CC BY
19
УДК 614.89:537.868
С. С. Шевченко РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ
И СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ВОСПРОИЗВОДСТВА ЖИВОТНЫХ
В статье описана акустическая технология и электронная система контроля биологических объектов перед их криоконсервацией
Ключевые слова: резонанс, колебания, частота, генератор, объект
1. Введение
Широкое использование метода искусственного осеменения в животноводстве во много определяется эффективностью криоконсервации спермиев в жидком азоте. Несмотря на то, что вопросу криоконсервации спермиев животных уделено достаточно большое внимание, всё же основной проблемой остаётся снижение биологически полноценных спермиев в процессе криообработки. В этой связи важной проблемой является всестороннее изучение возможностей увеличения кри-орезистивности биологических объектов и поиск способов дополнительной криозащиты их структур с использованием электромагнитных волн ультразвуковой области спектра [4].
2. Постановка проблемы
Важной проблемой является изучение использование ультразвуковых колебаний с целью получения стойких эмульсии по сравнению с механическим диспергированием. Частотные колебания позволяют получать эмульсии с широким диапазоном дисперсности эмульгируемых частиц из жидкостей и веществ, которые не поддаются эмульгированию. УЗ, действуя на ткани, вызывает в них биологические изменения. По этому необходимо провести исследования по выбору технологии и систем контроля в технологическом процессе воспроизводства животных [1, 7].
3. Основные материалы исследования
Измерение электрофизических свойств веществ, имеющих большие потери, в коротковолновой части миллиметрового и субмиллиметровом диапазонах с использованием резонансных систем, адекватных этим диапазонам длин волн, сталкивается с определенными техническими трудностями Поэтому открытым остается вопрос создания резонансной системы, которая при высокой нагруженной добротности сочетала бы в себе
лучшие свойства как открытых, так и закрытых резонансных систем. При этом она должна иметь высокую добротность и позволять исследовать цилиндрические образцы с высокими потерями [1,2].
Общий недостаток существующих резонансных систем - это излучение энергии во внешнее пространство, что в итоге приводит к значительному снижению добротности В данной работе проведено изучение особенностей возбуждения волны ТМ01 в отрезке круглого волновода, выполненного в центре одного из зеркал резонатора, с помощью первого высшего неаксиально-симметричного колебания ТЕМ01?[8].
Для измерения электрофизических параметров веществ наибольшее распространение получили резонансные методы в силу высокой точности получаемых результатов [3]. Проведенные исследования показали, что в сверхразмерном круглом волноводе при соответствующей ориентации возбуждающего элемента связи действительно возбуждается волна ТМ01, которая при наличии поршня приводит к преобразованию колебания ТЕМ01<? полусферического ОР в аксиально-симметричное колебание ТЕ01<?. Это позволяет говорить, что экспериментально удалось возбудить в открытой электродинамической системе колебание “воловий глаз” [3]. При этом предложенный ОР может быть применен для измерения электрофизических характеристик органических образцов.
Создание приборов, работающих в СВЧ и КВЧ-диапазонах, способных определять, контролировать и по данным наблюдений автоматически принимать решения относительно состояния физического объекта или окружающей среды, является основной тенденцией современного приборостроения. Это связано и с разработкой новых методов определения диэлектрической проницаемости (ДП) микрообъектов животноводства. На основании полученных результатов в установке для определения параметров акустических колебаний был создан генератор на диоде 2А757А с параметрами: выходная частота генератора 74,2780±0,004 ГГц; выходная мощность генератора 50...60 мВт; диа-
TECHNOLOGY AUDIT AND PRODUCTION RESERVES — № 3/1(5), 2012 © S. Shevchenko
пазон перестройки частоты генератора 2%;по-давление побочных гармоник выходног сигнала не меньше 40дБ; долговременная нестабильность частоты генератора 5 10-13 за 1с [6].
При исследовании состояния биологических объектов, находящихся под воздействием различных физических факторов, немаловажное значение имеет выбор метода для контроля состояния биологических объектов в данное время. Взаимодействие физических факторов с биологическими системами связано с их физическими и химическими изменениями [7]. Под этими изменениями следует понимать: нагрев биообъектов, разрыв химических связей, изменение окраски, изменение электрофизических свойств, биологическую реакцию на воздействие.
Таким образом, для измерения параметров биологических объектов можно применять следующие методы: световые, теплофизические, электрофизические, физико-химические. Из многочисленных методов измерения параметров биологических объектов внимания заслуживают диэлькометрические методы. Для контроля за обработкой на микрообъектов КРС перед их криоконсервацией, которые обеспечивали бы устойчивость микрообъектов к низким температурам и повышали их оплодотваряемость после размораживания акустическими колебаниями, необходимо использовать метод измерения сдвига резонансной частоты оптического резонатора (ОР).
Определение параметров акустических колебаний для воздействия на микрообъекты животных перед их криоконсервацией возможно с использованием разработанной установки на основе открытых резонаторов, образованных сферическим и плоским зеркалами, с параметроми: апертура зеркал 60мм; радиус кривизны сферического зеркала 110мм; отношение L/R=0,579; расстояние от оси зеркал до щелей свзи 9,4мм; резонансная частота 74,278 ГГц; нагруженная добротность резонаторов ^=4120.
Облучение эмбрионов перед криоконсервацией акустическим колебаниями с параметрами: частота 1кГц; мощность 1мкВт; экспозиция 300с, приводит к повышению оплодотваряемости КРС на 25% по сравнению с контролем [4].
Литература
1. Кунденко, Н.П. Особенности распространения ультразвука в биологической среде [Текст] / Н.П. Кунденко // Вюник ТДАТУ. - 2011. - Вип 11. - Т. 4. - С.181-186.
2. Кунденко, Н.П. Анализ резонансных систем для измерения электрофизических параметров веществ [Текст] / Н.П. Кунденко, А.Д. Черенков // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. - 2012. - № 03/97. - С.56-62.
3. Кунденко, Н.П. Исследование открытой резонансной системы с отрезком круглого волновода [Текст] / Н.П. Кунденко, А.Д. Черенков // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2012. - № 3/5 (57).
- С.10-13.
4. Кунденко, Н.П. Акустическая технология в техноло-
гическом процессе воспроизводства животных [Текст] / Н.П. Кунденко, А.Д. Черенков // Вісник ТдАТУ .- 2012. - Вип 2. - Т. 1. - С.232-240.
5. Кунденко, Н.П. Исследование открытой резонансной системы с отрезком круглого волновода [Текст] / Н.П. Кунденко, А.Д. Черенков // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2012. - № 3/5 (57).
- С.11-13.
6. Кунденко, Н.П. Разработка и исследования генераторов на лавинно-пролётные диодах и диодах [Текст] / Н.П. Кунденко // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. - 2012. - № 07/101. - С.66-70.
7. Кунденко, Н.П. Застосування акустичних полів в сільському господарстві [Текст] / Н.П. Кунденко // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. - 2010. - Вип 102. - С.123-124.
8. Кунденко, Н.П. Теоретические исследования оптического резонатора в отрезке круглого волновода [Текст] / Н.П. Кунденко // Збірник наукових праць ПНТУ ім. Ю. Кондратюка. - 2012. - Вип. 2/32. - С.132-138.
РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ І СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ В ТЕХНОЛОГІЧНОМУ ПРОЦЕСІ ВІДТВОРЕННЯ ТВАРИН
С. С. Шевченко
У статті описана акустична технологія і електронна система контролю біологічних об'єктів перед їх кріоконсервацією
Ключові слова: резонанс, коливання, частота, генератор, об'єкт
Сергій Сергійович Шевченко, магістр кафедри Інтегровані електротехнології та процеси, Харківський національний технічний університет сільського господарства ім. П Василенко, Харків, вул. Артема, 44 тел: (057) 712-28-33
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGIES AND CONTROL SYSTEMS
S. Shevchenko
In the article acoustic technology and electronic checking of biological objects system is described before their kriokonservaciey Keywords: resonance, vibrations, frequency, generator, object
Sergey Shevchenko, magistr of department Integrovannye to elektrotekhnologii and processes, Kharkov national technical university of agriculture the name of P Vasilenko, Kharkov, st. Artem, 44 tel: (057) 712-28-33
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 3/1(5), 2012
