Способ определения объемов выделяемых и поглощаемых газов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству , преимущественно для биообъектов , например животных, содержащихся в респирационных камерах. Целью изобретения является повышение точности анализа за счет устранения погрешности случайной реконцентрации контролируемых газов внутри рабочего объема камеры. В респирационной камере 1 с кондиционером 2 находится животное, например корова. Температура и влажность приточного и отработанного воздуха измеряется приборами 4, 5 и 6, 7. С помощью газоанализаторов 13, 14. 15 определяются соответственно концентрации кислорода, углекислого газа и метана в вытесненном воздухе. Приборы 17-20 преобразуют непрерывный электрический сигнал в частоту, после чего они через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь поступают в ЭВМ 16. Выходная информация через блок связи 22 выводится на бумажный накопитель с помощью принтера 23. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 61 G 10/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4724451/15 (22) 24;07.89 (46) 15.09.91. Бюл. № 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, конструкторский, проектно-технологический центр "Биотехника" (72) И.Н.Беспалов и А.В.Алексеев (53) 631.04 (088,8) (56) М.Верстегина.Калометрическая камера для непрямого измерения теплопродукции группы животных. — "Сельское хозяйство эа рубежом".Животноводство, 1972, ¹ 10. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМОВ

ВЫДЕЛЯЕМЫХ И ПОГЛОЩАЕМЫХ ГАЗОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству. преимущественно для биообъектов, например животных, содержащихся в

„„. Ж„„1676623 А1 респирационных камерах, Целью изобретения является повышение точности анализа за счет устранения погрешности случайной реконцентрации контролируемых газов внутри рабочего объема камеры. В респирационной камере 1 с кондиционером 2 находится животное, например корова.

Температура и влажность приточного и отработанного воздуха измеряется приборами 4, 5 и 6, 7. С помощью газоанализаторов

13, 14, 15 определяются соответственно концентрации кислорода, углекислого газа и метана в вытесненном воздухе. Приборы

17 — 20 преобразуют непрерывный электрический сигнал в частоту, после чего они через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь поступают в 3ВМ 16, Выходная информация через блок связи 22 выводится на бумажный накопитель с помощью принтера 23. 2 с.п,ф-лы, 2 ил, Б

1676623

Изобретение относится к области сельского хозяйства, преимущественно для биообъектов, например животных, содержащихся в респирационных камерах, Цель изобретения — повышение точности анализа за счет устранения погрешности случайной реконцентрации контролируемых газов внутри рабочего обьема камеры, На фиг. 1 изображена схема респирационной камеры; на фиг, 2 — схема автоматизированной аналогово-цифровой системы измерения газовыделений животного.

В респирационной камере находится животное крупного рогатого скота, например корова. Температурно-влажностный режим внутри камеры 1 стабилизируется с помощью рециркуляционной обработки воздуха кондиционером 2. В камеру подается атмосферной воздух, который подвергается тепловлажностной обработке в блоке стабилизации параметров приточной воздухоподготрвки 3.

Температура и влажность приточного воздуха измеряется приборами 4 и 5, а отработанного (вытяжного) — приборами 6, 7.

Значения режимных параметров регистрируются на диаграммной ленте самописцем

8. Атмосферное давление измеряется барографом 9. Статическое давление воздуха приточного и внутри камеры измеряется дифференциальными манометрами 10 и 11.

Расход приточного воздуха измеряется расходомером 12. С помощью газоанализаторов 13, 14, 15 определяются соотве ственно концентрации кислорода, углекислого газа и метана в вытяжном воздухе. Перечисленный комплект приборов позволяет получить достаточно полную исходную информацию для расчета выделений газов по выражениям (1), (II). Для автоматизации и повышения точности результатов и быстродействия обработки первичной информации используют ЭВМ 16, в которой происходит определение комплексов Аь а также осуществляют реализацию численного мегода интегрирования выражения (I), путем квантования результатов обработки данных за время элементарных интегралов Л на всей продолжительности респирационного опыта.

На интервалах времени Лприборами

17 — 20, выполненными в виде специальных блоков преобразования электрического непрерывного сигнала в частоту, которыми измеряют средние значения параметров, и модифицированном виде через коммутатор и аналогов — цифровой преобразователь поступают в ЭВМ.

Перед началом экспериментов с помощью таймера 21 задают интервалы квантования А.Выходная информация, содержащая значения V, Ф, С через блок 22

5 связи выводится на бумажный накопитель с помощью принтера 23.

Свежий воздух в респирационную камеру подается с помощью побудителя 24 расхода и расход регулируется задвижкой 25.

10 Устройство для проведения респирационных опытов работает следующим образом.

Атмосферный воздух с помощью побудителя 24 расхода воздуха подается в блок

15 3 приточной воздухообработки, а затем в камеру 1, где происходит изменение концентрации контролируемых компонентов газов воздуха. Расход свежего воздуха устанавливается с помощью задвижки 25. Изме20 рительная система, состоящая из приборов

4 — 15, 17 — 20 подключается в 3BIVI 16,в которой с помощью таймера 21 осуществляется по разработанному алгоритму обработка первичной информации, Результаты расчетов через блок 22 и принтер 23 выводятся на бумажный накопитель. Искомые величины е обьемов по каждому контрольному компоненту определяют из зависимости

V =Х ф dt.о где VI объем выделяемого газа, м;

j — надстрочной индекс элементарного газового компонента;

t — продолжительность эксперимента, с; ф — подынтегральная функция измене40 ния интенсивности газообмена, м /с.

Ч С . d А2 С )

d A С

50 dt где j — надстрочный индекс контрольного газового компонента воздушной среды, принимающий значения Х, Y, Z, п, что соот55 ветственно обозначает параметры, относящиеся к кислороду, углекислому газу, метану, сумме азота.и инертных газов;

I — подстрочный индекс обозначает концентрацию газового компонента соответственно в атмосферном свежем приточном

1676623 нс

C dt

10 б А2с>

V =JPdt, о воздухе, в воздухе на входе в камеру, вытяжном из респирационной камеры и в помещении размещения самой камеры, i = а, 1, 2, и;

Ф1, Ф,Ф, — объемный расход воздуха соответственно приточного, вытяжного. подсасываемого, м /с; з ф — интенсивность газообмена животного по J газовому компоненту воздуха, м /c;

Ч вЂ” внутренний объем респирационной камеры по воздуху, м; з.

Сг — концентрации контрольных компонентов газовой среды.

Формула изобретения

1. Способ определения объемов выделяемых и поглощаемых газов, включающий подачу в респирационную камеру с биобъектом наружного воздуха и выброса отработанного воздуха, измерение расхода воздуха, концентрации газов, температуры, влажности, барометрического давления в потоке выводимого из камеры воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем устранения погрешности случайной реконцентрации контролируемых газов внутри рабочего объема камеры, наружный воздух подвергают тепловлажностной обработке и направляют по линии нагнетания в камеру, одновременно регистрируя значения его температуры и влажности, а также атмосферное давление, причем измерение расхода производят на линии нагнетания, а параметров воздуха — в воздушном пространстве камеры, при этом используют значения интенсивности гаэообмена по каждому контрольному компоненту, а искомые величины их объемов определяют из зависимости где Vj — объем выделяемого газа, м; з.

j — индекс элементарного газового компонента;

t> — продолжительность эксперимента, с; р — подынтегральная функция величины интенсивности газообмена, м,/с, опрез деляемая из формулы н =а,Ф (— с1)—

15 .где А1, А2 — коэффициенты;

Ф1 — обьемный расход приточного воздуха, м /c;

Ca — концентрации контрольных компонентов газовой среды на входе в камеру;

j — индекс контрольного газового компонента воздушной среды, принимающий значения Х, Уь 2, и, относящиеся к кислороду, углекислому газу, метану, сумме азота и инертных газов соответственно;

i — индекс, обозначающий контрольное определение соответствующих параметров воздушной среды в атмосферном приточном воздухе, в воздухе на выходе в камеру, в воздухе респирационной камеры и в воздухе помещения размещения самой камеры (соответственно а, 1, 2, и);

V — внутренний объем камеры по воздуху, м .

2. Устройство для определения объемов выделяемых и поглощаемых газов, содержащее камеру с ограждающими конструкциями, систему вентиляции с регулятором расхода и вентилятор, блок обработки свежего воздуха, систему трубопроводов для отбора проб на зоновый анализ, размещенную в камере, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности анализа, блок обработки свежего воздуха размещен перед камерой в системе вентиляции, а вентилятор подачи свежего воздуха установлен на линии подачи воздуха в блок обработки, при этом регулятор расхода свежего воздуха расположен на трубопроводе выброса от50 работанного воздуха иэ камеры.

1676623

40. 4 6

В 17

Составитель В.Андриевский

Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3062 Тираж 328 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5