حسگر ارزیابی pH شکمبه

در سال های اخیر، ظهور اینترنت اشیاء (IoT) به طور چشمگیری کاربرد شبکه های حسگر بی سیم (WSN) به خصوص در زمینه های تولید را گسترش داده است. اگرچه ما معتقدیم که ...

در سال های اخیر، ظهور اینترنت اشیاء (IoT) به طور چشمگیری کاربرد شبکه های حسگر بی سیم (WSN) به خصوص در زمینه های تولید را گسترش داده است. اگرچه ما معتقدیم که نظارت بی سیم موجودات زنده هنگام پیش تشخیص بیماری یا سایر اهداف مراقبت های بهداشتی مهم خواهد بود، با این حال همچنان تلاش قابل توجهی برای اطمینان از سازگاری و به حداقل رساندن مصرف انرژی حسگرها لازم است. چهار پایان یا دامها تقریبا در هر کشوری از ارکان مهم اقتصادی به شمار می۔ روند. اگرچه هزاران سال از پرورش گاو، خوک و سایر چهار پایان می گذرد اما هنوز هم نقصهای زیادی در مدیریت آنها وجود دارد. در این میان، نظارت بر زمان واقعی تغییرات pH شکمبه گاو به دلیل ماهیت محیط پیچیده داخل شکمبه و نیاز به حسگرهایی با قابلیت اطمینان طولانی مدت یکی از سخت ترین موارد است. با این حال، علاقه به نظارت بر شکمبه در حال افزایش است، چون شکمبه نه تنها یک عضو هضم کننده علوفه و تبدیل کنده آن به مواد غذایی قابل هضم برای میلیاردها حیوان نشخوار کننده است، بلکه به این دلیل است که باعث تولید فرآورده های جانبی گازهای گلخانه ای مانند متان و CO2 می شود. در حقیقت، گاوها حدود ۱۸ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه ای را از فعالیتهای انسانی تشکیل میدهند. علاوه بر این، مقدار pH شکمبه یک پارامتر فیزیولوژیکی مهم برای گاو، به ویژه با توجه به وضعیت تغذیه ای حیوان است.


پس از تغذیه مقدار زیادی کربوهیدرات سريع الهضم، مقدار pH شکمبه ممکن است از محدوده طبیعی ۷ /۵-۶ / ۵ به زیر ۵/ ۵ کاهش یابد. اگر این اتفاق بیافتد، می تواند نشان دهد که گاو دارای اسیدوز شکمبه حاد (SARA) است که اگر به موقع تشخیص داده نشود، می تواند برای زنده مانی دام بسیار خطرناک باشد. علت اصلی اسیدوز شکمبهای، تغذیه گاو با کربوهیدرات سريع الهضم مانند جو و سایر غلات مشابه در مدت زمان کوتاه است. اسیدوز شکمبه شدید، که اغلب منجر به مرگ می شود، بیشتر در گاوهایی که جو زیاد خورده باشند و دامهایی که به خوراک اضافی دسترسی پیدا کرده اند مشاهده می شود.
امروزه تولید گوشت دارای ماربیلینگ مطلوب واقع شده است که برای این امر و تولید گوشت مناسب لازم است که گوساله با خوراک پرانرژی تغذیه گردد. اگر یک دامدار گوساله را فقط با علوفه تغذیه کند، pH شکمبه در یک دامنه پایدار (۷/ ۵-۶/ ۵) حفظ می شود. در نتیجه، گوساله کاملا رشد یافته دارای وزن متوسط خواهد بود و گوشت گاو با کیفیت متوسط یا پایین را فراهم خواهد نمود. از طرف دیگر، اگر در یک استراتژی به خوبی مدیریت شده گوساله یا گاو با علوفه غلیظ تغذیه شود، ممکن است به سرعت رشد کرده و وزن خود را افزایش دهد. با این وجود، پس از چند ساعت تغذیه علوفه غلیظ، سطوح بالای کربوهیدرات های قابل هضم به سرعت در شکمبه تجریه شده و باعث می شوند تا مقدار pH به پائین تر از ۵/ ۵ برسد. این مقدار pH پایین از pH شکمبه باعث اسیدوز شده و در صورت عدم تشخیص به موقع باعث مرگ حیوان خواهد شد.

بنابراین، ضروری است که روشی برای به دست آوردن گوشت گاو با کیفیت بالا و بدون خطر اسیدوز شکمبه تهیه شود.


و در حال حاضر، به منظور جلوگیری از اسیدوز شکمبه و ترسیم یک استراتژی تغذیه ای که pH را کنترل کند، تکنسین محلول شکمبه را با استفاده از یک pH متر دستی و با استفاده از یک کانولا اندازه گیری می کند. به هر حال این روش ممکن است به دلیل این که تکنسین مشغول می شود، وقت گیر بوده و به علاوه باعث درد حیوان گردد. تحولات اخیر در علم و فناوری راه حل های اولیه ای برای مشکلات فوق ارائه کرده است. از نظر تکنیک های پیشرفته، ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) برای اندازه گیری مقدار pH مایعات شیمیایی یا مواد بیولوژیکی استفاده شده اند. هنگامی که مایعات یا مواد بیولوژیکی هدف در تماس مداوم با منطقه سنجشگر حسگر FET حساس به شیمیایی باشند، جریان از طریق ترانزیستور به طور متناسب با تغییر غلظت يون مانند H تغییر خواهد کرد. تحقیقات ابتدایی در مورد الکترودهای حسگر pH در حالت جامد نیز توسط برخی محققان انجام شده است. در این مطالعه، یک ترانزیستور (MOSFET) مبتنی بر حسگر نوع جامد توسعه داده شد و برای نظارت در زمان واقعی از pH گاو شکمبه ارزیابی می گردد.
Transistor با یک دریچه جدا شونده به عنوان الكترود سنج است که با استفاده از ITO با یک منطقه تماس ضبط بهینه و ساختارهای میکرو محافظ ساخته شده است. پیشرفتهای موجود در این کار باعث میشود تا استفاده طولانی مدت از حسگرها بدون هیچ گونه آسیب به حساسیت انجام شده و به دلیل مصرف بسیار پایین برق، عمر باتری حداکثر مقدار خود می رسد (2017 ,Zhang et al).


مصرف انرژی pH سنج شکمبه
تخمین زده می شود که اگر سیستم مورد نیاز برای انجام یک آزمایش در ساعت باشد، طول عمر تخمین زده شده باتری سلول CR2032 از دو سال بیشتر است و برای باتری لیتیومی ۱۰۰۰ میلی آمپر ساعتی (2/ CR1) می تواند ۱۰ سال یا بیشتر باشد (2017 ,.Zhang et al).


ساخت و بسته بندی سنسور pH
به منظور به حداقل رساندن اختلال در رفاه گاوها، سنسور pH باید تا حد امکان کوچک باشد. بنابراین، اجزای داخلی باید با در نظر گرفتن اندازه مطلوب، انتخاب شوند.از ظروف استوانه ای تفلون برای بسته بندی الکترودها و تخته های مدار انتقال استفاده شده است. پکیج استوانه ای نسل اول دارای ابعاد ۷۸ میلی متر طول و قطر پایین ۳۰ میلی متر است. بسته استوانه ای نسل دوم با ابعاد کمتری با طول ۷۵ میلی متر و قطر پایین ۲۲ میلی متر ساخته شده است. بین این دو نسل، بیش از ۵۰ درصد حجم کاهش یافته است.
از آنجا که در نهایت حسگر از طریق مری به شکمبه انتقال داده میشود، سنسور نسل دوم با در نظر گرفتن اندازه کوچک تر آن در اندازه گیری های میدانی و سایر برنامه های آینده، استفاده از آن آسان تر خواهد بود.
چندین منفذ جهت تبادل مایع به ابعاد چهار میلی متری روی محفظه استوانه ای ساخته شد و قطر آنها برای اطمینان از مبادله آزاد محلول شکمبه به گونه ای انتخاب شده است که اجازه نمی دهد مواد درشتی وارد محفظه شوند و الکترودها را دچار فرسایش کند. علاوه بر این، برای اطمینان از رسیدن حسگر به کف شکمبه، که در آن حرکات محدود و یک قوام مایع غلیظ وجود دارد، وزن بسته نسل اول به ۱۲۵ گرم و به چگالی ۲ / ۳ گرم در سانتی متر ساخته میشود. این چگالی از چگالی محلول نشخوارکنندگان بیشتر است و این اطمینان را می دهد که حسگر ارزیابی pH برای اندازه گیری های طولانی مدت در شکمبه باقی می ماند. شکل-۶ حسگر ارزیابی pH شکمبه توسعه یافته و اجزای اصلی سیستم سنجش را در نسل های مختلف نشان میدهد. اجزای سیستم سنجش شامل صفحه اندازه گیری، اتصالات، واحد انتقال و الکترودهای سنجش است. ماژول انتقال بی سیم از ابعاد فوق العاده کم حجم و کمتر از ۱۶ » ۲۶ میلی متر برخوردار بود. ماژول انتقال بی سیم دارای فرکانس کاری مرکزی ۴۲۹ مگاهرتز است و مصرف انرژی را می توان تا حد ممکن به میزان کمتر از ۱۰ مگاوات بهینه کرد.

نشریه علمی- ترویجی (حرفهای) دامستیک، شماره هفده پیاپی

امیر نوری | دانشجوی کارشناسی علوم دامی، گروه علوم دامی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، آذربایجان شرقی، ایران

با ما همراه باشید: دامیار ۲۴

نویسنده: امیر نوری

لینک کوتاه: zaya.io/cow4

باعث افتخار است که همراهی چون شما داریم. امیدواریم بتوانیم اندکی در پیشرفتتان سهیم باشیم.
با تشکر دامیار ۲۴

حسگر ارزیابی pH شکمبه تاسیسات دام بیماری تاسیسات نوین گاوداری در سال های اخیر، ظهور اینترنت اشیاء (IoT) به طور چشمگیری کاربرد شبکه های حسگر بی سیم (WSN) به خصوص در زمینه های تولید را گسترش داده است. اگرچه ما معتقدیم که حسگر ارزیابی pH شکمبه تاسیسات دام بیماری تاسیسات نوین گاوداری در سال های اخیر، ظهور اینترنت اشیاء (IoT) به طور چشمگیری کاربرد شبکه های حسگر بی سیم (WSN) به خصوص در زمینه های تولید را گسترش داده است. اگرچه ما معتقدیم که حسگر ارزیابی pH شکمبه تاسیسات دام بیماری تاسیسات نوین گاوداری در سال های اخیر، ظهور اینترنت اشیاء (IoT) به طور چشمگیری کاربرد شبکه های حسگر بی سیم (WSN) به خصوص در زمینه های تولید را گسترش داده است. اگرچه ما معتقدیم که 

اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در email
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در print
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 Comments
بازخورد (Feedback) های اینلاین
View all comments

برچسب های پست

بیشتر بخوانیم

بیشتر بخوانیم

چه خبر؟

چه خبر؟

اخبار حوزه دامپروری و کشاورزی، ارز دولتی، نهاده‌های دامی، همتی، واردات نهاده های دامی

کمبود ارز برای نهاده‌های دامی در سایه غفلت همتی

در حالی‌که میلیون‌ها تن نهاده دامی در بنادر انبار شده اما بانک مرکزی به دلیل عدم تخصیص ارز از هفته‌های پایانی اسفند تا اوایل اردیبهشت امسال از ورود کالاهای اساسی به کشور جلوگیری کرده و بر گرانی ها دامن زده است.

مصرف گوشت ۵۰درصد کاهش یافت

مصرف گوشت ۵۰درصد کاهش یافت

رییس شورای تامین کنندگان دام کشور گفت: با کاهش تقاضا از سوی پر مصرف‌ها، میزان مصرف گوشت قرمز نسبت به مدت مشابه سال قبل ۵۰درصد کاهش یافته است.

تماس با ما

آگهی خاصی را میخواهید ثبت کنید؟ در هنگام مرور صفحات متوجه مشکل خاصی شدید؟ انتقاد یا پیشنهادی دارید؟

از طریق فرم مقایل با ما در میان بگذارید.

منتظر شنیدن صدای شما هستیم.