[实用新型]昆虫过冷却点测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度测量装置，特别涉及一种昆虫过冷却点的测量装置。

背景技术

物种在其长期的进化过程中，形成了一系列适应或抵御不良环境影响的生理对策，昆虫也是如此。昆虫为了使其种群得以繁衍和延续，特别是生活在气温相对较低的温带和寒带地区的昆虫，每年都不得不抵御一段时间的严寒侵袭，而它们往往是通过调节身体的过冷却(super-cooling)状态来增强其抗寒性。所谓过冷却现象，就是温度低于昆虫体液冰点时，体液仍能保持液体状态的现象，这种现象是通过过冷却点(super-cooling point)来量化反映的。液体过冷却现象于1842年被Fahrenheit首次发现；此后，物理学界和生物学界对其进行了广泛研究。1899年，俄罗斯生物学家BaxMeTbeB利用电热测温技术首次发现昆虫的过冷却现象。在此之后，世界上许多学者对其做了大量的研究，并根据生理生化技术探索了这一现象的生理机制。通过对昆虫过冷却点的测定和抗寒机制的研究，可以摸清昆虫的越冬情况，为分析翌年虫源种群发生动态及昆虫地理分布预测研究提供科学依据。测定昆虫的过冷却现象和过冷却点是研究低温极限对昆虫的致死作用，以及昆虫抗寒力的常用方法之一。

当昆虫虫体温度冷却至过冷却点以下，体液开始发生自发结冰，此时，虫体需要向外界释放热量。通过对这种释放的潜热的测定，可以方便地测出昆虫的过冷却点和结冰点。根据这一原理，利用热分析法，即温差热电偶法来测定过冷却点很早就被应用于昆虫的抗寒性研究上。该方法的装置主要由：制冷器、记录仪、交流稳压器、热稳定器、康铜一铜热电偶、温度补偿器等零部件组成；其中热电偶有两端，一端被称为热端，另一端叫自由端。测定时热端与虫体接触，虫体温度变化，热端温度也跟着变化。测定大致步骤为：首先将制冷装置预冷，而后将粘有虫体的热电偶一起放入制冷器中，设虫体的温度(热电偶热端的温度)为T，自由端的温度T₀已补偿至0℃，则热电偶输出一个与温差(T-T₀)成正比的电动势E＝K(T-T₀)。虫体的体温变化可以由记录仪上记录的温差电动势变化曲线来反映。利用该方法测定时，必须合理控制好虫体的冷却速率，一般认为，1℃/Min的冷却速率对测定结果较佳。

然而，由于昆虫个体差异明显，实际测量时，热分析法的冷却速率并不完全科学。上述装置和方法测定昆虫范围较窄，对虫体要求较为苛刻，如虫体个体要求大小适中，体壁较薄才能输出结果，即使达到了这些要求，测定的成功率也只有40％～50％左右，而且灵敏度也不高，检流计的指针读数很难准确掌握，装置体积较大，对工作环境有一定要求，并要使用交流电。

另一种装置和对应的方法是藉由热敏电阻组合万用电表来测定，通过对大量昆虫的过冷却点和过冷却曲线的测定，发现该方法基本上克服了热电偶法存在的各类缺陷和问题。详细装置和方法可参考2000年37卷第4期《昆虫知识》第236页～238页所载《一种便携式测定昆虫过冷却点的方法》。测定前要将被测昆虫装进带热敏电阻的塑料吸头内，吸头大小要依虫体大小而定，并用脱脂棉塞住，以使虫体与热敏电阻充分接触，测定时将试虫放入上述低温环境，每隔5秒记录一个数据，电阻值最后依据下列公式将各个电阻值换算成温度值。

T＝B/ln(R/m)-273.15。

然而，在应用热电偶与热敏电阻的大量对比测定中发现，后者的灵敏度大大高于前者，测定的温度范围一般只能在-30-30℃，而有些虫体过冷却点小于-30℃，该装置无法进行；另外，该技术装虫用的装置为塑料吸头，其大小和形状在低温环境下会变化而影响虫体，从而使虫体活动而脱离电阻探头，材料选择不佳；还有，本装置需要通过公式换算才能得出虫体过冷却温度，比较麻烦；再者，本装置是利用化学物质NaCl加冰在冰瓶中制定低温环境，并将一根一定粗细的玻璃管放进制冷物中，以备放虫，此后用保温物将冰瓶盖好备用，在制作制冷物前应对化学药品进行干燥，程序较为复杂；最后，本技术一次只能测定一个昆虫，无法多个昆虫同时一次测定得出多个温度值，批量昆虫过冷却点测定无法同时进行。

本实用新型则提供一种新的昆虫过冷却点测量装置用以改善或解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量方便与准确的昆虫过冷却点测量装置。

本实用新型通过这样的技术方案解决上述的技术问题：