УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО СРОКА ОСЕМЕНЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

Полезная модель относится к измерительной технике и может применяться в животноводстве и ветеринарии для определения оптимального времени осеменения животных.
Известно «Устройство для определения оптимального времени осеменения коров» (заявка на изобретение RU 93004392), состоящее из двух независимых измерительных блоков - блока измерения сопротивления постоянному току и блока измерения сопротивления переменному току. При этом блок измерения сопротивления постоянному току включает стабилизатор постоянного тока, входное устройство, устройство усиления и индикации, а блок измерения сопротивления переменному току включает генератор синусоидального напряжения, стабилизатор переменного тока, входное устройство, линейный детектор, устройство усиления и индикации. Измерение электрического сопротивления слизистой оболочки влагалища коров производится измерительной ячейкой, в головке которого смонтированы четыре электрода. Однако недостатком данного устройства является то, что определение оптимального времени осеменения производится лишь по измерению сопротивлений слизи влагалища на постоянном и переменном токе, которые зачастую могут быть взаимозависимы.
Известно, что для определения оптимального срока осеменения животных может быть использованы данные об изменении химических и физических свойств цервикального секрета животных в различные фазы течки (см. например, Войлошников Д.С. Определение оптимального срока осеменения сельскохозяйственных животных// Практик. - №1, 2000)
Ниже, в таблице представлены данные об изменении химического состава и физических свойств цервикального секрета коров в различные фазы течки.
Таблица
Показатели слизи
Фазы течки
Начало: 2-24 часа
Середина (фаза «охоты»): 25-40 часов
Конец: 49-72 часа
Среднее количество слизи, мл
12,6
64,8
19,7
Слоистость эпителия, кол-во слоев
2-5
12-15
2-5
Редуцирующие вещества, мг %
18±4,2
39,3±6,8
17±3,5
Кальций, мг %
5,06±0,44
5,53±0,35
7,17±0,35
Азот, мкг на 1 мл
- общий
640±31,5
412±16
696±59
- азот муцина
476±24
284±18
529±58
- остаточный
152±9,6
127±9,2
154±8
Вязкость, сек
16,1
10,6
33,8
Кислотность, РН
6,78
7,31
7,2
Форма кристаллизации в виде листа папоротника, %
27
61
12
Эластичность, мм
78±11,2
120±61
66±3,9
Плотность, м<sup>3</sup>/КГ
1,004
1,005
1,007
Электрическое сопротивление, Ом
350-400
150-300
400-600
Таким образом, возникает задача создания устройства для определения оптимальных сроков осеменения животных, принцип действия которого основан на независимых или малозависимых показателях, отражающих изменение физических свойств слизи влагалища.
Техническим результатом является повышение достоверности определения сроков оптимального осеменения животных на основе измерения независимых или малозависимых физических величин, характеризующих слизь влагалища животных.
Принцип действия устройства основан на измерении электропроводности и кислотности (рН-уровень) слизи влагалища. Он достигается тем, что устройство (фиг.1) состоит из рН-электрода 1, измерительного преобразователя для величины рН 2, кондуктометрического электрода 3, измерительного преобразователя для величины проводимости 4, коммутатора аналоговых сигналов 5, аналого-цифрового преобразователя 6, контроллера 7 и устройства индикации 8. Причем выход 9 рН-электрода 1 соединен со входом 10 измерительного преобразователя для величины рН 2, выход 13 кондуктометрического электрода 3 соединен с входом 14 измерительного преобразователя для величины проводимости 4, выход 11 измерительного преобразователя для величины рН 2 соединен с первым входом 12 коммутатора аналоговых сигналов 5, выход 15 измерительного преобразователя для величины проводимости 4 соединен со вторым входом 16 коммутатора аналоговых сигналов 5, выход 17 коммутатора аналоговых сигналов 5 соединен с входом 18 аналого-цифрового преобразователя 6, выход 19 аналого-цифрового преобразователя 6 соединен с входом 20 контроллера 7, выходная шина 21 контроллера 7 соединена с входами 22 устройства индикации 8, отдельный выход 24 контроллера 7 соединен с входом управления 23 коммутатора аналоговых сигналов 5.
Элементы устройства выполняют следующие функции: рН-электрод 1 предназначен для измерения кислотности слизи влагалища и его выход 9 связан с входом 10 измерительного преобразователя для величины рН 2, который преобразует неэлектрическую величину кислотности в электрическую величину напряжения или тока. Кондуктометрический электрод 3 предназначен для измерения проводимости слизи влагалища и его выход 13 связан с входом 14 измерительного преобразователя для величины проводимости 4, который величину проводимости преобразует в величину напряжения или тока. Выход 11 измерительного преобразователя для величины рН 2 и выход 15 измерительного преобразователя для величины проводимости 4 связаны с соответствующими входами коммутатора аналоговых сигналов 5, который в соответствии с управляющим сигналом, подаваемым на его вход управления 23, коммутирует на свой выход 17 либо сигнал от измерительного преобразователя для величины рН 2, либо сигнал от измерительного преобразователя для величины проводимости 4. Выход 17 коммутатора аналоговых сигналов 5 связан с входом 18 аналого-цифрового преобразователя 6, который преобразует соответствующий сигнал (электрическую величину, характеризующую кислотность или проводимость слизи влагалища) из аналогового вида в цифровой вид. Выход 19 аналого-цифрового преобразователя 6 связан с входом 20 контроллера 7, который выполняет функции управления устройством. Он, в частности, соотносит цифровой сигнал, полученный с выхода 19 аналого-цифрового преобразователя 6 с соответствующими таблицами пересчета для преобразования измеренной величины напряжения или тока в значения кислотности или проводимости, принятые в стандартных системах измерения. Второй функцией контроллера является управление коммутатором аналоговых сигналов 5. Для этого с отдельного выхода 24 контроллера 7 на вход управления 23 коммутатора аналоговых сигналов 5 подается сигнал, посредством которого коммутатор аналоговых сигналов 5 передает на свой выход 17 либо сигнал со своего первого входа 12, либо сигнал со своего второго входа 16. Третьей функцией контроллера 7 является передача со своей выходной шины 21 сигналов на входы 22 устройства индикации 8 для визуализации измеренных величин кислотности и проводимости слизи влагалища.
Устройство имеет следующий алгоритм работы. На рН-электрод 1 и кондуктометрический электрод 3 наносится необходимое для измерения количество слизи влагалища. Измерительные преобразователи для величины рН 2 и для величины проводимости 4 преобразуют сигнал, поступающий с рН-электрода 1 и кондуктометрического электрода 3 в соответствующие электрические величины тока или напряжения. Далее сигналы представленные соответствующими величинами тока или напряжения подаются на коммутатор аналоговых сигналов 5, который в соответствии с управляющим сигналом, поступающим на вход управления 23 от контроллера 7, коммутирует их поочередно на время необходимое для аналого-цифрового преобразования на вход 18 аналого-цифрового преобразователя 6. Аналого-цифровой преобразователь 6 преобразует аналоговые электрические величины тока или напряжения в соответствующий цифровой сигнал, который подается на вход 20 контроллера 7. Контроллер 7 преобразует полученный цифровой сигнал в стандартную форму представления величин кислотности и проводимости, пригодную для визуализации с помощью устройства индикации 8. Устройство индикации 8 получает необходимые для визуального отображения сигналы от контроллера 7 и индицирует их.
Все элементы предлагаемого устройства в настоящее время производятся промышленностью, и устройство может быть реализовано на существующей элементной базе. Так, например, в качестве рН-электрода 1 может применяться, рН-электрод 20.1020 фирмы JUMO, в качестве кондуктометрического электрода 3 - электрод 20.2922, в качестве измерительного преобразователя для величины рН 2 - измерительный преобразователь для величины рН 20.2701 фирмы JUMO, в качестве измерительного преобразователя для величины проводимости 4 - измерительный преобразователь 20.2756. В качестве коммутатора аналоговых сигналов 5 может быть использован двухвходовой аналоговый ключ ADG419 фирмы Analog Devices, в качестве аналого-цифрового преобразователя 6 - интегральная схема AD9480 фирмы Analog Devices, в качестве контроллера 7 - микроконтроллеры семейства ATmega фирмы Atmel (например, ATmega 8), в качестве устройства индикации 8 - семисегментные индикаторы или жидкокристаллические табло индикации. Для промышленной реализации предлагаемого устройства возможно применение и других, аналогичных элементов.
Таким образом, достигается повышение достоверности определения сроков оптимального осеменения животных на основе измерения независимых или малозависимых физических величин, а именно величин проводимости и кислотности слизи влагалища.