Давление способы измерения давления

Измерение артериального давления: алгоритм действий, приборы

Содержание статьи:

Для чего нужно измерять давление

Артериальное давление – сила крови, с которой она действует на стенки артерий и сосудов. Различают диастолическое (нижнее) и систолическое (верхнее) давление. Норма взрослого человека находится возле границ 120 на 80 мм рт.ст. Значительные отклонения от этих цифр нередко сигнализируют о появлении каких-либо заболеваний.

Скачки артериального давления увеличивают риск получения инфаркта, ишемии, инсульта.

Повышенные показатели могут наблюдаться при развитии следующих патологий:

• нарушения сердечного ритма;
• сосудистые заболевания;
• почечная недостаточность;
• эндокринные болезни;
• неврологические нарушения.

Пониженное давление вызывают: внутренние кровоизлияния, сердечная недостаточность, обостренная язва желудка, стресс, вегетососудистая дистония, депрессия.

Стоит отметить, что пониженные показатели могут быть индивидуальной особенностью организма. Однако повышенное давление практически всегда сигнализирует о проблемах в организме.

Чтобы точно узнать причины скачков, необходимо регулярно наблюдать за своим состоянием, проводить замеры, обследоваться у доктора.

Методы измерения давления

Для измерения артериального давления существует 2 типа манипуляций: прямой и непрямой. Прямой метод высокоточен, но физически травматичен. В стенку сердца или артерии вводится игла манометра. Трубка прибора заполнена противосвертывающим веществом. Писчик фиксирует колебания артериального давления в виде кривой. Методика применяется кардиохирургами, иногда в лабораторных условиях.

Непрямое измерение давления относится к неинвазивным способам. Замер проводится на периферических сосудах локтевого сгиба или запястья тонометром. Могут быть погрешности, зато аппаратом можно пользоваться в любых условиях.

Непрямая диагностика давления по типу используемой техники (механический, электронный) делится на аускультативный и осциллометрический варианты.

Аускультативный метод

Также известен как метод Короткова. Назван в честь своего изобретателя хирурга Н.С. Короткова. Используются механические тонометры. Манжету закрепляют на плече, накачивают ее воздухом через грушевидный баллон. Верхние и нижние границы давления определяют на слух с помощью фонендоскопа.

При наполнении манжеты поток крови в артерии блокируется, внешнее давление превышает систолическое, характерная звуковая пульсация прекращается. Постепенный спуск воздуха восстанавливает кровяное движение, вновь начинают прослушиваться тоны. Первый удар соответствует систалическому (верхнему) давлению, последний – диастолическому (нижнему).

Способ Короткова признан стандартным. Он имеет свои положительные и отрицательные стороны. Даже случайное движение руки не повлияет на результат. Однако есть риск неверно наложить манжету и фонендоскоп. Объективному определению показателей давления может помешать шум в помещении. Прибор состоит из множества деталей, в процессе его использования предполагается осуществление немалого количества манипуляций, поэтому правильному измерению давления нужно учиться.

Осциллометрический метод

Применяются электронные тонометры с автоматическим или полуавтоматическим управлением. Манжета крепится выше локтя или на запястье. В полном автомате воздух набирается и спускается самостоятельно. В полуавтомате необходимо использовать грушу. Показатели выводятся на табло без посторонней помощи на основе зарегистрированной пульсации.

К плюсам данного метода можно отнести быструю подготовку электронного аппарата к эксплуатации. Кроме того, для работы с ним не требуется специальных навыков, нет погрешности человеческого внимания, не важен шум в помещении.

Для того, чтобы показатели определились верно, рука во время измерения давления должна быть неподвижной. Также во время процедуры запрещается разговаривать.

Как правильно измерить давление

Максимально точный результат данной диагностики можно получить при соблюдении некоторых правил. Искаженные показатели не принесут необходимой информативности, могут привести пациента и доктора к ложному заключению.

Подготовка к процедуре

Артериальное давление рекомендовано измерять через час и более после фитнеса, курения. Кофе, чай, энергетические напитки, горячий душ или баня обязывают выждать 1,5-2 часа. Также следует повременить 15-20 мин. после приема пищи.

Мочевой пузырь и кишечник перед измерением давления желательно опорожнить.

Перед началом диагностики нужно посидеть или полежать в покое от 2 до 10 мин. Поза в процессе измерения должна быть расслабленной, сидя, ноги не скрещены, не напряжены. Манжету правильно поместить на руке на одном уровне с сердцем. Пациенту необходимо молчать.

Перед измерением давления рекомендуется проветрить комнату, обеспечить комфортный температурный режим воздуха.

Алгоритм измерения на механике

1. Приготовить прибор. Достать тонометр из упаковки, установить монометр на ровной поверхности, обеспечив хороший обзор циферблата. Расправить все трубочки.
2. Надеть манжету. Обернуть материал вокруг оголенного предплечья (на 2-3 см выше локтя). Застегнуть плотно, но не слишком туго.
3. Установить фонендоскоп. Поместить мембрану под манжету чуть выше локтевого сгиба (с внутренней стороны руки). Вставить в уши наушники.
4. Надуть манжету. Взять грушу в ладонь, плотно закрутить клапан по направлению часовой стрелки до упора. Быстрыми движениями сжимать грушу, пока манжета не заполнится воздухом, а стрелка монометра не дойдет до 180 мм рт.ст. На данном этапе может ощущаться легкое онемение руки из-за перекрытия кровотока в артерии.
5. Начать само измерение. Медленно приоткрывать клапан груши против часовой стрелки, постепенно спуская воздух. При этом необходимо следить за стрелкой циферблата и тоном в ушах. Первый услышанный удар произойдет на отметке систолического давления, последний – на цифре диастолического. Запомнить эти показатели.
6. Закончить процедуру. Как только удары в наушниках полностью прекратились, можно спустить остатки воздуха, снять манжету и фонендоскоп, убрать прибор.

Если прослушать показатели не удалось, в процессе измерения можно подкачать манжету еще раз. Более одного повтора манипуляции делать нельзя, т.к. это искажает данные.

Алгоритм измерения на электронике

1. Подготовка прибора. Поставить корпус тонометра на ровную поверхность, хорошо распрямить все трубки.
2. Подготовить руку. Снять часы, браслеты, закатать рукава.
3. Надеть манжету. Поместить ткань на предплечье выше локтя на 2 см.
4. Подготовка пациента. Занять расслабленную сидячую позу с прямыми ногами. Руку держать спокойно, лучше опереть на стол ладонью вверх. Замолчать, ровно подышать около 30 сек.
5. Измерение. Нажать кнопку пуска по инструкции. Манжета начнет надуваться, на экране появятся бегающие цифры. Не меняя положения, дождаться полного спуска воздуха и стабилизации показателей на мониторе.
6. Убрать прибор. Снять манжету, остановить работу аппарата.

При измерении наручным тонометром также следует снять украшения с руки, оголить кожу. Манжету надевают вверх дисплеем на 1 см выше кисти. Руку с прибором кладут вниз ладонью на противоположное плечо. Далее следует запуск, накачивание манжеты, появление показателей и спуск воздуха.

Для максимальной точности диагностику можно повторить через 15 мин.

Ошибки при измерении

Важное условие – не трогать мембрану фонендоскопа и манжету руками в процессе измерения. Пульс из придерживающих пальцев исказит показатели. Ткань между кожей и манжетой мешает восприимчивости мембраны.

Нельзя отклоняться от уровня сердца в положении манжеты, цифры получатся завышенными или заниженными. Такой же результат дадут слишком слабо либо туго застегнутая липучка, усталое состояние, сгорбленная спина, движение и разговоры пациента.

При использовании механического тонометра не следует выбирать округление показателей до 0 и 5. За правду берут только показанные по факту данные.

Трактовка показателей

Давление взрослого человека распределяется медиками следующим образом:

• оптимальное. 120 на 80 единиц и немного ниже;
• нормально допустимое. До 130 на 85;
• умеренно повышенное. До 139 на 89.

Цифры выше умеренно повышенной границы говорят о гипертонии.

Детское давление может иметь другие нормы в зависимости от возраста, их определяет врач.

Мониторинг давления

Мониторингом называют многократные измерения в течение определенного периода. Такая практика используется для подбора правильных лекарственных препаратов, контроля беременности, некоторых заболеваний. Врач может назначить диагностику через равные промежутки времени, в установленные часы, обязать вести дневник давления или носить умный тонометр с функцией памяти. Последний вариант дороже по цене, но удобен фиксацией более 100 показателей с датой и временем измерения без участия пациента.

Определение артериального давления с помощью приборов используется в быту и медицине повсеместно. Разные тонометры имеют свои погрешности и преимущества. Купить конкретный вид лучше после консультации наблюдающего врача с учетом ситуации.

Источник

Измерение давления

Давление — это физическая величина, характеризующая напряжённое состояние среды (жидкой или газообразной. Давление возникает в результате действия силы на поверхность тела. Оно определяет термодинамическое состояние веществ. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования. С задачей измерения давления приходится сталкиваться в измерениях некоторых технологических параметров, например расхода газа или пара, при изменяющихся термодинамических параметрах, уровня жидкости, и др. Повышенное или пониженное давление (несоблюдение режима) в ходе технологического процесса в каком-либо аппарате может привести к потере качества продукта на конечной стадии процесса.

По Международной системе единиц (СИ), единицей измерения давления принят паскаль (Па) — давление, создаваемое силой в 1 ньютон (Н), равномерно распределенной по поверхности площадью 1м² и направленной нормально к ней. Для технических измерений была принята техническая атмосфера, равная давлению, которое производит сила в 1 кгс (9,80665 н) на площадь в 1 см². Разнообразие видов измеряемых давлений, а также областей их применения в технологии обусловило использование наряду с системной единицей давления и внесистемных единиц. К их числу относятся бар, миллиметр ртутного столба, килограмм-сила на квадратный сантиметр, килограмм — сила на квадратный метр, миллиметр водяного столба.

Приборы давления применяются для контроля и управления технологическими процессами. Это устройства служат для прямого или косвенного сравнения измеряемой величины с мерой. На промышленных установках наиболее распространены манометры избыточного давления, имеющие обычно нулевую точку отсчета (от атмосферного давления). Применяются и узкопредельные манометры — манометры с безнулевой шкалой.

Напоромеры — это манометры избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40 кПа.

Вакуумметры — это приборы для измерения давления разреженного газа.

Тягомеры — это вакуумметры для измерения давления разреженного газа с верхним пределом измерения не более — 40 кПа.

Мановакуумметры — предназначенных для измерения избыточного давления и давления разреженного газа.

Тягонапоромеры — это мановакуумметры для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20 кПа.

Дифманометры — это приборы измеряющие разность двух давлений.

Манометры применяют для измерения постоянных и переменных по направлению давлений.

Постоянным давлением — считают давление, не изменяющееся или плавно изменяющееся по времени со скоростью не более 1% / cек. от суммы верхних пределов измерений приборов.

Переменным давлением — считают давление, плавно и многократно возрастающее или убывающее по любому периодическому закону со скоростью от 1 до 10% /с от суммы верхних пределов измерений.

По принципу действия средства измерений давления подразделяются на следующие:

Жидкостные — основанные на уравновешивании измеряемого давления соответствующего столба жидкости.

Деформационные (пружинные) — измеряющие давление по величине деформации упругих различных элементов или по развиваемой ими силе.

Грузопоршневые — в которых измеряемое давление уравновешивается внешней силой, действующей на поршень.

Электрические — основанные или на преобразовании давления в одну из электрических величин, или на изменении электрических свойств материала под действием давления. Такое подразделение не является полным и может быть дополнено средствами измерений, основанными на других физических явлениях.

Жидкостные средства измерений давления с гидростатическим уравновешиванием.

В жидкостных приборах с гидростатическим уравновешиванием мерой измеряемого давления является высота столба рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости, называемой затворной или манометрической, применяются дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт, трансформаторное масло. Выбор рабочей жидкости определяется диапазоном измеряемого давления, условиями эксплуатации и требуемой точностью измерений.

В настоящее время номенклатура жидкостных средств измерений давления с гидростатическим уравновешиванием существенно ограничена. В большинстве случаев они заменены более совершенными деформационными средствами измерений.

К числу жидкостных средств измерений давления (разности давлений и разряжения) с гидростатическим уравновешиванием, ещё применяются на технологических потоках, относятся поплавковые и колокольные дифманометры. Принцип действия поплавковых дифманометров основан на уравновешивании измеряемого перепада давления гидростатическим давлением, создаваемым столбом рабочей жидкости, заполняющей дифманометр. Поплавковый дифманометр представляет собой два сообщающихся сосуда. Площадь одного сосуда значительно больше другого. Внутренняя полость сообщающихся сосудов заполняется рабочей жидкостью (ртутью или трансформаторным маслом) до нулевой отметки. О значение измеряемой разности давлений судят по отсчетному устройству, указатель которого механически связан с поплавком, расположенным в полости широкого сосуда.

Поплавковые дифманометры рассчитаны на номинальные перепады давления, верхние пределы которых ограничены значениями от 6,3 кПа до 0,10 кПа. Такие дифманометры используются при статических давлениях измеряемой среды не более 25 МПа. Класс точности 1,0 и 1,5.

Поплавковые дифманометры рассчитаны на номинальные перепады давления, верхние пределы которых ограничены значениями от 6,3 кПа до 0,10 кПа. Такие дифманометры используются при статических давлениях измеряемой среды не более 25 МПа. Класс точности 1,0 и 1,5.

Колокольные дифманометры этого типа представляю собой колокол, погруженный в рабочую жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений. Противодействующая сила создается за счет утяжеления колокола при его подъеме и уменьшении тяжести колокола при его погружении. Достигается это за счет изменения гидростатической подъемной силы, действующей на колокол согласно закона Архимеда.

Колокольные дифманометры с гидростатическим уравновешиванием обладают высокой чувствительностью и использовались для измерения малых давлений, перепадов давлений и разряжений.

Деформационные средства измерений давления.

Высокая точность, простота конструкции, надежность и низкая стоимость являются основными факторами, обуславливающими широкое распространение деформационных приборов для измерения давления в промышленности. Эти приборы предназначены для измерения избыточного давления и разряжения неагрессивных жидких и газообразных сред.

Принцип действия деформационных средств измерений давления основан на использовании упругой деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы. Мерой измеряемого давления в средствах измерений данного типа является деформация упругого элемента или развиваемая им сила. Наибольшее распространение в практике измерений получили три основные формы чувствительных элементов: трубчатые пружины, сильфоны и мембраны.

Трубчатая пружина (пружина Бурдона) — упругая криволинейная металлическая полая трубка, один из концов которой имеет возможность перемещаться, а другой — жестко закреплен. Трубчатые пружины используются в основном для преобразования измеряемого давления, поданного во внутреннее пространство пружины, в пропорциональное перемещение ее свободного конца. Наиболее распространена одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой изогнутую по дуге окружности трубку с обычно овальным поперечным сечением. Под влиянием поданного избыточного давления трубка раскручивается, а под действием разряжения скручивается. Для передачи перемещения свободного конца деформационного чувствительного элемента к указателю манометра используют секторные и рычажные передаточные механизмы. С помощью передаточного механизма перемещение свободного конца трубчатой пружины в несколько градусов или миллиметров преобразуется в угловое перемещение стрелки на 270 — 300 г.

Манометры имеют разные шкалы в зависимости от контролируемого параметра и градуируются в кгс/ cм2. Рабочая зона манометра находится на средине шкалы и должна быть не более 2/3 от шкалы. Для отсчета показаний во многих приборах имеются отсчетные приспособления (чаще всего шкала или указатель). Шкала — это совокупность отметок, расположенных вдоль какой — либо линии или по окружности (манометры), которые изображают ряд последовательных чисел, соответствующих значениям измеряемой среды. Значение измеряемой величины, соответствующее одному делению, называют ценой деления шкалы. Указатель шкалы представляет собой в большинстве случаев стрелку, позволяющую отсчитывать по шкале значение измеряемой величины. На шкале обычно указывают класс точности прибора.

Сильфон — тонкостенная цилиндрическая оболочка с поперечными гофрами способная получать значительные перемещения под действием давления или силы. При действии осевой нагрузки, внешнего или внутреннего давления длина сильфона изменяется, увеличиваясь или уменьшаясь в зависимости от направления приложенной силы. В значительных пределах деформация сильфона пропорциональна действующей силе, т. е. характеристика сильфона прямолинейна. В пределах линейности статической характеристики сильфона отношение действующей на него силы к вызванной ею деформации остается постоянным и называется жёсткостью сильфона. Для увеличения жесткости внутри сильфона часто помещают пружину. Сильфоны изготовляют из бронзы различных марок, углеродистой стали, нержавеющей стали, алюминиевых сплавов и др. Серийно производят бесшовные и сварные сильфоны диаметром от 8 — 10 до 80 — 100 мм и толщиной стенки 0,1 — 0,3мм.

Приборы этого типа предназначены для измерения избыточного давления, разряжения и разности давлений.

Мембраны бывают упругие и эластичные. Упругая мембрана — гибкая круглая плоская (плоская мембрана) или гофрированная (гофрированная мембрана) пластина, способная получить прогиб под действием давления. Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увеличением давления, поэтому здесь в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготавливают, из различных марок стали, бронзы, латуни и т. д. Эластичная мембрана, предназначена для измерения малых давлений и разности давлений, представляет собой зажатые между фланцами плоские или гофрированные диски, выполненные из прорезиненной ткани, тефлона и др.

Измерительные приборы с чувствительным мембранным элементом предназначены для измерения атмосферного и избыточного давлений и разряжения. Из-за малости усилий, развиваемых чувствительным деформационным элементом, мембранные приборы выпускаются в основном показывающими. Принцип действия приборов состоит в преобразовании измеряемого давления или разряжения в перемещение жесткого центра чувствительного мембранного элемента, которое с помощью передаточного механизма преобразуется во вращательное движение указателя.

Грузопоршневые манометры.

Грузопоршневые манометры — в основном применяются в качестве эталонных и образцовых приборов для градуировки и поверки различных видов пружинных манометров, так как они отличаются от манометров других видов высокой точностью и широким диапазоном измерений.

Принцип действия состоит в уравновешивании давления, действующего на поршень с одной стороны, давлением грузов с другой стороны.

Электрические средства измерений давления.

К электрическим средствам измерения давления относятся выпускаемые в настоящее время измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования, различаются как видом деформационного чувствительного элемента, так и способом преобразования его перемещения или развиваемого им усилия в сигнал измерительной информации. Для преобразований применяются индуктивные, дифференциально- трансформаторные, емкостные, тензорезисторные и др. преобразовательные элементы. Преобразование усилия, развиваемого чувствительным элементом, в сигнал измерительной информации осуществляется пьезоэлектрическими элементами.

Индуктивные преобразователи давления — мембрана воспринимающая давление, является подвижным якорем электромагнита. Под действием измеряемого давления мембрана перемещается, что вызывает изменение электрического сопротивления индуктивного преобразовательного элемента.

Эта величина измеряется обычно мостами переменного тока или резонансными контурами. с последующим отображением на шкале прибора.

Дифференциально — трансформаторный преобразователь — содержит деформационный чувствительный элемент и деформационно — трансформаторный преобразователь. Дифференциально — трансформаторный преобразователь содержит каркас из диэлектрика, на котором размещены катушка с первичной обмоткой, состоящей из двух секций и двух секций вторичной обмотки. Внутри канала катушки расположен подвижный сердечник из магнитомягкого материала, связанный с пружиной тягой. К выходу вторичной обмотки подключен делитель, состоящий из регулируемого и постоянного резисторов. Принцип действия основан на возникновении магнитного потока, пронизывающего обе секции вторичной обмотки и индуцирующие в них ЭДС, при протекании по первичной обмотке токового сигнала. Выходной сигнал определяется взаимной индуктивностью между первичной обмоткой и выходной цепью и может быть представлен в виде сигнала напряжения переменного тока. Преобразование измеряемого давления осуществляется путем преобразования давления в деформацию (перемещение) чувствительного элемента и последующего преобразования в электрический сигнал, приходящий на показывающий прибор в операторной.

Емкостной преобразователь — измерение давления основано на зависимости емкости преобразовательного элемента от перемещения мембраны под действием измеряемого давления. Преобразователь состоит из металлической мембраны, являющейся подвижным электродом емкостного преобразовательного элемента и неподвижного электрода изолированного от корпуса с помощью кварцевых изоляторов.

Тензорезисторные преобразователи — это приборы оснащенные преобразовательными элементами тензорезисторного типа и получили название тензорезисторных измерительных преобразователей давления. Преобразователи давления этого вида представляют собой чувствительный деформационный элемент, чаше всего мембрану, на которую наклеиваются или напыляются тензорезисторы (тензодатчик). В основе принципа лежит явление тензоэффекта, суть которого состоит в изменении сопротивления проводников и полупроводников при их деформации. Под воздействием измеряемого давления деформируемый упругий элемент вызывает пропорциональное изменение электрического сопротивления тензорезисторов, собранных по мостовой схеме, которое в дальнейшем преобразуется и усиливается для формирования унифицированного аналогового выходного сигнала (4 – 20 мА).

Системы измерения давления сред на современных автоматизированных производствах используют в качестве первичных преобразователей измерительные преобразователи (датчики) давления с выходными электрическими токовыми сигналами.

Эти датчики по сравнению с показывающими манометрами имеют значительно более высокий класс точности, более трудоемки в наладке, при проверке требуют применения образцовых высокоточных средств измерения на входе и выходе.

На рисунке представлена схема электрического соединения оборудования КИП, обеспечивающего контроль давления на технологической установке.

Преобразователь давления устанавливается во взрывоопасном помещении или в специальном шкафу на территории технологической установки. Они как правило, не имеют шкалы, позволяющей непосредственно оценить давление, а преобразуют его в электрический сигнал. Измеряемое давление воздействующее на тензодатчик, преобразуется электронным блоком в токовый сигнал, который передается по искробезопасной двухпроводной линии передачи к терминальному оборудованию и блоку питания, находящимся во невзрывоопасном (операторная или машинный зал) помещении.

Блок питания обеспечивает по той же линии питание первичного преобразователя (датчика давления) и терминального оборудования.

Источник