17.Устройство и принцип действия датчиков параметров системы дыхания (контактный датчик, датчик из углеродистой резины, турбинный датчик, датчик оксигемографа).

Существует целая группа датчиков, предназначенных для анализа пара­метров системы дыхания. Они отличаются как конструктивно, так и по форме преобразования регистрируемого параметра в электрический сигнал. Такими измерительными системами оцениваются: частота дыхания, величина дыха­тельного объема, минутный объем дыхания (МОД), оксигенация крови и т.д.

Контактный датчик. Данный датчик применяется для фикса­ции моментов периодически повторяющихся движений грудной клетки.

1, 2 – электрические контакты;

3 – резиновая лента.

Схема контактного датчика

Конструктивно датчик выполнен из резиновой ленты 3 с двумя контактами 1 и 2, которые замыкаются при вдохе и размыкаются при выдохе. Недостатком измерительной системы с таким датчиком является невозможность записи ды­хательной кривой. Данный датчик является пассивным, так как требует внеш­него источника питания.

Датчик из углеродистой резины

Этот датчик относится к параметрическим. Активная часть датчика вы­полнена из резины на основе углерода.

1 – углеродистая резина

Схема датчика из углеродистой резины

При изменении длины датчика изменяется его сопротивление, так как со­противление датчика определятся длиной датчика и площадью cix> поперечного сечения. При приложении к резине разности потенциалов по ней протекает ток, изменяющийся в такт изменения сопротивления, а, следовательно, с частотой вдоха и выдоха.

Турбинный датчик Датчик применяется для определения объема вдыхаемого или выдыхаемо­го воздуха. Датчик состоит из дыхательной маски 3, в которой рас­положена турбина 4 с зеркальными накладками на лопастях. Свет от источника 1 попадает на зеркала и, отражаясь, регистрируется фотоприёмником 2. Полу­ченные импульсы фототока пропорциональны частоте вращения турбины. Зная частоту и количество импульсов можно определить объем вдыхаемого и выды­хаемого воздуха.

Схема турбинного датчика

Турбинный датчик является также энергетическим, так как отражённый световой поток модулируется объёмом вдыхаемого или выдыхаемого воздуха.

Датчик оксигемографа

Датчик позволяет регистрировать насыщенность крови оксигемоглобином.

1 - светофильтр для получения

мо­нохроматического света;

2 - ткань;

3 - фотосопротивление;

4 - источник света.

Схема датчика оксигемографа.

По ткани 2 протекает поток крови, и, в зависимости от се насыщенности оксигемоглобином, изменяется ослабление величины светового потока, а это определяет величину сопротивления фоторезистора 3. Чем больше в крови оксигемоглобина, тем меньше поглощение света кровью и больше величина фото­тока в цепи фоторезистора, т.к. меньше величина сопротивления. Таким обра­зом, данный датчик также является энергетическим.

18.Датчики тканевого обмена веществ (катионочувствительный и микроспектро-фотометрический датчики). Катионочувствительный датчик

Для анализа процессов в тканях его вводят внутриклеточно. Оценка про­цессов в тканях производится путем анализа концентраций ионов Na⁺, К⁺ Mg⁺ и т.д. на клеточном уровне. Микропипетка из стекла вводится в ткань. Диаметр ее около 1 мкм. Она обогащена каким-то щелочным металлом. Измеряется ве личина разности потенциалов между микропипеткой и обычным микроэлектродом. При этом величина регистрируемой разности потенциалов пропорцио­нальна концентрации ионов в клетке. При равенстве концентраций ионов в клетке и микропипетке выходное напряжение равно нулю. Путем подбора мик­ропипеток с различной степенью обогащённости ионами можно определить концентрацию соответствующих ионов внутри клетки.