Аналитические пробники в быту

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский национальный университет имени аль-Фараби

 

 

 

 

 

 

 

 

СРД

«Аналитические пробники в быту»

 

 

 

Выполнил: Кливенко А.

Проверила: Бадавамова Г.Л.

 

 

 

 

 

 

Алматы - 2014

Оглавление

 

 

Бытовые тонометры

Сфигмоманометр (тонометр) — прибор для измерения артериального давления. Состоит из манжеты, надеваемой на руку пациенту, устройства для нагнетания воздуха в манжету и манометра, измеряющего давление воздуха в манжете. Также, сфигмоманометр оснащается либо стетоскопом, либо электронным устройством, регистрирующим пульсации воздуха в манжете.

Способ регистрации артериального давления, лежащий в основе действия тонометра, изобретен в 1881 году немецким физиком Зигфридом Карлом Риттером фон Башем, усовершенствован до безопасного для пациента Шипионе Рива-Роччи в 1896 г. Оба изобретения использовали измерение с помощью ртутного манометра. В 1905 г. российским хирургом Н.С.Коротковым измерение было усовершенствовано до современного вида, с выбором момента снятия показаний звуковым методом.

Измерение артериального давления

Измерение артериального давления должно проводиться в спокойной комфортной обстановке при комнатной температуре, после адаптации пациента к условиям врачебного кабинета в течение не менее 5—10 мин. За 1 ч до измерения следует исключить прием пищи, за 1,5—2 ч — курение, прием тонизирующих напитков, алкоголя.

Для измерения артериального давления манжету располагают на плечевой части левой руки на уровне сердца и нагнетают в манжету воздух до тех пор, пока его давление не будет больше предполагаемого систолического (верхнего) давления пациента на 30-40 мм ртутного столба. Затем прикладывают стетоскоп к внутренней части локтевого сгиба и начинают выпускать воздух из манжеты. В тот момент, когда давление воздуха в манжете достигнет систолического давления, в стетоскопе начинают прослушиваться характерные шумы (тоны Короткова). Момент окончания шумов (у детей — резкого их ослабления) соответствует диастолическому давлению. Принцип работы прибора очевиден: когда давление в манжете превышает давление крови, манжета пережимает артерию, ток крови приостанавливается. При снижении давления в манжете, артерия приоткрывается, ток крови по артерии возобновляется. При малом просвете артерии завихрения крови создают те самые шумы Короткова. Когда артерия полностью открыта, шумы исчезают. Автоматические (осциллометрические) сфигмоманометры не требуют использования стетоскопа. Их электронная схема регистрирует колебания давления воздуха в манжете (осцилляции) и трансформирует их в цифровые значения.

Точность измерения давления сфигмоманометром зависит от скорости стравливания воздуха из манжеты. Чтобы получить максимально точный результат не следует выпускать воздух из манжеты слишком быстро или слишком медленно. Рекомендованная скорость стравливания воздуха — 2 мм рт. ст. в секунду.

Автоматизация тонометров

Автоматический сфигмоманометр, надеваемый на запястье (корпус прибора должен располагаться на запястье, застёгивается манжета сверху руки, то есть положение обратное тому, как обычно носят часы)

Первые автоматические тонометры производились в Японии и Южной Кореи. В России производство полностью автоматических тонометров началось в 1993г. в городе Магнитогорске из импортных комплектующих фирмы Sein Electronics. Производимые тонометры были громоздки, технологически далеки от совершенства и стоили более 500 долларов США. В настоящее время появились компактные автоматические сфигмоманометры, которые надеваются на запястье и измеряют давление на лучевой артерии в области лучезапястного сустава. Принцип их действия точно такой же. Точность, однако, несколько ниже —артерия в этом месте уже довольно тонкая, из-за этого давление несколько меньше давления в больших артериях и амплитуда пульсовой волны также меньше. Кроме того, при измерении давления этим прибором важно помнить, что следует держать запястье с прибором в области сердца, поскольку отличия в высоте запястья даже на десяток сантиметров приводят к погрешности измерения примерно в 8 мм. рт. ст (давление жидкости в поле тяжести Земли зависит от высоты как  , где   —плотность жидкости, g— ускорение свободного падения). Другой вариант — измерять давление при горизонтальном положении тела (лёжа). Несмотря на более низкую точность такой прибор очень удобен для применения, поскольку его использование не требует особой квалификации и доступно в любых условиях, но практическая ценность его в контроле и самоконтроле артериального давления минимальна. В некоторых случаях погрешность может достигать 20-30 мм ртутного столба, что совершенно не применимо для оборудования данной группы. Прибор может показывать давление характерное для криза при норме, и норму при кризе.

Современные модели тонометров способны при измерении артериального давления указать на признаки не только артериальной гипертонии, но и других заболеваний. Например, некоторые технологии позволяют выявить первые симптомы аритмии, а также точно измерить давление людям с нестабильным сердцебиением.

Тонометр-полуавтомат «Электроника ИАД-1»

Появлению полностью автоматических тонометров предшествовала разработка тонометров-полуавтоматов, в которых нагнетание воздуха в манжету осуществляется вручную, а «слышит» и обрабатывает звуковую информацию встроенное в корпус прибора электронное устройство. Такие тонометры отличаются меньшей потребляемой мощностью по сравнению с полностью автоматическими, поскольку не содержат электродвигателей.

Алкотестеры

Алкотестер (алкометр, алкомер[1]) — средство измерений, предназначенное для измерения концентрации алкоголя в выдыхаемом человеком воздухе или в крови человека по выдыхаемому воздуху. Его погрешность нормирована, он подлежит метрологической поверке.

Алкометрия — это самостоятельное биотехническое направление, объединяющее в себе методы и средства количественного определения содержания алкоголя в организме человека.[2]

Первые образцы алкотестеров появились в начале 1930-х годов в США, и могли лишь показывать факт наличия алкоголя в крови, определять количество были еще не в состоянии. Регулярно они начали использоваться полицией с 1939 года, однако возможности их стали приближаться к современным только через несколько десятилетий.

Первая «дыхательная трубочка» была запатентована немецкой фирмой Dräger в 1953 году. Приборы широко используются для контроля трезвости на предприятиях с опасным производством и для предрейсовых проверок водителей. Если алкометр имеет удостоверение Министерства здравоохранения, то это свидетельствует о том, что он может применяться в медицинской практике на территории Российской Федерации. Для того чтобы показания алкометра принимались в суде как доказательство, на него должен быть оформлен весь набор разрешительных документов, а именно: Сертификат соответствия, регистрационное удостоверение Министерства здравоохранения, а также Сертификат об утверждении типа средства измерений. Последний документ предполагает наличие действующего Свидетельства о поверке.

Профессиональные алкометры используются в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, а именно: при осуществлении деятельности в областиздравоохранения и выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда. Например, в обязательном порядке требуется проводить с помощью алкометра официальные процедуры освидетельствования на состояние алкогольного опьянения (проводится сотрудником ГИБДД на дороге) и медицинского освидетельствования на состояние опьянения (проводится медицинским работником в медицинском кабинете или передвижном пункте медицинского освидетельствования, оборудованном на базе автомобильного фургона). Также алкометры должны применяться при предрейсовых и предсменных осмотрах водителей транспортных средств в том случае, если нужно обеспечить доказательность результатов контроля трезвости водителей в суде.

Классификация алкотестеров[

Алкотестеры делятся (это подразделение идёт на основе количества ежедневных тестов, на которое рассчитан прибор) на четыре основные группы:

• профессиональные;

• специальные;

• индивидуальные (персональные);

• индикаторы;

Главное отличие алкотестера от индикатора, на котором есть просто лампочки - наличие дисплея, который показывает точность показания (в основном в цифровом отображении), более современные приборы способны отображать результат с точностью до сотых долей, без округления до целого числа.

Классификация алкометров по типу датчика[

Датчик алкоголя — конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь, воспринимающий внешнее воздействие, в рассматриваемом нами случае — присутствие молекул алкоголя в продуваемом через датчик воздухе, — и преобразующий его в сигнал измерительной информации, удобный для передачи, обработки или регистрации.[3]

По типу встроенного в прибор датчика выделяют три группы алкометров:

1. Алкометры с полупроводниковыми датчиками

2. Алкометры с электрохимическими датчиками

3. Алкометры с инфракрасными датчиками

Алкометры с полупроводниковыми датчиками

Сразу же следует заметить, что данная группа алкометров крайне малочисленна ввиду нестабильности технических и метрологических характеристик приборов. В качестве примера можно привести прибор «АЛКОТЕСТ-203» для измерения концентрации паров алкоголя в выдыхаемом воздухе (производство Республики Беларусь).

Принцип работы полупроводникового датчика. Полупроводниковый датчик представляет собой вещество с пористой кристаллической структурой, которое подобрано так, что при продувании выдыхаемого воздуха через датчик молекулы алкоголя сорбируются объёмом датчика и меняют проводимость этого вещества. Меняется электрический ток черездатчик, и внешне это выглядит как изменение цифры на дисплее прибора или отклонение стрелки, или свечение определённого индикатора. Недостаток этих датчиков в том, что кроме молекул алкоголя в их объёме могут сорбироваться другие маломолекулярные соединения органических веществ, похожие по структуре и размерам на молекулы алкоголя. Например, аммиак, сероводород, кетоновые тела.

Свойства полупроводникового датчика:

1. Низкая избирательность по отношению к этанолу;

2. Низкая стабильность (требует частой регулировки);

3. Показания сильно зависят от температуры окружающей среды;

4. Низкое быстродействие.

Алкометры с электрохимическими датчиками

Подавляющее большинство профессиональных алкометров сегодня относится именно к этой большой группе.

Принцип работы электрохимического датчика. Электрохимический датчик представляет собой электрохимическую ячейку с двумя платиновыми электродами, на аноде которой осажден катализатор, специфичный по отношению к этанолу. В присутствии этого катализатора именно алкоголь вступает в окислительно-восстановительную реакцию с выделением свободных электронов.

В отношении этих датчиков существует известное заблуждение, что они требуют замены с регулярностью в один год. Это не так. На самом деле, они исправно служат 5 — 7 лет, так как катализатор при реакции присутствует, но не затрачивается.

Свойства электрохимического датчика:

1. Высокая избирательность по отношению к этанолу. Специфичность; высокая чувствительность; точность;[4]

2. Высокая стабильность. Большинство приборов с электрохимическими датчиками имеют межповерочный интервал не менее одного года;

3. Мало зависят от температуры окружающего воздуха;

4. Высокое быстродействие.

Алкометры с инфракрасными датчиками

Принцип работы инфракрасного датчика. Приборы используют принцип поглощения инфракрасного излучения парами алкоголя. Это спектрофотометры, настроенные на определённую длину волны поглощения. Современные приборы данного типа анализируют поглощение инфракрасного спектра сразу на двух волнах, что обеспечивает высокую точность измерений и хорошую селективность анализа.

Свойства инфракрасного датчика:

1. Абсолютная избирательность по отношению к этанолу;

2. Высокая стабильность;

3. Показания сильно зависят от температуры окружающей среды. Приборы с инфракрасными датчиками применяются в основном в лабораторных условиях, в крайнем случае в передвижном пункте медицинского освидетельствования, оборудованном на базе автомобильного фургона, потому что для него также установлены определённые требования к температуре окружающего воздуха;