Некоторые интеллектуальные акустические

Сенсоры

С использованием вышеописанных приемников акустических сигналов строят интеллектуальные акустические сенсоры, в том числе такие, в которых с помощью микропроцессора выполняется профессиональная обработка первич­ных сигналов и обеспечивается удобный сервис.

Диктофоны

Лекция 6_____ Активные акустические сенсоры: тонометры, эхолоты, гидролокаторы

Лекция 6. Активные акустические сенсоры: тонометры, эхолоты, гидролокаторы

Описаны принципы работы современных тонометров, гидролокаторов и порта­тивных эхолотов для любителей рыбалки. Объясняется, почему современные гидро­локаторы работают с ультразвуковыми волнами разных диапазонов и используют многопучковые акустические антенны. Приведены многие примеры.

Цель лекции:ознакомить слушателей с устройством и принципами работы современных интеллектуальных акустических сенсоров, в частности, простых и электронных тонометров и эхолокаторов. Дать им базовые сведения о гидролока­ции. Объяснить разницу между автоматическими и полуавтоматическими тоно­метрами, между однопучковыми и многопучковыми, неадаптивными и адаптив­ными гидролокаторами. Привести показательные примеры активных интеллекту­альных акустических сенсоров, показать их роль в современной жизни.

Список ключевых терминов:активный акустический сенсор, автоматический тонометр, гидролокатор, многопучковая акустическая антенна, рыбопоис­ковый эхолот, тонометр, электронный тонометр, эхолокатор, эхолокация.

Тонометры

До сих пор мы рассматривали в основном пассивные акустические сенсоры — «пассивные» в том плане, что акустические сигналы к ним приходят «со стороны», а сенсоры их лишь воспринимают. Однако разработаны и широко используются так­же и активные акустические сенсоры. Из них мы рассмотрим в этой лекции тономе­тры, эхолоты и гидролокаторы.

Люди, больные гипертензией или гипотензией (повышенное или понижен­ное артериальное давление крови, которые называют также гипертонией и гипо­тонией), знают, что такое тонометр.Артериальное давление — это один из очень важных показателей физиологического состояния сердечно-сосудистой системы человека. Давление крови в артериях изменяется в такт с работой сердца. Когда сердце сжимается и выталкивает кровь в артерии, давление в них кратковременно повышается и достигает своего пика, который называют систолическим, или «верхним», давлением. В фазе максимального расслабления сердечных мышц дав­ление крови в артериях наиболее низкое — его называют диастолическим, или «нижним», давлением.

Всемирная организация здравоохранения утвердила нормы, в соответствии с которыми нормальными (допустимыми) для взрослого человека считаются сис­толическое давление от 100 до 140 мм рт. ст. и диастолическое давление от 60 до 90 мм рт. ст. Повышенное артериальное давление ускоряет изнашивание, старе­ние кровеносных сосудов, неоправданно увеличивает интенсивность работы сердца и нагрузку на него, повышает риск инсультов, инфарктов. Пониженное артериальное давление вызывает у человека апатию, вялость, снижение жизнен­ного тонуса. Поэтому как с гипертензией, так и с гипотензией надо бороться с по-

Курс______________________________________________ Интеллектуальные сенсоры

мощью здорового способа жизни, лекарств или средств народной медицины. Но для правильного лечения надо контролировать артериальное давление. Для этого и нужны тонометры— приборы для измерения артериального давления.

Ручные тонометры

В XVIII—XX веках использовались ручные тонометры, современный вариант которых показан на рис. 6.1. Такой тонометр состоит из манжеты 1, резиновой гру­ши 2, соединительных резиновых трубок 3, механического манометра 4, фонендо­скопа 5 и вентиля 6 для выпускания воздуха.

Рис.6.1. Ручной тонометр

Перед измерением манжету 1 накладывают на плечо пациента так, чтобы ее резиновый мешочек охватил весь обвод руки, и застегивают. Наушники фонендо­скопа 5 вставляют в ухо (врача, медсестры или самого пациента, если он измеряет давление сам себе), а слуховой элемент фонендоскопа (стетоскоп) вставляют под край манжеты у сгиба локтя над артерией. Закрывают клапан бис помощью рези­новой «груши» 2 через соединительную трубку 3 нагнетают в манжету воздух до тех пор, пока в наушниках фонендоскопа не исчезнет звук пульсации крови в артерии.

Дело в том, что через резиновый мешочек созданное в манжете давление пе­редается на живые ткани под ней, в том числе и на артерию. Когда внешнее давле­ние превышает давление крови внутри артерии, последняя перекрывается, и кровь уже не может проходить по ней дальше. Поэтому пульсация крови за манжетой пре­кращается. Через соединительную трубку давление в манжете измеряется маномет­ром 4. Тот, кто слушает звук в фонендоскопе (врач, медсестра или сам пациент), на­чинает с помощью вентиля 6 понемногу уменьшать («стравливать») давление в ман­жете со скоростью 1—5 мм рт. ст. за секунду. Когда давление в манжете сравнивается с систолическим, кровь в моменты систолы получает возможность снова проталки­ваться по артерии. Благодаря этому за манжетой снова слышится звук пульсации крови. В момент возобновления пульсаций надо сразу же считать значение давле-

Лекция 6_____ Активные акустические сенсоры: тонометры, эхолоты, гидролокаторы

ния на манометре. Оно и является систолическим давлением. Продолжая стравли­вать давление и слушая звуки пульсации крови через фонендоскоп, надо теперь уловить момент, когда интенсивность этих звуков резко уменьшается. Давление, которое в этот момент показывает манометр, и принимают за диастолическое зна­чение. Ведь интенсивность пульсаций резко уменьшается именно потому, что как только внешнее давление на артерию становится меньше диастолического, кровь во всех фазах сердечного цикла проходит по артериям без напряжения, следствием чего и становится значительное ослабление звука пульсаций.

Таким образом, звук пульсации крови в артерии и является здесь тем первич­ным информационным сигналом, который позволяет измерять артериальное дав­ление крови. Поэтому мы относим тонометры к классу акустических сенсоров. То­нометры являются активными сенсорами потому, что они активно воздействуют на кровеносные артерии, оказывая на них меняющееся внешнее давление. Т. е. манже­та служит в тонометре узлом активного влияния на контролируемый объект (крове­носные артерии), а фонендоскоп служит акустическим чувствительным элементом, позволяющим наблюдать реакцию объекта на соответствующее воздействие.

Поиск по сайту: