Bestemmelse af en persons respiratoriske kvotient (RQ) og vejledning i brug af den mobile termokasse.

Transkript

1 Bestemmelse af en persons respiratoriske kvotient (RQ) og vejledning i brug af den mobile termokasse. Ved hjælp af termokassen er det muligt at bestemme stigningen i CO2-koncentration der afgives fra person i hvile såvel som faldet i O2-koncentration. Det er muligt at opnå rimeligt troværdige resultater med en forsøgstid på 10 min. Termokassens indre dimentioner: Højde: 130 cm, Dybde: 82 cm, Bredde: 55 cm Volumen: 585,2 L når paneler, sæde, sensorer, ventilationsrør og andre installationer er fratrukket. Som det ses på figurerne er termokassen forsynet med drejelige hjul, hvoraf det forreste par kan låses. Det gør ind- og udstigning lettere. Ved åbning af frontlågen skal man være opmærksom på, ikke at åbne den mere end 90 o. Termokassens front Billedet herover viser låsesystemet. Det består af en stålwire der går fra klemlåsen ud over hjørnebøjlen og med en løkke rundt om splitten på fronten. Ved lukning skal man være opmærksom på, at lågen yder en modstand grundet de skumgummitætningslister, der gør termokassen velisoleret. Det betyder at men er nødt til at presse lågen ind mod termokassen, før stålwiren kan nå rundt om metalbøjlen i hjørnet og splitten. Først nu skal klemlåsen lukkes. Tætningslisterne isolerer det indre luftrum selvom lågen ikke ser ud til at være helt lukket. Selv om termokassen er forsynet med en 4- Termokassens bagside med hylder til interface og PC lags termoglasrude, kan det ikke udelukkes, at en forsøgsperson kan føle en form for klaustrofobi inden forsøgstiden er afsluttet. Dette skulle gerne modvirkes af den paniksplit, der sidder i øverste højre hjørne på lågens inderside. Hvis denne split trækkes ud kan forsøgspersonen åbne lågen på et øjeblik. 10 min. før forsøget starter skal termokassen åbnes og aklimatiseres til lokalets temperatur og fugtighed. I mellemtiden kan man opstille en bærbar PC og dataopsamlingsinterfacet på hylderne på bagsiden. Disse kan slås ned fra transportstillingen ved at dreje de to metalbøjler øverst på hver hylde. Ingen af hylderne er dog beregnet til mere end 10kg. Når den nederste hylde er slået ned vil det hvide lysnetstik være til den indbyggede lampe der anvendes til kalibrering. Det er dog ikke nødvendigt at kalibrere før hvert forsøg. Det synlige USB-stik er forbundet til et automatisk interface. Dette interface registrerer automatisk op til fire forskellige sensorer ligesom det automatisk tilpasser grafvinduet i programmet LoggerPro3. Man skal naturligvis checke at sensorerne er forbundet til interfacet. Derpå er det kun nødvendigt at sætte USB-stikket i en bærbar PC og starte programmet LoggerPro3. På billedet

2 neden under ses det automatiske interface. Der er ligeledes billeder af følgende sensorer : CO 2 - gassensor, O 2 -gassensor (som i øvrigt aldrig må ligge ned), temperatursensor og relativ fugtigheds sensor. I dette forsøg vil kun de to førstnævnte sensorer blive anvendt. I forsøg, hvor en persons basalstofskifte måles, bliver de sidste to sensorer anvendt. temp.-sensor interface CO2-sensor O2- sensor relativ fugt Termokassens indre På billedet til venstre ses det indre af termokassen. Bagest er ventilationsrøret der ved hjælp af en lille lydsvag blæser sikrer en ensartet opblanding af luften. Blæseren er placeret neders i røret og giver en jævn opadgående luftcirkulation forbi sensorerne på 60-80L/min. På figuren har lampen kun en kalibreringsfunktion i forsøget med bestemmelse af basalstofskifte. Før forsøgstart skal man sikre sig at den bærbare PC har installeret programmet LoggerPro3. Når USB-stikket fra interfacet er tilsluttet PC'en og strømmen er tilsluttet en evt. omformer til PC'en og blæseren i ventilationsrøret kan forsøget startes ved at dobbeltklikke på programikonet. Programmet starter selv op og vil under opstarten automatisk registrere både interface og de tilsluttede sensorer. På næste side ses opstartbilledet. I programmet aktiveres den grønne startknap og man lader dataopsamlingen foregå i et passende tidsrum fx 10 min (600 sek). Under kørslen kan den nøjagtige sensorværdi følges på de to grafer på skærmbilledet. Programmet tilpasser selv tidsaksen og Y-aksen til den løbende forsøgstid og dataværdierne. Når man aktiverer stopknappen kan billedet udprintes eller der kan tages et skærmdump til senere billedbehandling og udprintning. Selve forsøget kan naturligvis også gemmes. Her bør man være opmærksom på at gemme forsøget med et nyt og passende filnavn, da originalfilen ellers overskrives!! Under alle omstændigheder bør brugeren have et lille grundkursus i programmets muligheder omkring kurvetilpasning, grafvisning og lagring af resultater før forsøget starter. Tidsrummet mellem test af de enkelte forsøgspersoner bør være omkring 5-10 min, hvor luften og materialerne inde i termokassen akklimatiseres til forsøgslokalets temperatur-, O 2- og CO 2 -konc. CO2 gas sensor måler kuldioxid koncentrationer fra 0 til 5000 ppm. Den højeste koncentration opnås efter at forsøgspersonen har siddet i kassen i omkring 20 minutter. Undgå derfor at overskride sensorens maksimale måleområde. Med hensyn til forsøgspersonen velvære kan forsøgstiden godt strækkes væsentlig længere uden

3 større problemer. CO2-koncentrationen vil selv efter 300 min. ikke overstige ppm ~ 1,5%. Det kræver dog en anden CO 2 -sensor med et større måleområde. O2 gas sensor måler iltkoncentrationer fra 0,0 til 27,5%. Den normale iltkoncentration i atmosfærisk luft er 20,9% og lidt mindre ved normal luftfugtighed (20,5% ved 50% Rf). Ovenstående ikonrække er fra programmet LoggerPro 3. Flere af ikonerne er selvforklarende men dog skal nævnes som en service der automatisk tilpasser akserne til de målte værdier fra sensorene. vil omdanne markøren til et +, og ved at bevæge markøren langs kurverne vil der fremkomme præcise aflæsninger af data. anvendes hvis man ønsker målinger over et bestemt tidsinterval. Det vigtigste ikon er det grønne som betyder start på opsamling af data. Så snart der er trykket på ikonet vil det ændre sig til en rød stopknap, som aktiveres når man ønsker at afslutte dataopsamlingen. På ovenstående billede ses et skærmudsnit fra programmet LoggerPro3. Det ses at graf og tabel er oprettet automatisk da interfacet registrerede de to gassensorer. Man skal dog være opmærksom på at kuldioxidsensoren efter tilslutning kræver en opvarmningstid på 3-5 minutter før korrekt visning (omkring ppm). Under introduktion af termokassen op til forsøget og mellem hvert forsøg bør døren være åben, så forholdene inde i kassen bliver tilpasset omgivelsernes luft-, temperatur- og fugtighedsforhold.

4 Resultater fra termokasseforsøget med måling af en persons udskillelse af CO 2 og optagelse af O 2. Nedenstående billedserie af grafer er fra et modelforsøg og bruges som eksempel på udregning af en forsøgspersons respiratoriske kvotient. Udfyld nedenstående skema. Gennemregn resultaterne fra modelforsøget. Udskriv og aflæs dernæst holdets egne kurver og benyt samme regnemetode til at finde forsøgspersonens respiratoriske kvotient (Alle kurveudskrifter og mellemregninger med forklarende tekst anføres. Holdmedlemmer: Forsøgsperson: Elisabeth 83,2 kg Resultater fra ét af de indledende forsøg:

5 Startværdi: 713 ppm CO 2. Slutværdi efter 6,8 min.: ppm ppm betyder parts pr million eller dele pr. milion. 1) Find forskellen i CO 2 -mængden gennem forsøget. (enhed: ppm) 2) Find volumen af luft i kassen. Se vejledning (kassevolumen=...l ). Træk forsøgspersonens volumen fra. (personens volumen i liter sættes lig med personens vægt i Kg). Den tilgængelige luftmængde i termokassen= L 3) Find mængden af liter CO 2 som forsøgspersonen har udskilt brug nedenstående formel: ((.kassens luftmængde i L) x (forskellen i CO 2 -mængden gennem forsøget i ppm)) / ) Find hvor mange L ilt som forsøgspersonen har optaget gennem forsøget ved at bruge formlen: ((forskel i O 2 -% gennem forsøget) / 100) x (kassens luftmængde i L)) enhed i L 5) Find dernæst ud af hvor mange liter ilt forsøgspersonen har brugt pr. minut. Resultat af iltoptagelsen: Eksempel på forsøg: Startværdi: 20,41% O 2. Slutværdi efter 6,8 min.: 19,90% Indsæt de gennemregnede resultater fra modelforsøget i tabellen nedenunder og anfør forsøgspersonens respiratoriske kvotient. Total iltforbrug gennem hele forsøget (L) = Forsøgspersonens iltforbrug pr. minut (L) = Total kuldioxidproduktion gennem forsøget (L) = Respiratorisk kvotient = udskilt CO2i L optaget O2i L =