Попри профіль діяльності, а саме підготовку фахівців із прикладної механіки, кафедра технологій та обладнання машинобудівних виробництв (ТОМВ) Черкаського державного технологічного університету із кожним роком підвищує рівень та розширює межі своєї творчої і науково-технічної діяльності.
Так, з 2016 року, студенти і викладачі результативно моделюють, виготовляють і самостійно програмують прилади і пристрої різного призначення, в основу яких покладено схеми цифрової обробки інформації. Як приклад, наводимо деякі результати:
У 2016 році к.т.н Євген Хижняк, студенти-бакалаври і студенти-магістри виготовили настільний 3D-принтера для навчальних і виробничих цілей;
Упродовж 2017-2019 років провідний інженер Петро Дмитренко, старший викладач Сергій Мацепа, студенти-бакалаври і студенти-магістри спроектували та виготовили діючі настільні моделі роботів маніпуляторів для перенесення і складання деталей, лазерного виготовлення сіток для штрих-кодів, лазерного маркування та нанесення логотипів і емблем на металеві і неметалеві матеріали;
Протягом 2019-2020 років старший викладач Аліна Крейда та студенти-магістри спроектували, виготовили та запрограмували 3D-сканер і 3D-принтер;
У 2020 році провідний інженер Петро Дмитренко та студенти-магістри відтворили медичний контрольно-діагностичний прилад «пульсоксиметр».
Знайомимо з новою розробкою кафедри технологій та обладнання машинобудівних виробництв:
Згідно з вікіпедією, пульсоксиметр (англ. pulseoximeter) — медичний контрольно-діагностичний прилад для неінвазивного вимірювання пульсу та рівня насичення киснем капілярної крові (пульсоксиметрія). Існує багато патологій, протікання яких супроводжується хронічною недостачею кисню у крові (гіпоксією). У такому випадку показник рівня кисню у крові потребує постійного спостереження.
Принцип дії пульсоксиметра.
Кисень у крові людини переноситься гемоглобіном. Одна молекула гемоглобіну може нести до чотирьох молекул кисню, після чого вона стає «насиченою» киснем, при цьому насиченість (сатурація) гемоглобіну 100%. Велика частина гемоглобіну в крові зв'язується з киснем під час її проходження через легені. Здорова людина з нормально функціонуючими легенями при диханні повітрям на рівні моря матиме насичення артеріальної крові киснем 95% - 100%. Артеріальна кров виглядає яскраво-червоною, в той час як венозна - темно-червоною. Різниця в кольорі пов'язана з різницею в насиченні гемоглобіну киснем.
Принцип оксиметрії полягає в наступному. Гемоглобін, який не містить кисню, інтенсивно поглинає червоне світло, слабо затримуючи інфрачервоне. Гемоглобін, кожна молекула якого містить чотири молекули кисню, добре поглинає інфрачервоне випромінювання, слабо затримуючи червоне. За співвідношенням червоного та інфрачервоного світла, що дійшло від джерела випромінювання до фотодетектора через ділянку тканини (наприклад, палець) визначається ступінь насичення гемоглобіну крові киснем - сатурація.
Пульсоксиметр має датчик, в якому знаходяться лазери, що випромінюють світло двох довжин хвиль - 660 нм (червоне світло) і 940 нм (інфрачервоне світло). При накладанні пальця людини на датчик світлові промені проходять через тканини від однієї частини датчика до іншої. Кров і тканини поглинають певну кількість світла, яка залежить від насичення гемоглобіну крові киснем. Фотодетектор вловлює світло, що пройшло через тканини, а мікропроцесор розраховує рівень сатурації.
Проходячи через кров і тканини, світловий сигнал має пульсуючий характер, тому що з кожним серцевим скороченням змінюється об’єм кровоносних судин. За кількістю коливань прилад визначає пульс людини.
Результати розрахунків пульсу (уд/хв) та насичення крові киснем (%) виводяться на дисплей пульсоксиметра.
Рис. 1. Загальний вигляд моделі пульсоксиметра
1 – Мікроконтролер; 2 – Датчик рівня насичення крові киснем (цифра відповідає %); 3 – Дисплей; 4 – Живлення від USB порту
На теперішній час, кафедра технологій та обладнання машинобудівних виробництв пропонує бажаючим ознайомитися з фізичними і технічними особливостями приладу «Пульсокси́метр» та зацікавленим особам почати роботи з його подальшого удосконалення.
Науковці кафедри констатують, що спільна робота із студентами, викладачами зі спеціальності «Прикладна механіка» та зацікавленими особами спрямована на:
1. Дотримання здорового образу життя та реагування на небезпечні прояви ситуацій і хвороб.
2. Покращення мотивації щодо набуття компетентностей при виконанні навчального плану.
3. Розширення технічного кругозору шляхом опанування суті з актуальних питань інших галузей: приладобудування, медичних приладів і систем, комп’ютерного програмування роботів-маніпуляторів тощо.
4. Підвищення рівня особистої теоретичної і практичної підготовки для виконання інженерних і науково-технічних завдань різної складності на підприємствах України і за кордоном.