Прибор для измерения температуры поверхности кожи Советский патент 1940 года по МПК G01K7/04 G01K1/08 

Предлагаемое изобретение, основанное на термоэлектрическом методе измерения кожных температур, ставит своей целью поЛ|учение высокочувствительного прибора, огражденного от влияния внешней среды и позволяющего, благодаря своей портативности и компактности, удобно производить измерения в любых условиях (ванна, морское купание и т. д) и определять среднюю реальную ггемперату-ру. Для 1разрешения поста1вленнай задачи в) данном приборе, с использованием ряда последовательно включенных термопар, упомянутые термопары совместно с термостатом и термометром для контроля температуры холодных слоев, согласно изобретению, помещены в общем кожухе. В приборе применено также контактное приспособление, предназначенное для замыкания электрической цепи; и пуска часов при соприкосновении наконечника прибора с поверхностью кожи, в целях получения возможности точного соблюдения времени измерений (постоянство В1ремени из-мерений отдельных промеров) и обеспечения, тем самым, максимальной правильности проведенного измерения.

На чертеже фиг. I изображает общий вид прибора с частичным разрезом; фиг. 2 - вид его снизу, при снятом колпачке (в большем масштабе); фиг. 3 - схему включения термопар; фиг. 4 и 5 - муфту с контактом для секундомера (в двух проекциях) и фиг. б - общую схему установки.

Предлагаемый прибор для измерения температуры поверхности кожи состоит из круглого эбонитового сосуда В с крышкой Е, в котором заключены термопары железо-константана, состоящие из ряда секций А (фиг. 3), с целью дать достаточное отклонение гальванометра. Нулевые концы термопар введены в термостат в виде сосуда D Дюара (фиг. 1), который «аходитгя в том же эбонитовом сосуде.

В верхнюю часть эбонитового сосуда вставлен эбонитовый фланец С, который вклеен в дюаровский сосуд D. Нулевые концы: термопар опущены в дюаровский сосуд, в котором находится трансформаторное масло, очищенное от влаги и кислот. В дюаровский сосуд D ввинчен через фланец С ртутный термометр F, определяющий температуру нулевых концов термопар; термометр защищен бамбуковой трубкой (футляром) G. На верхнем конце бамбукового футляра укреплена деревянная рукоятка //, служащая для удобства пользования, а также для изоляции тепла от руки исследователя и равномерного нажима на поверхность исследуемой кожи. В нижней части Л эбонитового сосуда В находятся рабочие (нриемные) термоспаи, к которым приварены серебряные круглые пластинки Л (фиг. 2) для большей теплопроводности и лучшего соприкосновения с поверхностью кожи; серебряные пластинки закреплены снаружи на нижней части эбонитового сосуда В. Эбонитовые просветы между пластинками занимают 0,5 мм, сводя к МИнимуму свою поверхность соприкосновения и, тем самым, увеличивая соприкосновения термопар с кожей. От приемной части термопар концы железоконстанта-новых термопар проходят внутри эбонитового сосуда В. В нижней части эбоНитового сосуда В проложено 14 концов термопар; в виду малого объема сосуда В, с целью избежать взаимного касания термопар, железные и константановые проводпики заложены в тонкие стеклянные трубки; этим путем исключается возможность замыкания голых, неизолированных железных и константановых проводников. В более широкой части эбонитового сосуда В расположены по окружности сосуда все секции тер-мопар, а нулевые концы их выходят через фланец С, в который вклеен дюаровский сосуд D, и через тот же фланец заведены в последний, благодаря чему нулевые и приемные концы термопар находятся в разных средах и исключается нагревание нулевых концов при работе с прибором. Внутри сосуда D термопары расположены по окружности ртутного термометра, который показывает температуру нулевых концов. Выходные концы от крайних секций касаются двух штепселей / (фиг. 1), которые для облегчения сборки прибора прикреплены к верхней крышке Е. К штепселям / с нижней части крышки Е прикреплены пружины, которые при завинчивании крышки Е касаются крайних секций термопар. Штенсели / при помоши . шнура с наконечником присоединяются к стрелочному гальванометру В° (фиг. 6). В бамбуковом футляре имеется сбоку сквозная щель для удобства наблюдения за показаниями ртутного термометра (для производства, так называемого, нулевого отсчета, т. е. отсчета температуры холодных термоспаев). Для более точного отсчета температуры на бамбуковый футляр надевается специальная муфточка, на которой подвижно крепится лупа. На нижнюю узкую (приемную) часть эбонитового сосуда В надевается эбонитовая муфта М (фиг. 4 и 5), на которой укреплены контакты М для пуска электрического секундомера. В той же муфте М имеется изготовленный из слоновой кости стерженек М, который выступает на 2 мм ниже приемной части термопар. Когда приемная часть прибора прикладывается к исследуемой поверхности (кожа или слизистая оболочка), то костяной стерженек, соприкасаясь с поверхностью, производит весьма отегкий нажим на контакты, пускающие в ход электрический секундомер. Момент начала отсчета времени таким образом совпадает с моментом прикладывания приемника к поверхности тела. Для отсчета показаний прибора служит гальванометр В° (фиг. 6); путем включения добавочного сопротивления, в случае надобности, можно переключить гальванометр на пониженную чувствительность. На фиг. 6 изображена схема установки для производства измерений при помощи данного прибора, включающей в себе, помимо гальванометра В°, электрический секундомер D°, часовой механизм Е° и батарею 1°. Электрический секундомер D° состоит из электромагнита с якорем и двух храповыХ зубчаток. На секундомере установлена стрелка, дающая отсчет в долях секунды и делающая полный оборот в течение одной минуты (1 мин.- 100 ударов). Сбоку на наружной боковой поверхности коробки секундомера установлен звонок для сигнала, который получается всякий раз, когда стрелка проходит через 50-е делепие. Часовой механизм представляет собой часы в деревянном футляре. К маятнику часового механизма приспособлен электрический контакт для приведения в действие электрического секундомера. Колебания маятника приспособлены к условиям работы секундомера с таким расчетом, чтобы они давали 100 замыканий на протяжении одной минуты. Батарея /° для питания секундомера в б вольт состоит из сухих элементов типа Лекланше.

Прибор позволяет, благодаря своей конструкции, производить при помощи несложного приспособления градуировку, т. е. перевод показаний гальванометра на градусы С.

Порядок работы установки состоит в следующем. При прикладывании к поверхности кожи наконечника прибора А° (фиг. 6) термоток направляется из прибора по -проводникам к гальванометру В°.

Одновременно включается контакт С° секундомера и ток от питающей батареи 1° по замкнутой цепи, регулир емый часовым механизмом Е° с контактом для секундомера, направляется к электрическому секундомеру D°.

Для удобства проведения всех манипуляций по измерению кожны-х температур прибор А° (фиг. 6), гальванометр В°, электрический секундомер D° и часовой механизм Е° с контактами для секундомера монтированы в одном ящике. Батарея /° из сухих элементов в 6 вольт помещается в другом ящике.

Приступая к промеру, необходимо свести стре.тку гальванометра на нулевое показание, что является показателем равновесия температур обоих концов прибора. Для этой цели можно, для ускорения, воспользоваться любым охладителем, хотя бы резиновым пузырем с более или менее холодной водой. Длительность промера вполне достаточна на отрезке времени, .равном 30 секундам от начала наблюдения, когда легко можно определить «зо (отклонение гальванометра через 30 секунд от начала промера). Далее определяется по таблице -зо (превыщение температуры приемной части над температурой нулевой) и Гзо (температура приемной части в конце 30-й секунды).

От этих данных переходят к определению асимптотических величин, т. е. к тем значениям Т, которые они примут при установивщемся режиме прибора, когда значение для Т можно считать равным температуре кожи. Как показал ряд промеров в физических (на грелке, нагретой до 40°) и в физиологических условиях (на коже ряда испытуемых людей), для установления стабильной температуры (стабилизации стрелки гальванометра) необходим срок в 4/2 минуты. Серии промеров в течение 30 секунд и последовательно через 4/2 минуты позволили установить постоянный переводный множитель, равный 1, 1.

Таким образом, каждое измерение температуры кожи производится следующим образом: 1) стрелка гальванометра В° приводится к нулю; 2) стрелка электри-ческого секундомера устанавливается на нуль для проведения отсчета на 30 секунд; 3) отмечается нулевая температура приемника Го; 4) производится измерение - прибор прикладывается к исследуемой по верхности кожи.

При установке прибора на поверхности кожи автоматически включается контакт электрического- секундомера и последний пускается в ход. Одновременно стрелка гальванометра начинает отклоняться (очень важно, чтобы момент пуска секундомера и начало отклонения стрелки гальванометра полностью совпадали). Точно через 30 секунд автоматически получается сигнал от секундомера (звонок) - момент произведения отсчета на гальванометре (азо), и прибор снимается с поверхности кожи (секундомер автоматически останавливается). Затем повторно производят отсчет показания нулевой точки Го и составляют среднюю:

т I J Х 2

j- а -Г о

J о -.5

Показания гальванометра соответствуют тзо градусам - разности температур между приемной и нулевой частями прибора; перевод делений гальванометра в градусы производится с помощью таблицы, вычисленной по соответствующей формуле. Температура приемной част прибора в конце 30-й секунды равняется

Т //Т //

О -Г 30 J 30 -,