Пристрій для вимірювання даних окремої сільськогосподарської тварини
Формула / Реферат
1. Вимірювальний пристрій (3) для вимірювання щонайменше одного фізіологічного параметра організму сільськогосподарської тварини, що виконаний з можливістю розміщення в шлунково-кишковому тракті сільськогосподарської тварини і містить наступні елементи, розташовані всередині корпусу (4):
щонайменше один датчик (8, 8') для вимірювання щонайменше одного фізіологічного параметра організму сільськогосподарської тварини;
щонайменше один передавач (9) з антеною (10) для бездротової передачі інформації,
щонайменше один блок (7) керування для керування вимірювальним пристроєм (3), і
щонайменше один пристрій (11) подачі електроенергії для вимірювального пристрою (3),
який відрізняється тим, що корпус містить порожнистий захисний кожух (12, 12'), що закриває щонайменше пристрій (11) подачі електроенергії для того, щоб забезпечити захист від механічного впливу.
2. Вимірювальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що захисний кожух (12, 12') має циліндричну форму з круглим або полігональним поперечним перерізом.
3. Вимірювальний пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що захисний кожух (12, 12') виготовлений з металу.
4. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що захисний кожух (12, 12') закриває передавач (9) і блок (7) керування в доповнення до пристрою (11) подачі електроенергії.
5. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що довжина антени (10) передавача становить l/4 використовуваної частоти.
6. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що передавач (9) використовує частоти в діапазоні від 20 МГц до 1 ГГц для бездротової передачі інформації.
7. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що передавач (9) використовує частоти в діапазоні від 300 МГц до 450 МГц для бездротової передачі інформації.
8. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що антена (10) має форму меандру щонайменше з однією петлею.
9. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вимірювальний пристрій (3) додатково має щонайменше один перемикач, з'єднаний з блоком (7) керування, який приводиться в дію зовні пристрою.
10. Вимірювальний пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що перемикач являє собою магнітний перемикач типу герконового перемикача, при цьому магнітний перемикач розташований всередині вимірювального пристрою (3).
11. Вимірювальний пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що перемикач виконаний у вигляді щонайменше двох контактів (13), що з'єднані з блоком (7) керування і виступають з вимірювального пристрою (3) через отвори (14) в корпусі (4), при цьому блок (7) керування активує вимірювальний пристрій (3), коли контакти (13) знаходяться в стані короткого замикання.
12. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-11, який відрізняється тим, що має щонайменше один блок (16) пам'яті для збереження даних.
13. Система для вимірювання фізіологічних параметрів організму сільськогосподарської тварини, що містить щонайменше один вимірювальний пристрій (3) за одним з пп. 1-12, а також щонайменше одну базову станцію, при цьому базова станція і вимірювальний пристрій (3) сполучаються одне з одним за допомогою бездротової технології.
Текст
Реферат: Заявлений вимірювальний пристрій (3) для вимірювання щонайменше одного фізіологічного параметра організму сільськогосподарської тварини, виконаний з можливістю розміщення в шлунково-кишковому тракті сільськогосподарської тварини. Пристрій містить наступні елементи, розташовані всередині корпусу (4): щонайменше один датчик (8, 8') для вимірювання щонайменше одного фізіологічного параметра організму сільськогосподарської тварини; щонайменше один передавач (9) з антеною (10) для бездротової передачі інформації, щонайменше один блок (7) керування для керування вимірювальним пристроєм (3), і щонайменше один пристрій (11) подачі електроенергії для вимірювального пристрою (3). Корпус містить порожнистий захисний кожух (12, 12'), що закриває щонайменше пристрій (11) подачі електроенергії. UA 106644 C2 (12) UA 106644 C2 UA 106644 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується пристрою для вимірювання щонайменше одного фізіологічного параметра організму сільськогосподарської тварини, при цьому подібний пристрій може бути вміщений в шлунково-кишковому тракті сільськогосподарської тварини і містить щонайменше один датчик для вимірювання щонайменше одного фізіологічного параметра організму сільськогосподарської тварини щонайменше один передавач з антеною для бездротової передачі інформації щонайменше один блок керування для керування пристроєм і щонайменше один пристрій подачі електроенергії для постачання пристрою електроенергією. Винахід також стосується системи, що містить щонайменше один із згаданих вище пристроїв і базову станцію, при цьому базова станція і пристрій сполучаються одне з одним за допомогою бездротової технології. Базовою станцією, наприклад, може бути блок обробки даних, який сполучається з одним або декількома пристроями за допомогою антен і обробляє і зберігає інформацію, що передається. Тваринництво, зокрема, вирощування молочної худоби, піддається в цей час структурним змінам, особливо в Європі з тенденцією до крупномасштабного сільськогосподарського виробництва. У даному контексті керування стадом виявляється все більш і більш важким, наприклад, коли це пов'язано з регулюванням здоров'я окремих тварин або з розподілом кормів. Зі все більш і більш великими стадами симптоми захворювання у окремих тварин часто своєчасно не виявляються, і спеціалізоване годування навряд чи можливе. Для того, щоб тваринам забезпечити як належний корм, так і догляд і щоб зробити вирощування економічно доцільним, надзвичайно важливо, щоб самі фермери були весь час точно інформовані про стан здоров'я своїх тварин. Можна взяти приклад вирощування великої рогатої худоби: особливо в стадах високопродуктивної молочної худоби, наприклад, Підгострий Рубцевий Ацидоз (SARA) є широко поширеною проблемою, і є найбільш кумулятивним в стаді. Негативні впливи SARA на здоров'я худоби є багатофакторними і являють собою центральний фактор, який знижує виробничі показники при вирощуванні великої рогатої худоби. З різних причин SARA являє собою патологічний і зумовлений хворобою стан, який не завжди діагностується точно. Відсутність простих і специфічних способів діагностики, і/або схильність до застосовних способів діагностики до помилок, приводить до ситуації, коли діагноз досі, як правило, ставиться опосередковано і ретроспективно (наприклад, за вмістом жиру в молоці, співвідношенню жиру і білка) і/або на основі додаткових клінічних симптомів (наприклад, рідких, кашкоподібних екскрементів, що містять підвищений процентний вміст неперетравлених елементів). Для того, щоб вирішити дані проблеми, були розроблені пристрої, які можна розмішувати безпосередньо в шлунково-кишковому тракті сільськогосподарської тварини для того, щоб вимірювати фізіологічні дані. Наприклад, DE 19901124 A1 описує подібний пристрій, що складається із зонда з болюсною формою, який вставляють в шлунково-кишковий тракт великої рогатої худоби, і з керованого пристрою моніторингу, який сполучається із зондом за допомогою бездротової технології. Під болюсною формою звичайно розуміють форму гранули, тобто по суті об'єкт з овальним поперечним перерізом вздовж його подовжньої осі. Зонд містить датчики для вимірювання одного або декількох різних фізіологічних параметрів, таких як тиск, температура, провідність, значення рН або вміст аміаку в шлунково-кишковому тракті. Аналогічні рішення описані в US 2004/0133131 A1, WO 01/13712 A1, US 5984875, WO 2006/046057 і GB 2455700. US 6694161 B1 додатково показує ілюстративний варіант здійснення, в якому датчик рН і передавач, розташований зовні тварини, з'єднані за допомогою голки канюлі. Вказані пристрої в основному є крихкими пристроями, які дуже недостатньо захищені від важкого механічного впливу. Пошкодження в процесі їх використання, викликане окремими частинами, що мають гострі кромки, або шкідливими речовинами, може, таким чином, наражати на небезпеку здоров'я досліджуваної сільськогосподарської тварини. Таким чином, мета винаходу полягає в тому, щоб надати пристрій, який долає вказані недоліки попереднього рівня техніки. Згідно з винаходом дана проблема вирішується за допомогою пристрою спочатку згаданого типу, в якому всередині корпусу розташований порожнистий захисний кожух, що закриває щонайменше пристрій подачі електроенергії для захисту його від механічного впливу. Завдяки винаходу є можливість забезпечити моніторинг худоби в режимі реального часу. Внаслідок бездротової передачі інформації, зареєстрованої за допомогою пристрою, стає можливою ефективна по витратах інтеграція з аналогічними або існуючими системами годування, які також основані на бездротових технологіях. У подібному випадку передача забезпечується за допомогою передавача, однак також може бути передбачений приймальнопередавальний пристрій, який має перевагу як передачі, так і одержання даних. 1 UA 106644 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 З одного боку, захисний кожух захищає чутливі частини пристрою від механічного впливу, наприклад, від перекушувань у випадку, коли пристрій потрапляє в рот або між зубами худоби. Щонайменше пристрій подачі електроенергії, який часто містить шкідливі речовини, повинен бути закритий захисним кожухом, для того, щоб захистити тварину від пошкодження, наприклад, від отруєння, у випадку надмірного механічного деформування пристрою. З іншого боку, захисний кожух надає можливість збільшення і/або підгонки маси, тобто специфічної маси пристрою, для того, щоб забезпечити оптимальне позиціонування пристрою в шлунково-кишковому тракті сільськогосподарської тварини. Це забезпечує можливість одержання правильних даних за допомогою щонайменше одного датчика. У доповнення, якщо захисний кожух виготовлений з провідного матеріалу, є можливість поліпшення електромагнітних умов для пристрою (або антени передавача, відповідно), для того, щоб позитивно впливати на діаграму спрямованості антени. Переважно, захисний кожух не повністю закриває елементи, що підлягають захисту, але виконаний таким чином, щоб їх можна було вставляти в захисний кожух і при необхідності витягувати. Таким чином, захисний кожух в ідеалі має циліндричну форму, з круглим або полігональним поперечним перерізом. В ідеалі нижня і верхня поверхні залишаються відкритими. У наступному описі термін полігональний поперечний переріз призначений для позначення полігонального поперечного перерізу, який може бути трикутним, чотирикутним, шестикутним, восьмикутним або виконаний з можливістю наявності більшого числа кутів. Внаслідок правильної конструкції досягається поліпшений прийом і розподіл механічних впливів і запобігається пошкодження елементів, закритих захисним кожухом. В одному варіанті винаходу захисний кожух виготовлений з металу. Можливими матеріалами є, наприклад, сталь або латунь, які є легко оброблюваними і доступними по низькій ціні, забезпечуючи, таким чином, можливість виготовлення пристрою згідно з винаходом з економією часу і вартості. Умовою для їх використання є згадана вище вимога стійкості до механічного впливу. По згаданих вище причинах вибір матеріалу також залежить від конкретної маси використовуваного матеріалу і від його впливу на загальну масу пристрою. У ще одному варіанті винаходу захисний кожух закриває не тільки пристрій подачі електроенергії, але також передавач і блок керування і, таким чином, додатково захищає чутливі частини пристрою від пошкодження. У той же час збільшена поверхня захисного кожуха може привести до підвищеної маси пристрою. Як згадувалося вище, захисний кожух переважно виконаний таким чином, щоб забезпечувати можливість легкого введення, а при необхідності витягування деталей, що підлягають захисту. Якщо захисний кожух виконаний в циліндричній формі, цього можна досягти, залишаючи відкритими нижню і верхню поверхні. По суті, можуть бути використані різні типи антен - наприклад, антена може бути виконана у вигляді дипольної або спрямованої антени. Також вибір розмірів більше або менше залишений на розсуд і може становити, наприклад, /2. Однак важливо брати до уваги обмежений простір в корпусі пристрою. Розмір довжини антени передавача повинен переважно становити /4 використовуваної частоти. Передавач передає інформацію за допомогою частот в діапазоні, що становить від 20 МГц до 1 ГГц. У варіанті винаходу передавач передає інформацію за допомогою частот в діапазоні від 300 МГц до 450 МГц. Наприклад, в Європі використовується частота, яка дорівнює 433 МГц. Для застосування в США може бути використана частота, яка дорівнює 315 МГц. Крім того, можливе використання ISM-радіодіапазонів (Промисловий, Науковий і Медичний діапазон) в інтервалі, що дорівнює 868 МГц або 915 МГц. Хороші результати досягаються з антенами в формі меандру щонайменше з однією петлею. Форма меандру призначена для позначення форми, що складається з однієї або більше взаємопов'язаних петель з послідовним розташуванням. Термін меандр походить від вигинів в звивистій річці. Петлі антени, що має форму меандру, можуть в цьому випадку бути кутовими або круглими. Розмір антени підбирають згідно з використовуваною частотою. Форма меандру забезпечує можливість використання довгих антен в маленькому просторі. Антена, що має форму меандру, має діаграму спрямованості, що не має певного напрямку дії, що потрібна для правильного функціонування пристрою і легко настроюється, властивість, яка, наприклад, необхідна для захисних кожухів, виготовлених з металу, які, разом з блоком постачання електроенергією, впливають на діаграму спрямованості. В одному варіанті винаходу пристрій обладнаний щонайменше одним перемикачем, який з'єднаний з блоком керування і може бути приведений в дію зовні пристрою. Перемикач служить, наприклад, для активації і/або деактивації пристрою. По суті, перемикач може бути будь-якого типу, при умові, що він відповідає умовам, в яких використовується пристрій. У 2 UA 106644 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 представленому випадку це буде кисле середовище шлунково-кишкового тракту сільськогосподарської тварини, такої як корова. Перемикач може бути виконаний у вигляді магнітного перемикача (наприклад, герконового перемикача), який розташований всередині вимірювального пристрою 3. В даному випадку термін магнітний перемикач означає перемикач, який може бути перемкнутий за допомогою магнітного поля. У представленому випадку вимірювальний пристрій 3 може бути активований (або деактивований) за допомогою застосування магнітного поля в певному положенні вимірювального пристрою. Герконовий перемикач, по суті, складається з двох контактів, які розташовані у вакуумі або інертному газі; коли застосовують магнітне поле (постійний магніт або електромагніт), контакти входять в контакт і, отже, замикають ланцюг. У ще одному варіанті винаходу перемикач виконаний у вигляді щонайменше двох контактів, з'єднаних з блоком керування, які виступають з пристрою через отвори в корпусі, при цьому блок керування активує пристрій за допомогою короткого замикання контактів. Це означає, що блок керування активує вимірювальний пристрій, коли контакти знаходяться в стані короткого замикання. Це може бути досягнуто за рахунок надання пускової схеми з двома МОПтранзисторами. Перший МОП-транзистор з'єднаний з контактами, а за допомогою короткого замикання контактів другий МОП-транзистор приводиться в дію таким чином, що заряд батареї перемикається на блок керування, а з нього на області, необхідні для функціонування вимірювального пристрою. Короткого замикання контактів можна досягнути, наприклад, за рахунок надання опори для введення пристрою, при цьому його введення буде спричиняти коротке замикання контактів. У доповнення, пристрій містить щонайменше один блок пам'яті для збереження даних. Даний блок пам'яті переважно являє собою загальновизнаний кристал запам'ятовуючого пристрою (ЕСППЗП - електрично стираний програмований, постійний запам'ятовуючий пристрій); однак також можливі інші запам'ятовуючі пристрої, такі як SD карти, флеш-пам'ять або аналогічні. Коли пристрій забезпечений транспондером з радіочастотною ідентифікацією, для збереження даних може бути використаний блок пам'яті транспондеру з радіочастотною ідентифікацією. Крім того, мета винаходу досягається за допомогою використання згаданої раніше системи, яка містить щонайменше один з перерахованих вище пристроїв і щонайменше одну базову станцію. Далі, представлений винахід описаний більш детально з посиланням на креслення, які показують: Фіг. 1 - корову з пристроєм згідно з винаходом, розміщеному в її шлунково-кишковому тракті, Фіг. 2 - вигляд зверху зображення в розрізі пристрою згідно з винаходом, Фіг. 3 - вигляд збоку зображення в розрізі вздовж лінії A-A на Фіг. 2, Фіг. 4 - вигляд спереду зображення в розрізі вздовж лінії B-B на Фіг. 3, Фіг. 5 - зображення в розібраному вигляді, що показує окремі частини пристрою згідно з винаходом, а Фіг. 6 - схематичне креслення елементів пристрою. Необхідно враховувати, що винахід не обмежений наступними варіантами здійснення, які відображають усього лише один з можливих варіантів здійснення винаходу. Крім того, потрібно помітити, що зображення на фігурах з метою спрощення є тільки схематичними. Фіг. 1 показує вигляд в розрізі корови 1, при цьому корова 1 в цьому випадку служить тільки як приклад сільськогосподарської тварини, в шлунково-кишковий тракт якої може бути вставлений пристрій. Прикладами інших придатних сільськогосподарських тварин є, наприклад, вівці, кози і дикі жуйні тварини, такі як благородний олень. Корм, який проковтується і, який пережовується коровою 1, закінчує свій шлях в шлунку корови 1, наприклад, в рубці або ретикулумі 2. Ретикулум 2 є частиною шлунка корови 1, розташованою перед рубцем. З ретикулуму 2 корми, що проковтуються, або просуваються уперед в рубець, або назад в рот корови 1 для пережовування жуйки. Корма в шлунку корови 1 можна розділити приблизно на три фази: вгорі знаходиться газоподібна фаза, що містить СО2 і метан (CH4). У середині знаходиться тверда фаза, так звана "волокниста мата", що містить попередньо переварене сіно, силос із злакових трав і т. д. В нижній частині знаходиться текуче середовище рубця, що складається з рідин, таких як кислоти, мікроорганізми, слинна рідина, вода і матеріал, що пережовується. Вимірювання фізіологічних параметрів вмісту шлунка надає можливість зробити висновок про можливий вплив і/або висновки, що стосуються стану здоров'я тварини - у випадку, коли рН низький, може виникнути, наприклад, ацидоз рубця. Вимірювальний пристрій 3 згідно з винаходом, таким чином, 3 UA 106644 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вміщений в шлунково-кишковому тракті тварини, тобто в представленому прикладі в області ретикулуму 2 корови 1 для того, щоб зафіксувати фізіологічні дані шлунка. Фіг. 2, 3 і 4 показують вимірювальний пристрій 3 згідно з винаходом на різних зображеннях в розрізі. Вимірювальний пристрій 3 вставляють в шлунково-кишковий тракт сільськогосподарської тварини, яка пережовує жуйку, за допомогою придатного засобу і залишають там. Для введення вимірювального пристрою 3 використовують, наприклад, пристрій для введення пілюль, загальновідомий в галузі тваринництва. Фіг. 2 показує вигляд зверху перерізу вздовж подовжньої осі вимірювального пристрою 3 винаходу, що згадується далі також, як болюс, при цьому використовується те ж саме посилальне позначення, що і для вимірювального пристрою 3. Корпус 4 болюса 3 має циліндричну форму із закругленими кромками великих радіусів, при цьому необхідно уникати зовнішніх задирок для того, щоб мінімізувати ризик пошкодження тварини. Матеріалами для корпусу 4 переважно є стійкі до кислоти ударостійкі пластмаси, які в ідеалі узгоджуються з правилами Американського Управління по Продовольству і Медикаментах (FDA). Корпус 4 не повинен нерівномірно розламуватися при навантаженні нижче певного порогового значення. При виборі пластмаси, яка повинна використовуватися, необхідно враховувати кисле середовище шлунково-кишкового тракту тварини. Корпус 4 є фіксованим і може, з даною метою, складатися з декількох частин, наприклад, з двох або трьох взаємно фіксованих частин (див. Фіг. 5). Корпус 4 містить пристрої, необхідні для вимірювання фізіологічних параметрів. Дані пристрої розташовані на друкарській платі 5 (PCB). На Фіг. 2 не проілюстроване точне компонування, оскільки можливий ряд компонувань, які є добре відомими кваліфікованому фахівцеві в даній галузі. Посилання зроблене тільки на одну область 6 друкарської плати 5, в якій розташовані окремі складові елементи. Фіг. 6 показує схематичне креслення з складовими елементами пристрою 3 винаходу і їх з'єднаннями. Складові елементи розташовані в корпусі 4. Корпус містить блок 7 керування для керування вимірювальним пристроєм 3. Це може, наприклад, бути досягнуто з використанням належно запрограмованого мікропроцесора. Блок 7 керування керує і обробляє дані від датчиків 8, 8'. Для збереження даних може бути наданий блок 16 пам'яті, наприклад, кристал запам'ятовуючого пристрою або SD карта. Повинен бути наданий щонайменше один датчик 8, 8', однак також можуть використовуватися більше ніж два датчики. Датчики 8, 8' вимірюють оточуючі їх параметри, такі як рН і температуру. Однак відповідним чином також можуть бути передбачені датчики для вимірювання глюкози, летких жирних кислот (особливо змішаних жирних кислот), ацетату, пропіонату, бутирату і лактату. Датчики 8, 8' встановлені таким чином, щоб бути здатними вступати в контакт із середовищем, що оточує вимірювальний пристрій 3, наприклад, через отвори (не проілюстровані на фігурах). Дані обробляються блоком 7 керування. За допомогою передаючого пристрою 9, обладнаного антенною 10, дані передаються бездротовим способом, наприклад, на базову станцію, розташовану зовні тварини. Переважно, передавач 9 виконаний у вигляді приймальнопередавального пристрою 9, який здатний як передавати, так і одержувати дані. Отже, в подальшому буде використовуватися термін приймач-передавач 9. За допомогою антени 10 і приймача-передавача 9 є можливість впливу на блок 7 керування зовні, наприклад, для того, щоб модифікувати виконання внутрішньої програми. Антена 10 може бути виконана різними способами, наприклад, у вигляді спіральної антени або гвинтоподібної антени, або у вигляді керамічної і/або мікросмугової антени. Приймач-передавач 9 функціонує на частоті, що варіюється від 20 МГц до 1 ГГц. Частотні діапазони, які часто використовуються в аналогічних варіантах застосування, варіюють від 300 МГц до 450 МГц. У Європі, наприклад, використовується частота 433 МГц. Для застосування в США може використовуватися частота 315 МГц. Однак інші використовувані ISM-радіодіапазони (Промисловий, Науковий і Медичний діапазон) лежать в інтервалі, що дорівнює 868 МГц або 915 МГц. Також може використовуватися частота 27 МГц. Також можливий приймач-передавач 9, який може бути виконаний у вигляді транспондера з радіочастотною ідентифікацією. У цьому випадку, залежно від варіанта його конструкції, в транспондері з радіочастотною ідентифікацією може міститися антена, що перемикає ланцюг для передачі (і одержання) даних, ланцюг для регулювання транспондера, а також пам'ять, наприклад, у вигляді тегу. Перемикаючий ланцюг для керування транспондером записує дані в пам'ять (наприклад, тег). У спеціальній конструкції даний перемикаючий ланцюг може бути розташований зовні транспондера з радіочастотною ідентифікацією, в представленому випадку, наприклад, у вигляді частини блоку 7 керування на друкарській схемі 5. Зчитування з транспондера з радіочастотною ідентифікацією потім здійснюється за допомогою стимулювання за допомогою високочастотного змінного поля. У подібному випадку транспондер з 4 UA 106644 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 радіочастотною ідентифікацією повинен бути відповідним чином розташований на друкарській платі 5. При використанні транспондера з радіочастотною ідентифікацією дані передаються в частотному діапазоні, що становить від 128 кГц (довгохвильовий діапазон) до 13,56 МГц (короткохвильовий діапазон), або в діапазоні, що дорівнює від 865-869 МГц (Європейський діапазон) до 950 МГц (частотні діапазони США і азіатські). Частота може варіюватися від одного регіону до іншого. Що стосується обговорення розміру конструкції й інших характеристик, то є можливість вибору з ряду добре відомих рішень. Пристроєм подачі електроенергії може бути батарея 11 або акумулятор. Антена 10 на Фіг. 2 виконана у вигляді антени, що має форму меандру. Вона складається з декількох петель придатного матеріалу-носія, які розташовані на рівні друкарської плати 5. Антенна 10 в згаданій конструкції забезпечує можливість оптимального компромісу між діаграмою спрямованості у вертикальній і горизонтальній площинах поляризації, необхідною адаптацією і ефективного по витратах виготовлення. Антена, що має форму меандру, може бути оптимізована для прямого з'єднання основи антени з друкарською платою 5 таким чином, щоб не була необхідності в додатковій адаптації, що додатково знижує виробничі витрати. Фіг. 3 показує бічний поперечний переріз вимірювального пристрою 3 вздовж лінії A-A на Фіг. 2. Вона показує, що батарея 11 розташована під друкарською платою 5 всередині корпусу 4. Однак ілюстрація батареї 11 і її компонування наведені тільки як приклад; також вона може бути виконана з / будь-якою іншою формою відповідно до широко відомих форм батарей або акумуляторів. Використовувані блоки постачання електроенергією, наприклад, літійові батареї, як правило, мають в своєму складі речовини, які є потенційно шкідливими для худоби. Внаслідок цього пристрій 3 винаходу виконаний з можливістю утримування порожнистого захисного кожуха 12, що закриває щонайменше батарею 11 для того, щоб захистити його від механічного впливу. Подібний вплив може виникнути, наприклад, коли корова 1 відригує вимірювальний пристрій 3 назад в рот разом з кормом, що підлягає пережовуванню, а потім перекушує вимірювальний пристрій 3. Переважно, кожух 12 виконаний циліндричної форми. У зображеному варіанті здійснення циліндр має круглий поперечний переріз (див. Фіг. 4), однак поперечний переріз може також мати полігональну форму. В ідеалі як верхня, так і нижня площини є відкритими, так що пристрій, що підлягає захисту, легко вставляти в пристрій. Захисний кожух 12 може бути зроблений з будь-якого матеріалу, який чинить опір сильному механічному впливу, наприклад, з пластмасових матеріалів, таких як Kevlar™, або металів, таких як латунь або аналогічні метали. В проілюстрованому варіанті здійснення захисний кожух 12 оточує не тільки блок 11 постачання електроенергією, але також і велику частину друкарської плати 5 із згаданими вище складовими елементами (наприклад, згаданим також вище транспондером з радіочастотною ідентифікацією). Переважно, антена 10 розташована зовні захисного кожуха 12, для того, щоб мінімізувати пошкодження діаграми спрямованості, яке є значним, особливо, коли для захисного кожуха 12 використовується металевий матеріал. Фіг. 4 показує варіант винаходу з пунктирним контуром, в якому захисний кожух 12' оточує тільки батарею 11. У подібному випадку захисний кожух 12 підвищеного діаметра може бути виключений, однак можливо передбачити комбінацію захисного кожуха 12' для батареї і ще одного більшого захисного кожуха 12, оточуючого його. Захисний кожух 12 служить як захист від механічного впливу ("захист від укусів"), так і як додаткова маса, надаючи пристрою 3 достатню щільність для того, щоб він залишалася в місцеположенні в шлунково-кишковому тракті, який підходить для прийому даних датчиками 8, 8'. Якщо захисний кожух 12 виготовлений з металу, це може поліпшити діаграму спрямованості антени 10 шляхом зміни електромагнітного поля поблизу антени 10. У доповнення до функції "захист від перекушування" захисний кожух 12 вносить внесок в масу пристрою 3. Маса, тобто конкретна сила тяжіння (щільність) вимірювального пристрою 3 надзвичайно важлива для правильного позиціонування пристрою 3 в шлунково-кишковому тракті обговорюваної сільськогосподарської тварини. Таким чином, на масу усього вимірювального пристрою 3 може впливати вибраний матеріал і товщина захисного кожуха 12. Наприклад, також можливо змінювати товщину захисного кожуха 12 по довжині. Для того щоб додатково збільшити масу вимірювального пристрою 3, є можливість заповнити внутрішню частину корпусу 4 термореактивним матеріалом, таким як синтетична смола. При заповненні матеріалом антену 10 в ідеалі залишають для того, щоб забезпечити правильну передачу даних. 5 UA 106644 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У зображеному варіанті здійснення винаходу пристрій 3 обладнаний перемикачем. Перемикач, по суті, може бути виконаний з будь-якою формою - в цьому випадку перемикач складається з двох металевих контактів 13, наприклад, з неіржавіючої сталі, які з'єднані з блоком 7 керування. Дані контакти виступають з пристрою 3 через отвори 14 в корпусі 4 (див. Фіг. 2 і 5). Вимірювальний пристрій 3 активується за допомогою короткого замикання контактів 13 протягом певного періоду часу - в інтервалі від декількох мілісекунд до декількох секунд. Станом попереднього рівня техніки є замикання контактів 13 всередині блоку 7 керування, який необхідний для цього. Наприклад, контакти 13 можуть бути з'єднані з пусковою схемою в блоці 7 керування, який містить два МОП-транзистори (польовий транзистор зі структурою метал-оксид-напівпровідник), при цьому один з МОП-транзисторів з'єднаний з контактами 13. За допомогою короткого замикання контактів 13 другий МОП-транзистор перемикає напругу батареї на схему всередині блоку 7 керування, яка за допомогою цього активує вимірювальний пристрій 3. Для того, щоб полегшити процес короткого замикання для користувача, може бути надана підставка, в яку може бути поміщений вимірювальний пристрій 3, активуючи, таким чином, вимірювальний пристрій 3 за допомогою короткого замикання контактів. Перемикач описаної вище конструкції забезпечує тільки активацію вимірювального пристрою 3, яка продовжується до кінця часу роботи батареї, і/або до моменту часу попередньо заданого вимкнення. По суті, для того щоб активувати і деактивувати вимірювальний пристрій 3, може бути передбачений будь-який інший тип перемикачів. Для цієї мети в попередньому рівні техніки є широкий вибір перемикачів. У варіантівинаходу використовується магнітний перемикач 13', який розташований всередині вимірювального пристрою 3 (див. пунктирний об'єкт на Фіг. 6). Магнітний перемикач 13' в цьому випадку означає перемикач, який може бути перемкнутий за допомогою магнітного поля. Прикладом подібного магнітного перемикача 13' є герконовий перемикач. У суті, магнітний перемикач 13' має два контакти, які розташовані в захисній атмосфері і не стикаються один з одним. Однак, при застосуванні магнітного поля, два контактних язички притягуються і торкаються один одного, послідовно замикаючи ланцюг. Магнітний перемикач 13' може бути об'єднаний з другим МОП-транзистором, як описано вище, таким чином, що перемикання магнітного перемикача 13' з'єднує напругу батареї з іншою частиною ланцюга в блоці 7 керування, активуючи за допомогою цього вимірювальний пристрій 3. Перемикання магнітного перемикача 13' може бути здійснене за рахунок застосування магнітного поля в конкретному положенні вимірювального пристрою 3, наприклад, за допомогою прикріплення постійного магніту або електромагніту. Фіг. 5 показує окремі складові елементи вимірювального пристрою 3 винаходу в зображенні в розібраному вигляді. У цьому випадку корпус складається з трьох частин: передньої частини 41 корпусу (яка, наприклад, може бути виконана з можливістю розміщення отворів для датчиків 8, 8'), центральної частини 42 корпусу, що вміщує друкарську плату 5, і задньої частини 43 корпусу, при цьому частини є взаємопов'язаними. Конструкція корпусу з трьох частин з частинами 41, 42, 43 в цьому випадку служить тільки як приклад - конструкція може передбачати більше або менше частин корпусу. Для того, щоб полегшити введення вимірювального пристрою 3 в тварину, задня частина 43 корпусу може мати плоский кінець, який взаємодіє з рухомим кінцем болюсодавач, який використовується для вставляння пристрою таким чином, щоб вимірювальний пристрій 3 правильно просувався в рубець і не застрягав. У доповнення до описаних вище складових елементів (які не показані на фігурах) плата 5 друкарської схеми включає в себе антену 10, що має форму меандру і контакти 13. Плата 5 друкарської схеми утримується на своєму місці за допомогою підставки 15 і забезпечується електроенергією за допомогою батареї 11. Захисний кожух 12 може бути розміщений навколо даних складових елементів. Задня частина корпусу 43 містить отвори для контактів 13. При активації і введенні в шлунково-кишковий тракт тварини вимірювальний пристрій 3 виконує вимірювання в певні часові інтервали. Дані інтервали можуть варіюватися від 1 сек до декількох годин або навіть днів. Виміряні дані зберігаються в блоці 16 зберігання, наприклад, в кристалі запам'ятовуючого пристрою - ЕСППЗП, SD пам'яті або флеш-пам'яті. Якщо пристрій 3 містить транспондер з радіочастотною ідентифікацією, дані можуть бути збережені в пам'яті транспондера. Також можливо безпосередньо передавати дані бездротовим чином назовні. Якщо вимірювальний пристрій 3 використовується у вигляді частини системи разом з щонайменше однією базовою станцією, подібна базова станція регулярно шукає вимірювальні 6 UA 106644 C2 5 10 пристрої в межах своєї зони доступу за допомогою пошукової команди. Відстань між вимірювальним пристроєм і базовою станцією в цьому випадку становить, наприклад, від 5 до 6 м або менше. Як тільки вимірювальний пристрій 3 потрапляє в межі зони доступу, він самоідентифікується за допомогою ідентифікатора (серійного номера, номера болюса і тому подібного). Після цього базова станція перевіряє, чи містить вимірювальний пристрій 3 будь-які знову виміряні дані. У цьому випадку виміряні дані зчитуються, зберігаються в базовій станції (наприклад в базі даних), а потім видаляються з вимірювального пристрою 3. Потім базова станція обробляє виміряні дані за допомогою відповідних процедур таким чином, щоб забезпечувати можливість швидкої оцінки даних. Подібна оцінка може, наприклад, привести до зміни раціону корму, що дається. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Вимірювальний пристрій (3) для вимірювання щонайменше одного фізіологічного параметра організму сільськогосподарської тварини, що виконаний з можливістю розміщення в шлунковокишковому тракті сільськогосподарської тварини і містить наступні елементи, розташовані всередині корпусу (4): щонайменше один датчик (8, 8') для вимірювання щонайменше одного фізіологічного параметра організму сільськогосподарської тварини; щонайменше один передавач (9) з антеною (10) для бездротової передачі інформації, щонайменше один блок (7) керування для керування вимірювальним пристроєм (3), і щонайменше один пристрій (11) подачі електроенергії для вимірювального пристрою (3), який відрізняється тим, що корпус містить порожнистий захисний кожух (12, 12'), що закриває щонайменше пристрій (11) подачі електроенергії для того, щоб забезпечити захист від механічного впливу. 2. Вимірювальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що захисний кожух (12, 12') має циліндричну форму з круглим або полігональним поперечним перерізом. 3. Вимірювальний пристрій за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що захисний кожух (12, 12') виготовлений з металу. 4. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що захисний кожух (12, 12') закриває передавач (9) і блок (7) керування в доповнення до пристрою (11) подачі електроенергії. 5. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що довжина антени (10) передавача становить /4 використовуваної частоти. 6. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-5, який відрізняється тим, що передавач (9) використовує частоти в діапазоні від 20 МГц до 1 ГГц для бездротової передачі інформації. 7. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що передавач (9) використовує частоти в діапазоні від 300 МГц до 450 МГц для бездротової передачі інформації. 8. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що антена (10) має форму меандру щонайменше з однією петлею. 9. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-8, який відрізняється тим, що вимірювальний пристрій (3) додатково має щонайменше один перемикач, з'єднаний з блоком (7) керування, який приводиться в дію зовні пристрою. 10. Вимірювальний пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що перемикач являє собою магнітний перемикач типу герконового перемикача, при цьому магнітний перемикач розташований всередині вимірювального пристрою (3). 11. Вимірювальний пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що перемикач виконаний у вигляді щонайменше двох контактів (13), що з'єднані з блоком (7) керування і виступають з вимірювального пристрою (3) через отвори (14) в корпусі (4), при цьому блок (7) керування активує вимірювальний пристрій (3), коли контакти (13) знаходяться в стані короткого замикання. 12. Вимірювальний пристрій за одним з пп. 1-11, який відрізняється тим, що має щонайменше один блок (16) пам'яті для збереження даних. 13. Система для вимірювання фізіологічних параметрів організму сільськогосподарської тварини, що містить щонайменше один вимірювальний пристрій (3) за одним з пп. 1-12, а також щонайменше одну базову станцію, при цьому базова станція і вимірювальний пристрій (3) сполучаються одне з одним за допомогою бездротової технології. 7 UA 106644 C2 8 UA 106644 C2 9 UA 106644 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for the measurement of individual farm animal data
Автори англійськоюRosenkranz, Stefan, Fallast, Mario
Автори російськоюРозенкранц Штефан, Фалласт Марио
МПК / Мітки
МПК: A01K 11/00
Мітки: даних, вимірювання, тварини, окремо, пристрій, сільськогосподарсько
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/12-106644-pristrijj-dlya-vimiryuvannya-danikh-okremo-silskogospodarsko-tvarini.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для вимірювання даних окремої сільськогосподарської тварини</a>
Попередній патент: Багаточастотний терагерцевий лазер
Наступний патент: Регульований по висоті промивний клапан для промивального резервуара
Випадковий патент: Пристрій для самодіагностики термоелектричного перетворювача