ГАЗОВЫЙ СЧЁТЧИК

ГАЗОВЫЙ СЧЁТЧИК — прибор для измерения объема пропускаемого через него газа.

Схема работы барабанного газового счетчика: 1 — входная труба (входной штуцер); 2 — корпус; 3—6 — лопасти, образующие камеры; 7 — выходная труба (выходной штуцер); А, Б, В, Г — камеры; а, а’ … г, г’ — прорези в камерах. Заштрихованная часть — вода; стрелки указывают направление потока газа; пунктирные стрелки — направление вращения лопастей. Газ поступает через входную трубу 1 и через прорези а и б, заполняет камеры А и Б. Давление в камерах А и Б повышается по сравнению с давлением в камере Г и барабан начинает вращаться, газ вытесняется из камеры Г через прорезь г’ и выходит через выходную трубу (7). Когда прорезь а перекроется водой, прорезь а’ выступает из нее, камеры Б и Б заполняются газом, цикл повторяется. Камеры имеют одинаковый объем и при постоянном уровне воды количество оборотов барабана прямо пропорционально объему прошедшего через газовый счетчик газа.

В медицине Г. с. применяют в основном для измерения дыхательного объема при наркозе (см. Ингаляционный наркоз) и искусственной вентиляции легких (см. Искусственное дыхание, искусственная вентиляция легких), реже при функциональных исследованиях легких в процессе самостоятельного дыхания обследуемого для измерения жизненной емкости легких (см.) или отдельно каждого из составляющих ее объемов (дыхательного и резервного), а также объема выдохнутого воздуха за определенный промежуток времени. Показания Г. с. обычно выражены в единицах объема. По принципу действия Г. с. делят на объемные и скоростные.

Объемные газовые счетчик и. Действие объемного Г. с. основано на суммировании отдельных равных по объему доз проходящего через него газа, к-рые поочередно заполняют герметичные камеры (камеру) счетчика и вытесняются из них вследствие разницы давлений до и после прохождения через счетчик. Объемные Г. с. в свою очередь делят на барабанные и с мехами.

Барабанный Г. с. (водяные, или «мокрые», газовые часы — рис.) состоит из корпуса, барабана с лопастями и счетного механизма. Барабан помещен в корпус по горизонтальной оси. Корпус залит водой до определенного уровня (выше оси). Лопасти барабана, стенки корпуса и поверхность воды (жидкостный затвор) образуют измерительные (мерные) камеры. При положении барабана, показанном на рисунке, газ поступает в камеры А и Б, а камера Г соединена с выходной трубой (штуцером). Поскольку давление газа на входе в счетчик и в камерах А и Б больше, чем на выходе и в камере Г, барабан вращается по часовой стрелке. Когда прорезь а перекрывается водой, прорезь а’ выступает из нее, камера Г заполняется водой, а газ вытесняется через штуцер. Далее заполняется газом камера В, а из камеры А газ вытесняется. Камеры имеют одинаковый объем, и при постоянном уровне воды количество оборотов барабана прямо пропорционально объему прошедшего через Г. с. газа. Отсчетное устройство барабанных Г. с. представляет собой шкалу со стрелкой и роликовым указателем или несколько шкал со стрелками. Счетчики снабжены термометрами для измерения температуры воды и поступающего газа, манометром для измерения избыточного давления перед счетчиком, устройствами, обеспечивающими заданный уровень воды в счетчике. По данным измерения температуры газа и воды, а также давления вводится поправка в показания Г. с. Барабанные Г. с. рассчитаны на расход газа 5 — 100 л/мин; сопротивление воздушному потоку (сопротивление выдоху) при легочной вентиляции 8 л/мин — 5—6 мм вод. ст.; относительная погрешность не более +1%. Барабанные Г. с. обладают повышенной точностью, но неудобны в эксплуатации (требуют постоянного наблюдения за уровнем воды, частой смены ее, имеют сравнительно большие размеры и массу), поэтому их используют гл. обр. в лабораторных условиях.

Г. с. с мехами (сухие газовые часы) менее точны по сравнению с барабанными (относительная погрешность ±2%), но более просты в эксплуатации. Один или два меха, помещенные в корпус, образуют с его стенками и перегородками измерительные камеры (соответственно две или четыре). Распределение газа производится золотниками или клапанами, к-рые приводятся в действие подвижными стенками мехов. Более широко распространены Г. с. с двумя измерительными мехами и золотниковым распределением газа. Одному циклу работы счетчика, т. е. определенному объему газа, прошедшего через счетчик, соответствует один оборот вала золотникового устройства. Счетный механизм, связанный с валом, суммирует объемы. Отсчетное устройство представляет собой роликовый указатель или шкалу со стрелкой либо несколько шкал со стрелками. Расход газа для Г. с. с мехами в тех же пределах, что и для барабанных Г. с. Сопротивление воздушному потоку при легочной вентиляции 8 л/мин — 7—8 мм вод. ст. Счетчики снабжены термометром и манометром для измерения температуры и давления поступающего в них газа с целью внесения поправок в показания.

Г. с. с мехами используются как в наркозно-дыхательной аппаратуре, так и при функциональных исследованиях легких в процессе самостоятельного дыхания обследуемого. В последнем случае Г. с. присоединяется к обследуемому через клапан выдоха, дыхательный шланг и маску. Объемные Г. с. применяют также для измерения объема воздуха, выдохнутого предварительно в прорезиненный мешок. Обследуемый в течение определенного промежутка времени, измеряемого секундомером, выдыхает воздух в мешок через маску с дыхательным шлангом и клапан выдоха. Затем воздух пропускают через Г. с. Полученные результаты используют для вычисления минутной вентиляции легких (см. Легочная вентиляция); если в процессе выдыхания воздуха в мешок будет определена частота дыхания, то по выдохнутому объему газа и частоте дыхания вычисляют дыхательный объем.

Скоростные газовые счетчики (роторные и крыльчатые). Ротор или крыльчатка установлены в корпусе с зазором и связаны со счетным механизмом. При постоянной скорости потока каждый оборот ротора (крыльчатки) соответствует определенному объему прошедшего через счетчик газа. Счетный механизм суммирует количество оборотов, и отсчетное устройство показывает суммарный объем газа. Отсчетное устройство скоростных Г. с. представляет собой одну или несколько шкал со стрелками. Эти счетчики, как правило, рассчитаны на расход газа от 6 до 30 л/мин. Сопротивление воздушному потоку при вентиляции 8 л/мин — не более 3—5 мм вод. ст.

Скоростные Г. с. менее точны по сравнению с объемными вследствие перетекания газа в зазоре и влияния изменения объемной скорости газа в процессе дыхания на скорость вращения ротора (крыльчатки). Однако они имеют меньшие размеры и массу, проще и надежнее в эксплуатации и поэтому применяются как в наркозно-дыхательной аппаратуре, так и при исследовании функции внешнего дыхания. Для измерения жизненной емкости легких используется крыльчатый счетчик ССП (спирометр сухой портативный), выпускаемый отечественной промышленностью. Относительная погрешность счетчика не более ±8%, масса 0,15 кг. Скоростные Г. с., дополненные преобразователем числа оборотов ротора (крыльчатки) в электрический сигнал или радиосигнал, применяют в системах дистанционного (телеметрического) измерения легочной вентиляции.

Библиогр. Павловский А. Н. Измерение расхода и количества жидкостей, газа и пара. М., 1967, библиогр.

Н. С. Миронова, Л. И. Немеровский.