УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ВОДНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Полезная модель относится к устройствам для генерации контролируемого уровня магнитного поля, которая может быть использована, в частности, для исследования влияния искусственного электромагнитного поля на водные биологические объекты, в том числе на крупных морских животных. Технический результат - упрощение конструкции в результате отказа от применения магнитных материалов с возможностью использования магнитометров с блоком управления для учета коэффициентов пересчета от величин естественного магнитного поля при формировании искусственного магнитного поля в водной среде.
Магнитные поля оказывают различное влияние на поведение и состояние живых объектов. Установлен механизм магниторецепции у ряда птиц, рептилий и ряда других животных. Отдельные результаты получены по влиянию магнитных полей на физиологические процессы ластоногих, крупных животных, вызывающих научный интерес в поведении под влиянием электромагнитных полей. Наиболее распространенными в практике экспериментальных исследований являются способы на базе устройств, обеспечивающих исследования малоподвижных и малоразмерных биологических объектов. Крупные морские животные своим нахождением в исследовательских установках создают волнение водной среды и акустические шумы, исключающие достоверность работы многих информационных датчиков при измерениях, что требует использования особых инженерно-физических подходов.
Известно устройство для исследования влияния электромагнитных полей на биологические объекты (патент №2454675 от 27.06.2012, РФ), содержащее магнитный экран, выполненный в виде сферы, сделанной разъемной и состоящей из трех слоев и куб, расположенный внутри сферы. На ребрах куба смонтирована трехкоординатная система генерации искусственного электромагнитного поля, состоящая из шести одинаковых излучающих рамок, причем каждая пара рамок получает сигнал от трехканального усилителя. Каждый канал имеет плавную регулировку постоянного и переменного сигнала, при этом внешний и средний слои изготовлены из сплавов аморфного магнитомягкого материала, внутренний слой состоит из металла-диамагнетика.
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и управления параметрами электромагнитного поля, невозможность исследований влияния электромагнитного поля на крупные морские животные.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, прототипом, является известное устройство для изучения влияния электромагнитных полей на водные организмы (А.С. СССР №599776 от 30.03.78, бюллетень №12), содержащее источник электромагнитного поля и аквариум для размещения исследуемых организмов. Источник электромагнитного поля состоит из сетки, расположенной по внешнему периметру аквариума, и ферромагнитного стержня с укрепленным на его нижнем конце соленоидом, размещенных в изолированной от воды конструкции, причем ферромагнитный стержень смонтирован в центре полости аквариума с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости.
Недостатками прототипа являются сложность конструкции, низкая надежность при эксплуатации, из-за механического управления уровнем электромагнитного поля и невозможность исследований влияния электромагнитного поля на крупные морские животные.
Настоящая полезная модель решает задачу упрощения конструкции устройства формирования магнитного поля и реализации исследований влияния искусственного электромагнитного поля на водные биологические объекты, в том числе на крупных морских животных.
Технический результат в заявленном изобретении достигается за счет того, что система генерации состоит из многовиткового рамочного излучателя, проводники которого размещены по периметру сторон аквариума над зеркалом водной поверхности, получающего сигнал от задающего генератора с блоком управления параметрами по частоте и силе тока, с возможностью использования блока управления для учета коэффициентов пересчета от величин естественного магнитного поля при формировании искусственного магнитного поля.
Положительный эффект от использования предлагаемой полезной модели в упрощение конструкции в результате отказа от применения магнитных материалов и измерении уровня искусственно генерируемого магнитного поля, осуществляемого встроенным магнитометром, расположенным в полости аквариума, предназначенной для заполнения водой и помещения биологических объектов искажающих результаты измерений, а уровня естественного магнитного поля дистанционно вынесенным, вне аквариума, идентичным магнитометром. Использование магнитометров с блоком управления для учета коэффициентов пересчета от величин естественного магнитного поля, при формировании искусственного магнитного поля в водной среде, обеспечивает корректуру генерации искусственного электромагнитного поля. Это обеспечивает исследования влияния искусственного электромагнитного поля на крупных морских животных и повышает качество и достоверность получаемых научных результатов.
Таким образом, именно совокупность признаков полезной модели, отличающих ее от прототипа, обеспечивает решение задачи полезной модели и достижения положительного эффекта.
Сущность полезной модели устройства формирования магнитного поля поясняется блок-схемой, изображенной на фиг. 1. Устройство содержит аквариум 1 для размещения исследуемых биологических объектов. На его сторонах смонтирована система генерации искусственного электромагнитного поля. Система генерации состоит из многовиткового рамочного излучателя 2, проводники которого размещены по периметру сторон аквариума 1, над зеркалом водной поверхности 7. Многовитковый рамочный излучатель 2 получает сигнал от задающего генератора 3 с блоком управления параметрами по частоте и силе тока 4. Измерение уровня искусственно генерируемого магнитного поля осуществляется встроенным магнитометром 5, расположенным в полости аквариума, предназначенной для заполнения водой, а уровня естественного магнитного поля дистанционно, вынесенным вне аквариума идентичным магнитометром 6, с возможностью использования блока управления 4 для учета коэффициентов пересчета от величин естественного магнитного поля при формировании искусственного магнитного поля.
Работа устройства для исследования влияния искусственного электромагнитного поля на водные биологические объекты осуществляется следующим образом. Перед включением устройства производится его калибровка путем измерения естественного фона магнитного поля магнитометром 5, расположенным в полости аквариума 1, заполненного водой и идентичным магнитометром 6, вне аквариума с регистрацией показаний того и другого с использованием блока управления 4. После включения устройства, производится согласно протоколу генерация соответствующих уровней магнитного поля в аквариуме в зависимости от запланированного эксперимента, при измерениях магнитометром 5 при соизмерении с естественным фоном, измеряемым магнитометром 6 и измеряемыми параметрами сигнала подаваемого в рамочный излучатель 2 от задающего генератора 3, с регистрацией результатов и управлением при использовании блока 4. После калибровки устройства в рабочий водный объем аквариума 1 помещается биологический объект и проводится эксперимент по запланированному протоколу. При проведении экспериментов с крупными морскими животными, своим нахождением в исследовательской установке создающих волнение водной среды и акустические шумы, исключающие достоверность и блокирование работы магнитометра 5, уровень соответствующего протоколу магнитного поля генерируется с помощью задающего генератора 3, при использовании блока 4, по величинам параметров сигналов, измеренных при генерации во время калибровки.