Устройство для измерения двигательной активности створок моллюсков

Устройство включает лотки, в каждом из которых установлен моллюск и преобразователь перемещения его свободной створки, который содержит датчик Холла, взаимодействующий с постоянным магнитом, связанным со свободной створкой моллюска. Выходы датчиков Холла подключены к коммутатору, подключенному к преобразователю напряжение - цифра, подключенному к блоку регистрации и управления, который является выходом устройства. Моллюск одной своей створкой жестко закреплен на основании лотка, преобразователь перемещения свободной створки моллюска содержит закрепленный на основании лотка каркас, на котором закреплены под острым углом друг к другу жесткая планка, на конце которой в зоне размещения моллюска закреплен датчик Холла, и выполненная из упругого необрастающего пластика гибкая планка, конец которой опирается на свободную створку моллюска. Напротив датчика Холла на конце планки закреплен постоянный магнит. На жесткой планке в зоне размещения моллюска закреплен светодиод, подключенный к управляемому источнику питания и блоку регистрации и управления. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности и точности измерений. 2 ил.

 

Изобретение относится к области биоэлектронных датчиков и предназначено для использования в системах экологического контроля водных сред.

Известны устройства, содержащие биодатчики на основе двухстворчатых моллюсков, по движению створок которых контролируют изменение параметров и загрязнений водной среды [1, 2].

В этих устройствах изменение расстояния между створками преобразуется в изменение расстояния между постоянным магнитом и датчиком Холла, которое и измеряется.

Механический преобразователь изменения расстояния между створками в изменение расстояния между магнитом и датчиком Холла выполняется по-разному. В аналоге [1] магнит и датчик Холла прикреплены непосредственно к створкам мидий, что не обеспечивает точности измерений из-за быстрого ухода, градуировочной характеристики при росте моллюсков и обусловливает сложности замены моллюсков.

Устройство [2] для измерения двигательной активности створок моллюсков состоит из блока измерения сигналов и лотка (здесь он назван блоком регистрации), который включает датчик Холла, ячейку крепления и размещения моллюсков, толкатель и две планки механического преобразователя, объединяющие толкатель и датчик Холла. В лотке толкатель и датчик Холла соединены одной планкой. Ячейка крепления и размещения моллюсков жестко зафиксирована на пластине, перемещающейся по дну лотка. На планке выполнены отверстия для размещения толкателя. Такая система не позволяет достичь требуемой чувствительности и точности измерений. Использование рычажного механизма с креплением толкателя на подвижной створке моллюска и пары магнит-датчик Холла на соосных рычагах не обеспечивает надежной работы устройства из-за обрастания механизма вращения. При эксплуатации устройства имеются сложности из-за необходимости подгонки положения толкателя при замене моллюсков и переградуировки.

Кроме того, общим недостатком всех известных устройств этого же назначения является отсутствие контроля живого состояния моллюсков.

Аналог [2] по совокупности признаков наиболее близко совпадает с заявленным техническим решением, поэтому он выбран в качестве прототипа.

Сходными признаками прототипа и заявленного изобретения являются: наличие лотка, в котором установлен моллюск и преобразователь перемещения его свободной створки; наличие в этом преобразователе датчика Холла, взаимодействующего с постоянным магнитом, связанным со свободной створкой моллюска; подключение выходов датчиков Холла к коммутатору; подключение коммутатора к преобразователю напряжение - цифра; подключение преобразователя напряжение - цифра к блоку, собственно регистрации и управления, выход которого является выходом устройства.

В основу изобретения поставлена задача разработки биоэлектронного устройства, основанного на передаче движения створок моллюсков паре магнит - датчик Холла, совокупностью существенных признаков которого обеспечиваются новые технические свойства: универсальность, т.е. возможность использования моллюсков любых размеров; отсутствие необходимости настройки и переградуировки устройства при росте моллюсков или их замене; минимизация нагрузки на открывающуюся створку моллюска; возможность контроля живого состояния (работоспособности) моллюсков в рабочем режиме.

Указанные новые технические свойства обусловливают достижение технического результата изобретения - повышение чувствительности и точности измерений. Дополнительным техническим результатом является улучшение эксплуатационных свойств устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения двигательной активности створок моллюсков, содержащем лотки, в каждом из которых установлен моллюск и преобразователь перемещения его свободной створки, который содержит датчик Холла, взаимодействующий с постоянным магнитом, связанным со свободной створкой моллюска, и в котором выходы датчиков Холла подключены к коммутатору, подключенному к преобразователю напряжение-цифра, подключенному к блоку регистрации и управления, который является выходом устройства, новым является то, что моллюск одной своей створкой жестко закреплен на основании лотка, преобразователь перемещения свободной створки моллюска содержит закрепленный на основании лотка каркас, на котором закреплены под острым углом друг к другу жесткая планка, на конце которой закреплен, в зоне размещения моллюска, датчик Холла, и выполненная из упругого необрастающего пластика гибкая планка, конец которой опирается на свободную створку моллюска, и на этом конце закреплен, напротив датчика Холла, постоянный магнит, на жесткой планке закреплен, в зоне размещения моллюска, светодиод, подключенный к управляемому источнику питания, который подключен к блоку регистрации и управления.

Сущность изобретения поясняется со ссылкой на иллюстрации, на которых изображено: фиг. 1 - структурная схема устройства; фиг. 2 - конструктивная схема лотка с преобразователем перемещения подвижной створки моллюска в перемещение магнита: а) подвижная створка моллюска закрыта; б) створка открыта.

Устройство (фиг. 1) содержит лотки 1 Лi для моллюсков с преобразователями 2 ППi перемещения их подвижных створок в перемещение постоянного магнита; датчики Холла 3 ДХi , преобразующие сигнал магнитного поля в напряжение; коммутатор 4 K сигналов с выходов датчиков Холла на преобразователь напряжение - цифра 5 ПНЦ; подключенный к преобразователю напряжение - цифра 5 блок регистрации и управления 6 БРУ; подключенный к блоку регистрации и управления 6 управляемый блок питания 7 БПУ светодиодов 8 СДi .

Лоток 1 для крепления моллюсков (фиг. 2) содержит жестко закрепленный на основании лотка 1 каркас 9, закрепленные на каркасе 9 под острым углом друг к другу неподвижную жесткую планку 10 и подвижную гибкую планку 11, выполненную в виде тонкой полоски из упругого водостойкого необрастающего пластика, за счет чего она имеет только одну, вертикальную, степень свободы, при этом незакрепленный конец гибкой планки 13 опирается на подвижную, незакрепленную, створку моллюска: никелированный неодимовый постоянный магнит 12, закрепленный на свободном конце гибкой планки 11 в зоне размещения моллюска; датчик Холла 3, закрепленный на конце неподвижной планки 10 в зоне размещения моллюска так, что его чувствительный элемент находится напротив магнита 12; светодиод 8, закрепленный на неподвижной планке 10 в зоне размещения моллюска; жестко закрепленный одной своей створкой на основании лотка 1 (приклеенный) моллюск 13, незакрепленная створка которого или закрыта (фиг. 2а) или открыта (фиг. 2б).

Устройство работает следующим образом.

Установленный в лотке 1 моллюск 13 открывает свою верхнюю, подвижную, створку, тем самым перемещая закрепленный на гибкой планке 11 магнит 12.

Степень свободы гибкой планки 11 определяется размерами конструкции, которую адаптируют к конкретному виду и размеру моллюска. Например, для взрослой особи черноморской мидии рабочий диапазон величины раскрытия створок составляет 10 мм и более. В таком случае при длине планок 10, 11 порядка 100 мм искомый параметр может контролироваться в диапазоне от 0 до 20 мм с разрешением до 10-5 мм.

Магнит 12 приближается к чувствительному элементу датчика Холла 3, который реагирует на увеличение внешнего магнитного ноля и вырабатывает сигнал напряжения постоянного тока. Через коммутатор 4 сигналы напряжения с выходов датчиков Холла 3 последовательно поступают на преобразователь напряжение - цифра 5 ПНЦ и с его выхода поступают на вход блока регистрации и управления 6 БРУ.

Информативным сигналом является изменение расстояния между створками моллюска, по которому градуируются все каналы, для чего используют образцовые магнитопроводящие вкладыши между постоянными магнитами 12 и датчиками Холла 3.

Начало шкалы фиксируется при установке нового моллюска с закрытыми створками. Градуировка сохраняется при замене моллюска или перемещении его по мере роста.

Потеря моллюском работоспособности в результате болезни или смерти приводит к отсутствию движения его створок. Для контроля работоспособности моллюсков используется их реакция на свет. Для этого на светодиоды 8 СДi подается напряжение с управляемого блока питания 7 БПУ. Если освещение моллюска светодиодом не приводит к движению его створок, то показания этого моллюска отбраковываются.

Заявленное устройство прошло апробацию при долгосрочных автономных измерениях в натурных условиях морской среды и на системах забора пресных вод. В ходе исследований наблюдалась стабильность градуировочных характеристик измерительных каналов величины раскрытия створок моллюсков в течение всего периода эксплуатации устройства, в том числе при росте моллюсков или их оперативной замене. Устройство прошло успешные испытания при эксплуатации разработанных заявителем, Морским гидрофизическим институтом НАН Украины, экспериментального образца измерительного комплекса биомониторинга и опытного образца автоматического комплекса КАБВС «Бiоварта».

Источники информации:

1. Berengere Trenit. Influence de qvelqves micropolluants sur e`activite valvaire cle deux bibalves: I'huitre creuse crass-ostrea qiqaset la moule mytilus edulis. - JUT Biologie Appliguee. Brest, 1996. - p. 15-16.

2. Патент Украины на изобретение №74483. Опубл. 15.12.2005, бюл. №12 - прототип.

Устройство для измерения двигательной активности створок моллюсков, содержащее лотки, в каждом из которых установлен моллюск и преобразователь перемещения его свободной створки, который содержит датчик Холла, взаимодействующий с постоянным магнитом, связанным со свободной створкой моллюска, выходы датчиков Холла подключены к коммутатору, подключенному к преобразователю напряжение - цифра, подключенному к блоку регистрации и управления, который является выходом устройства, отличающееся тем, что моллюск одной своей створкой жестко закреплен на основании лотка, преобразователь перемещения свободной створки моллюска содержит закрепленный на основании лотка каркас, на котором закреплены под острым углом друг к другу жесткая планка, на конце которой закреплен, в зоне размещения моллюска, датчик Холла, и выполненная из упругого необрастающего пластика гибкая планка, конец которой опирается на свободную створку моллюска, и на этом конце закреплен, напротив датчика Холла, постоянный магнит, на жесткой планке закреплен, в зоне размещения моллюска, светодиод, подключенный к управляемому источнику питания, который подключен к блоку регистрации и управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экологического мониторинга и может быть использовано для обнаружения нефтяных разливов. Способ обнаружения разливов нефти или нефтепродуктов на поверхности водоема заключается в установке тепловизора на беспилотный летательный аппарат, располагаемый в зависшем состоянии над зоной разлива, тепловизор осуществляет съемку в виде ряда цифровых изображений, которые через приемно-передающее устройство беспилотного летательного аппарата передаются в режиме реального времени на пункт круглосуточного дистанционного наблюдения, где оцениваются параметры разлива нефти или нефтепродуктов.

Изобретение относится к системам водоотведения, а именно к способам оценки контроля сбросов сточных вод от выпусков (водоотводов) абонентов в канализацию. Способ содержит регистрацию наличия в воде признаков загрязнителей и анализ пробы сливной воды на превышение предельно допустимых значений загрязнителей в сливной воде.

Изобретение относится к области аналитической химии применительно к оценке суммарных содержаний однотипных органических соединений с помощью оптических средств.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано при экологическом мониторинге природных, сточных вод при контроле состояния объектов окружающей среды.

Изобретение относится к области медицины, в частности к способу получения стандартного образца сульфатного скипидара. Способ получения стандартного образца сульфатного скипидара, включающий отбор пробы воды, двукратную экстракцию сульфатного скипидара диэтиловым эфиром, эфирные вытяжки, полученные после экстракций, объединяют, колбу, в которой экстрагировали образцы воды, промывают диэтиловым эфиром и присоединяют полученную вытяжку к вытяжкам, полученным ранее, собранные эфирные вытяжки промывают дистиллированной водой, затем полученный эфирный слой отделяют от воды и осуществляют его сушку сульфатом натрия, после чего отгоняют диэтиловый эфир из полученного сульфатного скипидара и готовят стандартный раствор путем внесения 0,00005-0,0001 грамм сульфатного скипидара в виалу на 1,5 мл, разбавляют хлористым метиленом до метки и определяют содержание компонентов сульфатного скипидара методом хромато-масс-спектрометрии.

Группа изобретений относится к области определения биохимического потребления растворенного кислорода в воде. Устройство для экспресс-анализа биохимического потребления растворенного кислорода содержит измерительный резервуар, выполненный в виде проточной амперометрической ячейки, включающий электрод сравнения и рабочий электрод в виде амперометрического датчика растворенного кислорода, блок коммутации, вычислительный блок суммирования, вычислительный блок вычисления и сравнения, вычислительный блок измерения и индикации.

Изобретение относится к инженерной экологии и гидрологии и может быть использовано при моделировании изменения качества воды поверхностных водотоков. Сущность: реку и ее притоки на цифровой топографической карте разбивают на квадраты.

Изобретение относится к индикатору проникновения воды, использующему структуру капсулы с двойным покрытием. Индикатор включает первый и второй разделительные слои, первый и второй клеевые слои, первый и второй покрывающие слои, первый и второй водонепроницаемые слои, водопоглощающий слой, слой красителя, выполненный печатанием на задней поверхности водопоглощающего слоя, и защитный слой для красителя.

Изобретение относится к области океанологии, гидрофизики, геохимии и экологии морей и может быть использовано для получения первичного материала с целью анализа взвеси, состава воды, а также для исследования связи донных осадков с картиной подводных течений и временное их распределение.

Изобретение относится к аналитической химии и касается способа определения селена в воде. Сущность способа заключается в том, что к анализируемому раствору добавляют 0,4 мл раствора 3%-ного щелочного борогидрида натрия восстановителя, закрывают пробкой, встряхивают и оставляют на 5 мин для восстановления селена до селеноводорода.
Способ предусматривает выбор акватории, формирование биотопа, погружение его в водную среду и экспонирование. После этого биотоп обертывают, извлекают в обернутом виде в воздушную среду, снимают обертывающий материал и извлекают населяющих биотоп животных.

Способ предусматривает укоренение и проращивание на берегу водоема наклонно в сторону водоема быстрорастущих деревьев и размещение на поверхности водоема двухъярусных плотов.

Способ предусматривает использование очищенного полисахаридного комплекса микробных клеток Saccharomyces cerevisiae и левамизола. Эти компоненты растворяют в 1%-ном растворе желатины и смешивают с гранулированным комбикормом.

Устройство включает снабженный крышкой с выпускным патрубком цилиндрический контейнер с расположенным в его нижней части впускным патрубком. Внутреннее пространство контейнера разделено удерживающей решеткой с защитной сеткой на инкубационную пластину-субстрат, накопительную и отстойную камеры.

Способ включает получение взрослых половозрелых особей из природных условий и выдерживание их в дезинфицирующем растворе. Из яиц от половозрелых копепод в возрасте 11-12 суток формируют маточное стадо акарций при плотности не более 300 экз./л, которых кормят смесью микроводорослей Isochrysis galbana, Rhodomonas baltica, Prorocentrum minimum в объемном соотношении культур 1:1:1 при аэрации не более 500 мл/мин с освещением сверху, с регулярной подменой свежей дезинфицированной морской воды.

Перед помещением икры в инкубатор предварительно инокулируют культуру микроводоросли Chlorella vulgaris. В выростные емкости с личинками на стадии эндогенного питания также добавляют культуру хлореллы.
Способ предусматривает биологическую оценку гидробионта под выбранный гидрообъект, отбор диких производителей пресноводного лосося, получение половых продуктов, оплодотворение и инкубирование икры, выращивание мальков и выращивание смолта.

Способ предусматривает инкубацию икры, выдерживание предличинок и подращивание личинок в минеральной воде, обедненной по дейтерию с концентрацией 4-136 ppm. Молодь также выращивают в обедненной дейтерием воде с концентрацией 4-136 ppm.

Изобретение относится к швартовому оборудованию и может быть использовано для швартовки судов и плавучих конструкций. Узел в швартовочной системе (1) для плавучих конструкций (8), содержащей по меньшей мере один якорный канат (2) и по меньшей мере два других каната (3, 4), проходящих в разных направлениях относительно друг друга и в направлении, отличном от направления по меньшей мере одного якорного каната (2).

Группа изобретений относится к области промышленного разведения рыбы и может быть использована для выращивания товарных видов рыб в установках замкнутого водоснабжения.
Способ предусматривает добавление хлорита в воду для рыбоводства, имеющую pH в диапазоне от 5,5 до 8,5, в концентрации, составляющей 2,5 - 200 частей на миллион в пересчете на эффективный диоксид хлора. Реакцию осуществляют в течение по меньшей мере 60 минут. Изобретение обеспечивает уничтожение водяной плесени менее токсичным и более безопасным способом, чем при использовании бронопола. 2 табл.

Устройство включает лотки, в каждом из которых установлен моллюск и преобразователь перемещения его свободной створки, который содержит датчик Холла, взаимодействующий с постоянным магнитом, связанным со свободной створкой моллюска. Выходы датчиков Холла подключены к коммутатору, подключенному к преобразователю напряжение - цифра, подключенному к блоку регистрации и управления, который является выходом устройства. Моллюск одной своей створкой жестко закреплен на основании лотка, преобразователь перемещения свободной створки моллюска содержит закрепленный на основании лотка каркас, на котором закреплены под острым углом друг к другу жесткая планка, на конце которой в зоне размещения моллюска закреплен датчик Холла, и выполненная из упругого необрастающего пластика гибкая планка, конец которой опирается на свободную створку моллюска. Напротив датчика Холла на конце планки закреплен постоянный магнит. На жесткой планке в зоне размещения моллюска закреплен светодиод, подключенный к управляемому источнику питания и блоку регистрации и управления. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности и точности измерений. 2 ил.

Наверх