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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA A segunda profissão de eletrocardiógrafo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Eletrônica na medicina No processo de criação de projetos amadores, podem ser necessárias ferramentas e equipamentos, que muitas vezes são difíceis de obter. Nesses casos, a engenhosidade vem em socorro e os artesãos fazem tudo o que é necessário com as próprias mãos. Falaremos sobre como você pode fazer um gravador térmico real a partir de um eletrocardiógrafo antigo do tipo EK1T-03M (Fig. 1). Este dispositivo pode ser necessário para medir e registrar a temperatura de uma determinada área (parte) por algum tempo. Vamos explicar com um exemplo. Ao montar um computador poderoso com suas próprias mãos, você pode enfrentar o problema de superaquecimento do processador. Para resfriá-lo, você precisará de um sistema de refrigeração que certamente eliminará o risco de falha do "cérebro do computador". Bem, se você possui a metodologia de cálculo apropriada. E se não? Você pode, é claro, ligar imediatamente o computador e ver se o processador "queima" ou não? É improvável que você fique satisfeito com o triste resultado de tal experimento... É muito melhor verificar o desempenho do sistema de resfriamento nas condições do modelo, medindo o aumento da temperatura do dissipador de calor com o qual o processador virá posteriormente em contato. Usando uma fonte de calor modelo e um registrador térmico, você pode selecionar facilmente os parâmetros de design para os quais o processador terá garantia de superaquecimento.
É útil mencionar o princípio de operação de um registrador térmico caseiro. Os métodos para medir temperaturas usando termômetros termoelétricos (termopares) são bem conhecidos na técnica. Um termopar são dois condutores de materiais diferentes que formam um circuito elétrico comum (ver Fig. 3). Se as temperaturas das junções (junções) do termopar não forem as mesmas, surge um termo-EMF - e uma corrente flui pelo circuito. Thermo-EMF é tanto maior quanto maior for a diferença de temperatura entre as junções. Ao conectar um termopar a um gravador, obtemos um dispositivo que permite registrar as mudanças de temperatura ao longo do tempo. O eletrocardiógrafo de canal único EK1T-03M é adequado para registrar termopares EMF termoelétricos. De fato, o eletrocardiógrafo foi projetado para medir tensões na faixa de 0,03 a 4 milivolts (mV). A sensibilidade do dispositivo é definida pelo interruptor e pode ser 5, 10 e 20 mm/mV. A uma velocidade de fita de gravador de 25 mm/s, um rolo de papel térmico de 50 metros de comprimento (Fig. 2) é suficiente para cerca de meia hora de operação contínua, o que é mais do que suficiente para fins amadores.
O uso de um eletrocardiógrafo como registrador de temperatura, de fato, não requer nenhuma modificação. Basta ter um ou mais termopares adicionais e saber fazer todas as conexões necessárias. Apesar de uma instrução geralmente ser anexada a um eletrocardiógrafo, vamos nos deter em alguns dos principais pontos importantes do ponto de vista da medição de temperaturas. Antes de tudo, é necessário conectar um cabo de rede ao aparelho e o chamado "cabo principal", geralmente composto por cinco fios de cores diferentes. De acordo com as instruções, ao medir cardiogramas, os fios do cabo das derivações são conectados aos eletrodos: R vermelho - à direita; L amarelo - à esquerda; F verde - na perna esquerda; N preto - na perna direita; Com branco - no peito. Para medir as temperaturas, usaremos pares de fios correspondentes a três condutores padrão: 1. R vermelho - L amarelo (mão - mão); 2. R vermelho - F verde (braço direito - perna esquerda); 3. L amarelo - F verde (braço esquerdo - perna esquerda). No painel superior do dispositivo há uma chave que define o modo de medição para um número de derivação específico. Colocamos a chave na posição do 1º fio e conectamos os fios do termopar aos fios vermelho e amarelo. Baixamos os pontos de conexão dos fios e termopares em uma garrafa térmica com gelo (a seguir explicaremos por que isso é feito). Os termopares para os outros dois condutores são conectados da mesma maneira - eles têm posições de comutação correspondentes. O registrador de temperatura está quase pronto para operação. Onde posso conseguir um termopar? Você também pode fazer você mesmo usando a tecnologia descrita repetidamente na literatura técnica, e dificilmente faz sentido insistir nisso em detalhes. Mas se você tiver um multímetro, olhe dentro da embalagem original. Muitos não sabem que o fio fino duplo em uma trança branca com uma bolinha na ponta presa ao aparelho é apenas um termopar. Antes de registrar as leituras do termopar com um registrador de temperatura, deve-se avaliar a faixa de possíveis medições de temperatura. Lembre-se de que o eletrocardiógrafo EK1T-03M foi projetado para medir tensões na faixa de 0,03 a 4 milivolts (mV). Neste caso, a termo-EMF dos termopares cromel-copel na faixa de temperatura de 0 a 100°C varia de 0 a 6,9 mV. Ou seja, com tais termopares, neste caso, é lógico medir temperaturas de várias dezenas de graus. Thermo-EMF de termopares de cromol-alumel na faixa de temperatura de 0 a 100°C varia de 0 a 4,09 mV. Assim, torna-se possível registrar temperaturas de até 100°C por meio de um eletrocardiógrafo. Se, no entanto, forem usados termopares especiais de platina-ródio, o limite superior da temperatura determinada será próximo de 500°C. Ao medir com termopares, a correção da junção fria deve ser lembrada (Fig. 3).
O fato é que no processo de medição de temperatura, uma junção do circuito do termopar, a chamada junção fria, deve estar a 0°C (em uma garrafa térmica com gelo), e a outra, a junção quente, no meio cuja temperatura deve ser medida. As tabelas termo-EMF de vários termopares são compiladas especificamente para o caso em que a junção fria está a 0°C. Se, por algum motivo, não for possível colocar a junção fria em um meio com temperatura de 0°C e à temperatura ambiente (por exemplo, a 20°C), então, neste caso, o termo-EMF resultante corresponde a a diferença de temperatura entre as junções quente e fria e em Para determinar a temperatura, você precisa inserir a chamada correção para a junção fria. Para fazer isso, adicione o termo-EMF medido ao termo-EMF correspondente à temperatura da junção fria (20 ° C) e determine a temperatura a partir do valor obtido usando dados tabulares. Antes de ligar o aparelho, é necessário instalar um rolo de papel térmico registrador no compartimento do mecanismo do drive de fita. O sinal será registrado com uma caneta térmica especial, que aquece até aproximadamente 300°C durante a operação. O eletrocardiógrafo possui um botão de calibração especial "1mV", pressionando que permitirá gravar sinais de calibração especiais na fita, indicando a sensibilidade do dispositivo (Fig. 4). O botão "M" inicia o mecanismo de unidade de fita do registrador e a caneta térmica registra a alteração no termo-EMF do termopar na fita.
Na fig. A Figura 5 mostra um registro das leituras de um termopar cromel-copel quando ele é abaixado a cada segundo em um recipiente com água aquecida. A subida e descida da temperatura da junção quente são claramente visíveis na sensibilidade definida e um sinal de calibração de 10 mm/mV. O registrador de temperatura baseado no antigo cardiógrafo funciona.
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