RU77974U1 - SENSOR OF THE RELATIVE MOVEMENT OF ANIMAL BODY PARTS AND THE SYSTEM OF BIOLOGICAL MONITORING OF ANIMAL HABITAT ON THE BASIS - Google Patents
SENSOR OF THE RELATIVE MOVEMENT OF ANIMAL BODY PARTS AND THE SYSTEM OF BIOLOGICAL MONITORING OF ANIMAL HABITAT ON THE BASIS Download PDFInfo
- Publication number
- RU77974U1 RU77974U1 RU2008127132/22U RU2008127132U RU77974U1 RU 77974 U1 RU77974 U1 RU 77974U1 RU 2008127132/22 U RU2008127132/22 U RU 2008127132/22U RU 2008127132 U RU2008127132 U RU 2008127132U RU 77974 U1 RU77974 U1 RU 77974U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- animal
- sensor
- optical radiation
- optical
- possibility
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к области средств контроля физиологических процессов, происходящих в организме животных, и преимущественно может быть использована для оперативного экологического мониторинга окружающей среды с помощью неинвазивного дистанционного контроля в реальном масштабе времени функционального состояния тестируемых животных в среде их обитания, выполняемого в целях охраны окружающей среды.The utility model relates to the field of control of physiological processes occurring in animals, and can mainly be used for operational environmental monitoring of the environment using non-invasive real-time remote monitoring of the functional state of the tested animals in their environment, performed in order to protect the environment .
Датчик содержит источник оптического излучения, приемник оптического излучения, оптическое волокно, входной и выходной торцы которого установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, чувствительный элемент, выполненный в виде петли этого оптического волокна, который установлен на основании, выполненном с возможностью установки на одной части тела животного, и элемент воздействия на чувствительный элемент, выполненный и установленный с возможностью установки на другой части тела животного и с возможностью механического взаимодействия с петлей оптического волокна.The sensor contains an optical radiation source, an optical radiation receiver, an optical fiber, the input and output ends of which are installed with the possibility of optical contact, respectively, with an optical radiation source and an optical radiation receiver, a sensitive element made in the form of a loop of this optical fiber, which is mounted on a base made with the possibility of installation on one part of the animal’s body, and an element of influence on the sensitive element, made and installed with the possibility installation on another part of the animal’s body and with the possibility of mechanical interaction with the loop of the optical fiber.
Система содержит, по меньшей мере, один датчик, упомянутый выше, по меньшей мере, один усилитель, подключенный к выходу датчика, по меньшей мере, один аналого-цифровой преобразователь, подключенный к выходу усилителя, и компьютер, подключенный к выходу аналого-цифрового преобразователя.The system comprises at least one sensor, the aforementioned at least one amplifier connected to the output of the sensor, at least one analog-to-digital converter connected to the output of the amplifier, and a computer connected to the output of the analog-to-digital converter .
Полезная модель обеспечивает повышение достоверности контроля окружающей среды, упрощение и снижение стоимости эксплуатации системы контроля окружающей среды, а также уменьшение массы и габаритов датчика относительного движения частей тела животного, используемого в данной системе. 2 н.п. ф-лы, 10 з.п. ф-лы, 6 илл.The utility model provides an increase in the reliability of environmental control, a simplification and reduction in the cost of operating an environmental control system, as well as a decrease in the mass and dimensions of the sensor of relative motion of parts of the animal’s body used in this system. 2 n.p. f-ly, 10 z.p. f-ly, 6 ill.
Description
Полезная модель относится к области средств контроля физиологических процессов, происходящих в организме животных, и преимущественно может быть использована для оперативного экологического мониторинга окружающей среды с помощью неинвазивного дистанционного контроля в реальном масштабе времени функционального состояния тестируемых животных в среде их обитания, выполняемого в целях охраны окружающей среды.The utility model relates to the field of control of physiological processes occurring in animals, and can mainly be used for operational environmental monitoring of the environment using non-invasive real-time remote monitoring of the functional state of the tested animals in their environment, performed in order to protect the environment .
Анализ современного состояния уровня техники в области средств неинвазивного дистанционного контроля в реальном масштабе времени функционального состояния тестируемых животных с целью биологического мониторинга окружающей среды показывает, что для автоматической оперативной оценки качества среды обитания животных осуществляют дистанционный контроль их физиологической активности, о которой судят, прежде всего, на основании двигательной активности животного или частей его тела.An analysis of the current state of the art in the field of non-invasive remote monitoring in real time of the functional state of the tested animals for the purpose of biological environmental monitoring shows that for automatic operational assessment of the quality of the living environment of animals, their physiological activity is monitored remotely, which is judged primarily based on the motor activity of the animal or parts of its body.
Так, например, известен датчик движения жаберных крышек рыбы системы автоматического биомониторинга качества воды на основании регистрации дыхательной активности рыб (US 6393899, 2002), который содержит экспозиционную камеру для размещения рыбы, размещенные на камере сверху и снизу два электрода, выполненные для обеспечения устойчивости к коррозии из нержавеющей стали и выполняющие функцию чувствительного элемента, два держателя электродов, включающих электропроводную пластину, разделитель и болт, два герметичных штепсельных разъема и проводную линию передачи сигнала в аппаратуру усиления и обработки сигнала дыхательной активности рыб. Физиологические сигналы, возникающие при движении жаберных крышек тестируемой рыбы, преобразуются данным датчиком в электрический сигнал, который передается по проводной линии для усиления и обработки и позволяет судить о частоте и глубине дыхания рыбы.For example, a motion sensor for gill covers of fish is known for an automatic biomonitoring system for water quality based on registration of fish respiratory activity (US 6393899, 2002), which contains an exposure chamber for placing fish; two electrodes placed on the chamber above and below are made to provide resistance to stainless steel corrosion and performing the function of a sensing element, two electrode holders, including an electrically conductive plate, a spacer and a bolt, two sealed plug connectors and wires one line of signal transmission to the equipment for amplification and processing of the signal of respiratory activity of fish. The physiological signals that occur during the movement of the gill covers of the test fish are converted by this sensor into an electrical signal that is transmitted through a wire line for amplification and processing and allows you to judge the frequency and depth of breathing of the fish.
Данный известный датчик движения жаберных крышек рыбы позволяет формировать сигнал дыхательной активности аборигенного гидробионта, который несет информацию о качестве контролируемой водной среды, поскольку изменение параметров дыхательной активности рыбы может быть обусловлено происходящим в ее организме стрессом, связанным со снижением качества воды.This well-known sensor for the movement of gill covers of fish makes it possible to generate a signal of respiratory activity of an aboriginal hydrobiont, which carries information about the quality of the controlled aquatic environment, since a change in the parameters of the respiratory activity of fish can be caused by stress occurring in its body associated with a decrease in water quality.
Вместе с тем, использование в указанном известном датчике электродов из нержавеющей стали, расположенных в контролируемой водной среде и электрически However, the use in the specified known sensor stainless steel electrodes located in a controlled aqueous environment and electrically
не изолированных, приводит к гальваническому взаимодействию нержавеющей стали электродов с водой, что вызывает существенные искажения формируемого электрического сигнала, способные привести к ошибочному принятию решения о состоянии водной среды.not isolated, leads to galvanic interaction of stainless steel electrodes with water, which causes significant distortion of the generated electrical signal, which can lead to erroneous decision-making about the state of the aquatic environment.
Возможное выполнение электродов данного известного датчика движения жаберных крышек рыбы из неметаллического материала (US 6393899, 2002), например, графита, не подверженного гальваническому взаимодействию с водой, в незначительной степени снижает нестабильность формируемого датчиком сигнала и уровень сопровождающего его шума.The possible implementation of the electrodes of this known sensor for the movement of gill caps of fish from non-metallic material (US 6393899, 2002), for example, graphite, which is not subjected to galvanic interaction with water, slightly reduces the instability of the signal generated by the sensor and the level of noise accompanying it.
Однако, в обоих случаях использование электродов, находящихся в непосредственном контакте с контролируемой водой и электрически не изолированных, приводит к тому, что формируемый датчиком сигнал подвержен нестабильности и сопровождается достаточно интенсивным шумом. Прежде всего, это наблюдается при значительной электропроводности контролируемой водной среды. Такие искажения также в значительной степени усложняют последующую обработку сформированного электрического сигнала и могут привести к ошибочному принятию решения о состоянии водной среды.However, in both cases, the use of electrodes in direct contact with controlled water and not electrically isolated leads to the fact that the signal generated by the sensor is subject to instability and is accompanied by a fairly intense noise. First of all, this is observed with significant conductivity of the controlled aquatic environment. Such distortions also greatly complicate the subsequent processing of the generated electrical signal and can lead to erroneous decision-making about the state of the aquatic environment.
Кроме того, как отмечают сами авторы этих двух технических решений, изменение электропроводности контролируемой воды существенно влияет на амплитуду электрического сигнала, формируемого датчиком. Так, например, увеличение электропроводности воды приводит к существенному уменьшению амплитуды сигнала движения жаберных крышек рыбы, что, с одной стороны, может привести к его пропуску при регистрации. С другой стороны, изменение амплитуды сигнала движения жаберных крышек рыбы, связанное с изменением электропроводности воды, при принятии решения приводит к ошибочным результатам, совершенно не связанным с реальным изменением качества контролируемой воды. Для работоспособности данного технического решения его авторы попытались при обработке сигнала движения жаберных крышек рыбы компьютером использовать частичную алгоритмическую компенсацию изменения его амплитуды, вызванного изменением электропроводности воды. Но это привело к усложнению конструкции и стоимости системы биомониторинга качества воды, в которой используется данный датчик, а также усложнило эксплуатацию указанной системы, поскольку вызвало необходимость осуществления ее периодической калибровки с использованием воды, имеющей различную электропроводность.In addition, as the authors of these two technical solutions themselves note, a change in the electrical conductivity of the controlled water significantly affects the amplitude of the electrical signal generated by the sensor. So, for example, an increase in the electrical conductivity of water leads to a significant decrease in the amplitude of the signal of movement of the gill covers of fish, which, on the one hand, can lead to its omission during registration. On the other hand, a change in the amplitude of the signal of movement of gill covers of fish associated with a change in the electrical conductivity of water, when making a decision, leads to erroneous results that are completely unrelated to a real change in the quality of the controlled water. For the operability of this technical solution, its authors tried to use a partial algorithmic compensation for changes in its amplitude caused by a change in the conductivity of water when processing a signal for the movement of gill covers of fish with a computer. But this led to a complication of the design and cost of the water quality biomonitoring system in which this sensor is used, and also complicated the operation of this system, since it necessitated periodic calibration using water with different electrical conductivity.
Наиболее близким по конструкции к датчику относительного движения частей тела животного, являющемуся предметом настоящей полезной модели, следует считать датчик относительного движения створок раковины моллюска, The closest in design to the sensor of the relative motion of parts of the body of the animal, which is the subject of this utility model, should be considered the sensor of the relative movement of the flaps of the mollusk shell,
который применен в аппаратуре для обнаружения загрязнения водной среды (FR 2713778, 1995), предусматривающей использование в качестве тестируемых животных обитающих в воде двухстворчатых раковинных моллюсков, например мидий или устриц. Данный известный датчик относительного движения створок раковины моллюска содержит расположенное горизонтально основание, установленный на основании чувствительный элемент в виде датчика Холла или индуктивного датчика, упругую пластину, которая прикреплена к основанию параллельно его поверхности и снабжена магнитом или металлической пластинкой, установленными на ее конце с возможностью электромагнитного взаимодействия с чувствительным элементом, то есть соответственно с датчиком Холла или индуктивным датчиком, и выполняющими функцию элемента, воздействующего на чувствительный элемент, а также радиоэлектронную линию передачи сигнала, подключенную к чувствительному элементу. При этом датчик относительного движения створок раковины моллюска выполнен с возможностью закрепления моллюска с помощью клея одной створкой его раковины на основании так, чтобы другая створка раковины моллюска упиралась в упомянутую упругую пластину.which is used in apparatus for detecting pollution of the aquatic environment (FR 2713778, 1995), which involves the use of bivalve shell mollusks, such as mussels or oysters, as test animals. This known sensor of the relative movement of the shell mollusk shells contains a horizontally located base mounted on the base of a sensing element in the form of a Hall sensor or an inductive sensor, an elastic plate that is attached to the base parallel to its surface and is equipped with a magnet or metal plate mounted on its end with electromagnetic interactions with a sensitive element, that is, respectively, with a Hall sensor or an inductive sensor, and performing ktsiyu element acting on the sensor element, as well as radio-electronic signal transmission line connected to the sensing element. In this case, the sensor of the relative movement of the shell mollusk shells is made with the possibility of fixing the mollusk with glue with one leaf of its shell on the base so that the other shell leaf of the mollusk abuts against said elastic plate.
Данный известный датчик аппаратуры для обнаружения загрязнения водной среды позволяет формировать сигналы относительного движения створок раковины моллюска, обеспечивая аппаратуре, в которой он использован, возможность оценивать двигательную активность створок раковины моллюска и автоматически осуществлять принятие решения о снижении качества контролируемой водной среды на основании анализа физиологического состояния моллюска, связанного с качеством воды.This well-known sensor of the apparatus for detecting pollution of the aquatic environment allows generating signals of the relative movement of the mollusk shell flaps, providing the apparatus in which it is used, the ability to evaluate the motor activity of the mollusk shell flaps and automatically make a decision to reduce the quality of the controlled aquatic environment based on the analysis of the physiological state of the mollusk related to water quality.
Использование в данном известном датчике, являющемся ближайшим аналогом, для формирования сигнала относительного движения створок раковины моллюска в качестве чувствительного элемента датчика Холла или индуктивного датчика препятствует возникновению нестабильности этого электрического сигнала и сопровождающего его шума при значительной электропроводности контролируемой воды. Это упрощает последующую обработку сформированного электрического сигнала и снижает вероятность ошибочного принятия решения о состоянии контролируемой водной среды.The use in this known sensor, which is the closest analogue, for generating a signal of relative motion of the shell of the mollusk shell as a sensitive element of the Hall sensor or inductive sensor prevents the instability of this electric signal and the accompanying noise with significant conductivity of the controlled water. This simplifies the subsequent processing of the generated electrical signal and reduces the likelihood of erroneous decision-making about the state of the controlled aquatic environment.
По этой же причине изменение электропроводности контролируемой воды не оказывает влияния на амплитуду электрического сигнала относительного движения створок раковины моллюска, что способствует надежной его регистрации и снижает вероятность ошибочного принятия решения о качестве контролируемой воды. Кроме того, это не вызывает необходимости при обработке электрического сигнала использовать алгоритмическую компенсацию изменения его амплитуды, вызванного For the same reason, a change in the electrical conductivity of controlled water does not affect the amplitude of the electrical signal of the relative movement of the shell flaps of the mollusk shell, which contributes to its reliable registration and reduces the likelihood of an erroneous decision on the quality of controlled water. In addition, this does not necessitate the use of algorithmic compensation for the change in its amplitude caused by the processing of the electric signal caused by
изменением электропроводности воды. Это упрощает конструкцию и снижает стоимость аппаратуры для обнаружения загрязнения водной среды, в которой использован датчик, а также упрощает ее эксплуатацию, поскольку не требует ее периодической калибровки с использованием воды, имеющей различную электропроводность.a change in the electrical conductivity of water. This simplifies the design and reduces the cost of equipment for detecting pollution of the aquatic environment in which the sensor is used, and also simplifies its operation, since it does not require periodic calibration using water having different electrical conductivity.
Вместе с тем, закрепление тестируемого моллюска с помощью клея нижней створкой его раковины на расположенном горизонтально основании в положении, которое отличается от положения моллюска в естественных условиях его обитания щелью между створками раковины, сориентированной вверх, а также размещение его между основанием и упругой пластиной, которая вследствие механического контакта и своих упругих свойств оказывает весьма существенное давление на верхнюю створку раковины, препятствующее ее открытию, во-первых, может вызвать у этого животного состояние стресса, которое связано отнюдь не с изменением качества контролируемой водной среды, что может привести к ошибочному решению о качестве контролируемой воды. Во-вторых, эта же причина может вызвать заболевание и даже гибель тестируемого животного, что приводит к повышению стоимости и усложнению эксплуатации использующей данный известный датчик аппаратуры для обнаружения загрязнения водной среды, которые связаны с необходимостью более частой замены тестируемых животных вследствие их заболевания или гибели. Эти же особенности конструкции данного известного датчика, связанные с его использованием, привели к достаточно существенным значениям его массы и габаритов.At the same time, fixing the test mollusk with glue with the bottom flap of its shell on a horizontally located base in a position that differs from the position of the clam in the natural environment of its habitat with a gap between the shell flaps oriented upward, as well as placing it between the base and the elastic plate, which due to mechanical contact and its elastic properties, it exerts a very significant pressure on the upper shell of the shell, which prevents its opening, firstly, it can cause otnogo state of stress, which is associated with does not change the quality of aquatic environment, which can lead to wrong decisions about the quality of water. Secondly, the same reason can cause illness and even death of the test animal, which leads to an increase in cost and complicate the operation of equipment using this known sensor for detecting water pollution, which are associated with the need for more frequent replacement of the test animals due to their illness or death. The same design features of this known sensor associated with its use have led to quite substantial values of its mass and dimensions.
Использование в указанной известной аппаратуре радиоканала для передачи сигнала относительного движения створок раковины моллюска приводит, с одной стороны, к усложнению конструкции и повышению стоимости аппаратуры, а, с другой стороны, к искажению полезного радиосигнала под воздействием внешних электромагнитных помех, что может привести к ошибочному принятию решения о качестве контролируемой водной среды. Кроме того, лежащий в основе функционирования датчика, являющегося ближайшим аналогом, электромагнитный принцип взаимодействия чувствительного элемента и элемента, воздействующего на чувствительный элемент, не позволяет избежать влияния на его функционирование внешних электромагнитных полей, действие которых приводит к искажению формируемого датчиком электрического сигнала и поэтому может вызвать ошибочное принятие решения о качестве контролируемой водной среды. В особенности это проявляется при использовании данного известного датчика в составе аппаратуры контроля качества воды на водозаборных станциях и станциях водоподготовки, которые оснащены широким спектром электрооборудования, The use of a radio channel in the above-mentioned known equipment for transmitting a signal of relative movement of the mollusk shell flaps leads, on the one hand, to a more complicated design and higher cost of equipment, and, on the other hand, to a distortion of the useful radio signal under the influence of external electromagnetic interference, which can lead to erroneous reception decisions on the quality of the controlled aquatic environment. In addition, the electromagnetic principle of interaction between the sensitive element and the element acting on the sensitive element, which underlies the functioning of the sensor, which is the closest analogue, does not avoid the influence of external electromagnetic fields on its functioning, the action of which leads to distortion of the electric signal generated by the sensor and therefore can cause erroneous decision on the quality of a controlled aquatic environment. This is especially evident when using this known sensor as part of water quality control equipment at water intake and water treatment stations, which are equipped with a wide range of electrical equipment,
работающего на основе взаимодействия электромагнитных полей.working on the basis of the interaction of electromagnetic fields.
Поэтому недостатками датчика относительного движения створок раковины моллюска, который следует считать ближайшим аналогом, являются недостаточно высокая достоверность контроля состояния окружающей среды, весьма существенные значения его массы и габаритов, а также сложность и высокая стоимость эксплуатации системы биологического мониторинга окружающей среды, в составе которой этот датчик использован.Therefore, the disadvantages of the sensor of the relative movement of the shell flaps of the mollusk, which should be considered the closest analogue, are the insufficiently high reliability of environmental monitoring, the very significant values of its mass and dimensions, as well as the complexity and high cost of operating the biological environmental monitoring system, which includes this sensor used.
Среди систем биологического мониторинга окружающей среды известна аппаратура для биологического мониторинга в реальном времени физико-химических параметров водной среды (ЕР 0730736, 1996, W0 95/14925, 1995), для которой в качестве тестируемых животных используются тропические рыбы разновидности Apteronotus albifrons, обладающие физиологической способностью испускать электрические сигналы с частотой около 1000 Гц. Указанная известная аппаратура содержит емкость для проточной контролируемой воды, систему терморегулирования заданной температуры контролируемой воды с погрешностью, не превышающей 0,1°С, по меньшей мере, одну перфорированную капсулу для размещения тестируемой рыбы, установленную в емкости, размещенные в контролируемой воде внутри емкости металлические электроды, подключенный к электродам посредством проводной линии связи усилитель с аналого-цифровым преобразователем и подключенный к выходу аналого-цифрового преобразователя компьютер с монитором.Among biological environmental monitoring systems, there is a known apparatus for real-time biological monitoring of the physicochemical parameters of the aquatic environment (EP 0730736, 1996, W0 95/14925, 1995), for which tropical fish species Apteronotus albifrons with physiological ability are used as test animals. emit electrical signals with a frequency of about 1000 Hz. The specified known apparatus contains a container for flowing controlled water, a temperature control system for a given temperature of controlled water with an error not exceeding 0.1 ° C, at least one perforated capsule for placement of the test fish installed in the tank, metal is placed in the controlled water inside the tank electrodes, an amplifier with an analog-to-digital converter connected to the electrodes through a wired communication line and a computer connected to the output of the analog-to-digital converter computer with monitor.
Недостатками данной аппаратуры для биологического мониторинга в реальном времени физико-химических параметров водной среды являются недостаточно высокая достоверность контроля водной среды, что связано с существенной зависимостью параметров испускаемых рыбами электрических сигналов от температуры контролируемой воды, а не от степени ее экологической опасности, высокие сложность и стоимость этой аппаратуры, связанные с необходимостью использования обладающей высокой точностью системы терморегулирования, а также достаточно высокая стоимость эксплуатации, что обусловлено, во-первых, ее сложностью и, во-вторых, использованием в качестве тестируемых организмов не аборигенных гидробионтов, а редкого вида тропических рыб. При этом область применения данной аппаратуры ограничена возможностью использования ее только для контроля воды, протекающей через упомянутую емкость, а не распространяется на осуществление экологического мониторинга открытых акваторий.The disadvantages of this apparatus for real-time biological monitoring of the physicochemical parameters of the aquatic environment are the insufficiently high reliability of the control of the aquatic environment, which is associated with a significant dependence of the parameters of the electrical signals emitted by fish on the temperature of the controlled water, and not on the degree of its environmental hazard, high complexity and cost this equipment associated with the need to use a highly accurate thermal control system, and also quite high I operating costs, due to, firstly, its complexity and, secondly, using as test organisms not native aquatic organisms and rare species of tropical fish. Moreover, the scope of this equipment is limited by the possibility of using it only to control the water flowing through the said container, and does not extend to environmental monitoring of open water areas.
Также известна система автоматического биомониторинга качества воды (US 6393899, 2002), которая основана на регистрации и анализе сигналов движения Also known is a system of automatic biomonitoring of water quality (US 6393899, 2002), which is based on the registration and analysis of motion signals
жаберных крышек рыб, связанного с дыхательной активностью рыб. Данная известная система содержит экспозиционные камеры с анализируемой водой для размещения рыб, установленные в каждой камере в анализируемой воде сверху и снизу два электрода, каждый из которых выполнен, например, из нержавеющей стали или графита для обеспечения устойчивости к коррозии и снабжен держателем электрода и герметичным штепсельным разъемом. Кроме того, указанная система содержит размещенные вне анализируемой воды последовательно соединенные усилитель, подключенный с помощью проводной линии передачи сигнала к электродам, аналого-цифровой преобразователь, контроллер, терминальную панель и осциллограф, подключенные к терминальной панели пробоотборник и сигнализатор тревоги, а также подключенные к контроллеру удаленный компьютер, удаленный монитор и анализатор качества воды с управляемым электромагнитным клапаном.gill covers of fish associated with the respiratory activity of fish. This known system contains exposure chambers with analyzed water for placing fish, two electrodes installed in each chamber in the analyzed water on top and bottom, each of which is made, for example, of stainless steel or graphite to ensure corrosion resistance and is equipped with an electrode holder and a sealed plug connector. In addition, this system contains a serially connected amplifier located outside the analyzed water, connected via a wire signal transmission line to the electrodes, an analog-to-digital converter, a controller, a terminal panel and an oscilloscope, a sampler and an alarm signal device connected to the terminal panel, and also connected to the controller remote computer, remote monitor and water quality analyzer with controlled solenoid valve.
Данная известная система автоматического биомониторинга качества воды позволяет формировать и регистрировать сигналы движения жаберных крышек рыб, то есть сигналы их дыхательной активности, а также автоматически осуществлять принятие решения о снижении качества контролируемой водной среды на основании изменения параметров дыхательной активности рыб, которое обусловлено происходящим в их организме стрессом, связанным со снижением качества воды.This known system of automatic biomonitoring of water quality allows you to generate and record the movement signals of the gill covers of fish, that is, signals of their respiratory activity, as well as automatically make decisions on reducing the quality of the controlled aquatic environment based on changes in the parameters of the respiratory activity of fish, which is due to what is happening in their body stress associated with reduced water quality.
Однако, использование в данной известной системе автоматического биомониторинга качества воды в качестве чувствительного элемента датчика движения жаберных крышек рыбы электродов, электрически не изолированных по отношению к воде, приводит к тому, что формируемый электродами сигнал подвержен нестабильности и сопровождается достаточно интенсивным шумом. Прежде всего, это наблюдается при значительной электропроводности контролируемой водной среды. В случае выполнения электродов из нержавеющей стали эти два вида искажений формируемого электрического сигнала еще более возрастают вследствие гальванического взаимодействия нержавеющей стали электродов с водой. Такие искажения в значительной степени усложняют последующую обработку сформированного электрического сигнала и могут привести к ошибочному принятию решения о состоянии контролируемой водной среды.However, the use in this known system of automatic biomonitoring of water quality as a sensitive element of the sensor for the movement of gill covers of fish gills of electrodes that are not electrically isolated with respect to water, leads to the fact that the signal generated by the electrodes is subject to instability and is accompanied by a fairly intense noise. First of all, this is observed with significant conductivity of the controlled aquatic environment. In the case of stainless steel electrodes, these two types of distortions of the generated electrical signal are further increased due to the galvanic interaction of stainless steel electrodes with water. Such distortions greatly complicate the subsequent processing of the generated electrical signal and can lead to erroneous decision-making about the state of the controlled aqueous medium.
Как отмечают авторы этой системы, по этой же причине изменение электропроводности контролируемой воды существенно влияет на амплитуду формируемого электрического сигнала движения жаберных крышек рыб. В частности, увеличение электропроводности воды приводит к существенному уменьшению амплитуды сигнала движения жаберных крышек рыб, что, во-первых, может привести к его пропуску при регистрации. Во-вторых, изменение амплитуды As the authors of this system note, for the same reason, a change in the electrical conductivity of controlled water significantly affects the amplitude of the generated electrical signal for the movement of gill covers of fish. In particular, an increase in the electrical conductivity of water leads to a significant decrease in the amplitude of the signal of movement of the gill covers of fish, which, firstly, can lead to its omission during registration. Secondly, the change in amplitude
сигнала движения жаберных крышек рыб, связанное с изменением электропроводности воды, при принятии решения приводит к ошибочным результатам, абсолютно не связанным с реальным изменением качества контролируемой воды. Для работоспособности данной системы автоматического биомониторинга качества воды при обработке сигнала движения жаберных крышек рыб компьютером в ней предусмотрено использование частичной алгоритмической компенсации изменения его амплитуды, вызванного изменением электропроводности воды. Однако, это привело к усложнению конструкции и стоимости системы биомониторинга качества воды, а также усложнило ее эксплуатацию, поскольку вызвало необходимость осуществления ее периодической калибровки с использованием воды, имеющей различную электропроводность.a signal of movement of gill covers of fish associated with a change in the electrical conductivity of water, when making a decision, leads to erroneous results that are completely unrelated to a real change in the quality of controlled water. For the operation of this system of automatic biomonitoring of water quality when processing a signal for the movement of gill covers of fish by a computer, it provides for the use of partial algorithmic compensation for changes in its amplitude caused by changes in the electrical conductivity of water. However, this led to a complication of the design and cost of the biomonitoring system for water quality, and also complicated its operation, since it necessitated periodic calibration using water with different electrical conductivity.
Кроме того, использование в указанной известной системе биомониторинга качества воды достаточно протяженной проводной линии передачи сигнала от электродов к усилителю вызывает дополнительные искажения формируемого электрического сигнала движения жаберных крышек рыб вследствие неизбежных внешних электрических наводок.In addition, the use of a sufficiently long wire line for transmitting a signal from electrodes to an amplifier in said known biomonitoring system for water quality causes additional distortions of the generated electric signal for the movement of gill covers of fish due to unavoidable external electrical interference.
Наиболее близкой по технической сущности к системе биологического мониторинга среды обитания животного, являющейся предметом настоящей полезной модели, следует считать аппаратуру для обнаружения загрязнения водной среды (FR 2713778, 1995), предусматривающую использование в качестве тестируемых животных обитающих в воде двухстворчатых раковинных моллюсков, например мидий или устриц. Данная известная аппаратура содержит, по меньшей мере, один датчик относительного движения створок раковины моллюска, который содержит расположенное горизонтально основание, установленный на основании чувствительный элемент в виде датчика Холла или индуктивного датчика, упругую пластину, которая прикреплена к основанию параллельно его поверхности и снабжена магнитом или металлической пластинкой, установленными на ее конце с возможностью электромагнитного взаимодействия с чувствительным элементом, то есть соответственно с датчиком Холла или индуктивным датчиком, и выполняющими функцию элемента, воздействующего на чувствительный элемент, а также радиоэлектронную линию передачи сигнала, передатчик которой подключен к чувствительному элементу. При этом датчик относительного движения створок раковины моллюска выполнен с возможностью закрепления моллюска с помощью клея нижней створкой его раковины на основании так, чтобы верхняя створка раковины моллюска упиралась в упомянутую упругую пластину. Кроме того, указанная известная аппаратура содержит радиоприемник линии передачи сигнала, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, а также блок обработки данных, The closest in technical essence to the system of biological monitoring of the animal’s environment, which is the subject of this utility model, should be considered equipment for the detection of pollution of the aquatic environment (FR 2713778, 1995), which provides for the use of bivalve mollusks, such as mussels or oysters. This known apparatus contains at least one sensor for the relative movement of the shell flaps of the mollusk shell, which contains a horizontally mounted base mounted on the base of a sensing element in the form of a Hall sensor or an inductive sensor, an elastic plate that is attached to the base parallel to its surface and is equipped with a magnet or a metal plate mounted on its end with the possibility of electromagnetic interaction with a sensitive element, that is, respectively, with a sensor Hall, or inductive sensor, and performing a function element acting on the sensor element, as well as radio-electronic signal transmission line, the transmitter is connected to the sensing element. At the same time, the sensor of the relative movement of the shell mollusk shells is made with the possibility of fixing the mollusk with glue with the lower shell of its shell on the base so that the upper shell shell of the mollusk abuts against said elastic plate. In addition, the specified known equipment includes a radio signal line, an amplifier, an analog-to-digital converter, as well as a data processing unit,
блок сбора данных и блок оповещения, выполненные на основе компьютера.a data collection unit and an alert unit based on a computer.
Данная известная аппаратура для обнаружения загрязнения водной среды позволяет формировать сигналы относительного движения створок раковины моллюска, на основании этих сигналов оценивать двигательную активность моллюска и автоматически осуществлять принятие решения о снижении качества контролируемой водной среды в результате анализа физиологического состояния моллюска, связанного с качеством воды.This known apparatus for detecting pollution of the aquatic environment allows generating signals of the relative movement of the flaps of the mollusk shell, based on these signals, evaluates the motor activity of the mollusk and automatically makes a decision to reduce the quality of the controlled aquatic environment as a result of analysis of the physiological state of the mollusk related to water quality.
Использование в данной известной аппаратуре, являющейся ближайшим аналогом, для формирования сигнала относительного движения створок раковины моллюска датчика с чувствительным элементом в виде датчика Холла или индуктивного датчика препятствует возникновению нестабильности этого электрического сигнала и сопровождающего его шума при значительной электропроводности контролируемой воды. Это упрощает последующую обработку сформированного электрического сигнала и снижает вероятность ошибочного принятия решения о состоянии контролируемой водной среды.The use of a sensor with a sensitive element in the form of a Hall sensor or an inductive sensor in this known equipment, which is the closest analogue, for generating a signal of relative motion of the shell flaps of the mollusk prevents the instability of this electrical signal and the accompanying noise with significant conductivity of the controlled water. This simplifies the subsequent processing of the generated electrical signal and reduces the likelihood of erroneous decision-making about the state of the controlled aquatic environment.
По этой же причине изменение электропроводности контролируемой воды не оказывает влияния на амплитуду электрического сигнала относительного движения створок раковины моллюска, что способствует надежной его регистрации и снижает вероятность ошибочного принятия решения о качестве контролируемой воды. Кроме того, это не вызывает необходимости при обработке электрического сигнала использовать алгоритмическую компенсацию изменения его амплитуды, вызванного изменением электропроводности воды. Это упрощает конструкцию и снижает стоимость аппаратуры для обнаружения загрязнения водной среды, а также упрощает ее эксплуатацию, поскольку не требует ее периодической калибровки с использованием воды, имеющей различную электропроводность.For the same reason, a change in the electrical conductivity of controlled water does not affect the amplitude of the electrical signal of the relative movement of the shell flaps of the mollusk shell, which contributes to its reliable registration and reduces the likelihood of an erroneous decision on the quality of controlled water. In addition, this does not necessitate the use of algorithmic compensation for changes in its amplitude caused by changes in the electrical conductivity of water when processing an electric signal. This simplifies the design and reduces the cost of equipment for detecting pollution of the aquatic environment, and also simplifies its operation, since it does not require periodic calibration using water having different electrical conductivity.
Вместе с тем, при использовании аппаратуры, являющейся ближайшим аналогом, по своему назначению закрепление тестируемого моллюска с помощью клея нижней створкой его раковины на расположенном горизонтально основании в положении, которое отличается от положения моллюска в естественных условиях его обитания щелью между створками раковины, сориентированной вверх, а также размещение его между основанием и упругой пластиной, которая вследствие механического контакта и своих упругих свойств оказывает весьма существенное давление на верхнюю створку раковины, препятствующее ее открытию, во-первых, может вызвать у этого животного состояние стресса, которое связано отнюдь не с изменением качества контролируемой водной среды, что может привести к ошибочному решению о качестве контролируемой воды. Во-вторых, эта же причина может вызвать заболевание и даже гибель тестируемого животного, что приводит к At the same time, when using the equipment that is the closest analogue, for its purpose, the test mollusk is fixed using glue with the lower leaf of its shell on a horizontally located base in a position that differs from the position of the mollusk in the natural environment by the gap between the shell flaps oriented upwards, as well as placing it between the base and the elastic plate, which, due to mechanical contact and its elastic properties, exerts a very significant pressure on the upper th leaf shell, preventing its opening, at first, may cause the animal a state of stress, which is associated with does not change the quality of aquatic environment, which can lead to wrong decisions about the quality of water. Secondly, the same reason can cause disease and even death of the test animal, which leads to
повышению стоимости и усложнению эксплуатации данной известной аппаратуры для обнаружения загрязнения водной среды, которые связаны с необходимостью более частой замены тестируемых животных вследствие их заболевания или гибели. Эти же особенности конструкции входящего в состав данной известной аппаратуры датчика, связанные с его использованием, привели к достаточно существенным значениям массы и габаритов этого датчика.increase the cost and complicate the operation of this known equipment for detecting pollution of the aquatic environment, which are associated with the need for more frequent replacement of test animals due to their illness or death. The same design features of the sensor included in this known equipment associated with its use have led to quite significant values of the mass and dimensions of this sensor.
Использование в указанной аппаратуре радиоканала для передачи сигнала относительного движения створок раковины моллюска приводит, с одной стороны, к усложнению конструкции и повышению стоимости аппаратуры, а, с другой стороны, к искажению полезного радиосигнала под воздействием внешних электромагнитных помех, что может привести к ошибочному принятию решения о качестве контролируемой водной среды. Кроме того, лежащий в основе функционирования датчика, входящего в состав являющейся ближайшим аналогом аппаратуры, электромагнитный принцип взаимодействия чувствительного элемента и элемента, воздействующего на чувствительный элемент, не позволяет избежать влияния на его функционирование внешних электромагнитных полей, действие которых приводит к искажению формируемого датчиком электрического сигнала и поэтому может вызвать ошибочное принятие решения о качестве контролируемой водной среды. В особенности это проявляется при использовании данного известного датчика в составе аппаратуры контроля качества воды на водозаборных станциях и станциях водоподготовки, которые оснащены широким спектром электрооборудования, работающего на основе взаимодействия электромагнитных полей.The use of a radio channel in the indicated equipment for transmitting the signal of the relative motion of the mollusk shell flaps leads, on the one hand, to a more complicated design and higher cost of equipment, and, on the other hand, to a distortion of the useful radio signal under the influence of external electromagnetic interference, which may lead to erroneous decision making on the quality of the controlled aquatic environment. In addition, the electromagnetic principle of the interaction of the sensitive element and the element acting on the sensitive element, which underlies the functioning of the sensor, which is the closest analogue to the equipment, does not avoid the influence of external electromagnetic fields on its functioning, the effect of which leads to distortion of the electric signal generated by the sensor and therefore may cause erroneous decision-making on the quality of the controlled aquatic environment. This is especially true when using this known sensor as part of water quality control equipment at water intake and water treatment stations, which are equipped with a wide range of electrical equipment based on the interaction of electromagnetic fields.
Поэтому недостатками аппаратуры для обнаружения загрязнения водной среды, которую следует считать ближайшим аналогом, являются недостаточно высокая достоверность контроля состояния окружающей среды, сложность и высокая стоимость ее эксплуатации, а также весьма существенные значения массы и габаритов датчика относительного движения створок раковины моллюска.Therefore, the disadvantages of the equipment for detecting pollution of the aquatic environment, which should be considered the closest analogue, are the insufficiently high reliability of environmental monitoring, the complexity and high cost of its operation, as well as the very significant mass and dimensions of the sensor for the relative movement of the shell mollusk shells.
Задачами настоящей полезной модели являются повышение достоверности контроля окружающей среды, упрощение и снижение стоимости эксплуатации системы контроля окружающей среды, а также уменьшение массы и габаритов датчика относительного движения частей тела животного, используемого в данной системе.The objectives of this utility model are to increase the reliability of environmental control, simplify and reduce the cost of operating an environmental control system, and also reduce the mass and dimensions of the sensor for the relative movement of body parts of the animal used in this system.
Поставленные задачи решаются, согласно полезной модели, во-первых, тем, что датчик относительного движения частей тела животного, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, основание, установленный на основании чувствительный элемент, линию передачи сигнала и элемент воздействия на чувствительный элемент, выполненный и установленный с возможностью The tasks are solved, according to the utility model, firstly, by the fact that the sensor of the relative movement of the body parts of the animal, containing, in accordance with the closest analogue, a base mounted on the basis of the sensing element, the signal transmission line and the element of influence on the sensing element, made and installed with the opportunity
взаимодействия с чувствительным элементом, отличается от ближайшего аналога тем, что он снабжен источником оптического излучения и приемником оптического излучения, линия передачи сигнала выполнена в виде оптического волокна, входной и выходной торцы которого установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, чувствительный элемент выполнен в виде петли оптического волокна линии передачи сигнала, основание выполнено с возможностью установки на одной части тела животного, а элемент воздействия на чувствительный элемент выполнен с возможностью установки на другой части тела животного и установлен с возможностью механического взаимодействия с петлей оптического волокна линии передачи сигнала.interaction with a sensitive element, differs from the closest analogue in that it is equipped with an optical radiation source and an optical radiation receiver, the signal transmission line is made in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are installed with the possibility of optical contact, respectively, with the optical radiation source and the optical radiation receiver , the sensitive element is made in the form of a loop of an optical fiber signal transmission line, the base is made with the possibility of installation on one th part of the animal body, and the impact element on the sensing element adapted to be mounted on another part of the animal's body and mounted for mechanical interaction with a loop of optical fiber signal transmission line.
При этом в качестве источника оптического излучения использован полупроводниковый лазер или светодиод, в качестве приемника оптического излучения использован фотодиод, а основание выполнено из отвердевшего клея или выполнено из полимерного материала и установлено на теле животного с помощью клея.In this case, a semiconductor laser or LED was used as an optical radiation source, a photodiode was used as an optical radiation receiver, and the base was made of hardened glue or made of polymer material and mounted on the animal’s body with glue.
Снабжение датчика относительного движения частей тела животного, являющегося предметом настоящей полезной модели, источником оптического излучения и приемником оптического излучения, а также выполнение линии передачи сигнала в виде оптического волокна, входной и выходной торцы которого установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, позволяет отказаться от использования в конструкции датчика протяженной проводной линии передачи сигнала и поэтому предотвращает возникновение в линии передачи внешних электрических наводок, что приводит к уменьшению искажений электрического сигнала относительного движения частей тела животного и снижению вероятности ошибочного принятия решения о качестве контролируемой среды, обеспечивая повышение достоверности контроля.The supply of the relative motion sensor of the body parts of the animal, which is the subject of this utility model, to the optical radiation source and the optical radiation receiver, as well as the implementation of the signal transmission line in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are installed with the possibility of optical contact, respectively, with the optical radiation source and the receiver optical radiation, eliminates the use in the design of the sensor long wire line signal transmission and therefore mu prevents the occurrence of external electrical interference in the transmission line, which leads to a decrease in the distortion of the electrical signal of the relative movement of the animal’s body parts and to reduce the likelihood of erroneous decision-making about the quality of the controlled environment, providing an increase in the reliability of control.
Выполнение чувствительного элемента датчика относительного движения частей тела животного в виде петли оптического волокна линии передачи сигнала и установка элемента воздействия на чувствительный элемент с возможностью именно механического взаимодействия с петлей оптического волокна линии передачи позволяет обеспечить формирование датчиком электрического сигнала без использования взаимодействия электромагнитных полей. В результате этого исключается влияние на функционирование датчика внешних электромагнитных полей, что препятствует искажению электрического сигнала, формируемого датчиком, и приводит к повышению достоверности контроля окружающей среды. В The implementation of the sensor element of the relative movement of the parts of the animal’s body in the form of a loop of the optical fiber of the signal transmission line and the installation of the action element on the sensitive element with the possibility of mechanical interaction with the loop of the optical fiber of the transmission line allows the sensor to generate an electric signal without using the interaction of electromagnetic fields. As a result of this, the effect on the functioning of the sensor of external electromagnetic fields is eliminated, which prevents the distortion of the electrical signal generated by the sensor, and leads to an increase in the reliability of environmental monitoring. AT
особенности это проявляется при использовании датчика, являющегося предметом настоящей полезной модели, в составе аппаратуры контроля качества воды на водозаборных станциях и станциях водоподготовки, которые оснащены широким спектром электрооборудования, работающего на основе взаимодействия электромагнитных полей.This is especially true when using the sensor, which is the subject of this utility model, as part of water quality control equipment at water intake and water treatment stations, which are equipped with a wide range of electrical equipment based on the interaction of electromagnetic fields.
Снабжение датчика, являющегося предметом настоящей полезной модели, источником оптического излучения и приемником оптического излучения, выполнение линии передачи сигнала в виде оптического волокна, входной и выходной торцы которого установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, и выполнение чувствительного элемента в виде петли оптического волокна линии передачи сигнала обеспечивают значительное уменьшение массы и габаритов данного датчика по сравнению с ближайшим аналогом. Эти же отличительные признаки датчика, являющегося предметом настоящей полезной модели, позволяют обеспечить незначительные габариты и массу основания и элемента воздействия на чувствительный элемент и поэтому выполнить основание с возможностью установки на одной части тела животного, а элемент воздействия на чувствительный элемент выполнить с возможностью установки на другой части тела животного и установить его с возможностью механического взаимодействия с петлей оптического волокна линии передачи сигнала. В результате этого не требуется какое либо принудительное закрепление тестируемого животного, которое может самостоятельно выбирать положение и совершать движения, соответствующие естественным условиям его обитания, а также не возникает давления какими либо элементами датчика на тело тестируемого животного или его подвижные части. С одной стороны, это не может вызвать у тестируемого животного состояние стресса, которое связано не с изменением качества контролируемой среды обитания животного, что повышает достоверность контроля среды. С другой стороны, снижается вероятность возникновения заболевания или гибели тестируемого животного вследствие размещения на его теле датчика, что приводит к снижению стоимости и упрощению эксплуатации аппаратуры, использующей данный датчик, поскольку замена тестируемых животных вследствие их заболевания или гибели оказывается необходимой менее часто.Providing a sensor, which is the subject of this utility model, with an optical radiation source and an optical radiation receiver, making a signal transmission line in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are installed with the possibility of optical contact, respectively, with an optical radiation source and an optical radiation receiver, and performing a sensitive element in the form of a loop of an optical fiber, the signal transmission lines provide a significant reduction in the mass and dimensions of this sensor compared with the closest analogue. These same distinctive features of the sensor, which is the subject of this utility model, allow to provide small dimensions and mass of the base and the element of influence on the sensitive element and therefore make the base with the possibility of installation on one part of the body of the animal, and the element of influence on the sensitive element can be installed on another parts of the animal’s body and install it with the possibility of mechanical interaction with the loop of the optical fiber of the signal transmission line. As a result of this, no forced fastening of the test animal is required, which can independently choose the position and make movements corresponding to the natural conditions of its living, and also there is no pressure by any sensor elements on the body of the test animal or its moving parts. On the one hand, this cannot cause a state of stress in the tested animal, which is not associated with a change in the quality of the controlled environment of the animal, which increases the reliability of environmental control. On the other hand, the likelihood of a disease or death of a test animal due to the placement of a sensor on its body is reduced, which reduces the cost and simplifies the operation of equipment using this sensor, since replacing the tested animals due to their disease or death is less necessary.
Поставленные задачи решаются, согласно полезной модели, во-вторых, также тем, что система биологического мониторинга среды обитания животного, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, по меньшей мере, один датчик относительного движения частей тела животного, включающий основание, установленный на основании чувствительный элемент, линию передачи сигнала и The tasks are solved, according to the utility model, and secondly, also by the fact that the system of biological monitoring of the animal’s environment, containing, in accordance with the closest analogue, at least one sensor of the relative motion of parts of the animal’s body, including a base mounted on the basis of sensitive element, signal line and
элемент воздействия на чувствительный элемент, выполненный и установленный с возможностью взаимодействия с чувствительным элементом, по меньшей мере, один усилитель, подключенный к выходу датчика относительного движения частей тела животного, по меньшей мере, один аналого-цифровой преобразователь, подключенный к выходу усилителя, и компьютер, подключенный к выходу аналого-цифрового преобразователя, отличается от ближайшего аналога тем, что ее датчик относительного движения частей тела животного снабжен источником оптического излучения и приемником оптического излучения, линия передачи сигнала датчика относительного движения частей тела животного выполнена в виде оптического волокна, входной и выходной торцы которого установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, чувствительный элемент датчика относительного движения частей тела животного выполнен в виде петли оптического волокна линии передачи сигнала, основание датчика относительного движения частей тела животного выполнено с возможностью установки на одной части тела животного, элемент воздействия на чувствительный элемент датчика относительного движения частей тела животного выполнен с возможностью установки на другой части тела животного и установлен с возможностью механического взаимодействия с петлей оптического волокна линии передачи сигнала, а вход усилителя подключен к приемнику оптического излучения.at least one amplifier connected to the output of the relative motion sensor of the body parts of the animal, at least one analog-to-digital converter connected to the output of the amplifier, and a computer connected to the output of the analog-to-digital Converter, differs from the closest analogue in that its sensor of relative motion of parts of the body of the animal is equipped with a source of optical radiation by the optical radiation receiver and the receiver, the signal line of the sensor for the relative motion of parts of the animal’s body is made in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are installed with the possibility of optical contact with the optical radiation source and the optical radiation receiver, the sensitive element of the sensor of the relative motion of the animal’s body parts is made in the form of a loop of an optical fiber of a signal transmission line, the base of the sensor of the relative motion of parts of the animal’s body It is made with the possibility of installation on one part of the animal’s body, the element of influence on the sensitive element of the sensor of the relative motion of the animal’s body parts is made with the possibility of installation on the other part of the animal’s body and installed with the possibility of mechanical interaction with the optical fiber loop of the signal transmission line, and the amplifier input is connected to the receiver optical radiation.
При этом в качестве источника оптического излучения ее датчика относительного движения частей тела животного использован полупроводниковый лазер или светодиод, в качестве приемника оптического излучения ее датчика относительного движения частей тела животного использован фотодиод, а основание ее датчика относительного движения частей тела животного выполнено из отвердевшего клея или выполнено из полимерного материала и установлено на теле животного с помощью клея.In this case, a semiconductor laser or LED is used as the source of optical radiation for its sensor for relative motion of parts of the body of the animal, a photodiode is used as the receiver for the optical radiation of its sensor for relative movements of parts of the body of the animal, and the base of its sensor for relative movement of parts of the body of the animal is made of hardened glue or made of polymeric material and mounted on the body of the animal with glue.
Снабжение датчика относительного движения частей тела животного, который входит в состав системы биологического мониторинга среды обитания животного, являющейся предметом настоящей полезной модели, источником оптического излучения и приемником оптического излучения, а также выполнение линии передачи сигнала в виде оптического волокна, входной и выходной торцы которого установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, совместно с подключением входа усилителя к приемнику оптического излучения позволяет отказаться от использования в конструкции датчика протяженной проводной линии передачи сигнала и поэтому предотвращает возникновение в линии передачи The supply of the relative motion sensor of the animal’s body parts, which is part of the biological monitoring system of the animal’s environment, which is the subject of this utility model, an optical radiation source and an optical radiation receiver, as well as a signal transmission line in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are installed with the possibility of optical contact, respectively, with the optical radiation source and the optical radiation receiver, together with the input Yes, the amplifier to the optical radiation receiver allows you to refuse to use in the design of the sensor an extended wire signal transmission line and therefore prevents the occurrence in the transmission line
внешних электрических наводок, что приводит к уменьшению искажений электрического сигнала относительного движения частей тела животного и снижению вероятности ошибочного принятия решения о качестве контролируемой среды, обеспечивая повышение достоверности контроля системой биологического мониторинга среды обитания животного.external electrical interference, which reduces the distortion of the electrical signal of the relative movement of the animal’s body parts and reduces the likelihood of erroneous decision-making about the quality of the controlled environment, providing increased reliability of control by the biological monitoring system of the animal’s environment.
Выполнение чувствительного элемента датчика относительного движения частей тела животного, входящего в состав системы биологического мониторинга среды обитания животного, в виде петли оптического волокна линии передачи сигнала и установка элемента воздействия на чувствительный элемент с возможностью именно механического взаимодействия с петлей оптического волокна линии передачи позволяет обеспечить формирование датчиком электрического сигнала без использования взаимодействия электромагнитных полей. В результате этого исключается влияние на функционирование датчика внешних электромагнитных полей, что препятствует искажению электрического сигнала, формируемого датчиком, и приводит к повышению достоверности контроля окружающей среды системой биологического мониторинга среды обитания животного. В особенности это проявляется при использовании системы биологического мониторинга среды обитания животного на водозаборных станциях и станциях водоподготовки, которые оснащены широким спектром электрооборудования, работающего на основе взаимодействия электромагнитных полей.The implementation of the sensor element of the relative movement of the parts of the animal’s body, which is part of the system of biological monitoring of the animal’s environment, in the form of a loop of an optical fiber of a signal transmission line and installation of an element of influence on a sensitive element with the possibility of mechanical interaction with a loop of an optical fiber of a transmission line allows the sensor to form electrical signal without using the interaction of electromagnetic fields. As a result of this, the influence of external electromagnetic fields on the functioning of the sensor is excluded, which prevents the distortion of the electrical signal generated by the sensor and leads to an increase in the reliability of environmental control by a system of biological monitoring of the animal’s environment. This is especially true when using the system of biological monitoring of the animal’s environment at water intake and water treatment stations, which are equipped with a wide range of electrical equipment based on the interaction of electromagnetic fields.
Снабжение датчика, входящего в состав системы биологического мониторинга среды обитания животного, источником оптического излучения и приемником оптического излучения, выполнение линии передачи сигнала в виде оптического волокна, входной и выходной торцы которого установлены с возможностью оптического контакта соответственно с источником оптического излучения и приемником оптического излучения, и выполнение чувствительного элемента в виде петли оптического волокна линии передачи сигнала позволяют обеспечить незначительные габариты и массу основания датчика и его элемента воздействия на чувствительный элемент и поэтому выполнить основание с возможностью установки на одной части тела животного, а элемент воздействия на чувствительный элемент выполнить с возможностью установки на другой части тела животного и установить его с возможностью механического взаимодействия с петлей оптического волокна линии передачи сигнала. В результате этого не требуется какое либо принудительное закрепление тестируемого животного, которое может самостоятельно выбирать положение и совершать движения, соответствующие естественным условиям его обитания, а также не возникает давления какими либо Supply of the sensor, which is part of the biological monitoring system of the animal’s environment, with an optical radiation source and an optical radiation receiver, a signal transmission line in the form of an optical fiber, the input and output ends of which are installed with the possibility of optical contact, respectively, with the optical radiation source and the optical radiation receiver, and the implementation of the sensing element in the form of a loop of optical fiber signal transmission lines can provide a small gab It’s and the mass of the base of the sensor and its element of influence on the sensitive element and therefore the base can be installed on one part of the animal’s body, and the element of action on the sensitive element can be installed on another part of the animal’s body and installed with mechanical interaction with the optical loop fiber signal line. As a result of this, no forced fastening of the tested animal is required, which can independently choose the position and make movements corresponding to the natural conditions of its habitat, and also there is no pressure whatsoever.
элементами датчика на тело тестируемого животного или его подвижные части. С одной стороны, это не может вызвать у тестируемого животного состояние стресса, которое связано не с изменением качества контролируемой среды обитания животного, что повышает достоверность контроля среды. С другой стороны, снижается вероятность возникновения заболевания или гибели тестируемого животного вследствие размещения на его теле датчика, что приводит к снижению стоимости и упрощению эксплуатации системы биологического мониторинга среды обитания животного, поскольку замена тестируемых животных вследствие их заболевания или гибели оказывается необходимой менее часто.sensor elements on the body of the test animal or its moving parts. On the one hand, this cannot cause a state of stress in the tested animal, which is not associated with a change in the quality of the controlled environment of the animal, which increases the reliability of environmental control. On the other hand, the likelihood of a disease or death of a test animal due to the placement of a sensor on its body is reduced, which reduces the cost and simplifies the operation of the biological monitoring system of the animal’s environment, since replacing the tested animals due to their disease or death is less necessary.
Отмеченное свидетельствует о решении декларированных выше задач настоящей полезной модели, благодаря наличию у заявляемых датчика относительного движения частей тела животного и системы биологического мониторинга среды обитания животного перечисленных выше отличительных признаков.The aforementioned testifies to the solution of the tasks of the present utility model declared above, due to the presence of the relative motion of parts of the animal’s body and the system of biological monitoring of the animal’s environment of the claimed sensors of the above distinguishing features.
На фиг.1 показаны структурная электрическая схема системы биологического мониторинга среды обитания животного и датчик относительного движения частей тела животного, установленный на створках раковины двухстворчатого моллюска, с основанием, выполненным из полимерного материала и показанным в разрезе, где 1 - компьютер, 2 - источник питания источника оптического излучения, 3 - источник оптического излучения, 4 - приемник оптического излучения, 5 - усилитель, 6 - аналого-цифровой преобразователь, 7 - оптическое волокно, 8 - входной торец оптического волокна, 9 - выходной торец оптического волокна, 10 - основание датчика, 11 - петля оптического волокна, 12 - элемент воздействия на чувствительный элемент, 13 - первая створка раковины и 14 - вторая створка раковины.Figure 1 shows the structural electrical diagram of a system for biological monitoring of the animal’s environment and a relative motion sensor for the parts of the animal’s body, mounted on the shell leaves of a bivalve mollusk, with a base made of polymer material and shown in section, where 1 is a computer, 2 is a power source optical radiation source, 3 - optical radiation source, 4 - optical radiation receiver, 5 - amplifier, 6 - analog-to-digital converter, 7 - optical fiber, 8 - optical input end th fiber 9 - output end of the optical fiber, 10 - base sensor, 11 - a loop of optical fiber, 12 - element impacts the sensor element 13 - the first flap 14 and the shell - the second shell flap.
На фиг.2 показан датчик относительного движения частей тела животного, используемый для преобразования в электрический сигнал движения жаберной крышки рыбы, с основанием 10, выполненным из полимерного материала, где 15 - тело рыбы и 16 - жаберная крышка.Figure 2 shows the sensor of the relative motion of parts of the body of the animal, used to convert into an electrical signal the movement of the gill cover of the fish, with a base 10 made of a polymer material, where 15 is the body of the fish and 16 is the gill cover.
На фиг.3 показан датчик относительного движения частей тела животного, установленный на створках раковины двухстворчатого моллюска, с основанием 10, выполненным из отвердевшего клея.Figure 3 shows the sensor of the relative motion of parts of the body of the animal, mounted on the flaps of the shell of a bivalve mollusk, with a base 10 made of hardened glue.
На фиг.4 показан датчик относительного движения частей тела животного, используемый для преобразования в электрический сигнал движения жаберной крышки рыбы, с основанием 10, выполненным из отвердевшего клея.Figure 4 shows the relative motion sensor of parts of the body of the animal, used to convert into an electrical signal the movement of the gill cover of the fish, with a base 10 made of hardened glue.
На фиг.5 показан возможный вариант размещения системы биологического мониторинга среды обитания животного в случае использования ее для мониторинга Figure 5 shows a possible placement of the biological monitoring system of the animal habitat in the case of using it for monitoring
водной среды водоема, где 17 - помост, 18 - контейнер для аппаратуры, 19 - клетка для животного, 20 - щель для оптических волокон и 21 - тестируемое животное.the aquatic environment of the reservoir, where 17 is the platform, 18 is the container for the equipment, 19 is the cage for the animal, 20 is the slot for the optical fibers and 21 is the test animal.
На фиг.6 показан возможный вариант размещения системы биологического мониторинга окружающей среды в случае использования ее для контроля качества воды на водозаборных станциях водоподготовки, где 22 - аквариум для животного, 23 - входной патрубок и 24 - выходной патрубок.Figure 6 shows a possible placement of a biological environmental monitoring system if it is used to control water quality at water intake water treatment stations, where 22 is an aquarium for an animal, 23 is an inlet pipe and 24 is an outlet pipe.
Датчик относительного движения частей тела животного (см. фиг.1) содержит оптическое волокно 7, имеющее диаметр, например от 50 до 500 мкм, источник 3 оптического излучения и приемник 4 оптического излучения, установленные с возможностью оптического контакта соответственно с входным торцом 8 оптического волокна и выходным торцом 9 оптического волокна посредством не показанных на фигурах волоконно-оптических коннекторов, например, марки ST или FC. В качестве источника 3 оптического излучения может быть использован светодиод или полупроводниковый лазер, например, марки ИЛПН-109М, испускающий оптическое излучение с длиной волны 0,8-0,86 мкм, а в качестве приемника 4 оптического излучения может быть использован фотодиод, например, марки ФД-290, чувствительный к оптическому излучению данного диапазона длин волн.The relative motion sensor of the animal’s body parts (see FIG. 1) contains an optical fiber 7 having a diameter of, for example, from 50 to 500 μm, an optical radiation source 3 and an optical radiation receiver 4 mounted with the possibility of optical contact with the input end face 8 of the optical fiber and an output end 9 of the optical fiber by means of fiber-optic connectors not shown in the figures, for example, of the brand ST or FC. As an optical radiation source 3, an LED or a semiconductor laser, for example, of the ILPN-109M brand, emitting optical radiation with a wavelength of 0.8-0.86 μm, can be used, and a photodiode can be used as an optical radiation receiver 4, for example, FD-290 brand, sensitive to optical radiation of this wavelength range.
Датчик также содержит основание 10 датчика, которое либо выполнено из полимерного материала (см. фиг.1 и 2) с возможностью установки на одной части тела тестируемого животного 21, например, с помощью эпоксидного клея, либо выполнено из отвердевшего клея (см. фиг.3 и 4), например эпоксидного. Оптическое волокно 7 дважды пропущено через отверстия основания 10 датчика с образованием петли 11 оптического волокна, выступающей за пределы основания 10 датчика и являющейся чувствительным элементом датчика, и зафиксировано в отверстиях основания 10 датчика, например, с помощью клея. Кроме того, датчик содержит элемент 12 воздействия на чувствительный элемент, который выполнен, например, из полимерного материала с возможностью установки на другой части тела тестируемого животного 21, например, с помощью эпоксидного клея, и установлен с возможностью механического взаимодействия с петлей 11 оптического волокна, являющейся чувствительным элементом датчика. В случае использования датчика для формирования электрического сигнала относительного движения створок раковины двухстворчатого моллюска (см. фиг.1 и 3) основание 10 датчика может быть установлено на наружной поверхности первой створки 13 раковины, а элемент 12 воздействия на чувствительный элемент - на наружной поверхности второй створки 14 раковины. При использовании датчика для формирования электрического сигнала движения жаберной крышки рыбы относительно ее тела (см. фиг.2 и 4) The sensor also contains a sensor base 10, which is either made of a polymeric material (see Figs. 1 and 2) with the possibility of mounting on one part of the body of the test animal 21, for example, using epoxy glue, or is made of hardened glue (see Fig. 3 and 4), for example epoxy. The optical fiber 7 is twice passed through the openings of the sensor base 10 with the formation of an optical fiber loop 11 extending beyond the sensor base 10 and being a sensitive element of the sensor, and fixed in the holes of the sensor base 10, for example, with glue. In addition, the sensor contains an element 12 for influencing the sensitive element, which is made, for example, of a polymeric material with the possibility of installation on another part of the body of the test animal 21, for example, using epoxy glue, and is installed with the possibility of mechanical interaction with the loop 11 of the optical fiber, which is a sensitive element of the sensor. In the case of using a sensor to generate an electrical signal of the relative movement of the shell leaves of a bivalve mollusk (see Figs. 1 and 3), the base 10 of the sensor can be installed on the outer surface of the first leaf 13 of the shell, and the element 12 for influencing the sensing element on the outer surface of the second leaf 14 sinks. When using a sensor to generate an electrical signal for the movement of the gill cover of the fish relative to its body (see figure 2 and 4)
основание 10 датчика может быть установлено на теле 15 рыбы вблизи расположения края жаберной крышки 16, а элемент 12 воздействия на чувствительный элемент - на наружной поверхности жаберной крышки 16.the base of the sensor 10 can be installed on the body of the fish 15 near the location of the edge of the gill cover 16, and the element 12 of the impact on the sensing element on the outer surface of the gill cover 16.
Система биологического мониторинга среды обитания животного содержит (см. фиг.1) компьютер 1, по меньшей мере, один датчик относительного движения частей тела животного, описанный выше, последовательно соединенные усилитель 5, подключенный входом к приемнику 4 оптического излучения датчика, и аналого-цифровой преобразователь 6, подключенный к входу компьютера 1, а также источник 2 питания источника оптического излучения, подключенный к выходу компьютера 1. В качестве компьютера 1 может быть использован персональный компьютер, а количество цепей, состоящих из последовательно соединенных усилителя 5 и аналого-цифрового преобразователя 6, соответствует количеству используемых датчиков относительного движения частей тела животного.The system of biological monitoring of the animal’s habitat contains (see FIG. 1) a computer 1, at least one sensor of relative motion of parts of the animal’s body, described above, in series connected to an amplifier 5, connected to the input to the receiver 4 of the optical radiation of the sensor, and analog-digital a converter 6 connected to the input of computer 1, as well as a power source 2 of the optical radiation source connected to the output of computer 1. As a computer 1, a personal computer can be used, and the number of Pei, consisting of serially connected amplifier 5 and an analog-digital converter 6 corresponds to the number of sensors used relative movement of parts of the animal body.
Электронную аппаратуру системы биологического мониторинга среды обитания животного в случае использования ее для контроля водной среды водоема (см. фиг.5) размещают, например, в контейнере 18 для аппаратуры на помосте 17, площадка которого расположена выше уровня контролируемой воды, а опоры установлены на суше или в акватории, на дне контролируемого водоема. Для размещения тестируемого животного 21 используют клетку 19 для животного, которая может быть выполнена из металлической или полимерной сетки и снабжена щелью 20 для оптических волокон. Клетку 19 для животного с размещенным в ней одним тестируемым животным 21 располагают на дне контролируемого водоема.Electronic equipment of the biological monitoring system of the animal’s environment, if used to control the aquatic environment of the reservoir (see FIG. 5), is placed, for example, in the container 18 for equipment on the platform 17, the platform of which is located above the level of controlled water, and the supports are installed on land or in the water area, at the bottom of a controlled reservoir. To place the test animal 21, an animal cage 19 is used, which may be made of a metal or polymer mesh and provided with a slot 20 for optical fibers. Cell 19 for an animal with one test animal 21 placed therein is located at the bottom of a controlled reservoir.
В случае использования системы биологического мониторинга среды обитания животного для контроля качества воды на водозаборных станциях водоподготовки тестируемое животное 21 размещают (см. фиг.6) в проточном аквариуме 22 для животного, который может быть выполнен из стекла и снабжен входным патрубком 23 и выходным патрубком 24, подсоединенным к не показанному на фигурах водяному насосу, нагнетающему воду из источника водоснабжения.In the case of using the system of biological monitoring of the animal’s environment to control the quality of water at the water intake water treatment stations, the test animal 21 is placed (see FIG. 6) in a flowing aquarium 22 for the animal, which can be made of glass and equipped with an inlet pipe 23 and an outlet pipe 24 connected to a water pump not shown in the figures, forcing water from a water supply source.
В обоих этих случаях в качестве тестируемых животных 21 используют рыб или двухстворчатых раковинных моллюсков, например, устриц или мидий.In both of these cases, fish or bivalve shell mollusks, such as oysters or mussels, are used as test animals 21.
При необходимости использования в системе биологического мониторинга среды обитания животного нескольких тестируемых животных 21, что позволяет осуществить в системе мажоритарный принцип принятия решения о состоянии контролируемой среды и поэтому повысить достоверность контроля, каждое из них размещают в отдельной клетке 19 для животного или аквариуме 22 для животного, обеспечивая при этом отсутствие визуального контакта между тестируемыми животными 21.If it is necessary to use several tested animals 21 in the system of biological monitoring of the animal’s environment, which allows implementing the majority principle in deciding on the state of the controlled environment and therefore increasing the reliability of control, each of them is placed in a separate cage 19 for an animal or an aquarium 22 for an animal, while ensuring the absence of visual contact between the test animals 21.
Датчик относительного движения частей тела животного и система биологического мониторинга среды обитания животного, являющиеся предметами настоящей полезной модели, работают следующим образом.The sensor of the relative motion of parts of the animal’s body and the system of biological monitoring of the animal’s environment, which are the objects of this utility model, work as follows.
Оператор системы биологического мониторинга среды обитания животного включает питание электронной аппаратуры, входящей в состав данной системы, в том числе, компьютер 1, по сигналу с которого включается источник 2 питания источника оптического излучения. Источник 2 питания источника оптического излучения подает напряжение на источник 3 оптического излучения, который начинает испускать оптическое излучение. Это оптическое излучение попадает во входной торец 8 оптического волокна, распространяется по оптическому волокну 7 к выходному торцу 9 оптического волокна, проходя при этом через петлю 11 оптического волокна, и, пройдя через выходной торец 9, падает на чувствительную поверхность приемника 4 оптического излучения, который преобразует оптическое излучение в электрический сигнал с амплитудой, пропорциональной падающему световому потоку.The operator of the biological monitoring system of the animal’s environment includes power to electronic equipment that is part of this system, including computer 1, by a signal from which the power source 2 of the optical radiation source is turned on. The power source 2 of the optical radiation source supplies voltage to the optical radiation source 3, which begins to emit optical radiation. This optical radiation enters the input end 8 of the optical fiber, propagates along the optical fiber 7 to the output end 9 of the optical fiber, passing through the loop 11 of the optical fiber, and passing through the output end 9 falls on the sensitive surface of the receiver 4 of optical radiation, which converts optical radiation into an electrical signal with an amplitude proportional to the incident light flux.
При относительном движении частей тела тестируемого животного 21, например, при относительном движении первой створки 13 раковины и второй створки 14 раковины двухстворчатого моллюска или при движении жаберной крышки 16 относительно тела 15 рыбы, элемент 12 воздействия на чувствительный элемент механически взаимодействует с петлей 11 оптического волокна, деформируя ее и изменяя при этом ее радиус кривизны. В результате такой деформации петли 11 оптического волокна нарушаются условия полного внутреннего отражения, свойственного недеформированным оптическим волокнам, что вызывает потери светового потока при прохождении оптического излучения через петлю 11 оптического волокна, приводящие к модуляции светового потока в соответствии с величиной деформации петли 11 оптического волокна. Поскольку величина деформации петли 11 оптического волокна определяется положением элемента 12 воздействия на чувствительный элемент, зависящим от относительного положения частей тела тестируемого животного 21, световой поток, падающий на чувствительную поверхность приемника 4 оптического излучения, оказывается промодулированным в соответствии с относительным движением частей тела тестируемого животного 21.With the relative movement of the body parts of the test animal 21, for example, with the relative movement of the first leaflet 13 of the shell and the second leaf 14 of the shell of a bivalve mollusk or when the gill cover 16 moves relative to the body 15 of the fish, the element 12 of the action on the sensitive element mechanically interacts with the loop 11 of the optical fiber, deforming it and changing its radius of curvature. As a result of such deformation of the optical fiber loop 11, the conditions of total internal reflection inherent in unstrained optical fibers are violated, which causes loss of light flux when optical radiation passes through the optical fiber loop 11, leading to a modulation of the light flux in accordance with the strain value of the optical fiber loop 11. Since the magnitude of the deformation of the loop 11 of the optical fiber is determined by the position of the element 12 of the influence on the sensitive element, depending on the relative position of the body parts of the test animal 21, the light flux incident on the sensitive surface of the receiver 4 of the optical radiation is modulated in accordance with the relative movement of the body parts of the test animal 21 .
В результате этого электрический сигнал, сформированный приемником 4 оптического излучения, приобретает переменную составляющую, параметры которой определяются параметрами относительного движения частей тела тестируемого животного 21. Этот электрический сигнал с выхода приемника 4 оптического излучения через усилитель 5, осуществляющий усиление его по мощности, As a result of this, the electric signal generated by the optical radiation receiver 4 acquires a variable component, the parameters of which are determined by the parameters of the relative motion of the body parts of the test animal 21. This electric signal from the output of the optical radiation receiver 4 through an amplifier 5, which amplifies it by power,
поступает в аналого-цифровой преобразователь 6, который с заданной временной дискретностью преобразует мгновенные значения его напряжения в цифровые коды, поступающие в компьютер 1.enters the analog-to-digital Converter 6, which with a given time resolution converts the instantaneous values of its voltage into digital codes received in computer 1.
Каждый поступивший цифровой код, соответствующий мгновенному значению напряжения электрического сигнала, компьютер 1 заносит в свое запоминающее устройство вместе со значениями текущего времени, когда этот цифровой код поступил. Далее компьютер 1 в зависимости вида используемых в системе тестируемых животных 21 определяет тот или иной параметр электрического сигнала.Each incoming digital code corresponding to the instantaneous voltage value of the electrical signal, the computer 1 enters in its storage device along with the values of the current time when this digital code arrived. Next, computer 1, depending on the type of test animals 21 used in the system, determines one or another parameter of the electrical signal.
Так, например, при использовании в качестве тестируемых животных 21 двухстворчатых раковинных моллюсков, например, мидий или устриц, которые реагируют на загрязнение их среды обитания экстренным закрытием створок своих раковин, компьютер 1 в соответствии с известными алгоритмами путем, например, сравнения запомненных цифровых кодов определяет амплитуду переменной составляющей электрического сигнала, сформированного датчиком относительного движения частей тела животного, и на основании сравнения этой амплитуды с пороговым значением принимает решение о наличии загрязнения среды обитания.So, for example, when using 21 bivalve mollusks as test animals, for example, mussels or oysters, which react to the pollution of their living environment by the emergency shutting of their shells, computer 1, in accordance with well-known algorithms, for example, comparing stored digital codes determines the amplitude of the variable component of the electrical signal generated by the sensor of the relative motion of parts of the animal’s body, and based on a comparison of this amplitude with a threshold value p makes a decision on the presence of environmental pollution.
При использовании в качестве тестируемых животных 21 рыб, у которых при загрязнении среды обитания движение жаберных крышек 16 перестает быть регулярным, компьютер 1 в соответствии с известными алгоритмами путем, например, сравнения запомненных цифровых кодов определяет два, например, максимальных цифровых кода, ближайших по времени их поступления в компьютер 1. В результате вычисления разности между значениями текущего времени поступления этих максимальных цифровых кодов компьютер 1 определяет период движения жаберных крышек 16 рыбы и заносит его значение в свое запоминающее устройство, а затем вычисляет, например, среднее арифметическое значение этого периода. Компьютер 1 вычисляет разность между каждым очередным вычисленным значением периода движения жаберных крышек 16 рыбы и средним арифметическим значением этого периода и на основании сравнения этой разности с пороговым значением принимает решение о наличии загрязнения среды обитания.When 21 fish are used as test animals, when the gill covers 16 ceases to be regular when the habitat is polluted, computer 1, in accordance with known algorithms, for example, compares the stored digital codes with two, for example, maximum digital codes that are closest in time their receipt in computer 1. As a result of calculating the difference between the values of the current time of receipt of these maximum digital codes, computer 1 determines the period of movement of the gill covers 16 of the fish and carries its value in its storage device, and then calculates, for example, the arithmetic mean value of this period. Computer 1 calculates the difference between each next calculated value of the period of movement of the gill covers 16 of the fish and the arithmetic average of this period and, based on a comparison of this difference with the threshold value, makes a decision about the presence of environmental pollution.
Для повышения достоверности контроля среды обитания целесообразно использование в системе нескольких тестируемых животных 21. В этом случае компьютер 1 принимает решение о наличии загрязнения среды обитания, если более, чем половина используемых в системе тестируемых животных 21 изменила характер относительного движения частей тела.To increase the reliability of habitat control, it is advisable to use several test animals 21 in the system. In this case, computer 1 decides on the presence of environmental pollution if more than half of the test animals 21 used in the system change the nature of the relative movement of body parts.
Информация о загрязнении среды обитания отображается оператору системы биологического мониторинга среды обитания животного на мониторе Information on environmental pollution is displayed to the operator of the biological monitoring system of the animal’s environment on the monitor
компьютера 1. Кроме того, оповещение персонала о загрязнении может осуществляться сигнализатором экологической опасности, который подключен к компьютеру 1, но на фигурах не показан.computer 1. In addition, the notification of personnel about pollution can be carried out by an environmental hazard warning device, which is connected to computer 1, but is not shown in the figures.
В случае формирования системой биологического мониторинга среды обитания животного сигнала экологической опасности осуществляют отбор пробы контролируемой воды для ее последующего химического анализа.In the case of the formation by the system of biological monitoring of the animal’s environment of an environmental hazard signal, a sampling of controlled water is carried out for its subsequent chemical analysis.
Авторами настоящей полезной модели был разработан опытный образец системы биологического мониторинга среды обитания животного с датчиком относительного движения частей тела животного и в августе 2007 года испытан в лабораторных и натурных условиях для целей контроля водной среды с использованием мидий в качестве тестируемых животных. Испытания показали достаточно высокую эффективность использования системы биологического мониторинга среды обитания животного с датчиком относительного движения частей тела животного для контроля качества водной среды.The authors of this utility model developed a prototype of a system for biological monitoring of the animal’s environment with a sensor for the relative movement of parts of the animal’s body and in August 2007 tested it in laboratory and field conditions for the purpose of monitoring the aquatic environment using mussels as test animals. Tests have shown a rather high efficiency of using the system of biological monitoring of the animal’s environment with a sensor for the relative movement of parts of the animal’s body to control the quality of the aquatic environment.
Таким образом, датчик относительного движения частей тела животного и система биологического мониторинга среды обитания животного обеспечивают повышение достоверности контроля окружающей среды, упрощение и снижение стоимости эксплуатации системы контроля окружающей среды, а также уменьшение массы и габаритов датчика относительного движения частей тела животного, используемого в данной системе.Thus, the relative motion sensor of the animal’s body parts and the system of biological monitoring of the animal’s environment provide an increase in the reliability of environmental control, simplification and reduction of the cost of operating the environmental control system, as well as a decrease in the mass and dimensions of the relative motion sensor of the animal’s body parts used in this system .
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127132/22U RU77974U1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | SENSOR OF THE RELATIVE MOVEMENT OF ANIMAL BODY PARTS AND THE SYSTEM OF BIOLOGICAL MONITORING OF ANIMAL HABITAT ON THE BASIS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008127132/22U RU77974U1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | SENSOR OF THE RELATIVE MOVEMENT OF ANIMAL BODY PARTS AND THE SYSTEM OF BIOLOGICAL MONITORING OF ANIMAL HABITAT ON THE BASIS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU77974U1 true RU77974U1 (en) | 2008-11-10 |
Family
ID=46274092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008127132/22U RU77974U1 (en) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | SENSOR OF THE RELATIVE MOVEMENT OF ANIMAL BODY PARTS AND THE SYSTEM OF BIOLOGICAL MONITORING OF ANIMAL HABITAT ON THE BASIS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU77974U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2452949C1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-06-10 | Учреждение Российской академии наук Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра РАН (ММБИ КНЦ РАН) | Equipment system for continuous detection and measurement of motor activity of bivalve molluscs |
| RU2625673C2 (en) * | 2014-12-24 | 2017-07-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" (ФГБУН МГИ) | Device for measuring motor activity of clam shells |
-
2008
- 2008-06-20 RU RU2008127132/22U patent/RU77974U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2452949C1 (en) * | 2011-01-31 | 2012-06-10 | Учреждение Российской академии наук Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра РАН (ММБИ КНЦ РАН) | Equipment system for continuous detection and measurement of motor activity of bivalve molluscs |
| RU2625673C2 (en) * | 2014-12-24 | 2017-07-18 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" (ФГБУН МГИ) | Device for measuring motor activity of clam shells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA012479B1 (en) | Method for biologically monitoring the environment (variants) and a system for carrying out said method | |
| US9410881B2 (en) | Photo-coupled data acquisition system and method | |
| EP2389447B1 (en) | Chlorophyll and turbidity sensor system | |
| US20100176956A1 (en) | Device for detecting a body fall into a pool | |
| RU77974U1 (en) | SENSOR OF THE RELATIVE MOVEMENT OF ANIMAL BODY PARTS AND THE SYSTEM OF BIOLOGICAL MONITORING OF ANIMAL HABITAT ON THE BASIS | |
| US8206985B2 (en) | Method of determining the effect of a spill on a marine environment | |
| WO2020010836A1 (en) | Fish electrocardiogram based comprehensive evaluation method and system for organic matter and heavy-metal water pollution | |
| RU2361207C1 (en) | Method of biological monitoring aquatic medium based on recording position of cockleshells of bivalved conchiferes and system to this end | |
| US7702473B2 (en) | Submersible portable in-situ automated water quality biomonitoring apparatus and method | |
| CN106290757A (en) | A kind of used in mariculture water quality testing meter | |
| RU2437093C1 (en) | System for rapid biological monitoring and indication | |
| KR20150000054A (en) | u-AUV FOR MANAGING AQUACULTURE OF FISHES | |
| KR101769711B1 (en) | Coastal environment monitoring system using bivalve's movement behaviour | |
| KR20110123911A (en) | Fishes location chase system and method for marine products resources management | |
| CA2788176A1 (en) | Pollution monitoring | |
| RU61431U1 (en) | SENSOR OF PHYSIOLOGICAL ACTIVITY OF AN INvertebrate with a RIGID EXTERNAL COVER AND SYSTEM OF BIOLOGICAL MONITORING OF THE ENVIRONMENT ON ITS BASIS | |
| CN211796430U (en) | Domestic animal state monitoring facilities | |
| CN105190718B (en) | Fire-alarm | |
| CN109613196B (en) | Fish electrocardio-based water body sudden pollution online monitoring method, device and system | |
| EP3339856B1 (en) | Method for ethological monitoring of crayfish and system for this method | |
| KR101752127B1 (en) | Coastal environment monitoring system using bivalve's movement behaviour | |
| RU2779728C9 (en) | Automated biosensor early warning complex for environmental monitoring of an aquatic environment | |
| RU2779728C1 (en) | Automated biosensor early warning complex for environmental monitoring of an aquatic environment | |
| CN216525762U (en) | Freshwater aquaculture monitoring system based on machine vision learning | |
| RU2452949C1 (en) | Equipment system for continuous detection and measurement of motor activity of bivalve molluscs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB1K | Licence on use of utility model |
Free format text: LICENCE Effective date: 20121016 |