Регистрация / Вход
Прислать материал

Информационно-измерительная система поверки акустических спирометров

ФИО: Гайсин А. С.

Направление: Информационные технологии

Научный руководитель: к.т.н. Стучилин Владимир Валерьевич

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Информационных систем и технологий

Академическая группа: ИС-11

Акустические спирометр – прибор, предназначенный для функциональной диагностики дыхания человека. Он представляет собой акустический расходомер, позволяющий измерять скорость потока в обоих направлениях.

К современным спирометрам предъявляется ряд требований. Одной из самых важных характеристик является точность измерения. Точность измерения спирометров влияет на своевременность постановки верного диагноза, от которого зависит возможность предотвратить заболевание на ранней стадии. Для более точных измерений необходимо, чтобы спирометры обладали минимальной погрешностью. Для определения погрешностей или проверки того, что они находятся в допустимых пределах, прибор должен подвергаться периодическим испытаниям на соответствие требованиям – поверке. Поверка средств измерений – это необходимая операция, которая позволяет выявить соответствие измерительных приборов метрологическим требованиям. Цель поверки – передача приборам размеров единиц величин, при этом следует опираться на исходные эталонные средства.

При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции:

1. Внешний осмотр;

2. Опробование;

3. Проверка первичного преобразователя на герметичность;

4. Определение погрешности при измерении расхода и объема газа;

5. Оформление результатов поверка.

Для поверки акустических спирометров встала необходимость в создании соответствующей информационно-измерительной системы. Принцип работы был основан на акустическом методе измерения скоростей и расходов газовоздушных потоков.

Идея акустического метода состоит в использовании аэроакустического взаимодействия в цилиндрическом волноводе-воздуховоде, по которому проходит контролируемая среда, в которой излучаются и принимаются акустические волны. Эта идея реализована в датчике акустического спирометра, в стенки которого вмонтированы кольцевые пьезопреобразователи. При этом пьезопреобразователи являются излучающими и принимающими устройствами одновременно. Среди сигналов, пущенных по и против потока, вычисляется разность, исходя из которой определяется мгновенная скорость газовоздушного потока. Умножив полученную скорость на площадь поперечного сечения, вычисляется расход. Следом за датчиком установлен Волюмоспирометр водяной, который необходим для измерения объема поступающего воздуха. Путем деления измеренного волюмоспирометром объема на время, которое потребовалось для достижения определенного объема, получаем показания расхода воздуха. Измерение времени производят секундомером с пределом допустимой погрешности не более ±0,3.

В ходе поверки осуществляется сравнение результатов – расхода воздуха, полученного через показания датчика, и расхода, определенного с помощью водяного волюмоспирометра.

Акустическом метод измерения скоростей и расходов газовоздушных потоков был выбран по ряду причин:

– измеряет скорости газовоздушных потоков в диапазоне 0.05...30 м/с;

– не вносит аэродинамического сопротивления в контролируемый поток;

– не нарушает аэродинамической эпюры скоростей;

– измеряет скорость потока, среднюю по сечению воздуховода;

– практически безынерционен.

Спирометры, удачно прошедшие поверку, подлежат клеймению и допускаются к эксплуатации. При отрицательных результатах поверки спирометр к применению не допускают, клеймо о поверке гасят.