Устройство для регистрации двигательной активности животного Советский патент 1988 года по МПК A01K29/00 

Фиг. г

В 13 Ht 4

Изобретение относится к живот- :новодству, а именно к устройствам ;для изучения поведения животных.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем регистрации движений животного в заданном направлениио

На фиГо1 схематично показана конструкция устройства; на фиг.2 - его электрическая схема; на фиг.З - то же, но с делителем напряжения; на

|фиг,4 вариант устройства без источника тока, но с электродами, контактирующими с токопроводящей жидкостью и выполненными из металллов с различным электрохимическим потенциалом; на фиг.5 - его электрическая схема.

Устройство для регистрации двигательной активности животного содер-: I жнт источник 1 тока и электрохимичес I кий интегратор 2, установленные на I животном. Источник 1 и интегратор 2 I установлены в заполненном токопрово- I дящей жидкостью, например водопро- I водной водой, герметичном защитном : корпусе 3 с возможностью перемещения вдоль его оси 0-0.

Один электрод 4 источника 1 тока i и один электрод 5 интегратора 2 кон- .| тактируют с жидкостью, а другой элек i трод 6 интегратора 2 и другой элек- j трод 7 источника 1 тока соединены ме I ду собой, например, через добавочное

сопротивление 8. Электроды 4 и 5 I имеют пористую поверхность или изго- I товлены из, металлов с различным элек I трохимическим потени;иалом, например i из цинка (катода) и меди (анода). I Они также установлены в одном поперечном сечении А-А полости корпуса 3 Устройство оснащено цилиндрическо пружиной 9, концы которой упираются в торец корпуса 3 и его крышку 10 и с которой механически соединен блок источника 1 тока, интегратора 2 и соп- ротивления 8, при этом последний расположен в средней части корпуса 3, Упомянутый блок установлен внутри . пружины 9, при этом зазор 11 между пружиной 9 и корпусом 3 не превышает 10% от наружного диаметра пружины 9, Кроме того, указанный блок перек- рьшает не менее 3/4 поперечного сечения полости корпуса 3, он также может быть снабжен дополнительной массой 2, От электрода 6 интегратора 2 сделана отпайка 13, на которую надет чехол 14 из изоляционного материала; чехол 14 закреплен на отпайке

0

0

5

0

с

5 5

0

0

5

13 с помо1цью зажима 15. Неэлектропроводящая герметичная оболочка 16 (гер- метик, лак) скрепляет меж,цу собой части устройства - источник 1, интегратор 2, сопротивления 8,17 и 18 - с образованием блока, механически соединенного с пружиной 9 в точке 19.

Корпус 3 изготовлен из фторопласта или из другого изоляционного материала. На концах пружины 9 закреплены шайбы 20, установленные в полости корпуса 3 с зазором 11. Пружина 9 вне корпуса 3 имеет длину, превосходящую длину корпуса 3,

В схеме по фиг,2 источник 1 тока, интегратор 2 и сопротивление 8 соединены последовательно, и ток через интегратор 2 определяется главным образом величиной сопротивления 8 и сопротивления поляризации электродов 4 и 5. В схеме по фиг.З сопротивления 17 и 18 образуют делитель напряжения источника 1; интегратор 2, сопротивление 17 и сопротивление по жидкости между электродами 4 и 5 соединены последовательно, и ток через интегратор 2 определяется главным образом величиной сопротивления поляризации электродов 4 и 5о

Устройство работает следующим образом.

В жидкости корпуса 3 через интегратор 2 течет ток, при этом в жидкости вокруг электродов 4 и 5 создается поле электротока. Дпя источника 1 нагрузкой являются интегратор 2, сопротивление В (или 17) и сопротивление жидкости, в которое входят омическое сопротивление жидкости и сопротивление поляризации электродов 4 и 5, Последнее зависит от материала и состояния поверхности электродов 4 и 5, а также от плотности тока на этих электродах; для неподвижной воды оно может колебаться от 100 Ом до 1 кОм (примерно); оно зависит еще от скорости относительного перемещения электродов 4 и 5 и жидкости, если плотность тока приближается к плотности предельного тока диффузии; в этих случаях при наличии относительного перемещения сопротивления поляризации электродов 4 и 5 уменьшается, а ток через интегратор 2 увеличивается пропорционально скорости относительного перемещения, У электродов 4 и 5 с пористой поверхностью (губчатая платина) сопротивление поляризации особенно сильно

10

15

20

ависит от скорости относительного еремещения, что увеличивает чувстительность устройства. Изготовление электродов 4 и 5 из меди и цинка таке увеличивает зависимость сопротивения поляризации от относительной скорости перемещения. Для химического источника тока в виде электродов 4 и 5, изготовленных из металлов с различным электрохимическим потенциалом, и перемычки 2 (интегратора), изолированной от воды (фиг.5), нагрузкой является интегратор 2, а сопротивление воды - внутренним сопротивлением источника, о котором бьшо сказано (сопротивление жидкости).

Во время ускоренного перемещения корпуса 3 по оси 0-0 масса блока 23-перемещается по оси О - О в противоположном направлении, что сопровождается Относительным перемещением блока 23 и электродов 4 и 5 в жидкое- ти, уменьшением сопротивления поляризации этих электродов и увеличением je тока через интегратор 2 о При отсутствии .ускоренного перемещения корпуса 3 витки пружины 9 сжаты одинаково по всей ее длине и блок 23 расположен в средней части корпуса 3, что обеспечивает его готовность переместиться по оси 0-0 при появлении ускорения и тем самым обеспечивает увеличение достоверности регистрации движений животного. При перемещении блока 23 влево сжийается дополнительно левая (от точки 19) часть пружины 9 и разжимается правая часть пружины 9 о Ког- да исчезает ускоренное перемещение корпуса 3, пружина 9 возвращает блок 23 в исходное положение, т.е. в сред нюю часть корпуса 3j при этом лобовое сопротивление блока 23, перекрывакще- го 3/4 площади поперечного сечения полости корпуса 3, исключает ложные колебательшзю перемещения массы блока 23; это демпфирование колебаний также увеличивает достоверность регистрации движений животного. Малый зазор 11 между пружиной 9 и корпусом 3 исклю30

35

-40

45

чает регистрацию ускоренных перемеще- 50 НИИ корпуса 3 под углом 90 к оси . О - О и обеспечивает при произвольных направлениях ускоренных перемещений корпуса 3 регистрацию только составляющих этих перемещений по оси 55 О - 0.-Дополнительная масса 12, прикрепленная к блоку 23, увеличивает амплитуду отклонений блока 23 от сред

него положения в корпусе 3 при наличии толчков по оси 0-0, что также увеличивает чувствительность устройст-; ва, особенно устройства по фиг.4 (масса интегратора ИХС-3-400 равна 0,55 г).

Зная величину тока через интегратор 2 в конкретной воде и неподвиж- ном корпусе 3, можно по показанию интегратора 2 за время Т определить величину, пропорциональную двигательной активности животного ипи части его тела, на котором установлен блок 23. Эта величина равна разности между протекшим через интегратор 2 количеством электричества (интегралом по току за время Т) и произведением тока через интегратор в неподвижной воде на время Т. Двигательная актив- ность определяется по формуле

je

30

35

где

ДА,. K().

К Т

J di-dt,

коэффш.1;иент пропорциональности;

: - 1 uj. UL,jL - текущее значение тока через интегратор, установленный на животном; I - ток через интегратор в неподвижной воде.

При использовании интегратора ИХС-3-400 ток в нем во время регист- рации в воде течет от электрода 21 : к электроду 22, при этом хлорид се- ребра переносится в обратном направлении. Когда накопительная емкость этого интегратора приближается к но- 40 минальной (400 мКл), блок 23 вынимают из корпуса 3 и считывают показание интегратора; для этого снимают чехол 14 и подключают электроды 5 и 6 к прибору для считьтания показаний, пропуская ток считывания о электрода 22 к электроду 21, Показания ртутного капиллярного интегратора считывают через слой прозрачного лака.

45

Формула изобретения

1, Устройство для- регистрации двигательной активности животного, содержащее источник тока с электро- .химическим интегратором, расположен- ные в защитном корпусе, установлент ном на животном, отличающ е-

ej с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем регистрации движений животного в заданном направлении, защитный кор- гус выполнен герметичным и заполнен токопроводящей жидкостью, а элехтро- 5имический интегратор и источник то- г:а размещены в неэлектроИрозодящей герметичной оболочке, которая подпружинена относительно внутренних торцовых стенок корпуса, причем пер- 11Ые электроды электрохимического интегратора и источника тока соединены между собой через сопротивление, а их вторые электроды расположены вне герметичной оболочкио

2. Устройство по п,1, о т л и ч а щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, упомянутые вторые электроды имеют пористую поверхиостьо

1

3. Устройство по По1, отличающееся тем, что, с целью увеличения достоверности регистрации путем уменьшения поперечных переме- Щений герметичной оболочки, она установлена внутри пружины, размещенной между внутренними торцовыми стенками защитного корпуса.

Устройство по П.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что упомянутые вторые электроды выполнены из металлов с различным электрохимическим потенциалом„

Изобретение относится к животноводству, а именно к устройствам для изучения поведения животных. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем регистрации движений животного в заданном направлении. В процессе регистрации двигательной активности животного в герметичном корпусе 3, заполненном токопроводящей жидкостью, под действием сил инерции перемещается герметичная оболочка 16. В последней размещен электрохимический интегратор 2, связанный одним электродом с источником 1 тока. Вторые электроды 5 электрохи1 1ческого интегратора 2 и электрод 4 источника 1 тока расположены вне герметичной оболочки 16-, При перемещении последней ток через электроды 4 и 5 изменяется, что и регистрируется электрохимическим интегратором 2. Исходное положение герметичной оболочки 16 определяется местом крепления его к пружине 9, жесткость которой влияет на чувствительность устройства, 3 з.п.ф-лы, 5 ил. г (Л

фуг.2

I

2Г

22

Qlf

Cpt/г.З

9 t2 ts , Ц- л

11 / i-

7 r-

2122

ODut.S