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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Свободное время пагубно влияет на человека 23.01.2023 Оптимальный вариант ничего не делать - не больше двух часов в день. Американские исследователи из Калифорнийского и Пенсильванского университетов выяснили, что избыток свободного времени негативно влияет на человека. В частности, на чувство его благополучия. Ученые проанализировали данные двух опросов более 35 тысяч американцев. В которых участники детально рассказывали о том, чем они занимались в течение предыдущих суток и как это на них отражалось. Оказалось, что самочувствие улучшалось с увеличением свободного времени, однако его было не больше, чем два часа. А вот после пяти часов свободного времени самочувствие наоборот ухудшалось. Также было проведено два онлайн-эксперимента, в которых приняли участие свыше шести тысяч человек. В течение шести месяцев каждый участник получал от 15 минут до семи часов свободного времени. Эксперимент показал, что у людей с минимальным и максимальным временем самочувствие оказалось хуже.

Другие интересные новости:

▪ Разъем USB Type-C стал евростандартом

▪ Шлем для ранней диагностики инсульта

▪ Секретная микроволновка

▪ Интегральный четырехканальный УНЧ Toshiba TCB701FNG

▪ Доктор, который всегда с тобой

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Дозиметры. Подборка статей

▪ статья Жан Боден. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какой смысл имеет чередование цветных и черно-белых сцен в фильме Дядя Ваня? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Elekta. Справочник

▪ статья Зарядное устройство от солнечных батарей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цветы лотоса. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025