CN111839875A - 一种可调节动物体内核心温度的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动物养殖、保健与医疗设备领域，特别涉及一种可调节动物体内核心温度的设备，包括能够佩戴在动物身上的柔性板，所述柔性板上设置有温控装置。本发明利用热传导和热交换的原理，将本发明的设备与动物的散热器官如耳或其他部位紧贴，尤其是与表面丰富的血管接触，双向调节流经血液温度，再通过动物本身的血液循环系统将调节温度后的血液输送至全身各器官及组织，维持动物主要器官核心温度，从而快速、高效地双向调节动物核心体温。本发明提供的设备在动物养殖、保健与医疗领域有极大的应用潜力。

Description

一种可调节动物体内核心温度的设备

技术领域

本发明涉及动物养殖、保健与医疗设备领域，特别涉及一种可调节动物体内核心温度的设备。

背景技术

体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激，通过体温调节中枢的活动，相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变，从而调整机体的产热和散热过程，使体温保持在相对恒定的水平。恒温动物尤其是哺乳动物的体温调节是个自动控制系统，控制的最终目标是核心温度，以心、肺、脊梁为代表。而机体的内、外环境是在不断地变化，许多因素会干扰深部温度的稳定，此时通过反馈系统将干扰信息传递给体温调节中枢，经过它的整合作用，再调整受控系统的活动，从而在新的基础上达到新的体热平衡，达到稳定体温的效果。

当恒温动物受到外界环境温度影响过大时，体温调节难免容易出现异常，体温是牲畜最重要的生命特征之一，很多传染性疫病都会引起体温的变化，尤其是对于生活密度较大的养殖业动物而言，某个个体的发热或者发冷，其本来就是某种疾病的表征，若不及时对症处理，很容易传染到整个群体，造成更大的健康隐患。

目前，物理方法调节动物体温主要通过调节环境空气温度，辐射传热，或者通过淋水，水分蒸发散热等传统方法来维持动物体温，局限明显，效率低，能耗大；同时，难以对个别发热或发冷的病患进行针对性治疗。

目前动物养殖呈现大规模化的趋势，在牲畜单体出现疫病的早期及时发现并进行治疗，是有效避免疫病大规模传染的一种重要措施。因此很有必要开发一种更具针对性的、效率更高的动物用调温设备。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种可调节动物体内核心温度的设备，通过对散热部位直接进行物理调温以解决其身体产热量过低/过高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种可调节动物体内核心温度的设备，包括能够穿戴在动物身上的柔性板，所述柔性板的内表面贴附于动物体表，所述柔性板上设置有温控装置。

本发明中的动物，优选地，是指牛或猪等牲畜，所述设备主要用于该类牲畜的体表。

由于动物体表的表面形状弯曲不平，再加上动物经常走动或者有其他体位的变化，一般的设备不容易稳定地贴附在其体表，本发明为达到长期监测、精准调温的目的，在温控装置与动物体表之间设置了柔性板，柔性板配以防水面料工艺，一来可以更加紧贴体表，营造柔软舒适的体验感，减少动物佩戴时的异物感；二来可以增加接触面积，提高调温效率。

作为本发明的进一步优化方案，所述柔性板为中空结构的弹性件，弹性件内部能够填充有辅助温控的媒介。比如说，所述柔性板内部可以填充有水、酒精型、甘油型、乙二醇型等液态媒介，也可以填充有纤维等固态媒介，通过这些媒介实现均匀升温或降温处理。

作为本发明的进一步优化方案，所述温控装置采用水循环系统的形式，所述水循环系统设置有流道，流道迂回布置于上述媒介之中，流道的进水端与出水端都与柔性板的壁体连接，从而在所述柔性板壁体上形成注液孔和渗液孔，其中，流道上建议设置有若干个均匀分布的出水端，以在所述柔性板的壁体上形成较多的渗液孔，每个渗液孔都朝向动物体表，从而适当地增大水循环系统的作用面积；具体地说，所述渗液孔主要朝向动物的散热部位，以实现精准调温的效果。

从另一方面来讲，所述水循环系统也可以直接利用柔性板的中空结构作为功能性容器，只需要往所述柔性板壁体上的注液孔注入经过温度处理的液体，并通过所述柔性板壁体上的渗液孔往外导出吸热或散热后的液体，即能实现简易的换热过程。

当然，无论是哪种水循环结构，其都包括外部动力设备，动力设备具体可以是电动泵体或者手持按压件等，向所述柔性板内部持续泵入经过温度处理的液体，液体流经所述水循环系统的过程中，能够根据热传导的原理实现传热或者散热，给动物体表调节温度。

在一些其他的实施方式中，所述温控装置采用半导体芯片的形式，所述半导体芯片贴近于所述柔性板的外表面，通过外部控制器的指令，半导体芯片实现加热或者制冷，再配合所述柔性板较为广泛的接触面，均匀地对动物的目标部位实现调温。

在另一些其他的实施方式中，针对只需要对发热动物进行降温处理的情况，所述温控装置还可以采用强制风冷的形式，具体地说，通过在柔性板内镶嵌风机并将出风口朝向动物体表。当动物体温偏高时，控制风机工作，即可以实现对动物体表的物理降温。

作为本发明的进一步优化方案，本设备还包括控制器，所述控制器与所述温控装置电性连接。

作为本发明的进一步优化方案，本设备还包括温度检测模块，所述温度检测模块与所述控制器电性连接。

在此结合本发明的电气结构组成简述其电路工作原理：通过温度检测模块实时监测动物的体温信息并传递到控制器，控制器与程序预设温度比较分析，判断动物是否处于发烧或发冷等体温异常的状态，如处于发烧状态则向温控装置发送降温指令，使温控装置及时执行降温功能，从而对动物进行物理降温；同理，当动物处于低温状态时，所述控制器也能够控制温控装置实现升温操作。本发明采用物理调温的方式还能显著降低动物的应激反应以及药物残留，保证了动物的身体素质。

优选的，所述控制器采用本领域常用的具有分析和控制功能的部件，例如可以是单片机控制器。本发明中，操作人员可以输入对应动物的正常体温作为控制器内部预设好的体温限值，例如是猪的正常体温为38-39.5℃，当温度检测模块检测到的动物体温高于或低于控制器内部设定值范围时，所述控制器即向所述温控装置发送降温或升温指令，从而能够实现对动物的体温调节。

当然，在一些其他的实施方式中，控制器内部也可以提前写入针对对应动物的体温监测程序，当温度检测模块将检测到的动物体温反馈给控制器时，体温监测程序可以自行判断，并给温控装置发送升温或降温指令，同样也能够实现对动物的体温调节。

优选的，所述控制器还设有电源组件，控制器一侧设有充电端口，通过充电端口可为电源组件进行充电，为控制器提供足够的动力；该设置同时还省却了控制器与外部电源的持续连接，简化了设备结构，提升了设备使用的便利性。

作为本发明的进一步优化方案，所述温度检测模块包括固定装置和温度传感器，通过固定装置使得温度传感器能够准确的获取动物体表的体温数据；更优选的，所述固定装置选用夹持装置或穿刺型固定装置，温度传感器具体可以选用红外温度传感器或接触型温度传感器。

当固定装置为夹持装置时，所述温度传感器选用红外温度传感器，并设置在夹持装置的夹持端外侧，使其红外发射端对准诸如猪或牛等动物的耳蜗，将向耳蜗发射的红外线辐射能转变成电信号，红外线辐射能的大小与物体本身的温度相对应，根据转变成电信号大小，可以确定动物的耳蜗温度，从而准确地获取其体温数据。

当固定装置为穿刺型固定装置时，具体为通过耳钉穿过动物耳朵以实现固定，所述温度传感器选用接触式温度传感器，并设置在穿刺型固定装置靠近末端的位置，使接触式温度传感器的接触端与猪耳廓内壁贴合，以直接获取动物的体温数据。

作为本发明的进一步优化方案，所述柔性板紧贴于动物的散热器官或者血管丰富的部位，比如耳朵。对于猪、牛等养殖业常见的牲畜，其散热器官主要集中在耳朵器官，耳朵上的血管密布，对于温度的反应最为灵敏，因此个体一旦出现发热或者发冷情况，最快速有效的治疗办法就是对其耳朵实施温度调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明突破了目前通过调节环境空气温度、广泛淋水以间接维持动物核心温度的做法，利用热传导和热交换的原理，将本发明的设备直接对准动物的散热器官或部位，再以此调节流经血液温度，通过血液循环系统将调温后的血液输送至全身各器官及组织，精准、快速、有效地调整动物的整体体温。

2.本发明结合独立配置的温度检测模块和控制器，及时监测个体的体温变化状态，并针对性地对每个个体实现体温调节，自动化程度高、节能高效。

3.本发明设备具备双向调节温度的功能，在高温环境下，通过运行降温模式，降低表面血管血液温度，吸收动物体内代谢产生的热量，从而快速降低动物核心温度；在低温环境下，通过运行升温模式，提高和维持表面血管流经的血液温度；多方面出发以综合维持动物核心温度，极大保证了动物的生理健康。

与传统的调节空气温度或喷水降温等方法相比，本发明设备具有效率高、能耗低、精准调节体温的特点，本发明提供的设备在动物医疗、保健以及养殖领域有极大的应用前景。

附图说明

图1为本发明的电路原理图；

图2为本发明实施例1的结构示意图；

图3为本发明实施例1的柔性板表面示意图；

图4为本发明实施例2的结构示意图；

图5为本发明实施例2的柔性板内部示意图；

图6为本发明实施例带风机的柔性板内部示意图；

图7为本发明实施例的控制器的外观示意图；

图中，1-控制器；11-充电端口；12-信号灯；13-显示单元；14-按钮组；141-电源开关；142-升温开关；143-降温开关；2-温度检测模块；21-固定装置；22-温度传感器；3-柔性板；4-温控装置；41-注液孔；42-渗液孔；43-流道；44-半导体芯片；45-风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

如图2所示，一种猪用的核心体温调节设备，包括控制器1、温度检测模块2、柔性板3和温控装置4。

本实施例中，所述控制器1包括单片机控制器和电源组件(图中未示出)，单片机控制器分别与温度检测模块2和温控装置4电路连接(通过导线连接)，电源组件为各部件供电，控制器1一侧还设有充电端口11，通过充电端口11可为电源组件进行充电，所述控制器1分析温度检测模块2读取的动物体温数据，并向温控装置4发送升温或者降温指令，以促使温控装置4执行温度调节功能。

本实施例中，如图2所示，所述温度检测模块2包括固定装置21和温度传感器22，在本实施例中所述固定装置21选用夹持装置(在其他实施例中，还可以是穿刺型固定装置)，温度传感器22具体选用红外温度传感器(在其他实施例中，还可以是接触式温度传感器)，通过夹持装置将红外温度传感器固定在猪的耳蜗内，采用夹持装置不会对猪的体表造成伤害，且红外温度传感器测温时间短、反应灵敏，有利于高效精确地获取动物的体温数据。

本实施例中，所述柔性板3为中空结构的水袋，其内部填充有高分子胶体作为中间媒介，水袋表面采用防水面料，所述柔性板3通过与所述固定装置21中的作用面结合，能够在使用过程中贴近猪的耳朵。

本实施例中，如图2、图3所示，所述温控装置4采用半导体芯片44的形式，优选使用帕尔贴半导体；具体地说，所述柔性板3的外表面贴附有半导体芯片44，当温控装置4收到控制器1的指令后，控制所述半导体芯片44透过柔性板3的外表面对中间媒介进行升温或者降温，从而对猪的体表进行温度调节。

本实施例中优选使用的帕尔贴半导体，其工作原理是当把N型和P型半导体元件联结成电偶对并在通上直流电时，电偶对的一端就会吸热制冷，另一端会放热制热，通过调整半导体的电流方向来决定其制冷还是制热。

所述柔性板3建议采用软质塑料等绝缘材质，如此设置，一来能够避免动物遭受触电风险，保护动物的生命安全；二来能够提高温控装置的清洁度，便于其循环使用。

本实施例中，如图7所示，所述控制器1上还设有显示单元13，所述显示单元13选用液晶显示屏，所述显示单元13用于显示传输至控制器1的体温数据。通过温度检测模块2监测猪的体温并传递到控制器1中，控制器1将数据传输到显示单元13以进行显示，养殖人员便可直接察看到每个猪体的体温，无需逐只进行测温，节省了人力物力。

在本实施例中，所述控制器1内设置有蜂鸣器(图中未示出)，所述蜂鸣器用于发送养殖猪体温异常报警，当猪体温异常时及时报警提醒养殖人员，快速察看养殖猪的状态并辅助进行物理降温，防止猪病情加重。

在本实施例中，如图2所示，所述控制器1一侧设置有信号灯12，所述信号灯12用于指示养殖猪的体温状态，信号灯12具体可以选用三色信号灯，当温度传感器监测到猪的体温正常时(即实际体温处于预设正常体温区间38-39.5℃时)，控制器1通过程序控制信号灯12亮绿灯；当监测到猪的体温为发烧状态时(即实际体温大于预设正常体温区间最大值39.5℃时)，控制器1通过程序控制信号灯12亮黄灯；当监测到猪的体温为高烧状态时(即实际温度大于预设最高温度44℃时)，控制器1通过程序控制信号灯12亮红灯，同时控制蜂鸣器发出警报，便于养殖者直观察看猪的状态，控制三色信号灯的单片机程序为现有技术，在此不做过多赘述。

在本实施例中，所述显示单元13的一侧设置有按钮组14，所述按钮组14包括用于开启/关闭退烧仪的电源按钮141和温度调节按钮；所述温度调节按钮包括升温开关142和降温开关143，升温开关142用于降低温控装置的制冷效果，降温开关143用于增强温控装置的制冷效果，可根据实际情况手动调节温控装置4的降温效果，以实现温度调节。

本实施例1的工作原理：

使用时，将温度检测模块2和柔性板3一同固定在养殖猪的耳部，使柔性板3紧贴猪的耳背，使温度传感器22位于猪的耳蜗内；通过温度传感器22实时监测养殖猪的体温，并将体温数据传递到控制器1，控制器1与程序预设温度比较分析，判断猪是否处于体温异常状态，如是则向温控装置4发送温度调节指令，使温控装置4中的半导体芯片44正向或者反向通电，对柔性板3内的中间媒介进行升温或降温，使得猪只的散热器官保持在正常温度范围，再以此调节流经的血液温度，通过血液循环系统精准、快速、有效地调整动物的整体体温。

实施例2

与实施例1不同的是，如图5所示，所述温控装置4采用水循环系统的形式，所述水循环系统设置有流道43和外部动力设备(例如微型泵)，流道43迂回布置于柔性板3的中间媒介之中，流道43的进水端与出水端均与柔性板3的壁体连接，从而在所述柔性板3壁体上形成注液孔41和渗液孔42，其中渗液孔42呈现均匀分布，每个渗液孔42都朝向动物的散热部位。当温控装置4收到控制器1的升温或降温指令后，控制器1控制即将进入流道43的液体温度，并启动外部动力设备，利用水循环的传热和散热性能，从而对猪体进行反向的物理调温治疗。

在本实施例中，如图4所示，所述固定装置21具体选用穿刺型固定装置，温度传感器22具体选用接触式温度传感器，通过穿刺型固定装置将接触式温度传感器固定在猪的耳蜗内，并且使接触式温度传感器与猪耳蜗紧密接触，穿刺型固定装置针对活动性较强的猪或病情较为严重的猪，固定效果更好，能有效防止掉落，并且接触式温度传感器测温更加准确。

本实施例2的工作原理：

使用时，将温度检测模块2和柔性板3一同固定在养殖猪的耳部，使柔性板3紧贴猪的耳背，使温度传感器22位于猪的耳蜗内；通过温度传感器22实时监测养殖猪的体温，并将体温信息传递到控制器1，控制器1与程序预设温度比较分析，判断猪是否处于体温异常状态，如是则向温控装置4发送升温或降温指令，温控装置4控制即将进入流道43的液体温度，并启动外部动力设备，利用水循环的热传导性能，对柔性板3内的中间媒介进行升温或降温，从而对猪体进行反向的物理调温治疗。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种可调节动物体内核心温度的设备，其特征在于：包括能够穿戴在动物身上的柔性板(3)，所述柔性板(3)的内表面贴附于动物体表，所述柔性板(3)上设置有温控装置(4)。

2.根据权利要求1所述的一种可调节动物体内核心温度的设备，其特征在于：所述柔性板(3)为中空结构的弹性件，弹性件内部能够填充有辅助温控的媒介。

3.根据权利要求1所述的可调节动物体内核心温度的设备，其特征在于：所述温控装置(4)包括水循环系统，所述水循环系统包括注液孔(41)和渗液孔(42)，所述渗液孔(42)朝向动物体表。

4.根据权利要求1所述的可调节动物体内核心温度的设备，其特征在于：所述温控装置(4)包括半导体芯片(44)，所述半导体芯片(44)贴近于所述柔性板(3)的外表面。

5.根据权利要求1所述的可调节动物体内核心温度的设备，其特征在于：所述温控装置(4)包括风机(45)，所述风机(45)镶嵌于柔性板(3)内，且出风口朝向动物体表。

6.根据权利要求3-5任一项所述的可调节动物体内核心温度的设备，其特征在于：还包括控制器(1)，所述控制器(1)与所述温控装置(4)电性连接。

7.根据权利要求6所述的可调节动物体内核心温度的设备，其特征在于：还包括温度检测模块(2)，所述温度检测模块与所述控制器(1)电性连接。

8.根据权利要求1所述的可调节动物体内核心温度的设备，其特征在于：所述柔性板(3)紧贴于动物的散热器官或者血管丰富的部位，比如耳朵。

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