CN102726319B - 测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法，系统包括：固定笼装置、气味发生装置及数据采集分析模块。固定笼装置内设置有一体积大小可调整的空间；气味发生装置包括气味发生箱、气仓及第一气管；数据采集分析模块包括依次电性连接的传感电极、前置放大电路、数据采集模块及分析模块连接，分析模块还与数据库模块连接，数据库模块预存有犬类动物的脑神经电信息的数据，传感电极用于感测犬类动物的脑神经电信息，并通过前置放大电路进行放大后供数据采集模块进行采集，分析模块对采集的犬类动物的脑神经电信息与预存的数据进行比较，进而测试犬类动物的嗅觉灵敏度。本发明是一种能够客观有效的测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法。

Description

测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法

技术领域

本发明涉及一种动物嗅觉检测测试领域，尤其涉及一种能够客观有效的测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，人类尽最大能力利用自然界的各种资源，而动物的各种天性也被人类用来为生产及生活服务。物竞天择，适者生存。每个物种长期与自然界和天敌作斗争的过程中，都能够形成自己独特的赖以生存的天性和技能。如果能够利用动物的这些天性和技能为人类服务，那么将会把很多繁琐而复杂的工作变得简单。事实上，很早以来，人类就懂得开发动物的这些天性技能解决日常生活和生产中的问题，比如狗看家，牛耕田等等。而现阶段利用动物的一些天生的天性和技能能够应用到一些关键的场合，比如利用犬类的灵敏的嗅觉来嗅出犯罪分子携带或者隐藏的毒品、武器等物品。

任何动物的嗅觉是一种感觉。它由两感觉系统参与，即嗅神经系统和鼻三叉神经系统。嗅觉和味觉会整合和互相作用。相比之下，味觉是一种近感，而嗅觉是外激素通讯实现的前提，因此嗅觉是一种远感，即使说它是通过长距离感受化学刺激的感觉。

脊椎动物的嗅觉感受器通常位于鼻腔内由支持细胞、嗅细胞和基细胞组成的嗅上皮中，在嗅上皮中，嗅觉细胞的轴突形成嗅神经。嗅束膨大呈球状，位于每侧脑半球额叶的下面，嗅神经进入嗅球，嗅球和端脑是嗅觉中枢。外界气味分子接触到嗅感受器，引发一系列的酶级联反应，实现传导。

人们已经知道并不是犬类的嗅觉都是同样灵敏的，在训练犬识别毒品或者武器前，人们并不知道该犬的嗅觉灵敏度的高低，完全是凭借工作人员的经验或者直接盲目的训练一只犬，而经常是经过一段时间的训练之后，才能发现该只犬实际上与生俱来的嗅觉的敏感程度并不高，或者该只犬由于生过某种病之后，嗅觉下降，而不能胜任该项工作。如此，则是浪费了大量的时间、人力和物力。

由于人类已经对嗅觉系统已经有了比较深入的研究，通过训练动物的嗅觉，动物的脑神经信息能够发生变化，因此，通过这一点，为了避免盲目的训练，在训练犬的嗅觉识别毒品、武器等物品前，需要对犬的嗅觉进行有效的测试，因此，亟需一种能够客观、有效的测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够客观、有效的测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法。

为了实现上述目的之一，本发明提供的技术方案是：提供一种测试动物嗅觉灵敏度的系统，适于对已经进行气味训练的所述犬类动物进行嗅觉灵敏度测试，其包括：

固定笼装置，所述固定笼装置内设置有X限位板、Y限位板，所述X限位板呈水平设置，且开设有供所述Y限位板滑动的滑槽，所述Y限位板呈竖直设置且装设于所述滑槽中，所述X限位板、Y限位板与所述固定笼装置形成一体积大小可调整的空间；气味发生装置，包括若干用于产生气味的与外部气泵相连的气味发生箱、气仓及第一气管，所述气味发生箱呈均匀的设置在所述气仓的周围并和所述气仓连通，且所述第一气管的一端与所述气仓连通，另一端设置在所述犬类动物鼻孔处；数据采集分析模块，包括传感电极、前置放大电路、数据采集模块、分析模块及数据库模块，所述传感电极预置于所述犬类动物的大脑嗅皮层，依次与前置放大电路、数据采集模块及分析模块连接，所述分析模块还与所述数据库模块连接，所述数据库模块预存有所述犬类动物的脑神经电信息的数据，所述传感电极用于感测所述犬类动物的脑神经电信息，并通过所述前置放大电路进行放大后供所述数据采集模块进行采集，所述分析模块对采集的所述犬类动物的脑神经电信息与预存的所述数据进行比较，进而测试所述犬类动物的嗅觉灵敏度。

所述气味发生箱为恒温箱，且内部均设置有用于盛装药液的发生皿，所述药液用于蒸发气味，且从所述发生皿的侧壁连通有与所述外部气泵相连的第二气管，所述发生皿的上端部开设有凸伸于所述气味发生箱之外与所述气仓连通的第一气口。

所述发生皿至少包括盛装有所述药液浓度分别为0.5mol/l的第一发生皿、1mol/l的第二发生皿、2mol/l的第三发生皿及3mol/l的第四发生皿，所述气味发生箱的温度均可从20℃～200℃恒温调节，所述外部气泵的提供的气体流速为10ml/s～50ml/s。

所述气仓的顶部和底部开设有附带密封盖的换气口，且所述顶部的换气口设置有换气扇。

所述固定笼装置的侧壁根据所述犬类动物的嘴部形状设置有容纳槽，且所述容纳槽的顶端面位于所述犬类动物的鼻孔处设置有第二气口。

所述气仓的上部开设有第三气口，所述第一气管一端可拆卸的与所述第二气口连通，另一端与所述第三气口连通，且在所述第二气口与第三气口之间设置有调节开关及气体流量计。

所述第一气口通过所述第一气管与所述气仓连通。

所述测试动物嗅觉灵敏度的系统还包括显示模块，所述显示模块与所述分析模块连接，用于显示所述采集模块的采集结果及所述分析模块的分析结果。

在连通所述第一气口与所述气仓之间的所述第一气管上设置有所述调节开关及气体流量计。

所述气味发生箱呈均匀的设置在所述气仓的中下部。

所述测试动物嗅觉灵敏度的系统还包括有相配合的丝杆和螺母，所述固定笼装置的侧面及底面均固定设置有所述螺母，一所述丝杆与螺母螺纹配合并且穿过所述固定笼装置的侧面与所述Y限位板固定连接，且至少一所述丝杆与螺母螺纹配合穿过所述固定笼装置的底面与所述X限位板固定连接。

为了实现另一目的，本发明提供一种测试动物嗅觉灵敏度的方法，适于对已经进行气味训练的所述犬类动物进行嗅觉灵敏度测试，其包括如下步骤：

（1）初始化所述测试动物嗅觉灵敏度的系统，设定所述气味发生箱的初始温度，及设定外部气泵的初始气体流速；

（2）分别用所述外部气泵单独对所述第一发生皿、第二发生皿、第三发生皿及第四发生皿进行泵气，让所述犬类动物受到气味的测试，测试的时间为2～4s，保存所述显示模块显示的采集结果及分析结果；

（3）以步长为2ml/s，提高和/或降低气体流速，参照步骤（2）进行操作；

（4）以步长为1℃，提高和/或降低所述发生箱的温度，参照步骤（2）进行操作。

所述气味发生箱的初始温度为20℃，所述外部气泵提供的初始气体流速为10ml/s。

所述外部气泵在对所述第一发生皿、第二发生皿、第三发生皿及第四发生皿进行泵气时，待连接在所述第三气口与第二气口之间的所述第一气管的气流稳定前，所述第一气管与所述第二气口处于拆卸状态。

与现有技术相比，在本发明测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法中，由于所述犬类动物可以很舒服的站立或者卧于所述固定笼装置上，嘴部位于所述容纳槽中，由于所述外部气泵向所述气味发生箱进行泵气时，由于所述犬类动物的大脑嗅皮层受到气味的刺激，脑神经电信息将发生变化，所述传感电极用于感测所述犬类动物的脑神经电信息，并通过所述前置放大电路进行放大后供所述数据采集模块进行采集，所述分析模块对采集的所述犬类动物的脑神经电信息与预存的所述数据进行比较，进而测试所述犬类动物的嗅觉灵敏度。本发明测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法能够比较客观、准确的对动物的嗅觉灵敏度进行测试，对在一个种类的动物中筛选高嗅觉的动物具有很高的利用价值。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明测试动物嗅觉灵敏度的系统的一个实施例的结构示意图。

图2为如图1所示的测试动物嗅觉灵敏度的系统的气味发生装置的俯视图。

图3为如图1所示的测试动物嗅觉灵敏度的系统的气味发生箱的一个实施例的结构示意图。

图4为如图1所示的测试动物嗅觉灵敏度的系统的数据采集分析模块的一个实施例的结构示意图。

图5为本发明测试动物嗅觉灵敏度的方法的流程框图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1-4所示，本发明一个实施例提供的测试动物嗅觉灵敏度的系统100，用于对所述犬类动物200进行一种物质的的嗅觉灵敏度进行测试，而在对所述犬类动物200对该物质的嗅觉灵敏度测试前，首先必须对所述犬类动物200用该物质进行必要的训练，让所述犬类动物200对该物质产生条件反射。

所述测试动物嗅觉灵敏度的系统100，包括：固定笼装置10、气味发生装置20及数据采集分析模块30。

所述固定笼装置10可以由主体为金属框架，六个面由金属网围成，所述固定笼装置10内设置有X限位板11、Y限位板12，所述X限位板11呈水平设置，且开设有供所述Y限位板12滑动的滑槽（图上未示），所述Y限位板12呈与X限位板11相垂直的竖直设置且装设于所述滑槽中并可在所述滑槽中滑动和在所述滑槽的任意位置固定，所述X限位板11、Y限位板12与所述固定笼装置10形成一体积大小可调整的空间13，所述犬类动物200可舒服的站立或者卧于所述空间13内，需要说明的是，让所述犬类动物站立或者卧于所述空间13之前，必须是对所述犬类动物200进行必要的训练，让其乐于处于所述空间13内。

气味发生装置20，在本实施例中，包括四个用于产生气味的与所述外部气泵1相连的气味发生箱21、气仓22及第一气管23，所述气味发生箱21呈均匀的设置在所述气仓22的周围并和所述气仓22连通，且所述第一气管23的一端与所述气仓22连通，另一端设置在所述犬类动物200鼻孔处，用于将所述气味发生箱21内产生的气味输送到所述犬类动物200的鼻孔处，对所述犬类动物200进行测试。

数据采集分析模块30包括传感电极31、前置放大电路32、数据采集模块33、分析模块34及数据库模块35，所述传感电极31预置于所述犬类动物200的大脑嗅皮层，依次与前置放大电路32、数据采集模块33及分析模块34连接，所述分析模块34还与所述数据库模块35连接，所述数据库模块33预存有所述犬类动物200的脑神经电信息的数据，具体地，在进行所述犬类动物200嗅觉灵敏度的测试前，根据对测试结果的精确度的需求，至少预先选出与待测试的所述犬类动物200的物种相同的，嗅觉高度灵敏、中度灵敏及灵敏度稍差的三只犬类动物作为测试的标准，与测试过程相同的实验条件对该三只所述犬类动物进行测试，并将测试得到的该三只所述犬类动物200的脑神经电信息预存至所述数据库模块35中，作为对待测试的所述犬类动物200的对比数据，在测试的过程中，所述传感电极31用于感测所述犬类动物200的脑神经电信息，并通过所述前置放大电路32进行放大后供所述数据采集模块33进行采集，所述分析模块34对采集的所述犬类动物200的脑神经电信息与预存的所述数据进行比较，进而测试所述犬类动物的嗅觉灵敏度。

如图1-3所示，所述气味发生箱21为恒温箱，且内部均设置有用于盛装药液24的发生皿25，所述药液24用于蒸发气味，且从所述发生皿25的侧壁连通有与所述外部气泵1相连的第二气管26，所述发生皿25的上端部开设有凸伸于所述气味发生箱21之外与所述气仓22连通的第一气口27。所述药液24为根据需要选择溶质和纯净水（或者其他母液）制成的溶液，该溶质即是为人们需要所述犬类动物200依靠嗅觉去识别的物质，可以是各类毒品或者其他物质，可以根据该物质的水溶性来调节所述气味发生箱21的温度，确保其能挥发出气味。

如图1-3所示，所述发生皿25至少包括盛装有所述药液24浓度分别为0.5mol/l的第一发生皿（图上未视）、1mol/l的第二发生皿（图上未示）、2mol/l的第三发生皿（图上未示）及3mol/l的第四发生皿（图上未示），所述气味发生箱21的温度均可从20℃～200℃恒温调节，所述外部气泵1的提供的气体流速为10ml/s～50ml/s，在实际操作过程中，所述药液24的浓度可以根据物质的挥发性的强与弱进行调节。

在一个实施例中，所述气仓22的顶部和底部开设有附带密封盖的换气口（图上未示），且所述顶部的换气口设置有换气扇（图上未示），如此设置的目的在于所述外部气泵1需要停止当前正在进行泵气的所述发生皿25，启动对下一个所述发生皿25进行泵气前，用所述换气扇对所述气仓22内的气体进行快速换气，提高工作效率和测试的准确率。

如图1所示，所述固定笼装置10的侧壁根据所述犬类动物200的嘴部形状设置有所述容纳槽14，且所述容纳槽14的顶端面位于所述犬类动物200的鼻孔处设置有所述第二气口15，为了所述犬类动物200能够以最佳方式嗅到气味，所述第二气口15开设的方向尽可能的朝向所述犬类动物200的鼻孔处。

如图1所示，所述气仓22的上部开设有第三气口28，所述第一气管23一端可拆卸的与所述第二气口15连通，另一端与所述第三气口28连通，且在所述第二气口15与第三气口28之间设置有调节开关29a及气体流量计29b。

如图2及3所示，所述第一气口27通过所述第一气管23与所述气仓22连通。

如图4所示，所述测试动物嗅觉灵敏度的系统100还包括显示模块40，所述显示模块40与所述分析模块34连接，用于显示所述采集模块33的采集结果及所述分析模块34的分析结果，设置所述显示模块40，使得操作人员便捷的观察到测试的进行详细情况，而所述显示模块40可以为触摸操作屏。

如图2及3所示，在连通所述第一气口27与所述气仓22之间的所述第一气管23上设置有所述调节开关29a及气体流量计29b，通过设置所述调节开关29a及气体流量计29b能够很好的控制气量，确保在测试过程中的准确度。

在一个实施例中，所述气味发生箱21呈均匀的设置在所述气仓22的中下部。

在一个实施例中，如图1所示，所述测试动物嗅觉灵敏度的系统100还包括有相配合的丝杆50和螺母（图上未示），所述固定笼装置10的侧面及底面均固定设置有所述螺母，一所述丝杆50与螺母螺纹配合并且穿过所述固定笼装置10的侧面与所述Y限位板12固定连接，且至少一所述丝杆50与螺母螺纹配合穿过所述固定笼装置10的底面与所述X限位板11固定连接。

如图4所示，为了实现本发明的另一目的，本发明提供的测试动物嗅觉灵敏度的方法，对已经进行气味训练的所述犬类动物200进行嗅觉灵敏度测试，其包括如下步骤：

S001初始化所述测试动物嗅觉灵敏度的系统，设定所述气味发生箱的初始温度，及设定外部气泵的初始气体流速；

S002分别用所述外部气泵单独对所述第一发生皿、第二发生皿、第三发生皿及第四发生皿进行泵气，让所述犬类动物受到气味的测试，测试的时间为2～4s，保存所述显示模块显示的采集结果及分析结果；

S003以步长为2ml/s，提高和/或降低气体流速，参照步骤S002进行操作；

S004以步长为1℃，提高和/或降低所述发生箱的温度，参照步骤S002进行操作。

在实际操作的过程中，所述气味发生箱21的初始温度为20℃，所述外部气泵1提供的初始气体流速为10ml/s。

所述外部气泵1在对所述第一发生皿、第二发生皿、第三发生皿及第四发生皿进行泵气时，待连接在所述第三气口28与第二气口15之间的所述第一气管23的气流稳定前，所述第一气管23与所述第二气口15处于拆卸状态，而所述犬类动物200结束由当前气味训练，进入下一气味训练前，必须有一个必要的时间间隔，可以为5～20s，让所述犬类动物的大脑嗅皮层得到舒缓，更有利于提高测试的准确度。

结合图1-5，在本发明测试动物嗅觉灵敏度的系统100及方法中，由于所述犬类动物200可以很舒服的站立或者卧于所述固定笼装置10上，嘴部位于所述容纳槽14中，由于所述外部气泵1向所述气味发生箱21进行泵气时，由于所述犬类动物200的大脑嗅皮层受到气味的训练，脑神经电信息将发生变化，所述传感电极用于感测所述犬类动物200的脑神经电信息，并通过所述前置放大电路进行放大后供所述数据采集模块进行采集，所述分析模块对采集的所述犬类动物200的脑神经电信息与预存的所述数据进行比较，进而测试所述犬类动物的嗅觉灵敏度，通过本发明测试动物嗅觉灵敏度的方法，可以通过几种浓度不一的的所述药液24，设定所述气味发生箱21在几种温度的条件下，对所述犬类动物200进行训练，通过采集结果及分析结果，给犬类动物的嗅觉灵敏度进行测试，本发明测试动物嗅觉灵敏度的系统及方法能够比较客观、准确的对动物的嗅觉灵敏度进行测试，对在一个种类的动物中筛选高嗅觉的动物具有很高的利用价值。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种测试动物嗅觉灵敏度的系统，适于对已经进行气味训练的犬类动物进行嗅觉灵敏度测试，其特征在于，包括：

固定笼装置，所述固定笼装置主体为金属框架，所述固定笼装置内设置有X限位板、Y限位板，所述X限位板呈水平设置，且开设有供所述Y限位板滑动的滑槽，所述Y限位板呈竖直设置且装设于所述滑槽中，所述X限位板、Y限位板与所述固定笼装置形成一体积大小可调整的空间；

气味发生装置，包括若干用于产生气味的与外部气泵相连的气味发生箱、气仓及第一气管，所述气味发生箱呈均匀的设置在所述气仓的周围并和所述气仓连通，且所述第一气管的一端与所述气仓连通，另一端设置在所述犬类动物鼻孔处；及

数据采集分析模块，包括传感电极、前置放大电路、数据采集模块、分析模块及数据库模块，所述传感电极预置于所述犬类动物的大脑嗅皮层，依次与前置放大电路、数据采集模块及分析模块连接，所述分析模块还与所述数据库模块连接，所述数据库模块预存有所述犬类动物的脑神经电信息的数据，所述传感电极用于感测所述犬类动物的脑神经电信息，并通过所述前置放大电路进行放大后供所述数据采集模块进行采集，所述分析模块对采集的所述犬类动物的脑神经电信息与预存的所述数据进行比较，进而测试所述犬类动物的嗅觉灵敏度。

2.如权利要求1所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述气味发生箱为恒温箱，且内部均设置有用于盛装药液的发生皿，所述药液用于蒸发气味，且从所述发生皿的侧壁连通有与所述外部气泵相连的第二气管，所述发生皿的上端部开设有凸伸于所述气味发生箱之外与所述气仓连通的第一气口。

3.如权利要求2所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述发生皿至少包括盛装有所述药液浓度分别为0.5mol/l的第一发生皿、1mol/l的第二发生皿、2mol/l的第三发生皿及3mol/l的第四发生皿，所述气味发生箱的温度均可从20℃～200℃恒温调节，所述外部气泵的提供的气体流速为10ml/s～50ml/s。

4.如权利要求1所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述气仓的顶部和底部开设有附带密封盖的换气口，且所述顶部的换气口设置有换气扇。

5.如权利要求2所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述固定笼装置的侧壁根据所述犬类动物的嘴部形状设置有容纳槽，且所述容纳槽的顶端面位于所述犬类动物的鼻孔处设置有第二气口。

6.如权利要求5所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述气仓的上部开设有第三气口，所述第一气管一端可拆卸的与所述第二气口连通，另一端与所述第三气口连通，且在所述第二气口与第三气口之间设置有调节开关及气体流量计。

7.如权利要求6所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述第一气口通过所述第一气管与所述气仓连通。

8.如权利要求3所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述测试动物嗅觉灵敏度的系统还包括显示模块，所述显示模块与所述分析模块连接，用于显示所述采集模块的采集结果及所述分析模块的分析结果。

9.如权利要求7所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，在连通所述第一气口与所述气仓之间的所述第一气管上设置有所述调节开关及气体流量计。

10.如权利要求3所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述气味发生箱呈均匀的设置在所述气仓的中下部。

11.如权利要求1所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，其特征在于，所述测试动物嗅觉灵敏度的系统还包括有相配合的丝杆和螺母，所述固定笼装置的侧面及底面均固定设置有所述螺母，一所述丝杆与螺母螺纹配合并且穿过所述固定笼装置的侧面与所述Y限位板固定连接，且至少一所述丝杆与螺母螺纹配合穿过所述固定笼装置的底面与所述X限位板固定连接。

12.一种根据权利要求3所述的测试动物嗅觉灵敏度的系统，测试动物嗅觉灵敏度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）初始化所述测试动物嗅觉灵敏度的系统，设定所述气味发生箱的初始温度，及设定外部气泵的初始气体流速；

（2）分别用所述外部气泵单独对所述第一发生皿、第二发生皿、第三发生皿及第四发生皿进行泵气，让所述第一发生皿、第二发生皿、第三发生皿及第四发生皿进蒸发气味，分别让所述犬类动物受到来自所述第一发生皿、第二发生皿、第三发生皿及第四发生皿蒸发的气味的测试，测试的时间为2～4s，保存显示模块显示的采集结果及分析结果；

（3）以步长为2ml/s，提高和/或降低气体流速，参照步骤（2）进行操作；

（4）以步长为1℃，提高和/或降低所述发生箱的温度，参照步骤（2）进行操作。

13.如权利要求12所述的测试动物嗅觉灵敏度的方法，其特征在于，所述气味发生箱的初始温度为20℃，所述外部气泵提供的初始气体流速为10ml/s。

14.如权利要求12所述的测试动物嗅觉灵敏度的方法，其特征在于，所述外部气泵在对所述第一发生皿、第二发生皿、第三发生皿及第四发生皿进行泵气时，待连接在第三气口与第二气口之间的所述第一气管的气流稳定前，所述第一气管与所述第二气口处于拆卸状态。

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