摘要：以圖例講述了汞柱式血壓計(jì)的基本構(gòu)造和原理，并通過(guò)相關(guān)公式計(jì)算，列出了在同一壓力點(diǎn)更換不同內(nèi)徑示值管以及示值管不同垂直角度所得到的測(cè)量值。說(shuō)明了不能隨意更換汞柱式血壓計(jì)示值管以及測(cè)量時(shí)必須保證示值管部分與水平面垂直的重要性。
關(guān)鍵詞汞柱式血壓計(jì)示值管；內(nèi)徑；更換；垂直度
DOI:103969/jissn1000-0771201108000
0引言
汞柱式血壓計(jì)在醫(yī)療單位中應(yīng)用最為廣泛、使用最為頻繁，在計(jì)量檢測(cè)中是維修率最高的計(jì)量器具。在維修過(guò)程中，示值管的更換和示值管與水平面的垂直度問(wèn)題需要引起我們的重視，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免對(duì)高血壓、心臟病病人造成誤診。
1示值管的更換
在日常檢測(cè)維修汞柱式血壓計(jì)時(shí)，經(jīng)常遇到需要更換示值管的情況，但更換后往往會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)示值符合規(guī)程要求而加壓后讀數(shù)示值偏差較大，且壓力越大偏差越大的問(wèn)題。
如圖1所示，汞柱式血壓計(jì)實(shí)際上就是一種U型壓力計(jì)，只不過(guò)用水銀壺替代了其中一根測(cè)量管。根據(jù)帕斯卡原理，對(duì)于U型管式壓力計(jì)：
pA=p0+ρgH（1）
式中：pA為被測(cè)氣體壓強(qiáng)，Pa；p0為大氣壓強(qiáng)，Pa；ρ為水銀密度,g/cm3；g為重力加速度,98m/s2；H為水銀柱高度，mm。
圖1汞柱式血壓計(jì)原理圖
由圖1可見(jiàn)，水銀壺和示值管相通，里面充滿水銀。在沒(méi)有壓力作用時(shí)，水銀壺內(nèi)和示值管內(nèi)水銀表面處于示值管的零點(diǎn)，此時(shí)pA=p0。當(dāng)通過(guò)皮球加壓時(shí)，壺內(nèi)水銀面下降，管內(nèi)水銀面上升，則相對(duì)壓強(qiáng)由式（1）可得：
ρgH=pA－p0
這里工作介質(zhì)是水銀，因此我們以水銀面的高度差來(lái)表示相對(duì)壓強(qiáng)更加直觀。柯氏音測(cè)量血壓的原理，就是以示值管中水銀柱的高度來(lái)表示心臟的收縮壓和舒張壓。
在壓力作用下，管內(nèi)的水銀面升高了h(即標(biāo)尺的實(shí)際長(zhǎng)度)，壺內(nèi)的水銀面下降了h1。被測(cè)壓力對(duì)應(yīng)的水銀柱高度H（即標(biāo)尺的刻度值）應(yīng)為：
H=h+h1
以D,d分別表示水銀壺和示值管的內(nèi)徑，在壓力作用下，示值管內(nèi)進(jìn)入的水銀體積等于水銀壺中排出的體積：
即
則標(biāo)尺的長(zhǎng)度為：
在同一個(gè)水銀壺（內(nèi)徑16mm）、300mmHg壓力下，由式（2）可得不同內(nèi)徑的示值管相對(duì)應(yīng)的實(shí)際標(biāo)尺長(zhǎng)度，計(jì)算結(jié)果如表1所示。
表1不同內(nèi)徑示值管相對(duì)應(yīng)的實(shí)際標(biāo)尺長(zhǎng)度
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d |
2 |
2.5 |
3 |
3.5 |
4 |
|
h |
295.4 |
292.8 |
289.8 |
286.3 |
282.4 |
從表1可以看出，更換示值管的內(nèi)徑相差越大，標(biāo)尺長(zhǎng)度相差也越大，標(biāo)尺讀數(shù)偏差也就越大。因此我們?cè)诟鼡Q示值管時(shí)，應(yīng)選用內(nèi)徑相同或者非常接近的示值管，亦可以同時(shí)更換相對(duì)應(yīng)刻度的標(biāo)尺（因計(jì)算匹配很麻煩，實(shí)際檢測(cè)中幾乎不采用）。
2示值管與水平面的垂直度
在用標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量血壓計(jì)時(shí)，由于血壓計(jì)底座定位簧片或者示值部分定位卡片變形，示值管往往與水平面不垂直，操作人員常常忽視這個(gè)問(wèn)題。事實(shí)上，由于示值管的傾斜角度不同，測(cè)量結(jié)果也有很大的不同。如圖2所示。
圖2示值管垂直角度示意
根據(jù)直角三角形定理，得知：Li=L/cosa（3）在200mmHg壓力下，由式（3）可得垂直面和偏離垂直面不同角度時(shí)水銀面所對(duì)應(yīng)的標(biāo)尺（此處忽略了標(biāo)尺與實(shí)際長(zhǎng)度的差別），計(jì)算結(jié)果如表2所示。
表2不同垂直角度時(shí)水銀面所對(duì)應(yīng)的標(biāo)尺
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a/（°） |
2 |
2.5 |
3 |
3.5 |
4 |
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L/mmHg |
295.4 |
292.8 |
289.8 |
286.3 |
282.4 |
從表2可以看出，傾斜角度越大，引入的誤差也越大。因此測(cè)量時(shí)應(yīng)將示值管處于垂直于水平面的位置才能得到正確的結(jié)果
3結(jié)束語(yǔ)
在汞柱式血壓計(jì)計(jì)量檢測(cè)過(guò)程中，維修時(shí)更換示值管只能選用內(nèi)徑相同或者非常相近的示值管，測(cè)量時(shí)必須保證示值管與水平面的垂直，這樣才能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。
轉(zhuǎn)自《計(jì)量技術(shù)》