Использование тепловизионной камеры для измерения потерь тепла через пальто из птичьих перьев

Краткое содержание

Этот протокол описывает количественную оценку передачи тепла через образец птицы с плоской кожей с использованием тепловизионной камеры и ванны с горячей водой. Метод позволяет получить количественные, сравнительные данные о тепловых характеристиках перьевых покрытий разных видов с использованием высушенных образцов плоской кожи.

Аннотация

Перья необходимы для изоляции и, следовательно, для стоимости терморегуляции у птиц. Существует надежная литература об энергетической стоимости терморегуляции у птиц в различных экологических условиях. Тем не менее, немногие исследования характеризуют вклад одних только перьев в терморегуляцию. Несколько предыдущих исследований установили методы измерения изоляционной ценности шкур животных, но они требуют разрушительных методов отбора проб, которые являются проблематичными для птиц, чьи перья неравномерно распределены по коже. Необходима дополнительная информация о 1) том, как вклад перьев в терморегуляцию варьируется как между видами, так и внутри них и 2) как перьевая шерсть может меняться в пространстве и времени. Здесь представлен метод быстрого и непосредственного измерения тепловых характеристик перьевых покрытий и кожи с использованием высушенных образцов цельной кожи без необходимости разрушения образца кожи. Этот метод изолирует и измеряет тепловой градиент на перьевой шерсти таким образом, что измерения потерь тепла и метаболических затрат у живых птиц, которые используют поведенческие и физиологические стратегии для терморегуляции, не могут. Метод использует тепловизионную камеру, которая позволяет быстро получать количественные тепловые данные для измерения потерь тепла от стабильного источника через кожу. Этот протокол легко может быть применен к различным исследовательским вопросам, применим к любым таксонам птиц и не требует уничтожения образца кожи. Наконец, это будет способствовать пониманию важности пассивной терморегуляции у птиц путем упрощения и ускорения сбора количественных данных.

Введение

Перья являются определяющей характеристикой птиц и выполняют множество функций, одной из наиболее важных из которых является изоляция^1. Птицы имеют самую высокую среднюю температуру ядра среди всех групп позвоночных, а перья, изолируя их от изменений температуры окружающей среды, являются жизненно важной частью энергетического баланса, особенно в холодных средах^2. Несмотря на важность перьев, большая часть литературы об изменениях теплового состояния у птиц была сосредоточена на метаболических реакциях на изменение температуры, а не на функции перьев в качестве изоляции^3,

Протокол

Эта работа не была связана с какой-либо работой с живыми животными и поэтому была освобождена от обзора ухода за животными.

1. Установка и материалы (рисунок 1)

1. Если плоские шкуры интересующих видов недоступны, используйте протокол²⁹ Спау для создания шкур из свежих или замороженных образцов. Приготовьте перья в аккуратное, естественное положение и высушите, чтобы получить постоянный вес, прежде чем приступать к измерениям.
2. Установите ванну с горячей водой постоянной температуры.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Эта установка довольно высокая, поэтому легче всего разместить ванну с горячей водой на полу.
3. ....

Результаты

Репрезентативные результаты из серии из одной особи каждого из пяти видов, измеренные при шести температурах, представлены на рисунках 4 и 5. Они показывают, что небольшие изменения в размещении кожи могут привести к изменениям в показаниях до 1,7 °C. На рисунке 4 показано, как обучение исследователя увеличивает повторяемость измерений. Например, один и тот же отдельный домовой воробей(Passer domesticus)был измерен пять раз.......

Обсуждение

В этой статье представлен протокол для повторяемых, стандартизированных тепловизионных измерений образцов птичьей плоской кожи. Этот метод позволяет сравнивать тепловые характеристики перьевой шерсти среди видов, внутри видов, между сопоставимыми особями и в разных местах на телах особей, и все это без уничтожения образца.

Наличие необходимых материалов и оборудования может быть ограничением этого метода. Хотя тепловизионные камеры быстро становятся все более доступными и недорогими, тепловизи.......

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Алюминиевая фольга	Reynolds Wrap	109000831	30 квадратных футов; именно эту модель использовать не нужно.
Пенопластовая плита	Foamular	20WE	1 дюйм x 4 фута x 8 футов; именно эту модель не нужно использовать.
Универсальная водяная баня	PolyScience	WB02	Ambiet +5 ° C до 100 °°; C; &плюсмн;. 01 ° C
PDF Регистратор данных	Elitech	RC-51H	Встроенный датчик температуры и влажности
Plexiglass	AdirOffice	1212-3-C	Акриловое стекло; 12 дюймов x 12 дюймов x 1/8 дюйма; именно эту модель использовать не нужно.
Программное обеспечение для анализа тепловизионных изображений	FLIR	ResearchIR Max v4.40.7.26 (64-бит)	Позволяет собирать точные, количественные тепловизионные
данные Тепловизионная камера	FLIR	SC655	с разрешением 680x480 пикселей, ± 2 ° C или ± Точность 2%, минимальное расстояние фокусировки 40 см
Штатив	The Audubon Shop	Штатив Birder с быстросъемной головкой Manfrotto 700RC2 Rapid Release Head	65" максимальная высота; именно эту модель использовать не нужно.