Устройство для исследования движений гидробионта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 697 А 1) А 61/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ктрические 4 ф с.25-28.о СССР00, 1983,ди во требуемы. 5 ил,11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изоБРетений и ОткРытии К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯДВИЖЕНИЙ ГИДРОБИОНТА(57) Изобретение относится к биологши направлено на увеличение достоверности регистрации двигательной активности гидробионтов или отдельныхчастей его тела. Для этого на телегидробионта устанавливают химическийисточник 1 тока, у которого электрод2 контактирует с водой, и электрохимический интегратор 3, у которого электрод 4 контактирует с водой, а электрод 5 соединен через балластное сопротивление 6 с другим электродом 7 химического источника 1 тока, кото рый не контактирует с водой. Химический источник 1 тока, интегратор 3, балластное сопротивление 6 и соенительные провода изолированы от ды. Для увеличения чувствительности регистрации контактирующие с водой электроды 2 и 4 можно выполнить из пористого материала или из металлов с различной величиной электрохимического потенциала. Контактирующие с водой электроды 2 и 4 можно установить внутри патрубка с раструбами по его оси, что позволит регистрировать движение в ом направлении, 4 з.п. ф-л13406 10 15 20 30 35 40 45 50 Изобретение относится к биологическим исследованиям, а именно к устройствам для регистрации движений рыб и других гидробионтов.Целью изобретения является увеличение достоверности регистрации интегральной двигательной активности гидробионта и отдельных частей его тела.На фиг,1 изображено предлагаемое устройство для исследования движений гидробионта, вид спереди; на фиг,2 то же, вид сбоку; на фиг,3 - принципиальная электрическая схема устройства; на фиг,4 - вариант устройства для регистрации движений гидробионта или части его тела в заданном направлении; на фиг.5 - вариант крепления устройства на гидробионте.Устройство для исследования движений гидробионта содержит химический источник 1 тока пля крепления на теле гидробионта, у которого электрод 2 контактирует с водой, а также закрепляемый на гидробионте электрохимический интегратор 3, у которого электрод 4 контактирует с водой, а электрод 5 соединен через балластное сопротивление 6 с другим электродомхимического источника 1 тока, который не контактирует с водой, при этом последний, интегратор 3, сопротивление 6 и соединительные провода 8 изолированы от воды.Кроме того, с целью увеличения чувствительности электроды 2 и 4 могут иметь пористую поверхность и быть выполнены, например, в виде пористой пластины или изготовлены из металлов с различной величиной электрохимического потенциала (при этом они также могут иметь пористую поверхность).Для регистрации движений гидробионта или части его тела в заданном направлении электроды 2 и 4 могут быть установлены внутри патрубка 9 с раструбами 10 по его оси 0-0, которая ориентирована в заданном направлении (фиг.4),Для облегчения считывания показаний при использовании хлорсеребряного интегратора 3 от электрода 5 может быть сделана отпайка 11, на которую надет чехол 12 из изоляционного материала (фиг,1),Чехол 12 закреплен на отпайке 11 зажимом 13, Изоляция 14, например 97 2герметик, скрепляет между собой источник 1, интегратор 3 и сопротивление Ь с образованием блока 15 (фиг,5). При использовании в качестве интегратора 3 хлорсеребряного интегратора блок 15 имеет размеры 15 х 15,7 мм при толщине 5 мм (фиг,5).Блок 15 может быть закреплен на гидробионте различными способами, зависящими от вида и размера гидробионта и от задачи исследования. Так, если задача исследования - измврение интегральной величины поступательного движения гидробионта 16, имеющего спинной плавник 17 (рыба, дельфин), то блок 15 крепят на плавнике 17 с помощью двух пластин 18 с отверстиями 19, установленных по обе стороны плавника 17, и капронового шнура 20. Для крепления блока 15 можно также испольэовать жесткий луч спинного плавника (у леща, карпа и т.д.), прошивая его капроновой нитью. На рыбе весом более 200 грамм блок 15 можно закреплять и на других частях тела (жаберной крышке, хвостовом плавнике) для регистрации движений частей тела. Тем более это относится к морским млекопитающим больших размеров.Хлорсеребряный интегратор 3 имеет рабочий электрод 21 из серебра и вспомогательный электрод 22, на который нанесен хлорид серебра; этот интегратор используют при сравнипельно непродолжительных измерениях двигательной активности гидробионта от одного часа до нескольких суток, так как накопительная емкость интегратора равна 400+40 мКл. Для более длительных измерений двигательной активности гидробионта используют ртутный капиллярный кулометр. Этот интегратор позволяет производить измерения в течение недели - месяца без снятия блока 5 с животного. В этом интеграторе столбики ртути в стеклянном капилляре с делениями разделены промежутком электролита длиной 0,4-0,5 мм, который перемещается от катода к аноду, когда через интегратор течет постоянный ток; по перемещению промежутка электролита за определенное время судят о коли.: честве протекшего электричества, когда ток через интегратор постоянен.Электроды 2 и 4 могут быть изготовлены из металлов с различной величиной лектрохимического потенциала, например электрод 2 - из меди, электрод 4 - из цинка; они могут быть соединены между собой изолированной от воды перемьчкой н виде интегратора 3 (фиг,4), содержащего участки пути тока с электронной и ионной проводимостью, Это самая простая конструкция предлагаемого устройства, н которой роль источника 1 тока выпопняют электроды из меди и цинка, соединенные изолированной от воЛы перемычкойй, н варианте устройства (фиг,4) электроды 2 и 4 и интегратор 3 установлены в полости патрубка (из изоляционного материала) с зазорами, величина которых определяет гидродинамическое сопротивление потоку воды через патрубок 9. Патрубок 9 может быть изогнутым, иметь колена, напранленные к оси О-О под прямым углом, например в одной плоскости и в разные стороны, что облегчает установку устройства на животном.Устройство работает следующим образом.В воде ток течет через интегратор 3, при этом в воде вокруг устройства (блока 15) создается поле электротока с силовыми линиями, одна из которых показана пунктиром на фиг.2 и 3. Для источника 1 тока нагрузкой являются интегратор 3, сопротивление 6 и сопротивление воды, в которое входят омическое сопротивление воды и сопротивление поляризации электродов 2 и 4. Сопротивление поляризации (концентрационной) электродов 2 и 4 зависит от скорости относительного перемещения этих электродов и воды; при наличии этого перемещения сопротивление поляризации электродов 2 и 4 уменьшается и ток через интегратор увеличивается пропорционально скорости относительного перемещения, Если знать величину тока через интегратор в конкретной воде, а для устройства, изображенного на фиг,3, в любой воде, так как в этом устройстве ток через интегратор 3 определяется лишь величиной балластного сопротивления 6 и сопротивлением поляризации, а не омическим сопротивлением воды, которое сравнительно мало из-за близости электродов 2 и 4 друг к другу, то по показанию интегратора за определенное время можно определить величину,пропо 1 гциондл ную двигательной дктин -ности животного ипи части его тела, ндкоторой установлен блок 15. Эта величинд ранна разности между протекшим 5через интегратор количеством электричества (интегралом по току завремя Т) и произведением тока черезинтегрдтор н неподвижной воде на время Т. ДЛ -К(01, - 1 Т), где К - коэффициент пропорциональности; О(: Ьс 1 ОС;ттекущее значение тока через интегратор, установленный на животном;ток через интегратор в неподвижной воде. Для устройства, изображенного на фиг.5, для получения достоверных результдтон измерения требуется термостдтирование воды, в которойплавает животное, т.е, область применения такого устройства ограниченапо сравнению с устройством, изображенным на фиг.З,Предлагаемое устройство может при-меняться для измерения времени нахождения сухопутного животного в воде,при этом величина балластного сопротивления 6 должна в 100 раз превосходить сумму сопротивлений интегратора3 и воды, н которую погружается животное, например, во время купаньяили перехода через водные преграды.При выполнении электродов 2 и 4с пористой поверхностью сопротивление поляризации особенно сильно зависит от относительной скорости перемещения, что обеспечивает увеличение чувствительности, Изготовлениеэлектрода 2 из меди (анод) и электрода 4 из цинка (катод) также увеличивает зависимость сопротивленияполяризации от относительной скорости перемещения, что увеличивает чувствительность регистрации движения 45 животного по сраннению с устройством,у которого электроды 2 и 4 изготовлены из одного металла с гладкой поверхностью. Для химического источника тока в виде электрода 2, изготовленного из меди, электрода 4, изготовленного из цинка, и перемычки(интегратора 3), изолированной отводы, нагрузкой является интегратор3, а сопротивление, воды - внутреннимсопротивлением. Поток воды по стрелке (фиг.4) уменьшает сопротивлениеполяризации и внутреннее сопротивление этого источника, от чего увеличивается ток через интегратор 3.134069При использовании хлорсеребряногоинтегратора ток в интеграторе вовремя регистрации в воде течет отэлектрода 21 к электроду 22, приэтом хлорид серебра переносится в обратном направлении. Когда накопительная емкость интегратора приближаетсяк номинальной (400 мКл), блок 15 снимают с гидробионта и считывают показание интегратора; для этого снимают 10чехол 12 и подключают электроды 4 и5 к прибору для считывания показаний, пропуская ток считывания отэлектрода 22 к электроду 21. При использовании ртутного капиллярного 15интегратора для считывания показанийс него снимают слой лака со стеклянного капилляра и отмечают перемещениестолбика электролита внутри капилляра,после чего вновь покрывают лаком стек лянный капилляр.Изобретение обеспечивает увеличение чувствительности, регистрациюдвижений гидробионта или части еготела в заданном направлении, а также25облегчение считывания показаний вслучае использования электрохимического хлорсеребряного интервала,Формула изобретения 301.Устройство для исследования движений гидробионта, содержащее химический источник тока для крепления на гидробионте, у которого по крайней 35 мере один электрод контактирует с водой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения достоверности регистрации интегральной двигатель 7 6ной активносги гидробионта и отдельных частей его тела, оно снабжено электрохимическим интегратором для крепления на теле гидробионта, при этом один электрод интегратора контактирует с водой, а другой электрод соединен проводами через балластное сопротивление с электродом химического иаточника тока, не контактирующим с водой, при этом химический источник тока, интегратор, балластное сопротивление и соединительные провода изолированы от воды.2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, контактирующие с водой электроды имеют пористую поверхность.3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, контактирующие с водой электроды изготовлены из металлов с различной величиной электрохимического потенциала.4. Устройство по п,1 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью регистрации движений гидробионта или части его тела в заданном направлении, контактирующие с водой электроды установлены в патрубке с раструбами по его оси.5. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения считывания показаний прииспользовании в качестве электрохимического интегратора хлорсеребряного интегратора, его электрод, не контактирующий с водой, имеет отпайку с чехлом из изоляционного материала./5 ТирВНИИПИ Государствепо делам изобрет13035, Москва, Ж,исное водствен олиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4