Установка для изучения влияния света на водные организмы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

«<)644427

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.12.76 (21) 2428583/28-13 с присоединением заявки—

{ 51) М Кл А 01 К 61/00

Государственнмй комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 ,(45) Дата опубликования описания 08.02.79 по делам изобретений и открытий (53) УДК 639.3.05 (088.8) ы (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ

СВЕТА НА ВОДНЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Изобретение относится к области гидробиологии, а именно к установкам, предназначенным для содержания и изучения водных организмов в лабораторных условиях.

Известна установка для изучения влияния света на водные организмы (11. Она содержит аквариум, выполненный в виде резервуара с крышкой, представляющей собой куполообразный полый свод со сквозными вентиляционными каналами для сообщения камеры с внешней средой и патрубками для подачи и отвода хладагента.

Внутри свода расположены полые фильтры-осушители, имеющие шарообразную форму с игольчатыми выступами на внутренней поверхности.

К своду прикреплен сильфон, установ.ленный на прозрачном (матовом) плавающем перекрытии, расположенном внутри аквариума.

На поверхности свода в гнездах укреплены световые ячейки, каждая из которых состоит из корпуса, электрического источника света с широким сплошным спектром и зеркального рефлектора и снабжена узкополосным светофильтром. Система питания световых ячеек содержит последовательно включенные программатор, усилитель постоянного тока и магнитные усилители. В состав известной установки входят также датчик спектральной характеристики моделируемого светового излучения и многоканальный регистрирующий прибор, первый из них состоит из корпуса и влагонепроницаемых камер по количеству световых ячеек. Внутри каждой влагонепроницаемой камеры расположен фотоприемник, нагруженный на кабель с влагостойкой изоля10 цией.

Несмотря на ряд положительных качеств, известное устройство имеет и недостатки. Так, прозрачное (матовое) плавающее перекрытие не обеспечивает равномерного перемешивания спектральных составляющих, вследствие чего в водной среде аквариума имеет место спектрально неоднородное световое поле, Кроме того, куполообразный свод аквариума постоянно име20 ет цветовые блики, Это создает непривычную обстановку для животных с хорошо развитой нервной системой и требует для них значительного времени адаптации.

- .= ФФ

25 Расположение световых ячеек в полом своде приводит к нагреву воды из-за большой теплоотдачи световых ячеек и большому расходу хладагента.

Цель изобретения — повышение точносз0 ти воспроизведения спектрального состава

644427 моделируемого светового потока во всем объеме аквариума.

Для достижения цели прозрачное перекрытие связано со светофильтрами исто ников света посредством волоконных световодов, равномерно распределенных по поверхности перекрытия, а последнее прикреплено к полому своду при помощи подвески, установленной с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

При этом источники света со светофильтрами расположены над полым сводом.

Равномерное распределение волоконных световодов от каждой световой ячейки по всей поверхности прозрачного перекрытия надежно обеспечивает создание спектрально-однородного светового потока во всегл объеме аквариума.

Вынесение световых ячеек за предел t полого свода и сочленение светофильтроз световых ячеек с прозрачным перекрытием посредством волоконных световодов позволяет эффективно предотвратить избыточный нагрев полого свода и воды аквариума тепловой энергией электрических источников света.

Выполнение прозрачного перекрытия подвижным и фиксируемым в полом своде посредством подвески позволяет располагать его на поверхности воды или же заглублять на определенную глубину в водную среду аквариума. Кроме того, подвеска обеспечивает качественное уплотнение и фиксацшо на поверхности прозрачного перекрытия волоконных световодов.

На фиг. 1 схематически изображена предложенная установка; на фиг. 2 схематически изображено сочленение светофильгров световых ячеек с прозрачным перекрытием посредством волоконных световодов; на фиг. 3 представлена блок-схема датчика спектральной характеристики моделируемого светового излучения.

Предложенная установка содержит аквариум 1 с воронкообразным основным и сетчатым ложным днищами, снабженныл сливным патрубком с вентилем 2, а также полым сводом 8. Последний имеет сквозные вентиляционные каналы 4, сообщающие аквариум 1 с внешней средой. Внутри сквозных вентиляционных каналов 4 расположены фильтры-осушители 5, выполненные в виде шарообразных ловушек с выступами на внутренней поверхности. Полый свод 8 снабжен также патрубками б для подачи и отвода хладагента.

В толще воды аквариума 1 расположено прозрачное перекрытие 7, удеряиваемое подвеской 8. Подвеска установлена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости в полом своде 8 и может быть зафиксирована в заданном положении.

Путем перемещения подвески 8 по вертикали можно расположить прозрачное перекрытие 7 на поверхности воды или же в

l5

55 бО

65 толще воды аквариума 1 и затем зафиксировать ее, например, посредством крепежных болтов. На поверхности прозрачного перекрытия 7 своей торцовой частью расположен жгут 9 волоконных световодов, скрепленный подвеской 8.

Кроме того, установка снабжена световыми ячейками 10, вынесенными на пределы свода 8, с электрическими источниками света П и светофильтрами 12. Светофильтры 12 каждой из световых ячеек 10 сообщены посредством волоконных световодов с прозрачным перекрытием 7, жгут

9 волоконных световодов торцовой часть|о находится в контакте с прозрачным перекрытием 7 и наоран таким образом, что по всей его площади;все световые ячейки, представлены равномерно. Каждый жгут 9 в отдельности (см. фиг. 2, жирные линии) состоит из трех волоконных световодов, представляюгцих три световые ячейки 10. В целом жгут 9 (см. фиг. 1) набран по способу наиболее плотной упаковки.

Каждая световая ячейка 10 состоит из корпуса, электрического источника света, зеркального рефлектора и узкополосного светофильтра 12. В систему освещения аквариума входят последовательно включенные программатор 18, усилители 14 постоянного тока и магнитные усилители lб по количеству световых ячеек 10. Выходы магнитных усилителей 14 подключены к электрическим источникам света 11, входящим в состав световых ячеек 10.

Датчик спектральной характеристики моделируемого светового излучения lб (см. фиг. 3) содержит корпус 17, снабженный камерами 18 по количеству световых ячеек

10 и окошками, которыми являются светофильтры 19, идентичные светофильтрам 12 световых ячеек 10. Внутри каждой камеры 18 расположен фотоприемник 20. Выход каждого фотоприемника 20 подключен ко входу усилителя постоянного тока

21. Выходы всех усилителей постоянного тока 21 подаются на вход многоканального регистрирующего прибора 22.

Предложенная установка работает следующим образом.

Снимают полый свод 8 вместе с прозрачным перекрытием 7. Затем в аквариум 1 заливают воду до заданного уровня, помещают в него живые организмы и ставят полый свод 8 на исходное место. Далее регулируют глубину погружения прозрачного перекрытия 7. Это достигается путем перемещения в вертикальной плоскости подвески 8. После установки на заданную глубину прозрачного перекрытия 7 подвеску 8 фиксируют крепежными болтами. Для удобства эксплуатации установки на подвеске 8 необходимо сделать отметки глубины погружения в воду прозрачного перекрытия 7. Затем в патрубки б подают хладагент, наример, от холодильного агреС44427

65 гата. При необходимости воду в аквариуме 1 аэрируют известными методами. После этого включают систему моделирования освещенности природного годоема.

Временной ход освещенности природного водоема получают следующим образом.

Датчик lб спектральной характеристики моделируемого светового излучения помещают в природный водоем на заданную глубину, как это изображено на фиг. 3, где стрелками обозначен световой поток. Каждый из светофильтров 19 датчика lб, идентичных светофильтрам 12 световых ячеек

10 установки, пропускает лишь определенный участок спектра светового излучения, присутствующего на да(ной глубине водоема.

Электрический сигнал на выходе любого из фотоприемников 20 пропорционален интегральной освещенности водоема на том участке спектра, который пропускает его светофильтр 19. Такие электрические сигналы от фотоприемников 20 по кабелям сэ влагостойкой изоляцией поступают на усилители постоянного тока 21. Выходы всех усилителей постоянного тока 21 подаются на вход многоканального регистрирующего прибора 22. Многоканальный регистрирующий прибор 22 графически записывает сигналы на длительном промежутке времени. Каждая из таких записей представляет собой временной ход интегральной освещенности природного водоема на том участке спектра, который пропускает светофильтр 19, идентичный светофильтру 12 световой ячейки 10 и используется для построения программы программатора 13.

В совокупности светофильтры 19 датчика

1б перекрывают весь видимый спектр. Выходные сигналы программатора 18 усиливаются усилителями постоянного тока 14 и поступают на входы магнитных усилителей 15. Магнитные усилители 15 регулируют токи, протекающие через электрические источники света 11 световых ячеек 10, в результате чего ход интегральной интенсивности светового потока на выходе каждого светофильтра повторяет временной ход моделируемой интенсивности на соответствующем участке спектра. Свеговое излучение от каждой световой ячейки 10 передается волоконными световодами 9 через прозрач,ое перекрытие 7 в водную среду (на фиг.

2 и 3 световое излучение обозначено стрелкамп) аквариума l, создавая однородное пространственно - спектральное световое поле.

Кроме того, предлагаемая установка может работать в режиме слежения за ходом освещенности в природном водоеме на интересующей глубине. Для этого выключают программатор 18. Корпус 17 датчика

lб помещают в водоем на заданную глубину (см. фиг. 3), а выходные сигналы

40 фотоприемников 20 посредством кабелей с влагостойкой изоляцией подают одновременно на входы усилителей постоянного тока 14, соблюдая при этом условие идентичности светофильтров 19 и 12. В этом случае фотоприемники со светофильтрами

19 выполняют функцию программатора 13 и освещенность аквариума будет повторять освещенность водоема, причем запись временного ее хода осуществляется многоканальным регистрирующим прибором 22.

Для контроля временного хода освещенности в устройстве используют датчик спектральной характеристики моделируемого светового излучения lб, помещая его в аквариум 1.

Воду сливают через патрубок с вентилем 2.

Таким образом, предложенная установка позволяет моделировать с высокой степенью точности в лабораторных условиях режим освещенности природных водоемов как по интенсивности, так и по спектральному составу и повторно его воспроизводить в последующих опытах.

Кроме того, имеется возможность убыстрять или замедлять естественный временной ход освещенности природных водоемов в любых пропорциях, произвольно составлять длительности фотоперподов, длинный день-короткая ночь и наоборот, а также имитировать режим освещенности различных погодных условий и географических зон.

Использование предложенной установки в области гидробиологии, ихтиологии, "- ко"",îãèè и космической биологии обеспечи-, решение ряда вопросов биоэнергетики водных организмов, а также будет содейстг>овать решению проблемы природных и искусственных экосистем.

Формула изобретения

1, Установка для изучения влияния света на водные организмы, включающая аквариум, полый свод с патрубками для подачи и отвода хладагента и размещенными внутри него фильтрами-осушителямп, перекрытие из прозрачного материала, расположенное внутри аквариума с зазором относительно его стенок, источники света со светофильтрами, соединенные с программноуправляемой систем ой питания и датчикovr спектральной характеристики моделируемого светового излучения, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с цель ю повышения точности воспроизведения спектрального состава моделируемого светового потока во всем объеме аквариума, перекрытие связано со светофильтрами источников света посредством вол оконных световодов, равномерно распределенных по поверхности перекрытия, а последнее прикреплено к по644427

< — ог — с

fg 1

Š†;: б щ Щ, l llew!lllil

Составитель М. Андреева

Техред Н, Строганова

Редактор 11. Грязнова

Корректор И. Симкина

Заказ 1142/24 Изд. № 114 Тираж 968 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по де.вам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» лому своду при помощи подвески, установленной с возможностью перемещения в вертикальной плоскости.

2. Установка по п. 1, отлич ающа яс я тем, что источники света со светофильтрами расположены над полым сводом.

l0 с

Источник информации, принятый в.; внимание при экспертизе:

1. Заявка № 233351б/28-13, кл. А 01 У, 64/00, 197б, по которой принято положи5 тельное решение о выдаче авторского свидетельства.