Устройство для автоматического контроля качества птичьих эмбрионов

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству , а именно к птицеводству, и может быть использовано для автоматизации процесса контроля качества птичьях эмбрионов . Цель изобретения - повышение достоверности контроля птичьих змбрионов. Контроль жизнеспособности и степени развития эмбриона проводится на трех стадиях развития . Эмбрион, помещенный всветонепроницаемый кожух, просвечивается направленно двумя источниками света сверху и снизу, источник света расположен в ложементе. Степень развития эмбриона определяется по трем уровням с помощью кольцевых фотоприемников , первый из которых расположен на уровне положения пути эмбриона, второй - верхнего края желтка эмбриона, третий - на уровне центра желтка или поло-- жения острого конца эмбриона - в соответствии со стадией развития. Каждое кольцо фотоприемников ограждено светонепроницаемыми перегородками. Качество и степень развития эмбриона определяется по величине ослабления светового потока на соответствующих уровнях контроля. Сигналы с фотоприемников попадают на электронный блок многоканального устройства (каждый канал соответствует одному эмбриону ) для отработки соответствующих сигналов исполнительному механизму, с помо щью которого происходит отбраковка некачественных эмбрионов - они извлекаются из ячеек. 2 з.п.ф-лы, 8 ил сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4336188/15 (22) 30.11.87 (46) 07.04.91. Бюл. № 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии и Омутнинский химический завод (72) Н.А.Белов, В.Б.Никитский, Ю,Н. Гаряев, Б.Г,Гриненков и А.А,Багаев (53) 636.5,082.474 (088.8) (56) Патент CLUA ¹ 3540824, кл. G 01 N 33/08, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПТИЧЬИХ ЭМБРИОНОВ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к птицеводству, и может быть использовано для.автоматизации процесса контроля качества птичьях эмбрионов. Цель изобретения — повышение достоверности контроля птичьих эмбрионов. Контроль жизнеспособности и степени развития эмбриона проводится на трех стадиях развития. Эмбрион, помещенный в светонепрониИзобретение относится к сельскому хозяйству, а именно птицеводству, и может быть использовано для автоматизации процесса контроля качества птичьих эмбрионов.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля птичьих эмбрионов.

На фиг. 1 изображена схема устройства для автоматического контроля качества птичьих эмбрионов; на фиг, 2 — расположение фотоприемника на одном из ярусов

„„5U 1639556 А1 (я)5 А 01 К 43/00, G 01 N 33/08 цаемый кожух, просвечивается направленно двумя источниками света сверху и снизу, источник света расположен в ложементе, Степень развития эмбриона определяется по трем уровням с помощью кольцевых фотоприемников, первый из которых расположен на уровне положения пуги эмбриона, второй — верхнего края желтка эмбриона, третий — на уровне центра желтка или положения острого конца эмбриона — в соответствии со стадией развития. Каждое кольцо фотоприемников ограждено светонепроницаемыми перегородками. Качество и степень развития эмбриона определяется по величине ослабления светового потока на соответствующих уровнях контроля, Сигналы с фотоприемников попадают на элект- ) ронный блок многоканального устройства (каждый канал соответствует одному эмбриону) для отработки соответствующих сигна- С лов исполнительному механизму, с помощью которого происходит отбраковка некачественных эмбрионов — они извлекаются из ячеек. 2 з,п.ф-лы, 8 ил, внутри светонепроницаемого кожуха; на фиг, 3 — схема расположения фотоприемников внутри светонепроницаемого кожуха для контроля качества эмбрионов, находящихся на первой стадии развития; на фиг. 4— то же, на второй стадии развития; на фиг. 5— то же, на третьей стадии развития; на фиг. 6— схема электронного блока устройства; на фиг, 7 и 8 — схема автоматического контроля и разбраковки эмбрионов.

Устройство для автоматического контроля качества птичьих эмбрионов состоит

1639556

40

50 из светонепроницаемого кожуха 1, разделенного светонепроницаемой перегородкой 2 на две части, В верхней части кожуха расположен источник 3 излучения, предназначенный для просвечивания контролируемого эмбриона 4, например лампа накаливания, В нижней части кожуха расположен контролируемый эмбрион 4, который на время контроля поджат ложементом 5 исполнительного механизма 6 к отверстию в светонепроницаемой перегородке так, чтобы источник 3 излучения освещал центральную часть скорлупы в области пуги 7 и прямые лучи от источника не проникали в нижнюю часть кожуха 1. Ложемент 5 снабжен дополнительным источником 8 излучения, заключенным в светонепроницаемый кожух 9 с отверстием. К этому отверстию на время контроля поджата вершина острого конца яйца с тем, чтобы дополнительный источник 8 освещал скорлупу в области острого конца яйца и прямые лучи от источника не проникали в нижнюю часть кожуха 1, где на разных уровнях относительно эмбриона расположены элементы фотоприемников

10 — 12, Фотоприемники помещены между диафрагмами 13, ограничивающими поле зрения фотоприемников на высоте яйца, Сигналы с фотоприемников поступают на электронный блок 14, который управляет работой исполнительного механизма 6.

Для повышения достоверности контроля (фиг.2) элементы фотоприемников 10 — 12 расположены между диафрагмами 13 вокруг эмбриона 4 так, чтобы их поля 15 зрения охватывали весь периметр скорлупы эмбриона 4 на данном уровне. Фотоприемник может быть выполнен в виде кольца.

Число уровней и их расположение относительно эмбриона зависят от степени развития эмбриона и конкретных условий контроля.

Выделено три стадии развития эмбриона, определяющих три типа расположения фотоприемников в светонепроницаемом кожухе.

Расположение фотоприемников внутри кожуха при контроле качества инкубируемых эмбрионов, находящихся на первой стадии развития, приведено на фиг. 3, Эта стадия развития характеризуется тем, что тело зародыша 16, находящееся в верхней части яйца, выросло до определенных размеров и погрузилось в желток 17. У недоразвитых эмбрионов тело зародыша мало и расположено на вершине желтка (а не погружено в желток), Тело зародыша заключено в прозрачный мешок, наполненный прозрачной амниотической жидкостью 18.

Контроль положения пуги 7 эмбриона 4 помещают в фотоприемник 10 на уровне пуги 7 и определяют величины ослабления проходящего светового потока 19 скорлупой эмбриона в области пуги 7, Контроль стерильности эмбриона проводится при помощи фотоприемников 10 и

11, расположенных на уровне верхнего края желтка и на чоовне пчги 7, на основе определения величины ослабления светового потока 20 амниотической жидкостью 18, белком и скорлупой яйца с учетом ослабления потока 19 скорлупой яйца, Контроль качества амниотической жидкости на этой стадии развития не проводится, так как обьем аллантоисного мешка 21 еще слишком мал.

Контроль степени развития эмбриона проводится также при помощи фотоприемников 10 и 11 на основе определения величины ослабления светового потока 20 телом зародыша (в случае остального развития эмбриона) и скорлупой эмбриона с учетом ослабления светового потока 19 скорлупой эмбриона.

Контроль жизнеспособности эмбриона проводится при помощи фотоприемника

11 (по наличию в проходящем через эмбрион световом потоке 20 переменной составляющей), Таким образом, при контроле качества эмбрионов на первой стадии развития, фотоприемники в измерительной ячейке располагаются на двух уровнях: первый уровень соответствует положению пуги эмбриона; второй уровень — положению верхнего края желтка эмбриона.

Расположение фотоприемников внутри кожуха при контроле качества эмбрионов, находящихся на второй стадии развития, приведено на фиг, 4. На этой стадии развития верхняя часть яйца заполнена аллантоисной жидкостью 22, а желток покрыт густой сетью кровеносных сосудов 23. У недоразвитых эмбрионов кровеносная система на желтке развита слабо.

Контроль положения пуги и жизнеспособности эмбриона проводится также, как и на предыдущей стадии развития.

Контроль стерильности и качества аллантоисной жидкости проводится при помощи двух групп фотоприемников 10 и 11, расположенных на уровне пуги и на уровне верхнего края желтка на основе определения величины ослабления светового потока

20 аллантоисной и амниотической жикостями и скорлупой эмбриона с учетом ослабления светового потока 19 скорлупой эмбриона.

1639556

10

40

50

Контроль степени развития эмбриона проводится при помощи двух групп фотоприемников 10 и 24, расположенных на уровне пуги и на уровне центра желтка эмбриона на основе определения величины ослабления светового потока 25 кровеносной системой на желтке и скорлупой эмбриона с учетом ослабления светового потока

19 скорлупой эмбриона.

Таким образом, при контроле качества эмбрионов на второй стадии развития фотоприемники в измерительной ячейке располагаются на трех уровнях: первый уровень соответствует положению пуги эмбриона; второй уровень — положению верхнего края желтка эмбриона, третий уровень — положению центра желтка эмбриона.

Расположение фотоприемников внутри кожуха при контроле качества эмбрионов, находящихся на третьей стадии развития, представлено на фиг. 5, Эта стадия развития характеризуется развитием кровеносной системы аллантоиса 26, которая выстилает внутреннюю поверхность яйца и смыкается в области острого конца яйца. У недоразвитых эмбрионов кровеносная система аллантоиса остается несомкнутой, Контроль положения пуги, стерильности, качества аллантоисной жидкости и жизнеспособности проводится так же, как и на предыдущей стадии развития.

Контроль степени развития эмбриона проводится при помощи двух групп фотоприемников 10 и 27, расположенных на уровне острого (нижнего) конца яйца. В этом случае для подсвета острого конца используется дополнительный источник 8 излучения, заключенный в светонепроницаемый кожух 9. Контроль степени развития проводится на основе определения величины ослабления светового потока 28 кровеносной системой аллантоиса и скорлупой в области острого конца яйца с учетом ослабления светового потока скорлупой эмбриона.

Таким образом, при контроле качества эмбрионов на третьей стадии развития фотоприемники в измерительной ячейке располагаются на трех уровнях: первый уровень соответствует уровню расположения пуги эмбриона; второй уровень — положению верхнего края желтка эмбриона; третий уровень — положению острого конца эмбриона.

На практике обычно приходится контролировать и разбраковывать большие партии одновозрастных эмбрионов. находящихся в специальных инкубационных лотках, В этом случае целесообразно автоматизировать процесс контроля при помощи устройства, позволяющего одновременно контролировать эмбрионы 29, находя:циеся в лотке 30 (фиг. 8). В конструкции многоканального устройства источники освещения, расположенные в верхней части светонепроницаемого кожуха, объединяются в осветительный блок 31, а измерительные ячейки — в измерительный блок 32, отделенный от верхней части кожуха светонепроницаемой перегородкой 33 с отверстиями, к которым во время контроля поджимаются верхние концы эмбрионов, а нижний конец ложементами 34. Измерительный блок 32 представляет собой набор диафрагм с отверстиями под эмбрионы, между которыми, вокруг отверстий, располагаются элементы соответствующих фотоприемников (число диафрагм, количество фотоприемников, уровни их расположения относительно эмбриона и расположение элементов фотоприемников на каждом уровне было описано выше). Многоканальное устройство содержит также исполнительный механизм и электронный блок.

Исполнительный механизм многоканального устройства предназначен для извлечения контролируемых эмбрионов из гнезд лотка, попещения их в измерительный блок, удаления некачественных эмбрионов, возвращения качественных эмбрионов обратно в лоток и состоит из ложементов, служащих для извлечения эмбрионов из гнезд лотка и перемещения их к отверстиям в светонепроницаемой перегородке 33 плиты перемещения ложементов, механизма

36 подъема и опускания плиты, электромагнитных захватов 37, удерживающих ложементы в верхнем положении, и жалюзи 38..

Электронный блок 14 многоканального устройства предназначен для обработки сигналов с фотоприемников измерительного блока с целью определения качества контролируемых эмбрионов и выдачи соответствующих сигналов исполнительному механизму. Электронный блок (фиг.6) представляет собой многоканальное устройство с числом каналов, равным числу одновременно контролируемых эмбрионов. Каждый канал предназначен для контроля качества одного из эмбрионов и состоит из узла 39 контроля положения пуги эмбриона, узла 40 контроля жизнеспособности эмбриона, узла 41 контроля степени развития, узла 42 контроля качества аллантоисной жидкости и стерильности и узла 43 сравнения, Узел контроля положения пуги содержит усилитель 44 сигнала с соответствующего фотоприемника и пороговое устройство

45, выдающее релейный сигнал в зависимости от величины сигнала с усилителя.

1639556

40

50 зом

Узел контроля жизнеспособности содержит фильтр 46, выделяющий из сигнала с соответствующего фотоприемника переменную составляющую, усилителя 47, однополупериодного выпрямителя 48 и порогового устройства 49, выдающего релейный сигнал в случае поступления на вход переменного сигнала, Узел 41 контроля степени развития эмбриона и узел 42 контроля качества аллантоисной жидкости эмбриона содержат фильтры 50 и 51, выделяющие из сигнала с соответствующих фотоприемников постоянные составляющие, усилителей 52 и 53 постоянного сигнала, устройств 54 и 55 обработки сигнала, выдающих аналоговые сигналы в зависимости от соотношения величин входных сигналов, и пороговых устройств 56 и 57, выдающих релейные сигналы в зависимости от величины сигналов на входе.

Конкретный алгоритм обработки входных сигналов зависит от типа используемых фотоприемников, стадий развития эмбриона, геометрии относительного расположения элементов фотоприемника, осветителя, диафрагм и эмбриона, типом осветителя и др

Узел 43 сравнения выдает сигнал на включение соответствующего электромагнитного захвата при отсутствии хотя бы одного из сигналов с описанных блоков.

В состав электронного блока также входят три реле 58-60 времени и датчики верхнего 61 и нижнего 62 положения плиты 35.

Реле 58 времени выдает сигнал на вклю-. чение всех устройств узла 43 сравнения через интервал времени tt после поступления сигнала с датчика 61.

Реле 59 времени выдает сигнал на выключение всех устройств узла 43 сравнения и сигнал механизму 36 перемещения плиты на опускание плиты 35 через интервал времени t2 (t2 > tt) после поступления сигнала с датчика 61.

Реле 60 времени выдает сигнал механизму 36 перемещения плиты на подъем плиты 35 через интервал времени 1з после поступления сигнала с датчика .62, Устройство работает следующим обраДля проведения контроля внутри светонепроницаемого кожуха помещается лоток

30 с эмбрионами 29 и включается механизм

36 для перемещения плиты 35 в верхнее положение. Перемещаясь, плита 35 поднимает ложементы 34, которые извлекают эмбрионы из гнезд лотка и поджимают их к отверстиям в перфорированной пластине.

При достижении плитой 35 верхнего поло5

25 жения (фиг.6) датчик 61 включает реле 58 и

59 времени, Через интервал времени t1 реле 58 включает все устройства 43 сравнения на время t2 — ц,в течение которого происходит контроль качества эмбрионов, В том случае, когда в лотке присутствуют некачественные эмбрионы (они закрашены черным цветом), на вход соответствующих устройств сравнения не поступают сигналы с тех или иных узлов контроля, поэтому такие устройства включают электромагнитные захваты и блокируют ложементы с некачественными эмбрионами. По истечении времени контроля реле 59 времени дает команду исполнительному механизму 36 на опускание плиты 35, При этом ложементы опускают качественные эмбрионы обратно в лоток, а пластины жалюзи 38 поворачиваются и образуют наклонную плоскость, Когда плита 35 достигает нижнего положения, датчик 62 включает реле 60 времени и выключает электромагнитные захваты ложементов, Ложементы с некачественными эмбрионами опускаются и, проходя через специальные отверстия в пластинах жалюзи, возвращаются в нижнее положение, а некачественные эмбрионы задерживаются пластинами жалюзи и выкатываются по наклонной плоскости из эоны контроля. После удаления брака пластины жалюзи возвращаются в исходное положение, лоток с проконтролированными эмбрионами заменяется на следующий, и цикл контроля повторяется, Началам нового цикла служит сигнал реле 60 времени на включение подъема плиты 35, Устройство работает следующим образом.

Исполнительный механизм помещает эмбрион в измерительную ячейку, поджимая его концы к отверстиям в светонепроницаемой перегородке и кожухе ложемента на время, необходимое для контроля. При этом сигналы с фотоприемников поступают на электронный блок 14, который на основе анализа сигналов определяет качество эмбриона. По окончании контроля исполнительный механизм извлекает проконтролированный эмбрион из ячейки, подает в нее следующий, и цикл контроля повторяется. В случае появления некачественного эмбриона электронный блок дает команду на его выбраковку, Выбраковка может осуществляться либо оператором вручную, при этом электронный блок выдает соответствующий визуальный сигнал, либо автоматически, тогда электронный блок выдает команду исполнительному механизму на удаление некачественного эмбриона.

1б39556

Формула изобретения

1, Устройство для автоматического контроля качества птичьих эмбрионов, содержащее источник излучения, первый фотоприемник, подсоединенный к входу 5 блока обработки сигнала и исполнительный механизм с ложементом, причем привод исполнительного механизма связан с выходом блока обработки сигнала, а источник излучения расположен на оси симметрии 10 ложемента, отл и ча ющееся тем,что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено светонепроницаемым кожухом с перегородкой с отверстием для конца яйца, установленной под источником 15 излучения, вторым и третьим фотоприемниками и диафрагмами, причем перегородка установлена перпендикулярно оси симметрии ложемента, и в месте их пересечения

20 выполнено отверстие для конца яйца, а диафрагмы установлены с обеих сторон фотоприемников, расположенных под перегородкой один под другим, причем нижний фотоприемник с диафрагмами установлен с воэможностью перемещения по вертикали от второго фотоприемника до верхней части ложемента.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что ложемент выполнен иэ светонепроницаемого материала, внутри которого установлен дополнительный источник излучения.

3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый фотоприемник выполнен в виде нескольких фотоэлементов, размещенных в тороидальной плоскости по внутреннему периметру светонепроницаемого кожуха. t 63

1639556

1639556 (Р ы7 б ".8

Составитель Л,Кузнецова

Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Редактор Н,Рогулич

Заказ 972 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101