Вторая профессия электрокардиографа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электроника в медицине

 Комментарии к статье

В процессе создания любительских конструкций могут потребоваться приборы и оборудование, приобрести которые зачастую непросто. В таких случаях на помощь приходит смекалка, и умельцы делают все необходимое своими руками. Мы расскажем о том, как можно сделать самый настоящий самописец-терморегистратор из старого электрокардиографа типа ЭК1Т-03М (рис. 1).

Этот прибор может потребоваться для измерения и регистрации температуры конкретной области (детали) в течение некоторого времени. Поясним на примере. Собирая мощный компьютер своими руками, вы можете столкнуться с проблемой перегрева процессора. Для его охлаждения потребуется система охлаждения, которая заведомо исключит риск выхода из строя "компьютерного мозга". Хорошо, если вы владеете соответствующей методикой расчетов. А если нет? Можно, конечно, сразу включить компьютер и посмотреть - "сгорит" процессор или нет?

Вряд пи вас удовлетворит печальный исход такого эксперимента... Гораздо лучше проверить работоспособность системы охлаждения в модельных условиях, измеряя рост температуры радиатора, с которым впоследствии будет контактировать процессор. Используя при этом модельный источник тепла и терморегистратор, вы легко сможете подобрать параметры конструкции, при которых процессор будет гарантирован от перегрева.

Рис. 1. Внешний вид прибора: 1 - кнопка включения сети; 2 - индикатор включения сети; 3 - регулятор накала пера; 4 - вилка для подключения кабеля отведений; 5 - переключатель отведений; 6 - регулятор смещения пера; 7 - кнопка калибровки; 8 - кнопка переключения скорости; 9 - кнопка успокоения; 10 - кнопка записи; 11 - переключатель чувствительности

Полезно упомянуть о принципе действия самодельного терморегистратора. В технике хорошо известны способы измерения температур при помощи термоэлектрических термометров (термопар). Термопара представляет собой два проводника из различного материала, составляющих общую электрическую цепь (см. рис. 3). Если температуры мест соединений (спаев) термопары неодинаковы, то возникает термо-ЭДС - и по цепи протекает ток. Термо-ЭДС тем больше, чем больше разность температур спаев. Соединив термопару с самописцем, получим устройство, позволяющее фиксировать изменения температур с течением времени.

Одноканальный электрокардиограф ЭК1Т-03М неплохо подходит для целей регистрации термо-ЭДС термопар. Действительно, электрокардиограф предназначен для измерения напряжений в диапазоне от 0,03 до 4 милливольт (мВ). Чувствительность прибора устанавливается переключателем и может составлять 5, 10 и 20 мм/мВ. При скорости движения ленты самописца в 25 мм/с рулона термобумаги 50-метровой длины (рис. 2) хватает примерно на полчаса непрерывной работы, что для любительских целей более чем достаточно.

Рис. 2. Рулон термобумаги длиной 50 метров обеспечивает 30 минут непрерывной записи показаний прибора

Использование электрокардиографа как регистратора температуры, по сути, не требует никаких переделок. Необходимо только иметь дополнительно одну или несколько термопар и знать, как выполнить все необходимые подключения. Несмотря на то, что к электрокардиографу обычно прилагается инструкция, остановимся на некоторых основных моментах, важных с точки зрения измерения температур.

Прежде всего, необходимо подключить к прибору сетевой кабель и так называемый "кабель отведений", обычно состоящий из пяти проводов разного цвета. Согласно инструкции, при измерении кардиограмм провода кабеля отведений подсоединяются к электродам: R красный - на правой руке; L желтый - на левой руке; F зеленый - на левой ноге; N черный - на правой ноге; С белый - на грудной клетке. Для измерения температур будем использовать пары проводов, соответствующие трем стандартным отведениям: 1. R красный - L желтый (рука - рука); 2. R красный - F зеленый (правая рука - левая нога); 3. L желтый - F зеленый (левая рука - левая нога).

На верхней панели прибора есть переключатель, который устанавливает режим измерений по конкретному номеру отведения.

Устанавливаем переключатель в положение 1-го отведения и подсоединяем к красному и желтому проводам выводы термопары. Места соединения проводов и термопар опускаем в термос со льдом (ниже мы поясним, для чего это делается). Аналогично подсоединяются термопары для двух других отведений - к ним имеются соответствующие положения переключателя. Терморегистратор почти готов к работе.

Где взять термопару? Изготовить ее можно и самостоятельно по технологии, многократно описанной в технической литературе, и останавливаться на этом подробно вряд ли имеет смысл. Но если у вас есть мультиметр, то посмотрите внутрь его фирменной упаковки. Многим и невдомек, что прилагаемый к прибору двойной тонкий провод в белой оплетке с крошечным шариком на конце как раз и является термопарой.

Перед тем как производить запись показаний термопар с помощью терморегистратора, следует оценить диапазон возможных измерений температуры. Вспомним - электрокардиограф ЭК1Т-03М предназначен для измерения напряжений в диапазоне от 0,03 до 4 милливольт (мВ). При этом термо-ЭДС хромель-копелевых термопар в диапазоне температур от 0 до 100°С меняется от 0 до 6,9 мВ. То есть такими термопарами, в данном случае, логично измерять температуры в несколько десятков градусов. Термо-ЭДС хромель-алюмелевых термопар в диапазоне температур от 0 до 100°С меняется от 0 до 4,09 мВ. Следовательно, появляется возможность регистрировать с помощью электрокардиографа температуры уже до 100°С. Если же использовать специальные платинородиевые термопары, то верхний предел определяемой температуры приблизится к 500°С.

При измерениях с помощью термопар необходимо помнить о поправке на холодный спай (рис. 3).

Рис. 3. Типы термопар: 1 - горячий спай; 2 - холодный спай; 3 - холодные спаи (хромель; алюмель; медь)

Дело в том, что в процессе измерения температуры один спай цепи термопары, так называемый холодный спай, должен находиться при 0°С (в термосе со льдом), а другой - горячий спай - в среде, температуру которой надо измерить. Таблицы термо-ЭДС различных термопар составлены именно для случая, когда холодный спай находится при 0°С. Если по каким-либо причинам не удается поместить холодный спай в среду с температурой 0°С и он находится при комнатной температуре (например, при 20°С), то в этом случае возникающая термо-ЭДС соответствует разности температур горячего и холодного спаев и при определении температуры нужно ввести так называемую поправку на холодный спай. Для этого следует измеренную термо-ЭДС сложить с термо-ЭДС, соответствующей температуре холодного спая (20°С), и по полученному значению определить температуру, используя табличные данные.

Перед включением прибора необходимо установить в отсек лентопротяжного механизма рулон регистрирующей термобумаги. Запись сигнала будет производиться специальным тепловым пером, которое в процессе работы нагревается примерно до 300°С. Электрокардиограф имеет специальную кнопку калибровки "1mV", нажатие которой позволит записать на ленту специальные калибровочные сигналы, указывающие на чувствительность прибора (рис. 4). Кнопкой "М" запускается лентопротяжный механизм регистратора и тепловое перо записывает на ленте изменение термо-ЭДС термопары.

Рис. 4. Запись калибровочного сигнала 10 мм/мВ

На рис. 5 приведена запись показаний хромель-копелевой термопары при ежесекундном опускании ее в емкость с подогретой водой. Хорошо видны рост и падение температуры горячего спая при установленной чувствительности и калибровочном сигнале 10 мм/мВ. Самописец-регистратор температуры на базе старого кардиографа работает.

Рис. 5. Запись колебаний температуры в 10-15 градусов

Литература

1. Электрокардиограф ЭК1Т-03М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 2-я редакция, 1985 г.
2. Теория и техника теплофизического эксперимента, Москва, Энергоатомиздат, 1985 г.
3. Зубарев В., Александров А., Охотин В. Практикум по технической термодинамике, Москва, Энергоатомиздат, 1986 г.

Смотрите другие статьи раздела Электроника в медицине.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Побит рекорд температуры замерзания воды 01.01.2022 Знание того, как и почему вода превращается в лед, необходимо для понимания широкого спектра природных процессов. На колебания климата, динамику облаков и круговорот воды влияет трансформация воды и льда, как и на животных, живущих в условиях замерзания. Древесные лягушки, например, переживают зиму на суше, позволяя своим телам замерзать. Это позволяет им выходить из спячки быстрее, чем виды, зимующие глубоко под водой, не замерзая. Но кристаллы льда могут разрывать клеточные мембраны, поэтому животным, которые используют эту технику, необходимо найти способ предотвратить образование льда в их клетках и тканях. Лучшее понимание того, как замерзает вода, может привести к лучшему пониманию этих экстремальных видов. Хотя эмпирическое правило гласит, что температура воды замерзает при 0 градусов по Цельсию, вода может оставаться жидкой в диапазоне низких температур при определенных условиях. До сих пор считалось, что этот диапазон остановился на отметке минус 38 градусов по Цельсию. Чуть ниже - и вода должна замерзнуть. Иследователям впервые удалось удерживать капли воды в жидком состоянии при температуре до -44 градуса по Цельсию. Открытию помогли очень маленькие капельки и очень мягкая поверхность. Они начали с капель размером от 150 нанометров, размером чуть больше частицы вируса гриппа, до двух нанометров, кластера всего из 275 молекул воды. Такой диапазон размеров капель помог исследователям раскрыть роль размера в преобразовании воды в лед. Поскольку практически невозможно наблюдать процесс замерзания в таких небольших масштабах, исследователи использовали меры электропроводности - поскольку лед более проводим, чем вода - и свет, излучаемый в инфракрасном спектре, чтобы уловить точный момент и температуру, при которых капли трансформируются из вода для льда. Обнаружено, что чем меньше размер капли, тем холоднее она должна быть для образования льда, а для капель размером 10 нанометров и меньше скорость образования льда резко падает. В мельчайших каплях, которые они измерили, лед не образовывался, пока вода не достигла -44 ° C. Это открытие может иметь большое значение для предотвращения обледенения искусственных материалов, таких как авиационные и энергетические системы, сказал Гасеми. Если вода на мягких поверхностях замерзает дольше, инженеры могут включить в свои конструкции смесь мягких и твердых материалов, чтобы на этих поверхностях не образовывался лед.

Другие интересные новости:

▪ 19" LCD дисплей от Buffalo Corporation

▪ Однокристальная система Exynos 9611

▪ Маска-респиратор Xiaomi Chi Light Haze Mask

▪ Измерена температура фотосферы красных сверхгигантов

▪ Сверхсильные искусственные мышцы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана и безопасность. Подборка статей

▪ статья Срывать цветы удовольствия. Крылатое выражение

▪ статья Какое американское государство получило название в результате ошибки картографов? Подробный ответ

▪ статья Капуцин клубневой. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ядровые мыла. Простые рецепты и советы

▪ статья Букет из трубки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026