[发明专利]基于无菌环境下的羔羊呼吸气体浓度检测装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于无菌环境下的羔羊呼吸气体浓度检测装置，包括可封闭的无菌舱和设置在无菌舱内的气体浓度检测传感器，无菌舱侧壁设置有进出门，气体浓度检测传感器包括氧气传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器和氮气传感器，所述检测装置还包括计算机设备和红外热成像测温仪，氧气传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、氮气传感器和红外热成像测温仪分别连接计算机设备，红外热成像测温仪实时监测羔羊嘴部和鼻部外围20mm以内的气体温度，并将监测到的温度数据传输至计算机设备；本发明能够真正地实现精确采集羔羊呼吸气体关键成分含量/浓度的效果，同时具有检测效率高，对羔羊应激小的优点。

技术领域

本发明涉及基于无菌环境下的羔羊呼吸气体浓度检测装置及方法。

背景技术

加强羔羊生长、发育规律的相关基础理论研究有利于提高其培育质量，进一步推动羊养殖业的发展。一方面，微生物对羔羊的生长发育和机体健康具有重要调控作用，但是在研究过程中，环境、母体和饲料等皆含有大量微生物，对实验数据具有极大干扰，无法明确微生物对羔羊的影响；另一方面，针对羔羊营养吸收利用方面的研究都离不开开展呼吸代谢和消化代谢实验，在进行呼吸代谢和消化代谢实验时，精确的收集羔羊排气是科研人员必须解决的问题，常规操作过程中呼吸代谢实验在呼吸室中进行，但由于呼吸室空间较大气体收集不完全，造成了很大的实验误差。

尽管文献CN203912874U提供了一种羔羊呼吸消化代谢笼，包括呼吸消化代谢笼主体结构，其工作时处于密封状态，仅开放一个进气口和一个出气口，与外界不会发生气体交换，结构结实并且耐用性强，羔羊从代谢笼侧门被实验人员放进代谢笼中，出气口与气体成分检测装置的管道相连，并抽走气体使消化代谢笼内形成负气压室，保证了进气口只进入空气，呼吸代谢所产生的气体不会泄漏。然而，采用这种羔羊呼吸消化代谢笼仍然无法精确采集羔羊呼吸气体关键成分(如甲烷、二氧化碳)含量/浓度，特别是无法避免羔羊刚呼出的气体又被回吸而引起的数据误差。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于无菌环境下的羔羊呼吸气体浓度检测装置及方法，以解决现有技术中无法精确采集羔羊呼吸气体关键成分含量/浓度的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下所述技术方案。

一种基于无菌环境下的羔羊呼吸气体浓度检测装置，包括可封闭的无菌舱和设置在无菌舱内的气体浓度检测传感器，无菌舱侧壁设置有进出门，其特征在于：

气体浓度检测传感器包括氧气传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器和氮气传感器，所述检测装置还包括计算机设备和红外热成像测温仪，氧气传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、氮气传感器和红外热成像测温仪分别连接计算机设备，红外热成像测温仪实时监测羔羊嘴部和鼻部外围20mm以内的气体温度，并将监测到的温度数据传输至计算机设备；

计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

步骤1，按设定频率读取氧气传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器和氮气传感器反馈的气体浓度数据；

步骤2，计算t₀～t₁时段内的氧气浓度均值、二氧化碳浓度均值、甲烷浓度均值、氮气浓度均值；

步骤3，按设定频率读取t₁时刻之后的红外热成像测温仪反馈的温湿度数据，将读取的温湿度数据T与标准温度区间进行比较，若温湿度数据T刚好落入标准温度区间内，则记录温湿度读取时刻延后0.5～0.8秒对应的气体浓度A；若温湿度数据T未落入标准温度区间内，所述标准温度区间为羔羊刚呼出的气体温度范围值，则记录温湿度读取时刻延后0.5～0.8秒对应的气体浓度B；

步骤4，计算并输出第一次获取的气体浓度A与t₀～t₁时段内相应气体浓度均值的差值，即为羔羊第一次呼出的气体浓度；