Запам'ятайте

Типи опромінювачів та установок для інфрачервоного опромінювання тварин і птиці, їх основні характеристики

Заняття № 16

Їх саморозпуску.

Рішення про дострокове припинення повноважень органу самоорганізації населення приймається загальними зборами громадян, що утворили цей орган, або відповідною радою.

Біологічна дія інфрачервоного випромінювання.

Молодняк тварин і птиці в перші дні після народження має дуже невдосконалений механізм терморегулювання організму.

Низька температура, висока вологість повітря негативно діють на розвиток і ріст молодняку, призводять до порушення обміну речовин, простудних захворювань, розладу травлення і загибелі тварин.

Потік ІЧ випромінювання, досягаючи тіла тварини, частково відбивається, але основна його частина поглинається шкірою і підшкірною тканиною, створюючи тепловий ефект.

В опромінюваних ділянках шкіри кількість крові збільшується в 10... 15 разів, через одну – дві хвилини появляється теплова еритема.

Використання установок ІЧ опромінення дозволяє в 1,4…1,8 рази збільшити народжуваність поросят від однієї свиноматки, на 8…15 відсотків підвищити середньодобовий приріст маси поросят і довести їх збереження до 96...99 відсотків. При опроміненні телят середньодобовий приріст їх маси зростає на 16...24 відсотки, на 30 відсотків скорочуються шлунково-кишкові захворювання.

Особливо перспективне використання інфрачервоного обігріву спільно з ультрафіолетовим опроміненням. Дослідження показують, що спільна дія ІЧ і УФ випромінювань на тварин і птицю дозволяє значно підвищити їх збереження і продуктивність, отримати результати, недосяжні при використанні кожного з цих випромінювань окремо.

Поглинання ІЧ випромінювання живим організмом - дуже складний біологічний процес, у якому бере участь весь організм тварини. Діючи на нервову систему організму через теплові рецептори шкіри, випромінювання покращує функції залоз, кровотворних органів і кровопостачання тканин тіла.

Необхідно відмітити, що тривале безперервне термічне подразнення і надмірна еритема шкіри діють негативно на організм тварини. Переривчастий режим опромінювання, чергування дії високих і низьких температур піддає нервову і судинну систему своєрідному тренінгу, сприяє загартуванню організму.

Таким чином, ІЧ випромінювання не тільки чинить на тварин зігріваючу дію, але й підсилює біологічні процеси в їх організмі, сприяє підвищенню тонусу і резистентності, і як наслідок покращується фізичний стан, розвиток, приріст, зменшується захворюваність тварин.

Особливо добрі результати дає одночасне опромінення тварин і птиці інфрачервоними і ультрафіолетовими променями.

Опромінювачі і опромінювальні установки для опромінення тварин і птиці, їх основні характеристики.

Для концентрації потоку випромінювання в необхідному напрямку і захисту джерел випромінювання від механічних пошкоджень і крапель води використовують різні типи ІЧ опромінювачів і опромінювальних установок.

Для обігрівання молодняку тварин і птиці широко застосовують інфрачервоні опромінювачі ССПО1-250-001, ССП05-250-003-У3.5 "Зоотон", ОРИ-1, ОРИ-2, ОРИ-2Б, ОРИ-8, ОРИ-8Б, ООИ-1, ЭИС-0,25-И1, ЭИС-0,37И1У5, ЛИКИ-220-300, "Латвіко", ОЭИ-500, УФИКИ-1, УФИКИ-2 та інші, а також установки інфрачервоного обігрівання та ультрафіолетового опромінення ИКУФ-1, ИКУФ-1М, ИКУФ-2М, ИКУФ-ЗМ, Луч-А, Луч-2И, ЭРИКО-1, СОЖ-1. Для обігріву молодняку птиці використовують також брудери БП-1і БИ-500.

Опромінювач ССП01-250-001-У3 призначений для ІЧ опромінення і обігріву поросят, телят, ягнят і розроблений на базі модифікованого світильника "Астра -12", пристосованого до лампи типу ИКЗК-220-250. Опромінювач складається з металевого відбивача, пластмасового корпуса, фіксатора, гумових ущільнювачів, ввідного сальника, клемних колодок деталей підвісу.

Опромінювач ССП05-250-003-У3.5 "Зоотон" призначений для використання в сільськогосподарських тваринницьких приміщеннях у комплектах світлотехнічного обладнання (ЭРИКО та ін.) або в автономному режимі для опромінення та обігріву молодняку сільськогосподарських тварин та птиці. Джерелом ІЧ випромінювання служить лампа ИКЗК-220-250. Опромінювач має захисну відкидну сітку і сальникове ущільнення струмопідводу до лампи.

Опромінювачі рефлекторні інфрачервоні ОРИ використовують для обігріву молодняку сільськогосподарських тварин інфрачервоними променями.

Освоєний випуск двох модифікацій опромінювачів: ОРИ-2, ОРИ-8 – для опромінення молодняку тварин в умовах колективних господарств та ОРИ-2Б, ОРИ-8Б – для обігріву молодняку тварин в особистих господарствах. Джерелом ІЧ випромінювання служить лампа ИКЗК-220-250. Арматура опромінювача являє собою конічний корпус з листової сталі, який забезпечує захист лампи від механічних пошкоджень та попадання води.

Опромінювач-обігрівач інфрачервоний ООИ-1 призначений для локального обігріву свійської птиці та тварин. Джерелом ІЧ випромінювання служить лампа ИКЗК-220-250. Електричний опір ізоляції опромінювача нормується не меншим ніж 20 МОм. Нижня частина опромінювача закрита відкидною металевою сіткою.

Електробрудер БП-1 призначений для обігріву 500…600 курчат при утриманні їх на підлозі. Брудер являє собою конструкцію у вигляді порожнистої шестикутної зрізаної металевої піраміди. Під зонтом брудера змонтовано чотири "темних" випромінювачі - ТЕНи потужністю 250 Вт кожний і терморегулятор.

Схеми керування інфрачервоними опромінювачами

Джерелом інфрачервоного випромінювання є будь-яке нагріте тіло. Потужним джерелом інфрачервоних променів є Сонце, у спектрі якого переважають промені а довжиною хвиль від 0,76 до 5 мкм.

За спектральним складом джерела інфрачервоного випромінювання поділяють на «світлі» і «темні». «Світлі» випромінювачі за конструкцією і принципом дії подібні до ламп розжарювання, але порівняно з останніми мають нижчу температуру нагрівання вольфрамової спіралі (2270—2770К). Максимум спектральної густини випромінювання цих джерел знаходиться в межах 1000...1400 нм. Промисловість випускає інфрачервоні дзеркальні лампи типу ИКЗ, ИКЗК, ИКЗС і КИ

Колби ламп типів ИКЗ та ИКЗК мають параболічну форму. Для відбивання і концентрації променів в необхідному напрямі верхня внутрішня поверхня колби вкрита дзеркальним шаром алюмінію або сріблом. Виготовляють колби із звичайного скла, тому термостійкість їх низька (100...150 °С). Небезпечним для цих ламп є попадання на гарячу колбу вологи, тому без світильників лампи використовувати в тваринницьких приміщеннях не рекомен­дується. Завдяки зниженій порівняно з лампами розжарювання температурі вольфрамової нитки ці лампи мають строк служби до 5000 годин. Нижня частина колби ламп ИКЗК і ИКЗС вкрита відповідно червоним та синім термостійким лаком для зменшення випромінювань видимої частини спектра.

Лампи типу КИ являють собою циліндричну колбу, виготовлену із термостійкого кварцевого скла, яке добре пропускає інфрачервоні промені. По осі колби розміщена вольфрамова нагрівальна моноспіраль.

Для концентрації потоку випромінювання в необхідному напрямку і захисту ламп від механічних пошкоджень і крапель води використовують світильники ССПО1-250-001-У3 для ламп ИКЗК-220-250, ОРИ-1 для ламп ИКЗ-220-500, «ЛатвИКО» для ламп КИ-220-1000-1 та інші.

Основна частина потоку випромінювання ламп ИКЗ та ИКЗК припадає на область спектра з довжиною хвиль 0,6…2 мкм.

«Темними» називають низькотемпературні інфрачервоні випромінювачі. Вони являють собою металеву трубку, всередині якої в вогнетривкій ізоляційній масі розміщена нагрівальна ніхромова спіраль. Ніхромову спіраль вмонтовують також у керамічну основу. Температура нагрівання ніхромової спіралі становить 700...1000 К, а температура на поверхні випромінювача — 400...600°С. Максимум випромінювання припадає на частину спектра з довжи­ною хвилі 3,5...4 мкм. Відсутність контакту нагрітої спіралі з повітрям забезпечує тривалий строк служби випромінювача.

Інфрачервоне випромінювання широко використовують для обігрівання молодняка тварин і птиці. Воно не тільки проявляє теплову дію, а й активізує біологічні процеси в організмі тварин, підвищує їх тонус. Найбільший ефект досягається при відповідності максимумів спектральної чутливості шкіри тварин і спектрального розподілу енергії випромінювача. Шкірою тварин практично повністю поглинаються випромінювання з довжиною хвиль 2,5…3,5 мкм, а в діапазоні 0,4…2 мкм коефіцієнт поглинання становить 0,5...0,8 і значною мірою залежить від виду тварин та їх кольору.

Максимум спектрального розподілу енергії «світлих» випромінювачів не співпадає з максимумом спектральної чутливості шкіри тварин. В цьому відношенні перевагу мають «темні» випромінювачі. З енергетичної точки зору вони на 10…25 % ефективніші «світлих». «Темні» випромінювачі порівняно з «світлими» мають переваги за надійністю роботи, строком служби, рівно­мірністю поля під опромінювачем, в їх спектрі відсутнє видиме ви­промінювання, що непокоїть тварин. Перевага «світлих» випромінювачів — незначні втрати теплоти через теплопровідність і конвекцію. Оскільки інфрачервоні промені погано поглинаються повітрям, то основна їх частина передається безпосередньо тілу, що опромінюється.

Рис. 1. Інфрачервоний опромінював ОКБ-3296Т

Для інфрачервоного опромінення молодняка тварин промисло­вість випускає опромінювач ОКБ-3296Т (рис. 1). Опромінювач має три нагрівальних елементи типу ТЗН потужністю по 400 Вт кожний, які можна з'єднувати на «трикутник» або «зірку» і вмикати в мережу з напругою 380/220 В. Трубчасті нагрівники розміщені в конусоподібному стальному кожусі з подвійними стінками, простір між якими заповнено теплоізоляцією. Знизу нагрівники захищені сіткою. Кожен випромінювач має свій вимикач, розміщений на захисному кожусі 2. Опромінювач забезпечує обігрівання опоросу в одному станко-місці. Зміною висоти підвішування опромінювача та вмиканням одного або двох випромінювачів можна регулювати температуру в станку.

Для обігрівання 500...600 курчат віком від одного до 30 днів при утриманні їх на підлозі використовують брудери БП-1А. Брудер являє собою зонт у вигляді шестигранної зрізаної металевої піраміди з ніжками змінної висоти. Всередині зонта встановлено чотири нагрівальних електричних елементи потужністю по 250 Вт кожний, терморегулятор і термометр. Дві секції піраміди мають круглі отвори з відкидними кришками для забезпечення об­міну повітря під брудером. На кришці встановлена сигнальна лампа.

Принципіальну електричну схему брудера зображено на рис. 2. При вмиканні брудера в електричну мережу напівпровідниковий регулятор температури одержить живлення і ввімкне нагрівальні елементи ЕК1...ЕК4 в електричну мережу. Нагрівальні елементи складені за схемою рівноплечого моста, в діагональ якого ввімкнена сигнальна лампа. Сигнальна лампа засвічується при перегорянні одного з нагрівальних елементів. Якщо температура під брудером досягає заданої норми, то регулятор вимикає нагрівальні елементи. При зниженні температури повітря під брудером нагрівальні елементи знову вмикаються.

Рис. 2. Принципіальна електрична схема брудера БП-1А

Особливо добрі результати дає одночасне опромінення тварин і птиці інфрачервоними і ультрафіолетовими променями. Промисловість випускає для одночасного інфрачервоного і ультрафіолетового опромінення установки ИКУФ-1М та «Луч».

Рис. 3. Опромінював установки ИКУФ-1

1 – інфрачервона лампа; 2 – еритемна лампа; 3 – кожух пускорегулюючого апарату з перемикачами; 4 – підвіска; 5 – захисна решітка

До складу однієї установки ИКУФ-1М входить 40 опромінювачів, силовий щиток і блок програмного керування. Кожен опромінювач (рис. 3) має дві інфрачервоні лампи типу ИКЗК-220-250 і одну ультрафіолетову лампу ЛЭ-15, які змонтовані в загальній арматурі разом з пусковою апаратурою для лампи ЛЭ-15. Один опромінювач забезпечує обігрівання і опромінювання поросят-сисунів у двох станко-місцях, а телят — в одному станко-місці.

Принципіальну електричну схему установки ИКУФ-1М зображено на рис.4. В схемі передбачено ручне і автоматичне керування. При ручному керуванні тумблери SА1 і SА2 встановлюють у положення «А». Якщо подати на схему напругу, то спрацює реле часу КТ1 типу 2РВМ і через свої контакти подасть напругу на котушки електромагнітних пускачів KМ1 і КМ2. Пускачі спрацюють і ввімкнуть інфрачервоні та ультрафіолетові лампи. Ультра­фіолетові лампи розраховані на напругу 127 В і живляться від спеціальних трансформаторів. Програмне реле регулюють на потрібний режим роботи, і воно автоматично підтримує потрібну тривалість роботи ламп.

Рис. 4. Принципіальна електрична схема установки ИКУФ-1М

Універсальна автоматизована установка «Луч» призначена для інфрачервоного обігрівання і ультрафіолетового опромінення молодняка тварин і птиці. Вона складається з пульта керування, 40 опромінювачів і регулятора напруги (два автотрансформатори типу АТ-10).

Рис. 5. Опромінювач установки «Луч»

1 – еритемна лампа; 2 – інфрачервона лампа; 3 – кожух пускорегулюючої апаратури; 4 – підвіска; 5 – захисна решітка

Опромінювач являє собою жорстку овальну конструкцію (рис. 5), в якій на кронштейні змонтовані дві інфрачервоні лампи 2 і між ними одна еритемна лампа типу ЛЭ-15 або ЛЭО-15. Зверху в кожусі 3 розташована пуско-регулююча апаратура лампи ЛЭ-15. Знизу опромінювач закритий захисною решіткою 5. Автотрансформатори типу АТ-10 служать для регулювання напруги на інфрачервоних лампах, що дає змогу регулювати температурний режим у процесі вирощування молодняка.

Рис. 6. Принципіальна електрична схема установки «Луч»

Принципіальна електрична схема установки «Луч» зображена на рис. 6. Схема забезпечує ручне і автоматичне керування. При ручному керуванні вмикають і вимикають інфрачервоні лампи перемикачем SА1, а необхідну напругу на лампах встановлюють перемикачами Q2 і Q3. При автоматичному керуванні перемикач SА1 встановлюють у положення «А». Після цього перемикачами Q2 і QЗ встановлюють необхідну напругу для інфрачервоних ламп. Тривалість періодів роботи і перерв регулює реле часу типу 2РВМ, яке має дві програми.

Ручне керування лампами ЛЭ-15 здійснюють вимикачем SА2. При автоматичному керуванні лампами ЛЭ-15 перемикач SА2 встановлюють у положення «А», а режим роботи забезпечує друга програма реле часу 2РВМ (контакт К.Т1: 2) відповідно до заданої добової дози.

Методика розрахунку і вибору установок інфрачервоного випромінювання.

1. Залежно від призначення приміщення, виду тварин, технології їх утримання вибирають тип опромінювачів і опромінювальних установок, їх кількість.

2. Визначають необхідну інфрачервону опроміненість на тілі тварини

, Вт/м²,

де – оптимальна опроміненість для новонародженого, що знаходиться в сухому приміщенні при температурі t = 0 ^оС;

– температурний градієнт опроміненості, s = 25 Вт/м²·град (для ягнят = 13);

– вік тварини, дні;

– температура повітря в приміщенні;

– кількість днів повної температурної адаптації, у середньому L = 100 днів.

3. Визначається висота підвісу ламп над спиною тварини:

, м,

де – сила світла дзеркальної лампи в напрямку α = 0 (Л1, рис. 136);

– коефіцієнт нерівномірності опроміненості, z = 1,4... 1,6 для КСС косинусного і глибокого світлорозподілу; z =1 для широкого світлорозподілу.

Таблиця 7 Необхідна опроміненість для новонароджених тварин при нульовій температурі навколишнього середовища

Технічні характеристики опромінювачів та опромінювальних установок приведено в Л-9, с.389…398.

При обігріванні поросят-сисунів опромінювачі установок ИКУФ, Луч, опромінювачі ОРИ-1 використовують, як правило, для обігріву двох суміжних станків, розміщуючи їх над перегородкою. Якщо в приміщенні відсутня система загального обігріву, то опромінювачі установок ИКУФ, "Луч" розміщують по одному на кожне станко-місце. При температурі повітря в приміщенні більшій ніж 16 °С інфрачервоні лампи опромінювачів ИКУФ необхідно перемкнути на послідовне з'єднання.

При утриманні телят у клітках один опромінювач установок ИКУФ, "Луч" використовують для опромінення двох тварин у суміжних клітках. При груповому утриманні телят обладнують обігрівну ділянку з розрахунку один опромінювач на 4 м² ділянки. Режим опромінення телят – переривчастий з вимиканням на 30 хв через кожні 1...1,5 год роботи. У перші два-три дні життя, коли телята багато лежать, висота підвішування опромінювачів – 0,5...0,6 м, а потім її слід збільшити до 1,2 м.

Для обігріву молодняку птиці використовують інфрачервоні лампи тільки з пофарбованою колбою. Однією лампою потужністю 250 Вт можна обігріти 100...120 курчат, 60...80 індичат, гусенят чи каченят першого віку.

Молодняк птиці обігрівають до 20...30-денного віку. Режим обігріву, як правило, безперервний.

Приклад 8. Розрахувати висоту підвісу опромінювана "Луч", якщо він опромінює дві суміжні клітки з телятами 10...45-денного віку. Мінімальна температура в телятнику +8 °С.

Розв'язання.

Визначаємо необхідну інфрачервону опроміненість на тілі теляти:

Вт/м²

Визначаємо висоту підвісу лампи над спиною теляти:

м

Використання інфрачервоного випромінювання в технологічних процесах сільськогосподарського виробництва.

Дозована дія ІЧ випромінювання на насіння сільськогосподар­ських культур благотворно впливає на його посівні властивості.

Пастеризація молока ІЧ випромінюванням має значні переваги перед традиційним способом обробки молока в теплообмінних апаратах. При дії ІЧ випромінювання на молоко за три-чотири секунди знищується 99,8...99,9 відсотка бактерій, після чого молоко може зберігатися при температурі +5°С протягом восьми-дев'яти діб, при цьому затрати енергії на пастеризацію скорочуються в 1,5...2 рази.

ІЧ випромінювання використовується також для висушування пофарбованих деталей при ремонті сільськогосподарської техніки і електричних двигунів, сортування плодів і овочів, дезінфекції тари, висушування сільськогосподарської продукції.