Вторая профессия электрокардиографа
В ходе создания любительских конструкций смогут потребоваться оборудование и приборы, купить каковые обычно непросто. В таких случаях на помощь приходит смекалка, и умельцы делают всё нужное собственными руками. Мы поведаем о том, как возможно сделать самый настоящий самописец-терморегистратор из ветхого электрокардиографа типа ЭК1Т-03М (рис.
1).
Данный прибор может потребоваться для регистрации и измерения температуры конкретной области (подробности) в течение некоего времени. Поясним на примере. Собирая замечательный компьютер собственными руками, вы имеете возможность столкнуться с проблемой перегрева процессора. Для его охлаждения потребуется совокупность охлаждения, которая заведомо исключит риск выхода из строя «компьютерного мозга».Прекрасно, если вы обладаете соответствующей методикойрасчётов.
А вдруг нет? Возможно, само собой разумеется, сходу включить компьютер и взглянуть — «сгорит» процессор либо нет? Вряд пи вас удовлетворит печальный финал для того чтобы опыта…
Значительно лучше проверить работоспособность совокупности охлаждения в модельных условиях, измеряя рост температуры радиатора, с которым потом будет общаться процессор. Применяя наряду с этим модельный источник тепла и терморегистратор, вы легко сможете подобрать параметры конструкции, при которых процессор будет гарантирован от перегрева.
Рис. 1. Внешний вид прибора:
1 — кнопка включения сети; 2 — индикатор включения сети; 3 — регулятор накала пера; 4 — вилка для подключения кабеля отведений; 5 — тумблер отведений; 6 — регулятор смещения пера; 7 — кнопка калибровки; 8 — кнопка переключения скорости; 9 — кнопка успокоения; 10 — кнопка записи;11 — тумблер чувствительности
Рис. 2. Рулон термобумаги длиной 50 метров снабжает 30 мин. постоянной записи показаний прибора
Полезно упомянуть о принципе действия самодельного терморегистратора. В технике прекрасно известны методы измерения температур при помощи термоэлектрических термометров (термопар). Термопара представляет собой два проводника из разного материала, составляющих неспециализированную электрическую цепь (см. рис.
3). В случае если температуры мест соединений (спаев) термопары неодинаковы, то появляется термо-ЭДС — и по цепи протекает ток. Термо-ЭДС тем больше, чем больше разность температур спаев.
Соединив термопару с самописцем, возьмём устройство, разрешающее фиксировать трансформации температур с течением времени.
Одноканальный электрокардиограф ЭК1Т-03М хорошо подходит для целей регистрации термо-ЭДС термопар. Вправду, электрокардиограф рекомендован для измерения напряжений в диапазоне от 0,03 до 4 милливольт (мВ).
Чувствительность прибора устанавливается тумблером и может составлять 5, 10 и 20 мм/мВ. При скорости перемещения ленты самописца в 25 мм/с рулона термобумаги 50-метровой длины (рис. 2) хватает приблизительно на полчаса постоянной работы, что для любительских целей даже больше чем нужно.
Применение электрокардиографа как регистратора температуры, по сути, не требует никаких переделок. Нужно толькоиметь дополнительно одну либо пара термопар и знать, как выполнить все нужные подключения. Не обращая внимания на то, что к электрокардиографу в большинстве случаев прилагается инструкция, остановимся на некоторых главных моментах, серьёзных с позиций измерения температур.
Рис.
3. Типы термопар:
1 — тёплый спай; 2 — холодный спай; 3 — холодные спаи (хромель; алюмель; медь)
В первую очередь, нужно подключить к прибору сетевой кабель и так называемый «кабель отведений», в большинстве случаев складывающийся из пяти проводов различного цвета.
В соответствии с инструкции, при измерении кардиограмм провода кабеля отведений подсоединяются к электродам: R красный — на правой руке; L жёлтый — на левой руке; F зелёный — на левой ноге; N тёмный — на правой ноге; С белый — на грудной клетке. Для измерения температур будем применять пары проводов, соответствующие трём стандартнымотведениям: 1. R красный — L жёлтый (рука — рука); 2. R красный -F зелёный (правая рука — левая нога); 3. L жёлтый — F зелёный (левая рука — левая нога).
На верхней панели прибора имеется тумблер, что устанавливает режим измерений по конкретному номеру отведения.
Устанавливаем тумблер в положение 1-го отведения и подсоединяем к жёлтому проводам и красному выводы термопары. термопар соединения и Места проводов опускаем в термос со льдом (ниже мы поясним, для чего это делается).
Подобно подсоединяются термопары для двух вторых отведений — к ним имеются соответствующие положения тумблера. Терморегистратор практически готов к работе.
Где забрать термопару?
Изготовить её возможно и самостоятельно по разработке, многократно обрисованной в технической литературе, и останавливаться на этом детально вряд ли имеет суть. Но в случае если у вас имеется мультиметр, то посмотрите вовнутрь его фирменной упаковки. Многим и невдомёк, что прилагаемый к прибору двойной узкий провод в белой оплётке с маленьким шариком на финише именно и есть термопарой.
Перед тем как создавать запись показаний термопар посредством терморегистратора, направляться оценить диапазон вероятных измерений температуры. Отыщем в памяти — электрокардиограф ЭК1Т-03М рекомендован для измерения напряжений в диапазоне от 0,03 до 4 милливольт (мВ). Наряду с этим термо-ЭДС хромель-копелевых термопар в диапазоне температур от 0 до 100°С изменяется от 0 до 6,9 мВ.
Другими словами такими термопарами, в этом случае, логично измерять температуры в пара десятков градусов. Термо-ЭДС хромель-алюмелевых термопар в диапазоне температур от 0 до 100°С изменяется от 0 до 4,09 мВ. Следовательно, появляется возможность регистрировать посредством электрокардиографа температуры уже до 100°С.
В случае если же применять особые платинородиевые термопары, то верхний предел определяемой температуры приблизится к 500°С.
При измерениях посредством термопар нужно не забывать о поправке на холодный спай (рис. 3). Дело в том, что в ходе измерения температуры один спай цепи термопары, так называемый холодный спай, обязан пребывать при 0°С (в термосе со льдом), а второй — тёплый спай — в среде, температуру которой нужно измерить.
Таблицы термо-ЭДС разных термопар составлены как раз для случая, в то время, когда холодный спай находится при 0°С. В случае если по каким-либо обстоятельствам не удаётся поместить холодный спай в среду с температурой 0°С и он находится при комнатной температуре (к примеру, при 20°С), то в этом случае появляющаяся термо-ЭДС соответствует разности температур тёплого и холодного спаев и при определении температуры необходимо ввести так именуемую поправку на холодный спай.
Для этого направляться измеренную термо-ЭДС сложить с термо-ЭДС, соответствующей температуре холодного спая (20°С), и по взятому значению выяснить температуру, применяя табличные эти.
Перед включением прибора нужно установить в отсек лентопротяжного механизма рулон регистрирующей термобумаги. Запись сигнала будет производиться особым тепловым пером, которое в ходе работы нагревается приблизительно до 300°С.
Электрокардиограф имеет особую кнопку калибровки «1mV», нажатие которой разрешит записать на ленту особые калибровочные сигналы, говорящие о чувствительности прибора (рис. 4). Кнопкой «М» запускается лентопротяжный тепловое перо и механизм регистратора записывает на ленте изменение термо-ЭДС термопары.
Рис. 4. Запись калибровочного сигнала10 мм/мВ
Рис. 5. Запись колебаний температуры в 10 — 15 градусов
На рис.
5 приведена запись показаний хромель-копелевой термопары при ежесекундном опускании её в ёмкость с подогретой водой. Прекрасно видны падение и рост температуры тёплого спая при установленной чувствительности и калибровочном сигнале 10 мм/мВ. Самописец-регистратор температуры на базе ветхого кардиографа трудится.
ЛИТЕРАТУРА
1. Электрокардиограф ЭК1Т-03М.
инструкция и Техническое описание по эксплуатации, 2-я редакция, 1985 г.
2. Теория и техника теплофизического опыта, Москва, Энергоатомиздат, 1985 г.
3. Зубарев В., Александров А., Охотин В. Практикум по технической термодинамике, Москва, Энергоатомиздат, 1986 г.
