Устройство для определения интенсивности дыханияПатент на изобретение №: 2012194 Автор: Кобяков А.А., Суша А.Н., Нмадзуру Ибрахим Бадегги[NG] Патентообладатель: Кобяков Антон Анатольевич Дата публикации: 15 Мая, 1994 Адрес для переписки: подача заявки05.05.1991 публикация патента15.05.1994 Изображения   Использование: в измерительной технике, например, для определения биологической активности исследуемого материала в биологии, почвоведении, физиологии растений. Сущность изобретения: устройство кроме рабочих 2 и 3 и контрольного 4 сосудов варбурга и дифманометра 7 дополнительно снабжено уравнительным сосудом 6, многопозиционным переключателем и вычеслительным блоком. Это позволяет более эффективно проводить исследования благодаря высокой организации измерительной системы и применения современных средств измерения, т. е. автоматически действующего дифманометра и вычислительного блока, позволяющего быстро и точно выполнять расчеты. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. , , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано в биологии, почвоведении, физиологии растений для определения биологической активности исследуемого материала. Известно устройство для определения скорости поглощения кислорода почвой с корнями нетравмированного растения [1] . Работа устройства основана на манометрическом методе. Однако этому устройству присущи недостатки, наиболее крупный недостаток обусловлен трудностью герметизации сосуда Лииса. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для определения интенсивности дыхания [2] , работа которого также основана на манометрическом методе. В термостатируемую ванну помещают требуемое количество модифицированных сосудиков Варбурга [3] , каждый из которых соединен со стеклянным U-образным дифманометром. Модифицированный сосудик Варбурга отличается от немодифицированного наличием дополнительных боковых отростков и съемного дна сосудика. В каждый сосудик помещают стаканчик с исследуемым материалом, например систему почва-корни растения. В отростки сосудика наливают щелочной раствор при определении поглощения исследуемым материалом кислорода, а при определении выделения углекислого газа исследуемым материалом наливают воду в том же объеме, что и щелочь. Здесь же находится модифицированный сосудик Варбурга со стаканчиком, наполненным селикагелем и соединенным с U-образным стеклянным манометром. Последний используется для внесения поправки в показания дифманометров рабочих модифицированных сосудиков для учета колебаний атмосферного давления. Через заданный промежуток времени после начала опыта снимают показания дифманометров и рассчитывают количество поглощенного кислорода или выделившегося углекислого газа по следующим формулам: XO2 = ( Hp - Hк) KO2, (1) где XO2 - количество поглощенного кислорода, мл; Нр, Нк - показания дифманометров соответственно для рабочего и контрольного сосудиков Варбурга; KO2 - константа сосудика по кислороду. X =  (Hp-Hk)-   K , (2) где ХСO2 - количество выделившегося углекислого газа, мл; КСO2 - константа сосудика по углекислому газу. В формулах (1), (2) величины КO2и КСO2 равны: K =  , K =  , где Vg - объем газового пространства в измерительной системе, мл;  1 , 2 - растворимость кислорода и углекислого газа соответственно в мл на 1 мл жидкости (при парциальном давлении газа 1 атм - 101,3 кПа и температуре); Vf - объем жидкости, налитой в сосудик, мл; t - температура термостатирования. По значениям ХO2 и ХСO2 рассчитывают интенсивность дыхания для исследуемого материала. Интенсивность дыхания равна: по кислороду YO2 = XO2/(Pc T) (3) по углекислому газу YCO2 = XCO2/(Pc T), (4) где Рс - вес абсолютно сухой почвы, кг; Т - длительность опыта, ч. Известному устройству присущи следующие недостатки: - низкая точность вследствие ошибок визуального отсчета показаний дифманометров; - трудоемкость и большие затраты времени на получение результатов; - малая надежность устройства из-за стеклянного исполнения U-образных приборов. Цель изобретения - повышение точности и эксплуатационной надежности устройства. Достигается это тем, что устройство снабжено уравнительным сосудом, многопозиционным переключателем и вычислительным блоком, подключенным к выходу дифманометра, первая камера которого соединена с контрольным сосудиком Варбурга, а вторая - с выходом многопозиционного переключателя, при этом соответствующие входы последнего связаны с уравнительным сосудом и рабочими сосудиками Варбурга. Многопозиционный переключатель состоит из герметичного полого цилиндрического корпуса, внутри которого с зазором относительно внутренней поверхности и соосно с возможностью вращения вокруг этой оси установлен цилиндр с сообщенными между собой осевым и радиальными отверстиями, при этом в боковой стенке полого цилиндрического корпуса выполнены пары сквозных отверстий по числу рабочих сосудиков Варбурга, со штуцерами, причем первый штуцер каждой пары соединен с уравнительным сосудом, а второй - с соответствующим сосудиком Варбурга, а в осевом отверстии цилиндра с зазором размещен выходной штуцер, проходящий через торцовую стенку цилиндрического корпуса, при этом зазоры между цилиндром, выходным штуцером и цилиндрическим корпусом заполнены герметиком. По сравнению с прототипом данное устройство позволяет повысить точность определения интенсивности дыхания и более надежно в эксплуатации. Более высокая точность устройства обеспечивается за счет автоматического снятия показаний с дифманометра и ввода этих показаний в вычислительный блок взамен ручного. Замена большого числа дифманометров на один является источником, во-первых, повышения точности измерений ввиду того, что во все расчеты будет вносится одна и также систематическая погрешность, присущая используемому дифманометру, в отличие от систематических погрешностей, присущих каждому из дифманометров в прототипе; во-вторых, повышение надежности устройства обеспечивается за счет того, что уменьшение числа элементов сложного устройства ведет к повышению его эксплуатационной надежности, а именно безаварийной работоспособности. Другим фактором повышения надежности является использование автоматического дифманометра с дистанционной передачей информации взамен стеклянных U-образных дифманометров с визуальным отсчетом показаний. На фиг. 1 схематично представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - конструкция многопозиционного переключателя; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1 (многопозиционного переключателя). Устройство содержит термостатируемую ванну 1 с рабочими 2, 3 и контрольным 4 сосудиками Варбурга, многопозиционный переключатель 5, уравнительный сосуд 6, дифманометр 7 и вычислительный блок 8. Для простоты описания показаны только два рабочих сосудика 2, 3; в общем случае их может быть любое число. В рабочие сосудики 2, 3 помещены стаканчики с исследуемым материалом, а в контрольный сосудик 4 - стаканчик с селикагелем. Многопозиционный переключатель 5 представляет собой неподвижный герметичный полый цилиндрический корпус 9, внутри которого размещен вращающийся цилиндр 10. В одной из торцовых стенок корпуса 9 переключателя 5 по оси вращающегося цилиндра 10 закреплен штуцер 11, который герметично входит в осевое отверстие 12 вращающегося цилиндра 10. Это осевое отверстие 12 сообщено с радиальным отверстием 13 в теле вращающегося цилиндра 10. На корпусе 9 по окружности боковой поверхности размещены нары сквозных отверстий со штуцерами 14, 15 по числу рабочих сосудиков 2, 3. Первый штуцер 14 каждой пары соединен с одним из рабочих сосудиков, например с сосудиком 2. Вторые штуцера 15 каждой пары объединены между собой и соединены с уравнительным сосудом 6. Первая (плюсовая) и вторая (минусовая) камеры дифманометра 7 соединены соответственно с контрольным 4 сосудиком Варбурга и с штуцером 11, т. е. с выходом многопозиционного переключателя 5. Минусовая камера дифманометра 7 при позиционировании вращающегося цилиндра 10 относительно штуцеров 14 и 15 оказывается соединенной соответственно с одним из рабочих сосудиков 2, 3 Варбурга, либо с уравнительным сосудом 6. Такая связь обеспечивается посредством штуцера 11, осевого 12 и радиального 13 отверстий в теле цилиндра 10 и штуцеров 14 и 15 корпуса переключателя 5. Уравнительный сосуд 6 заполнен жидкостью (нейтральной), например дистиллированной водой, и связан с атмосферой. Обе камеры дифманометра 7 также заполнены этой жидкостью. Уравнительный сосуд 6, переключатель 5 и дифманометр 7 должны быть размещены по вертикали ниже термостатируемой ванны с сосудиками 2, 3, 4. При этом взаимное расположение уравнительного сосуда 6, переключателя 5 и дифманометра 7 должно быть таким, чтобы абсолютное давление в минусовой камере при ее соединении с уравнительным сосудом 6 не превосходило атмосферного давления. Вычислительный блок 8 соединен с выходом дифманометра 7. Подготовка к работе. Уравнительный сосуд 6 и обе камеры дифманометра 7 заливаются дистиллированной водой. При этом переключатель 5 находится в таком положении, когда цилиндр 10 позиционирован так, что его радиальное отверстие 13 совмещено с выходным отверстием штуцера 15. Контрольный сосудик 4 со стаканчиком с селикагелем подключен к дифманометру 7. Давление Рбк в контрольном сосудике 4 выравнивается с атмосферным, после чего сосудик 4 отсекается от атмосферы. Признаком правильности установки уравнительного сосуда 6, переключателя 5 и дифманометра 7, тем самым готовности измерительной системы к работе, является равенство нулю выходного сигнала дифманометра 7. Для герметизации переключателя 5 зазор между внутренней поверхностью корпуса 9 и внешней поверхностью вращающегося цилиндра 10 смазывается, например, вазелином. Последний вносится в зазор между штуцером 11 и осевым отверстием 12 вращающегося цилиндра 10. Работа устройства. В рабочие сосудики 2, 3 Варбурга устанавливают стаканчики с исследуемым материалом. В соответствии с экспозицией опыта начинают процесс измерения. В момент начала опыта включают в работу таймер вычислительного блока 8. Процесс измерения осуществляют в следующей последовательности. Позиционируют цилиндр 10 переключателя 5 так, чтобы радиальное отверстие 13 совместилось с выходным отверстие штуцера 14, к которому подсоединен первый рабочий сосудик 2 Варбурга. В результате дифманометр 7 и рабочий сосудик 2 соединены. На выходе дифманометра 7 под действием разности давлений Рбк и Ра соответственно в рабочем 2 и контрольном 4 сосудиках Варбурга формируется электрический сигнал, пропорциональный величине Нр - Нк из формулы (1). Покажем это. Для устройства [1] Нр = Рб - Ра, а Нк = Рб - Рбк, где Рб - атмосферное давление в момент измерения, Ра, Рбк - абсолютное давление соответственно в рабочем 2 и контрольном 4 сосудиках Варбурга. Легко видеть, что Нр -Нк = Рбк - Ра. Из описания вытекает и чертеж это поясняет, что в плюсовой камере дифманометра 7 действует давление Рбк, а в минусовой - Ра. В вычислительном блоке 8 по значениям сигналов от дифманометра и таймера рассчитываются по формулам (1) и (3) либо (2) и (4) искомые показатели. В вычислительный блок 8 перед началом измерений вводятся данные, необходимые для расчетов по формулам (1). . . (4). Далее приступают к измерению давления во втором рабочем сосудике 3 Варбурга. Предварительно дифманометр 7 приводят к исходному состоянию. Для этого цилиндр 10 переводят в положение, в котором радиальное отверстие 13 совмещается с выходным отверстием штуцера 15. В результате минусовая камера дифманометра 7 соединяется с уравнительным сосудом 6. После этого цилиндр 10 переключателя 5 позиционируют относительно штуцера 14, к которому подключен второй рабочий сосудик 3. Описанная выше процедура измерений повторяется. В такой последовательности осуществляется измерение для всех рабочих сосудиков 2, 3 Варбурга, используемых в опыте. После этого цикл измерений может быть многократно повторен через требуемые промежутки времени. Позиционирование переключателя 5 относительно рабочих сосудиков 2, 3 Варбура и уравнительного сосуда 6 может осуществляться как вручную, так и с помощью шагового двигателя. Использование устройства позволяет более эффективно проводить исследования. Это достигается за счет более высокой организации измерительной системы и использования современных средств измерения, а именно автоматически действующего дифманометра, а также вычислительного блока, обеспечивающего быстрое и точное выполнение расчетов. Кроме того, такая измерительная система позволяет с несравненно малыми затратами труда по сравнению с прототипом осуществлять контроль за динамикой процессов в исследуемом материале (поглощение кислорода и выделение углекислого газа). (56) Игнатьев Н. Н. , Шуваев В. А. Прибор для измерения скорости поглощения кислорода почвой с корнями нетравмированного растения. А. с. N 1309347. Практикум по физиологии растений. Под ред. Н. Н. Третьякова. - М. : Колос, 1982. - С. 146-155. Игнатьев Н. Н. Модификация метода Варбурга с целью определения интенсивности поглощения кислорода почвой с ненарушенной структурой. - Доклады ТСХА, 1972, вып. 176, с. 51-55.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ДЫХАНИЯ, содержащее дифманометр и рабочие и контрольный сосудики Варбурга, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и эксплуатационной надежности устройства, оно снабжено уравнительным сосудом, многопозиционным переключателем и вычислительным блоком, подключенным к выходу дифманометра, первая камера которого соединена с контрольным сосудиком Варбурга, а вторая - с выходом многопозиционного переключателя, при этом соответствующие входы последнего связаны с уравнительным сосудом и рабочими сосудиками Варбурга. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что многопозиционный переключатель состоит из герметичного полого цилиндрического корпуса, внутри которого с зазором относительно внутренней поверхности и соосно с возможностью вращения вокруг этой оси установлен цилиндр с сообщенными между собой осевым и радиальными отверстиями, при этом в боковой стенке полого цилиндрического корпуса выполнены пары сквозных отверстий по числу рабочих сосудиков Варбурга со штуцерами, причем первый штуцер каждой пары соединен с уравнительным сосудом, а второй - с соответствующим сосудиком Варбурга, а в осевом отверстии цилиндра с зазором размещен выходной штуцер, проходящий через торцевую стенку цилиндрического корпуса, при этом зазоры между цилиндром, выходным штуцером и цилиндрическим корпусом заполнены герметиком.Популярные патенты: 2479988 Способ формирования линейно ориентированного виноградника с капельным орошением (версия 3) ... труб с пластиковыми манжетами, заполненных цементным раствором для упрощения технологии сборки.Недостатком известного технологического решения является необходимость крепления направляющих проволок в пластмассовых дополнительных манжетах, что снижает надежность ориентации проволоки несущей лозы в линейно ориентированном винограднике.Технологическим результатом предложенного способа являются усовершенствования известного технологического решения линейно ориентированного виноградника путем повышения надежности ориентации проволоки несущей лозы в линейно ориентированном винограднике и возможность выполнить сборку его в два этапа и с возможностью капельного орошения.Указанный ... 2406295 Способ экологического мониторинга лесов ... сложения изображений G, R, БИК. Рассчитывают признаки лесопатологии в виде индекса жизненности g=MG/(MG+M R), индекса поражения R=MR/(MG+M R), нормированного дифференциального индекса продуцирующей фитомассы NDVI=(MБИК-MR)/(MБИК +MR), площади рельефов древесных пологов изображения R и результирующего изображения, соответственно SpR , Sp0, среднюю частоту пространственных спектров изображения R и результирующего изображения 0, соответственно FcpR , Fср0. Степень ослабленности Q древостоя участка площадью S0, определяют по калиброванной эталонной регрессионной зависимости вида:Q 0,6(NDVIg)-1[r(1-NDVI)1/3(ПR /П0)(DR/D0)1,2 где: ПR, П0 - расчетная полнота древостоев, ... 2406293 Способ определения содержания водорастворимых углеводов и крахмала из одной навески ... результатов анализа.Применение предлагаемого способа определения водорастворимых углеводов и крахмала из одной навески позволило провести одновременное определение разных форм углеводов в растительном материале таких объектов, как лапчатка белая (Potentilla alba L), шалфей мускатный (Salvia Sclarea L.), подснежник снежный (Galanthus nivalis L.), дикие виды и культурные сорта тюльпанов. Результаты этих исследований опубликованы в следующих работах:1. Воронкова Т.В. Пул запасных углеводов и элементы анатомического строения зимующих растений шалфея мускатного // VI съезд об-ва физиологов растений России. Матер. Международн. научн. конф. «Современная физиология растений: от ... 2389173 Способ выращивания земляники садовой ... 1 ил., 2 табл. Изобретение относится к сельскому хозяйству и может применяться в садоводстве для стимуляции процессов жизнедеятельности земляники садовой, выращиваемой в условиях открытого грунта промышленных плантаций.Известен способ размножения садовых растений, согласно которому обработку растений производят одноразовым одиночным пакетом импульсов магнитной индукции с амплитудным значением 0,05 Тл, периодом 5,12 с и скважностью от 100 до 4500 (См. патент РФ 2183057. Способ размножения садовых растений. М. кл. A01G 7/04, опубл. в Бюлл. 16, 2002 г.).Однако этот, несомненно прогрессивный, способ имеет применение лишь при укоренении побегов и черенков садовых ... 2094986 Гербицидный состав ... эфиров ди-, три- и тетраэтиленгликоля растворяют в смеси 10 г бензилового спирта и 32 г нефраса АР 120/200 при перемешивании и нагревании до температуры 30-50oC. 2 г полученного концентрата эмульгируют в 98 г воды и выдерживают в отстойнике в течение 4-х ч. Пример 2. Аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что вместо ОП-7 берут неонол АФ 9-12. Пример 3. Аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что вместо бензилового спирта берут октиловый спирт. Пример 4. Аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что вместо бензилового спирта берут алкиловые спирты фракции C7-C9. Пример 5. Аналогично примеру 1. Отличие состоит в том, что вместо нефраса берут нефтяной сольвент. ... |
Еще из этого раздела: 2150199 Способ закрепления элемента рыболовной снасти, выполненного с внутренней полостью, к леске 2051553 Устройство для обезвоживания навоза 2124820 Устройство для изменения объемного заряда в атмосфере 2054429 Способ получения антисептика для защиты древесины 2093016 Устройство для водоподачи 2197082 Установка для охлаждения молока с использованием естественного холода 2479198 Способ ведения сильнорослых сортов винограда 2475025 Средство для обработки семян зерновых и зернобобовых культур, пораженных фузариозом 2413409 Способ и устройство для уплотнения убранной массы для получения силоса 2384038 Устройство для посадки сеянцев, выращенных в контейнерах |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||