пьезоэлектрический преобразователь. Звуковое давление при переходе из биотканей на стальную мембрану,
согласно, возрастает приблизительно в 2 раза. Отсутствие воздушной прослойки снижает эффект нелинейности АЧХ.
Наряду с преобразователями звукового давления, в устройствах электронной аускультации для регистрации звуков жизнедеятельности применяются преобразователи колебательного ускорения - акселерометры.
Главными достоинствами таких преобразователей является линейность АЧХ в широком диапазоне частот.
18. Электродинамический микрофон, принцип действия.
Сильный кольцевой постоянный магнит(1) создает в узком кольцевом зазоре(2) равномерное магнитное поле. В зазоре(2) помещена обмотка или катушка(3), подвешенная на легком кольцевом каркасе (4). (3) + (4) –
подвижная механическая система преобразователя. Колеблясь вдоль зазора,
катушка не должна касаться магнитной системы.
1. Режим динамика Если к подвижной катушке подвести переменный ток,
то взаимодействуя с магнитным полем постоянного магнита, он вызовет механическую силу, которая будет колебать катушку (катушка производит вынужденные колебания в поле постоянного магната под. действием силы Ампера). Если к катушке подсоединить легкую диафрагму или поршень, то преобразователь будет совершать механическую работу, преодолевая механическое сопротивление подвеса и сопротивление излучения звука в воздух.
2. Режим микрофона Механическое воздействие на диафрагму вызовет движение катушки в магнитном поле и, соответственно, наведение токов через обмотку катушки (явление электромагнитной индукции). Т. О. электродинамические преобразователи являются обратимыми.
19. Пикфлоуметрия и спирометрия. Механические измерительные преобразователи расхода газов, принцип работы Пикфлоуметрия - метод определения, с какой максимальной скоростью
может выдохнуть человек, другими словами это способ оценки степени сужения воздухоносных путей (бронхов). Данный метод обследования важен людям, страдающими затрудненным выдохом, в первую очередь людям с диагнозом бронхиальная астма, и позволяет оценивать эффективность проводимого лечения.
Спироме́трия (спирогра́фия) — метод исследования функции внешнего дыхания, включающий в себя измерение объёмных и скоростных показателей дыхания.
Механические измерительные преобразователи расхода газов
Механические измерительные преобразователи потока газов работают на принципе физического воздействия жидкости или газа на измерительный элемент, например на крыльчатку турбины. Турбинные измерительные преобразователи измеряют средний объемный расход жидкости или газа. При этом на чувствительный элемент действует гидродинамическая сила F
движущегося потока воздуха, вызывая вращение ротора турбины
(крыльчатки). Подсчет количества вращений турбины может осуществляться электронным (тензодатчики) или фотоэлектрическим способами. Подобный
прибор дает возможность получить запись кривой объемов вдоха (выдоха) в
виде экстремальных значений за каждый дыхательный цикл.
20. Тензометрические измерительные преобразователи расхода газов, принцип работы. Расходомеры, основанные на изменении температуры чувствительного элемента ИП.
Расходомеры, основанные на изменении температуры чувствительного элемента ИП.
В английском языке данные датчики носят названия hot wire. В струю воздуха помещается нагретый термистор. При увеличении скорости потока происходит охлаждение/нагревание чувствительного элемента (к примеру,
известно, что при холодной ветреной погоде ощущение холода сильнее при равных температурах воздуха. Изменение сопротивления термистора,
вызванное этим охлаждением, связано со скоростью воздушного потока.
Недостатками термокондуктометрического датчика являются нелинейность передаточной характеристики, высокая инерционность, низкая чувствительность и точность, сложности в определении направления потока воздуха. Кроме того, материал терморезистора крайне неустойчив к санитарной обработке и механическим повреждениям. К преимуществам этого типа датчиков следует отнести крайне малое сопротивление потоку воздуха. Наиболее распространены данные датчики в наркознодыхательной аппаратуре, в частности в аппаратах фирма Draeger.
21. Расходомеры, основанные на определении дифференциального давления.
Расходомеры, основанные на определении дифференциального давления
Принцип действия подобных устройств основан на изменении давления в
воздушном потоке при наличии аэродинамического сопротивления этому потоку. Такие устройства применяются довольно часто, так как имеют почти линейные характеристики и позволяют производить измерения с приемлемой
точностью. При прохождении потока воздуха через некоторое
сопротивление (сетка, сужение трубки и т.д.) возникает перепад давления в
потоке. Разность давлений зависит от скорости потока. Чтобы обеспечить
ламинарность потока, используют резистивные элементы либо в виде набора капиллярных трубочек (трубки Лилли), либо в виде каналов (пневмотахометр Флейша), размещенных вдоль оси потока. Самым точным клиническим измерителем скорости воздушного потока является пневмотахометр Флейша.
В таких пневмотахометрах скорость воздушного потока определяется как
Q = P/R, где |
P - падение давления на участке аэродинамического |
сопротивления. |
При этом предполагается, что R (радиус) остается |
постоянным. Для регистрации разности давлений перед резистивным элементом и последнего рационально использовать преобразователи дифференциального давления (ПДД), преобразующие разность давлений в электрический сигнал. Так как сопротивление воздуху резистивного элемента трубки Флейша мало, разность давлений на входе и на выходе трубки Флейша при дыхательных маневрах не превышает 200 Па. Для регистрации такой разности давлений необходимо использовать датчик с высоким уровнем чувствительности. Сопротивление
может значительно возрастать в результате накопления конденсированных водяных паров, содержащихся в выдыхаемом воздухе. Для устранения этого недостатка осуществляют нагрев элемента пневмотахометра. Однако при нагревании элемента изменяется температура воздуха (соответственно,
меняется и давление) и соответственно требуется калибровка ИП
(значительный минус).
22. Требования, предъявляемые к ИП потока воздуха. Ультразвуковые датчики для определения характеристик потока воздуха.
ИП скорости воздушного потока должны удовлетворять следующим требованиям:
Малое аэродинамическое сопротивление, чтобы не оказывать заметного влияния на акт дыхания.
Способность выдерживать высокое давление в воздухоносных путях, создаваемое при искусственной вентиляции легких .
Малый объем мертвого пространства.
