Способ определения наличия гидробионтов Советский патент 1992 года по МПК A01K61/00 

Изобретение относится к гидробиологии и может быть использовано на рыбоводных заводах и рыбозащитных сооружениях для регистрации гидробионтов.

Целью изобретения является повышение достоверности определения.

Цель достигается путем использования емкостных свойств гидробионтов, связанных, в частности, с особенностями строения их эпителиальных тканей и кожных покровов. Вследствие значительных величин емкостей этих тканей (порядка единиц мкФ/см) электрический импеданс гидробионтов зависит от частоты электрического поля, в котором производится регистрация. Таким образом, наличие гидробионта в зоне регистрации влияет на частотные характеристики этой зоны, тогда как изменения температуры или химического состава воды такого влияния не оказывают.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит первый формирователь сигнала 1, второй формирователь сигнала 2, коммутатор 3, первый излучающий электрод 4, второй излучающий электрод 5. приемный электрод 6. первый селектор 7, второй селектор 8. дискриминатор 9, зону 10 регистрации, усилитель 11 переменного тока, первый ключ 12, второй ключ 13, третий ключ 14, согласующий блок 15, таймер 16, первый выход 17 таймера 16. второй выход 18 таймера 16, конденсатор

VI

g

XI СА)

19. третий выход 20 таймера 16, интегратор 21 со сбросом, блок 22 выборки-хранения селектора 7. блок 23 выборки-хранения селектора 8, управляющий вход 24 блока 22, элемент И 25 селектора 7, вход 26 блока 22, выход 27 блока 22, элемент И 28 селектора 8, первый дополнительный вход 29 элемента 25, первый дополнительный вход 30 элемента 28, четвертый выход 31 таймера 16.

Устройство, реализующее способ определения наличия гидробионтов, работает следующим образом.

Таймер 16 на выходе 17 (фиг. 2а) и выходе 18 (фиг. 26) синтезирует взаимно противофазные последовательности импульсов, попеременно коммутирующие через ключи 13, 14 сигналы с выхода формирователя 2 (фиг. 2г), и выхода формирователя 1 (фиг. 2в) на вход согласующего блока 15. Эти же последовательности импульсов подаются на входы формирователей 1,2, где осуществляют взаимную синхронизацию их выходных сигналов (соответственно прямоугольной и синусоидальной форм). Согласующий блок 15 (например, трансформатор) выполняет функцию согласования выходных импедан- сов ключей 13.14с импедансом заводнения излучающих электродов 4, 5, а также функцию симметрирования излучаемого сигнала относительно общего провода. Таким образом, на излучающих электродах 4,5 получается полигармонический периодический сиг ал (фиг. 2д). Совокупность ключей 13.14 и согласующего блока 15 представляет собой коммутатор 3.

Электрическое поле, создаваемое в зоне 10, регистрируется приемным электродом 6, сигнал с которого поступает на вход усилителя 11 (фиг. 2з). Совокупность усилителя 11с конденсатором 19 обеспечивает одноаременно с увеличением отношения сигнал-шум интегрирование принятого сигнала. Ключ 12 разряжает конденсатор 19 в моменты tp прихода импульсов с выхода 31 таймера 16 (фиг. 2ж). Таким образом, совокупность усилителя 11, конденсатора 19 и ключа 12 представляет собой интегратор 21 со сбросом, сигнал на выходе которого показан на фиг. 2и.

С выхода интегратора 21 сигнал поступает на входы идентичных блоков 22. 23. Блок 22 по импульсу на управляющем входе 24 запоминает амплитудное значение сигнала (производит выборку) на входе 26 и сохраняет его на своем выхйде 27 до момента прихода следующего импульса с выхода элемента 25. Блок 23 в совокупности с элементом 28 работает аналогично. Поскольку на входы 29, 30 элементов 25. 28 импульсы приходят во время передачи соответственно прямоугольного и синусоидального сигналов, то указанные выборки блоками 22 и 23 производятся пгочередно, т.е. в моменты соответственно te и tB2. При этом импульсы

выборок tei и ;в2 с выхода 20 (фиг. 2е) несколько опережают и не перекрывают по времени соответствующие им импульсы tp с выхода 31 таймера 16 (фиг. 2ж).

Таким образом, на выходах селекторов

7, 8 получаются сигналы, несущие информацию о максимальном значении интеграла соответственно прямоугольного и синусоидального сигналов.

Дискриминатор 9 представляет собой

последовательное соединение дифференциального усилителя (вычитателя) и компаратора. Дифференциальный усилитель вырабатывает разность значений выходных сигналов блоков 22. 23, которая в компараторе сравнивается с соответствующим порогом.

Если в зоне 10 нет гидробионта (фиг. 2, интервал ). то сигнал на излучающих электродах 4.5 не отличается от сигнала на

приемном электроде 6. Неискаженная совокупность прямоугольного и синусоидального сигналов интегрируется в интеграторе 21 и подается на входы селекторов 7, 8. Амплитуды прямоугольного и синусоидального

сигналов на выходах формирователей 1. 2 подобраны так, что упомянутые значения интегралов на выходах селекторов 7, 8 оказываются равными (фиг. 2и. моменты ti. 12), порог дискриминации не пересекается, и на

выходе дискриминатора 9 присутствует логический ноль (фиг. 2к).

Если в зоне 10 есть гидробионт (фиг. 2. интервал ta-t), то она с электрической точки зрения становится интегрирующим звеном

и небольшой постоянной времени. При этом синусоидальный сигнал проходит через такое звено практически без искажений (фиг. 2з. интервал ts-te), а прямоугольный сигнал (меандр) претерпевает небольшие запалы

фронтов (фиг. 2э, интервал ). Очевидно, что максимальное значение интеграла от меандра с заваленными фронтами (фиг. 2и, момент t) меньше, чем такое же значение от чистого меандра (фиг. 2и, момент

ti), т.е. возникает разность Ди (фиг. 2и),

Таким образом, на выходе селектора 8, производящего анализ синусоидальной составляющей, сигнал остается неизменным, в то время как на выходе селектора 7. анализирующего прямоугольную составляющую, при появлении в зоне 10 гидробионта сигнал уменьшается на величину Ди, в результате чего на выходе дискриминатора 9 появляется логическая единица.

Формула изобретения

Способ определения наличия гидроби- онтов, предусматривающий создание переменного электрического поля путем подачи синусоидального переменного напряжения в зону измерения и измерение амплитуды этого поля, отличающийся тем. что, с целью повышения достоверности определения, дополнительно подают напряжение прямоугольной формы той же частоты и измеряют амплитуду создаваемого им поля, при этом подачу синусоидального напряжения и напряжения прямоугольной формы осуществляют поочередно, измеряют соотношение между амплитудами, а о наличии гидробионтов судят по изменению этого соотношения.

10

Изобретение относится к области гидробиологии и м.б. использовано на рыбоводных заводах и рыбозащитных сооружениях для регистрации гидробионтов. Целью изобретения является повышение достоверности путем использования емкостных свойств гидробионтов, которые, находясь в зоне регистрации, влияют на частотные характеристики этой зоны. Способ предусматривает создание в зоне регистрации переменного электрического поля посредством подачи на излучающие электроды синусоидального напряжения и измерение его амплитуды на приемных электродах. Цель изобретения достигается созданием в зоне регистрации сдвинутого по времени по отношению к синусоидальному переменного электрического поля прямоугольной формы, измерением его амплитуды на приемных электродах и сравнением с амплитудой синусоидального напряжения. О наличии в зоне регистрации гидробионта судят по соотношению указанных амплитуд. Результаты измерений не зависят от температуры и химического состава воды в зоне регистрации. Описано устройство, реализующее способ. 2 ил. ел с

Г

Jl

Фиг.1

а

б д

1 I I I I

WVWVW

1АДЛЛДЛА/

ж

tat вг 8f 1вг BI вг 8i вг t

I I I I I I I I I I I I I I I 1

tp tp tp tp tp tp tp tp tp tp tp tp tp tp tp tp t

и

UVIAAAA/V

хгдТГ.

N

л л

г «М

N M

LT

л

г «М

N M