CZ27886U1 - Apparatus for continuous measurement of pH and redox potential in paunch - Google Patents

Apparatus for continuous measurement of pH and redox potential in paunch Download PDF

Info

Publication number
CZ27886U1
CZ27886U1 CZ2014-30275U CZ201430275U CZ27886U1 CZ 27886 U1 CZ27886 U1 CZ 27886U1 CZ 201430275 U CZ201430275 U CZ 201430275U CZ 27886 U1 CZ27886 U1 CZ 27886U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
probe
rumen
electrode
redox potential
animal
Prior art date
Application number
CZ2014-30275U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Aleš Veselý
Michal Richter
Ludmila Křížová
Original Assignee
Agrovýzkum Rapotín, s.r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agrovýzkum Rapotín, s.r.o. filed Critical Agrovýzkum Rapotín, s.r.o.
Priority to CZ2014-30275U priority Critical patent/CZ27886U1/en
Publication of CZ27886U1 publication Critical patent/CZ27886U1/en

Links

Landscapes

  • Fodder In General (AREA)

Description

Zařízení pro kontinuální měření pH a redox potenciálu v bachoru přežvýkavcůEquipment for continuous measurement of pH and redox potential in rumen ruminants

Oblast technikyTechnical field

Řešení se týká zařízení udržované vlastní hmotností na dně ventrálního vaku bachoru přežvýkavců zejména skotu a určené pro kontinuální měření hodnot pH a redox potenciálu bachorového obsahu s bezdrátovým přenosem dat do centrálního počítače prostřednictvím antény vyvedené přes víko ruminální kanyly na povrch zvířete.The invention relates to a device maintained by its own weight at the bottom of the rumen bag of ruminants, in particular bovine animals, intended to continuously measure the pH and redox potential of rumen contents with wireless data transfer to a central computer via an antenna led through the rumen cannula lid.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Bachorové mikroorganizmy přežvýkavců vyžadují pro svou činnost striktně anaerobní prostředí. Anaerobnost prostředí lze charakterizovat hodnotou redox potenciálu bachorové tekutiny, přičemž oxidačně redukční charakter bachorového prostředí ve vztahu k přítomným mikroorganizmům nejlépe kvantifikuje tzv. Clarkův exponent rH, který v sobě na základě rovnice dle Nemsta sdružuje parametry pH a redox potenciál (Marounek a kol., 1987). Změny redox potenciálu popř. parametru rH bachorové tekutiny jsou ovlivňovány skladbou krmné dávky a zdravotním stavem zvířat, což bylo publikováno např. v pracích autorů Mishra a kol. (1970) a Marounek a kol. (1987). Potřeba měření redox potenciálu bachorového prostředí postupně narůstá se zaváděním krmných doplňků, které tento parametr mohou ovlivnit např. kvasnice (Mathieu a kol., 1996; Marden a kol., 2008). Pro správné vyhodnocení vlivu krmného doplňku jsou vyžadovány záznamy změn redox potenciálu v průběhu celého dne. Získání těchto dat běžnými prostředky je velmi pracné a nákladné.Ruminant rumen microorganisms require a strictly anaerobic environment to function. Anaerobicity of the environment can be characterized by the value of rumen liquid redox potential, while the redox potential of the rumen environment in relation to the microorganisms present is best quantified by the Clark exponent rH, which associates the pH and redox potential parameters based on the Nemst equation (Marounek et al. ). Changes in redox potential The rH parameters of rumen fluids are influenced by the composition of the ration and the health of the animals, as published, for example, in Mishra et al. (1970) and Marounek et al. (1987). The need for measuring the redox potential of the rumen environment gradually increases with the introduction of dietary supplements that may affect this parameter, for example, yeast (Mathieu et al., 1996; Marden et al., 2008). Redox potential changes throughout the day are required to properly assess the effect of the feed supplement. Obtaining this data by conventional means is very laborious and expensive.

Hodnota pH bachorového obsahu přežvýkavců je důležitá pro monitorování zdravotního stavu zvířat především v souvislosti se subklinickou a klinickou acidózou. Pro správné vyhodnocení acidózního stavu jsou vyžadovány záznamy změn pH v průběhu celého dne. Získání těchto dat běžnými prostředky je velmi pracné a nákladné.The rumen pH of ruminants is important for monitoring animal health, particularly in relation to subclinical and clinical acidosis. For accurate evaluation of the acid state, records of pH changes throughout the day are required. Obtaining this data by conventional means is very laborious and expensive.

Možné způsoby měření pH a redox potenciálu bachorového obsahu lze rozdělit do dvou základních metod, měření mimo zvíře (1) a měření uvnitř bachoru (2).Possible ways of measuring the pH and redox potential of rumen content can be divided into two basic methods, outside the animal (1) and inside the rumen (2).

1. V prvním případě se laboratorním pH-metrem měří pH a laboratorním mV-metrem se měří redox potenciál bachorové tekutiny odebrané z bachoru pomocí jícnové sondy nebo v případě kanylovaných zvířat přes ruminální kanylu pomocí velkokapacitní injekční stříkačky nebo pumpy. Při odběru prostřednictvím jícnové sondy je potřeba zvíře dobře fixovat, což vyžaduje spolupráci většího počtu ošetřovatelů, je zde i vyšší riziko zranění v důsledku neklidu zvířete. Tímto postupem nelze dobře postihnout celodenní změny parametrů bachorové tekutiny (pH, redox potenciál apod.), neboť v důsledku vysoké pracnosti lze v průběhu dne realizovat pouze omezený počet odběrů. Dalším nedostatkem této metody je změna parametrů bachorové tekutiny v důsledku kontaktu se vzduchem, což může měřené hodnoty pH a redox potenciálu ovlivnit (Dado a Allen, 1993; Marden a kol., 2005). Oba problémy, intervaly měření a kontakt se vzduchem řeší částečně metoda publikovaná v práci autorů Corley a kol. (1999) a Marden a kol. (2005). V tomto postupuje bachorová kapalina kontinuálně nasávána přes filtr fixovaný závažím na dně vetrálního vaku bachoru pomocí pumpy umístěné mimo zvíře a hadičkou procházející přes víko ruminální kanyly je vedena do měřicí cely oddělené od vnějšího prostředí. U této metody lze obecně předpokládat vyšší nespolehlivost v důsledku zvýšené pravděpodobnosti ucpávání systému.1. In the first case, the pH is measured with a laboratory pH meter and the redox potential of the rumen fluid collected from the rumen using a esophagus probe or in the case of cannulated animals via a rumen cannula using a large-capacity syringe or pump is measured with a laboratory mV-meter. When taking an oesophageal probe, it is necessary to fix the animal well, which requires the cooperation of a larger number of nurses, and there is also a higher risk of injury due to animal restlessness. This procedure cannot be used to capture all-day changes in rumen fluid parameters (pH, redox potential, etc.), because only a limited number of samples can be taken during the day due to high labor intensity. Another drawback of this method is the change in rumen fluid parameters due to air contact, which may affect the measured pH and redox potential values (Dado and Allen, 1993; Marden et al., 2005). Both problems, measurement intervals, and air contact are partially addressed by the method published by Corley et al. (1999) and Marden et al. (2005). In this procedure, the rumen fluid is continuously sucked through a weight-fixed filter at the bottom of the rumen vent bag by means of a pump located outside the animal, and through a tube passing through the rumen cannula lid is routed to a measuring cell separated from the external environment. This method can generally be expected to be more unreliable due to the increased likelihood of system clogging.

2. Ve druhém případě je parametr pH měřen uvnitř bachoru, přičemž signál z pH-senzoru může být do zařízení na zpracování a sběr dat umístěného vně zvířete přenášen vodiči nebo je sběrné zařízení umístěno spolu se pH-senzorem v bolusu fixovaném na dně bachoru, a data jsou přenášena do počítače v souboru po skončení měření. Tato metoda kontinuálního měření pH a její modifikace jsou nejčastěji používané a byly publikovány v několika pracích. Zařízení se zpracováním a sběrem dat mimo zvíře bylo patentováno (US 2002/0156356 Al, Mehrotra V. P., 24. 10. 2002). Použití obdobných zařízení bylo publikováno autory Dado a Allen (1993), Nocek a kol.2. In the latter case, the pH parameter is measured inside the rumen, whereby the signal from the pH sensor can be transmitted to conductors outside the animal by means of conductors or the collection device is placed together with the pH sensor in a bolus fixed at the bottom of the rumen; the data is transferred to the computer in the file after the measurement. This method of continuous pH measurement and its modifications are the most commonly used and have been published in several works. A device with processing and data collection outside the animal has been patented (US 2002/0156356 A1, Mehrotra V. P., October 24, 2002). The use of similar devices has been published by Dado and Allen (1993), Nocek et al.

- 1 CZ 27886 Ul (2002) a AlZahal a kol. (2007). Kontinuální měření redox potenciálu pomocí senzoru umístěného uvnitř bachoru nebylo na rozdíl od běžně měřeného parametru pH publikováno. Firma DASCOR (Kanada), která vyrábí zařízení pro měření pH a teploty v bachoru, nabízí též modifikaci umožňující měření redox potenciálu. U tohoto typu zařízení je zařízení pro sběr a uchování dat umístěno spolu s redox-senzorem v bolusu fixovaném na dně bachoru, přičemž data jsou přenášena do počítače v souboru po skončení měření. Při této konfiguraci nelze průběžně kontrolovat funkčnost zařízení bez jeho vyjmutí z bachoru a přenosu dat do počítače.1 CZ 27886 U1 (2002) and AlZahal et al. (2007). Continuous measurement of the redox potential using a sensor placed inside the rumen has not been published, unlike a commonly measured pH parameter. DASCOR (Canada), which manufactures rumen pH and temperature measurement equipment, also offers a modification to measure the redox potential. In this type of device, the data acquisition and storage device is placed together with a redox sensor in a bolus fixed at the bottom of the rumen, the data being transferred to a computer in a file after the measurement. With this configuration, the functionality of the device cannot be continuously checked without removing it from the rumen and transferring data to the computer.

Odstranit výše zmiňované nedostatky umožňuje zařízení, které je schopno zpracovaná data bezdrátově předávat centrálnímu počítači. Nové technologie dovolily zmenšit rozměry těchto zařízení, což umožňuje jejich aplikaci do bachoru perorálně. Obecným problémem u těchto zařízení je vysoký útlum signálu při průchodu tělními tekutinami především na vyšších frekvencích. Tato skutečnost vyžaduje retranslační vysílač v blízkosti zvířete, který se běžně umísťuje na krk v podobě evidenční známky. Byla publikována řada zařízení tohoto typu, která umožňují měřit řadu parametrů (teplota, pH, tlak), nikoliv však redox potenciál. Jeden z typů tohoto zařízení byl zveřejněn v článku autorů Gasteiner a kol. (2008). Různé modifikace řešících tento způsob kontinuálního snímání parametrů bachoru (pH, teplota, tlak) s bezdrátovým přenosem dat byly publikovány v rámci patentů (US 2004/0133131 Al, Kuhn a kol., 8. 7. 2004), (US 7, 062, 308 Bl, Jackson W. J., 13. 6. 2006), (WO 01/013712 Al, Verstege A. B. M. a kol. 1. 3. 2001), (WO 02/073194 A2, Van Over J. E., 19. 9. 2002). Měření redox potenciálu samostatně bylo řešeno v rámci užitného vzoru (CZ 19728 Ul, Richter M. a kol.). Obě naposledy zmiňovaná řešení neumožňovala paralelní měření obou parametrů (pH a redox potenciálu).The device that is able to wirelessly transmit the processed data to the central computer enables to eliminate the above mentioned drawbacks. New technologies have allowed the size of these devices to be reduced, allowing them to be applied to the rumen orally. A general problem with these devices is the high signal attenuation when passing through body fluids, especially at higher frequencies. This requires a retransmitter in the vicinity of an animal that is normally placed on the neck in the form of a registration plate. A number of devices of this type have been published which allow to measure a number of parameters (temperature, pH, pressure) but not the redox potential. One type of this device has been disclosed in an article by Gasteiner et al. (2008). Various modifications to this method of continuously sensing rumen parameters (pH, temperature, pressure) with wireless data transmission have been published in patents (US 2004/0133131 Al, Kuhn et al., Jul 8, 2004), (US 7,062, 308 B1, Jackson WJ, 13/06/2006), (WO 01/013712 A1, Verstege ABM et al., 1 March 2001), (WO 02/073194 A2, Van Over JE, 19 September 2002). Measurement of redox potential separately was solved within the utility model (CZ 19728 Ul, Richter M. et al.). The last two solutions did not allow parallel measurement of both parameters (pH and redox potential).

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro kontinuální měření hodnot pH a redox potenciálu v bachoru přežvýkavců, podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že umožňuje současné měření hodnot pH a redox potenciálu a je tvořeno sondou, která se vkládá přes bachorovou kanylu na dno bachoru, přičemž sonda je následně prostřednictvím anténního kabelu připevněna k víku bachorové kanyly. Sonda se skládá z trubky, jež vytváří hermeticky uzavřené pouzdro, přičemž ve spodním víku trubky jsou dva otvory s kabelovými průchodkami pro průchod kombinované skleněné elektrody s gelovou referenční elektrodou a platinové elektrody. Spodní víko trubky tvoří s ochranným lemem jeden celek, přičemž ochranný lem je opatřen otvory a je připevněn pomocí závitu k trubce. Přes otvory je pomocí stahovacích pásek k lemu připevněno přídavné závaží ve tvaru prstence. Trubka, spodní víko s ochranným lemem a přídavné závaží, vyrobené z téhož materiálu, plní funkci závaží, které stabilizuje sondu na dně bachoru. V horním víku trubky je kabelová průchodka pro průchod anténního kabelu, který vyčnívá nad trubku, je vyveden nad povrch vyšetřovaného zvířete skrz víko bachorové kanyly a na anténním kabelu je zevně připevněna karabina pro zajištění sondy k víku bachorové kanyly. Sonda zhotovená z nerezové trubky obsahuje dva moduly, elektrický zdroj a sáček se silikagelem. Výsledky měření vysílané z antény sondy jsou snímány přijímací anténou, která je pomocí interface a USB portu spojena s centrálním počítačem a umožňuje bezdrátový přenos výsledků měření od alespoň jednoho zvířete do počítače.The above mentioned disadvantages are eliminated by a device for continuous measurement of pH and redox potential in rumen of ruminants, according to a technical solution, which consists in that it allows simultaneous measurement of pH and redox potential and consists of a probe inserted through the rumen cannula on the rumen bottom. wherein the probe is subsequently attached to the rumen cannula lid by means of an antenna cable. The probe consists of a tube which forms a hermetically sealed housing, with two openings in the lower lid of the tube with cable glands for the passage of the combined glass electrode with the gel reference electrode and the platinum electrode. The lower lid of the pipe is integral with the protective flange, the protective flange being provided with holes and secured to the pipe by means of a thread. An additional ring-shaped weight is attached to the rim through the openings by means of tightening straps. The tube, bottom lid with skirt and additional weight, made of the same material, acts as a weight that stabilizes the probe at the bottom of the rumen. In the upper tube lid there is a cable gland for the passage of the antenna cable that protrudes above the tube, extends above the surface of the animal to be examined through the rumen cannula cover, and a carabiner is attached externally to the antenna cable to secure the probe to the rumen cannula cover. The stainless steel probe contains two modules, an electrical source and a silica gel bag. The measurement results transmitted from the probe antenna are sensed by the receiving antenna, which is connected to the central computer via the interface and USB port and allows the wireless transmission of the measurement results from at least one animal to the computer.

Zařízení podle technického řešení je charakterizováno tím, že měřicí pH elektroda je tvořena skleněnou elektrodou s gelovou referenční elektrodou.The device according to the invention is characterized in that the pH measuring electrode is formed by a glass electrode with a gel reference electrode.

Zařízení podle technického řešení je také charakterizováno tím, že měřicí redox elektroda je tvořena platinovou elektrodou.The device according to the invention is also characterized in that the measuring redox electrode is a platinum electrode.

Zařízení podle technického řešení je charakterizováno dál tím, že trubka i spodní víko je vyrobena z nerezové oceli, či případně i z jiného vhodného inertního materiálu.The device according to the invention is further characterized in that the tube and the lower lid are made of stainless steel or possibly another suitable inert material.

Zařízení podle technického řešení je dále charakterizováno tím, že jeden modul je zesilovač signálu z měřicích elektrod.The device according to the invention is further characterized in that one module is a signal amplifier from the measuring electrodes.

-2CZ 27886 Uí-2GB 27886 Ui

Zařízení podle technického řešení je též charakterizováno tím, že druhý modul je složen z mikroprocesoru s řídícím softwarem a vysílacího členu.The device according to the invention is also characterized in that the second module is composed of a microprocessor with control software and a transmitter.

Zařízení podle technického řešení je ještě charakterizováno tím, že je provedeno uspořádání přijímací antény, interface a USB portu v centrálním počítači pro současné zpracování signálu z více než jedné sondy a tím i pro současné sledování několika zvířat.The device according to the invention is further characterized in that the receiving antenna, interface and USB port are arranged in a central computer for simultaneous processing of the signal from more than one probe and thus for simultaneous monitoring of several animals.

Zařízení podle technického řešení je součástí systému, který zajišťuje současné kontinuální měření hodnot pH a redox potenciálu v bachorové tekutině a jeho bezdrátový přenos z povrchu zvířete přes přijímací anténu do centrálního počítače umístěného v přilehlé laboratoři. Zařízení bylo původci technického řešení použito k měření pH a redox potenciálu bachorové tekutiny, což jsou průkazné údaje o zdravotním stavu sledovaných zvířat. Použití se předpokládá u přežvýkavce vybaveného bachorovou kanylou. Měření uvedených parametrů probíhá kontinuálně ve volitelných časových intervalech a měřené zvíře není nijak obtěžováno, protože bachorovou kanylu dobře snáší a její zavedení se provádí operačně při místním znecitlivění břišní stěny.The device according to the invention is part of a system that ensures simultaneous continuous measurement of pH and redox potential values in rumen fluid and its wireless transmission from the animal's surface via a receiving antenna to a central computer located in an adjacent laboratory. The device was used by the inventor of the technical solution to measure the pH and redox potential of rumen fluids, which are conclusive data on the health status of the monitored animals. Use is foreseen in ruminants equipped with a rumen cannula. Measurement of these parameters is carried out continuously at selectable time intervals and the measured animal is not bothered in any way, because it can well tolerate the rumen cannula and its implementation is performed surgically with local anesthetic of the abdominal wall.

Vysílání a přijímání signálu probíhá takto: Přijímací anténa je spojena prostřednictvím interface a USB portu s centrálním počítačem. Řídící software je možné použít pro neomezený počet používaných měřicích sond zároveň, tedy několika zvířat.Transmission and reception of the signal is as follows: The receiving antenna is connected to the central computer via the interface and USB port. The control software can be used for an unlimited number of measuring probes used simultaneously, ie several animals.

Zařízení podle technického řešení sestává z trubky, zejména z nerezové oceli nebo jiného přijatelného inertního materiálu, která tvoří sondu hermeticky uzavřenou z obou stran. K horní části trubky je přivařeno horní víko, spodní část trubky je opatřena závitem, prostřednictvím něhož je připevněno spodní víko s ochranným lemem. Spodní víko a ochranný lem tvoří jeden celek. Ochranný lem je opatřen několika velkými otvory za účelem dobrého kontaktu bachorové tekutiny s měřicími elektrodami. Původcům se osvědčilo, když ochranný lem měl délku přibližně 4,5 cm, otvory měly průměr přibližně 3,5 cm x 3 cm. Ve spodním víku jsou dva otvory opatřené kabelovou průchodkou, kterými prochází skleněná elektroda s gelovou referenční elektrodou pro měření pH a platinová elektroda pro měření redox potenciálu bachorové tekutiny. Přes otvory v lemu je pomocí stahovacích pásek připevněno přídavné závaží prstencového tvaru vyrobené z nerezové oceli, které zvyšuje stabilitu zařízení na dně bachoru.The device according to the invention consists of a tube, in particular of stainless steel or other acceptable inert material, which forms a probe hermetically sealed from both sides. The upper lid is welded to the upper part of the pipe, the lower part of the pipe is threaded, by means of which the lower lid with the protective rim is attached. The lower lid and the skirt form a unit. The skirt is provided with several large openings for good contact of the rumen fluid with the measuring electrodes. The inventors have found it useful when the protective rim was approximately 4.5 cm long, the apertures had a diameter of approximately 3.5 cm x 3 cm. In the lower lid there are two openings provided with a cable gland through which a glass electrode with a gel reference electrode for pH measurement passes and a platinum electrode for measuring the redox potential of the rumen fluid. An additional ring-shaped weight made of stainless steel is attached through the holes in the rim to increase the stability of the device at the bottom of the rumen.

V horním víku trubky je umístěna kabelová průchodka, kterou prochází anténní kabel o průměru asi 5 mm, který vyčnívá nad horní hranu trubky přibližně 1 m a plní funkci vysílací antény. Ve výši přibližně 40 cm nad horní hranou trubky je na povrchu vyšetřovaného zvířete na anténě upevněna karabina, která slouží zevně k fixaci sondy k víku bachorové kanyly. Horních 10 cm anténního kabeluje zbaveno stínění z důvodu zajištění vysílací funkce. Víko kanyly je součástí bachorové kanyly, voperované do stěny břišní a je volně zvenku přístupné.In the upper lid of the tube is located a cable gland through which the antenna cable with a diameter of about 5 mm, which protrudes above the upper edge of the tube approximately 1 m and serves as a transmitting antenna. At a height of approximately 40 cm above the upper edge of the tube, a carabiner is mounted on the antenna surface of the animal to be examined, which serves externally to fix the probe to the rumen cannula lid. The top 10 cm of antenna cable is shielded to ensure the transmission function. The cannula lid is part of the rumen cannula, inserted into the abdominal wall and freely accessible from the outside.

Uvnitř sondy je umístěna elektronická část sestávající ze dvou modulů a elektrického zdroje. První modul je zesilovač o rozměru přibližně 2x7 cm, který zesiluje signál z měřicích elektrod. Druhý modul o rozměru přibližně 1 x 2 cm je složen z mikroprocesoru a vysílacího členu. Mikroprocesor je vybaven řídícím softwarem, který je součástí systému zpracování dat a přenosu signálu. V sondě je dále umístěn průlinčitý sáček se silikagelem, který zajišťuje suché prostředí potřebné pro funkci elektroniky.Inside the probe there is an electronic part consisting of two modules and a power supply. The first module is an approximately 2 x 7 cm amplifier that amplifies the signal from the measuring electrodes. The second module of approximately 1 x 2 cm is composed of a microprocessor and a transmitter. The microprocessor is equipped with control software, which is part of the data processing and signal transmission system. The probe also has a porous silica gel bag that provides a dry environment for the electronics.

Obsluha zařízení podle technického řešení je snadná, získané výsledky měření byly velmi přesné a zvířata celé vyšetřování dobře snášela a byla při něm klidná. Po malé úpravě zejména vyhodnocovacího systému lze nové zařízení podle technického řešení použít na vyšetřování i jiných druhů přežvýkavých zvířat. Bachorovou sondu lze snadno vložit na dno ventrálního bachorového vaku přes bachorovou kanylu po odejmutí víka kanyly.Operation of the device according to the technical solution is easy, the obtained measurement results were very accurate and the animals were well tolerated and calm. After a small modification, especially the evaluation system, the new equipment according to the technical solution can be used for the examination of other species of ruminant animals. The rumen probe can easily be inserted into the bottom of the ventral rumen bag through the rumen cannula after removal of the cannula lid.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na přiložených výkresech je na obr. 1 znázorněn boční pohled na koncovou část zařízení podle technického řešení, tedy na sondu. Na obr. 2 je podélný řez sondou, na obr. 3 je spodní pohled naIn the accompanying drawings, FIG. 1 shows a side view of an end portion of the device according to the invention, i.e. a probe. Fig. 2 is a longitudinal section of the probe; Fig. 3 is a bottom view of the probe;

-3CZ 27886 U1 sondu a na obr. 4 je schematické zobrazení celého sledování zvířete s přenosem a záznamem naměřených hodnot.Fig. 4 is a schematic representation of the entire animal observation with transmission and recording of measured values.

Následující příklady provedení zařízení podle technického řešení pouze dokládají, aniž by ho jakkoliv omezovaly.The following examples of embodiments of the device according to the invention only illustrate without limiting it.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Příklad 1Example 1

Vyšetřovanému zvířeti 22 - laktující dojnici o hmotnosti 600 kg a stáří 4 roky - byla v místním znecitlivění voperována bachorová kanyla 23 do břišní stěny bachoru tak, aby víko kanyly 24 bylo volně přístupné zvenku zvířete 22. Bachorová kanyla 23 může zůstat ve zvířeti 22 libovolně dlouho. Měřicí sonda 17 je vložena do ventrálního bachorového vaku přes bachorovou kanylu 23 po odejmutí víka 24 kanyly. Vložená sonda 17 se skládá z nerezové trubky I o délce 20 cm a průměru 8 cm, která tvoří sondu 17 hermeticky uzavřenou z obou stran. Spodní víko 2 s ochranným lemem 3 je našroubováno přes závit 6 na trubku I s použitím těsnění 5. Na uvedeném spodním víku 2 s lemem 3 jsou dva otvory opatřené kabelovými průchodkami 7, kterými prochází skleněná elektroda s gelovou referenční elektrodou 8 pro měření hodnot pH a platinová elektroda 9 pro měření hodnot pH. Ochranný lem 3 je opatřen 4 velkými otvory 4 za účelem dobrého kontaktu bachorové tekutiny s elektrodami 8 a 9. Ochranný lem 3 má délku přibližně 4,5 cm, otvory 4 mají průměr přibližně 3,5 cm x 3 cm a mohou být oválné či kulaté. Přes otvory 4 v lemu je pomocí stahovacích pásek 26 připevněno přídavné závaží 25 prstencového tvaru vyrobené z nerezové oceli, které zvyšuje stabilitu zařízení na dně bachoru.The examined animal 22 - a lactating dairy cow weighing 600 kg and 4 years old - was subjected to local anesthesia to operate the rumen cannula 23 into the abdominal wall of the rumen so that the lid of the cannula 24 is freely accessible from the outside of the animal 22. . The measuring probe 17 is inserted into the ventral rumen bag via the rumen cannula 23 after removal of the cannula cap 24. The intermediate probe 17 consists of a stainless steel tube I 20 cm long and 8 cm in diameter, forming the probe 17 hermetically sealed from both sides. Bottom lid 2 with skirt 3 is screwed through thread 6 onto pipe I using seal 5. On said bottom skirt 2 with skirt 3 are two holes provided with cable glands 7 through which the glass electrode with the gel reference electrode 8 for pH measurement passes and a platinum electrode 9 for measuring pH values. The protective rim 3 is provided with 4 large openings 4 for good contact of the rumen fluid with the electrodes 8 and 9. The protective rim 3 has a length of approximately 4.5 cm, the openings 4 have a diameter of approximately 3.5 cm x 3 cm and can be oval or round . An additional annular weight 25 made of stainless steel is fastened through the apertures 4 in the rim to increase the stability of the device at the bottom of the rumen.

V horním přivařeném víku 10 trubky I je umístěna kabelová průchodka 11, kterou prochází kabel vysílací antény 12 o průměru asi 5 mm, který vyčnívá nad horní hranu trubky I přibližně 1 m a plní funkci vysílací antény. Je vyveden nad povrch vyšetřovaného zvířete 22 a umístěn na víku 24 kanyly 23 na břišní stěně zvířete 22. Ve výši přibližně 40 cm nad horní hranou trubky 1 je na kabelu vysílací antény 12 zevně upevněna karabina 18, která slouží k vnější fixaci sondy 17 k víku 24 bachorové kanyly 23. Horních 10 cm kabelu vysílací antény 12 je zbaveno stínění z důvodu zajištění vysílací funkce.In the upper welded lid 10 of the tube I is located a cable gland 11 through which the cable of the transmitting antenna 12 of about 5 mm diameter extends above the upper edge of the tube I approximately 1 m and fulfills the function of the transmitting antenna. It is led above the surface of the animal to be examined 22 and placed on the lid 24 of the cannula 23 on the abdominal wall of the animal 22. At a height of approximately 40 cm above the upper edge of the tube 1, a carabiner 18 is fastened externally to the transmit antenna cable. 24 of the rumen cannula 23. The top 10 cm of the transmit antenna cable 12 is shielded to provide a transmit function.

Uvnitř sondy 17 ie umístěna elektronická část sestávající z modulu 13, modulu 14 a elektrického zdroje 15, který nejlépe tvoří akumulátor. Modul 13 je zesilovač o rozměru přibližně 2x7 cm, který zesiluje signál z měřicích elektrod 8 a 9. Modul 14 o rozměru 1 x 2 cm je složen z mikroprocesoru a vysílacího členu. Mikroprocesor je vybaven řídícím softwarem, který je součástí systému přenosu signálu. V sondě 17 je dále umístěn průlinčitý sáček 16 se silikagelem, který zajišťuje suché prostředí potřebné pro funkci elektroniky. Výsledky měření bachorové tekutiny se bezdrátově přenášejí z ventrálního vaku bachoru zvířete 22 přes kabel vysílací antény 12 na přijímací anténu 19 do centrálního počítače 21, umístěného v přilehlé laboratoři, prostřednictvím interface 20 a USB portu. Řídící software je možné použít pro neomezený počet používaných měřicích sond 17, takže k centrálnímu počítači 21 lze současně napojit několik sond 17 pro současné vyšetřování několika zvířat 22.Inside the probe 17 is located an electronic part consisting of a module 13, a module 14 and a power source 15 that best forms an accumulator. The module 13 is an approximately 2 x 7 cm amplifier that amplifies the signal from the measuring electrodes 8 and 9. The 1 x 2 cm module 14 is comprised of a microprocessor and a transmitter. The microprocessor is equipped with control software, which is part of the signal transmission system. Further, the probe 17 is provided with a silica gel bag 16 that provides a dry environment for the electronics function. The rumen fluid measurement results are transmitted wirelessly from the rumen bag of the animal 22 via a transmit antenna cable 12 to a receive antenna 19 to a central computer 21 located in an adjacent laboratory, via interface 20 and a USB port. The control software can be used for an unlimited number of measuring probes 17 used, so that several probes 17 can be connected to the central computer 21 simultaneously to investigate several animals 22.

Zařízení podle technického řešení bylo původci s úspěchem ověřeno v praxi na pracovišti přihlašovatele, kterým je Agrovýzkum Rapotín s.r.o., CZ.The device according to the technical solution was successfully verified by the inventor in practice at the applicant's workplace, which is Agrovýzkum Rapotín s.r.o., CZ.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Nové zařízení umožňuje jednoduché kontinuální současné měření pH a redox potenciálu v bachoru přežvýkavců a to i po delší dobu, které zvíře dobře snáší a je v klidu.The new device allows simple continuous simultaneous measurement of pH and redox potential in rumen of ruminants, even over a longer period, which the animal tolerates well and is at rest.

Přehled literaturyLiterature review

AlZahal O., Rustomo B., Odongo N. E., Duffield T. F., McBride B. W. 2007. Technical notě: A systém for continuous recording of ruminal pH in cattle. J. Anim Sci., 85:213.AlZahal O., Rustomo B., Odongo N. E., Duffield T. F., McBride B. W. 2007. Technical note: A system for continuous recording of ruminal pH in cattle. J. Anim Sci., 85: 213.

-4CZ 27886 U1-4GB 27886 U1

Corley R. N., Murphy M. R., Lučena J., Panno S. V. 1999. Technical notě: a device for obtaining time-integrated samples of ruminal fluid. J. Anim Sci., 77:2540-2544.Corley R. N., Murphy M. R., Lucena J., Panno S. V. 1999. Technical note: a device for obtaining time-integrated samples of ruminal fluid. J. Anim Sci., 77: 2540-2544.

Dado R. G. and Allen M. S. 1994. Variation in and relationships among feeding, chewing, and drinking variables for lactating dairy cows. J. Dairy Sci., 77:132.Dado R.G. and Allen M.S. 1994. Variation and relationships among feeding, chewing, and drinking variables for lactating dairy cows. J. Dairy Sci., 77: 132.

Gasteiner J., Fallast M., Rosenkranz S., Háusler J., Schneider K., Schwab M., Marden. J. P., Julien C., Monteils V. et al. (2008): How does live yeast differ from sodium bicarbonate to stabilize ruminal pH i hihg-yielding dairy cows?. J. Dairy Sci., 2008, 91, 3528 - 3535. ISSN 00220302.Gasteiner J., Fallast M., Rosenkranz S., Hausler J., Schneider K., Schwab M., Marden. J.P., Julien C., Monteils V. et al. (2008): How does live yeast differ from sodium bicarbonate to stabilize ruminal pH and hihg-yielding dairy cows ?. J. Dairy Sci., 2008, 91, 3528-3535. ISSN 00220302.

Marounek M., Roubal P., Bartoš S. (1987): The redox potential, rH and pH values in the gastrointestinal tract of smáli ruminants. Physiol. Bohemoslov., 1987, 36, 71 - 74. ISSN 0014-1291.Marounek M., Roubal P., Bartos S. (1987): The redox potential, rH and pH values in the gastrointestinal tract of laughing ruminants. Physiol. Bohemoslov., 1987, 36, 71-74. ISSN 0014-1291.

Mathieu F., Jouany J. P., Senaud. J., et al. (1996): The effect of Saccharomyces cerevisae and Aspergillus oryzae on fermentations in the rumen faunated and defaunaned sheep, protozoal and probiotic interactions. Reprod. Nutr. Dev.Mathieu F., Jouany J.P., Senaud. J., et al. (1996): The effect of Saccharomyces cerevisae and Aspergillus oryzae on fermentations in rumen faunated and defaunaned sheep, protozoal and probiotic interactions. Reprod. Nutr. Dev.

Mishra M., Martz F. A., Stanley R. W., Johnson H. D., Campbell J. R., Hilderbrand E. 1970. Effect of diet and ambient temperature-humidity on ruminal ph, oxidation reduction potential, ammonia and lactic acid in lactating cows. J. Anim Sci., 30:1023-1028.Mishra M., Martz F. A., Stanley R. W., Johnson H. D., Campbell J. R., Hilderbrand E. 1970. Effect of Diet and Ambient Temperature-Humidity on Ruminal Ph, Oxidation Reduction Potential, Ammonia and Lactic Acid in Lactating Cows. J. Anim Sci., 30: 1023-1028.

Nocek J. E., Allman J. G., Kautz W. P. 2002. Evaluation of an indwelling ruminal probe methodology and effect of grain level on diumal pH variation in dairy cattle. J. Dairy Sci., 85:422.Nocek JE, Allman JG, Kautz W.P. 2002. Evaluation of Indwelling Ruminal Probe Methodology and Effect of Grain Level on Diumal pH Variation in Dairy Cattle. J. Dairy Sci., 85: 422.

Claims (6)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Zařízení pro kontinuální měření hodnot pH a redox potenciálu v bachoru přežvýkavců, vyznačující se tím, že umožňuje současné měření hodnot pH a redox potenciálu a je tvořeno měřicí sondou (17) upevněnou na bachorové kanyle (23), kde sonda se skládá z nerezové trubky (1) oboustranně hermeticky uzavřené dvěma víky (2, 10), přičemž spodní víko (2) je spojené s lemem (3), ke kterému je pomocí stahovacích pásek (26) připevněno přídavné závaží (25), je opatřeno otvorem s kabelovými průchodkami (7) pro průchod skleněné elektrody s gelovou referenční elektrodou (8) a platinové elektrody (9), přičemž v horním připevněném víku (10) trubky (1) je kabelová průchodka (11) pro průchod kabelu vysílací antény (12), který vyčnívá nad trubku (1), je připevněn na víku (24) kanyly (23) umístěné v břišní stěně zvířete (22), je vyveden nad povrch sledovaného zvířete (22) a je na něm zevně připevněna karabina (18) pro vnější zajištění sondy (17) k víku (24) bachorové kanyly (23) a uvnitř sondy (17) je umístěn modul (13) zesilovače signálu elektrod (8 a 9) a modul (14) s mikroprocesorem a vysílacím členem, elektrický zdroj (15) a sáček (16) se silikagelem, přičemž signál ze sondy (17) je přijímán anténou (19) spojenou prostřednictvím interface (20) a USB portem centrálního počítače (21) pro bezdrátový přenos výsledků měření z povrchu alespoň jednoho zvířete (22).An apparatus for continuously measuring pH and redox potential in ruminant ruminants, characterized in that it permits simultaneous measurement of pH and redox potential and comprises a measuring probe (17) mounted on the rumen cannula (23), wherein the probe consists of stainless steel tubes (1) hermetically sealed on both sides with two lids (2, 10), the lower lid (2) being connected to the rim (3), to which an additional weight (25) is attached by means of tightening straps (26), bushings (7) for the passage of a glass electrode with a gel reference electrode (8) and a platinum electrode (9), wherein in the upper attached cover (10) of the tube (1) there is a cable bushing (11) for the cable it protrudes above the tube (1), is mounted on the lid (24) of the cannula (23) located in the abdominal wall of the animal (22), extends above the surface of the animal (22) being watched and externally attached thereto arabina (18) for external securing the probe (17) to the rumen cannula cover (23) and inside the probe (17) is located an electrode signal amplifier module (13) (8 and 9) and a microprocessor-emitting module (14) a member, an electrical source (15), and a silica gel bag (16), the signal from the probe (17) being received by an antenna (19) connected via an interface (20) and a USB port of the central computer (21) one animal (22). 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že k měření je využita skleněná elektroda s gelovou referenční elektrodou (8) a platinová elektroda (9).Device according to claim 1, characterized in that a glass electrode with a gel reference electrode (8) and a platinum electrode (9) is used for the measurement. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že trubka (1), horní víko (10), spodní víko (2), ochranný lem (3) a přídavné závaží (25) jsou z nerezové oceli nebo jiného inertního materiálu.Device according to claim 1, characterized in that the tube (1), the upper lid (10), the lower lid (2), the protective rim (3) and the additional weight (25) are made of stainless steel or other inert material. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že modul (13) je zesilovač signálu ze dvou nebo více měřicích elektrod (8 a 9) a který pro všechny měřicí elektrody využívá jednu gelovou referenční elektrodu, která je součástí skleněné elektrody (8).Device according to claim 1, characterized in that the module (13) is a signal amplifier of two or more measuring electrodes (8 and 9) and which uses one gel reference electrode which is part of the glass electrode (8) for all measuring electrodes. . -5CZ 27886 Ul-5GB 27886 Ul 5. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že modul (14) je složen z mikroprocesoru s řídícím softwarem a vysílacího členu.Device according to claim 1, characterized in that the module (14) is composed of a microprocessor with control software and a transmitter. 6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořeno přijímací anténou (19), interface (20) a USB portem v centrálním počítači (21) pro současné zpracování signáluDevice according to claim 1, characterized in that it comprises a receiving antenna (19), an interface (20) and a USB port in a central computer (21) for simultaneous signal processing 5 z více než jedné sondy (17) a tím i pro současné sledování několika zvířat (22).5 of more than one probe (17) and thus for simultaneous observation of several animals (22).
CZ2014-30275U 2014-11-14 2014-11-14 Apparatus for continuous measurement of pH and redox potential in paunch CZ27886U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-30275U CZ27886U1 (en) 2014-11-14 2014-11-14 Apparatus for continuous measurement of pH and redox potential in paunch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-30275U CZ27886U1 (en) 2014-11-14 2014-11-14 Apparatus for continuous measurement of pH and redox potential in paunch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ27886U1 true CZ27886U1 (en) 2015-03-02

Family

ID=52630111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-30275U CZ27886U1 (en) 2014-11-14 2014-11-14 Apparatus for continuous measurement of pH and redox potential in paunch

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ27886U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2438812T3 (en) A sensing device AND MONITORING SYSTEM THEREOF
AU2019279916B2 (en) Method and apparatus for monitoring nutrition, especially fermentation in a rumen of a ruminant
Sato et al. Development and testing of a radio transmission pH measurement system for continuous monitoring of ruminal pH in cows
US9808181B2 (en) System and method for in-rumen monitoring
JP4669550B2 (en) Milking robot assembly comprising milking robot feeding station and device for grasping and moving substances
JP2008228573A (en) System and method for monitoring ruminant health, and collar for the system
JP2009509529A5 (en)
JP6647544B2 (en) Method and system for detecting ruminal bloat in cattle
Lohölter et al. Evaluation of a device for continuous measurement of rumen pH and temperature considering localization of measurement and dietary concentrate proportion
JP2004201686A (en) Use of breast pump
CN108367112A (en) Dialysis apparatus
JP6846701B2 (en) pH sensor and monitoring system
CZ27886U1 (en) Apparatus for continuous measurement of pH and redox potential in paunch
CZ305149B6 (en) Apparatus for measuring redox potential values of rumen fluid
CZ19728U1 (en) Apparatus for measuring redox potential values of rumen fluid
CZ2009220A3 (en) Apparatus for measuring pH values of rumen fluid
CZ19727U1 (en) Apparatus for measuring pH values of rumen fluid
US11857347B2 (en) Apparatus for monitoring nutrition, especially fermentation in the rumen of a ruminant
CZ21641U1 (en) Apparatus for continuous measurement of ammonium ion concentration in paunch
CZ2010819A3 (en) Device for continuous measurement of ammonium ion concentration in ruminant rumen
Prasomsri et al. Development of wireless device prototype for measurement of rumen pH and temperature continuously in cattle
JP3824272B2 (en) Mastitis diagnostic device
Strapák et al. Influence of estrus on changes of locomotion activity and rumination time in cattle dams
CN218098077U (en) Livestock and poultry health monitoring device
Krizova et al. Continuous monitoring of ruminal pH and redox-potential in dry cows using a novel wireless ruminal probe

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20150302

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20181003

MK1K Utility model expired

Effective date: 20211114