Устройство для регистрации двигательной активности водных организмов Советский патент 1989 года по МПК A01K61/00 

Изобретение относится к гидробиологии, в частности к устройствам регистрации двигательной активности водных организмов, например рыб или других подвижных водных организмов. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения влияния внешней среды.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено вторым датчиком, усилителями постоянного и переменного тока, тремя интеграторами отрицательной обратной связи с постоянной времени порядка 1 ч, разделительной емкостью и регистратором разнополярных сигналов. Датчики являются каждый плечом симметричной мостовой схемы и вынесень из среды обитания водных организмов. С диагонали мостовой схемы снимаются суммарные разнополярные сигналы, постоянная составляющая которых характеризует направпения движе п,п и местонахождение водных

организмов, а переменная составляющая этих сигналов хапактеризует двигательную активность водных организмов обусловленную движениями отдельных частей тела (плавниками, жаберными крышками), а также двигательной активностью водных организмов не совершающих активных перемещений в пространстве. Получение на диагонали мостовой схемы суммарного разнополярного сигнала позволяет работать с группой водных организмов одновременно Усилитель постоянного тока усиливает постоянную составляющую сигна- лов, интеграторы отрицательной

обратной связи согласно своей полярности балансируют схему при изменении фона. Разделительная емкость пропускает далее по цепи только переменную составляющую сигналов, а усилитель переменного тока ее усиливает. Третий интегратор отрицательной обратной связи корректиттует усиление перемен314Д

ной составляющей сигналов. Регистратор разнополярных сигналов фиксирует информацию полученную с выхода усилителя постоянного тока, а регистратор однополярных сигналов - с выхода усилителя переменного тока.

На чертеже изображена схема устройства для регистрации двигательной активности водных организмов.

Устройство содержит водный резервуар 1, датчики 2 и 3, симметричную мостовую схему 4, усилитель 5 постоянного тока, интегратор 6 и 7 отрицательной обратной связи, раздели- тельную емкость 8, усилитель 9 переменного тока, интегратор 10 отрицательной обратной связи, регистратор 11 разнополярных сигналов, регистратор 12 однополярных сигналов.

Водный резервуар 1 в зависимости от условий работы может быть выполнен в виде аквариума, бассейна, выгородки в открытом водоеме, размеры которых определяются чувствительностью датчи- ков.

Датчики 2 и 3 также выбираются исходя из поставленной задачи и условий работы. Ими могут быть фотодатчики, акустические датчики такие, как лока- торы Язь, Лещ и т.д. Расположение датчиков определяется тем, чтобы зоны их чувствительности охватывали весь объем водного резервуара и условно делили резервуар на две равные части. Датчики должны быть вынесены из среды обитания водных организмов.

Симметричная мостовая схема А, в плечи которой включены датчики 2 и 3, обеспечивает получение на ее диагона- ли суммарного разнополярного сигнала.

Усилитель 5 постоянного тока усиливает постоянную составляющую сигнала, снятого с диагонали мостовой схемы 4.

Интеграторы 6 и 7 отрицательной

обратной связи заводят с выхода на управляющий вход усилителя 5 постоянного тока согласно своей полярности отрицательную обратную связь с посто- янной времени порядка 1 ч, тем самым исключая регистрацию погрешностей, связанную с изменением фона.

Разделительная емкость 8 (конденса тор), являясь бесконечным сопротивлением для постоянного тока, пропускает далее по цепи только переменную составляющую сигнала.

5

о

Q

5

Q

5

5

7

Усилитель 9 переменного тока усиливает переменную составляющую сигнала .

Интегратор 10 отрицательной обратной связи осуществляет с выхода на управляющий вход усилителя 9 переменного тока отрицательную обратную связь с постоянной времени порядка 1 для корректировки коэффициента усиления переменной составляющей сигнала.

Регистратор 11 разнополярных сигналов осуществляет регистрацию усиленной постоянной составляющей сигнала, снятого с выхода усилителя 5 постоянного тока.

Регистратор 12 однополярных сигналов осуществляет регистрацию усиленной переменной составляющей сигнала, снятого с выхода усилителя 9 переменного тока.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии в водном резервуаре 1 тестируемых водных организмов на диагонали мостовой схемы 4 не возникает аналоговых сигналов и вся цепь устройства сбалансирована в нуль. В условиях спонтанного медленного изменения фопа, качественно различающегося в зонах чувствительности датчиков 2 и 3, на диагонали мостовой схемы 4 возникают аналоговые сигналы определенной полярности. Полярность сигнала определяется тем, что в зоне чувствительности какого-либо из датчиков 2 и 3, происходит большее изменение фона. Полученный сигнал усиливается усилителем 5 постоянного тока, а интеграторы 6 и 7 отрицательной обратной связи согласно своей полярности восстанавливают баланс в цепи. Такое устройство исключает в дальнейшем появление ошибок в связи со спонтанным медленным изменением фона и позволяет работать как в лабораторных так -и в натуральных условиях.

Датчики 2 и 3, воспринимая колебания, связанные с двигательной актив- цостью водных организмов, обуславливают появление на диагонали мостовой схемы 4 аналоговых сигналов, постоянная составляющая 6 и 7 отрицательной обратной связи вследствие своей постоянной времени не вносят в получаемую информацию поправок, так как полученные сигналы отличаются малой периодичностью. Полученные сигналы по1449077

ступают через разделительную емкость 8 где отфильтровьгоается постоянная составляющая сигналов, и далее по цепи проходит только переменная составляющая сигналов, которая усиливается усилителем 9 переменного тока. В случае работы с особями водных организмов, не совершающих активных перемещений в пространстве, с особями, двигательная активность которых обусловлена только движением отдельных частей тела (движения плавниками и жаберными крышками камбалы), или в случае падения двигательной активности водных организмов на длительный период во время работы устройства интегратор 10 отрицательной обратной связи поднимает коэффициент усиления усилителя 9 переменного тока, в обратном случае усиление снижается. При изменениях двигательной активности водных- организмов малой продолжительности интегратор Ю отрицательно обратной связи вследствие своей постоянной времени не оказывает влияния на изменение усиления сигналов. На регистраторе 11 разнополярных сигналов отображается информация, снятая с выхода усилителя 5 постоянного ток а, которая характеризует направление движения, местонахождение водных организмов и продолжительност их пребывания в зонах чувствительности датчиков 2 и 3.

На регистраторе 12 о днополярных сигналов отображается информация, снятая с выхода усилителя 9 переменного тока, которая характеризует количество и интенсивность двигательных актов независимо от местонахождения водных организмов в водном резервуаре 1 и от направлений их двжений в пространстве.

Таким образом, предлагаемое устройство отличается от известных тем что регистрирует любые виды двигательной активности водных организмо

0

5

20

25

30

35

40

и обеспечивает работу устройства в протоке. Кроме того, око обеспечивает работу как в лабораторных, так и в натуральных условиях, обеспечивает работу при тестировании чувствительности водных организмов к различным стимулам физической и химической природы. Оно может оказать существенную помощь в изучении проблем: хемоком- муникации водных организмов; хоминга; оценки привлекательности кормов в рыбоводстве; оценки очистки и загрязнения зодоемов и др.

Формула изобретения

Устройство для регистрации двигательной актпвности водных организмов, содержащее водный резервуар, симметричную мостовую схему, датчик, включенный в одно из плеч мостовой схемы, и регистратор однополярных сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния внешней среды, оно снабжено вторым датчиком, включенным в другое плечо мостовой схемы, усилителями постоянного и переменного тока, подключенными последовательно через разделительную емкость, тремя интеграторами отрицательной обратной связи и регистратором разнополярных сигналов, при этом оба датчика размещены на внешней поверхности резервуара, диагональ мостовой схемы соединена с входом усилителя постоянного тока, между выходом и управляющим входом которого включены два интегратора отрицательной обратной связи согласно своей полярности, а третий - между выходом и управляющим входом усилителя переменного тока, к выходу усилителя постоянного тока подключен регистратор разнополярных сигналов, а к выходу усилителя переменного тока - регистратор одно- полярных сигналов.

45

Редактор С.Патрушева

Составитель А.Роговский

Техред М.ДидыкКорректор С.Черни

Заказ 6891/3

Тираж 519

ВНИППИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное