Способ контроля температуры воздуха в инкубаторе для яиц птиц Российский патент 2023 года по МПК A01K41/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для повышения результатов искусственной инкубации яиц птиц.

Эмбриональное развитие птиц возможно в узком диапазоне температур среды, окружающей яйцо с развивающимся зародышем [1]. Как следствие, одной из важных характеристик инкубатора для яиц птиц является точность, а в случае одновременной искусственной инкубации множества яиц, и однородность температуры воздуха во всем внутреннем объеме камеры инкубатора.

Для улучшения характеристик однородности температуры в камере инкубаторов, вместимостью нескольких сотен яиц и более, применяют различные технологии: используют перемешивающие вентиляторы воздуха, устанавливают несколько нагревателей увеличенной площади, регулируют направления потоков воздуха с помощью воздуховодов. Несмотря на применение перечисленных технических решений, инкубаторы являются динамическими тепловыми системами и создание абсолютно однородной по температуре воздушной среды в камере инкубатора - недостижимая цель. В непосредственной близости от нагревательного элемента температура воздуха всегда превышает температуры в определенных зонах инкубатора.

Учитывая объективность проблемы неоднородности температур воздуха в камере инкубатора, были разработаны различные приемы, позволяющие нивелировать негативное воздействие неоднородности температуры различных зон инкубатора на развивающиеся зародыши: применение дополнительной теплоизоляции корпуса, поддержание микроклимата в помещении инкубатория, периодическое перемещение лотков с яйцами, размещение в одном инкубаторе яиц с разновозрастными эмбрионами [2]. Вместе с тем, для успешного применения любого из перечисленных приемов, важнейшим фактором является наличие информации у оператора инкубатора о температуре воздуха в камере инкубатора [3].

В настоящее время производители инкубаторов гарантируют поддержание точности температуры на уровне 0,1°C, однако, данное значение гарантируется исключительно для зоны, в которой размещен единственный термодатчик инкубатора [4].

Известен «Способ измерения температуры яиц в инкубаторе» (заявлено 31 октября 1948 года в Министерство земледелия СССР за М 1891 1350127, опубликовано 31 мая 1949 года). Предлагаемый прибор дает возможность учитывать общий обогрев яйца без учета теплообразования эмбриона и регулировать оптимальный температурный режим инкубатора. Схема простейшего прибора состоит в том, что в наглухо закрытый сосуд из металла или стекла, цилиндрической формы, вставляется изогнутый термометр, причем ртутный резервуар термометра должен находиться в центре прибора. Полость прибора заполняется водой. Усовершенствованные приборы отличаются от первоначальной схемы тем, что им придают форму куриного яйца, величиной, приближающейся к натуре, помещают ртутный резервуар термометра в металлический колпачок, соединенный с корпусом прибора.

К недостаткам данного способа можно отнести значительную инертность, обусловленную наличием внешнего корпуса, а также контроль температуры в одной точке инкубатора.

Известен «Автоматизированный электрический инкубатор шкафного типа» (Номер заявки 384245 Дата подачи заявки 15.09.1948 Опубликовано 31.12.1949 Страна SU), отличающийся применением реле регулирования температуры с воспринимающим элементом, расположенным вдоль всего инкубатора, и контактного психрометра для автоматического регулирования влажности. Температура воздуха регулируется тепловым реле со змеевиком, наполненным лигроином. Приемная часть реле расположена почти во всю длину инкубатора, а потому оно реагирует на среднюю температуру всего инкубатора.

Недостатком данного способа контроля температуры, осуществляемого с помощью протяженного теплового реле, является контроль средней температуры в инкубаторе, при отсутствии информации о температуре в различных зонах.

Известен способ контроля температуры воздуха в инкубаторе, предполагающий создание карты инкубатора на основании множественных замеров в различных зонах инкубатора [3].

Недостатком описанного способа является изменение температуры в различных зонах инкубатора в зависимости от наполненности лотков инкубатора яйцами и положения лотков в процессе функционирования механизма поворота. Представленный способ не позволяет регистрировать температуру во всем объеме инкубатора в процессе инкубации яиц.

В качестве прототипа выбран способ, предполагающий применение «Устройства для содержания и поворота яиц в климатической камере (инкубаторе)» (Заявка: 2011148367/13, 25.11.2011), содержащего тележки с направляющими лотков для яиц, установленными на них и жестко зафиксированными лотками из металлических прутков для яиц, механизм поворота лотков для яиц, который состоит из электродвигателя, соединенного с ним редуктора и привода поворота лотков для яиц, отличающееся тем, что каждая тележка с лотками для яиц содержит собственный электродвигатель, соединенный с ним редуктор и соединенный с редуктором винт напрямую или с помощью карданной передачи, на котором расположена гайка, и которая подвижно, с помощью оси или неподвижно соединена с рычагом гайки, который также подвижно с помощью оси или неподвижно соединен хотя бы с одной из направляющих лотков для яиц напрямую или через другой рычаг, который соединен любым соединением хотя бы с одной из направляющих лотков для яиц, а сами направляющие лотков для яиц соединены между собой с помощью осей и хотя бы одного из рычагов направляющих лотков для яиц, а сам электродвигатель с редуктором соединен с тележкой подвижно с помощью оси или неподвижно и, вдобавок, каждая тележка содержит датчик положения лотков для яиц и хотя бы один датчик измерения или контроля температуры воздуха, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля влажности воздуха, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля наличия кислорода в воздухе, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля наличия углекислого газа в воздухе, причем датчик измерения или контроля температуры воздуха, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля влажности воздуха, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля наличия кислорода в воздухе, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля наличия углекислого газа в воздухе, датчик положения лотков для яиц, а также электродвигатель подключены к единой информационной системе, которая способна управлять работой всего инкубатора в автоматическом режиме, и, вдобавок, каждая тележка содержит разъем, с помощью которого подключены к электропитанию и единой информационной системе электродвигатель, датчик положения лотков для яиц и хотя бы один датчик измерения или контроля температуры воздуха, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля влажности воздуха, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля наличия кислорода в воздухе, и/или хотя бы один датчик измерения или контроля наличия углекислого газа в воздухе. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый лоток для яиц содержит нижнюю сетку из любого полимерного материала, расположенную на дне лотка для яиц и с внутренней стороны, возле стенок лотка для яиц, и на которую уложены яйца, причем ячейка сетки должна быть такой, чтобы полностью исключить контакт яиц с металлическими прутками лотка для яиц. Устройство по п.1, отличающееся тем, что продольные прутки дна лотка для яиц расположены извне лотка для яиц, а поперечные металлические прутки дна лотка для яиц расположены внутри лотка для яиц. Устройство по п.1, отличающееся тем, что лотки для яиц изготовлены из любого полимерного материала. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый лоток для яиц состоит из двух одинаковых частей, которые между собой разъемно соединены с помощью любого соединения или никак не соединены. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверху на яйца уложена верхняя сетка из любого полимерного материала, ячейка которой является такой, чтобы уменьшить свободное перемещение яиц при повороте лотка для яиц одно относительно другого. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит датчики измерения или контроля температуры воздуха не меньше чем два, но не больше, чем количество лотков для яиц в тележке, и/или датчики измерения или контроля влажности воздуха не меньше чем два, но не больше, чем количество лотков для яиц в тележке, и/или датчики измерения или контроля наличия кислорода в воздухе не меньше чем два, но не больше, чем количество лотков для яиц в тележке, и/или датчики измерения или контроля наличия углекислого газа в воздухе не меньше чем два, но не больше, чем количество лотков для яиц в тележке, причем все датчики подключены через разъем к единой информационной системе, которая способна управлять работой всего инкубатора в автоматическом режиме. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электродвигатель соединен с системой управления скоростью оборотов электродвигателя, которая, в свою очередь, соединена с единой информационной системой. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, хотя бы одна направляющая лотка для яиц соединена с приводом поворота лотков для яиц так, что точка приложения силы к направляющей лотку для яиц, для поворота лотков для яиц, находится на расстоянии от центра симметрии оси поворота направляющей лотка для яиц не менее чем 10 мм.

Контроль температуры воздуха в камере инкубатора при помощи описанного устройства имеет ряд недостатков. Несмотря на возможность установки большого количества датчиков температуры, а именно, до одного датчика на лоток, наличие множественных разъемов, указанных в описании, не позволяет использовать современные цифровые датчики, требовательные к качеству коммутации. Крепление датчиков к лоткам и тележкам затрудняет процедуры извлечения тележек и лотков из корпуса инкубатора для обязательных процедур овоскопии и перевода в выводные шкафы, требуя рассоединения разъемов при каждой процедуре. Разъемные соединения требуют применения заглушек при регулярной дезинфекции, что повышает трудоемкость процесса. Установка термодатчиков непосредственно на лотки и тележки исключает контроль температуры воздуха в пустом инкубаторе, что необходимо при его настройке. Фиксация термодатчиков к лоткам не позволяет проводить измерение в любой точке инкубатора.

Задача полезной модели заключается в контроле в реальном времени изменений разности температур в нескольких зонах инкубатора.

Технический результат - повышение точности поддержания температуры воздуха во всем внутреннем объеме инкубатора для яиц птиц.

Технический результат достигается тем, что несколько термодатчиков, используемых для получения данных о температуре в различных зонах инкубатора, соединяются с графическим интерфейсом, на который выводятся значения температуры, проводами, проходящими через отверстия в стенках инкубатора и снабженными запасом провода, позволяющим разместить термодатчик в любой зоне инкубатора.

Контролируют изменение разности температур с нескольких датчиков, расположенных на разных уровнях инкубатора.

Предварительную настройку термодатчиков осуществляют в пустом корпусе инкубатора, без тележек и лотков.

Калибруют датчики посредством их размещения в одной точке инкубатора.

Способ контроля температуры воздуха в инкубаторе для яиц птиц осуществляется следующим образом. На первом этапе проводят калибровку термодатчиков, для чего освобождают инкубатор от тележек и лотков, далее, используя запас проводов, соединяющих термодатчики с графическим интерфейсом, размещают все термодатчики в непосредственной близости друг от друга в зоне размещения датчика температуры терморегулятора инкубатора. После чего закрывают двери камеры инкубатора и включают инкубатор. После того, как показания всех датчиков, включая датчик терморегулятора инкубатора, стабилизируются, используя значение температуры датчика терморегулятора инкубатора в качестве эталонных, корректируют значения всех датчиков. Далее инкубатор выключают, открывают двери, датчики размещают в различных зонах инкубатора, устанавливают тележки с лотками без яиц, закрывают двери и включают инкубатор. В случае расхождения в показаниях температуры на различных датчиках, вносят изменения в работу систем обеспечения однородности температуры воздуха в камере инкубатора до достижения удовлетворительных результатов. После начала процесса искусственной инкубации яиц птиц, изменение разности температур между датчиками является сигналом о неисправности инкубатора, обусловленной снижением скорости воздуха во внутреннем объеме инкубатора, что позволяет своевременно устранить неисправности и обеспечить высокие показатели результатов искусственной инкубации яиц птиц.

Список литературных источников

1. Joseph N., Lourens A., Moran E. The effects of suboptimal eggshell temperature during incubation on broiler chick quality, live performance, and further processing yield // Poultry Science. 2006. № 85. P. 932-938.

2. Воронцов А. Н. тенденциях инкубаторостроения и отечественных инкубаторах / А. Н. Воронцов, Д. Ю. Босов, Л. Ф. Дядичкина, Ю. С. Голдин, А. В. Скляр // Птица и птицепродукты. 2016. № 2. С. 61-64.

3. Harvey R. L. Practical incubation. Hancock House Publishing, 1993. 136 p.

4. Судаков А. Н. Обзор факторов, ограничивающих точность температурной настройки инкубаторов для яиц птиц / А. Н. Судаков, Е. А. Андрианов, А. А. Андрианов // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2022. - № 3(67). - С. 371-379.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для повышения результатов инкубации яиц птиц. Способ включает применение нескольких термодатчиков, используемых для получения данных о температуре в различных зонах инкубатора. Термодатчики соединяются с графическим интерфейсом, на который выводятся значения температуры, проводами, позволяющим разместить термодатчик в любой зоне инкубатора. Контролируют изменение разности температур с нескольких датчиков, расположенных на разных уровнях инкубатора. Предварительную настройку термодатчиков осуществляют в пустом корпусе инкубатора без тележек и лотков. Датчики калибруют посредством их размещения в одной точке инкубатора. В процессе эксплуатации инкубатора, в случае расхождения в показаниях температуры на различных термодатчиках, вносят изменения в работу систем обеспечения однородности температуры воздуха в камере инкубатора до достижения удовлетворительных результатов. После начала работы инкубатора с лотками, заполненными яйцами, изменение разности температур между термодатчиками является сигналом о неисправности инкубатора, обусловленным снижением скорости воздуха во внутреннем объеме инкубатора, что позволяет своевременно устранить неисправности. Использование изобретения позволит получить высокие показатели результатов искусственной инкубации яиц птиц.

Способ контроля температуры воздуха в инкубаторе для яиц птиц, характеризующийся тем, что перед подготовкой процесса контроля проводят предварительную калибровку термодатчиков, которые устанавливают в инкубаторе, и освобождают инкубатор от тележек с лотками для яиц, затем посредством проводов, соединяющих термодатчики с графическим интерфейсом, размещают все термодатчики в непосредственной близости друг от друга в зоне размещения датчика температуры терморегулятора инкубатора, закрывают двери камеры инкубатора и включают инкубатор, после стабилизации показаний всех термодатчиков, включая датчик терморегулятора инкубатора и используя значение температуры датчика терморегулятора инкубатора в качестве эталонного, проводят коррекцию значений всех термодатчиков, затем инкубатор выключают, открывают двери, размещают датчики в различных зонах инкубатора, устанавливают тележки с лотками без яиц, закрывают двери и включают инкубатор, при этом в случае расхождения в показаниях температуры на различных термодатчиках вносят изменения в работу систем обеспечения однородности температуры воздуха в камере инкубатора до достижения удовлетворительных результатов, причем после начала процесса искусственной инкубации яиц изменение разности температур между термодатчиками представляет собой сигнал о неисправности инкубатора, обусловленный снижением скорости воздуха во внутреннем объеме инкубатора для возможности устранения этой неисправности.