Устройство для моделирования терморегуляции и газообмена человека Советский патент 1992 года по МПК G09B23/28 

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 входами 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

0 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 газооб5 мена. Пористая стеклянная крышка 9 установлена на электромагнитных опорах 10. Устройство оборудовано датчиками 11, 12 и 13 температуры сред, концентрации углекислого газа и расхода воздуха, соответст0 венно установленными в сосуде, воздушном контуре 4 и имитаторе 2 легких, пульсацион- ным насосом 14, обеспечивающим изменение уровня воды в сообщенном с камерой 7 нижнем патрубке 15 имитатора легких, ар5 матурой 16 и контрольно-измерительной аппаратурой 17. Генератор 18 вдыхаемой смеси, оборудованный вентилятором 19 притока вдыхаемой смеси, нагревательным 20 и охлаждающим 21 элементами, включен

0 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 сое5 динены с входами регулятора 26 рабочего газообмена, связанного с горелкой 8 рабочего газоо.бмена, и управляемыми входами нагревательного 20 и охлаждающего 21 элементов генератора 18 вдыхаемой смеси.

0Схема, поясняющая работу блока 25

сравнения, приведенная на фиг. 2, содержит элемент А сравнения, усилитель В мощности, двигатель (управляющий диафрагмой горелки рабочего газообмена, и диафрагму D горел5 ки рабочего газообмена, образующую регулятор 26 рабочего газообмена.

Схема, приведенная на фиг. 3, содержит элементы сравнения F и выбора полярности G, усилители мощности нагревательного Н

0 и охлаждающего J элементов.

Устройство работает в двух режимах. Первый режим заключается в поддержании уровня рабочего газообмена в соответствии с изменениями температуры вдыхаемой

5 : смеси, второй - в поддержании температуры вдыхаемой смеси в соответствии с изменениями уровней рабочего газообмена.

Режим 1. При изменении температуры вдыхаемой смеси, поступающей в имитатор 2 легких, сигнал Ет, измеренный дополнительно 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 А Ет поступает на усилитель В 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 дополнитель- но 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 А Ерг поступает на вход элемента G выбора полярности, выполненного на основе компаратора напряжения.

В случае уменьшения или увеличения уровня рабочего газообмена соответствующий сигнал поступает на один из двух уси- лителей Н и J мощности и далее на нагревательный 20 или охлаждающий 21 элемент. При этом происходит изменение температуры вдыхаемой смеси.

Использование изобретения обеспечи-. вает 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 циркуляционным 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, отличающееся 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.

15.

9 Ч ЗХ Л N

я/г //УД

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для моделирования и изучения терморегуляции и газообме- на 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.

II и I I I I I I I I I I I

ШД

.

Ј

7

гггу it/

&Ш

Г 616

Г-Т -Ј - Л

Фиг1