устройство для определения компрессионных свойств изделий из упругоэластичных материалов

Формула изобретения

Устройство для определения компрессионных свойств изделий из упруго-эластичных материалов, содержащее источник воздухоподачи, воздушную магистраль, преобразователь давления воздуха в воздушной магистрали в давление компрессионного средства и измерительный блок, отличающееся тем, что в качестве преобразователя давления воздуха в давление компрессионного средства используют лепестковый клапан в виде плоской резиновой емкости с двумя лепестками и выходной щелью, в качестве источника воздухоподачи используют турбинный компрессор, соединенный с лепестковым клапаном воздушной магистралью через демпфирующую емкость, а в качестве измерительного блока используют твердотельный датчик давления емкостного типа, соединенный воздушной магистралью с лепестковым клапаном, и микропроцессор с дисплеем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области контрольно-измерительной и испытательной техники, конкретно к устройствам для измерения местных давлений на тело человека, оказываемых компрессионными элементами и одеждой из упругоэластичных материалов. Устройство может быть использовано для контроля стабильности оказываемого давления при проведении лечебно-профилактических и реабилитационных мероприятий в медицине (в том числе космической и спортивной медицине), а также для определения компрессионных свойств текстильных полотен в легкой промышленности, средств индивидуальной защиты и их элементов, выполненных из упругоэластичных материалов (обтюрация лицевых частей капюшонов, противогазов и респираторов из латекса и резины), при гигиенической оценке.

Известно устройство для измерения местных давлений лицевых частей средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), включающее электропневматический датчик (ЭПД), представляющий собой герметичную камеру из поливинилхлоридной пленки в виде круга диаметром 20 мм, на внутренних стенках которой закреплены два электрических контакта из нержавеющей стали в виде тонкой сетки, соединенные с электрической цепью, в которую включен вольтметр; резиновый насос в виде груши и воздушную магистраль в виде резиновой трубки диаметром 1 мм с вмонтированным в нее манометром, соединяющую насос с датчиком.

Электропневматический датчик (ЭПД) в рабочем состоянии размещен между лицевой частью СИЗОД и кожей лица человека и зафиксирован с помощью медицинского пластыря. В ЭПД по воздушной магистрали нагнетается воздух с помощью резинового насоса. При выравнивании давления воздуха внутри ЭПД и давления, оказываемого лицевой частью СИЗОД (наступление динамического равновесия), происходит размыкание электрических контактов ЭПД, фиксируемое вольтметром. Величина установившегося в этот момент давления регистрируется манометром [1] (прототип).

Недостатками известного устройства являются необходимость визуального контроля наступления динамического равновесия, определяемого по вольтметру, использование ручной подачи воздуха, требующей определенных навыков для обеспечения плавности воздухоподачи, и сложность конструкции, создающая неудобства при эксплуатации устройства. Другими недостатками являются трудоемкость измерительного процесса в результате использования расчетного метода определения искомой величины компрессии после проведения серии замеров и значительная погрешность измерения.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности измерения величины давления на тело человека компрессионных средств за счет автоматизации процесса измерения, уменьшения погрешности измерения, сокращения длительности и трудоемкости измерительного процесса.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для определения величины компрессии, оказываемой средствами из упругоэластичных материалов на тело человека, содержащем источник воздухоподачи, воздушную магистраль, преобразователь давления воздуха в воздушной магистрали в давление компрессионного средства и измерительный блок, согласно изобретению в качестве преобразователя давления воздуха в давление исследуемого изделия используют лепестковый клапан в виде плоской резиновой емкости с двумя лепестками и выходной щелью, в качестве источника воздухоподачи используют турбинный компрессор, соединенный с лепестковым клапаном воздушной магистралью через демпфирующую емкость, а в качестве измерительного блока используют твердотельный датчик давления емкостного типа, соединенный воздушной магистралью с лепестковым клапаном, и микропроцессор с дисплеем.

Лепестковый клапан в рабочем состоянии размещен между компрессионным изделием и телом человека. В лепестковый клапан по воздушной магистрали от компрессора подается воздух. Верхний лепесток клапана находится под воздействием давления компрессионного изделия с наружной стороны и давления подаваемого воздуха с внутренней стороны. Момент выравнивания давлений (наступления динамического равновесия) фиксируется датчиком давления емкостного типа, который преобразует установившееся давление в электрический сигнал (частоту колебательного контура), величина которого измеряется микропроцессором и отображается на экране жидкокристаллического дисплея.

Основной особенностью предлагаемого устройства является использование в качестве преобразователя давления лепесткового клапана, имеющего (по сравнению с ЭПД) более простую конструкцию, большую чувствительность, которая приводит к уменьшению погрешности измерения, и обеспечивающего простое и герметичное соединение с воздушной магистралью. Наличие турбинного компрессора обеспечивает автоматизированную (непрерывную, ритмичную и продолжительную по времени) подачу воздуха в лепестковый клапан. Наличие демпфирующей емкости обеспечивает равномерность подачи воздуха в лепестковый клапан и исключает скачки давления воздуха в воздушной магистрали, что значительно уменьшает погрешность измерения. Использование измерительного блока в виде датчика давления емкостного типа, микропроцессора и дисплея позволяет значительно сократить по времени измерительный процесс (регистрацию и обработку результатов измерения), повысить его качество и создает удобство восприятия величины компрессии в цифровом выражении.

Схема устройства для определения компрессии представлена на чертеже.

На область исследуемой рубцовой поверхности тела постожогового пациента надевают компрессионное изделие из трикотажного полотна большой упругости, выполненное с учетом антропометрических размеров данной области, математического алгоритма расчета конструкции и локализации пораженного участка. Между компрессионным изделием и телом пациента аккуратно без загибов размещают лепестковый клапан 1 таким образом, чтобы вся его поверхность была прикрыта компрессионным изделием, при этом воздушная магистраль 2 не должна находиться в скрученном состоянии.

После подключения устройства к сети питания и включения компрессора 3 начинается подача воздуха по воздушной магистрали 2 через демпфирующую емкость 4 к лепестковому клапану 1, при этом на экране дисплея начинают появляться быстро сменяющие друг друга текущие значения давления воздуха в воздушной магистрали. Верхний лепесток клапана 1 находится под воздействием давления подаваемого воздуха с внутренней стороны и давления компрессионного изделия с наружной стороны. В момент выравнивания внешнего и внутреннего давлений происходит размыкание лепестков клапана 1, и воздух начинает выходить через выходную щель клапана 1. Величина установившегося давления воздуха в воздушной магистрали 2, соответствующая величине давления компрессионного изделия, регистрируется измерительным блоком, включающим датчик давления 5, микропроцессор 6 и дисплей 7. Зарегистрированное давление появляется в цифровом выражении и держится в течение некоторого времени на экране дисплея 7 и фиксируется пользователем. Полученная искомая величина давления должна находиться в заданном "лечебном" интервале давлений (10-25 мм рт.ст. ), что является необходимым критерием оценки пригодности испытываемого изделия для компрессионной терапии послеожоговых рубцов.

Предложенное устройство позволяет повысить эффективность определения компрессии, оказываемой средствами из упругоэластичных материалов на тело человека, за счет автоматизации измерительного процесса, что приводит к сокращению по времени и повышению точности измерений, удобству и доступности при эксплуатации устройства.

Предложенное устройство предполагается использовать при проведении компрессионной терапии постожоговых больных, при разработке костюмов для велосипедистов и пловцов, при разработке компрессионных средств для профилактики гемодинамических расстройств у космонавтов, при проведении испытаний упругоэластичных материалов, выпускаемых текстильной промышленностью.

Источники информации

1. А. Ф. Бобров, Г.П. Богачук, Г.В. Васюков, Г.Е. Кобылянский и др. Гигиенические исследования средств индивидуальной защиты человекам /Руководство. -М., 1992, с.135-138.