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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Микросхема TCPP01-M12 для защиты линий USB type-C 01.12.2019 Компания STMicroelectronics представила новую микросхему - TCPP01-M12. Она имеет защиту от перенапряжения по линии питания VBUS до 22 В с использованием внешнего N-канального MOSFET, защиту по линиям конфигурации канала (CC), а так же ESD-защиту четвертого уровня в соответствии со стандартом IEC61000-4-2. В TCPP01-M12 организована защита от перенапряжения при коротком замыкании между VBUS и линиями CC, которое может возникнуть при подключении или извлечении кабеля. Также в TCPP01-M12 встроена логика управления питанием устройства с разряженным аккумулятором, в соответствии со спецификацией USB PD. В случае, когда микросхема устанавливается на Sink-устройстве (приемнике), ее питание может осуществляться от выводов GPIO 3.3 В микроконтроллера. В этом случае, в режиме "отключенного кабеля", микросхема отключается. Данный режим позволяет продлить жизнь аккумулятора. TCCP01-M12 также может изменять режимы питания в соответствии со спецификацией USB Power Delivery. Ключевые особенности: поддержка до 22 В по линии VBUS с защитой от перенапряжения; защита линий конфигурации канала (СС) от короткого замыкания с VBUS; ESD-защита; встроенный индикатор разряженной батареи в соответствии с протоколом USB PD. корпус QFN12 3х3 мм.

Другие интересные новости:

▪ Клавиатура навалом

▪ PHILIPS DVP 630: бюджетный DVD-проигрыватель для российского рынка

▪ Автомобиль не должен ездить бесшумно

▪ Сжатый свет для цветных фотографий наноматериалов

▪ Смарт-браслет Sony SmartBand

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструкции по эксплуатации. Подборка статей

▪ статья Каши не сваришь. Крылатое выражение

▪ статья Почему все планеты выглядят неодинаково? Подробный ответ

▪ статья Проведение демонстрационных опытов по химии. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Регулятор мощности на микроконтроллере Z8. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Однотактные преобразователи с высоким КПД, 12/220 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026