Р.Н. Каратаев, А.И. Сойко, А.И. Õрунина, И.Н. Синицын

Òåîðèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå
Ð.Í. Êàðàòàåâ, À.È. Ñîéêî, À.È. Õðóíèíà, È.Í. Ñèíèöûí
ÏÎÂÅÐÊÀ ÈÇÌÅÐÈÒÅËÅÉ ÀÐÒÅÐÈÀËÜÍÎÃÎ ÄÀÂËÅÍÈß È ×ÀÑÒÎÒÛ ÑÅÐÄÅ×ÍÛÕ
ÑÎÊÐÀÙÅÍÈÉ ÍÀ ÏÓËÜÑÈÐÓÞÙÈÕ ÏÎÒÎÊÀÕ ÆÈÄÊÎÑÒÈ
Àííîòàöèÿ
 ñòàòüå ïðåäñòàâëåí îáçîð è ïðèâåäåíà êëàññèôèêàöèÿ óñòàíîâîê äëÿ êîìïëåêòíîé ïîâåðêè èçìåðèòåëåé
àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû ñåðäå÷íûõ ñîêðàùåíèé, èñïîëüçóþùèõ ìåòîä ãåíåðàöèé ïóëüñèðóþùèõ
ïîòîêîâ æèäêîñòè.
Èçìåðèòåëè àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû
ñåðäå÷íûõ ñîêðàùåíèé (ÈÀÄ) áûñòðî âîøëè â ïîâñåäíåâíóþ æèçíü áëàãîäàðÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü ñâîèì ýðãîíîìè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì, òàêèì êàê
óäîáñòâî ýêñïëóàòàöèè, îòñóòñòâèå ñóáúåêòèâíîé
ñîñòàâëÿþùåé ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ, ìåñòî ðàñïîëîæåíèÿ êîìïðåññèîííîé ìàíæåòû è ò. ï. Îäíàêî îíè íå ñòàëè íàäåæíîé àëüòåðíàòèâîé ðòóòíûì
èçìåðèòåëüíûì ïðèáîðàì, êîòîðûå â ñèëó ïîòåíöèàëüíîé ýêîëîãè÷åñêîé îïàñíîñòè áûëè ñíÿòû ñ
ïðîèçâîäñòâà. Òåì íå ìåíåå ïðîáëåìà òî÷íîñòè
èçìåðåíèÿ öèôðîâûìè èçìåðèòåëüíûìè ïðèáîðàìè ñòàâèò çàäà÷ó ðàçâèòèÿ è ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ
ñóùåñòâóþùåé ýòàëîííîé ïîâåðî÷íîé áàçû â ýòîé
îáëàñòè èçìåðåíèé.
 îñíîâíîì ïðîöåäóðà ïîâåðêè òàêèõ ïðèáîðîâ
ñóùåñòâóþùèìè óñòàíîâêàìè ñâîäèòñÿ, êàê ïðàâèëî, ê îöåíêå êîñâåííûì ñïîñîáîì ìåòðîëîãè÷åñêèõ
ñâîéñòâ äàò÷èêà äàâëåíèÿ ñ âûõîäíûì òîêîâûì èëè
÷àñòîòíûì ñèãíàëîì, îáëàäàþùåãî äîñòàòî÷íîé
òî÷íîñòüþ, ìàëîé èíåðöèîííîñòüþ è íå î÷åíü
ñëîæíîé òåõíîëîãèåé èçãîòîâëåíèÿ [1]. Ýòîò âèä
ïîâåðêè, ïðè êîòîðîì èçìåðèòåëüíûé ïðèáîð ïîâåðÿþò ïî ìåòðîëîãè÷åñêèì õàðàêòåðèñòèêàì åãî
ýëåìåíòîâ (ïî êàíàëó äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû â îòäåëüíîñòè), îòíîñÿò ê ïîýëåìåíòíîé ïîâåðêå. Ê óñòàíîâêàì, ðåàëèçóþùèì òàêîé ïîäõîä, îòíîñÿò ðàçðàáîòàííûå âî ÔÃÓÏ «ÂÍÈÈÎÔÈ» óñòàíîâêè äëÿ
ïîâåðêè êàíàëà äàâëåíèÿ ÓÏÊÄ ñ ïîãðåøíîñòüþ
±0,8 ìì ðò. ñò., äëÿ ïîâåðêè êàíàëà ÷àñòîòû –
ÓÏÊ×Ï ñ ïîãðåøíîñòüþ ±1,5 %, äëÿ ïîâåðêè êàíàëà äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû – ÓÏÊÄ-2 ñ ïîãðåøíîñòüþ ±0,5 ìì ðò. ñò. ïî äàâëåíèþ è ±0,5 % ïî ÷àñòîòå, àíàëèçàòîð ðàáîòû ìîíèòîðîâ íåèíâàçèâíîãî
äàâëåíèÿ êðîâè «CuffLink» ñ ïîãðåøíîñòüþ
±1 ìì ðò. ñò. ïî äàâëåíèþ è ±1 % ïî ÷àñòîòå, à òàêæå ñîáñòâåííûå ñðåäñòâà ïîâåðêè ôèðì-ïðîèçâîäèòåëåé èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðîâ àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ, òàêèõ êàê «Omron corporation» è ò. ä. [2].
Îäíàêî äàííûé âèä ïîâåðêè íå ó÷èòûâàåò âíóòðåííèõ ñâÿçåé ïðèáîðà, íå ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü ìåòðîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, ïðèñóùèõ åìó êàê
åäèíîìó öåëîìó.
Ðàçðàáîòêà ïîâåðî÷íûõ óñòàíîâîê, èñïîëüçóþùèõ îäíîâðåìåííîå è âçàèìîñâÿçàííîå âîñïðîèçâåäåíèå è ïåðåäà÷ó ðàçìåðîâ åäèíèö äàâëåíèÿ è
32
÷àñòîòû ïóëüñà, ïðåäñòàâëÿåòñÿ â ñâÿçè ñ ýòèì âàæíûì íàó÷íî-òåõíè÷åñêèì íàïðàâëåíèåì ðàçâèòèÿ
ýòàëîííîé áàçû; ïðè ýòîì óñòàíîâêè, èñïîëüçóþùèå êîìïëåêòíûé ñïîñîá ïîâåðêè òàêèõ ïðèáîðîâ,
äîëæíû îáåñïå÷èâàòü òðåáóåìóþ òî÷íîñòü èçìåðåíèé, ñîîòâåòñòâóþùóþ òðåáîâàíèÿì íàöèîíàëüíûõ
è ìåæäóíàðîäíûõ ñòàíäàðòîâ [3], [4].
Êîìïëåêòíûé ïîäõîä ê ïîâåðêå ïðèáîðîâ äëÿ
èçìåðåíèÿ àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü ðÿä ïðåèìóùåñòâ, ñðåäè êîòîðûõ óâåëè÷åíèå ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ïîâåðî÷íûõ ðàáîò, îïðåäåëåíèå èõ ìåòðîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, ïðèñóùèõ èì êàê åäèíîìó öåëîìó è ò. ä. [1], [2], [5]. Åùå
îäíèì íåìàëîâàæíûì äîñòîèíñòâîì ðàññìàòðèâàåìûõ ïîâåðî÷íûõ óñòàíîâîê ÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü
èõ èñïîëüçîâàíèÿ äëÿ ïîâåðêè ÈÀÄ ñ ìàíæåòàìè
íà çàïÿñòüå. Óñòàíîâêè äëÿ êîìïëåêòíîé ïîâåðêè
ïîçâîëÿþò âîñïðîèçâîäèòü çíà÷åíèÿ ñðàçó òðåõ
èçìåðÿåìûõ âåëè÷èí: ñèñòîëè÷åñêîãî PB0 è äèàñòîëè÷åñêîãî PH0 äàâëåíèÿ, à òàêæå ÷àñòîòû ñåðäå÷íûõ ñîêðàùåíèé f0, ïðè ýòîì ñîêðàùàåòñÿ âðåìÿ
ñàìîé ïîâåðêè.
Ïåðâîé òàêîé óñòàíîâêîé ñòàëà óñòàíîâêà
ÓÏÀÄ-1, ðàçðàáîòàííàÿ è ââåäåííàÿ â äåéñòâèå
ÔÃÓ «Òåñò-Òàòàðñòàí». Âõîäÿùèé â ñîñòàâ ïîâåðî÷íîé óñòàíîâêè çàäàò÷èê ïóëüñàöèé äàâëåíèÿ
ñîçäàåò ïåðèîäè÷åñêèå êîëåáàíèÿ æèäêîñòè â öèëèíäðå, èìèòèðóþùåì ðóêó ÷åëîâåêà, ïóòåì òîëêàíèÿ ñòåðæíÿ ýëåêòðîìàãíèòà îá åãî ýëàñòè÷íîå
äíî [1]. Çäåñü ïóëüñàöèè äàâëåíèÿ ïåðåäàþòñÿ íà
êîìïðåññèîííóþ ìàíæåòó ÷åðåç âåñü öèëèíäð, èìèòèðóþùèé ðóêó, òîãäà êàê â ðåàëüíîì ïðîöåññå
ïóëüñàöèè äàâëåíèÿ ïåðåäàþòñÿ òîëüêî ïî àðòåðèè;
ïðè ýòîì êîíñòðóêòèâíî ïðåäóñìîòðåíî îòñîåäèíåíèå êîìïðåññèîííîé ìàíæåòû îò ïîâåðÿåìîãî
ñðåäñòâà èçìåðåíèÿ äëÿ åãî ïîäêëþ÷åíèÿ ÷åðåç ýëåìåíò ïîäñîåäèíåíèÿ ê ïíåâìîñèñòåìå óñòàíîâêè,
òîãäà êàê ó ðÿäà òèïîâ ñðåäñòâ èçìåðåíèé îòñîåäèíåíèå ìàíæåòû êîíñòðóêòèâíî íå ïðåäóñìîòðåíî,
è ñëåäîâàòåëüíî, ïðîâåñòè ïîâåðêó òàêîãî ñðåäñòâà
íà ýòîé óñòàíîâêå íåâîçìîæíî.
Ñ öåëüþ óìåíüøåíèÿ ìåòîäè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ è óñòðàíåíèÿ óêàçàííûõ íåäîñòàòêîâ â ÔÃÓ «Òåñò-Òàòàðñòàí» áûëà
ðàçðàáîòàíà óñòàíîâêà ÓÏÀÄ-2 [1], â êîòîðîé ïóëüñàöèè äàâëåíèÿ ïåðåäàþòñÿ ÷åðåç òîíêóþ òðóáêó,
ÌÅÄÈÖÈÍÑÊÀß ÒÅÕÍÈÊÀ. 2012. ¹ 1 (271)
Òåîðèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå
èìèòèðóþùóþ àðòåðèþ ðóêè ÷åëîâåêà, à ïåðåäà÷à
äàâëåíèÿ ÷åðåç ãèäðàâëè÷åñêóþ ñèñòåìó ïðîèñõîäèò áåç íàðóøåíèÿ öåëîñòíîñòè ïîâåðÿåìîãî ïðèáîðà. Êàê ïîêàçàëè ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ,
êîëåáàíèÿ, ñîçäàâàåìûå çàäàò÷èêîì ïóëüñàöèé äàâëåíèÿ, íå âñåãäà ðåãèñòðèðóþòñÿ àëãîðèòìàìè ïîâåðÿåìûõ ïðèáîðîâ, îñîáåííî ïðè ìàëîé ÷àñòîòå
êîëåáàíèé (f = 0,5 Ãö).
Ñ öåëüþ ðàñøèðåíèÿ ôóíêöèîíàëüíûõ âîçìîæíîñòåé ïîâåðî÷íûõ óñòàíîâîê è ãåíåðèðîâàíèÿ
èìïóëüñîâ êîëåáàíèé ðàçëè÷íûõ ôîðì è àìïëèòóä
áûëà ïîñòàâëåíà çàäà÷à ðàçðàáîòêè ìåòîäà ãåíåðàöèé ïóëüñèðóþùèõ ïîòîêîâ æèäêîñòè â èçìåðèòåëüíîì êàíàëå [2], îñíîâàííîãî íà èñïîëüçîâàíèè
ñïåöèàëüíûõ ïðîôèëåé âûõîäíûõ îêîí óñòðîéñòâà
ãåíåðàöèè êîëåáàíèé [6], ðåàëèçîâàííûõ â âèäå
ðàçëè÷íûõ ãåîìåòðè÷åñêèõ ôèãóð. Íà îñíîâàíèè
ïðåäëîæåííîãî ìåòîäà áûëà ðàçðàáîòàíà óñòàíîâêà [7], ïðåäñòàâëåííàÿ íà ðèñ. 1, â êîòîðîé ãåíåðèðîâàíèå ïóëüñèðóþùèõ ïîòîêîâ äîñòèãàëîñü ñïåöèàëüíûì óñòðîéñòâîì ãåíåðàöèè êîëåáàíèé –
ïóëüñàòîðîì ðàñõîäà 2.
7, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé öèôðîâîé êîìïëåêñ äëÿ
èçìåðåíèÿ äàâëåíèÿ ÈÏÄÖ ñ ïðåäåëîì äîïóñêàåìîé ïîãðåøíîñòè δÈ = 0,06 %. Êîíòðîëü ÷àñòîòû
êîëåáàíèé îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷àñòîòîìåðîì ×3-63/1 ñ
ïîãðåøíîñòüþ ±5·10–7. Ïîêàçàíèÿ ðàáî÷åãî ýòàëîíà äàâëåíèÿ è ÷àñòîòîìåðà ïîñòóïàþò íà áëîê óïðàâëåíèÿ 9, ðåãóëÿòîð äàâëåíèÿ 10 ñëóæèò äëÿ êîìïåíñàöèè äàâëåíèÿ âî âñåé èçìåðèòåëüíîé ñèñòåìå.
Îäíàêî äàííàÿ óñòàíîâêà èñïîëüçóåòñÿ òîëüêî
äëÿ ïîâåðêè ÈÀÄ ñ ìàíæåòàìè íà ïëå÷î.
Ðèñ. 1. Óñòàíîâêà äëÿ êîìïëåêòíîé ïîâåðêè ÈÀÄ ñ
îäíèì èçìåðèòåëüíûì ìîäóëåì ñ ìàíæåòîé íà ïëå÷î
Èçìåðÿåìûå âåëè÷èíû äàâëåíèÿ Ð è ÷àñòîòû
ïóëüñà f ïîäàþòñÿ ñ áëîêà óïðàâëåíèÿ 9 íà èñòî÷íèê ïóëüñàöèé äàâëåíèÿ 1, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé
íàñîñ 3 è ïóëüñàòîð ðàñõîäà 2, ñîçäàþùèé ìîäóëèðîâàííûé ñèãíàë ïî àìïëèòóäå è ÷àñòîòå è óñòàíîâëåííûé â òî÷êå ðàçâåòâëåíèÿ òðóáîïðîâîäà è
áàéïàñíîé ëèíèè, îáðàçóÿ èçìåðèòåëüíûé è áàéïàñíûé êàíàëû.  èçìåðèòåëüíîì êàíàëå óñòàíîâëåí èçìåðèòåëüíûé ìîäóëü 4, ïðåäñòàâëÿþùèé ñîáîé öèëèíäð 5, èìèòèðóþùèé ðóêó ÷åëîâåêà, â êîòîðîì ðàçìåùåíà ãèáêàÿ ýëàñòè÷íàÿ òðóáêà 6, èìèòèðóþùàÿ àðòåðèþ ðóêè ÷åëîâåêà. Íà öèëèíäð 5
íàäåâàåòñÿ êîìïðåññèîííàÿ ìàíæåòà 11 ïîâåðÿåìîãî ïðèáîðà 12. Ñòàáèëüíîñòü äàâëåíèÿ â èçìåðèòåëüíîì ìîäóëå îñóùåñòâëÿåòñÿ áëîêîì ñòàáèëèçàöèè äàâëåíèÿ 8. Êîíòðîëü äàâëåíèÿ â èçìåðèòåëüíîì êàíàëå îñóùåñòâëÿåò ðàáî÷èé ýòàëîí äàâëåíèÿ
ÌÅÄÈÖÈÍÑÊÀß ÒÅÕÍÈÊÀ. 2012. ¹ 1 (271)
Ðèñ. 2. Óñòàíîâêè äëÿ êîìïëåêòíîé ïîâåðêè ÈÀÄ:
à) ñ ïîñëåäîâàòåëüíûì ðàñïîëîæåíèåì äâóõ
èçìåðèòåëüíûõ ìîäóëåé [8]; á) ñ ïàðàëëåëüíûì
ðàñïîëîæåíèåì äâóõ èçìåðèòåëüíûõ ìîäóëåé [9]
Ñ öåëüþ ðàñøèðåíèÿ íîìåíêëàòóðû ïîâåðÿåìûõ
ÈÀÄ è ïîâûøåíèÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ðàáîò ïî
ïîâåðêå ÈÀÄ ñ ìàíæåòàìè íà ïëå÷î è íà çàïÿñòüå
àâòîðàìè áûëè ðàçðàáîòàíû òðè ïîâåðî÷íûõ óñòàíîâêè:
1) óñòàíîâêà äëÿ ïîâåðêè ÈÀÄ ñ ìàíæåòàìè íà
ïëå÷î è çàïÿñòüå ñ ïîñëåäîâàòåëüíûì ðàñïîëîæåíèåì èçìåðèòåëüíûõ ìîäóëåé (ðèñ. 2à);
33
Òåîðèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå
2) óñòàíîâêà äëÿ ïîâåðêè ÈÀÄ ñ ìàíæåòàìè íà
ïëå÷î è çàïÿñòüå ñ ïàðàëëåëüíûì ðàñïîëîæåíèåì èçìåðèòåëüíûõ ìîäóëåé (ðèñ. 2á);
3) óñòàíîâêà äëÿ ïîâåðêè ÈÀÄ ñ ìàíæåòàìè íà
ïëå÷î è çàïÿñòüå ñ ïðèìåíåíèåì ãèäðàâëè÷åñêîãî èìèòàòîðà äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû (ðèñ. 3).
Íà ïàðàëëåëüíûõ ó÷àñòêàõ ãèäðàâëè÷åñêîãî
òðàêòà êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà ïîñëåäîâàòåëüíî
(ðèñ. 2à) èëè ïàðàëëåëüíî (ðèñ. 2á) óñòàíîâëåíû äâà
èçìåðèòåëüíûõ ìîäóëÿ 4 è 5. Èçìåðèòåëüíûå ìîäóëè 4 è 5 ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñåíñîðíûå ó÷àñòêè
â âèäå äâóõ ýëàñòè÷íûõ öèëèíäðîâ 6 è 15, â êîòîðûõ ðàçìåùåíû ýëàñòè÷íûå òðóáêè, èìèòèðóþùèå
àðòåðèè ðóêè ÷åëîâåêà 7 è 14 ñîîòâåòñòâåííî [10].
Ñîçäàíèå ïóëüñèðóþùèõ ïîòîêîâ æèäêîñòè â çàìêíóòîì ãèäðàâëè÷åñêîì êîíòóðå îñóùåñòâëÿåòñÿ
èñòî÷íèêîì ïóëüñàöèé äàâëåíèÿ 1, ïðåäñòàâëÿþùèì ñîáîé íàñîñ 3 è ïóëüñàòîð ðàñõîäà 2. ×àñòîòà
ïóëüñàöèé îáóñëîâëèâàåòñÿ ñêîðîñòüþ âðàùåíèÿ
ðîòîðà ïóëüñàòîðà ðàñõîäà 2, à àìïëèòóäû – âåëè÷èíîé ðàñõîäà. Êîíòðîëü äàâëåíèÿ â èçìåðèòåëüíûõ ìîäóëÿõ îñóùåñòâëÿåòñÿ ðàáî÷èìè ýòàëîíàìè
äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû 8 è 19, ïðåäñòàâëÿþùèìè ñîáîé äàò÷èêè èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ «ÌÈÄÀ» ñ âåðõíèì ïðåäåëîì èçìåðåíèé 40 êÏà è ïîãðåøíîñòüþ
0,15 % è ÷àñòîòîìåðû ×3-63/1 ñ ïîãðåøíîñòüþ
±5·10–7. Ïîääåðæàíèå ñòàáèëüíûõ ïàðàìåòðîâ äàâëåíèÿ â èçìåðèòåëüíûõ ìîäóëÿõ 4 è 5 îñóùåñòâëÿåòñÿ ðåãóëÿòîðàìè äàâëåíèÿ 9 è 18 ñîîòâåòñòâåííî,
à âî âñåé èçìåðèòåëüíîé ñèñòåìå – ðåãóëÿòîðîì 11.
Èçìåðèòåëüíûé ìîäóëü 4 èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïîâåðêè öèôðîâûõ ÈÀÄ 13 ñ ìàíæåòàìè íà ïëå÷î 12,
èçìåðèòåëüíûé ìîäóëü 5 – äëÿ ïîâåðêè öèôðîâûõ
ÈÀÄ 17 ñ ìàíæåòàìè íà çàïÿñòüå 16. Ðàññìàòðèâàåìûå ïîâåðî÷íûå óñòàíîâêè ïîçâîëÿþò çà îäíó
îïåðàöèþ ïîâåðêè ñëè÷èòü â òî÷êå ïîêàçàíèÿ ïîâåðÿåìîãî ÈÀÄ ñ ìàíæåòîé íà ïëå÷î (Ðâ1, Ðí1, f1)
è/èëè ÈÀÄ ñ ìàíæåòîé íà çàïÿñòüå (Ðâ2, Ðí2, f2) ñ
ýòàëîííûìè çíà÷åíèÿìè, âîñïðîèçâåäåííûìè ïîâåðî÷íûìè óñòàíîâêàìè (Ðâ0, Ðí0, f0).
Ðèñ. 3. Óñòàíîâêà äëÿ ïîâåðêè ÈÀÄ ñ ïðèìåíåíèåì
ãèäðàâëè÷åñêîãî èìèòàòîðà äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû
34
Óñòàíîâêà ñ ïðèìåíåíèåì ãèäðàâëè÷åñêîãî èìèòàòîðà äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû, ïðåäñòàâëåííàÿ íà ðèñ. 3,
èñïîëüçóåòñÿ äëÿ îäíîâðåìåííîé ðåãèñòðàöèè ñèñòîëè÷åñêîãî è äèàñòîëè÷åñêîãî äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû ïóëüñà ÈÀÄ ñ ïëå÷åâûìè è çàïÿñòíûìè ìàíæåòàìè.
Ãèäðàâëè÷åñêèé èìèòàòîð äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû
ïóëüñà ñîñòîèò èç äâóõ öèëèíäðîâ 1 è 2, â êîòîðûõ
ðàçìåùåíû ýëàñòè÷íûå òðóáêè 3 è 4, èìèòèðóþùèå
ñîîòâåòñòâåííî àðòåðèè âåðõíåé êîíå÷íîñòè. Ðåãóëèðîâàíèå ðàñõîäà ðàáî÷åé æèäêîñòè â òðóáêå 4 îñóùåñòâëÿåòñÿ çàïîðíî-ðåãóëèðóþùèì ýëåìåíòîì 6.
Ðåãóëèðîâàíèå ðàñõîäà ðàáî÷åé æèäêîñòè â
òðóáêå 3 îñóùåñòâëÿåòñÿ çàïîðíî-ðåãóëèðóþùèì
ýëåìåíòîì 5. Öèëèíäðû 1 è 2 ðàçäåëåíû íåïðîíèöàåìîé ïåðåãîðîäêîé 8, â êîòîðîé óñòàíîâëåí ñîåäèíèòåëüíûé çàïîðíî-ðåãóëèðóþùèé ýëåìåíò 7.
Îí âûïîëíÿåò ôóíêöèþ ãèäðàâëè÷åñêîãî îáúåäèíåíèÿ öèëèíäðîâ 1 è 2, âûðàâíèâàÿ ñîîòâåòñòâóþùèå äàâëåíèÿ â öèëèíäðàõ 1 è 2 äëÿ áîëåå òî÷íîé
ïåðåäà÷è ïóëüñàöèé ðàáî÷åé æèäêîñòè íà êîìïðåññèîííûå ìàíæåòû ïîâåðÿåìûõ ñðåäñòâ èçìåðåíèé
10 è 12. Ñîçäàíèå ïóëüñèðóþùåãî ïîòîêà æèäêîñòè îñóùåñòâëÿåòñÿ íàñîñîì 15 è ãåíåðàòîðîì ïåðåìåííîãî ðàñõîäà 16, óïðàâëÿåìûìè ïåðñîíàëüíûì êîìïüþòåðîì 17. Äëÿ êîíòðîëÿ äàâëåíèÿ è
÷àñòîòû ïóëüñà ñëóæàò ðàáî÷èå ýòàëîíû äàâëåíèÿ
è ÷àñòîòû 13 è 14, ïîäêëþ÷åííûå ê öèëèíäðàì 1 è
2 è ïåðåäàþùèå ñèãíàëû áëîêó óïðàâëåíèÿ 17. Íà
öèëèíäð 1 íàäåâàåòñÿ êîìïðåññèîííàÿ ìàíæåòà íà
ïëå÷î 9, íà âòîðîé öèëèíäð 2 – êîìïðåññèîííàÿ
ìàíæåòà íà çàïÿñòüå 11.
 äàííîì óñòðîéñòâå èñïîëüçóþò ïîñëåäîâàòåëüíîå ñîåäèíåíèå äâóõ èçìåðèòåëüíûõ ìîäóëåé (ó÷àñòêîâ ïîâåðêè èçìåðèòåëåé àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ ñ ìàíæåòàìè íà ïëå÷î è íà çàïÿñòüå), çàïîðíîðåãóëèðóþùèé ýëåìåíò áàéïàñíîãî êàíàëà, à òàêæå ñîåäèíèòåëüíûé çàïîðíî-ðåãóëèðóþùèé
ýëåìåíò. Âñå ýòî äàåò âîçìîæíîñòü ïðîâîäèòü ïîâåðêó äâóõ òèïîâ ñôèãìîìàíîìåòðîâ íà îäíîì è
òîì æå óñòðîéñòâå [10].
Ðàñõîä æèäêîñòè ìîæíî ðåãóëèðîâàòü, èçìåíÿÿ
ñîïðîòèâëåíèå íà âõîäå è âûõîäå èç ñèñòåìû òðóáîê, ìîäåëèðóÿ òåì ñàìûì òå÷åíèå æèäêîñòè, íàïðèìåð â àðòåðèîëàõ è êàïèëëÿðàõ. Ïðèìåíåíèå
îòðåãóëèðîâàííûõ â ñîîòâåòñòâóþùåì ðåæèìå çàïîðíî-ðåãóëèðóþùèõ ýëåìåíòîâ ïîçâîëÿåò ñ âûñîêîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè ïåðåäàòü ïóëüñàöèè ðàáî÷åé æèäêîñòè íà êîìïðåññèîííûå ìàíæåòû ïîâåðÿåìûõ ñðåäñòâ èçìåðåíèé.
Çíà÷åíèÿ âîñïðîèçâîäèìîñòè âåëè÷èí â êîíêðåòíîé òî÷êå, à òàêæå êîëè÷åñòâî òî÷åê ïîâåðêè
èçìåðèòåëüíûõ ïðèáîðîâ âûáèðàþòñÿ èç ñîîáðàæåíèé äîñòîâåðíîñòè îöåíêè ìåòðîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïîâåðÿåìîãî ïðèáîðà â íîðìèðîâàííûõ äèàïàçîíàõ èçìåðåíèé àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû ïóëüñà. Èññëåäîâàíèÿ ìåòðîëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïîêàçàëè, ÷òî îòíîñèòåëüíàÿ
ïîãðåøíîñòü èçìåðèòåëüíûõ êàíàëîâ äàâëåíèÿ è
÷àñòîòû ñîîòâåòñòâóåò ïîãðåøíîñòè òðåòüåãî ðàçðÿäà, ÷òî íå ïðîòèâîðå÷èò òðåáîâàíèÿì íîðìàòèâíûõ äîêóìåíòîâ [3], [4]. Îñíîâíûå ìåòðîëîãè÷åñêèå
ÌÅÄÈÖÈÍÑÊÀß ÒÅÕÍÈÊÀ. 2012. ¹ 1 (271)
Òåîðèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå
Òàáëèöà 1
Îñíîâíûå ìåòðîëîãè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ðàññìàòðèâàåìûõ óñòàíîâîê
Îñíîâíûå ìåòðîëîãè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè
Äèàïàçîí èçìåðåíèÿ
àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ
Ïîâåðî÷íàÿ óñòàíîâêà Ïîâåðî÷íàÿ óñòàíîâêà Ïîâåðî÷íàÿ óñòàíîâêà Ïîâåðî÷íàÿ óñòàíîâêà
ÈÀÄ ñ îäíèì èçìåÈÀÄ ñ ïîñëåäîâàÈÀÄ ñ ïàðàëëåëüíûì
ÈÀÄ ñ ïðèìåíåíèåì
ðèòåëüíûì ìîäóëåì
òåëüíûì ðàñïîëîæå- ðàñïîëîæåíèåì èçìå- ãèäðàâëè÷åñêîãî èìè(ðèñ. 1)
íèåì èçìåðèòåëüíûõ
ðèòåëüíûõ ìîäóëåé
òàòîðà äàâëåíèÿ è
ìîäóëåé (ðèñ. 2à)
(ðèñ. 2á)
÷àñòîòû (ðèñ. 3)
0...300 ìì ðò. ñò.,
0...40 êÏà
0...300 ìì ðò. ñò.,
0...40 êÏà
0...300 ìì ðò. ñò.,
0...40 êÏà
0...300 ìì ðò. ñò.,
0...40 êÏà
0,5...4,0 Ãö,
60...240 ìèí–1
0,5...4,0 Ãö,
60...240 ìèí–1
0,5...4,0 Ãö,
60...240 ìèí–1
0,5...4,0 Ãö,
60...240 ìèí–1
Îòíîñèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü èçìåðèòåëüíîãî
êàíàëà äàâëåíèÿ
± 0,15 %
(±0,5 ìì ðò. ñò.)
± 0,25 %
(±0,8 ìì ðò. ñò.)
± 0,15 %
(±0,5 ìì ðò. ñò.)
± 0,15 %
(±0,5 ìì ðò. ñò.)
Îòíîñèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü èçìåðèòåëüíîãî
êàíàëà ÷àñòîòû
± 1,5 %
± 1,5 %
± 1,5 %
± 1,5 %
Äèàïàçîí èçìåðåíèÿ ÷àñòîòû ñåðäå÷íûõ ñîêðàùåíèé
õàðàêòåðèñòèêè óñòàíîâîê ïóëüñèðóþùèõ ïîòîêîâ
æèäêîñòè ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 1.
Ðàáîòà âûïîëíåíà â ðàìêàõ ïðîâåäåíèÿ íàó÷íûõ
èññëåäîâàíèé ïî ãðàíòó Ïðåçèäåíòà ÐÔ äëÿ ãîñóäàðñòâåííîé ïîääåðæêè ìîëîäûõ ðîññèéñêèõ ó÷åíûõ
¹ ÌÊ-6303.2010.8.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû:
1. Ãîãèí Â.À., Âàðãèí À.À., Êàðàòàåâ Ð.Í. Ìåòðîëîãè÷åñêèå àñïåêòû èçìåðåíèé àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû ñåðäå÷íûõ ñîêðàùåíèé. – Êàçàíü:
Èçä-âî ÊÃÒÓ èì. À.Í. Òóïîëåâà, 2003. 99 ñ.
2. Ñîéêî À.È., Êàðàòàåâ Ð.Í. Ïîâåðî÷íûå óñòàíîâêè èçìåðèòåëåé àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ãåíåðàöèé ïóëüñèðóþùèõ ïîòîêîâ.
– Êàçàíü: Èçä-âî «Îòå÷åñòâî», 2009. 132 ñ.
3. Ð 50.2.032-2004 ÃÑÈ. Èçìåðèòåëè àðòåðèàëüíîãî
äàâëåíèÿ íåèíâàçèâíûå. Ìåòîäèêà ïîâåðêè.
4. ÌÎÇÌ R 16-2 Non-invasive automated
sphygmomanometers. 2002.
5. Ñîéêî À.È., Ãîãèí Â.À., Êàðàòàåâ Ð.Í., Êñåíîôîíòîâà Í.Ì. Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå âîïðîñà ïðèìåíåíèÿ ýòàëîííûõ óñòàíîâîê äëÿ ïîâåðêè ñðåäñòâ
èçìåðåíèé àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû ñåðäå÷íûõ ñîêðàùåíèé // Çàêîíîäàòåëüíàÿ è ïðèêëàäíàÿ ìåòðîëîãèÿ. 2007. ¹ 4. Ñ. 65-70.
6. Êàðàòàåâ Ð.Í., Ãîãèí Â.À., Ñîéêî À.È. è äð. Ïóëüñàòîð ðàñõîäà / Ïàòåíò ¹ 2327119, ÐÔ, ÌÏÊ G01F
25/00, F15B 21/12; çàÿâèòåëè è ïàòåíòîîáëàäàòåëè
ÔÃÓ «Òàòàðñòàíñêèé ÖÑÌ», ÊÃÒÓ èì. À.Í. Òóïîëåâà. ¹ 2006119763; çàÿâë. 05.06.2006; îïóáë.
20.06.2008. Áþë. ¹ 17.
7. Êàðàòàåâ Ð.Í., Ãîãèí Â.À., Ñîéêî À.È. è äð. Óñòðîéñòâî äëÿ ïîâåðêè àâòîìàòèçèðîâàííûõ ñôèãìîìàíîìåòðîâ / Ïàòåíò ¹ 2301030, ÐÔ, ÌÏÊ
À61Â 5/22, G01L 27/00; çàÿâèòåëè è ïàòåíòîîáëàäàòåëè ÔÃÓ «Òàòàðñòàíñêèé ÖÑÌ», ÊÃÒÓ èì.
À.Í. Òóïîëåâà. ¹ 2005125025; çàÿâë. 05.08.2005;
îïóáë. 20.06.2007. Áþë. ¹ 17.
ÌÅÄÈÖÈÍÑÊÀß ÒÅÕÍÈÊÀ. 2012. ¹ 1 (271)
8. Êàðàòàåâ Ð.Í., Ñîéêî À.È. è äð. Ïîâåðî÷íîå óñòðîéñòâî äëÿ àâòîìàòèçèðîâàííûõ ñôèãìîìàíîìåòðîâ / Ïàòåíò ¹ 81886, ÐÔ, ÌÏÊ À61 5/22, G01L
25/00; çàÿâèòåëü è ïàòåíòîîáëàäàòåëü ÊÃÒÓ èì.
À.Í. Òóïîëåâà. ¹ 2008144562; çàÿâë. 11.11.08;
îïóáë. 10.04.2009. Áþë. ¹ 10.
9. Êàðàòàåâ Ð.Í., Ñîéêî À.È., Ñèíèöûí È.Í. è äð.
Óñòðîéñòâî äëÿ ïîâåðêè àâòîìàòèçèðîâàííûõ
ñôèãìîìàíîìåòðîâ / Ïàòåíò ¹ 2393758 ÐÔ, ÌÏÊ
À61Â 5/00, À61Â 5/22; çàÿâèòåëü è ïàòåíòîîáëàäàòåëü ÊÃÒÓ èì. À.Í. Òóïîëåâà. ¹ 2008144585; çàÿâë. 11.11.08; îïóáë. 10.07.2010. Áþë. ¹ 19.
10. Êàðàòàåâ Ð.Í., Ñîéêî À.È., Ñèíèöûí È.Í., Ãàëèìîâ Ô.Ì. è äð. Èìèòàöèîííàÿ ìîäåëü ðóêè ÷åëîâåêà äëÿ ïîâåðêè èçìåðèòåëåé àðòåðèàëüíîãî äàâëåíèÿ è ÷àñòîòû ñåðäå÷íûõ ñîêðàùåíèé / Ïàòåíò
¹ 2405423 ÐÔ, ÌÏÊ A61B 5/02, G09B 23/28, G01L
27/00; çàÿâèòåëü è ïàòåíòîîáëàäàòåëü ÊÃÒÓ
èì. À.Í. Òóïîëåâà. ¹ 2009123052; çàÿâë. 16.06.2009;
îïóáë. 10.12.2010. Áþë. ¹ 34.
Ðîáèíäàð Íèêîëàåâè÷ Êàðàòàåâ,
ä-ð òåõí. íàóê, ïðîôåññîð,
Àëåêñåé Èãîðüåâè÷ Ñîéêî,
êàíä. òåõí. íàóê, äîöåíò,
Àëåêñàíäðà Èãîðåâíà Õðóíèíà,
ñòóäåíòêà,
Èãîðü Íèêîëàåâè÷ Ñèíèöûí,
àñïèðàíò,
êàôåäðà ñòàíäàðòèçàöèè, ñåðòèôèêàöèè
è òåõíîëîãè÷åñêîãî ìåíåäæìåíòà,
Êàçàíñêèé ãîñóäàðñòâåííûé òåõíè÷åñêèé
óíèâåðñèòåò èì. À.Í. Òóïîëåâà,
ã. Êàçàíü,
e-mail: alexsoiko@rambler.ru
35