Устройство для измерения электропроводности биологических жидкостей

 

Изобретение относится к биологии и может быть использовано, например, в животноводстве для измерения электропроводности цервикального секрета животных, а также в медицине для ранней диагностики беременности или для определения фазы полового цикла. Цель изобретения - повышение точности измерений и уменьшение трудоемкости процедуры. Для достижения указанной цели рабочий конец датчика 4 снабжен измерительной ячейкой, внутри которой установлены измерительные 3, 5 и сигнальные 9 электроды, причем внутренняя полость ячейки соединена с насосом 13, снабженным приводом, сопряженным с управляющим органом выключателя. Сигнальный электрод 5 подключен к блоку автоматического управления узлом измерения электропроводности, состоящего , например, из порогового элемента 10, вход которого подключен к сигнальному электроду 9, а выход через таймер 11 соединен с управляющим входом реле 8, например, геркона, соединяющего выход операционного усилителя 6 с входом выпрямителя 14. Измерительная ячейка датчика 4 выполнена в виде цилиндрической полости определенного диаметра, открытой на рабочем конце датчика, внутри которой установлены на равных расстояниях один от другого и от рабочего конца датчика электроды 3, 5 , 9, причем вход порогового элемента 10 подсоединен к электроду 9, наиболее удаленному от рабочего конца датчика 4. Электроды 3, 5, 9 выполнены в виде шайб с отверстиями, образующие которых совпадают с образующими внутренней полости ячейки, соединенной каналом с камерой воздушного насоса. Насос 13 выполнен в виде патрубка с гибкой мембраной, связанной штоком с рычагом, сопряженным с управляющим органом включателя. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

ГО!ОЗ CORF ГСКИХ

СО(ИА ПИ(:1И IF(:ÊÈÕ

РГСПУБ.1ИК (яи А 61 В 5/05

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТ FT

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4608006/14 (22) 23.11,88 (46) 23.08.91. Бюл. М 31 (71) Научно-производственное обьеди чение

"Метрология" (72) А,П.Александоов и Л.С.Кравченко (53) 615.475(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1516089, кл. А 61 О 7/02, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к биологии и может быть использовано, например, в животноводстве для измерения злектропроводности цервикального секрета животных, а также в медицине для ранней диагностики беременности или для определения фазы полового цикла. Цель изобретения — повышение точности измерений и уменьшение трудоемкости процедуры. Для достижения указанной цели рабочий конец датчика 4 снабжен измерительной ячейкой, внутри которой установлены измерительные 3 и 5 и сигнальные 9 электроды, причем внутренняя полость ячейки соединена с насосом 13, снабженным приводом,,, ЯЫ,Ä 1671267 А1 сопряженным с управляющим органом выключателя. Сигнальный электрод 5 подключен к блоку автоматического управления узлом измерения электропроводности, состоящего, например, из порогового элемента 10, вход которого подключен к сигнальному электроду 9, а выход через таймер 11 соединен с управляющим входом реле 8, например, геркона, соединяющего выход операционного усилителя 6 с входом выпрямителя 14.

Измерительная ячейка датчика 4 выполнена в виде цилиндрической полости определенного диаметра, открытой на рабочем конце датчика, внутри которой установлены на равных расстояниях один от другого и от рабочего конца датчика электроды 3, 5 и 9, причем вход порогового элемента 10 подсоединен к электроду 9, наиболее удаленному от рабочего конца датчика 4. Электроды 3, 5 и 9 выполнены в виде шайб с отверстиями, образующие которых совпадают с образующими внутренней полости 0 ячейки, соединенной каналом с камерой воздушного насоса. Насос 13 выполнен в виде

° вю и патрубка с гибкой мембраной, связанной штоком с рычагом, сопряженным с управляющим органом включателя. 2 э.п, ф-лы, 2 ил. 0 ч

1671267

Изобретение относится к биологии и может быть использовано, например, в животноводстве для измерения электропроводности цервикального секрета рогатого скота с целью определения по величине электропроводности оптимального времени осеменения, а также в медицине для ранней диагностики беременности или для определения фазы полового цикла.

Целью изобретения является повышение точности измерений и уменьшение трудоемкости процедуры.

Н а фиг. 1 и редста вле на структурная схема предложенного устройства; на фиг.2— конструкция датчика с подсоединенным к нему механическим воздушным насосом.

Устройство содержит генератор 1 переменного напряжения со стабилизированным напряжением, выход которого через кнопочный выключатель 2 "Измерение" подключен к среднему (общему) электроду 3 датчика 4; нижний (измерительный) электрод 5 подсоединен к входу усилителя, выполненного в виде операционного усилителя 6, один из входов которого соединен сопротивлением обратной связи 7 с его выходом, второй вход усилителя подсоединен к общей шине, а выход — к геркону 8; верхний (сигнальный) электрод 9 датчика 4 подсоединен к входу порогового элемента 10, выход которого через таймер 11 соединен с управляющим входом реле (геркона) 8; механический или электромеханический привод 12, сопряженный с выключателем 2, подсоединен к насосу 13, соединенному с полостью измерительной ячейки датчика

4; геркон соединяет выход усилителя с выпрямителем 14, последовательно соединенным с АЦП 15 и цифровым индикатором 16.

Стержень 17 датчика выполнен из электроизолирующего материала. Электроды 3, 5 и 9 в измерительной ячейке датчика 4 соединительными проводами 18 через разьем 19 подключены к корпусу прибора и к измерительному узлу, Насос 20 функционирует через канал 21 (полностью) в стержне датчика, патрубок 22 соединяется с насосом 20, содержащим мембрану 23, подсоединенный к ней шток 24 и рычаг 25 (типа спускового курка), сопряженный с кнопочным включателем 2.

Устройство работает следующим образом.

Рабочий конец датчика 4 приводится в соприкосновение со слизистой поверхностью органов животного, на которой содержится цервикальный секрет, после чего оператор воздействует на шток 24, который приводит в действие насос 20. содержащий внутри измерительной ячейки датчика

4 разряжение, при этом рычаг 25 воздействует на шток 24, который растягивает мембрану 23, создавая разряжение внутри патрубка 22, и одновременно включает кнопочный выключатель 2, который подключа.ет выход генератора 1 к электроду 3, Вследствие разряжения в полости ячейки цервикальный секрет засасывается внутрь ячейкой и замыкает межэлектродные промежутки. В момент замыкания межэлектродного. промежутка 3-9 на входе порогового элемента 10 появится электрический сигнал, под воздействием которого пороговый элемент 10 сработает и включит таймер 11, который на определенное время замкнет контакты геркона 8, тем самым окончательно замкнется измерительная цепь (генератор 1 — датчик 4— операционный усилитель 6 — с сопротивлением обратной связи 7 и далее) и по уровню проводимости межэлектродного промежутка (3-5) в цепи узла обработки электрических сигналов будет измерена величина электропроводности секрета, которая после длительной обработки индицируется, например, в цифровом виде, индикатором

16 в единицах электропроводности (сименс).

Так как измерение электропроводности производится только в момент соприкосновения секрета с верхним (сигнальным) электродом 9, то этим обеспечиваются стабильные условия перемыкания секретом измерительного межэлектродного промежутка 3-5, не зависящие от силы прижатия датчика к слизистой поверхности. исключаются ситуации неполного замыкания электродного промежутка 3-5, сохраняется постоянным объем измеряемой жидкости, благодаря чему и достигается высокая точность и уменьшение трудоемкости измерений.

При работе с крупным рогатым скотом длину датчика выбирают около 500 мм, диаметр стержня 5-7 мм, внутренний диаметр измерительной ячейки на рабочем конце датчика 1,5-3,0 мм, что обеспечивает хорошее проникновение цервикального секрета в ячейку при небольших разряжениях.

Первый (нижний) электрод датчика может быть установлен на расстоянии 1-2 мм от торца датчика, расстояния между электродами, выполненными, например, в виде круглых металлических шайб с круглыми же отверстиями, около 1 мм; толщина электродов около 1 мм. е

1671267

Объем под диафрагмой, с помощью которой создается разряжение в канале, определяется размерами рабочего участка канала, в котором установлены электроды, и может составлять около 1 см Следует з. отметить, что система понижения давления в измерительной ячейке датчика может быть выполнена различным образом, в том числе и на основе электромеханического привода, например, в виде двухканального кнопочного вкг.ючателя (второй канал предназначен для включения измерительной схемы) и соленоида, сердечником которого является шток, прикрепленный к диафрагме воздушного насоса.

Частота переменного синусоидального напряжения, вырабатываемого генератором. выбрана в оптимальном диапазона частот 200-500 кГц, в котором становятся несущественными искажающие влияния емкостей переходов электрод — .идкость, время нарастания и убывания электрического поля между электродами д;.гчика оказывается значительно меньше характерного времени нарастания ЭДС поляризации контактной поверхности электродов, что позволяет применить дешевые электроды из нержавеющей стали, В качестве таймера может быть использован ждущий мультивибратор, отрегулированный на интервал времени, требуемый для проведения измерения электропроводности (десятки-сотни миллис). Пороговая схема регулируется таким образом, чтобы ее срабатывание происходило при замыкании сигнального межэлектродного промежутка 5-9 цервикальным сектором, имеющим минимальную проводимость ,Определение коэффициента передачи, связывающего измеряемые значения электропроводности секрета с его удельной электропроводностью, осуществляется путем калибровочных измерений электропроводности стандартных растворов, свойства которых контролируются с помощью высокоточных лабораторных кондуктометров.

Питание электронной схемы предложенного устройства осуществляется от аккумуляторного источника питания, размещенного непосредственно в корпусе прибора. Корпус прибора выполнен с учетом эргономических требований, обеспечивающих удобства работы, например, в виде рукоятки пистолетного типа. Основные элементы электронной схемы могут быть изготовлены на основе стандартных микросхем.

15

Таким образом, совокупность отличительных признаков предложенного устройства позволяет проводить высокоточные измерения удельной электропроводности биологических жидкостей, в том числе цервикального секрета человека или животного In situ, без его предварительного извлечения, чем и достигается поставленная цель.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения электропроводности биологических жидкостей, содержащее контактный датчик, общий электрод которого через выключатель соединен с генератором переменного напряжения, а измерительный электрод связан с усилителем, подключенным к последовательно соединенным выпрямителю, аналогоцифровому преобразователю и цифровому

20 индикатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и уменьшения трудоемкости процедуры, рабочий конец датчика снабжен измерительной ячейкой, внутри которой ус25 тановлены общий и измерительный электроды и введен дополнительный сигнальный электрод, причем внутренняя полость ячейки соединена с воздушным насосом, снабженным приводом, сопряжен30 ным с управляющим органом выключателя, сигнальный электрод подключен к блоку автоматического управления узлом измерения электропроводности, состоящему из порогового элемента, вход которого соеди35 нен с сигнальным электродом, а выход через таймер связан с управляющим входом реле, соединяющего выход усилителя с входом выпрямителя.

2, Устройство поп, 1, отл ича ющее40 с я тем, что измерительная ячейка датчика выполнена в виде цилиндрической полости. открытой на рабочем конце датчика, внутри которой установлены на равном расстоянии друг от друга и от рабочего конца

45 датчика три электрода, причем вход порогового элемента связан с сигнальным электродом наиболее удаленным от рабочего конца датчика, кроме того, электроды выполнены в виде шайб с

50 отверстиями, образующие которых размещены на внутренней поверхности полости ячейки, соединенной каналом с камерой воздушного насоса.

3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е55 с я тем, что воздушный насос выполнен в виде патрубка с гибкой мембраной, связанной штоком с рычагом, сопряженным с управляющим органом выключателя.

1671267

Фиг.2

Состэвитель А,Рыжих

Техред М.Моргентал Корректор M.Демщик

Редактор О,Хрипта

Заказ 2782 Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при П(НТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/S

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