CC BY
6
римых продуктов, а незначительное по весу количество вводимого аллергена (не более 40 мкг) гарантирует от развития интоксикации, ослабляющей проявление аллергии.
ЛИТЕРАТУРА
3 а л к и и П. М. Циг. В. Г. Акимов. Вести, дерматол., 1968, ЛЬ 5, с. 13.— И е в л е в а Е. А. Там же, 1962 № 3,с. 83.—Р абен А. С..Алексеева О. Г , Д у е в а Л.А Экспериментальный аллергический контактный дерматит. М., 1970.— В u е h 1 е г Е. V.-Arch. Derm., 1965, v. 91, p. 171,—Fettich J., Acta allerg. (Kbh), 1967, v. 23, p. 135.— Hunziker N., Dermatología (Basel), 1963, v. 126, p. 95.—M а с h e r E., Cha se M. W., J. exp. Med., 1969, v. 129, p. 81; 103.— S t e v e n s M. A., Brit. J. industr Med., 1967, v. 24, p. 189.—W e с k A. L., Frey J. R., Immunotolerance to Simple Chemicals. New York, 1966.
Поступила 29/111 1971 r.
УДК 613.844-071612.744.211+612.744.014.45
ИЗМЕРЕНИЕ МЫШЕЧНОГО УСИЛИЯ В УСЛОВИЯХ ВИБРАЦИИ
Канд. мед. наук А. М. Микулинский Горьковский научно-исследовательский институт гигиены труда и профзаболеваний
Механизированные инструменты, механизмы и оборудование, действие которых основано на принципе генерации вибрации, используются во всех отраслях народного хозяйства.
Нормальная работа любого ручного механизированного инструмента возможна, если к нему приложены определенные мышечные усилия. Физиологические исследования, проведенные в экспериментальных и производственных условиях, показали, что существует прямая зависимость между величиной прилагаемых к инструменту мышечных усилий и функциональными сдвигами в организме. Установлено также, что возникновению вибрационной болезни наряду с вибрацией способствует также величина мышечного усилия, применяемого работающим. Длительные статические нагрузки, необходимые для выполнения ряда работ, например при ручной полировке изделий, могут самостоятельно приводить к развитию заболевания нервно-мышечного аппарата верхних конечностей. Поэтому актуальное значение приобретает определение величины усилия, прилагаемого рабочим.
Существующие приборы для определения величины прижимного мышечного усилия (пружинные динамометры, приборы с манометрическим устройством) имеют большие погрешности; с их помощью можно лишь ориентировочно судить о величине приложенного к рукоятке пневмомолотка усилия. Стационарная аппаратура, например тензостанция для измерения усилий, нетранспортабельна и, как правило, не дает возможности измерять усилие в условиях вибрации. Кроме того, результаты измерения используемыми датчиками в значительной мере зависят от точки приложения усилия к их приемным элементам и от места крепления датчика на инструменте. Из-за этих недостатков такая аппаратура малопригодна для широких исследований в производственных условиях. До сих пор отсутствуют стандартные приборы промышленного образца для определения мышечного усилия, прилагаемого при выполнении различных производственных операций, в том числе и при работе на оборудовании, генерирующем вибрации.
Нами в соавторстве с В. С. Филипповым создан прибор ИУ-1 ГИГТ, предназначенный для измерения в производственных условиях мышечного усилия, в частности при работе с инструментом или на оборудовании, генерирующем вибрацию. При создании прибора основное внимание было направлено на обеспечение независимости замеров усилия от параметров вибрации и от точки приложения измеряемого усилия к приемному элементу датчика. Задача была достигнута разработкой специальной конструкции
3*
67
датчика, использованием для его питания напряжения повышенной частоты и применением узкополосного усилителя в приборе. Для работы с последним был выбран индуктивный датчик (рис. 1).
С целью обеспечения независимости сигнала датчика от точки приложения к его приемному элементу последний выполнен в виде обоймы из плоских пружин (/) и (2), жестко скрепленных между собой. На поперечной оси обоймы расположены 2 шарика (4), выступающих примерно на */« Диаметра за нижнюю пружину (2), обращенную к пластине (5) — чувствительному элементу датчика. Собственно датчик состоит из катушек индуктивности (6) со стальным сердечником (7), собранным с зазором. Стальная пружина (5), являющаяся замыкающей частью сердечника, не закреплена и лежит на опорах (5). Датчик и приемный элемент заключены в корпус (3).
Из рис. 1 видно, что измеряемое усилие передается на середину пластины (5) шариками (4). Под действием приложенного усилия пластина (5) будет прогибаться. При этом благодаря реакции системы плоских пружин, образующих обойму, компенсируется момент сил„ зависящий от перемещения точки приложения усилия к приемному элементу. Смещение (прогиб) пластины (5) будет прямо пропорционально только приложенному усилию, независимо оттого, под каким углом оно будет прикладываться к приемному элементу. Это достигается тем, что усилие через шарики (4) передается только на 2 точки чувствительного элемента датчика.
Чувствительный элемент датчика — пластина (5) не закреплен по краям, а прижимается (демпфируется) в центре приемным элементом при сборке. Это позволяет исключить произвольные перемещения пластины (5) при высоких уровнях вибрации, т. е. обеспечить независимость сигнала датчика от параметров вибрации. С той же целью измерительный мост, в одно из плечей которого включен датчик, питается синусоидальным напряжением повышенной частоты (1000 гц) от внутреннего генератора (рис. 2).
Наряду с описанным может быть использован емкостный датчик, одной из обкладок которого служит пластина (5). Могут быть применены тен-зодатчики, наклеиваемые на пластину (5) или прямо на внутренние поверхности пружин обоймы.
Прибор работает следующим образом. При воздействии усилия на датчик в измерительной диагонали моста появляются напряжение, пропорциональное приложенному усилию, и напряжение помехи в виде наводок от сети и паразитного сигнала, могущего возникнуть при высоких уровнях вибрации, особенно низкочастотной. Для выделения полезного сигнала напряжение измерительного моста подается на селективный узкополосный усилитель, настроенный на частоту 1000 гц. Селективный усилитель выделяет и усиливает только сигнал, пропорциональный измеряемому усилию. Кроме того, усилитель улучшает форму сигнала, которая искажается из-за
2 4 /
Рис. 1. Конструктивная схема датчика. Обозначения в тексте.
Рис. 2. Блок-схема прибора.
наличия стального сердечника в катушке датчика. Усиленный сигнал после детектора, собранного по схеме удвоения, подается на индикаторный каскад. Последний выполнен по балансной схеме. Применение балансной схемы вызвано тем, что некоторое напряжение на выходе измерительного моста имеется и при отсутствии воздействия усилия на датчик. Это обусловлено тем, что мост питается напряжением повышенной частоты, и из-за наличия фазовых сдвигов в плечах моста точно сбалансировать его затруднительно. В балансной схеме измерительного каскада достаточно просто осуществляется компенсация этого напряжения «нулевого» разбаланса.
Отсчет измерения производится по микроамперметру с равномерной шкалой. Величина усилий определяется по графикам, составленным при тарировке каждого датчика, входящего в комплект. Прибор питается от сети 50 гц 220 в. В блоке питания имеется феррорезонансный стабилизатор, что позволяет работать при значительных колебаниях напряжения сети. Разработанный прибор портативен, его размеры 170x220x290 мм, вес 6кг.
Прибор ИУ-1 был использован при исследованиях, проводимых Горь-ковским научно-исследовательским институтом гигиены труда и профзаболеваний на ряде предприятий (медико-инструментальный завод им. В. И. Ленина, Павловский автобусный завод и др.). Достигнута хорошая повторяемость замеров усилия, независимо от места его приложения к приемному элементу датчика. Влияние вибрации на выходной сигнал датчика не обнаружено.
С помощью прибора определялись величины мышечных нагрузок у лиц различных профессий, подвергающихся воздействию вибрации. Полученные нами материалы подчеркивают необходимость оценивать функциональное состояние двигательного аппарата рук у лиц, работа которых связана с влиянием вибрации и статического напряжения мышц, с учетом не только уровней виброскорости на разных частотах, но и статических нагрузок.
Известно, что от величины прижимного усилия, прилагаемого к механизированному инструменту или к обрабатываемой детали, изменяется уровень вибрации, передаваемой на руки работающего. В связи с этим, для того чтобы исключить погрешности при снятии вибрационных характеристик с инструментов или другого оборудования, генерирующего вибрацию, замеры вибрации в производственных или стендовых условиях должны осуществляться (согласно СН 626-66 от 13/У 1966 г.) при строго определенном прижимном усилии. Измеряя одновременно с уровнями виброскорости и величины прилагаемых усилий, мы смогли дать более точную гигиеническую характеристику инструменту или другому оборудованию, которое создает вибрации, передаваемые на руки работающих.
Конструкция прибора и датчика получила положительную оценку специалистов СКВ механизированного инструмента, которые в своем заключении отметили их новизну и важность быстрого внедрения прибора в производство.
Прибор ИУ-1 экспонировался на XX Горьковской областной выставке и XXIV Всесоюзной радиовыставке (Москва, 20/1У 1970 г.), посвященной 100-летию со дня рождения В. И. Ленина, и был отмечен дипломами первой и второй степени. Прибор может найти широкое применение при исследованиях, проводимых врачами-гигиенистами, работниками лабораторий НОТ и т. д.
Поступила 25/11 1971 г.
