Метка для рыб Советский патент 1992 года по МПК A01K61/00 G01N9/10 

Изобретение относится к ихтиологии, а именно к меткам, устанавливаемым на рыбах с целью изучения особенностей их поведения в естественных условиях обитания.

Известна метка для рыб, представляющая собой герметический корпус цилиндрической формы, в котором смонтированы источник импульсов звуковых колебаний с модулятором и датчик гидростатического давления, причем модулятор выполнен в виде катушки индуктивности с подвижным сердечником в частотозадающем колебательном контуре источника импульсов звуковых колебаний, а подвижный сердечник соединен с чувствительным элементом датчика гидростатического давления.

Недостатками данного устройства является то, что датчик гидростатического давления прецизионный и достаточно дорогостоящий,

а его монтаж в весьма ограниченных габаритах корпуса метки является сложной операцией, что повышает стоимость метки. Метка является устройством разового применения и при массовом мечении рыб расходы могут быть значительными. Кроме того, наличие встроенных в корпус метки датчика гидростатического давления и модулятора увеличивает массу и габариты устройства. Это не вегда приемлемо, так как при установке устройства на теле рыбы (на плавнике, в желудке) может искажаться естественное поведение рыбы в условиях обитания.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения гидростатического давления в виде капиллярной трубки, содержащей столбик диэлектрической жидкости с частицами ферромагнети Сл 1ЧЭ 00 Ю

ка, выполняющей роль подвижного сердечника катушки индуктивности, включенной в колебательный контур источника колебаний, причем капиллярная трубка открыта со стороны измеряемого давления, а другой ее конец заглушен.

В известных конструкциях рыбных меток использовать данное устройство не представлялось возможным в связи с осо- бенностяг 5и их построения: малыми габаритами и массой, высокими требованиями к герметичности и прочности корпуса, низкой стоимостью изготовления.

Цель изобретения - снижение габаритов, массы и стоимости метки для рыб.

Поставленная цель достигается тем, что в метке для рыб, содержащей цилиндрический корпус, в котором размещены датчик гидростатического давления и источник импульсов звуковых колебаний с модулятором, выполненных в виде катушки индуктивности, включенной в частотозадающий контур источника импульсов звуковых колебаний, и соединенного с датчиком гидростатического давления подвижного сердечника, датчик гидростатического давления и подвижный сердечник модулятора выполнены в виде расположенной вдоль оси корпуса капиллярной тру&ки, внутри которой помещен столбик диэлектрической жидкости с частицами феррита, при этом полость капиллярной трубки через открытый конец соединена с внешней средой, другой конец трубки заглушен, а катушка индуктивности расположена соосно с трубкой.

Выполненный вдоль оси корпуса метки капиллярный канал, один конец которого открытый, а другой заглушен внутри корпуса, позволяет использовать его для построения датчика гидростатического давления и при этом добиться большего, чем в известных конструкциях, снижения диаметра устройства. Предел этого снижения - диаметр капилляра. Простота конструкции позволяет снизить стоимость устройства.

Н& фиг.1 представлена конструкция метки для рыб; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема включения модулятора и датчика гидростатического давления; на фиг. 3 - капиллярная трубка.

Метка для рыб состоит из герметического корпуса 1 цилиндрической формы, в котором смонтированы источник импульсов звуковых колебаний, представляющий собой генератор 2 радиоимпульсов, нагруженный на пьезокерамический источник 3 звука, катушка 4 индуктивности частотоза- дающего контура источника импульсов звуковых колебаний, капиллярная трубка 5, выполненная вдоль оси корпуса метки, открытый конец 8 которой введен в область внешнего давления, а конец 9 заглушен внутри корпуса. В капиллярной трубке расположена капля диэлектрической жидкости

6, в которой содержатся частицы феррита 7 во взвешенном состоянии.

На фиг,2 представлена схема генератора 2 радиоимпульсов, частотозадающий контур которого состоит из катушки 4 индук0 тивности и пьезокерамического излучателя 3 звука в качестве емкости. Индуктивность контура может изменяться при перемещении вдоль капиллярной трубки капли диэлектрической жидкости с частицами

5 феррита.

Устройство работает следующим образом.

Источник звуковых сигналов метки включают перед ее погружением в водную

0 среду и корпус герметизируют. Капиллярные силы, под воздействием которых капля диэлектрической жидкости втягивается в капиллярный канал, уравновешиваются давлением сжатого воздуха в замкнутом

5 объеме капиллярной трубки. Данному уравновешенному положению капли диэлектрической жидкости с частицами феррита в капиллярной трубке соответствует своя определенная частота заполнения импульсов

0 звуковых сигналов.

При погружении корпуса метки в водную среду капля диэлектрической жидкости смещается вдоль капиллярной трубки от открытого конца к заглушенному под воздей5 ствием избыточного гидростатического давления. И наоборот, при всплытии метки сжатый воздух выталкивает каплю диэлектрической жидкости с частицами феррита в сторону открытого конца капиллярной труб0 ки. В обоих случаях при перемещении капли диэлектрической жидкости с частицами феррита вдоль капиллярной трубки изменяется величина индуктивности в частотозада- ющем контуре источника сигналов, и

5 соответственно, осуществляется модуляция звуковых сигналов метки в соответствии с изменениями гидростатического давления. Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными заключается в

0 возможности снижения диаметра корпуса, что можно оценить следующим образом.

Представим схематически датчик гидростатического давления в известных метках в виде поршня 1 (фиг.З), перемещающегося в

5 цилиндре 2 под воздействием внешнего гидростатического давления р. В установившемся состоянии справедливо следующее очевидное соотношение:

pSn kiHn,(1)

где Sn - рабочая площадь поршня;

ki -упругость пружины 2, уравновешивающей воздействие внешнего давления;

Нп - перемещение поршня под воздействием избыточного внешнего давления.

Чувствительность данного устройства к воздействию внешнего давления определяется выражением 1

dHn/dp Sn.

(2)

Из выражения (2) следует, что чувстви- тельность известных устройств к воздействию внешнего давления прямо пропорциональна рабочей площади чувствительного элемента датчика Sn.

В предлагаемом устройстве воздейст- вне внешнего гидростатического давления р на каплю диэлектрической жидкости с частицами феррита 7 уравновешивается упругостью столбика сжатого воздуха в капиллярной трубке 5 (фиг.З). При этом спра- ведливо уравнение газового состояния

pV NkT,(3)

где р, V - соответственно давление и объем воздуха в замкнутом объеме капиллярной трубки;

N - количество молекул воздуха в объеме V;

k - постоянная Больцмана;

Т - температура по шкале Кельвина. Так как V SkHk, где Sk - площадь попереч- ного сечения капиллярного канала; Hk - высота воздушного столбика в капиллярной трубке, то соотношение (3) представляется в виде

(4)

1 NkT

5k

Из соотношения (4) чувствительность предлагаемого устройства соответствует выражению

d Hk 1 N kT dpp2 Sk

Из выражения (5) следует, что чувствительность предлагаемого устройства к внешнему давлению, в отличие от извест(5)

10 1520

25

30

35

40

45

ных меток, обратно пропорциональна площади поперечного сечения чувствительного элемента датчика - площади сечения Sk капиллярной трубки. Данная особенность позволяет уменьшить диаметр корпуса метки, увеличивая при этом чувствительность устройства к измеряемому внешнему давлению. Указанное свойство особенно актуально при измерениях на глубинах до 10 - 20 м, где и применяются, в основном, рыбные метки. Известные метки на этих глубинах трудно обеспечить малогабаритными, так как их чувствительность к внешнему давлению прямо пропорциональна рабочей площади чувствительного элемента датчика гидростатического давления и, соответственно, диаметру корпуса рыбной метки.

Предлагаемое устройство является весьма простым по конструкции, не требует сложных операций сборки и настройки и обладает низкой стоимостью.

Формула изобретения Метка для рыб, содержащая цилиндрический корпус, в котором размещены датчик гидростатического давления и источник импульсов звуковых колебаний с модулятором, выполненным в виде катушки индуктивности, включенной в частотозадающий контур источника импульсов звуковых колебаний, и подвижного сердечника, соединенного с датчиком гидростатического давления, отличающаяся тем, что, с целью снижения габаритов, массы и стоимости метки, датчик гидростатического давления и подвижный сердечник модулятора выполнены в виде расположенной вдоль оси корпуса капиллярной трубки, внутри которой помещен столбик диэлектрической жидкости с частицами феррита, при этом полость капиллярной трубки через открытый конец соединена с внешней средой, другой конец трубки заглушен, а катушка индуктивности расположена соосно с трубкой.

Фиг.1

Фиг. 2

Р

#Н

5 фиг. 3

Использование: изобретение относится к ихтиологии и применяется при изучении особенностей поведения рыб в естественных условиях обитания. Сущность изобретения: метка для рыб содержит цилиндрический корпус, в котором размещены датчик гидростатического давления, выполненный в виде капиллярной трубки, внутри которой находится капля диэлектрической жидкости с частицами феррита, и источник импульсов звуковых колебаний с модулятором, выполненным в виде катушки индуктивности, включенной в частотозадающий контур источника импульсов звуковых колебаний, причем капля жидкости с частицами феррита вы- . полняет роль подвижного сердечника катушки. 3 ил.