Измерители давления
Начать, наверное, имеет смысл с… анатомии. Обычный измеритель давления:
В манжету можно «грушей» закачивать воздух. Для закачивания закручивается винт возле «груши» (чтобы выпустить воздух его надо открыть обратно).
Штука, втыкаемая в уши, через шлаг соединена с мембраной на манжете:
В детстве играли в «телефон», сделанный из двух коробок из-под спичек, мембраны которых были связаны ниткой. Если что-то тихо говорить в один коробок, то это будет слышно, если приложить ухо к другому, связанному через натянутую нитку (потому что колебания одной мембраны передаются через нитку другой). Здесь происходит примерно то же самое. Шум шевелит мембрану на манжете, она шевелит воздух внутри трубки, который шевелит мембрану наушников. Не возьмусь сказать, что слышно если приложить эту штуку к груди (то ли сердце, то ли турбулентное течение в аорте), но слышно. А при измерении давления слышны турбулентные шумы крови в частично сжатом сосуде.
Даже если довольно сильно надуть манжету:
… датчик давления не зафиксирует почти ничего. Давление это сила, делённая на площадь. В данном случае единственное, что может давить это верх манжеты своим весом. Вес небольшой, потому ни силы, ни давления.
А вот если придавить рукой сверху, то датчик покажет, что на него давят:
Чтобы что-то не двигалось ни вправо ни влево, на него надо давить равными силами с двух сторон:
Тоже самое касается давления, которое – те же силы, но делённые на одинаковую площадь поверхности. Я давлю на манжету и фиксирую положение руки на какой-то цифре, т.е моя рука не движется. Внутри давление известно, известно и то, что манжета давит на руку с той же силой – давлением. Т.е когда манжета на руке она давит на сосуды с тем давлением, которое фиксирует датчик.
На сосуд изнури действует давление крови а снаружи действует давление манжеты:
Результирующее давление, действующее на стенку сосуда – их разность.
Закон Гука, связывающий растягивающую силу и вызываемую ей деформацию можно записать совсем вольно:
P=E*R
Понятно что это не так, потому что размерности и т.д. Но смысл именно такой. Радиус сосуда R – результат действия итогового растягивающего давления P. Эти величины связаны через какую-то константу. Если давление крови равно внешнему давлению, то результирующе P=0, сосуд зарыт, кровь не течёт и ничего не слышно.
С нижней границей интереснее. Ведь внутренне давление это P1_max – при вбросе крови и P1_min – какой-то минимум давления, который всегда есть в сосуде. Шумы перестают фиксироваться когда давление манжеты опускается меньше P_min. Видимо, колебания стенки сосуда, когда по нему проходит кровь, небольшое и такое сдавление не может вызвать повышения скорости и турбулентного потока.
В таком измерителе два датчика. Шумы можно услышать. Но пульсирование крови хорошо видно и по дёргающейся стрелке датчика давления. Датчик работает «пальцем», измеряющим пульс и фиксирует, что на него давят при толчках чуть больше.
Подозреваю, что в таком измерителе есть только датчик давления:
А целых два измерителя в одном приборе могут быть вызваны историческими причинами. Неверное, можно и без датчика давления обойтись, имея несколько манжет с разным натяжением. Тогда манжета ничего не «скажет», а послушать реакцию на неё всё равно можно будет. Промышленный вариант могли сделать из ручных поделок, оставив в нём всё, что было раньше (для совместимости с пользователями).
Давление измеряют в Паскалях (Па) и миллиметрах ртутного столбы (мм.рт.ст).
1 мм.рт ст = 133.32 Па
1 Па = 0.0075 мм.рт.ст
Датчики давления нашла только для диапазонов атмосферного:
https://amperkot.ru/spb/catalog/ultrakompaktnyiy_vyisokotochnyiy_modul_datchika_davleniya_gy68_bmp180-23869553.html
Диапазон 300hPa to 1100hPa (гекто = *100) или:
https://www.unitjuggler.com/%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4-pressure-%D0%B8%D0%B7-hPa-%D0%B2-mmHg.html?val=300
… от 226 мм рт.ст до 825 мм.рт.ст.
|