Устройство для ультразвукового фокусированного воздействия на биологические объекты

Устройство для ультразвукового фокусированного воздействия на биологические объекты относится к установкам для предпосевной обработки семян, имеющих твердую оболочку, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве. Техническая задача - стимуляция ростовых процессов в семенах, имеющих твердую оболочку за счет скарификации оболочки и биологической воздействия на семена энергией ультразвуковых колебаний. Новым является то, что устройство дополнительно содержит смеситель, лопасти которого установлены за вторым фокусом, и сетку, расположенную перед вторым фокусом, ячейки которой меньше диаметра биологического объекта. Биологическими объектами выступают семена. Источник ультразвуковых колебаний имеет частоту выше порога кавитации иммерсионной среды.

Устройство для ультразвукового фокусированного воздействия на биологические объекты относится к установкам для предпосевной обработки семян, имеющих твердую оболочку, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве.

Известно устройство для ультразвукового фокусированного воздействия на биологические ткани, содержащем источник ультразвуковых колебаний, фокусирующий элемент и сосуд для иммерсионной среды, последний имеет форму эллипсоида вращения, в одном из фокусов которого установлен источник колебаний, а другой служит для размещения биологической ткани. (А.с. 988288 СССР, МКИ А 61 Н 23/00, А 61 В 17/32, 1981, прототип. Недостатком данного устройства является то, что биологические объекты не перемещаются относительно фокуса эллипсоида вращения.

Техническая задача - стимуляция ростовых процессов в семенах, имеющих твердую оболочку за счет скарификации оболочки и биологической воздействия на семена энергией ультразвуковых колебаний.

Технический результат достигается тем, что устройство для ультразвукового фокусированного воздействия на биологические объекты, содержит источник ультразвуковых колебаний, сосуд для иммерсионной среды в форме эллипсоида вращения, в первом фокусе которого установлен источник колебаний а во втором фокусе размещены биологические объекты, притом он дополнительно содержит смеситель, лопасти которого установлены за вторым фокусом и сетку, расположенную перед вторым

фокусом, ячейки которой меньше диаметра биологического объекта. Источник ультразвуковых колебаний имеет частоту выше порога кавитации иммерсионной среды.

На фиг представлен общий вид устройства.

Устройство для ультразвукового фокусированного воздействия на биологические объекты, например семена 1 с твердой оболочкой - козлятника или эспарцета, содержит источник ультразвуковых колебаний 2, сосуд в форме эллипсоида вращения 3 для иммерсионной среды 4, в первом фокусе F1 5 которого установлен источник колебаний, а во втором фокусе F2 6 размещены биологические объекты 1. Устройство содержит смеситель 7, лопасти 8 которого установлены за вторым фокусом F2 6, и сетку 9, расположенную перед вторым фокусом F2 6. Ячейки 10 сетки 9 имеют диаметр меньше диаметра биологического объекта 1. Сосуд в форме эллипсоида вращения 3 имеет отверстие 11 для заполнения его иммерсионной средой 4 и семенами 1 и отверстие 12, через которое удаляют иммерсионную среду 4 и семена 1 после обработки ультразвуком биологических объектов 1. Источник ультразвуковых колебаний имеет частоту выше порога кавитации иммерсионной среды.

Устройство работает следующим образом.

Эллиптический сосуд 3 заполняется иммерсионной средой 4 через отверстие 11. После этого в область второго фокуса F2 6 помещают биологические объекты 1 (семена с твердой оболочкой), предназначенные для озвучивания через отверстие 11. Затем включают смеситель 7, который лопастями 8 перемешивает и перемещает семена относительно фокуса эллипса F2 6, одновременно нарушая целостность оболочки семян 1, т.е. скарифицируя ее. Затем включают ультразвуковой генератор 2 и воздействуют ультразвуком на биологические объекты 1. После воздействия

ультразвуком иммерсионную среду 4 и семена 1 сливают через отверстие 12.

Принцип работы устройства основан на свойстве эллипса, заключающийся в том, что касательная к эллипсу составляет равные углы с фокальными радиусами, т.е. при условии отражения на границе иммерсионная среда - внутренняя поверхность эллипсоида, вся отраженная энергия ультразвуковых колебаний, вышедших из фокуса F1 соберется в фокусе F2. Поскольку сумма двух радиусов есть величина постоянная, ультразвуковые колебания попадают на биологические объекты без смещения во времени. Частоту ультразвукового генератора 2 подбирают выше порога кавитации. Процессы, возникающие при кавитации, способствуют разрушению твердых оболочек семян. Предлагаемая установка может быть выполнена на базе ультразвукового генератора УЗОУ1-0,1/22.

Устройство легко может быть реализовано в сельскохозяйственном производстве.

1. Устройство для ультразвукового фокусированного воздействия на биологические объекты, содержащее источник ультразвуковых колебаний, сосуд для иммерсионной среды в форме эллипсоида вращения, в первом фокусе которого установлен источник колебаний, а во втором фокусе размещены биологические объекты, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит смеситель, лопасти которого установлены за вторым фокусом, и сетку, расположенную перед вторым фокусом, ячейки которой меньше диаметра биологического объекта.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что биологическими объектами выступают семена.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник ультразвуковых колебаний установлен с частотой выше порога кавитации иммерсионной среды.