Динамический биокалориметр

 

О П И С А Н И Е 35555I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16 1Х.1970 (№ 1477021/27-11) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 16.Х.1972. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания I З.XI I.1972

М. Кл. 6 Оlп 25/20

Комитет по делам изобретениЯ и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 536.621(088.8) Авторы изобретения

Г. Н. Дульнев, Н. В. Пилипенко и Е. С. Платунов

Ленинградский институт точной механики и оптики

Заявитель

ДИНАМИЧЕСКИЙ БИОКАЛОРИМЕТР

1

Изобретение относится к области теплофизического приборостроения и применяется для измерения тепловых потоков от биообъектов.

Известны биокалориметры, содержащие металлическую камеру с датчиками среднеповерхностной температуры и вентиляционные воздуховоды. Однако в известных биокалориметрах измерения можно проводить только при вполне определенной температуре среды.

Полученные при градуировке биокалориметров постоянные приборов m=m(t) и F=

=F(t) зависят от условий теплообмена камеры со средой.

Для обеспечения стабильности постоянных приборов его помещают в бокс со строго определенными температурными условиями.

Кроме того, многие физиологические процессы в тепловом отношении лежат вблизи пороra чувствительности использованных биокалориметров, что сужает область их применения и снижает точность измерений.

В предлагаемом биокалориметре указанные недостатки устранены за счет того, что камера помещена в отделенную от нее замкнутой воздушной прослойкой термостатированную оболочку.

На фиг. 1, 2 схематически изображен динамический биокалориметр. .Камера 1 имеет овальную форму и состоит из основания 2 и крышки 3. В месте их стыковки к боковой кромке основания по всей длине припаяна П-образная рамка 4, в которую вкладывается резиновая прокладка.

Крышка 8 в опущенном состоянии своей кромкой прижимается к прокладке и тем самым обеспечивает герметичность шва.

Оболочка 5 повторяет форму камеры и жестко соединена с ней восемью винтами б, с текстолитовыми распорными втулками. Она

10 играет для камеры роль окружающей среды.

По условиям опыта температура последней должна регулироваться в пределах от 6 до

40 С и оставаться постоянной на протяжении одного опыта. Это реализуется с помощью

15 жидкости, протекающей через напаянные на стенки оболочки трубки 7.

Необходимый у.ровень температуры жидкости задается и поддерживается с нужной точностью при помощи устройств системы термо20 стагнирования.

Для уменьшения тепловых потерь оболочки в окружающую среду. она помещена в кожух

8 из пенопласта. Кожух с оболочкой 5 и камерой 1 образуют жесткую конструкцию с

25 разъемом в верхней части. На основании кожуха закреплены четыре направляющие шпильки 9 (фиг, 2), на которые надевается крышка 10. В крышке имеются направляющие втулки 11, Ко дну кожуха прикреплены четы30 ре стойки, с помощью которых собранная кон355551 р . 1 т+ 1s — c

mF dT F

F= а ° $

d.S т=

С струкция (кожух, оболочка, камера) крепятся к основанию 12. В приливах основания закреплены две стойки 18 с крючками 14, на которые подвешивается крышка B нерабочем состоянии (при смене подопытного животного). Непрерывная вентиляция камеры осуществляется с помощью воздуховода, состоящего из медной трубки 15, припаянной к оболочке, и медной трубки 16, припаянной к камере калориметра. Благодаря этому воздух попадает в камеру с температурой оболочки, а продукты газообмена выходят из нее с температурой камеры. Такая система вентиляции вносит в температурное поле камеры незначительные возмущения, которые потом учитыв а ются г р адуи р о в кой.

Для измерения средней поверхностной температуры стенок камеры и оболочки применены термометры сопротивления 17 (фиг. 1). С целью измерения температуры различных участков тела животного предусмотрено шесть термопар 18 (фиг. 2). Электроды выводятся из камеры без нарушения герметичности и подключаются к блоку холодных спаев 19, который предназначен для пассивного термостатирования и представляет собой набор клемм, вмонтированных в массивный медный брусок.

Монтаж термопарных цепей после блока осуществляется медными проводами. Показания термопар регистрируется потенциометром типа ППТН-1 с зеркальным гальванометром

M 195/1.

Мощность Р, рассеиваемая изучаемым объектом, определяется по формуле: где ti, t», /, — средняя объемная, поверхностная температуры стенок камеры, температура окружающей среды; с, s — полная теплоемкость и наружная поверхность камеры; а— коэффициент теплообмена от наружной поверхности камеры в окружающую среду; т и и F — постоянные прибора, характеризующие темп охлаждения камеры в регулярном и степень перегрева ее в стационарном тепловом режиме.

Описываемое устройство работает следующим образом.

Включив систему термостатирования и вентиляции, добиваются, чтобы температура камеры 1 и оболочки 5 были одинаковы. Далее подвешивают крышку 10 на крючки 14, помещают в камеру клетку с исследуемым животным и закрывают калориметр.

Тепловой поток, рассеиваемый животным, нагревает камеру. В опыте записывают температуру камеры и оболочки. Подставив найденные значения температуры вместе с постоянными пр ибора т и F в формулу, определяют количество тепла, рассеиваемое живот25 ными в единицу времени.

Предмет изобретения

Динамический биокалориметр для измереЗО ния быстроизменяющегося во времени теплового потока, рассеиваемого биологическими объектами, содержащий металлическую камеру с датчиками среднеповерхностной температуры и вентиляционные воздуховоды, отлича35 юи ийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности измерений, камера помещена в отделенную от нее замкнутой воздушной подушкой термостатированную оболочку.