Глава 7.МЕТОДЫ ФИЗИОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
ОДЕЖДЫ
Физиолого-гигиеническая оценка одежды выполняется с, целью определения
соответствия ее условиям носки, сравнения существующей и вновь созданной
одежды, установления допустимого, времени непрерывной эксплуатации и др,
При физиолого-гигиенической оценке определяют влияние одежды на
показатели теплового состояния человека и микроклимата под одеждой,
уделяют внимание субъективному тепловому состоянию человека, степени
удобства одежды и др. Оценку производят методами биотермометрии,
биокалориметрии и биовлагометрии.
7.1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Современные типы биотермометров классифицируют по двум признакам [7.1]:
1) конструкции, зависящей от области тела, в которой устанавливают
датчики — аксиллярные (в подмышечной впадине), оральные (во рту),
ректальные (в прямой кишке), паховые, лупочные, кожные и д.р.;
2) термометрическому эффекту, на котором основан принцип работы
термометра,— тепловое расширение, изменение электрического
сопротивления, термоэлектричество, тепловое излучение и др.
В физиолого-гигиенической практике оценки одежды наибольшее
распространение среди биотермометров получили термометры сопротивления и
термопары.
В датчиках термометров сопротивления используется зависимость изменения
электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры. В
качестве материалов для чувствительного элемента используют чистые
металлы, их сплавы, полупроводники и т. д. Для чистых металлов
характерно постоянство температурного коэффициента сопротивления. Из
металлов наиболее широко применяются медь и платина. Чувствительные
элементы в полупроводниковых термометрах сопротивления (термисторах или
терморезисторах) выполняются из материалов, полученных из смесей
окислов: NiO2, MnО3, СО2О3 и т. д.
Термисторы обладают высокой температурной чувствительностью.
Температурный коэффициент термисторов в диапазоне температур 20...40°С в
5—20 раз выше, чем температурный коэффициент металлических термометров.
Это обстоятельство объясняет широкое использование термисторов в технике
биотермометрии. Измерение электрических сопротивлений термометров
производят с помощью известных уравновешенных и неуравновешенных
мостовых схем.
В основе действия термопарных медицинских термометров лежит известное
явление возникновения разности потенциалов на концах электрической цепи,
которая состоит из двух и более разнородных металлических проводников
(так же в полупроводниках, кристаллах, расплавах и др.). Эту разность
потенциалов называют электродвижущей силой, которая зависит от
температуры и материала электродов, образующих пару.
Лучшими термоэлектрическими свойствами
обладают термопары из чистых металлов. Вместе с тем малая величина
развиваемой ими термоЭДС предъявляет высокие требования к
чувствительности измерительных приборов. Поэтому одним из способов
повышения чувствительности измерительной схемы является использование
батареи последовательно соединенных термопар. Другой способ повышения
чувствительности измерительной схемы — увеличение разности температур
спаев. В этом случае один из термоспаев (контрольный) помещают в сосуд с
тающим льдом. Полупроводниковые термопары развивают значительные
разности потенциалов (300 мкВ/К и более), но их термоэлектродвижущая
сила зависит от температуры. Однако несмотря на то что при
физиолого-гигиенической оценке одежды, диапазон измеряемых температур
небольшой, применение полупроводниковых термопар предпочтительнее [7.1].
Температуру тела можно определять различными способами: в подмышечной
впадине, во рту, в слуховом проходе, в прямой кишке. Из общепринятых и
доступных способов измерения температуры тела наиболее надежным и точным
является измерение температуры в прямой кишке. Вследствие глубокого
расположения в организме прямая кишка хорошо изолирована, ее температура
(tv) близка к температуре крови в аорте, а изменение температуры в аорте
сказывается на показаниях ректальной температуры. Поэтому ректальная
температура мало изменчива при резких и кратковременных тепловых
воздействиях на кожу. Температура тела, измеренная в подмышечной впадине
или под языком, под влиянием различных факторов (например, обильного
потоотделения или вдыхания холодного воздуха) может значительно
отличаться от температуры артериальной крови. По данным физиологов, при
измерении температуры тела tp датчик должен быть погружен в прямую кишку
на глубину 8—12 см. Для измерения температуры тела в процессе
исследования одежды используются электротермометры различных марок
(ТСМ-2, ТЭМП-60 и др.). Для измерения температуры кожи применяются
термисторы КМ.Т-12, ММТ-1, ММТ-4, термометры сопротивления (например,
ТСМ-410-01).
Датчики для измерения температуры кожи размещают, как было сказано в
предыдущих разделах, в 11 точках поверхности тела. Температура кожи
измеряется с помощью регистрирующей аппаратуры через каждые 5 мин.
Измерение температуры кожи представляет собой сложный процесс. При
наложении термочувствительного датчика на кожу в месте контакта
нарушается нормальный теплообмен, что является одной из причин
погрешностей измерения температуры. Для исключения влияния конструкции
датчика на измерения температуры кожи датчик должен удовлетворять
следующим требованиям [7.2]: иметь как можно меньшую площадь контакта с
кожей, минимальную толщину в инерционность; степень прижатия датчика к
коже должна быть постоянной и не превышать 0,2—0,25 Па; датчики не
должны раздражать участков кожи, температура которых измеряется.
Наиболее универсальными для измерения температуры кожи являются
микротермисторы (МТ-54, МКМТ-16), представляющие собой бусинку диаметром
0,5 мм, изготовленную из полупроводникового материала, который заключен
в стеклянную оболочку. Площадь соприкосновения таких датчиков с кожей
составляет 0,2 мм2. Температурные датчики крепятся на поверхности тела
человека с помощью резиновой тесьмы. При измерении температуры
наблюдаются такие погрешности, влияющие на достоверность полученных
измерений, как погрешности эталонирования биотермометров, погрешности
измерительной схемы, погрешности, вызванные теплообменом биотермометра с
окружающей средой и телами, погрешности, связанные с инерционностью
биотермометров и др.
Перечисленные систематические погрешности измерения температуры, учет
которых необходим при физиолого-гигиенической оценке одежды, и
рекомендации для их уменьшения подробно рассмотрены в работе [7.1].
При гигиенической оценке одежды с целью регистрации температуры
используют не только обычную проводную связь, но и радиотелеметрию
[7.3]. Однако современная радиотелеметрическая аппаратура в большинстве
случаев имеет большие габариты. Вследствие этого ее применение
ограниченно.