ДИНАМИЧЕСКИЙ БИОКАЛОРИМЕТР Советский патент 1972 года по МПК G01N25/20 

Изобретение относится к области теплофизического ириборостроения и применяется для измерения тепловых потоков от биообъектов.

Известны биокалориметры, содержащие металлическую камеру с датчиками среднеповерхностной температуры и вентиляционные воздуховоды. Однако в известных биокалориметрах измерения можно проводить только при вполне определенной температуре среды.

Полученные при градуировке биокалориметров постоянные приборов (t) и F F(t) зависят от условий теплообмена камеры со средой.

Для обеспечения стабильности постоянных приборов его помещают в бокс со строго определенными температурными условиями.

Кроме того, многие физиологические процессы в тепловом отнощении лежат вблизи порога чувствительности использованных биокалориметров, что сужает область их применения и снижает точность измерений.

В предлагаемом биокалориметре указанные недостатки устранены за счет того, что камера помещена в отделенную от нее замкнутой воздущной прослойкой термостатированную оболочку.

ковки к боковой кромке основания по всей длине припаяна П-образная рамка 4, в которую вкладывается резиновая прокладка. Крыщка 3 в опущенном состоянии своей кромкой прижимается к прокладке и тем самым обеспечивает герметичность щва.

Оболочка 5 повторяет форму камеры и жестко соединена с ней восемью винтами 6, с текстолитовыми распорными втулками. Она

-играет для камеры роль окружающей среды. По условиям опыта температура последней должна регулироваться в пределах от 6 до 40°С и оставаться постоянной на протяжении одного опыта. Это реализуется с помощью

жидкости, протекающей через напаянные на стенки оболочки трубки 7.

Необходимый уровень температуры жидкости задается и поддерживается с нужной точностью при помощи устройств системы термостат1ирования.

Для уменьщения тепловых потерь оболочки в окружающую среду она помещена в кожух 8 из пенопласта. Кожух с оболочкой 5 и камерой / образуют жесткую конструкцию с

разъемом в верхней части. На основании кожуха закреплены четыре направляющие шпильки 9 (фиг. 2), на которые надевается Крыщка 10. В крыщке имеются направляющие втулки 11. Ко дну кожуха прикреплены четыструк-ция (кожух, оболочка, камера) крепятся к основанию 12. В приливах основания закреплены две стойки 13 с крючками 14, на которые подвешивается крышка в нерабочем состоянии (при смене подопытного животного). Непрерывная вентиляция камеры осуш;ествляется с помош.ью воздуховода, состоящего из медной трубки 15, припаянной к оболочке, и медной трубки 16, припаянной к камере калориметра. Благодаря этому воздух попадает в камеру с температурой оболочки, а продукты газообмена выходят из нее с температурой камеры. Такая система вентиляции вносит в температурное поле камеры незначительные возмущения, которые потом учитываются градуировкой.

Для измерения средней поверхностной температуры стенок камеры и оболочки применены термометры сопротивления 17 (фиг. 1). С целью измерения температуры различных участков тела животного предусмотрено шесть термопар J8 (фиг. 2). Электроды выводятся «3 камеры без нарушения герметичности и подключаются к блоку холодных спаев 19, который предназначен для пассивного термостатирования и представляет собой набор клемм, вмонтированных в массивный медный брусок. Монтаж термопарных цепей после блока осуществляется медными проводами. Показания термопар регистрируется потенциометром типа ППТН-1 с зеркальным гальванометром М 195/1.

Мощность Р, рассеиваемая изучаемым объектом, определяется по формуле:

d-S

Р - .fflZ.

т

mF dTF

F

a.S

где /iv, is, c - средняя объемная, поверхностная температуры стенок камеры, температура окружающей среды; с, s - полная теплоемкость и наружная поверхность камеры; а- коэффициент теплообмена от наружной поверхности камеры в окружающую среду; т и и F - постоянные прибора, характеризующие темп охлаждения камеры в регулярном и степень перегрева ее в стационарном тепловом

режиме.

Описываемое устройство работает следующим образом.

Включив систему термостатирования « вентиляции, добиваются, чтобы температура камеры / и оболочки 5 были одинаковы. Далее подвешивают крышку W на крючки 14, помещают в камеру клетку с исследуемым животным и закрывают калориметр. Тепловой поток, рассеиваемый животным,

нагревает камеру. В опыте записывают температуру камеры и оболочки. Подставив найденные значения температуры вместе с постоянными прибора т и F Б формулу, определяют количество тепла, рассеиваемое животными в единицу времени.

Предмет изобретения

Динамический биокалориметр для измерения быстроизменяющегося во времени теплового потока, рассеиваемого биологическими объектами, содержащий металлическую камеру с датчиками среднеповерхностной температуры и вентиляционные воздуховоды, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности измерений, камера помещена в отделенную от нее замкнутой воздушной подушкой термостатированную оболочку.