Тема 1.Определение температуры и барометрического
ПРАКТИКУМ
ПО ЗООГИГИЕНЕ
Витебск
2004
ПРЕДИСЛОВИЕ
Для повышения продуктивности и резистентности животных наряду с полноценным кормлением и совершенствованием технологии систем содержания первостепенное значение имеют санитарно-гигиенические и профилактические мероприятия. В связи с этим возрастают роль и значение гигиены как науки об охране здоровья животных рациональными приемами выращивания, ухода и содержания. Между организмом и средой его обитания существует неразрывная связь. Совокупность элементов внешней среды при воздействии на организм вызывает в нем различные ответные реакции. Если эти воздействия соответствуют оптимальному уровню, то организм нормально развивается, проявляет высокую устойчивость против болезней и при правильном кормлении дает максимальную продуктивность, обусловленную наследственностью.
Для исключения влияния отрицательных факторов на организм животных необходим постоянный гигиенический контроль за условиями содержания. Гигиеническую оценку условий содержания проводят комплексно, в зависимости от конкретных условий хозяйства, типа помещений, технологического и санитарно-технического оборудования, специфики создающегося микроклимата.
Практикум написан в соответствии с учебной программой по гигиене животных и отражает опыт преподавания этой дисциплины на кафедре зоогигиены факультетов ветеринарной медицины и зооинженерного УО «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины».
|
|
|
Основная задача практического курса по зоогигиене заключается в том, чтобы научить будущего врача ветеринарной медицины и зооинженера практическим навыкам и умению давать санитарно-гигиеническую оценку основных факторов внешней среды (воздуха, воды, кормов, почвы); проводить ветеринарную и зоотехническую оценку проектов и животноводческих помещений на соответствие гигиеническим нормам и правилам условий содержания, кормления, поения и ухода за животными; организовывать и проводить санитарно-гигиенические профилактические мероприятия по предупреждению и борьбе с болезнями животных, получению биологически качественной мясо-молочной продукции, сохранению окружающей среды, повышению общей культуры животноводства и ветеринарной практики.
В пособие включены сведения о современных методах оценки различных факторов окружающей среды, представлены нормативные документы. Изложенный в практикуме материал систематизирован по основным разделам учебной программы и теоретического курса.
При описании методов исследования окружающей среды учтены знания студентов в области физики, химии, микробиологии и др. Ряд разделов практикума расширен с целью представления кафедрам права выбора темы и объема лабораторных занятий с учетом имеющихся материально-технических возможностей.
|
|
|
Авторы с благодарностью примут все критические замечания и пожелания.
РАЗДЕЛ I
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
Для комплексной оценки эксплуатируемых объектов первостепенно изучают микроклимат животноводческих помещений (климат определенного ограниченного пространства). В понятие микроклимата помещений для животных входят:
- температура воздуха, внутренних поверхностей стен, потолков, полов, окон, дверей;
- влажность воздуха, внутренних поверхностей стен, полов, потолков, окон, дверей;
- направление и скорость воздушных потоков в местах расположения животных, в вытяжных и приточных каналах, у окон, дверей и др.;
- интенсивность искусственного и естественного освещения;
- концентрация вредных газов – диоксида углерода, аммиака, сероводорода и др.;
- содержание пыли и микроорганизмов в воздухе;
- уровень производственных шумов;
- аэроионный фон.
Физические, химические, механические и биологические свойства воздушной среды в животноводческих помещениях в различные сезоны года, месяцы и даже время суток подвержены влиянию различных факторов - изменению метеорологических условий, эффективности работы вентиляционно-отопительного оборудования, смене времени суток (день и ночь). В связи с этим факторы микроклимата помещений не могут являться постоянными в различных участках самих зданий как в течение суток, так и в различные периоды года. Поэтому микроклимат помещений нужно изучать в соответствии с определенными требованиями, чтобы правильно охарактеризовать условия работы обслуживающего персонала, и содержания животных и птиц.
|
|
|
Учитывая вышесказанное, исследование микроклимата животноводческих помещений следует проводить не реже 3–4 раз в месяц, а при необходимости – в течение 10–12 дней каждый месяц при проведении стационарных исследований и в течение 10–12 дней в наиболее типичное время каждого сезона года - при экспедиционных исследованиях.
Замеры следует проводить в трех зонах по горизонтали: середина (центр) помещения и два угла по диагонали на расстоянии 0,8–3 м от продольных стен и 1 м от торцевых стен.
Зоны замеров по вертикали приведены в таблице 1.
|
|
|
Таблица 1
Уровни измерения показателей микроклимата в помещениях
| Помещения | Зона размещения животных (от пола), м | Зона под потолком, м* | |
| при лежании | при стоянии | ||
| Коровники | 0,5 | 1,2 | 0,6 |
| Телятники | 0,3 | 1,2 | 0,6 |
| Конюшни | 0,5 | 1,5 | 0,6 |
| Свинарники | 0,3 | 0,7 | 0,6 |
| Овчарни | 0,3 | 0,7 | 0,6 |
| Птичники (напольное содержание)** | 0,2 | - | 0,6 |
Примечание. * Измерения в подпотолочной зоне проводят только при оценке систем вентиляции в помещении. ** При клеточном содержании птицы точки замеров выбирают в проходах между батареями на уровне каждого яруса и при необходимости в самих клетках.
Исследуют микроклимат утром, днем и вечером до начала работ обслуживающего персонала в одно и то же время, и периодически в 4 ч ночи.
Мониторинг за микроклиматом помещений включает определение физических показателей воздуха, теплотехнических свойств ограждений, изменения состава и содержания химических примесей в воздухе зданий, количества пыли и микроорганизмов, интенсивности освещения, аэроионного фона. Для этого используют приборы, обеспечивающие как запись параметров микроклимата на специальных лентах, так и запись с помощью датчиков, установленных в заданных точках помещения и передающих эти параметры на экран монитора (компьютера, телевизора). При отсутствии технического обеспечения мониторинга за микроклиматом на каждой ферме (помещении) должен быть журнал для записи параметров микроклимата. Цифровой материал по каждому отдельному параметру обрабатывают и анализируют.
Существует несколько методических подходов к комплексной оценке микроклимата: 1. На биологических объектах (белые мыши, куриные эмбрионы, простейшие – парамециум, тетрахимена, и др.); 2. Бальная оценка по нормативно-оценочным шкалам; 3. Математическое моделирование
Тема 1.Определение температуры и барометрического
(атмосферного) давления воздуха
Цель занятия. Изучить влияние на организм животных температуры и барометрического давления воздуха и методы их определения.
Практические навыки. Научить студентов умению определять температуру, барометрическое давление, а также давать гигиеническую оценку указанных факторов микроклимата и разрабатывать рекомендации по оптимизации температурного режима в животноводческих помещениях.
Материалы и оборудование. Термометры – максимальный, минимальный, комбинированный; электротермометры; термографы (суточный и недельный); барометр-анероид; барографы (суточный, недельный).
Задание. 1.Ознакомиться с устройством и принципом работы термометров различных конструкций и приборов для измерения барометрического давления.
2. Измерить температуру воздуха в помещениии перепады ее по горизонтальному и вертикальному уровням. Дать оценку полученным результатам.
3. Определить барометрическое давление.
Определение температуры
Для измерения температуры воздуха применяют термометры, которые по своему назначению разделяются на измеряющие, рассчитанные на определение температуры в момент наблюдения, и фиксирующие, позволяющие получить максимальное или минимальное значение температуры за определенный период контроля.
К измеряющим термометрам относятся термометры расширения (спиртовые и ртутные) и термометры сопротивления (электрические), к фиксирующим – максимальный, минимальный, комбинированный (максимально- минимальный) термометры.
Ртутные термометры позволяют измерять температуру воздуха в пределах от -350С до +3750С. Спиртовые термометры менее точны, так как при нагревании до температуры выше 00С спирт расширяется неравномерно. Для измерения высоких температур они непригодны (спирт закипает при 78,30С), но позволяют измерять низкие температуры (до -1300С), что невозможно сделать ртутным термометром, так как ртуть замерзает при -38,90С.
Термометры градуируются в градусах Цельсия. Один градус Цельсия (0С) равен одной сотой деления температурной шкалы между точками кипения (100 0С) и замерзания чистой воды (0С) при давлении 760 мм рт. ст. (1013гПА). За рубежом применяют измерения температуры в градусах Реомюра (0R) и Фаренгейта (0 F).
Для измерения температуры воздуха в системе СИ принята температурная шкала с единицей температуры градус Кельвина (0К). Начальной точкой этой шкалы является абсолютный нуль. По величине градус Цельсия равняется Кельвину. 00С соответствует + 273,15 0К и 1000С соответствует +373,15 0К.
Максимальный термометр(рис. 1а).
Прибор представляет собой ртутный термометр, который устроен таким образом, что показав самую высокую температуру, бывшую за определенный период наблюдения, сохраняет свое показание, несмотря на последующие понижение температуры воздуха. Это достигается различными конструктивными особенностями: например, в месте перехода резервуара в капилляр имеется сужение или в дно резервуара впаивают стеклянный штифт, другой конец которого входит в капиллярную трубку термометра и настолько сужает ее просвет, что ртуть способна преодолевать сопротивление в сужении и двигаться по капилляру только при повышении температуры, когда вследствие расширения ртути от нагревания начинает возрастать ее объем. При понижении температуры воздуха ртуть остается в капилляре, так как не может преодолеть сопротивления в суженном месте, и, таким образом показывает максимальную температуру, которая была в период наблюдений. Для возвращения ртути в резервуар термометр перед употреблением сильно встряхивают.
Рис.1. Термометры:
а – максимальный; б – минимальный
Другие разновидности максимальных термометров имеют в капиллярной трубке иглу-указатель (штифт).
Перед работой термометр располагают в вертикальном положении (резервуаром вниз), чтобы игла-указатель достигла мениска ртути. При измерении температуры максимальный термометр должен находиться в горизонтальном положении. Ртуть, расширяясь при повышении температуры, продвигает штифт по капилляру. Когда же температура понижается и ртуть сжимается, уходя обратно по капилляру, указатель остается на месте, фиксируя наиболее высокую (максимальную) температуру. Отсчет градусов температуры ведется от конца штифта ближнего к резервуару с ртутью.
Минимальный термометр (рис. 1.б)– спиртовой термометр, внутри капиллярной трубки которого в спирту находится подвижной штифт-указатель из темного стекла с утолщениями на концах в виде булавочных головок. Перед определением термометр располагают резервуаром вверх (вертикальное положение прибора) и штифт опускается под влиянием собственной тяжести вниз до мениска спирта. Затем термометр в точке исследования устанавливают горизонтально. При повышении температуры спирт, расширяясь, проходит мимо штифта, не сдвигая его с места, при понижении же температуры столбик спирта в капилляре уменьшается и поверхностная спиртовая пленка увлекает перед собой штифт к резервуару, до тех пор, пока будет происходить снижение температуры. В этом случае штифт займет положение в капилляре, которое соответствует минимальной температуре.
Отсчет показаний температуры производят по концу штифта, наиболее удаленному от резервуара термометра.
Комбинированный максимально - минимальный термометр (Сикса)(рис.2).
Прибор имеет вид изогнутой с обоих концов трубки, у которой правый конец расширен в виде шара, а левый в виде цилиндра. Нижняя часть трубки заполнена ртутью, левое колено - спиртом, а правое наполнено спиртом только до половины шаровидного расширения. Во второй половине этого расширения находятся пары спирта. Над ртутными менисками в обоих коленах имеются металлические указатели со щетинками. Перед определением температуры оба указателя при помощи магнита подводят к менискам ртутного столба так, чтобы их нижние концы касались ртути.
При повышении температуры спирт в левом колене расширяется, давит на столбик ртути и передвигает его в правом колене трубки. Поднимающая ртуть двигает вверх указатель, который останется на месте в случае падения ртути и покажет максимальную температуру, бывшую за определенный отрезок времени. При понижении температуры объем спирта в левом колене уменьшается, и столбик ртути в нем поднимается вверх, проталкивая указатель, который зафиксирует самую минимальную температуру за период наблюдений. При измерении температуры термометр устанавливают вертикально.
Рис.2. Максимально-мини- мальный термометр
Электротермометры.Для измерения температуры воздуха помещений можно пользоваться электротермометрами типов ЭА-2М (термоанемометр), ЭТП-М и др., в основе которых заложены полупроводниковые датчики. В этих приборах используют микротермисторы, которые изменяют свое электрическое сопротивление при незначительных колебаниях температуры. Помимо измерения температуры воздуха электрическими термометрами можно измерить температуру стен, потолков и внутренних ограждений в животноводческом помещении.
Одноточечный полупроводниковый термоанемометр типа ЭА-2М (рис. 3). Прибор предназначен для измерения температуры, скорости движения
воздуха и направления воздушных потоков. Диапазон измерения температуры
воздуха +10 – + 600С, скорости движения воздуха 0,03–5 м/с и направления воздушных потоков 0–3600. Принцип работы основан на охлаждении движущимся воздухом полупроводникового микротермосопротивления. На панели расположены ручки управления элементами схемы, гнездо для подключения датчика, микроамперметр–измеритель со шкалой. Прибор позволяет в определенной последовательности производить измерения температуры воздуха, скорости и направления воздушных потоков (см. тему 3).
|
|
Рис. 3. Термоанемометр ЭА-2М:
1 – гальванометр; 2 – переключатель питания; 3 – клеммы для включения прибора в сеть; 4 – вилка датчика; 5 – переключатель для измерения температуры или скорости воздуха; 6 – переключатель «измерение – контроль»; 7 – ручка регулировки напряжения, 8 – ручка регулировки подогрева; 9 – датчик (микротермосопротивление); 10 – защитный футляр датчика.
Электротермометр типа ЭТП-М (рис.4). Прибор предназначен для измерения температуры воздуха в производственных условиях, температуры поверхностей строительных материалов и ограждений, технологического оборудования.
Термометр следует эксплуатировать при температуре окружающего воздуха +100С – +350С и относительной влажности не более 80%. Общий диапазон измеряемых температур - 300С – + 1200С ( I поддиапазон – 300С – + 200 С; II поддиапазон +200С – +700С и III поддиапазон + 700С – 1200С). Постоянная времени полупроводникового датчика при измерении температуры воздуха 3 мин., а поверхностей – 40 с. Питание термометра от элементов напряжением 1,5 вольт.
Рис. 4.Полупроводниковый термометр типа ЭТП-М
1 – микроамперметр с измерительной шкалой; 2 – переключатель «контроль-измерение»; 3 – переключатель поддиапазонов; 4– ручка регулировкинапряжения; 5 – включатель прибора; 6 – полупроводниковый датчик температуры.
Конструктивно термометр состоит из двух частей – вторичного измерительного прибора (микроамперметра) и первичного измерительного преобразователя (полупроводникового датчика). Вторичный измерительный прибор выполнен в металлическом корпусе. На лицевой стороне панели расположены: микроамперметр с измерительной шкалой, ручка регулировки напряжения, переключатель диапазонов, переключатель «контроль-измерение», включатель-выключатель прибора. В качестве чувствительного элемента первичного преобразователя применен термистор типа ММТ-6.
Измерения производят в такой последовательности: регулятор напряжения поворачивают против часовой стрелки до упора; переключатель диапазонов устанавливают на требуемый поддиапазон измерения; переключатель « измерение-контроль» устанавливают в положение «контроль»; включают прибор; ручкой «регулирование напряжения» устанавливают стрелку на шкале микротермометра на ее максимальное деление; переключают «измерение-контроль» в положение «измерение»; по шкале прибора определяют температуру.
По окончании измерений питание прибора отключают. При температуре окружающего воздуха ниже +100С измерения необходимо производить дистанционно, либо измерительный прибор держат под одеждой для сохранения его температуры в рекомендуемых выше пределах.
Манометрический термометр типа ТПЖ-4 (рис.5).
Работа манометрических термометров основана на изменении давления газа, пара или жидкости в замкнутом объеме при изменении температуры. Такие термометры контроля температуры используют в качестве первичных преобразователей при автоматическом поддержании или заданном режиме.
Рис. 5. Манометрический термометр типа ТПЖ-4: 1 – термобаллон; 2 – дистанционный капилляр; 3 – показывающий прибор с механоэлектрическим преобразователем.
Для систематического наблюдения за колебаниями температуры в течение продолжительного времени пользуются самопишущими приборами –термографами (рис.6). Выпускают их двух типов: суточные и недельные с продолжительностью одного оборота барабана часового механизма соответственно 26 ч и 176 ч.
Рис. 6. Термограф
Термограф состоит из термоприемника, рычажной передачи, стрелки с писчиком (пером), барабана с часовым механизмом и корпуса. Воспринимающей деталью прибора является либо биметаллическая пластина, состоящая из двух спаенных между собой металлов, имеющих различный температурный коэффициент расширения, либо полая металлическая пластинка, заполненная толуолом или спиртом. Принцип действия прибора основан на свойстве пластинок изменять радиус изгиба в зависимости от температуры окружающего воздуха. Изменения в кривизне пластинки передаются стрелке с пером, которая поднимается или опускается и таким образом на диаграммной бумажной ленте, одетой на барабан, получается непрерывная графическая запись температуры (термограмма). Диаграммная лента разграфлена на вертикали параллельными линиями с ценой деления 10С, а по горизонтали – с ценой деления, соответствующей продолжительности времени оборота барабана: 15 мин – для суточных и 2 ч – для недельных термографов.
Перед установкой прибора в рабочее положение необходимо: открыть футляр прибора, отвести при помощи рычага перо от барабана и последний снять с оси, наложить диаграммную ленту на барабан и закрепить ее лентодержателем, завести часовой механизм, надеть барабан с диаграммной лентой на ось, заполнить перо чернилами, привести стрелку с пером в соприкосновение с диаграммной лентой, проверить качество записи на диаграммной ленте. Исходя из показаний контрольного термометра, вращением коррекционного винта перо стрелки устанавливают на требуемом делении температуры диаграммной ленты в соответствии с данным моментом времени. Термограф ставят на подставку строго горизонтально.
Показания термографов не гарантированы от ошибок, поэтому один раз в трое суток следует проверять правильность записи по ртутному термометру и, при необходимости, вносить поправку при помощи коррекционного винта.
Параметры допустимой температуры воздуха животноводческих помещений регламентируемые «Республиканскими нормами технологического проектирования новых, реконструкций и технического перевооружения животноводческих объектов (РНТП 1–92)» представлены в приложениях 1–6.
Определение барометрического (атмосферного) давления
Барометрическое давление определяется высотой ртутного столба в миллиметрах. Давление атмосферы, способное уравновесить столбик ртути высотой 760 мм при температуре 00С на уровне моря и широте 450, принято за нормальное, равное 1 атм.
На метеорологических станциях введена единица измерения давления - миллибар (мб). Миллибар – давление, которое оказывает тело массой 1 кг на поверхность 1 см2, один миллибар соответствует 0,7501 мм рт.ст.
Для пересчета величины давления, выраженной в мм рт.ст., в мб надо данную величину умножить на 4/3 и, наоборот, для перевода мб в мм рт.ст надо умножить первую величину на 3/4.
Атмосферное давление в системе СИ измеряют в гектопаскалях (гПа): 1 гПа=1 г/см2=0,75 мм рт.ст. Нормальное атмосферное давление равно 1013 ± 26,5 гПа, или 760 ± 20 мм рт.ст.
Определяют барометрическое давление с помощью ртутных и металлических барометров.
Ртутные барометры бывают двух видов – чашечные и сифонные(рис. 7 и 8). Приборы очень точные, но требуют осторожного обращения и почти не выдерживают перевозки. Поэтому ими пользуются при лабораторных исследованиях.
Рис. 7. Ртутный барометр: Рис. 8. Ртутный сифонный барометр:
А – шкала барометра; А – верхнее колено; В – нижнее колено;
Б – винт, В – термометр, Д – нижняя шкала; Е – верхняя шкала;
Г – чашечка с ртутью, Н – термометр; а – отверстие в трубке.
Д – шкала с нониусом.
Барометр–анероид (рис. 9) представляет собой металлическую гофрированную коробку (с упругими волнообразными стенками), из которой выкачан воздух до разряжения в 50-60 мм рт.ст. Колебания атмосферного давления отражаются на объеме и форме анероидной коробки, стенки которой при увеличении давления прогибаются внутрь, а при уменьшении давления выпрямляются. С помощью системы рычажков эти колебания передаются стрелке, которая движется по циферблату и показывает величину давления в миллиметрах ртутного столба.
Для одновременного измерения барометрического давления, температуры и относительной влажности воздуха применяют баротермогигрометр (рис. 10). Датчик барометра – мембранная барокоробка, измеритель температуры – жидкостный (толуоловый) термометр, чувствительный элемент узла гигрометра – капроновая нить «Капрон-200».
Рис. 9.Барометр-анероид Рис. 10. Баротермогигрометр
Кроме стрелок, показывающих давление и относительную влажность воздуха, прибор снабжен стрелкой-фиксатором. С помощью ручки стрелка-фиксатор может быть установлена против стрелки барометра в момент наблюдения для определения отклонения в ту или иную сторону. Температуру воздуха определяют по показаниям термометра, а относительную влажность и атмосферное давление – по положению стрелки относительно шкалы гигрометра и шкалы барометра.
Для непрерывной регистрации атмосферного давления в течение суток или недели предназначен барограф (рис.11).
Рис. 11. Барограф
Воспринимающую часть прибора составляет ряд анероидных коробок, последовательно соединенных друг с другом также, как в барометре-анероиде. Через систему рычагов изменения положения стенок анероидных коробок передаются на стрелку с пером, которая на ленте барабана с часовым механизмом записывает в виде кривой величину и характер изменения атмосферного давления во времени. Барографы бывают с суточным и недельным заводом часового механизма. Лента разграфлена по горизонтали на часы и дни недели, а по вертикали – на показатели давления в миллиметрах.
Барограф устанавливают на прочной подставке вдали от источника тепловой радиации, рядом помещают контрольный ртутный барометр, по которому периодически производят сверку. Перед работой диаграммную ленту укрепляют на барабане, заводят часовой механизм, а перо заполняют специальными чернилами. Первоначально перо устанавливают при помощи регулировочного винта в соответствии с показаниями барометра; на ленте записывают дату и время начала и конца записи.
Контрольные вопросы. 1.Какое влияние оказывает температура и барометрическое давление воздуха на организм животных? 2. Какими путями происходит отдача тепла организму в условиях оптимального, охлаждающего и нагревающего микроклимата и каков ее механизм? 3. Какие приборы применяются для определения и графической записи температуры и барометрического давления? Принцип действия и порядок работы с ними. 4. Мероприятия проводимые для обеспечения оптимального температурного режима. 5. Назовите нормативы температуры воздуха для животных разных видов и возрастов.
Дата добавления: 2021-04-07; просмотров: 387; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!