Способ включает размещение тестируемого беспозвоночного в контролируемой среде, облучение его инфракрасным оптическим излучением с помощью передающего оптического волокна с выходным торцом, расположенным на его жестком наружном покрове в области расположения его сердца, и источника оптического излучения, находящегося в оптическом контакте с входным торцом передающего оптического волокна. Прием отраженного оптического излучения осуществляют с помощью приемного оптического волокна с входным торцом, расположенным на жестком наружном покрове тестируемого беспозвоночного в области расположения его сердца. Преобразование его в электрический сигнал осуществляют с помощью приемника оптического излучения, находящегося в оптическом контакте с выходным торцом приемного оптического волокна. Полученный сигнал преобразовывают в цифровые коды, вводят их в компьютер, производят цифровую фильтрацию кодов, согласованную с формой и частотой сигнала. Проводят определение и запоминание выборки значений периода электрического сигнала. Варианты способа определяют выборочную дисперсию или среднее арифметическое модулей разности каждых двух соседних по времени получения выборочных значений периода электрического сигнала и формируют сигнал экологической опасности при превышении пороговым значением выборочной дисперсии значений периода электрического сигнала или среднего арифметического модулей разности каждых двух соседних по времени получения выборочных значений периода электрического сигнала. Система содержит компьютер и по меньшей мере один формирователь цифрового сигнала кардиологической активности. Формирователь содержит последовательно соединенные датчик кардиологической активности, передающее и приемное оптические волокна, источник оптического излучения и приемник оптического излучения, усилитель и аналого-цифровой преобразователь, подключенный выходом к входу компьютера. Датчик кардиологической активности включает корпус с элементом установки на теле тестируемого беспозвоночного с жестким наружным покровом. Входной торец передающего оптического волокна и выходной торец приемного оптического волокна установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и с приемником оптического излучения. Выходной торец передающего оптического волокна и входной торец приемного оптического волокна обращены в одну сторону и установлены в корпусе на расстоянии, удовлетворяющем неравенству (πd2Р)0,07-2,2(1/(πd2Р))0,02≤R≤(πd2P)0,07+2,2(1/(πd2P))0,02, где R - расстояние между выходным торцом передающего оптического волокна и входным торцом приемного оптического волокна, мм; Р - мощность источника оптического излучения, мВт; d - диаметр передающего оптического волокна или приемного оптического волокна, мкм. Изобретение обеспечивает повышение достоверности контроля окружающей среды, расширение функциональных возможностей, а также снижение стоимости и упрощение эксплуатации системы биологического мониторинга окружающей среды. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.
1. Способ биологического мониторинга окружающей среды, включающий размещение тестируемого беспозвоночного с жестким наружным покровом в контролируемой среде, облучение тестируемого беспозвоночного в области расположения его сердца оптическим излучением инфракрасного диапазона спектра, прием и преобразование в электрический сигнал оптического излучения, отраженного сердцем тестируемого беспозвоночного, усиление полученного электрического сигнала, преобразование его мгновенных значений в цифровые коды, ввод полученных цифровых кодов в компьютер, определение и запоминание с помощью компьютера выборки значений периода электрического сигнала заданного объема, определение с помощью компьютера статистической характеристики выборки значений периода электрического сигнала, сравнение с помощью компьютера полученной статистической характеристики с установленным для нее пороговым значением и формирование сигнала экологической опасности на основании результата сравнения, отличающийся тем, что облучение тестируемого беспозвоночного оптическим излучением инфракрасного диапазона спектра осуществляют с помощью передающего оптического волокна с выходным торцом, расположенным на жестком наружном покрове тестируемого беспозвоночного в области расположения его сердца, и источника оптического излучения, установленного с возможностью оптического контакта с входным торцом передающего оптического волокна, прием оптического излучения, отраженного сердцем тестируемого беспозвоночного, осуществляют с помощью приемного оптического волокна с входным торцом, расположенным на жестком наружном покрове тестируемого беспозвоночного в области расположения его сердца, преобразование в электрический сигнал оптического излучения, отраженного сердцем тестируемого беспозвоночного, осуществляют с помощью приемника оптического излучения, установленного с возможностью оптического контакта с выходным торцом приемного оптического волокна, перед определением выборки значений периода электрического сигнала осуществляют с помощью компьютера цифровую фильтрацию цифровых кодов, согласованную с формой и частотой электрического сигнала, в качестве статистической характеристики выборки значений периода электрического сигнала определяют выборочную дисперсию и формируют сигнал экологической опасности при превышении пороговым значением полученной выборочной дисперсии значений периода электрического сигнала.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение тестируемого беспозвоночного оптическим излучением и прием оптического излучения, отраженного сердцем тестируемого беспозвоночного, осуществляют с помощью передающего и приемного оптических волокон, установленных соответственно выходным торцом и входным торцом, обращенными в одну сторону и размещенными один относительно другого на расстоянии, удовлетворяющем неравенству
(πd2Р)0,07-2,2(1/(πd2Р))0,02≤R≤(πd2P)0,07+2,2(1/(πd2P))0,02,
где R - расстояние между выходным торцом передающего оптического волокна и входным торцом приемного оптического волокна, мм;
Р - выходная мощность источника оптического излучения, мВт;
d - диаметр передающего оптического волокна или приемного оптического волокна, мкм.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при цифровой фильтрации цифровых кодов определяют оценки цифровых кодов, соответствующих мгновенным значениям электрического сигнала с нулевой постоянной составляющей в моменты времени tn=nΔt (n=m, m+1, m+2, ...), согласно выражения
где Δt - интервал дискретности квантования электрического сигнала по времени при преобразовании его мгновенных значений в цифровые коды;
2m - количество используемых при фильтрации цифровых кодов;
f0 - ожидаемая частота сердечных сокращений тестируемого беспозвоночного;
Δf - половина полосы пропускания цифрового фильтра, Δf=(0,1-0,8)f0.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве статистической характеристики выборки значений периода электрического сигнала определяют выборочное среднее значение.5. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что формируют сигнал экологической опасности при превышении пороговым значением произведения выборочного среднего на выборочную дисперсию значений периода электрического сигнала.6. Способ по пп.1, 3 или 4, отличающийся тем, что ожидаемую частоту f0 сердечных сокращений тестируемого беспозвоночного определяют как величину, обратную выборочному среднему значению периода электрического сигнала.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем выборки значений периода электрического сигнала задают в пределах от 30 до 1000.8. Способ биологического мониторинга окружающей среды, включающий размещение тестируемого беспозвоночного с жестким наружным покровом в контролируемой среде, облучение тестируемого беспозвоночного в области расположения его сердца оптическим излучением инфракрасного диапазона спектра, прием и преобразование в электрический сигнал оптического излучения, отраженного сердцем тестируемого беспозвоночного, усиление полученного электрического сигнала, преобразование его мгновенных значений в цифровые коды, ввод полученных цифровых кодов в компьютер, определение и запоминание с помощью компьютера выборки значений периода электрического сигнала заданного объема, определение с помощью компьютера статистической характеристики выборки значений периода электрического сигнала, сравнение с помощью компьютера полученной статистической характеристики с установленным для нее пороговым значением и формирование сигнала экологической опасности на основании результата сравнения, отличающийся тем, что облучение тестируемого беспозвоночного оптическим излучением инфракрасного диапазона спектра осуществляют с помощью передающего оптического волокна с выходным торцом, расположенным на жестком наружном покрове тестируемого беспозвоночного в области расположения его сердца, и источника оптического излучения, установленного с возможностью оптического контакта с входным торцом передающего оптического волокна, прием оптического излучения, отраженного сердцем тестируемого беспозвоночного, осуществляют с помощью приемного оптического волокна с входным торцом, расположенным на жестком наружном покрове тестируемого беспозвоночного в области расположения его сердца, преобразование в электрический сигнал оптического излучения, отраженного сердцем тестируемого беспозвоночного, осуществляют с помощью приемника оптического излучения, установленного с возможностью оптического контакта с выходным торцом приемного оптического волокна, перед определением выборки значений периода электрического сигнала осуществляют с помощью компьютера цифровую фильтрацию цифровых кодов, согласованную с формой и частотой электрического сигнала, в качестве статистической характеристики выборки значений периода электрического сигнала определяют среднее арифметическое модулей разности каждых двух соседних по времени получения выборочных значений периода электрического сигнала и формируют сигнал экологической опасности при превышении пороговым значением полученного среднего арифметического модулей разности каждых двух соседних по времени получения выборочных значений периода электрического сигнала.9. Способ по п.8, отличающийся тем, что облучение тестируемого беспозвоночного оптическим излучением и прием оптического излучения, отраженного сердцем тестируемого беспозвоночного, осуществляют с помощью передающего и приемного оптических волокон, установленных соответственно выходным торцом и входным торцом, обращенными в одну сторону и размещенными один относительно другого на расстоянии, удовлетворяющем неравенству(πd2Р)0,07-2,2(1/(πd2Р))0,02≤R≤(πd2P)0,07+2,2(1/(πd2P))0,02,
где R - расстояние между выходным торцом передающего оптического волокна и входным торцом приемного оптического волокна, мм;
Р - выходная мощность источника оптического излучения, мВт;
d - диаметр передающего оптического волокна или приемного оптического волокна, мкм.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что при цифровой фильтрации цифровых кодов определяют оценки цифровых кодов, соответствующих мгновенным значениям электрического сигнала с нулевой постоянной составляющей в моменты времени tn=nΔt(n=m, m+1, m+2, ...), согласно выражения
где Δt - интервал дискретности квантования электрического сигнала по времени при преобразовании его мгновенных значений в цифровые коды;
2m - количество используемых при фильтрации цифровых кодов;
f0 - ожидаемая частота сердечных сокращений тестируемого беспозвоночного;
Δf- половина полосы пропускания цифрового фильтра, Δf=(0,1-0,8)f0.
11. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве статистической характеристики выборки значений периода электрического сигнала определяют выборочное среднее значение.12. Способ по п.8 или 11, отличающийся тем, что формируют сигнал экологической опасности при превышении пороговым значением произведения выборочного среднего на квадрат среднего арифметического модулей разности каждых двух соседних по времени получения выборочных значений периода электрического сигнала.13. Способ по пп.8, 10 или 11, отличающийся тем, что ожидаемую частоту f0 сердечных сокращений тестируемого беспозвоночного определяют как величину, обратную выборочному среднему значению периода электрического сигнала.14. Способ по п.8, отличающийся тем, что объем выборки значений периода электрического сигнала задают в пределах от 30 до 1000.15. Система биологического мониторинга окружающей среды, содержащая компьютер и, по меньшей мере, один формирователь цифрового сигнала кардиологической активности в виде последовательно соединенных датчика кардиологической активности, включающего корпус с элементом установки на теле тестируемого беспозвоночного с жестким наружным покровом, источник оптического излучения и приемник оптического излучения, усилителя, подключенного входом к выходу приемника оптического излучения, и аналого-цифрового преобразователя, подключенного выходом к входу компьютера, отличающаяся тем, что ее датчик кардиологической активности снабжен передающим и приемным оптическими волокнами, причем входной торец передающего оптического волокна и выходной торец приемного оптического волокна установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и с приемником оптического излучения, а выходной торец передающего оптического волокна и входной торец приемного оптического волокна обращены в одну сторону и установлены в корпусе на расстоянии, удовлетворяющем неравенству(πd2Р)0,07-2,2(1/(πd2Р))0,02≤R≤(πd2P)0,07+2,2(1/(πd2P))0,02,
где R - расстояние между выходным торцом передающего оптического волокна и входным торцом приемного оптического волокна, мм;
Р - выходная мощность источника оптического излучения, мВт;
d - диаметр передающего оптического волокна или приемного оптического волокна, мкм.
16. Система по п.15, отличающаяся тем, что в качестве источника оптического излучения датчика кардиологической активности использован полупроводниковый лазер, выполненный с возможностью испускания оптического излучения инфракрасного диапазона спектра.17. Система по п.15, отличающаяся тем, что в качестве источника оптического излучения датчика кардиологической активности использован светодиод, выполненный с возможностью испускания оптического излучения инфракрасного диапазона спектра.18. Система по п.15, отличающаяся тем, что в качестве приемника оптического излучения датчика кардиологической активности использован фотодиод, чувствительный к оптическому излучению инфракрасного диапазона спектра.19. Система по п.15, отличающаяся тем, что корпус датчика кардиологической активности выполнен в виде полого цилиндра, а элемент установки на теле тестируемого беспозвоночного выполнен в виде полого цилиндра, охватывающего корпус и снабженного двумя лепестками и винтом фиксации.
