Устройство для моделирования терморегуляции и газообмена человека

 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для моделирования и изучения терморегуляции и газообмена человека при взаимосвязанном изменении температуры вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена. Цель изобреИзобретение относится к медицинской технике и предназначено для моделирования и изучения процессов терморегуляции и газообмена в организме человека. Известны устройства, моделирующие процессы терморегуляции и газообмена в организме человека. Однако моделирование процесса терморегуляции и газообмена осуществляется без учета взаимосвязанных изменений темтения - повышение достоверности в организме человека путем обеспечения зависимого изменения температуры вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена. Устройство содержит заполненный водой сосуд с крышкой, воздушный контур с циркуляционным вентилятором, горелкой имитатора основного газообмена, датчики температуры сред, концентрации углекислого газа, расхода воздуха и контрольно-измерительную аппаратуру. Новым в устройстве являются генератор вдыхаемой смеси, включающий вентилятор притока вдыхаемой смеси, управляемые нагревательный и охлаждающий элементы, смесительная камера, блок сравнения, датчики температуры вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена, регулятор рабочего газообмена и связи между ними. Датчик регистрирует изменение температуры вдыхаемой смеси. При этом блок сравнения подает сигнал, изменяющий уровень рабочего газообмена. В другом случае при изменении уровня рабочего газообмена изменяется температура вдыхаемой смеси. 3 ил. пературы вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена. Наиболее близким к предлагаемому является тепловой манекен человека, содержащий заполненный водой сосуд с пористой стеклянной крышкой, установленный с возможностью вертикального перемещения на электромагнитных опорах, внутри которого расположен воздушный контур с циркуляционным вентилятором, воздушный контур сообщен с атмосферой имитатором легких и (Л с XI hO (А) СП Ч Ь.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 09 В 23/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813441/14 (22) 11.04.90 (46) 30.03.92. Бюл. ¹ 12 (71) Донецкий научный центр гигиены труда и профилактики травматизма, Донецкий отдел Опытно-конструкторского бюро Киевского научно-исследовател ьского института гигиены труда и профзаболеваний и Донецкий медицинский институт (72) Ю,Д. Бебко, В.А. Максимович, И.И. Солдак и Е.А.-Ковалев (53) 615,475(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 454101, кл. G 06 G 7/56, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 507893, кл. G 09 В 23/28, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ И ГАЗООБМЕНА ЧЕЛОВЕКА (57) Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для моделирования и изучения терморегуляции и газообмена человека при взаимосвязанном изменении температуры вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена. Цель изобреИзобретение относится к медицинской технике и предназначено для моделирования и изучения процессов терморегуляции и газообмена в организме человека.

Известны устройства, моделирующие процессы терморегуляции и газообмена в организме человека.

Однако моделирование процесса терморегуляции и газообмена осуществляется без учета взаимосвязанных изменений тем„„. Ж„„1723574 Al тения — повышение достоверности в организме человека путем обеспечения зависимого изменения температуры вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена, Устройство содержит заполненный водой сосуд с крышкой, воздушный контур с циркуляционным вентилятором, горелкой имитатора основного газообмена, датчики температуры сред, концентрации углекислого газа, расхода воздуха и контрольно-измерительную аппаратуру. Новым в устройстве являются генератор вдыхаемой смеси, включающий вентилятор притока вдыхаемой смеси, управляемые нагревательный и охлаждающий элементы, смесительная камера, блок сравнения, датчики температуры вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена, регулятор рабочего газообмена и связи между ними. Датчик регистрирует изменение температуры вдыхаемой смеси, При этом блок сравнения подает сигнал, изменяющий уровень рабочего газообмена. В другом случае при изменении уровня рабочего газообмена изменяется температура вдыхаемой смеси. 3 ил. пературы вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена, Наиболее близким к предлагаемому является тепловой манекен человека, содержащий заполненный водой сосуд с пористой стеклянной крышкой, установленный с возможностью вертикального перемещения на электромагнитных опорах, внутри которого расположен воздушный контур с циркуляционным вентилятором, воздушный контур сообщен с атмосферой имитатором легких и

1723574 снабжен горелками имитатора газообмена, заключенными в установленных внутри сосуда камерах основного и рабочего газообмена, пульсационный насос, а также датчики температуры сред, концентрации углекислого газа, расхода воздуха и контрольно-измерительную аппаратуру.

Однако данное устройство не позволяет моделировать процессы терморегуляции и газообмена в организме человека при зависимом изменении температуры вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена, соответствующих различным производственным условиям, что значительно снижает достоверность имитации, Целью изобретения является повышение достоверности моделирования процессов терморегуляции и газообмена в организме человека.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее заполненный водой сосуд с пористой стеклянной крышкой, установленной с возможностью вертикального перемещения на электромагнитных опорах, расположенный внутри сосуда воздушный контур с циркуляционным вентилятором, воздушный контур сообщен с атмосферой имитатором легких и снабжен горелкой имитатора рабочего газообмена и горелкой имитатора основного газообмена, заключенным в установленных внутри сосуда камерах основного и рабочего газообмена, пульсационный насос для изменения уровня воды в сообщенном с камерой основного газообмена нижнем патрубке имитатора легких и датчики температуры, концентрации углекислого газа и расхода воздуха, соответственно установленные в сосуде, воздушном контуре и имитаторе легких и выходами связанные с входами контрольно-измерительных блоков, введены генератор вдыхаемой смеси, включающий вентилятор притока вдыхаемой смеси и управляемые нагревательный и охлаждающий элементы, смесительная камера, блок сравнения, датчик температуры вдыхаемой смеси, расположенный на входе имитатора легких, датчик уровня рабочего газообмена, расположенный внутри камеры рабочего газообмена, и регулятор рабочего газообмена, при этом выход генератора вдыхаемой смеси соединен с входами смесительной камеры, выход которой соединен с входом имитатора легких, выходы датчика уровня рабочего газообмена и датчика температуры вдыхаемой смеси соединены с входами блока сравнения, выходы которого соединены с входами регулятора рабочего газообмена, связанного с горелкой имитатора рабочего газообмена, и управляемыми вхоуровня рабочего газообмена в соответствии с изменениями температуры вдыхаемой

55. смеси, второй — в поддержании температуры вдыхаемой смеси в соответствии с изменениями уровней рабочего газообмена.

Режим 1. При изменении температуры вдыхаемой смеси, поступающей е имитатор

2 легких, сигнал Ет, измеренный дополни10

50 дами нагревательного и охлаждающего элементов генератора вдыхаемой смеси, На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — схема, поясняющая работу блока сравнения; на фиг. 3 — то же, пример выполнения.

Устройство содержит сосуд 1, заполненный водой, в котором заключен имитатор 2 легких, сообщенный с атмосферой верхним патрубком 3,и воздушный контур 4, оборудованный циркуляционным вентилятором

5, горелкой 6 имитатора основного газообмена, установленной внутри сосуда камеры

7, и горелкой 8 имитатора рабочего газообмена. Пористая стеклянная крышка 9 установлена на электромагнитных опорах 10.

Устройство оборудовано датчиками 11, 12 и

13 температуры сред, концентрации углекислого газа и расхода воздуха, соответственно установленными в сосуде, воздушном контуре 4 и имитаторе 2 легких, пульсационным насосом 14, обеспечивающим изменение уровня воды в сообщенном с камерой 7 нижнем патрубке 15 имитатора легких, арматурой 16 и контрол ьно-измерительной аппаратурой 17, Генератор 18 вдыхаемой смеси, оборудованный вентилятором 19 притока вдыхаемой смеси, нагревательным

20 и охлаждающим 21 элементами, включен на входе смесительной камеры 22, которая подключена к входу имитатора 2 легких, Датчики температуры вдыхаемой смеси 23 и уровня рабочего газообмена 24 подключены к блоку 25 сравнения, выходы которого соединены с входами регулятора 26 рабочего газообмена, связанного с горелкой 8 рабочего газообмена, и управляемыми входами нагревательного 20 и охлаждающего 21 элементов генератора 18 вдыхаемой смеси.

Схема, поясняющая работу блока 25 сравнения, приведенная на фиг. 2, содержит элемент А сравнения, усилитель В мощности, двигатель С,управляющий диафрагмой горелки рабочего газообмена, и диафрагму D горелки рабочего газообмена, образующую регулятор 26 рабочего газообмена, Схема, приведенная на фиг. 3, содержит элементы сравнения F и выбора полярности

6, усилители мощности нагревательного Н и охлаждающего J элементов.

Устройство работает в двух режимах.

Первый режим заключается в поддержании

1723574

20 паратора напряжения

55 тельно введенным датчиком 23 температуры вдыхаемой смеси, попадает на один из входов элемента А сравнения, на второй вход которого подается эталонный сигнал

Ет эт. Возникающий сигнал Л Ет поступает на усилитель B мощности и двигатель С, управляющий диафрагмой D горелки рабочего газообмена, через которую поступает газовая смесь для сжигания в горелке 8 рабочего газообмена.

Режим 2. При изменении уровня рабочего газообмена сигнал Ерг от дополнительно введенного датчика 24 рабочего газообмена поступает на один из входов элемента F сравнения, на второй вход которого подается сигнал эталонного рабочего газообмена Ерг эт. Возникающий сигнал

Л Ерг поступает на вход элемента G выбора полярности, выполненного на основе комВ случае уменьшения или увеличения уровня рабочего газообмена соответствующий сигнал поступает на один из двух усилителей Н и J мощности и далее на нагревательный 20 или охлаждающий 21 элемент. При этом происходит изменение температуры вдыхаемой смеси.

Использование изобретения обеспечивает подачу в устройство вдыхаемой смеси с заданной температурой и позволяет при изменении температуры вдыхаемой смеси автоматически изменять уровень рабочего газообмена, а при изменении уровня рабочего газообмена автоматически изменять температуру вдыхаемой смеси. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность моделирования процессов терморегуляции и газообмена в организме человека. Устройство может быть использовано при моделировании терморегуляции и газообмена человека в условиях горячего производства, в том числе на предприятиях металлургической, металлообрабатывающей, угольной, горнорудной, машиностроительной и химической промышленности, в районах с жарким климатом, а также в условиях охлаждающего микроклимата некоторых производств и климатических районов Арктики и Антарктиды, а также при проведении испытаний средств индивидуальной защиты, изучении термоадаптации и тепловой устойчивости организма человека.

Формула изобретения

Устройство для моделирования терморегуляции и газообмена человека, содержащее заполненный водой сосуд с пористой стеклянной крышкой, установленной с возможностью вертикального перемещения на электромагнитных опорах, расположенный внутри сосуда воздушный контур с циркуляцион н ым вентилятором, воздушный контур сообщен с атмосферой имитатором легких и снабжен горелкой имитатора рабочего газообмена и горелкой имитатора основного газообмена, заключенными в установленных внутри сосуда камерах основного и рабочего газообмена, пульсационный насос для изменения уровня воды в сообщенном с камерой основного газообмена нижнем патрубке имитатора легких и датчики температуры, концентрации углекислого газа и расхода воздуха, соответственно установленные в сосуде, воздушном контуре и имитаторе легких и выходами связанные с. входами контрольно-измерительных блоков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности моделирования процессов терморегуляции и газообмена в организме человека путем обеспечения зависимого изменения температуры вдыхаемой смеси и уровня рабочего газообмена, соответствующих различным производственным условиям, в него введены генератор вдыхаемой смеси, включающий вентилятор притока вдыхаемой смеси и управляемые нагревательный и охлаждающий элементы, смесительная камера, блок сравнения, датчик температуры вдыхаемой смеси, расположенный на входе имитатора легких, датчик уровня рабочего газообмена, расположенный внутри камеры рабочего газообмена, и регулятор рабочего газообмена, при этом выход генератора вдыхаемой смеси соединен с входом смесительной камеры, выход которого соединен с входом имитатора легких, выходы датчика уровня рабочего газообмена и датчика температуры вдыхаемой смеси соединены с входами блока сравнения, выходы которого соединены с входами регулятора рабочего газообмена, связанного с горелкой имитатора рабочего газообмена., и управляемыми входами нагревательного и охлаждающего элементов генератора вдыхаемой смеси.

1723574

1723574

Составитель Е. Ковалев

Редактор А. Лежнина Техред М.Моргентал Корректор M. Демчик

Заказ 1065 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101