Биологическая центрифуга Советский патент 1984 года по МПК B04B13/00 B04B5/00 

Изобретение относится к космической микробиологии и может быть использовано для изучения особенностей роста и развития различных биологических объектов при воздействии искусственной силы тяжести, создаваемой при исследованиях в экстремальных условиях.

Известна биологическая центрифуга, состоящая из неподвижного основания с установленным на нем электроприводом со схемой автоматического отключения, связанной с блоком питания и вращающейся платформы с симметрично расположенными на ней биоприборами 1.

Однако эта центрифуга не обеспечивает возможность получения достоверных результатов.

Цель изобретения - повышение достоверности исследований.

Поставленная цель достигается тем, что биологическая центрифуга, состоящая из неподвижного основания с установленным на нем электроприводом со схемой автоматического отключения, связанной с блоком питания, и вращающейся платформы с симметрично расположенными на ней биоприборами, дополнительно оснащена токосъемным устройством, установленным на вращающейся платформе, термостатируемыми камерами для размещения в них биоприборов с задатчиками и датчиками температуры, схемами автоматического контроля температуры, фотодатчиками температуры, фотоприемником, формирователем, сигналов, при этом схема автоматического контроля состоит из параллельно расположенных компараторов верхнего и нижнего температурных пределов, выходы которых через последовательно соединенные схему ИЛИ и усилитель мощности подсоединены к фотодатчику, а ко входам ко.мпараторов подключены задатчик и датчик температуры, причем фотодатчики оптически связаны с фотоприёмником, подключенным посредством усилителя к формирователю сигналов, выход последнего соединен с схемой автоматического отключения, блок питания подсоединен к вторым входам формирователя сигналов и усилителя и к входу токосъемного устройства, причем выход последнего связан с схемами автоматического контроля температуры.

Кроме того, биологическая центрифуга содержит дополнительный фотодатчик частоты вращения центрифуги, установленный на вращающейся платформе, подключенный к токосъемному устройству и оптически связанный с фотоприемником.

На фиг. I изображена схема расположения составных частей биологической центрифуги; на фиг. 2 - схема расположения элементов на подвижной платформе, вид сверху; на фиг. 3 - структурная блоксхема биологической центрифуги.

Биологическая центрифуга содержит неподвижное основание 1, и вращающуюся платформу 2 с установленными на ней биоприборами, включающими термостатируемые камеры 3, в которые помещены различные биологические объекты. Создание -искусственной силы тяжести различной величины обеспечивается регулированием числа оборотов вращающейся платформы. Вращение платформы осуществляется с помощью электропривода 4, размещенного на неподвижном основании 1. Электропривод 4 снабжен схемой 5 автоматического отключения, предназначенной для выключения электропривода 4 в случае выходы из строя

электродвигателя или заклинивания платформы 2. Электропривод 4 и схема 5 отключения подключены к блоку 6 питания, соединенному с бортовой системой питания. Для передачи питания с неподвижной платформы 1 на подвижную платформу 2 слу0 жит токосъемник 7. В каждом термостате находятся задатчик 9 температуры и датчик 10 температуры, подключенные к схемам 8 контроля температуры. Каждая схема контроля температуры состоит из двух компараторов верхнего 11 и нижнего 12 температурных пределов, подключенных к схеме ИЛИ 13, соединенной с усилителем 14 мощности, выход которого подключен к фотодатчику 15, световой сигнал от которых поступает на фотоприемник 16, установлен0 ный на неподвижной платформе 1. Фотоприемник 16 подключен через усилитель 17 и формирователь 18 сигналов к схеме автоматического отключения электропривода 4 и к радиотелеметрической системе РТС. Для контроля вращения платформы на ней

смонтирован фотодатчик 19, оптически связанный с фотоприемником 16. Питание усилителя 17 и формирователя 18 сигналов осуществляется с блока 6 питания.

Биологическая центрифуга работает следующим образом.

При включении центрифуги питание через токосъемник 7 подается на вращаемую платформу 2 и включает термостатит руемые камеры 3. При этом сигнал от задатчика 9 температуры поступает на устано5 вечные входы компараторов верхнего И и нижнего 12 температурных пределов, одновременно с этим на измерительные входы этих компараторов поступает сигнал с датчика 10 температуры.

Q При вхождении термостатируемых камер 3 в температурный режим сигналы от датчиков 10 температуры, по своему значению меньщие установленного задатчиками 9 минимального значения, поступают через компараторы нижних температурных пре5 делов 12 на один из входов схем ИЛИ 13, входы усилителей 14 и на фотодатчики 15, передающие световой сигнал, на фотоприемник 16, сигнал которого усиливается

усилителем 17, формируется фирмирователем 18 и поступает на радиотелеметрическую систему РТС, свидетельствуя о недостаточной температуре термостатируемых камер 3.

При дальнейшем нагреве термостатируемых камер 3 и достижении установленной задатчиками 9 температуры сигналы датчиков 10 превышают установленное минимальное значение, компараторы нижних температурных пределов 12 отключаются и сигналы на фотодатчики 15 не поступают. Таким образом, если сигналы с фотодатчиков 15 на фотоприемник 16 не поступают, значит, термостаты находятся в рабочем режиме.

При выходе из строя системы терморегулирования термостатируемых камер и повышении температуры сигналы датчиков 10 превышают установленное задатчиком 9 температуры максимальное значение. В этом случае включаются компараторы верхних температурных пределов 11, сигналы с которых проходят через вторые входы схем ИЛИ 13 на входы усилителей 14 и включают фотодатчики 15.

Сигналы с фотодатчиков поступают на фотоприемник 16 и через усилитель 17 и формирователь 18 проходят на радиотелеметрическую систему РТС, свидетельствуя об отклонении температуры термостатируемой камеры от заданной выше нормы.

Световые сигналы с фотодатчика 19, время следования которых пропорционально периоду враш.ения платформы 2, попадают на фотоприемник 16 и через усилитель 17 и формирователь 18 поступают на схему 5 автоматического отключения. При снижении скорости враш,ения платформы 2 меньше допустимой или полном ее останове, период следования сигналов врашения становится больше времени срабатывания

:рхемы 5 автоматического отключения и происходит автоматическое выключение электропитания от электропривода 4.

Таким образом, анализируя сигналы, по «тупаюшие от фотодатчиков 15 и 19 контролируют работу термостатов и измеряют период враш,ения платформы 2. Характер следования световых сигналов показан.на приведенной осциллограмме (фиг. 4) наземного

0 контроля за работой биоцентрифуги, где Т - время одного оборота платформы; А - сигналы от фотодатчика 19, контролирующие враш,ения платформы; Bj-64 - сигналы от фотодатчика 15, контролирующие

е работу термостатов.

Сигналы А постоянно регистрируют на осциллографе, сигналы Б| -Б появляются в случае неисправности термостатов в такой же последовательности, как расположены термостаты.

0 Введение термостатируемых камер для биообъектов со схемами контроля темпера туры позволяет производить комплексные исследования в условиях невесомости и дает возможность получать объективную

информацию в сравнении с результатами, полученными при создании искусственной силы тяжести.

Предлагаемая биологическая центрифуга проста и надежна в работе, Съем информации с вращающейся платформы осуществ0 ляется при помощи оптической связи, чем обеспечиваются высокая помехозащищенность и достоверность.

Телеметрическая передача с нескольких биообъектов осуществляется по одному каналу, что существенно важно для зкономии каналов связи при большом потоке информации с космического объекта.

Использование предлагаемой биологической центрифуги повышает достовер.ность исследований в космической микробиологии.

фуг. 2

Фt/г,J

игЛ

1. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕНТРИФУГА, состоящая из неподвижного основания с установленным на нем электроприводом со схемой автоматического отключения, связанной с блоком питания, и вращающейся платформы с симметрично расположенными на ней биоприборами, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности исследований, она оснащена токосъемным устройством, установленным на вращающейся платформе, термостатируемыми камерами для размещения в них биоприборов с залатчиками и датчиками температуры, схемами автоматического контроля ;ША температуры, фотодатчиками температуры, фотоприемником, формирователем сигналов, при этом схема автоматического контроля состоит из параллельно расположенных компараторов верхнего и нижнего температурных пределов, выходы которых через последовательно соединенные схему ИЛИ и усилитель мощности подсоединены к фотодатчику, а ко входам компараторов подключены задатчик и датчик температуры, причем фотодатчики оптически связаны с фотоприемником, подключенным посредством усилителя к формирователю сигналов, выход последнего соединен с схемой автоматического отключения, блок питания подсоединен к вторым входам формирователя сигналов и усилителя и к входу токо§ съемного устройства, причем выход последнего связан схемами автоматического конт(Л роля температуры. 2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным фотодатчиком частоты вращения центригуги, установленным на вращающейся платформе, подключенным к токосъемному устройству и оптически связанным с фотоприемником. со о ел