 гг.
4.3.4.5 Стоимость цифровых изоляторов в Латинской Америке ($) и Рост (%) по приложениям с 2019 по 2020 год
4.3.4.6 Стоимость цифрового изолятора в Латинской Америке (долл. США) и рост (%) по странам с 2019 по 2020 год
4.3.4.7 Стоимость (в долларах США) и доля рынка среди ведущих участников рынка цифрового изолятора в Латинской Америке (%) в 2020 г.
4.3.5 Общий размер рынка цифровых изоляторов на Ближнем Востоке и в Африке (производство, потребление, импорт, экспорт) и сегментация (по типу, применению, странам и участникам)
4.3.5.1 Производство цифровых изоляторов на Ближнем Востоке и в Африке в 2014-2020 гг.
4.3.5.2 Потребление цифровых изоляторов на Ближнем Востоке и в Африке в 2014-2020 гг.
4.3.5.3 Импорт и экспорт цифровых изоляторов на Ближнем Востоке и в Африке в 2014-2020 гг.
4.3.5.4 Стоимость цифровых изоляторов для Ближнего Востока и Африки ($) и рост (%) по типам с 2019 по 2020 год
4.3.5.5 Стоимость цифровых изоляторов на Ближнем Востоке и в Африке ($) и рост (%) по приложениям с 2019 по 2020 год
4.3.5.6 Стоимость цифровых изоляторов на Ближнем Востоке и в Африке ($) и рост (%) по странам в 2019-2020 гг.
4.3.5.7 Крупнейшие участники рынка цифровых изоляторов на Ближнем Востоке и в Африке Стоимость ($) и доля рынка (%) в 2020 году
5. Конкурентная информация на глобальном уровне — профили компаний
5.1 Компания 1
5.1.1 Компания 1 Профиль компании Бизнес, сбыт растений, регион продаж, контактная информация)
5.1.2 Продажи компании 1, темпы роста и доля на мировом рынке в 2014-2020 гг.
5.2 Компания 2
5.2.1 Компания 2 Профиль компании (название компании, основной вид деятельности, распространение растений , Регион продаж, контактная информация)

…. ПРОДОЛЖЕНИЕ

БОЛЬШЕ ОТЧЕТОВ ИЗ НАШЕЙ БАЗЫ ДАННЫХ

http://www.marketwatch.com/story/global-enteral-nutrition-market-growth-status-and-outlook-research-report-2021-2026 -2021-04-08

http://www.marketwatch.com/story/global-organic-food-market-research-report-for-2020-2021-04-09-2175323

http: // www .marketwatch.com / story / global-taxi-and-limousine-services-market-size-share-value-and-Competitive-landscape-2020-2021-04-12

http: // www.marketwatch.com/story/global-ouzo-market-outlook-industry-analysis-and-prospect-2021-2021-04-13

http://www.marketwatch.com/story/global-organic-banana-powder -professional-size-share-value-and-Competitive-Landscape-2020-2021-04-14

КОНТАКТНЫЕ ДАННЫЕ:

[email protected]

+44 203 500 2763

+1 62 825 80070

971 0503084105

COMTEX_387283888 / 2582 / 2021-05-25T20: 08: 58

Есть ли проблемы с этим пресс-релизом? Свяжитесь с поставщиком исходного кода Comtex по адресу editorial @ comtex.com. Вы также можете связаться со службой поддержки клиентов MarketWatch через наш Центр поддержки клиентов.

Отдел новостей MarketWatch не участвовал в создании этого контента.

Схема подключения УЗО без заземления: инструкция

УЗО — это средство защиты людей от поражения электрическим током. Кроме того, он предназначен для защиты квартиры или дома от пожара, который может возникнуть при возгорании электропроводки.Схема подключения УЗО без заземления должна быть правильно составлена, иначе это принесет только вред.

Факторы, влияющие на правильность подключения УЗО

  1. Понимание принципа работы. От этого зависит способ подключения для определенных условий работы.
  2. Для конкретной сети необходимо выбрать правильное УЗО.
  3. УЗО отключает сеть в аварийной ситуации, когда ток утечки достигает установленного предельного значения.

Подключение УЗО и автоматического выключателя: цепь без заземления

Для домашней электросети некоторые защитные устройства и способы их подключения. Схема подключения УЗО без заземления предполагает установку устройств на отдельных линиях или общей на всей проводке, после главного автоматического выключателя и счетчика. Предпочтительно, чтобы устройство располагалось как можно ближе к источнику питания.

Обычно УЗО с большим номиналом (не менее 100 мА).Он используется в основном как противопожарный. После этого УЗО необходимо установить на отдельные линии с током отсечки не более 30 мА. Они обеспечивают защиту человека. Когда они срабатывают, легко обнаружить, где произошла утечка. Остальные разделы будут работать в обычном режиме. Несмотря на дорогостоящий способ подключения, все положительные факторы очевидны.

Для простой разводки с небольшим количеством разветвлений на входе можно установить УЗО на 30 мА, выполняющее функции защиты человека и в качестве противопожарного устройства.

Защитные устройства подключаются в основном в местах наибольшей опасности. Их устанавливают для кухни, где больше всего электроприборов, а также для ванной и других помещений с повышенной влажностью.

Важно! Схема подключения УЗО без заземления требует установки автоматического выключателя вместе с каждым устройством, так как устройства не защищают от короткого замыкания и увеличивают ток сверх нормы. Выключатель приобретается отдельно, но можно купить дифференциальный автомат, совмещающий функции обоих устройств.

Не подключайте провода к неправильным клеммам устройства. Если произойдет ошибка, она может выйти из строя.

Схема подключения однофазного УЗО без заземления допускает установку вместо него трехфазного устройства, но в этом случае используется только одна фаза.

Как работает УЗО при отсутствии заземления

При повреждении изоляции проводов или ослаблении крепления токоведущих контактов устройств возникает утечка тока, приводящая к нагреву проводки или искрообразованию, что приводит к опасность пожара.Если человек случайно коснется оголенного фазового провода, он может получить удар электрическим током, прохождение которого через тело в землю создает опасность для жизни.

Схема подключения УЗО без заземления в квартире или в доме обеспечивает непрерывное измерение тока на входах и выходах защитных устройств. Когда разница между ними превышает заданный предел, электрическая цепь разрывается. Обычно на охраняемом объекте делают заземление. Но может и не быть.

В старых домах советской постройки УЗО в цепях, где отсутствует защитный провод PE (заземление). От основной трехфазной сети дома к разводке квартиры подключается фазный провод и нулевой, который совмещен с защитным проводом и обозначается PEN. В трехфазной квартирной сети 3 фазы и PEN-проводник.

Система, объединяющая функции рабочего N и защитного заземляющего проводника, называется TN-C. От городской воздушной магистрали в дом вводится 4-х жильный кабель (3 фазы и нейтраль).Каждая квартира получает однофазное питание от межэтажной панели. Нейтральный провод совмещает в себе функции защитного и рабочего проводника.

Схема подключения УЗО в однофазной сети без заземления отличается тем, что при пробое и пропадании фазы на корпусе защита не сработает. Из-за отсутствия заземления ток отключения не будет течь, но потенциально опасный для жизни потенциал появится на устройстве.

Когда вы касаетесь электропроводящих частей корпуса электрического прибора для прохождения тока, в земле через тело создается электрическая цепь.
Если ток утечки ниже порогового значения, устройство тока будет безопасным для жизни. При превышении лимита УЗО быстро отключает линию от контакта с корпусом. Если он заземлен, цепь может быть отключена до того, как человек коснется корпуса, как только произойдет пробой изоляции.

Особенности подключения дифференциальной защиты в трехфазных сетях

В соответствии с ПУЭ установка УЗО в трехфазных сетях TN-C запрещена. Если электроприемник должен быть защищен, заземляющий провод PE должен быть подключен к PEN-проводу перед УЗО. Затем система TN-C конвертируется в систему TN-C-S.

В любом случае УЗО необходимо подключать для повышения электробезопасности, но делать это нужно по правилам.

Выбор УЗО

Дифференциальный автомат выбирается с мощностью на одну ступень выше, чем выключатель, подключенный к нему в одну линию. Последний рассчитан на работу с перегрузкой в ​​считанные секунды или минуты. УЗО такой же мощности на такие нагрузки не рассчитывается и может выйти из строя. Применяются маломощные устройства на ток не более 10 А, а мощные — более 40 А.

При напряжении в квартире 220 В выбирается двухполюсный прибор, при 380 В — четырехполюсный.

Важной характеристикой УЗО является ток утечки. В зависимости от его размера используйте устройство как противопожарное устройство или для защиты от поражения электрическим током.

Устройства имеют разную скорость работы. Если вам нужно высокоскоростное устройство, можно выбрать. Здесь 2 класса — S и G, где у последнего наибольшая скорость.

Устройство машины может быть электромеханическим или электронным. Для первого дополнительного питания не требуется.

По маркировке можно выделить вид тока утечки: AC — переменный, A — любой.

Ошибки при установке и эксплуатации УЗО

  1. Не допускается подключение выходного нулевого провода УЗО к открытой зоне электроустановки или распределительного щита.
  2. Нулевой и фазный проводники должны быть подключены через защитное устройство. Если нейтраль проходит через УЗО, оно будет работать, но могут произойти ложные срабатывания.
  3. Если вы подключите ноль и землю к единственной клемме в розетке, УЗО будет работать непрерывно при подключении нагрузки.
  4. Не допускается установка перемычки между нулевыми проводами нескольких групп потребителей, если к ним подключены отдельные защитные устройства.
  5. Фазы подключаются к клеммам с маркировкой «L», а ноль — к «N».
  6. Не включайте устройство сразу после работы. Сначала вам нужно найти и устранить проблему, а затем установить соединение.

Подключение УЗО без заземления в квартире

Пробой изоляции при отсутствии заземления приводит к появлению на корпусе устройства потенциала, опасного для человека.Утечка здесь произойдет только после прикосновения. В этом случае весь ток утечки будет проходить через тело до тех пор, пока не достигнет порогового значения и защитное устройство не отключит цепь.

Подключение УЗО к розеткам

Если есть система TN-C, подключите к нулевому проводу. Схема подключения УЗО без заземления для розеток предусматривает подключение нейтрали к боковому выводу 3. Тогда при пробое провода через него будет идти ток от корпуса устройства.Подключение следует производить на входе в квартиру.

Это нарушение правил, так как увеличивается вероятность поражения электрическим током. Если напряжение подается на нейтраль во внешней сети, оно появится на заземленных таким образом корпусах электрооборудования. Еще один недостаток этого метода — частое срабатывание защитного устройства при подключении нагрузок.

Это подключение не может быть выполнено самостоятельно. Если все сделано по стандарту, необходимо заказать проект изменения системы электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ.По сути, это должно быть изменение системы на TN-C-S следующим образом:

  • переход внутри квартиры от двухпроводной к трехпроводной сети;
  • переход от внутридомовой четырехпроводной сети к пятипроводной;
  • разделение PEN-проводника в электроустановке.

Жгут проводов для УЗО

При однофазном подключении УЗО без заземления проводка выполняется трехжильным кабелем, но третий провод к нулевым клеммам розеток и корпусов приборов не подключается до тех пор, пока система не будет обновлена ​​до TN-CS или TN-S.При подключенном PE проводе все токоведущие корпуса устройств будут находиться под напряжением, если на один из них выпадет фаза и нет заземления. Кроме того, емкостные и статические токи электроприборов суммируются, создавая опасность получения травм.

Не имея опыта монтажа электропроводки и электрического оборудования, проще всего приобрести адаптер с УЗО на 30 мА и использовать его при подключении к электрическим розеткам. Такой способ подключения значительно повышает электробезопасность.

Для электроприборов и розеток в ванной и других помещениях с повышенной влажностью необходимо установить УЗО на 10 мА.

Схема подключения УЗО в однофазной сети без заземления в частном доме

Домашняя сеть может быть такой же, как и в квартире, но здесь у хозяина больше возможностей.

Проще всего установить одно общее или несколько УЗО на основных линиях домашней сети на вводе. Для сложной сети подключаются несколько уровней защитных устройств.

Вводное УЗО 300 мА защищает всю проводку от возгорания. Кроме того, он может работать с полным током утечки по всем линиям, даже если утечка находится в пределах нормы.

Универсальные УЗО для работы от 30 мА устанавливаются за пожаротушением, и следующие линии должны быть ванной и детской комнатой с I = 10 мА.

Как подключить землю в частном доме

Можно сделать контур заземления и переоборудовать сеть в TN-C-S.Самостоятельно подключать заземление к нулевому проводу не рекомендуется. Если на нейтраль подать напряжение от внешней сети, это заземление может стать единственным для всех соседних домов. Если он некачественный, он может перегореть и стать причиной пожара. Желательно провести повторное заземление в месте отхода от ВЛ, что сводит к минимуму вероятность возникновения пожара в доме.

Подключение УЗО на даче

На даче схема подключения простая, а нагрузка — малая.Здесь подойдет схема подключения УЗО в однофазную сеть (фото ниже). УЗО выбрано на 30 мА (универсальное), с защитой от пожара и поражения электрическим током.

Схема подключения УЗО без заземления на даче требует установки основного ввода и пары автоматов для освещения и розеток. Если используется бойлер, его можно подключить через розетку или отдельный автомат.

Вывод

Схема подключения УЗО без заземления является распространенным способом защиты.Заземление также выполняет функцию защиты и должно быть правильно подключено. Важно обратить внимание на дополнительную защиту ванной и других помещений с повышенной влажностью. УЗО дорогое, но здесь важнее электробезопасность. В сложных схемах подключения целесообразно устанавливать несколько ступеней защиты с селективным срабатыванием УЗО низкого уровня.

Важно понимать, что УЗО — единственный тип устройств, предназначенный для защиты человека от электрического тока.

обеспечим безопасность своими руками

Без бытовых электроприборов современный комфорт наших домов уже немыслим, но они также могут стать источником опасности для жилья в случае пожаров и для нашего здоровья и даже жизни в случае пожаров. поражения электрическим током. Беспристрастная статистика утверждает, что причиной каждого третьего возгорания является возгорание электропроводки, которое может возникнуть из-за ее перегрузки, появления искры при коротком замыкании, а также повреждения изоляции или некачественной проводки.Для повышения безопасности жилых помещений и людей от поражения электрическим током и пожаров уже некоторое время используются защитные устройства узо: их схема подключения может охватывать всю квартиру или обслуживать только одну линию. Если подключение производится узко по первому варианту, то в случае аварии в любой точке разводки отключается от электросети весь дом, а во втором варианте питание отключается только на вышедший из строя прибор.

Содержание

  • Назначение и задачи УЗО
  • Типы автоматов защитного отключения
  • Принцип действия, функции
  • Схема подключения устройства
  • Ошибки при подключении УЗО
  • Правила безопасности Эксплуатация электрики

Назначение установки и задачи устройства защитного отключения

Прежде чем рассматривать узкие типы — принцип действия и особенности использования, следует понимать, что устройство защитного отключения является лишь дополнительным устройством. , но не панацея от любых нештатных ситуаций, не связанных с утечкой тока.

Установка узо значительно повышает уровень безопасности электроприборов, но не исключает полностью возможность возгорания или поражения электрическим током при коротком замыкании между нейтралью и фазами, на которые она не реагирует.

Аппарат тоже не сработает, даже если человек находится под напряжением, одновременно касаясь пальцем фазного и нулевого проводов. Нет разницы между протеканием тока по проводам под нагрузкой и через тело человека, а потому создать защитные устройства от таких прикосновений невозможно.В этом случае остаются эффективными традиционные защитные меры: отключение прибора перед обслуживанием, токонепроводящие крышки, изоляция.

Устройство защитного отключения Uzo — это дополнительное защитное устройство, которое не заменяет предохранители для максимальной токовой защиты.

Важно помнить!

Устройство защитного отключения Uzo — это дополнительное защитное устройство, которое не заменяет предохранители для защиты от сверхтоков. Узо реагирует только на неисправности, не связанные с утечкой тока, например, при коротком замыкании.Поэтому установку узо следует проводить только вместе с предохранителями — автоматами защиты.

Типы автоматов защитного отключения

Для предотвращения аварийных ситуаций в электроприборах, пожаров и поражения людей электрическим током в цепях электроснабжения зданий любого назначения устанавливаются специальные защитные устройства, которые условно можно разделить на следующие виды :

УЗО — выключатели дифференциального тока

  • АВ — выключатели автоматические;
  • УЗО — выключатели дифференциального тока;
  • ДАВ — выключатели дифференциальные;
  • УЗО-Д — выключатели дифференциального тока со встроенной защитой от токов короткого замыкания или сверхтоков.

Комбинированные защитные устройства УЗО-Д, или дифференциальные автоматы, снабжены индикацией, которая быстро определяет причину срабатывания устройства — сверхтоки или дифференциальные токи. И УЗО, и УЗО-Д выполняют одни и те же защитные функции, перечисленные ниже, но УЗО-Д является более современным и продвинутым устройством:

  1. Оба устройства повышают безопасность электроприборов и электроинструментов.
  2. Оба устройства одинаково предотвращают возгорания из-за возгорания изоляции токопроводящих элементов электроприборов от дифференциального дифференциального тока на землю.
  3. Устройство УЗО-Д, в отличие от УЗО, отключает отдельный участок электросети при перегрузке (ТК — токовая защита) или коротком замыкании, то есть перегрузках по току (МТЗ — максимальная токовая защита).

УЗО-Д — выключатели дифференциального тока со встроенной защитой от токов короткого замыкания или сверхтоков

Правилами электроустановок также регламентируются характеристики более узких, устанавливаемых в бытовых однофазных сетях с напряжением 220 вольт, а именно ток отключения не должен быть более 30 мА, а время отклика не должно превышать 40 мс (миллисекунд) — эти значения указаны на этикетке устройства.Некоторые производители также выпускают более чувствительные узо с токами отключения 10-30 мА для использования в помещениях с повышенной аварийной и пожарной опасностью. В то же время существуют устройства УЗО с токами отсечки 100-300 мА и более, предназначенные для использования на больших площадях, например, в производственных помещениях и вычислительных центрах. УЗО с низкой чувствительностью выполняют только задачу противопожарной защиты, но не способны эффективно защитить человека от поражения электрическим током. Низкий порог чувствительности устройств УЗО в этом случае может привести к частым ложным отключениям.

При установке автоматов защитного отключения в жилых помещениях необходимо соблюдать следующую маркировку чувствительности устройств:

  • 10 мА — УЗО, предназначенное для очень влажных и влажных помещений (бани, сауны, бассейны, душевые и ванные комнаты).
  • 30 мА — УЗО для жилых, хозяйственных и других помещений с нормальной влажностью.

Важно помнить!

На групповых цепях во избежание ложных срабатываний устанавливается УЗО на 30 мА.У одиночных потребителей стиральная машина или плита следует устанавливать УЗО на 10 мА. Для приборов, устанавливаемых в помещениях с очень высокой влажностью, установка индивидуального узо с током отключения 10 мА обязательна!

Любое УЗО предназначено для подключения определенной нагрузки к сети и максимальная сила тока указана на этикетке устройства. При подключении защитного устройства остаточного тока одновременно с предохранителем необходимо выбрать узо с большей силой тока, чем у автоматического предохранителя.

Принцип действия, функции

Автоматические выключатели AB, или предохранители, фиксируют возникновение сверхтоков в сети, которые приводят к перегреву проводника или возникновению короткого замыкания. Когда в сети возникает перегрузка, AV отключает ее от источника питания, тем самым защищая от пожара и выхода из строя электрооборудования.

Устройства защитного отключения УЗО регистрируют нарушения изоляции проводки или электрооборудования, сравнивая параметры электрического тока на входе в сеть и на выходе из нее.Если эти параметры не совпадают, сеть отключается от источника питания и выполняется функция защиты человека от поражения электрическим током в случае возможного контакта с неизолированным участком проводки и предотвращения возгорания.

В соответствии с правилами, УЗО подбирают по чувствительности (10-30 мА) и номинальному току, который определяется в зависимости от суммарной мощности всех электроприборов. Поскольку номинальный ток намного ниже соответствующего показателя автоматического выключателя AB, УЗО не могут защитить от короткого замыкания или перегрузки по току.

Схема подключения устройства

Есть только один вариант, как подключить узо, если речь идет о надежном стационарном устройстве: сразу после счетчика, поскольку он должен защищать всю проводку в доме. При установке УЗО в цепь электропитания дома необходимо соблюдать следующие правила:

  1. нейтральный провод должен быть подключен к соответствующей клемме УЗО, обозначенной символом N, а выходные провода подключены в соответствии с маркировкой на корпус УЗО;
  2. УЗО подключаются последовательно после входного выключателя, номинальный ток которого меньше соответствующего тока выключателя дифференциального тока;
  3. с двухпроводной схемой питания, в которой заземляющий провод не предусмотрен, использование УЗО жизненно необходимо, так как конструкция устройства, не нуждающаяся в заземлении, значительно повысит уровень электробезопасности всего дома.

Правильно подключенное устройство защитного отключения — схема:

Схема подключения УЗО к нескольким независимым линиям

Совет: Традиционно подводящие провода к устройствам обычно подключаются сверху, хотя это правило не связано с техническими причинами. Для повышения уровня безопасности рекомендуется, по крайней мере, на распределительном щите, а желательно в пределах объекта в целом, подавать питание на устройства одинаково: либо везде сверху, либо везде снизу.

Конечно, более экономичный способ подключения защитного устройства к цепи — это установка одного устройства по всему дому. Но в этом случае при утечке тока в одной точке цепи УЗО отключит все питание здания.

Намного удобнее, хотя и дороже, другой способ установки выключателей дифференциального тока на отдельных линиях: для спальни, кухни, ванной, детской и т. Д. При такой схеме в случае аварии на одной из линий, дом не останется без электричества.

Правда, не во всех случаях можно установить на распределительный щит более одного УЗО, а если дом и проводка в нем слишком старая, то прибор тоже может создавать проблемы в виде частых ложных отключений электроэнергии.

Розетки со встроенным УЗО

Если по каким-либо причинам установка стационарного защитного устройства нежелательна или нежелательна, можно розетки со встроенными УЗО или оборудовать электроприборы такими же вилками. Причем узкие розетки можно установить навсегда вместо старых или воткнуть в уже существующие, как переходник.

Вилка со встроенным УЗО

Следует отметить, что сэкономить на узких розетках и узких вилках не удастся: их стоимость почти в три раза превышает стоимость обычных УЗО, предназначенных для подключения к распределительному щиту.

Ошибки при подключении УЗО

Часто при подключении устройств защитного отключения самостоятельно при ремонте или строительстве своего жилья домовладельцы допускают одни и те же ошибки. Следующие ниже схемы неправильного подключения защитных устройств к цепи позволят каждому избежать досадных ошибок, тем самым повысив безопасность электроснабжения своего дома.

При подключении двух УЗО к силовой цепи их нейтральные проводники перепутаны

Фото на схему 1

Параллельное соединение нулевых проводов УЗО

Фото на схему 2

Ошибка подключения нейтральный провод к прибору

Фото к схеме 4

Важно помнить!

Не допускается установка устройств УЗО на линиях питания систем пожарной или иной сигнализации.В частных домах перед УЗО устанавливают ограничители перенапряжения, или грозозащитные устройства.

Правила безопасной эксплуатации электриков

  • Установка выключателей и электроприборов в помещениях с повышенной влажностью без подключения УЗО с чувствительностью 10 мА чревата серьезным поражением электрическим током вплоть до смертельного исхода.
  • Нельзя по собственной инициативе подключить нулевой провод от УЗО к имеющемуся в доме заземлению: повторное заземление питающих линий — это компетенция энергоснабжающей организации.
  • Неправильно заземленный нейтральный проводник может вызвать несчастные случаи на линии питания: отсутствие контакта, обрыв или выгорание нейтрального провода, перекрытие проводов на воздушной линии и т. Д., Что может стать причиной пожара.
  • При проведении работ по электромонтажу, особенно в старых домах, необходимо отключить питание соответствующей линии или лучше отключить общий квартирный или домашний автоматический выключатель.

С огромным количеством бытовой электроники, электроприборов и компьютеров в каждом современном доме, электрические сети испытывают очень большую нагрузку, и поэтому установка в них устройств защитного отключения питания жизненно важна.Какими бы дорогими ни были современные защитные устройства, экономить на них не стоит, ведь стоимость устройств и особенно цена человеческой жизни несоизмеримы с этими необходимыми затратами.

Перфторуглеродные наноэмульсии, покрытые полипирролом, в качестве звуко-фотоакустического контрастного агента

Abstract

Представлен новый контрастный агент для комбинированной фотоакустической и ультразвуковой визуализации. Он имеет жидкое перфторуглеродное (PFC) ядро ​​диаметром около 250 нм, покрытое эмульсией полимерной оболочки, легированной тонким полипирролом (PPy), толщиной 30 нм, которая представляет собой широкополосный поглотитель, покрывающий видимый и ближний инфракрасный диапазоны (максимальное оптическое ослабление при 1050 нм).При воздействии оптического или акустического импульса достаточно высокой интенсивности капли испаряются, образуя микропузырьки, что значительно увеличивает чувствительность и специфичность изображения. Порог активации контрастного вещества может быть значительно снижен до двух порядков, если одновременно воздействовать на них оптическими и акустическими импульсами. Выбор основных жидкостей PFC с низкими температурами кипения (например, перфторгексан (56 ° C), перфторпентан (29 ° C) и перфторбутан (−2 ° C)) облегчает активацию и снижает порог активации контрастных веществ эмульсии с полипропиленовым покрытием до приемлемых уровней. в пределах клинической безопасности (всего 0.2 МПа при 1 мДж / см 2 ). Наконец, потенциальное использование этих наноэмульсий в качестве контрастного вещества продемонстрировано в серии исследований фантомной визуализации.

Ключевые слова: Фотоакустика, соно-фотоакустика, наноэмульсии, пузырьки, контрастные агенты, кавитация

Контрастные агенты для визуализации и терапии — растущая область в сообществах ультразвуковой (США) и фотоакустической (PA) визуализации 1–4 . В США микропузырьки исследуются для визуализации сосудов, доставки лекарств, а также лечения на основе кавитации 5–8 .Обычно размер микропузырьков составляет от 1 до 10 мкм в диаметре. Из-за растущего интереса к комбинированным терапевтическим и диагностическим (т.е. тераностическим) агентам, была проведена обширная работа по уменьшению размера пузырьков до субмикрометрового диапазона, чтобы улучшить проникновение агента в пораженную ткань и воспользоваться преимуществом эффекта повышенной проницаемости и удерживания (EPR) . Однако создание стабильных нанопузырьков в настоящее время представляет собой серьезную проблему из-за их низкой стабильности 5,9–11 .

В последние годы контрастные вещества с фазовым переходом появились как альтернатива микропузырькам из-за их более длительного времени рециркуляции, стабильности и относительной простоты производства в качестве наноагента 12–14 .Эти наноэмульсии могут быть синтезированы с использованием тех же перфторуглеродных газов (ПФУ) с низкой температурой кипения, что и в микропузырьках США, но с использованием большого давления Лапласа для подавления спонтанного кипения 14,15 . Капли жидкой эмульсии акустически прозрачны. Однако при воздействии акустического импульса достаточно высокой интенсивности они претерпевают фазовый переход, приводящий к образованию микропузырьков 16–18 . Образующиеся пузырьки обычно более чем в 100 раз больше по объему, чем исходные капли 19–22 .Этот подход был придуман акустическим испарением капель (ADV). Само событие, а также образовавшиеся пузыри могут использоваться как для визуализации, так и для терапии. Несколько исследований продемонстрировали преимущества ADV в усилении контрастности, доставке лекарств и терапии 22–25 .

Совсем недавно было синтезировано несколько составов капель ПФУ с фазовым переходом для включения оптически поглощающих наночастиц или красителей для оптического испарения капель (ODV) 26–32 . Оптические поглотители, связанные с каплями, обеспечивают линейный фотоакустический отклик.Однако при воздействии оптического импульса достаточно высокой интенсивности капли испаряются из-за фототермического нагрева соответствующего оптического поглотителя для образования микропузырьков и усиления нелинейного PA-сигнала, обеспечивая значительно больший PA-сигнал, чем от обычных линейных PA-агентов. , даже в гораздо более низких концентрациях 26,33 . В дополнение к диагностической визуализации, PA-агенты на основе капель показали многообещающие результаты в фототермической терапии и разрушении сгустков 34,35 .

Хотя контрастные вещества на основе капель являются многообещающими, высокий порог испарения по-прежнему представляет собой серьезный барьер для многих приложений PA и US. Несколько исследований подтвердили, что пороговое значение ADV может достигать 5 МПа, в то время как несколько составов капель PA требуют для активации плотности энергии лазера до 400 мДж / см. Во многих случаях давления и оптическая плотность энергии, необходимые для инициирования процесса испарения капель, превышают пределы FDA и ANSI для диагностических целей.

Новая стратегия контрастных агентов на основе капель, названная соно-фотоакустикой (SPA), была разработана для значительного снижения интенсивности, необходимой для испарения капель нанометрового размера 26,33 . Этот метод основан на передаче акустического импульса, за которым следует задержанный лазерный импульс, так что акустические и оптические импульсы перекрываются в интересующей области. Комбинация акустического отрицательного давления и нагрева фототермического агента приводит к нелинейному снижению порога испарения по сравнению с порогом испарения любого источника энергии независимо.В первой демонстрации SPA-визуализации использовалась эмульсия Пикеринга с ядром капли перфторгексана, украшенным оболочкой наночастиц золота 26 . По сравнению с порогами ADV и ODV, пороги SPA были значительно снижены до 1,5 МПа на 1,24 МГц и 0,6 мДж / см 2 при 750 нм 26 . Кроме того, SPA-визуализация показала превосходное усиление контраста и специфичность при пикомолярных концентрациях агента, уровень, недостижимый с обычными фотоакустическими контрастными агентами на основе наночастиц 26 .В дополнение к диагностической визуализации тот же контрастный агент SPA продемонстрировал потенциал в качестве терапевтического агента для лизиса сгустков в лабораторных экспериментах 34 . Несмотря на то, что эти результаты являются многообещающими, клиническая трансляция потребует расширения спектров оптического поглощения до ближнего инфракрасного (NIR) диапазона (> 800 нм), чтобы еще больше снизить собственное оптическое затухание тканей и возможное связанное с ними повреждение.

В этом исследовании мы представляем новый тип оптически и акустически чувствительного контрастного вещества с фазовым переходом с широким оптическим поглощением, охватывающим как видимый, так и ближний ИК-диапазоны.Они имеют ядро ​​из жидкого PFC с низкой температурой кипения, стабилизированного оптически поглощающей полимерной оболочкой из полипиррола (PPy). Сначала представлены методы синтеза агентов, после чего дается обширная физическая характеристика контрастного агента. Порог активации контрастного вещества с покрытием PPy измеряется как функция акустического давления, плотности энергии лазерного излучения и материала сердцевины PFC. Наконец, SPA-визуализация с использованием контрастных агентов, покрытых PPy, продемонстрирована на фантоме трубки, а также на куриной грудке in vitro в качестве модели биологической ткани.

Размер контрастных веществ на основе эмульсии, покрытых полипропиленом, в значительной степени определяется начальным размером капель эмульсии, используемых в качестве темплатов. Синтез агента был адаптирован из предыдущих методов для наночастиц PPy, как показано в 40,41 . Хотя механические подходы, такие как эмульгирование под высоким давлением и обработка ультразвуком, могут привести к распределению монодисперсных капель порядка ~ 350 нм в диаметре, метод узо дает капли значительно меньшего диаметра ().Распределение размеров капель в результате гомогенизации под высоким давлением привело к среднему диаметру 357 нм и индексу полидисперсности (PDI) 0,10. Хотя распределение капель может быть дополнительно уменьшено за счет последовательных стадий гомогенизации, ожидается, что потери от испаряющихся капель снизят выход. Измерения плотности до и после гомогенизации показали, что до 90% ПФУ может быть потеряно из-за нежелательного испарения. Напротив, использование подхода узо для спонтанного зарождения капель позволило получить эмульсии со средним диаметром 184 нм (PDI = 0.081). В эмульсиях, синтезированных с помощью спонтанного зародышеобразования, не наблюдались измеримые потери ПФУ. Более того, эффективное производство эмульсий ПФУ с низкой температурой кипения с использованием подхода узо было возможным, поскольку для образования этих капель не требовалось никаких механических сил, которые могли бы вызвать нагревание и нежелательное испарение ПФУ.

Блок-схема, иллюстрирующая метод синтеза частиц полипиррола (PPy) (нижний путь) и эмульсий, покрытых PPy (верхний путь). Поливиниловый спирт (PVA) добавляется к эмульсии перфторуглерода (PFC), и он адсорбируется на границе раздела масло-вода, что приводит к стабилизации.Последующее добавление хлорида железа (III) в раствор приводит к образованию комплексов железо-ПВС на границе раздела нефть-вода. При добавлении мономера пиррола ионы железа (III) вызывают локализованную окислительную полимеризацию полипиррола (PPy) и образование эмульсии PFC типа ядро-оболочка. В одновременном процессе (нижний путь) окислительная полимеризация PPy также может происходить, когда в растворе присутствует избыток комплексов железо-PVA, приводящий к образованию твердых частиц PPy (т.е.е. без сердечника PFC). Эмульсии легко отделяются от избыточных частиц PPy центрифугированием. На вставке (внизу слева) показаны образцы эмульсии до и после полимеризации покрытия PPy. Способ получения эмульсий с покрытием PPy был адаптирован из предыдущих для получения наночастиц PPy 40,41 . Любой метод получения жидкой эмульсии PFC (например, обработка ультразвуком, гомогенизация и спонтанное зародышеобразование) может быть использован для создания SPA агентов.

(A) распределение частиц по размерам при динамическом рассеянии света (DLS), (B) спектры оптической экстинкции, (C) малоугловое рассеяние рентгеновских лучей (SAXS) и (D) изображение PPy- покрытые контрастными веществами.(A) Контрастные вещества эмульсии, покрытые полипропиленом, синтезированные с использованием гомогенизации под высоким давлением, дают наноэмульсии диаметром 300–400 нм. Самопроизвольное образование зародышей капель эмульсионных контрастных агентов с полипропиленовым покрытием может легко привести к образованию более мелких монодисперсных капель. Показанные гомогенизированные капли имеют размер 357 нм (индекс полидисперсности (PDI) = 0,102), тогда как капли, синтезированные узо, имеют диаметр 184 нм (PDI = 0,081). (B) Контрастные вещества на основе PPy демонстрируют оптическую экстинкцию на частицу, сравнимую с наночастицами золота, с дополнительным преимуществом более широкого спектра оптической экстинкции в ближнем ИК-диапазоне, закрывающего оптическое диагностическое окно для фотоакустической визуализации in vivo.(C) Профили SAXS показывают аналогичные картины рассеяния между эмульсиями с покрытием PPy, синтезированными с различными концентрациями пиррола, которые также заметно отличаются от рассеяния от твердых частиц PPy. Линия, показанная на панели C, подчеркивает перегиб, соответствующий толщине оболочки эмульсий с покрытием из полипропилена. Согласно аппроксимации данных МУРР, когда концентрация пиррола снижается с 43 мМ до 4,3 мМ, толщина оболочки уменьшается с 41,1 нм до 33,3 нм. Профили SAXS образца частиц были сдвинуты на два десятилетия вниз, в то время как профили 8.Профили 6, 22 и 43 мМ были сдвинуты на 1, 2 и 3 декады выше кривой 4,3 мМ для облегчения визуализации. Эмульсии отделяли от избыточных частиц центрифугированием, удаляя надосадочную жидкость, содержащую избыточные частицы, и ресуспендировали осажденную эмульсию в фильтрованной деионизированной воде.

Важно отметить, что спектрофотометрические измерения образцов PPy в ультрафиолетовой и видимой области (UV-Vis) также показывают широкое оптическое ослабление, охватывающее как видимый, так и ближний инфракрасный (NIR) диапазоны. Оптическая экстинкция агентов на основе PPy была нормализована в соответствии с концентрацией мономера пиррола, используемой для синтеза.После нормализации оптической экстинкции, экстинкция агентов на основе PPy была больше, чем экстинкция наночастиц золота в расчете на один ион в ближнем ИК-диапазоне (> 800 нм). Сходство в нормированных значениях оптической экстинкции между частицами PPy (без ядра PFC) и нефильтрованными эмульсиями, покрытыми PPy (с ядром PFC), указывает на то, что оптические свойства определяются присутствием PPy. Хотя ПЭМ-изображение показало, что были сформированы полностью покрытые эмульсии PPy PFC, одновременно было синтезировано значительное количество твердых частиц PPy ().Эти частицы не склонны к кавитации, но все же поглощают значительную часть падающего света, поэтому их следует удалить для повышения эффективности. К счастью, центрифугирование оказалось простым методом удаления избыточных частиц для получения дисперсий чистой эмульсии (см. Дополнительный рисунок S1). После очистки оптическое ослабление эмульсионных контрастных агентов, покрытых полипропиленом, все еще было сильным в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Небольшое увеличение экстинкции в УФ-диапазоне, вероятно, вызвано повышенным рассеянием от более крупных эмульсий.По мере уменьшения концентрации пиррола (пропорционально уменьшаются также ПВС и железо) пиковая оптическая экстинкция в ближнем ИК-диапазоне уменьшается. Не наблюдалось заметных различий в нормализованных УФ-видимых спектрах между образцами эмульсии PPy, полученными с использованием различных PFC, или между гомогенизированными и синтезированными узо каплями.

ПЭМ-изображения показывают, что PPy инкапсулирует каплю PFC в структуру ядро-оболочка (). Более того, изображения эмульсий с помощью просвечивающего электронного микроскопа позволяют предположить, что толщина стенок полипропилена, покрывающего капли, по размеру аналогична диаметру твердых частиц полипропилена.Профили рассеяния частиц PPy по сравнению с эмульсиями, покрытыми PPy, полученными с помощью SAXS, демонстрируют, что частицы и эмульсия имеют одинаковый размер (пунктирная красная линия). Эта особенность, выделенная в, подтверждает, что покрытие PPy вокруг капель сопоставимо по размеру с диаметром частицы PPy. Подбор модели профилей МУРР руководствовался результатами DLS (то есть диаметром частиц) и наблюдениями, сделанными на изображениях ПЭМ (то есть структурой ядро-оболочка). Модель твердой сферы использовалась для подбора твердой частицы PPy, в то время как модель ядро-оболочка использовалась для подбора профилей рассеяния образца эмульсии с покрытием PPy в диапазоне q, равном 0.4 — 0,35 Å −142 . Плотность длины рассеяния (SLD) растворителя (воды) была зафиксирована на уровне 9,44 × 10 −6 Å −2 , в то время как SLD полипиррольной частицы была зафиксирована на уровне 8,6 × 10 −6 Å −2. . Подгонка предполагает средний диаметр частиц приблизительно 50,4 нм со средним PDI 0,13. Диаметры частиц, оцененные из файлов профилей SAXS, хорошо согласуются с ранее опубликованными измерениями частиц 40,41 .

Для подгонки модели ядро-оболочка эмульсий с покрытием из полипропилена SLD растворителя (воды), жидкого ядра PFC и полипиррольной оболочки было зафиксировано на 9.44 × 10 −6 Å −2 , 12,9 × 10 −6 Å −2 и 8,6 × 10 −6 Å −2 соответственно. Используя измерения DLS эмульсий (то есть известный диаметр), и SAXS частиц PPy подходит в качестве ориентира, диаметр ядра эмульсии, покрытого PPy, был ограничен 200-400 нм в диаметре, в то время как диаметр оболочки был ограничен 20-50 нм в диаметре. толщина. Хотя диаметр частиц, по-видимому, немного уменьшался с уменьшением концентрации PPy, диаметры эмульсионных агентов были почти постоянными при испытанных концентрациях PPy.Соответствие модели ядро-оболочка привело к постоянному среднему диаметру внутреннего ядра жидкого ПФУ в диапазоне от 226 нм до 244 нм в диаметре. Согласно модели, толщина оболочки PPy на каплях увеличивалась с 33,3 нм до 41,1 нм в соответствии с концентрацией пиррола, которая использовалась во время синтеза.

Соно-фотоакустические измерения порога кавитации для недавно предложенных эмульсий ПФУ с покрытием из полипропилена сравнивались с таковыми из дегазированной воды, твердых частиц полипропилена (т.е. без ядра ПФУ) и эмульсий полипропилена без покрытия (т.е.е. только жидкая эмульсия ПФУ). Все измерения проводились на установке, показанной на рис. Порог кавитации для частиц PPy и чистой дегазированной воды был измерен как около 10 МПа, при этом почти не зависит от плотности энергии лазерного излучения ниже 10 мДж / см 2 ().

(A) Схема установки, используемой для акустико-фотоакустических (SPA) измерений порога кавитации. (B) Порог кавитации эмульсионных контрастных агентов, покрытых полипропиленом. (C) Средняя интенсивность кавитационного сигнала как функция отрицательного давления для плотности энергии лазера 9 мДж / см 2 .События кавитации инициировали с помощью импульсного лазера с длиной волны 1064 нм и сферически сфокусированного ультразвукового преобразователя 1,24 МГц. Кавитация контрастных веществ эмульсии PPy создает временно колеблющиеся пузырьки перфторуглерода, которые можно использовать для визуализации с контрастным усилением или терапии. Порог кавитации (или активации) для контрастных агентов эмульсии PPy значительно ниже, чем у воды или частиц PPy (без ядра PFC). Порог кавитации для эмульсий PPy снижается, поскольку в качестве материала сердцевины используются PFC с более низкой температурой кипения.Никаких значительных различий в пороге и интенсивности кавитации не наблюдалось при использовании эмульсий PPy с одним и тем же ядром PFC, но с разными методами эмульгирования (т.е. гомогенизация по сравнению с зародышеобразованием узо).

Все контрастные вещества эмульсии, покрытые PPy, обеспечивали гораздо более низкие пороги кавитации (активации) с гораздо более сильной зависимостью от плотности энергии лазерного излучения, чем только частицы PPy. Как и ожидалось, порог активации снижался по мере того, как материал ядра PFC снижался от самой высокой точки кипения PFC (PFH, T , кипение = 56 ° C) до самой низкой точки кипения PFC (PFB, T , кипящая = -2 ° C) (См. Дополнительный рисунок S2).Конкретный метод синтеза эмульсии (то есть узо или гомогенизация под высоким давлением) не влиял на порог активации и интенсивность сигнала. Пороги активации эмульсий PFC без покрытия измеряли в качестве контроля для оценки вклада фототермического нагрева ядра эмульсии от оптического поглощения PPy. Хотя образцы эмульсии без покрытия обеспечивали более низкие пороги кавитации, чем вода и частицы PPy, аналоги эмульсии с покрытием PPy были гораздо более чувствительны к свету (см. Дополнительный рисунок S2).Важно отметить, что относительное усиление сигнала, генерируемого активацией капли SPA, значительно больше, чем у чистой воды или отдельных частиц, при большинстве давлений и плотностей лазерной энергии (). Интенсивность сигнала, генерируемого контрастными агентами с покрытием PPy, содержащими PFB и PFP, также была постоянно выше, чем у контрастных агентов с покрытием PPy, содержащих PFH, перфторуглерод с более высокой температурой кипения.

Интересно, что в зависимости от рабочих условий, капли без покрытия с ядром PFC с низкой точкой кипения имели более низкий порог, чем капли с покрытием PPy с перфторуглеродом с более высокой точкой кипения.Относительная важность точки кипения ПФУ по сравнению с оптическим поглощением оболочки из полипропилена зависит от условий эксплуатации. При экстремальном сценарии почти полного отсутствия оптической плотности энергии фототермический нагрев играет небольшую роль в пороге испарения, и перфторуглерод без покрытия с низкой температурой кипения может иметь более низкий порог, чем агенты с покрытием из PPy, из-за его очень нестабильной природы (например, PFB без покрытия по сравнению с покрытием PFH на дополнительном рисунке S2A). Это вызвано повышенной стабильностью, которую обеспечивает эластичная оболочка из полипропилена.Следовательно, при низкой интенсивности света природа перфторуглерода (летучесть) перевешивает абсорбционные свойства оболочки. Однако, если оптическая плотность энергии увеличивается, относительное давление, необходимое для инициирования активации SPA, уменьшается намного больше для капель с покрытием PPy, чем для капель без покрытия. При очень высокой плотности энергии лазерного излучения можно видеть, что даже перфторуглерод с покрытием из PPy с самой высокой точкой кипения будет иметь более низкий порог активации, чем капли без покрытия с низкой точкой кипения (самая высокая летучесть) (например.г. PFH с покрытием PPy по сравнению с PFB без покрытия выше 15 мДж / см ( 2 ). Относительная важность оптического поглощения по сравнению с летучестью перфторуглеродного ядра, таким образом, представляет собой нелинейное сочетание двух свойств и будет варьироваться в зависимости от уровней оптической плотности энергии и акустического давления, которые подводятся к агентам.

Для проверки SPA-визуализации с использованием контрастных агентов на основе эмульсии с покрытием PPy, четыре образца в тонкостенных пластиковых трубках были визуализированы в тандеме (): целлюлоза, частицы PPy (8.1 нМ), эмульсии ПФП, покрытые полипропиленом (0,65 пМ), и вода. Образцы возбуждали двухцикловым акустическим импульсом и облучали при оптической плотности энергии 2 мДж / см 2 в дегазированной водяной бане при комнатной температуре (20 ° C). Обычная УЗИ-визуализация, показывающая границу четырех образцов рядом с целлюлозой, имеющей наибольший УЗ-контраст из-за линейного акустического рассеяния (). Обычная визуализация PA показывает четкий сигнал PA от границ как частиц PPy, так и образцов эмульсии PFP, покрытых PPy ().Хотя PA-сигнал генерируется из всего объема образцов PPy-частиц и PFP-эмульсии, покрытых PPy, восстановленное изображение показывает только верхнюю и нижнюю границы из-за ограниченной апертуры преобразователя и ограниченной полосы частот 43,44 . Отсутствие сигнала PA от образцов пробирок, заполненных целлюлозой и водой, подтверждает, что сигнал PA не является результатом поглощения света внутри трубки.

Панели изображений сравнивают изображения и увеличение контрастности от (A) фотоакустических (PA) изображений и соно-фотоакустических (SPA) изображений при (B) низком давлении по сравнению с (C) высоким давлением.Изображения были получены с использованием пакета 3 МГц от линейного массива (ATL L7-4) в паре с настраиваемым бифуркационным пучком оптических волокон размером 1 мм × 15 мм, используемым для доставки лазерных импульсов (см. Панель D). Время лазерного выстрела относительно получения ультразвука контролировалось с помощью программируемой ультразвуковой системы. Цветные изображения были нормализованы по максимальному сигналу на панели C и наложены на ультразвуковые изображения с серой шкалой (УЗИ). Четыре образца слева направо — целлюлоза, частицы PPy в воде (8.1 нМ), контрастное вещество эмульсии PFP PPy (0,65 пМ) и пробирка, содержащая деионизированную воду. Целлюлоза обеспечивала наибольшее рассеивание УЗ в пробирке (шкала серого). Хотя сигнал PA создавался как частицами PPy, так и эмульсиями, покрытыми PPy, только эмульсии, покрытые PPy, давали сигнал SPA. Традиционные изображения УЗИ и ПА обеспечивают линейный сигнал, который масштабируется с интенсивностью переданного сигнала и плотностью поглощенной энергии, соответственно, который удаляется из изображений SPA (видно при сравнении панелей A и B).Для эмульсий PPy, когда объединенная энергия от лазера и US превышает порог кавитации, контрастный агент испаряется, создавая нелинейный сигнал. Нелинейное усиление контраста SPA от эмульсий PFP, покрытых PPy, сравнивали с получением контрастного изображения PA частиц PPy (без ядра PFC) (см. Панель E). Повышение контрастности изображений PA не зависит от передаваемого акустического давления (R 2 = 0,0009), в то время как SPA-изображения показывают почти линейное увеличение контрастности с увеличением давления (R 2 = 0.94). Низкий контраст, полученный от контрастного агента SPA по сравнению с ПА-агентом при давлении ниже 0,4 МПа, обусловлен гораздо более низкой концентрацией SPA-агентов, чем ПА-агентов. Дополнительный сигнал, наблюдаемый на некоторых ультразвуковых изображениях, а также на контрастном изображении SPA (панель D), является результатом внутреннего акустического отражения от трубки.

При превышении порогового значения, SPA-изображение показывает четкий сигнал в образце пробирки с эмульсией PFP, покрытой PPy (). Кроме того, последовательность импульсов SPA (уравнение 1) отменяет все линейные сигналы PA и US (см. Дополнительный рисунок S3).Это линейное подавление всех сигналов PA и US удаляет фоновые сигналы, наблюдаемые на обычных изображениях US и PA. Известно, что обычная (линейная) визуализация PA дает сигнал, линейно пропорциональный плотности потока энергии лазера при интенсивности света, использованной в этих экспериментах. Однако визуализация SPA с использованием эмульсий PFP, покрытых PPy, дает нелинейное усиление сигнала из-за фазового перехода жидкого ядра PFC (). За счет увеличения акустического давления во время формирования изображений SPA достигается экспоненциальное увеличение амплитуды сигнала.Это проявляется в почти линейном увеличении увеличения контрастности изображения SPA (крутизна 35,2 дБ / МПа, R 2 = 0,94). Напротив, обычная PA-визуализация не обеспечивала повышения контрастности изображения с увеличением акустического давления (крутизна 0,04 дБ / МПа, R 2 = 0,0009). Более того, при самом высоком испытанном акустическом давлении (MI = 0,67, 1,16 МПа) наблюдалось увеличение амплитуды сигнала на 22,8 дБ по сравнению с традиционной визуализацией PA с использованием визуализации SPA в сочетании с недавно разработанным агентом на основе эмульсии.

Визуализация с усилением контраста в результате активации капли SPA с использованием контрастных агентов PFP с покрытием PPy была выполнена на куриной грудке для лучшего имитации свойств оптического и акустического рассеяния в клинических применениях (). Во всех экспериментах использовались преобразователь и оптическое волокно, идентичное тому, что использовалось в эксперименте с ламповым фантомом. Однако оптическая плотность энергии, воздействующая на поверхность куриной грудки, была увеличена до 45 мДж / см 2 . Контрастное вещество эмульсии PFP, покрытое полипропиленом, содержалось внутри тонкостенной пластиковой трубки (т.е.е. желтая пунктирная линия в), проходящая через ткань. Затенение, наблюдаемое на изображениях в США, является результатом акустических отражений от трубки.

Последовательность изображений, полученных с использованием (A) PA-визуализации PA-агента по сравнению (B) SPA-визуализации PFP, покрытого PPy, в качестве контрастного агента в ткани куриной грудки при комнатной температуре (25 ° C). Изображения были получены с использованием поверхностного флюенса 45 мДж / см 2 при λ = 1064 нм и MI 0,67 (1,16 МПа). Контрастные вещества содержались в тонкостенной пластиковой трубке диаметром 4 мм (желтая пунктирная линия), вставленной в ткань.Трубка создавала акустическую тень, видимую на ультразвуковых изображениях, из-за акустических отражений от стенки трубки. Локализация агента PA затруднена из-за контраста PA, создаваемого самой тканью. В дополнение к большему усилению контраста от SPA-агента во время SPA-визуализации, PA-контраст, создаваемый тканью, подавляется из-за линейного вычитания PA-сигнала в последовательности SPA.

SPA-визуализация контрастного вещества в ткани дает примерно 17 баллов.Усиление сигнала на 0 дБ по сравнению с обычной визуализацией PA при идентичных обстоятельствах (). Динамический диапазон изображения PA был масштабирован в соответствии с максимальным наблюдаемым сигналом SPA. Визуализация SPA обеспечила существенное улучшение специфичности по сравнению с визуализацией PA. Сигналы PA, наблюдаемые на поверхности куриной грудки (см.), Были полностью удалены при визуализации SPA (), что является прямым результатом подавления линейного фотоакустического сигнала из вычитания фона, встроенного в последовательность SPA (уравнение 1). Использование УЗИ (MI = 0.67) и одной только визуализации PA, не было заметного усиления сигнала от контрастного вещества ().

Новый контрастный агент PFP с полипропиленовым покрытием имеет широкую оптически поглощающую оболочку и жидкую сердцевину PFC с низкой температурой кипения. Сердечник можно использовать для нелинейного увеличения контраста за счет испарения капель. Кроме того, оболочка обеспечивает спектр экстинкции, покрывающий все оптическое окно, клинически значимое для визуализации PA (), обеспечивая передачу сигнала PA или SPA в диапазоне оптического окна ткани 600-1200 нм.Возможность использования Nd: YAG-лазеров с большим числом повторений, изготовленных в компактном и экономичном форм-факторе, может помочь быстро превратить SPA-визуализацию в клинический продукт.

Ранее наиболее распространенный подход к синтезу жидких наноэмульсий ПФБ начинался с создания микропузырьков ПФБ в воде с последующим применением высокого давления и ванны с охлажденным этанолом для конденсации микропузырьков в нанокапли 13,23,45 . Хотя два представленных здесь метода позволяют создавать нанокапли с использованием легколетучих ПФУ, метод узо прост и исключает оборудование, необходимое для образования начальных микропузырьков.Традиционные подходы с использованием механических сил, таких как обработка ультразвуком или высокоскоростное встряхивание, для фракционирования капель часто дают полидисперсные распределения порядка 1–5 микрометров в диаметре 14,22 . Другие механические подходы, требующие прохождения эмульсионной суспензии через отверстие для контроля размера, такие как гомогенизация под высоким давлением, могут легко уменьшить распределение капель до размеров всего 357 нм и дополнительно снизить PDI почти до 0,1.

Здесь мы представили новый подход, при котором легколетучие капли ПФУ сначала растворяются в этаноле, и капли спонтанно образуются (метод узо) путем добавления воды для получения монодисперсных стабильных дисперсий капель со средним диаметром 184 нм (PDI = 0.08). Традиционные подходы к механическому разрушению двухфазных систем для создания микро- / наноэмульсий неэффективны при эмульгировании легколетучих жидкостей, таких как PFB (T , кипящая = -2 ° C) из-за нежелательного испарения. Летучесть жидкости не представляет проблемы для самопроизвольно зарождающихся нанокапель, поскольку система не требует механических усилий и может работать как при комнатной температуре, так и в ледяной бане. Узо-метод эмульгирования требует, чтобы растворенное вещество (например, ПФБ) имело очень низкую растворимость в среде (например,г. вода) и некоторая растворимость в смешивающемся сорастворителе (например, этаноле). Растворитель, первоначально растворенный в сорастворителе, теряет растворимость, когда к смеси добавляется смешивающийся нерастворитель (т.е. вода). Поскольку растворимость быстро снижается, растворенное вещество образует отдельную фазу за счет спонтанного зарождения монодисперсных капель.

Также известно, что размер капли в значительной степени определяется диффузионно-ограниченным ростом зародышей капли 46 . Все растворенные вещества в пределах четко определенного конечного радиуса диффузии истощаются во время роста отдельных зародышей капель, что приводит к образованию монодисперсных капель нанометрового размера 46–48 .Также считается, что с помощью метода узо можно получить капли размером 1–4 микрона, если нанокаплям дать возможность слиться 47,48 . Коалесценция и созревание по Оствальду значительно уменьшаются за счет включения поверхностно-активного вещества во время процесса зародышеобразования.

Текущее распределение капель также находится на грани удовлетворения ограничений по размеру для диффузии через плотные стыки через эффект ЭПР 5,8,46 . Агенты, достаточно малые, чтобы воспользоваться эффектом ЭПР, можно использовать для внесосудистой диагностической визуализации, а также для идентификации тромбов.Кроме того, эти агенты имеют потенциал для терапевтического применения, где они могут подвергаться сильной кавитации для удаления опухоли или лизиса сгустка 5–8,12 . Согласно литературным данным, если отношение этанола к ПФУ увеличивается в препаратах узо, радиус диффузии должен оставаться прежним, но количество молекул ПФУ, доступных для зарождения новой капли, уменьшается 46 . Возможно, что, построив фазовую диаграмму узо и дополнительно уменьшив концентрацию ПФУ во время синтеза узо, можно будет синтезировать стабильные капли размером менее 100 нм для приложений ЭПР 46 .

Эмульсии с покрытием из полипропилена явно обеспечивают гораздо более низкие пороги активации SPA, чем твердые частицы полипропилена или одна вода. Более того, эти пороги, по-видимому, не зависят от метода синтеза активной эмульсии. В пределе чистого акустического испарения капель пороги испарения составляют приблизительно 2,3 (MI = 2,07), 3,1 (MI = 2,78) и 4,0 МПа (MI = 3,59) для PFB, PFP и PFH соответственно 13,18,20 , 39,49 . Как и ожидалось, порог акустического испарения увеличивается с увеличением температуры кипения ПФУ (уменьшением летучести).На сегодняшний день не было доказано четкого механизма испарения капель с использованием комбинации света и звука.

Было также определено, что небольшие изменения размера капель (т.е. от 200 до 350 нм) для узо и ультразвукового эмульсионного синтеза не вызывают заметных различий в порогах активации. Предыдущие исследования, изучающие механизм акустического испарения капель перфторуглерода, показали, что в крупных каплях (то есть микрометровых) капля сама ведет себя как акустическая линза.Этот эффект линзирования приводит к зависящему от размера капле фокальному усилению акустического давления внутри микрокапель перфторуглерода 16–18 . Однако популяции капель, синтезированные с использованием гомогенизации под высоким давлением и нуклеации узо, на три порядка меньше по диаметру (D Ouzo = 181 нм и D Homogenized = 377 нм), чем длина акустической волны в жидком PFC (λ PFC. = 327 мкм). Эти расхождения в масштабе длины делают маловероятным, что акустическая фокусировка обеспечивает дополнительное акустическое усиление, инициирующее ADV для этих наноразмерных агентов.

Пороги оптического испарения капель (ODV) для эмульсий с покрытием PPy составляют 11, 20 и 70 мДж / см 2 для PB, PFP и PFH соответственно. Как обсуждалось ранее, пороги оптического испарения увеличиваются с увеличением температуры кипения ПФУ (уменьшением летучести). Эта тенденция, кажется, согласуется с ранее опубликованной работой по ODV, заключающейся в том, что фототермический нагрев приводит к испарению перфторуглеродного жидкого ядра 27,28,32,36–39 . Начало испарения капли SPA, когда оптическая плотность энергии ниже предела ODV, вероятно, связано с комбинацией фототермического нагрева сердцевины PFC из-за поглощения света в оболочке из PPy и гомогенной кавитации из фазы акустического разрежения.Эта гипотеза подтверждается предыдущими исследованиями, показавшими, что лазерное облучение оптически поглощающих наночастиц во время отрицательной фазы высокоинтенсивного ультразвукового импульса может снизить порог акустической кавитации. 50–52 Из этих исследований был сделан вывод, что снижение порога акустической кавитации происходит из-за локального нагрева жидкости, окружающей частицы, в результате фототермических процессов. Однако не было очевидной корреляции между порогами испарения и различными распределениями по размерам, возникающими в результате использования двух разных методов синтеза капель.Следовательно, в относительных масштабах размеров, когда длина акустической волны намного больше диаметра капель, сходство порога испарения даже при несколько отличающихся размерах капель предполагает, что капли будут испаряться, когда сочетание отрицательного давления и фототермического нагрева превышает внутренний порог для ядро капли.

Оптическая плотность энергии, необходимая для активации капель, покрытых PPy, при акустическом пределе FDA на 1,24 МГц (MI Limit = 1,9, P Limit = 2.1 МПа) составляют примерно 0,02, 0,13 и 1,4 мДж / см 2 , что делает эти агенты идеальными для клинической визуализации глубоких SPA. Кроме того, агент на основе PFH служит хорошим диагностическим зондом для получения изображений SPA, поскольку основная точка кипения PFH выше температуры тела, но ниже температуры воды (T PFH кипения = 56 ° C). Поскольку PFH имеет точку кипения между этими пределами, капля снова конденсируется в жидкую фазу после активации 26,27,29,33,34 . Кроме того, поскольку эти агенты также могут быть синтезированы при диаметрах значительно меньше 200 нм с помощью метода узо, они должны быть способны при дополнительной функционализации накапливаться в опухолях.Комбинация небольшого начального размера и обратимого фазового перехода делает эмульсии, покрытые полипропиленом на основе PFH, хорошим потенциальным кандидатом для получения изображений сосудистой сети с контрастным усилением или выявления сгустков крови, повреждений тканей и опухолей.

Несмотря на то, что PFP имеет точку кипения ниже температуры тела (T PFP кипения = 29 ° C), в каплях PFP с покрытием PPy также может происходить обратимый фазовый переход для повторяющихся событий активации SPA, если капли достаточно малы 53 . Используя закон идеального газа и предполагая, что увеличение внутреннего давления пузырька от давления Лапласа диктует стабильный пузырь или газ для конденсации жидкости, мы находим, что существует критический диаметр для повторной конденсации капель PFP в зависимости от температуры 53,54 .При температуре тела критический диаметр составляет 761 нм (см. Дополнительный рисунок S4). Если капля меньше критического диаметра, образующийся пузырь после испарения самопроизвольно снова конденсируется обратно в жидкую фазу. Если размер капли превышает критический диаметр, образующийся пузырь будет устойчивым и не будет конденсироваться повторно. Используя подход, основанный на узо, можно легко получить капли с обратимой фазой, диаметр которых намного меньше 400 нм. Использование эмульсий PFP, покрытых PPy, обеспечит те же функциональные возможности, что и PFH-агенты с более высокой точкой кипения.Однако более высокая летучесть PFP обеспечит улучшенный доступ к более глубоким диагностическим изображениям тканей (~ 6,6 см). Смеси PFP и PFH с покрытием из полипропилена могут использоваться для уравновешивания стабильности PFH с более высокой точкой кипения и более низких порогов активации SPA для PFP 13,23,45 .

Используя закон Лапласа, закон идеального газа и фазовую диаграмму для PFB, мы находим, что критический диаметр PFB для обратимой повторной конденсации при температуре тела составляет всего 81 нм 54 (см. Дополнительный рисунок S4).Хотя легколетучий агент на основе PFB (T PFP, кипящая = −2 ° C) может быть использован для глубоких тканевых диагностических изображений опухолей, поражений мягких тканей, сгустков крови и т. Д. (~ 8,5 см), агент в представленном виде маловероятно повторное уплотнение после активации SPA. Следовательно, более летучие эмульсии, такие как PFB и PFP, могут лучше подходить для терапевтических применений, таких как HIFU-абляция, эрозия тромба, сонопорация и т. Д. 5–8,12 .

В капельно-опосредованной SPA-терапии испарение всех капель в интересующей области и, возможно, вызывающее схлопывание внутреннего пузыря, может ускорить абляцию опухоли, лизис сгустка, доставку лекарства и т. Д.В этих применениях можно легко синтезировать покрытые PPy капли диаметром менее 200 нм с использованием метода узо для проникновения в сгустки крови, экстравазации в ткани с протекающей сосудистой сетью и эндоцитоза в клетки с соответствующей функционализацией агентов для биологического нацеливания. При испарении капель после того, как они проникли в сгусток крови или проникли в протекающие пораженные ткани, механические силы от расширения пузырьков или инерционного кавитационного коллапса могут быть использованы для терапии, опосредованной SPA.Для лизиса сгустка может быть необходимо сначала диагностировать и идентифицировать местоположение сгустка с помощью фазообратимого SPA-агента, такого как PFH или эмульсии PFP, покрытые PPy. Эта гипотеза будет проверена в будущих исследованиях.

При исследованиях изображений плоскость конечной ширины по глубине определялась двухцикловой плоской волной, передаваемой ультразвуковым преобразователем до генерации. Локальная активация капель особенно желательна в применениях, включая терапевтические применения на основе кавитации, где желательны высокоамплитудные колебания пузырьков и, возможно, инерционная кавитация активного контрастного агента SPA.Дальнейшая локализация активации агента может быть достигнута путем фокусировки акустического луча. Однако в некоторых случаях требуется большая плоскость изображения, например, для определения местоположения контрастного вещества. В этих сценариях комбинация более длинных акустических импульсов и качающейся задержки лазера для захвата нескольких изображений SPA на разной глубине может использоваться для удовлетворения больших требований к полю изображения SPA. И наоборот, как только интересующая область идентифицирована, можно использовать фиксированную временную задержку лазера и длительность акустического импульса для локализации возбуждения агента и увеличения частоты кадров.

Для получения изображений SPA требуется четыре ультразвуковых снимка (2 пары импульсов с инверсией) и два лазерных снимка. В этом исследовании SPA-изображения собирались, обрабатывались и отображались в реальном времени с частотой 10 Гц и чередовались с обычными ультразвуковыми изображениями. Фактором, ограничивающим частоту кадров, была максимальная частота следования лазерных импульсов 20 Гц. Мы ожидаем, что частоту кадров SPA можно легко увеличить до сотен герц и более, используя лазеры с более высокой частотой импульсов, доставляющие свет на длинах волн около 1064 нм, где доступны высокоэффективные, компактные и экономичные устройства с диодной накачкой.

При идентичных условиях визуализации одно контрастное изображение SPA с использованием эмульсионного контрастного агента, покрытого PPy, обеспечило увеличение контрастности изображения на 23 дБ по сравнению с однократной традиционной визуализацией PA (H , образец = 2 мДж / см 2 ). Более того, усиление контраста с использованием SPA-визуализации в сочетании с эмульсионными контрастными агентами, покрытыми PPy, также было получено с использованием концентрации агента 0,65 пМ по сравнению с 8,1 нМ частиц для традиционной PA-визуализации. Насколько нам известно, пикомолярная чувствительность в настоящее время недостижима с использованием обычных частиц и методов визуализации PA.Кроме того, в тестируемых условиях SPA-визуализации использовались плоские волны при MI ниже 0,67, что значительно ниже диагностических пределов FDA, равных 1,9.

Обнаруженный нелинейный сигнал SPA обусловлен испарением капель и колебаниями пузырьков. Ниже порога активации (или кавитации) СПА агент ведет себя как обычный линейный ПА-агент на основе красителя или частиц, создавая термоупругую волну давления. Согласно литературным данным, в режиме разбавления, когда взаимодействием капель с каплями можно пренебречь, порог испарения капель не должен зависеть от концентрации и длительности импульса 20,39,55 .Хотя порог активации может не зависеть от концентрации, амплитуда сигнала от активированных агентов должна линейно возрастать с увеличением концентрации.

В заключение мы представили новый контрастный агент с фазовым переходом, разработанный для SPA-визуализации. Он имеет оболочку из оптически поглощающего полимера PPy, позволяющую активировать агент с использованием лазеров с длиной волны 1064 нм для повышения оптической глубины проникновения. Кроме того, эти агенты имеют ядро ​​PFC с низкой точкой кипения, обеспечивающее испарение капель с нелинейным усилением сигнала на основе пороговых значений.Наконец, все компоненты этих контрастных агентов на основе эмульсии одобрены FDA для других применений. Мы ожидаем, что они должны иметь улучшенную биосовместимость по сравнению с другими контрастными агентами PA, использующими металлические наночастицы. Хотя эти контрастные вещества можно использовать для обычных изображений УЗИ или ПА, резкое улучшение достигается при гораздо более низких давлениях и плотности энергии лазерного излучения с использованием одновременной активации посредством визуализации SPA. Наши эксперименты показали, что эти агенты обладают высокой пространственной селективностью с амплитудами сигналов, подобными микропузырькам на ультразвуковых изображениях, за счет испарения капель, обеспечивая при этом молекулярную специфичность изображений PA.Из-за нелинейного усиления сигнала от испарения капель они производят усиление контраста на порядки больше, чем обычные агенты для визуализации PA на сантиметровой глубине и пикомолярных концентрациях (0,65 пМ) в фантомных исследованиях. Из-за низкой оптической плотности энергии, необходимой для активации, мы ожидаем, что они могут использоваться на глубине до нескольких сантиметров в ткани. Наконец, из-за своего небольшого размера эти новые агенты также могут оказаться привлекательными для комбинированной диагностической визуализации и прицельной или локальной терапии УЗИ / ПА.

Экспериментальная часть

СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ

Наночастицы полипиррола (PPy) были синтезированы с использованием метода, адаптированного из Hong, et al. 2010 40,41 . Вкратце, исходный раствор поливинилового спирта (ПВС) 31 кДа (CAS: 9002-89-5, Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США) растворяли в деионизированной (ДИ) воде с концентрацией 8% по весу и фильтровали. через фильтр 0,45 мкм. Затем раствор ПВС переносили пипеткой в ​​стеклянный сосуд и разбавляли деионизированной водой до желаемого молярного количества.Готовили 0,8 М исходный раствор водного хлорида железа (III) (CAS: 7705-08-0, Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США), фильтровали и добавляли к раствору ПВС. Раствор перемешивали в течение получаса при 4 ° C, обеспечивая образование комплексов железо-ПВС. Наконец, к раствору железо-ПВС добавляли мономер пиррола (CAS: 203-714-7, Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури, США). Раствор перемешивали при 4 ° C в течение минимум 24 часов перед дальнейшим исследованием. Во всех образцах соотношение мономера пиррола к железу было фиксированным (молярная концентрация 1: 2), а также ионов железа к полимерным цепям ПВС (молярная концентрация 200: 1).Концентрация пиррола в конечном растворе также варьировалась от 4 мМ до 43 мМ.

СИНТЕЗ ЭМУЛЬСИИ

Для синтеза эмульсии использовались три ПФУ: перфторбутан (PFB, C 4 F 10 , T Boiling = −2 ° C) (CAS: 355-25-9, Fluoromed, Round Rock , Техас, США), перфторпентан (PFP, C 5 F 12 , T Кипячение = 29 ° C) (CAS: 678-26-2, SynQuest Laboratories, Алчуа, Флорида, США) и перфторгексан ( PFH, C 6 F 14 , T Кипячение = 56 ° C) (CAS: 355-42-0, SynQuest Laboratories, Алчуа, Флорида, США).Эмульгирование с механическим (эмульгирование под высоким давлением) и химическим (спонтанное эмульгирование) путями было исследовано для синтеза агентов. Гомогенизация под высоким давлением могла быть выполнена только с ПФУ, имеющим точки кипения выше комнатной температуры, чтобы ограничить непреднамеренное испарение (т.е. ПФУ и ПФУ). Напротив, спонтанное зародышеобразование масляных капель (т.е. метод узо) можно успешно использовать для эмульгирования всех ПФУ, включая те, которые являются газами в условиях окружающей среды (например, ПФБ). Этот новый подход использует преимущества очень низкой растворимости ПФУ в воде и их частичной растворимости в этаноле и других спиртах.При первоначальном растворении ПФУ в этаноле с последующим добавлением воды растворимость ПФУ в смеси этанол-вода быстро снижается. В результате ПФУ термодинамически вытесняется из раствора, что приводит к самопроизвольному образованию капель нанометрового размера. Этот подход использовался веками для создания алкогольных напитков из ликеров, содержащих анисовое масло, таких как узо (из Греции) и пастис (из Франции), которые легко разделяются по фазе и превращаются в молочный раствор при смешивании с водой.В предыдущих исследованиях физико-химический механизм был подробно описан и также использовался для синтеза микро- / нанокапель, а также наночастиц 46–48,56 .

Для эмульсий узо ПФП и ПФГ жидкости ПФУ переносили пипеткой непосредственно в этанол в количестве 2,5% по объему (измерено гравиметрически). Раствор PFC в этаноле перемешивали до полного растворения PFC. Для PFB газ барботировали в герметичный сосуд при давлении 1 фунт / кв. Дюйм, содержащий этанол, охлажденный на ледяной бане.Свободное пространство в сосуде трижды продували перед тем, как закрыть клапан сосуда и барботировать PFB через этанол в течение 2 минут для насыщения этанола PFB. Затем смесь ПФУ и этанола добавляли к раствору ПВС перед добавлением хлорида железа (III) и пиррола для завершения синтеза эмульсии ППу. Добавление воды к смеси ПФУ и этанола немедленно приводило к образованию наноэмульсии, стабилизированной растворенным ПВС.

Для создания исходной дисперсии эмульсии ПФУ с использованием гомогенизации под высоким давлением жидкость ПФУ переносили в воду в количестве 3% по объему (измерено гравиметрически).Грубая эмульсия сначала была сформирована в течение 20 секунд обработки ультразвуком (1 секунда включения, 1 секунда выключения, 10 секунд общего времени обработки ультразвуком) (Digital Sonifier 450, Брэнсон, Данбери, Коннектикут, США) в ледяной бане с амплитудой 30%. Затем эмульсию пропускали через гомогенизатор высокого давления (EmulsiFlex-B15, Avestin, Оттава, Онтарио, Канада) при 24000 фунтов на квадратный дюйм для создания относительно монодисперсной перфторуглеродной эмульсии (средний диаметр примерно 250 нм с PDI 0,15).

СИНТЕЗ КОНТРАСТНЫХ АГЕНТОВ, ПОКРЫТЫХ PPY

Эмульсии PFC, покрытые PPy, были синтезированы аналогично наночастицам PPy ().Исходный раствор ПВС 31 кДа сначала растворяли в деионизированной воде с концентрацией 8% по весу и фильтровали с образованием исходного раствора ПВС. Затем раствор ПВС переносили пипеткой в ​​стеклянный флакон и разбавляли водой до желаемого конечного количества и концентрации ПВС. В отдельном контейнере исходную эмульсию ПФУ готовили одним из двух методов: гомогенизацией под высоким давлением или спонтанной нуклеацией (метод узо) 47,48 . Затем исходную эмульсию переносили пипеткой в ​​раствор ПВС и перемешивали в течение 15 минут при 4 ° C.

Затем готовили 0,8 М исходный раствор хлорида железа (III) в воде, фильтровали и добавляли к раствору эмульсии ПВС. Смесь эмульсии железо-ПВС-эмульсия перемешивали в течение 30 минут при 4 ° C, чтобы дать возможность комплексообразованию железо-ПВС происходить вдоль границы раздела капель масло-вода перед добавлением мономера пиррола. После добавления пиррола растворы перемешивали при 4 ° C в течение минимум 24 часов для завершения полимеризации перед тестированием и характеристикой.

Эмульсии центрифугировали при 1000 G в течение 20 мин для отделения эмульсий, покрытых PPy, от избыточных частиц PPy (т.е.е. те, у которых нет ядра PFC), которые также могли образоваться, а также удалить любой оставшийся этанол из синтеза эмульсии узо. Жидкий супернатант декантировали и концентрированный осадок (осадок), содержащий эмульсионные агенты, ресуспендировали в чистой деионизированной воде. Центрифугирование и ресуспендирование повторяли трижды. Конечная концентрация ПФУ в растворе во время синтеза была зафиксирована на уровне 0,75% по объему. Молярные отношения железа к ПВС (молярная концентрация 200: 1) и железа к пирролу (молярная концентрация 2: 1) были фиксированными.Для этого исследования общая концентрация пиррола, добавленного к конечному раствору, варьировалась от 4 мМ до 43 мМ.

ОПТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Спектры оптической экстинкции для всех образцов были измерены с помощью спектрофотометрии в ультрафиолетовом и видимом (УФ-видимом) свете (Thermo Scientific Evolution 300, Thermo-Fisher Scientific Inc., Уолтем, Массачусетс, США) в диапазоне длин волн. от 300 до 1100 нм. Распределение образцов по размерам измеряли методом динамического рассеяния света (DLS) с использованием Malvern Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments Ltd., Вустершир, Великобритания). Структуру лиофилизированных образцов исследовали с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ) (Tecnai G2 F20, FEI Hillsboro, OR, USA), работающей при 200 кВ.

Более подробный структурный анализ образцов был проведен с использованием малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS) на канале 12-ID-B в Advanced Photon Source (Национальная лаборатория Аргонна, Аргонн, Иллинойс, США) на Q- диапазон от 0,002 до 0,1 Å -1 в конфигурации точечного отверстия. Образцы для измерений МУРР диспергировали в водных растворах, выдержанных в 1.Кварцевые капиллярные трубки диаметром 5 мм (Hampton Research, Алисо Вьехо, Калифорния, США). Профили рассеяния образцов были нормализованы с использованием вычитания водного фона, и данные были подогнаны с использованием пакета SASView (SASView, http://www.sasview.org) для извлечения дополнительной структурной информации. Частицы PPy (без ядра PFC) были подогнаны с использованием модели сферы, в то время как эмульсии (эмульсии PFC с покрытием PPy) были подогнаны с использованием модели ядро-оболочка 42 . Размер частиц и плотности длины рассеяния (SLD) образцов были ограничены во время подбора с использованием известных составов и диаметров частиц из измерений DLS и ПЭМ.Известные преимущества измерений методом SAXS заключаются в том, что структурные параметры усредняются по многим частицам в освещаемом объеме и что образцы не требуют какой-либо специальной обработки. Напротив, другие методы рискуют изменить структуру из протоколов подготовки образцов (например, обезвоживание для ПЭМ-визуализации) или ограничивают анализ небольшим количеством визуализированных частиц.

ИЗМЕРЕНИЕ ПОРОГОВ КАВИТАЦИИ

Установка и метод обработки кавитации подробно описаны в Arnal et al.2015 26 . Количественные измерения порога кавитации проводились с использованием изготовленного на заказ тонкостенного пластикового держателя образцов. Образец располагался в центре перекрывающихся акустических (профиль –6 дБ, длина 13,3 мм и ширина 1,6 мм) и оптических полей (ширина луча 1 / e 3,9 мм), расположенных ортогонально друг другу (см.). Акустический импульс длиной 10 циклов генерировался сферически сфокусированным ультразвуковым преобразователем (H-102, Sonic Concept, Woodinville, WA, USA, фокус на 63 мм, f-число = 0.98, 1,24 МГц) в соответствии с линейным РЧ-усилителем с усилением 55 дБ (ENI-A150, Electronics & Innovation Ltd., Рочестер, штат Нью-Йорк, США). Лазерный импульс длиной 5 нс с длиной волны 1064 нм генерировался от источника лазера Nd: YAG (Surelite, Continuum, Санта-Клара, Калифорния, США). Лазерный импульс был задержан на 44 микросекунды относительно ультразвукового импульса, чтобы обеспечить совпадение оптического импульса с 4 акустическим циклом разрежения в фокусе. Интенсивность лазера регулировали с помощью комбинации фильтров нейтральной плотности (ND) и дистанционно изменяли с помощью 6-позиционного колеса фильтров с электронным управлением (FW-103, Thorlabs, NJ, USA).Пропускаемое акустическое давление варьировалось от 0 МПа до 7,2 МПа, а прошедшие лазерные импульсы — от 0 до 88 мДж / см 2 на образце.

Ультразвуковой преобразователь калибровали с помощью оптоволоконного гидрофона (FOPH 2000, RPI Acoustics, Германия). Энергия лазерного импульса калибровалась с помощью измерителя энергии (Nova II, Ophir, North Logan, UT, USA). Профиль оптического луча лазера определялся путем измерения интенсивности фотоакустического сигнала от графитовой мишени диаметром 0,3 мм, сканированной в воде.

Кавитационный шум был обнаружен с помощью несфокусированного сверхширокополосного преобразователя из поливинилидендифторида (ПВДФ) толщиной 28 мкм, работающего в режиме разомкнутой цепи, расположенного под держателем образца (на расстоянии 35 мм). Полоса пропускания преобразователя приближается к 40 МГц с почти постоянной чувствительностью (11,3 мкВ / Па). Преобразователь PVDF, используемый для обнаружения пассивной кавитации, был подключен к предусилителю (Precision Acoustics, Дорчестер, Великобритания), и сигналы были оцифрованы и записаны с помощью карты Gage (Razor 14, Dynamic Systems LLC, Локпорт, Иллинойс, США).200 сигналов, собранных с частотой 20 Гц, были записаны для каждой данной комбинации акустического давления и оптической плотности энергии лазера.

ОБРАБОТКА ДАННЫХ О КАВИТАЦИИ

Сигнал кавитации был выделен путем вычитания усредненного фонового сигнала, содержащего линейные фотоакустические и акустические сигналы. Временное окно 10 мкс с центром в момент срабатывания лазерного импульса использовалось для сравнения средней интегрированной интенсивности кавитационного сигнала с уровнем фонового шума. События с интегральной интенсивностью, в девять раз превышающей усредненную по времени интегральную интенсивность фона, регистрировались как кавитационные события.Процесс повторяли для каждой комбинации акустического давления и плотности энергии лазера. Сигмовидная кривая соответствовала значениям вероятности кавитации для заданной плотности энергии лазера как функции увеличения давления. Затем порог кавитации был определен как 50% -ная вероятность кавитации вдоль сигмовидной аппроксимации 26 .

ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ДЛЯ СОЗНО-ФОТОАКУСТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Все образцы были разбавлены дегазированной водой перед измерениями кавитации (активации). Все образцы, содержащие эмульсию, разбавляли до расчетной концентрации от 3.9 × 10 8 от до 6,2 × 10 8 капель / мл (от 0,65 до 1,03 пМ). Образцы частиц PPy разбавляли до расчетной концентрации 4,9 × 10 12 частиц / мл (8,1 нМ). При этих концентрациях образцов было определено, что не было тепловой и акустической связи между полями от отдельных капель. Таким образом, измеренные пороги считались порогами, присущими изолированным одиночным каплям, и, следовательно, не будут изменяться при дальнейшем разбавлении раствора.

Предыдущие исследования с использованием наноэмульсий пришли к выводу, что активация капель с низкой точкой кипения может обратимо повторно конденсироваться обратно в жидкую фазу из-за высокого давления Лапласа.Наши первоначальные исследования подтвердили, что наши капли можно многократно активировать с помощью активации SPA. Однако интенсивность сигнала SPA от активации капли линейно снижалась до половины от максимума после примерно 12 тысяч событий активации. Для пороговых измерений образцы подвергались максимум шести тысячам оптических и / или акустических воздействий перед промывкой держателя образца дегазированной водой, повторным заполнением держателя образца свежим образцом и продолжением измерений порогового значения SPA (см. Дополнительный рисунок S5).Промывка и повторное заполнение держателя образца помогли минимизировать несоответствия в интенсивности сигнала из-за разрушения капель. Статический образец с периодической промывкой и повторным заполнением был выбран вместо непрерывной перфузии образца, чтобы минимизировать возможные артефакты движения, которые могут затруднить измерения.

SONO-PHOTOACOUSTIC IMAGING

Для имитации клинической ситуации датчик с линейной решеткой (ATL L7-4, 128 элементов, Philips, Bothell, WA, USA), управляемый программируемым ультразвуковым сканером (Vantage 128, Verasonics, Redmond, WA , США) использовался как для возбуждения контрастного вещества, так и для обнаружения соответствующих сигналов УЗИ.Была применена следующая заказная последовательность импульсов SPA-визуализации:

SPA = {PAU S + U S + } — {PAU S U S }

(

) где PAUS обозначает одновременное срабатывание плоской волны акустического и лазерного излучения, а U S обозначает акустические импульсы плоской волны. Верхние индексы +/- обозначают сначала положительную или отрицательную фазу передаваемого акустического импульса.Половинки последовательности SPA PAUS + / — US + / используются для удаления источников линейных сигналов US, например, из нативной ткани. Вычитание двух членов в скобках в формуле. (1) удаляет линейные фотоакустические сигналы, генерируемые такими источниками, как эндогенные хромофоры (см. Дополнительный рисунок S3). Обычные ультразвуковые изображения, используемые в наложениях изображений SPA, чередовались с получением изображений SPA.Методология, лежащая в основе импульсной последовательности SPA, подробно описана в Arnal, et al. 2015 33 .

Лазерное излучение, генерируемое на длине волны 1064 нм источником лазера Nd: YAG, доставлялось через изготовленный на заказ бифуркационный волоконно-оптический пучок (Fiberoptic, Швейцария). Каждое ответвление пучка волокон создавало расходящийся пучок размером 1 мм × 15 мм (NA = 0,2), который был ориентирован по оси в направлении распространения звука от линейной ультразвуковой матрицы (). Опять же, синхронизация лазера Nd: YAG была запрограммирована таким образом, чтобы и оптический, и акустический импульс совпадали в положении фокуса.

SONO-PHOTOACOUSTIC TUBE УСЛОВИЯ ФАНТОМИЗАЦИИ . Изображенные образцы содержали целлюлозу, частицы PPy (т.е. без ядра PFC), эмульсию PFP, покрытую PPy, и трубку, заполненную водой. Четыре образца были отобраны для сравнения рассеивателя ультразвука (целлюлоза) и линейного фотоакустического агента (частицы PPy) с нелинейным контрастным агентом SPA (т.е.е. Эмульсия ПФП, покрытая полипропиленом). Заполненная водой трубка использовалась в качестве контроля, чтобы подтвердить, что фотоакустические и SPA-сигналы генерируются не только стенкой трубки. Образец эмульсии был разбавлен до концентрации 3,9 × 10

8 капель / мл (0,65 пМ), в то время как образец частиц был разбавлен до 4,9 × 10 12 частиц / мл (8,1 нМ) перед визуализацией.

изображений SPA были собраны с использованием двухциклового импульсного возбуждения УЗИ с частотой 3 МГц с механическим индексом (MI) до 0,67 (P Negative = 1.16) и флюенс лазерного излучения 2 мДж / см 2 на образцах. Четыре образца располагали бок о бок, примерно в 1 мм между каждым образцом, на расстоянии 18-20 мм от преобразователя. Их погружали в дегазированную водяную баню при комнатной температуре (25 ° C).

SONO-PHOTOACOUSTIC (SPA) УСЛОВИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ГРУДИ

SPA-визуализация с использованием преобразователя и конфигурации пучка волокон, показанных на рисунке, была выполнена на куриной грудке, чтобы подтвердить, что та же методология SPA-визуализации применима к сильно рассеивающей ткани.Свежую незамороженную куриную грудку купили у местного мясника. Цыпленок очищали и дегазировали в деионизированной воде для визуализации. Через ткань пропускали 4-миллиметровую тонкостенную пластиковую трубку, содержащую контрастный агент эмульсии PFP, покрытый полипропиленом. Изображения были получены с использованием того же преобразователя и конфигурации пучка оптических волокон, что и в экспериментах с фантомной визуализацией трубок SPA. Однако оптическая плотность энергии на поверхности курицы была увеличена до 45 мДж / см 2 , что в два раза ниже максимально допустимых пределов воздействия на кожу для лазеров с длиной волны 1064 нм.Отключение выключателя

— Перевод на испанский — примеры английский

Эти примеры могут содержать грубые слова, основанные на вашем поиске.

Эти примеры могут содержать разговорные слова, основанные на вашем поиске.

Электрозащита: срабатывание главного выключателя

Насколько это возможно, выключатель тягового агрегата должен сработать, чтобы попытаться избежать срабатывания выключателя подстанции .

En lo posible, el disyuntor de la unidad de tracción debe dispararse a fin de evitar el disparo del de la subestación.

Отключение выключателя на подстанциях и в поездах должно быть согласовано.

Предложите пример

Другие результаты

Отключение электроэнергии из-за перегрузок, перегорания предохранителей или срабатывания автоматических выключателей

Напряжения от фотоэлектрических панелей также могут в это время повышаться, вызывая срабатывание выключателей или влияя на другое оборудование.

Отключение автоматического выключателя должно быть очень быстрым при высоких токах короткого замыкания .

Если отключающая способность автоматического выключателя это позволяет, то отключение должно происходить немедленно.

Информация по эксплуатации: отключение из автоматический выключатель , опускание пантографов

Información sobre funcionamiento: disparo del disyuntor , bajada de pantógrafos.

Автоматические выключатели имеют два средства отключения : Обычно температура биметаллической ленты пропорциональна величине тока, проходящего через автоматический выключатель .

Cuando un interruptor lo, que libera un mecanismo de resorte de tres picos que separa los contactos eléctricos. disyuntores tienen dos medios de desconexión : Generalmente, la temperatura de la tira bimetálica es proporcional a la cantidad de corriente que pasa a través del disyuntor .

Ограничение тока — электронная функция, которая ограничивает ток, протекающий через беговую дорожку, чтобы свести к минимуму возможность отключения автоматического выключателя .

Limitación de corriente — una característica eléctrica que restringe la corriente que fluye por la cinta rodante para minimizar la posibilidad de que el disyuntor se desconecte .

При подключении устройства отключения вместе с предохранителем необходимо выбрать узо с большей силой тока, чем автоматический выключатель .

Al conectar el dispositivo de disparo en combinación con un fusible, se debe seleccionar el ouzo con un amperaje más alto que el interruptor de circuito .

Предотвращение рисков перегрузки важно для предотвращения отключения из автоматических выключателей и, как следствие, неисправности (частичного или полного отключения питания), а также для значительного снижения затрат на электроэнергию.

Prevenir los riesgos de una sobrecarga eléctrica es importante para evitar la desconexión de los interruptores de protección como así también las conscuencias que esto implricéa de la de l’aciéné de la de l’ación de la de la de l’aciéné de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de la de тогда Такойматической составляющей воды, или при нарушении ее функции Всего.

В таком случае автоматические выключатели подстанции могут быть повторно включены только после отключения автоматических выключателей на тяговых единицах, находящихся в зоне, снабжаемой подстанцией.

En tal caso, estos disyuntores sólo podrán rearmarse después de que se disparen los disyuntores de las unidades de tracción presentes en la zona alimentada por la subestación.

Мы рекомендуем использовать автоматический выключатель , управляемый остаточным током, (прерыватель замыкания на землю , цепь ) с током отключения не более 30 мА или устройство защиты от тока утечки на землю.

Рекомендации по использованию disyuntor de corriente restual (прерыватель circuito с поддержкой на уровне) с указанием уровня desconexion на 30 мА или с защитным устройством на уровне выше.

После срабатывания они зависят от схемы ограничения тока источника питания или, если она выходит из строя, от перегорания линейного предохранителя или срабатывания срабатывания автоматического выключателя .

Una vez disparados, ellos dependen del circuito limitador de corriente de la fuente de alimentación, o si esto falla, de que se Fund el fusible .

Отключение из выключателей на подстанциях и в поездах должно быть согласовано;

Схема плавного пуска — регулирует интенсивность пуска двигателя и сводит к минимуму возможность отключения автоматический выключатель

Circuito de arranque suave: gestiona la интенсивный en el arranque del motor y minimiza el riesgo de que se dispare un disyuntor

Анализ временных характеристик срабатывания автоматических выключателей LV и автоматических выключателей в литом корпусе выполняется с использованием инжекции сильного тока, как способа проверки всей функциональности.

Проверьте и проверьте автоматический выключатель TV в.

Автоматические выключатели замкнуты, выключатель SPS включен.

Circuito de frenos cerrado, conmutador SPS abierto, interruptores manuales A y B del impulsor Delta V abiertos.

7805 схема переключения с диодом.Стабилизаторы напряжения трехконтактные

Стабилизаторы электрического напряжения — это устройства, которые являются частью блока питания и позволяют поддерживать стабильное напряжение на выходе блока питания. Стабилизаторы напряжения предназначены для некоторого фиксированного выходного напряжения (например, 5 В, 9 В, 12 В), и есть регулируемые стабилизаторы напряжения, которые могут устанавливать необходимое напряжение в пределах, которые они позволяют.

Все стабилизаторы обязательно рассчитаны на какой-то максимальный ток, который они могут обеспечить.Если этот ток будет превышен, стабилизатор выйдет из строя. Современные стабилизаторы обязательно оснащены токовой защитой, обеспечивающей отключение стабилизатора при превышении максимального тока в нагрузке и защитой от перегрева. Наряду со стабилизаторами положительного напряжения есть стабилизаторы отрицательного напряжения. В основном они используются в биполярных источниках питания.

7805 — стабилизатор

7805 — стабилизатор , выполнен в корпусе, аналогичном транзистору, и имеет три вывода.Смотрите картинку. (Стабилизированное напряжение + 5В и ток 1А). Также в корпусе есть отверстие для крепления регулятора напряжения 7805 к радиатору охлаждения. 7805 — стабилизатор положительного напряжения. Его зеркальное отображение — 7905 — аналог 7805 по отрицательному напряжению … Т.е. на общем выходе будет +, а на входе -. С его выхода соответственно будет снято стабилизированное напряжение -5 вольт.
Также стоит отметить, что для нормальной работы на вход обоих стабилизаторов необходимо подать напряжение порядка 10 вольт.
У данного стабилизатора есть маломощный аналог.

7805 распиновка

Стабилизатор 7805 распиновка рядом. Если вы посмотрите на корпус 7805, как показано на фото выше, то контакты имеют следующую распиновку слева направо: вход, общий, выход. «Обычный» штифт имеет контакт с корпусом. Это необходимо учитывать при установке. У стабилизатора 7905 другая распиновка! Слева направо: общие, вход, выход. А на корпусе есть «вход»!

Регулируемое напряжение питания очень важно для многих электронных устройств, поскольку используемые в них полупроводниковые компоненты могут быть чувствительны к скачкам и шумам от нерегулируемого напряжения.Электронные устройства с питанием от сети сначала преобразуют переменное напряжение в постоянное с помощью диодного моста или другого подобного элемента. Но это напряжение нельзя использовать в чувствительных цепях.

В этом случае вам понадобится регулятор (или стабилизатор) напряжения. И одним из самых популярных и распространенных на сегодняшний день регуляторов является регулятор серии 7805.

7805 размещен в трехконтактном корпусе TO-220 с контактами входа, выхода и заземления (GND). Также на металлической основе микросхемы присутствует контакт GND для крепления радиатора.Этот стабилизатор поддерживает входное напряжение до 40 В и обеспечивает на выходе 5 В. Максимальный ток нагрузки составляет 1,5 А. Внешний вид стабилизатора напряжения 7805 с распиновкой показан на изображении ниже.

Благодаря стабилизатору напряжения серии 7805 выходной сигнал фиксируется на определенном уровне без заметных скачков напряжения или шума. Чтобы эффективно минимизировать шумы на выходе и сделать выходное напряжение максимально стабильным, регулятор 7805 должен быть правильно «привязан», то есть к его входу и выходу должны быть подключены блокирующие, сглаживающие конденсаторы.Схема подключения конденсаторов к микросхеме 7805 (U1) представлена ​​ниже.


Здесь C1 — это байпасный или байпасный конденсатор, который используется для гашения очень быстрых входных пиков на землю. C2 — фильтрующий конденсатор для стабилизации медленных изменений напряжения на входе. Чем выше его значение, тем выше уровень стабилизации, но не следует брать это значение слишком высоко, если вы не хотите, чтобы он дольше разряжался после включения. Конденсатор С3 также стабилизирует медленные изменения напряжения, но на выходе.Конденсатор С4, как и С1, гасит очень быстрые скачки, но после регулятора и непосредственно перед нагрузкой.

Типовая электрическая схема регулятора напряжения 7805 показана ниже. Здесь переменное напряжение выпрямляется диодным мостом и подается на регулятор с необходимой обвязкой конденсаторов для лучшей стабилизации выходного напряжения. В схему также добавлен диод D5, чтобы избежать короткого замыкания и, таким образом, защитить стабилизатор. Если бы его не было, выходной конденсатор имел бы способность быстро разряжаться в течение периода низкого импеданса внутри регулятора.


Таким образом, регулятор напряжения — очень полезный элемент в схеме, способный обеспечить правильное питание вашего устройства.

Устройства, которые подключаются к цепи питания и поддерживают стабильное выходное напряжение, называются стабилизаторами напряжения. Эти устройства рассчитаны на фиксированное выходное напряжение: 5, 9 или 12 вольт. Но есть устройства с регулировкой. Их можно установить на желаемое напряжение в определенных доступных пределах.

Большинство стабилизаторов рассчитаны на определенный максимальный ток, который они могут выдержать.Если это значение будет превышено, стабилизатор выйдет из строя. Инновационные стабилизаторы оснащены блокировкой по току, которая обеспечивает отключение устройства при достижении максимального тока в нагрузке и защищена от перегрева. Вместе со стабилизаторами, поддерживающими положительное значение напряжения, есть устройства, работающие с отрицательным напряжением. Они используются в биполярных источниках питания.

Регулятор 7805 выполнен в корпусе, аналогичном транзистору. На рисунке показаны три контакта.Он рассчитан на 5 вольт и 1 ампер. В корпусе есть отверстие для крепления стабилизатора к радиатору. Модель 7805 — это устройство с положительным напряжением.

Зеркальное отображение этого регулятора является его аналогом 7905 для отрицательного напряжения. На корпусе будет положительное напряжение, на входе будет получено отрицательное значение. -5 В. снимается с выхода. Чтобы стабилизаторы работали в штатном режиме, на вход необходимо подать 10 вольт.

Распиновка

Стабилизатор 7805 имеет распиновку, как показано на рисунке.Общий вывод подключен к корпусу. Это играет важную роль при установке устройства. Последние две цифры указывают напряжение, создаваемое микросхемой.

Стабилизаторы питания микросхем

Рассмотрим способы подключения к питанию цифровых устройств собственного производства на микроконтроллерах. Любое электронное устройство требует правильного подключения к источнику питания для нормальной работы. Блок питания рассчитан на определенную мощность. На его выходе установлен конденсатор значительной емкости для выравнивания импульсов напряжения.

Источники питания без стабилизации, используемые для маршрутизаторов, сотовых телефонов и другого оборудования, не могут быть напрямую объединены с питанием микроконтроллеров. Выходное напряжение этих устройств варьируется и зависит от подключенной мощности. Исключением из этого правила является зарядное устройство для смартфона с USB-портом на 5 В.

Схема стабилизатора, совмещенного со всеми микросхемами этого типа:

Если разобрать стабилизатор и посмотреть его внутренности, то схема будет выглядеть так:

Для электронных устройств, не чувствительных к погрешности напряжения, такое устройство подходит.Но для точного оборудования требуется качественная схема. В нашем случае стабилизатор 7805 выдает напряжение в диапазоне 4,75-5,25 В, но токовая нагрузка не должна быть больше 1 А. Нестабильное входное напряжение колеблется в диапазоне 7,5-20 В. В этом случае на выходе величина будет постоянно равна 5 Ом. В этом преимущество стабилизаторов.

При увеличении нагрузки, которую может отдавать микросхема (до 15 Вт), лучше предусмотреть охлаждение устройства вентилятором с установленным радиатором.

Схема рабочего стабилизатора:


Технические характеристики

  • Максимальный ток 1,5 А.
  • Диапазон входного напряжения до 40 вольт.
  • Выход — 5 В.

Во избежание перегрева стабилизатора необходимо поддерживать минимальное входное напряжение микросхемы. В нашем случае входное напряжение 7 вольт.

Чип рассеивает лишнюю мощность на себе. Чем выше входное напряжение на микросхеме, тем больше потребляемая мощность, которая преобразуется в нагрев корпуса.В результате микросхема перегреется и сработает защита, прибор выключится.

Стабилизатор напряжения 5 вольт

Такое устройство отличается от аналогичных устройств простотой и приемлемой стабилизацией. В нем используется микросхема K155J1A3. Этот стабилизатор использовался для цифровых устройств.


Устройство состоит из рабочих блоков: пускового устройства, источника опорного напряжения, схемы сравнения, усилителя тока, транзисторного ключа, индуктивного накопителя энергии с диодным переключателем, входных и выходных фильтров.

После подключения блока питания начинает работать пусковой агрегат, который выполнен в виде стабилизатора напряжения. На эмиттере транзистора появляется напряжение 4 В. Диод VD3 закрыт. В результате включаются опорное напряжение и усилитель тока.

Транзисторный ключ закрыт. На выходе усилителя формируется импульс напряжения, открывающий ключ, пропускающий ток к накопителю энергии. В стабилизаторе включается цепь отрицательного включения, устройство переходит в рабочий режим.

Все бывшие в употреблении детали тщательно проверяются. Перед установкой резистора на плату его значение принимают равным 3,3 кОм. Стабилизатор сначала подключают на 8 вольт при нагрузке 10 Ом, затем при необходимости выставляют на 5 вольт.

В этой статье мы рассмотрим возможности и способы питания собранных нами цифровых устройств, в частности на. Ни для кого не секрет, что залог успешной работы любого устройства — его правильное питание. Конечно, источник питания должен обеспечивать мощность, необходимую для питания устройства, иметь на выходе большой электролитический конденсатор для сглаживания пульсаций, и желательно, чтобы он был стабилизирован.

Последнее, я особо подчеркну, различные нестабилизированные источники питания, такие как зарядные устройства от сотовых телефонов, роутеров и подобного оборудования, не подходят для питания микроконтроллеров и других цифровых устройств напрямую. Поскольку напряжение на выходе таких блоков питания меняется в зависимости от мощности подключенной нагрузки. Исключение составляют стабилизированные зарядные устройства с выходом USB, которые выдают 5 вольт, как зарядка от смартфонов.


Многие начинающие изучать электронику, да и просто те, кому просто интересно, думаю, были шокированы тем фактом: на адаптере питания, например, от приставки Dandy , и любой другой подобной нестабилизированной можно написать 9 вольт постоянного тока (или d.В.), А при измерениях мультиметром с подключенными к контактам вилки блока питания щупами на экране мультиметра всего 14, а то и 16. Такой блок питания можно при желании использовать для питания цифровых устройств, но необходимо собрать стабилизатор на микросхеме 7805 или КРЕН5. Ниже на фото микросхема L7805CV в корпусе ТО-220.


Такой стабилизатор имеет простую схему подключения, из обвеса микросхемы, то есть из тех деталей, которые необходимы для его работы, нам понадобится всего 2 керамических конденсатора 0.33 мкФ и 0,1 мкФ. Схема подключения многим известна и взята из Даташита на микросхему:

Соответственно на вход такого стабилизатора подаваем напряжение, либо подключаем к плюсу блока питания. А минус подключаем к минусу микросхемы, и подаем прямо на выход.


И получаем на выходе нужные нам стабильные 5 вольт, к которым при желании, если сделать соответствующий разъем, можно подключить кабель USB и зарядить свой телефон, мп3 плеер или любое другое устройство, которое можно заряжать от USB-порт.


Стабилизатор понижения с 12 до 5 вольт — диаграмма

Автомобильная зарядка с выходом USB всем давно известна. Внутри он устроен по такому же принципу, то есть стабилизатор, 2 конденсатора и 2 разъема.


В качестве примера для тех, кто хочет собрать аналогичное зарядное устройство своими руками или починить имеющееся, приведу его схему, дополненную индикацией включения на светодиодах:


Распиновка микросхемы 7805 в корпусе ТО-220 представлена ​​на следующих рисунках.При сборке следует помнить, что распиновка микросхем в разных корпусах разная:


При покупке микросхемы в радиомагазине следует попросить стабилизатор, как L7805CV в корпусе ТО-220. Эта микросхема может работать без радиатора при токе до 1 ампера. Если требуется работа на больших токах, микросхему необходимо установить на радиатор.

Конечно, эта микросхема существует и в других корпусах, например ТО-92, знакомом каждому по маломощным транзисторам.Этот регулятор работает при токах до 100 миллиампер. Минимальное входное напряжение, при котором начинает работать регулятор, составляет 6,7 вольт, стандартное от 7 вольт. Фотография микросхемы в корпусе ТО-92 представлена ​​ниже:

Распиновка микросхемы в корпусе ТО-92, как уже было написано выше, отличается от распиновки микросхемы в корпусе ТО-220. Мы можем видеть это на следующем рисунке, поскольку из него становится ясно, что ножки зеркально отражены по отношению к TO-220:


Конечно, выпускаются стабилизаторы на разные напряжения, например 12 вольт, 3.3 вольта и другие. Главное не забывать, что входное напряжение должно быть минимум на 1,7 — 3 вольта больше выходного.

Микросхема 7833 — схема

На следующем рисунке показана распиновка стабилизатора 7833 в корпусе ТО-92. Такие стабилизаторы используются для питания дисплеев, карт памяти и других периферийных устройств в устройствах на микроконтроллерах, которым требуется более низкое напряжение, чем 5 В, основное питание микроконтроллера.


Стабилизатор для блока питания МК

Я использую стабилизатор в корпусе для питания устройств, собранных и отлаженных на макетной плате на микроконтроллерах, как на фото выше.Питание осуществляется от нерегулируемого адаптера через разъем на плате устройства. Его принципиальная схема показана на рисунке ниже:


При подключении микросхемы необходимо строго соблюдать распиновку. Если ноги перепутались, достаточно даже одной активации, чтобы стабилизатор отключился, поэтому при включении нужно быть осторожным. Автор материала AKV.

Купил колонки на JD на сток — вот мой обзор на них — Переделал усилитель на колонках на копеечный модуль D-класса на PAM8403.Динамики стали громче играть, появился типичный бас. Удовлетворен. Но возникла одна проблема — если питание колонок подавалось от обычной (импульсной) зарядки на 5В, то были большие искажения мощности. Еще можно было слушать на низкой громкости, но невозможно на высокой. Решил перепаять блок питания с линейной стабилизацией.


Схема такого блока питания проста:


Первый импульс — купить все детали в местной «Электронике» и быстро распаять схему БП на макетной плате.Посчитал только цену на детали стабилизатора — получилось около 700 рублей. Жаба задушена. Посмотрим готовые варианты на Али и Эби. Здесь все шоколадное. Есть копеечные конструкторы (паять на печатную плату самостоятельно), есть готовые модули за 110 руб. Купил в итоге на ебее — там дешевле было. На это ушло около трех недель. С радиатора болтался стабилизатор — прикрутил плотно.

Остальные детали — трансформатор, предохранитель, корпус, кнопка включения, ножки под корпусом, разъем USB в «Электронике».На все ушло около 500 руб.

Характеристики модуля и стабилизатора LM7805:

1. Размер платы. 57 мм * 23 мм

2. Полярность входного напряжения входного напряжения, диапазон переменного и постоянного тока. 7,5-20В

3. Выходное напряжение 5В

4. Максимальный выходной ток. 1.2A

5. Предусмотрено фиксированное отверстие под болт, удобная установка

Как видите, на модуль может подаваться напряжение от 7,5В до 20В. Выход 5В.

Внутренний стабилизатор довольно сложный:

Трансформатор купил такой ТП112 (7.2 Вт) 2 * 12В хх —


Взял вот эту кнопку включения 220В — довольно большую.

Кнопка с фиксацией и подсветкой. Как подключить подсветку при нажатии — не понимаю (подскажите, кто знает?). Сделал без подсветки.

Собрал стенд для тестирования:


Колонки играют без искажений на максимальной громкости. В БП ничего сильно не греется. Цель достигнута:


Пробовал зарядить телефон — тока 0.5А


С резистором на 1 А все совсем печально:


Вывод — данный блок питания нельзя использовать в качестве зарядного устройства. Видимо трансформатор нужно ставить посильнее.

Собрал все в чемодан:


Сверху проделал дырку, чтобы на модуле был виден светодиодный индикатор для индикации работы.

Схем

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *