![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Компьютеры, Программирование
Компьютеры и периферийные устройства
Розробка конструкції вимірювального перетворювача частоти дихання |
ЗАВДАННЯ НА САМОСТІЙНУ РОБОТУ Варіант №20 Розробити конструкцію вимірювального перетворювача частоти дихання. Частота дихання: 20-120 разів в хвилину; Робочий діапазон температур: -45 45оС АНОТАЦІЯ Самостійна робота. Розробка конструкції вимірювального перетворювача частоти дихання. Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, факультет контрольно-вимірювальних та радіокомп'ютерних систем, кафедра біотехнічних систем, група Тернопіль: ТНТУ 2010. Сторінок - 32, джерел - 5, рисунків - 8. Ключові слова: Пневмограма, дихання, давач, вимірювальний перетворювач, котушка, магнітна індукція. В даній самостійній роботі розроблена конструкція та розраховані параметри індукційного вимірювача лінійних переміщень. Розраховані основні параметри давача та сформульовані рекомендації щодо підключення давача та обробки даних. СПИСОК СКОРОЧЕНЬ БСЛ – закон Біо-Савара-Лапласа; ВП – вимарювальний перетворювач; ЕРС – електрорушійна сила. ЗМІСТ Вступ 1. Пневмографічні методи дослідження 1.1 Пневмограф з повітряною передачею 1.2 Імпедансний метод 1.3 Реєстрація зміни температури вдихуваного/видихуваного повітря 1.4 Індукційний вимірювач лінійних переміщень 1.5 Вимірювання деформації грудної клітки за допомогою тензорезистора 2 Типи дихання, частота, глибина, характер дихальних рухів 3. Побудова схеми первинного вимірювального перетворювача та розрахунок параметрів 3.1 Побудова функціональної схеми ВП 3.2 Розрахунок характеристик передаючої та приймальної котушок 3.3 Виведення рівняння перетворювача 3.4 Обчислення похибки вимірювання 3.5 Обчислення температурної похибки 4 Конструювання первинного вимірювального перетворювача 4.1 Визначення діаметру дроту обмоток 4.2 Визначення довжини дроту 4.3 Розробка та опис конструкції вимірювального перетворювача Висновки Список використаної літератури Додатки ВСТУП. АКТУАЛЬНІСТЬ ВИБРАНОЇ ТЕМИ В клінічних дослідженнях та обстеженнях досить часто потрібно виміряти такий параметр як частоту дихання. Для кращого відображення параметрів дихання на реєструючому пристрої записується крива дихання, що дає можливість побачити глибину, ритмічність, оцінити частоту дихання та, частково об'єм вдихуваного повітря. Дана процедура має назву пневмографія. Пневмографія (від грецьк. p evma - дихання і grapho - пишу) - запис (реєстрація) дихальних рухів людини і тварин. Пневмографія широко застосовується в експериментальних і клініко-фізіологічних дослідженнях для отримання відомостей про характер дихальних рухів, регуляцію зовнішнього дихання і його порушення при різних захворюваннях і патологічних станах. Ще одна галузь застосування пневмографічного дослідження - в детекторах брехні (поліграфах). Ще в 1914 році професор австрійського університету в Граце італієць Вітторіо Бенуссі, вивчаючи проблеми психофізики, опублікував дані своїх досліджень динаміки процесу дихання, які показують, що частота, глибина дихальних циклів і відношення тривалості вдиху до тривалості видиху міняється, коли обстежуваний бреше. Методичні прийоми пневмографії різноманітні; використовувана апаратура має 3 основних елементи: давач, що безпосередньо сприймає дихальні рухи; пристрій, що передає показники давачів до реєструючого апарату; реєструюча система.
Зазвичай давач, а іноді і всю установку називають пневмографом. Сигнали давачів можуть передаватися до реєструючої установки на великі відстані за допомогою радіозв'язку — телепневмографія. Пневмографія не дає кількісної оцінки вентиляції легень, тому її зазвичай доповнюють спірометрією або спірографією, що забезпечують реєстрацію основних легеневих об'ємів, а також пневмотахографією — реєстрацією об'ємних швидкостей повітря, що поступає в легені при вдиху і що покидає їх при видиху. Для дослідження значення окремих м'язів в здійсненні дихальних рухів і аналізу особливостей зовнішнього дихання пневмографію поєднують з електроміографією дихальних м'язів. 1. ПНЕВМОГРАФІЧНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ Двома найбільш поширеними показниками є частота і глибина дихальних рухів (основні види та параметри дихання буде розглянуто нижче). Для реєстрації пневмограми використовую механічні і електричні (імпедансні) пневмографи. Принцип роботи механічних пневмографів полягає в механічній (важелем, повітрям) передачі коливань грудної клітки в записуючий механізм, важіль якого пише криву на стрічці кімографа. 1.1Пневмограф з повітряною передачею Найбільш простий по конструкції пневмограф з повітряною передачею. Конструкція приладу складається з манжети, подібної тій, що надягається на руку при вимірюванні тиску. Манжета кріпиться за допомогою тасьомок до нижньої частини грудної клітки випробовуваного. Потім система заповнюється повітрям і герметизується. Коливання тиску повітря в пневмографі, обумовлені дихальними рухами, по гумовій трубці передаються в мареєвську капсулу, і важіль реєструє пневмограму Запис зміни тиску в манжеті проводиться на кімографі (не термопринтері, візуалізується на екрані монітора) або через пьезодатчик на самописці. Недоліком таких вимірювань є великі артефакти від м'язових напружень. 1.2Імпедансний метод Також дихальну активність вимірюють за допомогою імпедансного пневмографа. Суть методу полягає в вимірюванні імпедансу, грудної клітки в залежності від наповненості легень повітрям. При вдиху опір тіла змінному струму (50-100 кГц) зростає на 0,2-0,6%, а при видиху він повертається до початкового значення. Імпедансний пневмограф, сконструйований Р.Х. Туш-каїтовим, складається з приставки і самописного пристрою. У портативній приставці вмонтовано генератор струму, зібраний на двох транзисторах; перетворювач високих частот в низькі; смуговий фільтр; джерело живлення - гальванічна батарея. Для реєстрації пневмограми використовують звичайні кардіографічні електроди. Проводами сполучають електроди з приставкою. Електричні сигнали з виходу приставки подаються в записуючий механізм. Як реєстратор можна використовувати електрокардіограф або енцефалограф (краще з чорнильним записом). По пневмограмі можуть бути визначені частота і ритм дихання, тривалість фаз вдиху і видиху, дихального циклу. Імпедансна пневмографія дозволяє, крім того побічно судити про дихальний і хвилинний об'єми. До недоліків даного методу можна віднести те, що через організм людини пропускається електричний струм, порівняно високої частоти, а також потребу в побудові дуже чутливого вимірювального перетворювача (далі ВП) (що пов’язано з малою зміною опору тіла під час дихального циклу).
1.3 Реєстрація зміни температури вдихуваного/видихуваного повітря Вимірювання частоти дихання здійснюється за допомогою мініатюрного напівпровідникового давача температури. Давач температури поміщений в отвір маски, яка надягає на область рота і носа і, таким чином, дозволяє сконцентрувати потік вдихуваного і повітря, що видихається, в області розміщення давача. Температура повітря, що видихається, близька до температури тіла людини і таким чином вища за кімнатну температуру. Тому при видиху реєстрована давачом температура підвищується, а при вдиху, коли повз давач йде холодніше навколишнє повітря, падає. Перевагою даного методу є простота в реалізації, оскільки на даний час існує велика кількість давачів температури. З іншого боку, недоліком є потреба у використанні малоінерційних давачів; залежність точності вимірювання від температури навколишнього середовища; а також той факт, що при застосуванні дихальної маски людина концентруватиме увагу на диханні, що може призвести до помилкових даних. 1.4 Індукційний вимірювач лінійних переміщень В основу принципу дії перетворювача покладена зміна розмірів зрудної клітки під час дихання (розширення при вдиху). ВП складається з двох котушок індуктивності (передаючої та приймальної). Передаюча котушка випромінює електромагнітні хвилі, в результаті чого в приймальній котушці наводиться електрорушійна сила (далі ЕРС) Принцип дії даного перетворювача базується на зміні наведеної в приймальній котушці ЕРС від відстані між котушками (одна з котушок закріплена на спині, інша - на грудях піддослідного). Робоча частота становить близько 5кГц. Даний метод характеризується високою чутливість та точністю вимірювань. До недоліків можна віднести нелінійність передаточної характеристики. 1.5 Вимірювання деформації грудної клітки за допомогою тензорезистора В основу вимірювання покладено тензоефект – зміна опору дроту (фольги, кристалу напівпровідника) при деформації. Вимірювальний перетворювач представляє собою тонкий дріт, наклеєний на діелектричну основу. при деформації довжина дроту змінюється, а отже змінюється і опір. Суттєвою перевагою даного методу є висока чутливість тензорезисторів (особливо напівпровідникових). До недоліків можна віднести великий розкид параметрів, який пов'язаний із різною статурою пацієнтів. 2 ТИПИ ДИХАННЯ, ЧАСТОТА І ГЛИБИНА, ХАРАКТЕР ДИХАЛЬНИХ РУХІВ Для визначення величини дихальної екскурсії грудної клітки вимірюють її окружність на рівні сосків під час спокійного дихання на висоті вдиху і видиху (рис, 2.1). Рис. 2.1 – Вимірювання окружності грудної клітки Рис. 2.2 Грудний (а) і черевний (б) типи дихання Особливу увагу звертають на характер дихальних рухів, які у здорової людини здійснюються за рахунок скорочення дихальних м'язів: міжреберних, діафрагмальних і частково м'язів черевної стінки. Розрізняють грудний, черевний (рис. 2.2) і змішаний типи дихання. При грудному (ребровому) типі дихання, який частіше зустрічається у жінок, дихальні рухи здійснюються за рахунок скорочення міжреберних м'язів. При цьому грудна клітка розширюється і злегка підводиться під час вдиху, звужується і дещо опускається при видиху.
Делая упор в первую очередь на производство противотанковых мин, НКО также разрабатывал и улучшенные противопехотные мины - включая ПМД-6, ПМД-7 и ПМД-7ц, имевшие деревянный корпус, взрыватели МУВ и заряды соответственно в 200, 70 и 70 граммов. Кроме того, были созданы противопехотная осколочно-заградительная мина нажимного действия РОМЗ-2 и осколочно-заградительная мина ОЗМ, доставляемые на место артиллерийским снарядом. Возобновившиеся осенью 1942 года наступательные операции вызвали к жизни новое поколение техники для снятия минных заграждений. Сюда входили производимые в массовом порядке миноискатели модели ВИМ-203, ВИМ-203м, ВИМ-625, ВИМ-625м и ВИМ-625в. Миноискатели модели ВИМ-203 могли непрерывно работать до 35 часов, а модели ВИМ-625 - до 70 часов; обе модели были способны обнаруживать мины на глубине до 60 сантиметров. Наконец, в начале 1944 года начался выпуск миноискателя ДИМ-186, способного обнаруживать мины на глубине до 75 сантиметров. В целом советская промышленность за время войны изготовила 246 112 миноискателей различных видов.97 К концу войны инженерные войска Красной Армии также применяли стандартные подрывные заряды модели УЗ-1, схожие по конструкции с американскими торпедами «Бангалор» и предназначенные для создания проходов в колючей проволоке и прочих заграждениях
1. Проектування конструкцій будинків з урахуванням теплотехнічних властивостей
2. Аналіз конструкцій ходової частини сучасних гусеничних машин
3. Деревянные конструкции (лабораторные работы)
5. Усиление металлических и деревянных конструкций
9. Черные металлы в конструкциях РЭС
10. Исследование и разработка конструкции бандажированного опорного валка стана 2500 горячей прокатки
11. Схемы установок для выпаривания и конструкции выпарных аппаратов
12. Монтаж строительных конструкций
14. Разработка конструкции мобильной ленточной пилорамы
15. Черные металлы в конструкциях РЭС
16. Расчет конструкций здания мельницы
17. Мифологические конструкции в советской культуре и искусстве
18. Активизация контаминированных конструкций в современном синтаксисе
19. Вводные вставные конструкции в поэзии М.Ю. Лермонтова
21. Экзаменационные вопросы к экзамену по деревянным конструкциям
25. Детонометр разработка конструкции
26. Расчет надежности конструкции детектора близости
27. Оригинальные конструкции и вывески
28. Несущие конструкции одноэтажного промышленного здания с мостовыми кранами среднего режима работы
30. Конструкция окон
31. Технологические требования к конструкции штампованных деталей (часть 2)
32. Определение нагрузок на цилиндрические конструкции в потоке
33. Сирловская монадологическая конструкция социальной действительности
34. Экологическая безопасность при обработке конструкций кондиционеров
35. Тематические сегментированные конструкции во французской разговорной речи
36. К проблеме деинтенсификации оценочных конструкций в современном английском языке
37. Железобетонные конструкции
41. Смешение жидких потоков в трубчатых турбулентных аппаратах диффузор-конфузорной конструкции
42. Об ошибках, уловках и провокационных конструкциях в структуре полемического текста прессы
43. Художественная ковка металла в изделиях и интерьерных конструкциях
44. Языковые конструкции деловых писем: письмо-просьба
45. Проектирование конструкции стальной балочной клетки рабочей площадки промышленного здания
46. Компаративные конструкции в лингвокогнитивном аспекте (на материале русского и английского языков)
47. Вивчення конструкції, принципу дії, галузі застосування та способу користування вогнегасником
49. Конструкция модели секвенатора дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК)
50. Юридическая конструкция правового положения
51. Особенности перевода конструкций в пассивном залоге
52. Порівняльні конструкції у творах В. Симоненка
53. Роль предлога в конструкции вынужденного движения в английском и русском языке в аспекте грамматики
57. Разработка сетевой версии программы подбора сечений стержневой конструкции
58. Расчет стоимости пластиковых оконных конструкций и дверей
59. Изучение конструкции и проверка работоспособности автоматического потенциометра КСП-4
61. конструкцию и механизмы амперметров постоянного и переменного тока
63. Розробка конструкції гібридної мікросхеми
64. Розробка топології і конструкції гібридної інтегральної схеми типу "Підсилювач НЧ К2УС372"
65. Схема и конструкция монитора на основе электронно-лучевой трубки VIEWSONIC 17GA/GL
67. Несущие конструкции электронно-оптической аппаратуры
69. Механотерапия. Конструкция современных аппаратов "искусственная почка"
73. Изучение конструкции и геометрии токарных резцов
74. Изучение процесса сварки плавлением. Выбор режима ручной дуговой сварки конструкций из стали
75. Металлические конструкции рабочей площадки
76. Модернизация привода подач станка модели 6Н10 с упрощением конструкции коробки подач
77. Нахождение объема бетонной строительной конструкции
78. Проект модернізації конструкції шатуну автомобільного двигуна
79. Проектування нової конструкції шнекової фрези
80. Разработка конструкции комплекта (жакет и юбка) женского выставочного назначения
81. Разработка конструкции приспособления для притира корпусных отверстий
82. Расчет и проектирование сварных конструкций
84. Стальные конструкции рабочей площадки
85. Технология изготовления СВЧ элементов конструкций РЭС
89. Конструкция и расчет захватного устройства
90. Конструкция клети с трехвалковым калибром
91. Конструкция поршневого насоса УНБ-600
92. Корпуса и несущие конструкции
94. Вакуумно-термическое испарение. Типы и конструкции испарителей
95. Конструкція двохванної сталеплавильної печі
96. Вклад Лолейта А.Ф. в развитие теории и практики железобетонных конструкций
98. Железобетонные конструкции покрытий