Установка пульсирующих потоков жидкости для комплектной поверки автоматизированных сфигмоманометров

Установка пульсирующих потоков жидкости для комплектной поверки автоматизированных сфигмоманометров

Реферат

Изобретение относится к контрольно-измерительной аппаратуре и предназначено для метрологической аттестации измерителей артериального давления и частоты сердечных сокращений.

Известна установка для поверки автоматических и полуавтоматических измерителей артериального давления и частоты пульса фирмы «OMRON CORPORATION» (Рекомендация, Государственная система обеспечения единства измерения. Измерители артериального давления и частоты пульса автоматические и полуавтоматические OMRON и MARSHALL, Методика поверки МИ 2582-2000, Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений (ВНИИОФИ) Госстандарта России, М., 2000) - [1], которая состоит из прибора для испытаний измерителей артериального давления, манжеты, цилиндров для компрессионных манжет, имитатора (задатчика) пульсаций давления в компрессионной манжете, жестких камер, нагнетателя воздуха, электронных блоков, пневмосистемы со специальными металлическими и пластмассовыми штуцерами, трубками, заглушками и переходниками для подключения к пневмосистеме прибора. Для установки характерна применимость ограниченного количества типов приборов, наличие методической погрешности измерений при поверке, связанной с вынужденным отходом от имитации процесса измерений, происходящего в действительности, и невозможность проведения комплектной поверки, при которой определяют метрологические характеристики средства измерения, присущие ему как единому целому. В данном случае возможна только поэлементная поверка, которую проводят, когда неосуществима комплектная поверка (РМГ 29-99, пп.13.20 и 13.21. Рекомендации по межгосударственной стандартизации, ГСИ. Метрология. Основные термины и определения, ИПК, Издательство стандартов, 2000) - [2].

Известно устройство «Пульсатор расхода» по патенту RU №2327119, G01F 25/00, F15B 21/12, опубликованный 20.06.08, Бюл. №17 - [3] для создания пульсирующих потоков жидкости в гидравлически замкнутом контуре, содержащее статор с входным и двумя выходными окнами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, и установленный в нем соосно цилиндрический полый ротор, соединенный с валом двигателя и имеющий выходные окна, выполненные в виде различных многоугольников. Данное устройство позволяет расширить возможность получения пульсаций расхода с различными законами изменения за счет изменения форм окон ротора, расположенных на различных уровнях, а также генерировать пульсовые колебания потоков жидкости в замкнутом контуре в установках для комплектной поверки автоматизированных сфигмоманометров.

Известно изобретение «Установка для поверки автоматизированных средств измерений артериального давления и частоты пульса» по патенту RU №2210974, A61B 5/02, опубликованный 27.08.03, Бюл. №24 - [4], которая содержит цилиндр, имитирующий руку пациента, для компрессионной манжеты поверяемого средства измерения, рабочий эталон давления, задатчик пульсаций давления, имитирующий частоту пульса и содержащий кварцевый генератор частоты и электромагнит, стержень которого выполнен с упором в эластичное дно цилиндра для передачи пульсаций давления через масло на манжету с частотой, задаваемой генератором, блок управления, устройство нагнетания воздуха и элементы соединения пневмосистемы. Здесь пульсации давления передаются на компрессионную манжету через весь цилиндр, имитирующий руку, тогда как в реальном процессе пульсации давления передаются только по артерии, а также необходимо отсоединение компрессионной манжеты от поверяемого средства измерения для их подключения через элемент подсоединения к пневмосистеме установки, тогда как у ряда типов средств измерений отсоединение манжеты конструктивно не предусмотрено, и, следовательно, провести поверку такого средства на этой установке невозможно.

Наиболее близким к заявленному изобретению и совпадающим с ним по назначению является изобретение «Установка для комплектной поверки артериального давления и частоты сердечных сокращений» по патенту RU №2301020, A61B 5/02, опубликованный 20.06.07, Бюл. №17 - [5]. Установка содержит источник пульсаций давления, включающий в себя насос и пульсатор расхода, один вход которого гидравлически связан с насосом, а второй вход электрически соединен с блоком управления, представляющим собой персональный компьютер. На выходе пульсатора расхода имеются две жесткие трубки, образующие измерительный и байпасный каналы. Измерительный канал является первым гидравлическим выходом пульсатора расхода, содержит сенсорную зону в виде гибкой эластичной трубки, имитирующей артерию руки человека и находящейся в полости цилиндра, имитирующего руку человека, и через рабочий эталон давления, передающий сигнал на блок управления, гидравлически соединен с входом регулятора давления. К цилиндру, на который надевается компрессионная манжета поверяемого сфигмоманометра, подсоединяется блок стабилизации давления. Устройство содержит регулятор давления, гидравлически соединенный с насосом, блок управления, выходы которого электрически соединены с насосом, регулятором давления, пульсатором расхода, а входами блока управления являются выходы рабочего эталона давления.

Изобретение решено с достижением технического результата - повышения точности поверки автоматизированных сфигмоманометров, однако регулирование пульсирующих потоков осуществляется только пульсатором расхода, установленного в месте разветвления измерительного и байпасного канала, что не позволяет оптимально регулировать параметры потока далее по линии измерительного канала и всего колебательного контура поверочной установки.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении возможностей регулирования потока жидкости в замкнутом колебательном контуре поверочной установки.

Технический результат достигается тем, что в установке пульсирующих потоков жидкости для комплектной поверки автоматизированных сфигмоманометров, содержащей источник пульсаций давления, содержащий насос и первый пульсатор расхода, с измерительным и байпасным гидравлическими каналами, регулятор давления, связанный с блоком управления, измерительный модуль, представляющий собой цилиндр, имитирующий руку человека, для присоединения компрессионной манжеты автоматизированного сфигмоманометра, в котором размещена эластичная трубка, имитирующая артерию руки человека и включенная в измерительный канал, рабочий эталон давления и частоты, включенный в измерительный канал, блок управления, электрические входы которого соединены с выходами рабочего эталона давления и частоты, а выходы - со входами источника пульсации давления, новым является то, что она дополнительно содержит второй пульсатор расхода, один гидравлический вход которого соединен через измерительный модуль с первым гидравлическим выходом пульсатора расхода, второй гидравлический вход - со вторым выходом первого пульсатора расхода по байпасному каналу, а гидравлический выход - через регулятор давления со входом источника пульсаций давления, при этом электрический вход второго пульсатора расхода связан с блоком управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где

1 - источник пульсаций давления; 2 - насос; 3 - первый пульсатор расхода; 4 - второй пульсатор расхода; 5 - измерительный канал; 6 - байпасный канал; 7 - измерительный модуль; 8 - цилиндр, имитирующий руку человека; 9 - трубка, имитирующая артерию руки человека; 10 - компрессионная манжета автоматизированного сфигмоманометра; 11 - автоматизированный сфигмоманометр; 12 - рабочий эталон давления и частоты; 13 - регулятор давления; 14 - блок управления.

Установка пульсирующих потоков жидкости для комплектной поверки автоматизированных сфигмоманометров содержит источник пульсаций давления 1, выполненный в виде насоса 2 и первого пульсатора расхода 3 [3], первый вход которого гидравлически связан с насосом 2, а второй вход электрически соединен с блоком управления 14, представляющим собой персональный компьютер. На выходе первого пульсатора расхода 3 имеются две жесткие трубки, образующие измерительный 4 и байпасный 5 каналы. Измерительный канал 4, являющийся первым гидравлическим выходом первого пульсатора расхода 3, содержит измерительный модуль 7, используемый для поверки автоматизированных сфигмоманометров 11. Измерительный модуль 7 представляет собой цилиндр 8 из эластичного материала, в котором размещена гибкая эластичная трубка 9, имитирующая артерию руки человека. На цилиндр 8 надевается компрессионная манжета 10 поверяемого сфигмоманометра 11. К измерительному модулю 7 подсоединен рабочий эталон давления и частоты 12, передающий сигналы на блок управления 14.

Установка содержит регулятор давления 13, гидравлически соединенный с насосом 2 и связанный со вторым пульсатором расхода 4. Электрические выходы блока управления 14 соединены с насосом 2, регулятором давления 13, первым 3 и вторым 4 пульсаторами расхода, а его входы являются выходами рабочего эталона давления и частоты 12.

Установка пульсирующих потоков жидкости содержит замкнутый гидравлический колебательный контур, состоящий из измерительного 5 и байпасного 6 канала одинаковых диаметров. Задаваемые параметры потока жидкости с блока управления 14 генерируются насосом 2, при этом поток жидкости делится первым пульсатором расхода 3, установленного в точке разветвления измерительного 5 и байпасного 6 каналов на два потока, расходы которых находятся в установленном соотношении. Первый пульсатор расхода 3 осуществляет регулирование потока жидкости небольшой массы, при этом колебания будут происходить в противофазе относительно друг друга на параллельных участках гидравлического тракта колебательного контура. В точке их соединения установлен второй пульсатор расхода 4, позволяющий осуществлять регулирование и поддержание заданных параметров потока жидкости на всем участке гидравлического тракта поверочной установки. Регулирование небольшой массы жидкости и поддержание заданных параметров потока жидкости позволяет сократить энергетические затраты на проведение комплектной поверки автоматизированных сфигмоманометров.

Установка работает следующим образом.

В блок управления 14 задают эталонные значения давления Р, сигнал с которого поступает в насос 2, и частоты f, сигнал, с которого поступает в первый пульсатор расхода 3. Поток жидкости от насоса 2 через трубку постоянного сечения попадает в пульсатор расхода 3, представляющий собой цилиндр, который, вращаясь с задаваемой от блока управления 14 частотой, равной частоте сердечных сокращений, пропускает его по двум жестким трубкам, образующим измерительный 5 и байпасный 6 каналы, по которым проходят потоки жидкости, отличающиеся между собой в противофазе.

Периодические пульсации расхода воспринимаются гибкой эластичной трубкой 9, имитирующей артерию руки человека и находящейся внутри полости цилиндра 8, которые через техническое масло в цилиндре 8, имитирующем руку человека, воспринимаются компрессионной манжетой 10 поверяемого сфигмоманометра 11. Кроме него измеряемое давление и частоту воспринимает рабочий эталон давления 12 (Комплекс для измерения давления цифровой ИПДЦ модели 89018-01, Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 3.9026.288-01 ТО) - [6], представляющий собой цифровой комплекс для измерения давления с пределом допускаемой приведенной погрешности 0,06%, который обрабатывает поступающую измерительную информацию и выдает управляющие импульсы блоку управления 14. Стабильное давление во всей системе поддерживается регулятором давления 13, воспринимающим сигналы от блока управления 14.

Измерение систолического, диастолического давления и частоты сердечных сокращений (Р_в, Р_н, f) проводят сфигмоманометром 11 на цилиндре 8, имитирующем руку человека. Полученные значения сфигмоманометра 11 сравнивают с систолическим, диастолическим давлением и частотой сердечного сокращения (Р_в0; Р_н0, f₀), которые поступают от рабочего эталона давления 12 в блок управления 14. Аналогично поверяют средство измерения еще в нескольких точках и принимают решение о его пригодности или непригодности к применению.

Решаемая задача достигается введением в гидравлический тракт колебательного контура поверочной установки для комплектной автоматизированной поверки измерителей артериального давления второго пульсатора расхода, установленного в точке соединения измерительного и байпасного каналов гидравлического контура, что позволяет осуществить регулирование и поддержание заданных параметров потока жидкости на всем участке гидравлического тракта поверочной установки. Этот признак у прототипа отсутствует.

Таким образом, предложена установка, в которой комплектно проводится поверка автоматизированных средств измерений артериального давления и частоты сердечных сокращений, при этом решение данного устройства несложно в исполнении, просто и надежно в работе.

Установка пульсирующих потоков жидкости для комплектной поверки автоматизированных сфигмоманометров, содержащая источник пульсаций давления, содержащий насос и первый пульсатор расхода, с измерительным и байпасным гидравлическими каналами, регулятор давления, связанный с блоком управления, измерительный модуль, представляющий собой цилиндр, имитирующий руку человека, для присоединения компрессионной манжеты автоматизированного сфигмоманометра, в котором размещена эластичная трубка, имитирующая артерию руки человека и включенная в измерительный канал, рабочий эталон давления и частоты, включенный в измерительный канал, блок управления, электрические входы которого соединены с выходами рабочего эталона давления и частоты, а выходы - со входами источника пульсации давления, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит второй пульсатор расхода, один гидравлический вход которого соединен через измерительный модуль с первым гидравлическим выходом пульсатора расхода, второй гидравлический вход - со вторым выходом первого пульсатора расхода по байпасному каналу, а гидравлический выход - через регулятор давления со входом источника пульсаций давления, при этом электрический вход второго пульсатора расхода связан с блоком управления.