ЭЛЕКТРОМАНОМЕТР НА ОСНОВЕ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДАВЛЕНИЙ

И. В. Сергеев, Л. И. Осадчий и Д. Г. Попов

Лаборатория физиологии кровообращения (зав В. В. Орлов) Института физиологии им. И. П Павлова АН СССР, Ленинград

Измерение и регистрация внутрисосудистого давления являются важными условиями проведения большинства физиологических исследований, главным образом в области физиологии кровообращения. Экспериментаторы решали этот вопрос, применяя для этой цели механотронные [1,3] или самодельные тен-зометрические [2] преобразователи. Однако, электроманометры на основе таких датчиков имели недостаточно высокие технические характеристики (большая погрешность, большие габариты, гистерезис).

Используя тензометрический преобразователь давления ПДП-400П, разработанный Всесоюзным научно исследовательским институтом медицинского приборостроения [4], представляющий собой капсулу, заканчивающуюся мембраной (рис. 1), нам удалось смонтировать в лабораторных условиях электроманометр со сравнительно высокими техническими данными. Он позволяет регистрировать давления в диапазоне - 66 - 500 гектопаскалей (-50 - 400 мм рт. ст.) с погрешностью, не превышающей 0,5% от измеряемой величины. Полоса пропускания сигнала составляет 0 - 100 Гц. Температурные влияния (в диапазоне 0 - 50°) составляют не более 0.3 мм рт. ст./град.

Принципиальная схема электроманометра представлена на рис. 2. Весь прибор состоит из следующих узлов: собственно датчик давления Д, гидравлическая камера, тензометрический преобразователь давления, калибратор К, дифференциальный усилитель постоянного тока, измерительный узел И, блок питания на два напряжения.

Рис.1. Общий вид электроманометра.

Принципиальная схема электроманометра имеет следующие особенности. Питание преобразователя давления осуществляется стабильным напряжением, снимаемым со стабилитронов V2, V3. Выходные зажимы датчика имеют асимметрию по сопротивлению относительно средней точки питания тензомоста, с целью компенсации возникающего при этом напряжения в схему введен резистор R7. Переключателем S2 (“датчик-калибратор”) можно производить режим электрической калибровки, для чего кнопкой S1 на вход УПТ подается ступенька напряжения, эквивалентная сигналу с датчика 75 - 125 мм рт. ст.

Рис. 2. Принципиальная схема электроманометра

R1, R6=680 Ом, R2,R4- 1.2 к, R3, R5=330 Ом, R7=470 Ом, R8, R13=51 Ом, R9, R10=9.1 к, R11, R12=5.1 к, R14, R23=4.7 к, R15=51 к, R16, R17=200 к, R18=200Ом, R19=330 к, R20=100 Ом, R21=51к (подбирается при настройке), R22, R24=9100 Ом; С1=2.2 тыс. пФ, С2=0.25 мкФ, С3=750пФ, С4=0.0068 мкФ, С5=0.5 мкФ, С6=5 мкФ´ 10 В; V1=КС133А, V2, V3=КС156А; А1=К140УД2А; Р1- микроамперметр М265М (300 мкА); S1, S2, S3, S4, S5 - переключатель П2К; Х1- разъем РГ1Н-1-3.

Переключатель S3 и резистор R19 служат для грубой (1:2) и плавной соответственно регулировки усиления УПТ. Резистор R14 предназначен для начальной установки нулевой линии регистратора. Переключатель S4 “полярность” изменяет полярность подключения стрелочного индикатора P1. Переключателем S5 увеличивается постоянная времени измерительного прибора Р1 (используется при регистрации пульсирующих давлений). Резистором R23 устанавливается нулевое положение стрелки индикатора Р1. Напряжение источника питания ± 6.3 В, In=100 мА, напряжение пульсации и дрейфа не более 1 мВ.

Рис. 3. Типовая регистрация давления у кошки в бедренной артерии (мм рт. ст.). Отметка времени — 1 и 2.5 с.

При эксплуатации электроманометра следует избегать резких ударов по корпусу датчика, а также исключить возможность воздействия давлений, превышающих 400 мм рт. ст., даже кратковременного (например, при пережатии зажимом гидравлической магистрали, ведущей к датчику), так как это ведет к поломке полупроводникового элемента преобразователя.

На рис. 3 представлена типовая регистрация давления в бедренной артерии кошки.

Таким образом, отечественным медицинским приборостроением создан датчик, не уступающий по техническим характеристикам зарубежным образцам и позволяющий использовать его для массовых исследований с регистрацией артериального и других видов внутрисосудистых и внутрисердечных давлений. Выходной сигнал на 0- 300 мм рт. ст. составляет 300 мВ, в то время как американский преобразователь давлений фирмы “Стэтхем” позволяет получить при той же величине давления сигнал более чем в 30 раз меньше. Последнее требует большей степени усиления для получения сходной физиологической информации.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Корнюшкин Ю. Д., Осадчий Л. И. Механотронный датчик внутрисосудистых давлений без промежуточного усиления. Физиол. ж. СССР, 1964, 51, 2, 225—226.

[2] Осадчий Л. И., Левтов В. А., Орлов В. В., Востриков Н. А. Простая модель тензометрического электроманометра для регистрации внутрисосудистых давлений. Бюл. экспер. биол. и мед., 1964, 57, 5, 120—122.

[4] Попов Д. Г. Авторское свидетельство № 313103 (д. 01 L 1/22). Бюл. изобр., 1971, № 26, 139.

[3] Покровский В. М., Берлин Г. С., Шейх-Заде Ю. Р., Воверейдт В. В., Кручинин В. М., Каде А. X. Манотронный электроманометр для физиологических исследований. Физиол. ж. СССР, 1981, 67, 7, 111—113.

 Вверх