СИСТЕМА МОНИТОРИНГА Российский патент 2024 года по МПК A01J5/07 

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Данное изобретение относится к системе мониторинга для мониторинга одного или нескольких доильных аппаратов в доильном зале (используемых для доения животных).

Предшествующий уровень техники настоящего изобретения

Автоматические доильные системы используют для сокращения ручного труда, необходимого для доения молочных животных, таких как коровы, овцы, козы, верблюды, буйволы и ослы. Такие системы обычно включают в себя доильный аппарат, который содержит коллектор доильного аппарата или кластер с двумя или четырьмя доильными стаканами (или насадками), которые прикрепляют к соскам животного. В процессе работы кластер вытягивает молоко из сосков животного и сливает молоко для сбора.

Каждый доильный стакан содержит внешнюю оболочку, образованную из жесткого материала, и внутренний вкладыш, прикрепленный к внешней оболочке таким образом, чтобы образовывать полость между ними. Доильный стакан полый, так что внутренняя поверхность внутреннего вкладыша образует центральный канал, проходящий через стакан в продольном направлении. При работе сосок животного вставляют в верхнее отверстие этого канала, а в нижнем отверстии канала создают разрежение, чтобы вытягивать молоко из соска вниз через канал. Затем в полости между вкладышем и внешней оболочкой создают импульсами второе разрежение (то есть с чередованием разрежения и атмосферного давления).

Когда полость находится под атмосферным давлением, разрежение, созданное в центральном канале, вызывает сжатие внутреннего вкладыша внутрь поперек канала, закрывая канал между верхним и нижним отверстиями и освобождая сосок от разрежения, созданного в канале. Это считается фазой без доения (или покоя) в доильном стакане, потому что у животного не извлекают молоко.

С другой стороны, когда в полости между вкладышем и внешней оболочкой создают разрежение, вкладыш разжимается наружу, открывая канал, так что сосок подвергается воздействию разрежения, созданного в нижнем отверстии канала. Это считается фазой доения, потому что, когда вкладыш находится в этом положении, у животного извлекают молоко.

Импульсы разрежение создает пульсатор, который содержит клапан для чередования создания разрежения и применения атмосферного давления. Некоторые пульсаторы имеют встроенный контроллер для управления синхронизацией импульсов разрежения. Другими пульсаторами управляет внешний контроллер, такой как контроллер пульсатора или панель управления доением.

Важно, чтобы коллектор доильного аппарата (приводимый в действие пульсатором) работал определенным образом для обеспечения эффективного получения молока и сохранения здоровья животного. Следовательно, в некоторых системах для мониторинга работы кластера (и/или пульсатора) используют датчики. Однако для таких датчиков может потребоваться значительная дополнительная проводка для подачи питания и для передачи любых измерений, сделанных датчиком. Это может усложнить установку таких систем, особенно в крупных установках, содержащих значительное количество кластеров.

Данное изобретение было разработано в свете вышеуказанных соображений.

Сущность настоящего изобретения

В первом аспекте представлена система мониторинга для мониторинга доильного аппарата, причем система мониторинга содержит входное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала электрического импульса для управления созданием пульсатором импульсов, и процессор, выполненный с возможностью идентификации начала периода доения на основании сигнала электрического импульса, принятого входным устройством.

За счет использования сигнала импульса для идентификации начала периода доения систему можно внедрять в уже существующие системы, которые не содержали такого функционала.

Термин «период доения» использован в данном документе для описания периода, в течение которого животное доят.

Система мониторинга может включать в себя устройство мониторинга. Входное устройство может быть частью устройства мониторинга (а процессор может быть внешним по отношению к устройству мониторинга). Устройство мониторинга может быть выполнено так, чтобы приходить в действие от сигнала импульса. Например, система мониторинга может содержать модуль аккумулирования энергии, подобный тому, который описан ниже в третьем аспекте.

При этом, когда устройство мониторинга получает сигнал импульса, оно может находиться в активном состоянии, а когда устройство мониторинга не получает сигнал импульса (то есть когда сигнал прекращается или вскоре после этого), устройство мониторинга может находиться в неактивном состоянии (то есть без снабжения энергией).

Входное устройство может быть выполнено с возможностью оперативного соединения с контроллером (например с контроллером пульсатора или панелью управления), который генерирует сигнал импульса. Другими словами, сигнал импульса может генерировать контроллер (то есть он является внешним по отношению к системе мониторинга), такой как контроллер пульсации или панель управления доением.

Устройство мониторинга может содержать интерфейс связи для связи с процессором (который может быть внешним по отношению к устройству мониторинга). Интерфейс связи может быть беспроводным интерфейсом. Например, беспроводной интерфейс может быть интерфейсом Bluetooth™, сконструированным для беспроводной связи в соответствии со стандартами беспроводной технологии Bluetooth™. Беспроводной интерфейс может быть интерфейсом Bluetooth с низким энергопотреблением или может быть основан на нем. Конечно, беспроводной интерфейс может включать в себя другую форму беспроводной технологии с низким энергопотреблением, такую как Wi-Fi HaLow.

Процессор может получать питание от источника энергии, отличного от сигнала импульса. Процессор может быть выполнен с возможностью идентификации возникновения периода доения в зависимости от того, находится ли устройство мониторинга в активном или неактивном состоянии. Когда устройство мониторинга находится в активном состоянии, это свидетельствует о получении сигнала импульса и включении устройства, что в свою очередь свидетельствует о возникновении периода доения. Когда устройство мониторинга находится в неактивном состоянии, это свидетельствует об отсутствии сигнала импульса (и об отсутствии питания), что в свою очередь свидетельствует об отсутствии периода доения.

Соответственно, процессор может быть выполнен с возможностью регистрации начального события, указывающего на начало периода доения, когда процессор определяет, что устройство мониторинга изменилось из неактивного состояния в активное состояние.

Аналогично, процессор может быть выполнен с возможностью регистрации завершающего события, указывающего на конец периода доения, когда процессор определяет, что устройство мониторинга перешло из активного состояния в неактивное состояние.

Регистрация начального и/или завершающего события может включать в себя регистрацию метки времени для начального и/или завершающего события. Процессор может быть выполнен с возможностью определения длительности периода доения на основе разницы во времени между следующими друг за другом начальным и завершающим событиями.

Система может содержать приемник, выполненный с возможностью связи с интерфейсом связи устройства мониторинга. Процессор может быть функционально связан с приемником (то есть для приема данных от приемника).

Процессор может быть выполнен с возможностью идентификации наступления периода доения на основе того, подключен ли приемник к интерфейсу связи (то есть осуществляет ли связь с ним). Поскольку интерфейс связи является частью устройства мониторинга, устройство мониторинга может обмениваться данными с приемником только в активном состоянии.

Процессор может быть выполнен с возможностью регистрации начального события периода доения при соединении приемника с интерфейсом связи, и может быть выполнен с возможностью регистрации завершающего события при разрыве соединения между приемником и интерфейсом связи.

Приемник может быть выполнен с возможностью отправки запросов данных, а интерфейс связи может быть выполнен с возможностью ответа на запросы данных, когда (то есть только когда) устройство мониторинга находится в активном состоянии. Запрос данных, на который отвечает интерфейс связи, может считаться успешным запросом, а запрос данных, на который интерфейс связи не отвечает, может считаться неудачным запросом.

Приемник может быть выполнен с возможностью периодической отправки запросов данных. Процессор может быть выполнен с возможностью регистрации начального события периода доения в ответ на успешный запрос. Процессор может быть выполнен с возможностью регистрации завершающего события в ответ на один или несколько последовательных неудачных запросов.

Например, процессор может быть выполнен с возможностью регистрации завершающего события в ответ на заданное количество последовательных неудачных запросов (например два, три или четыре последовательных неудачных запроса). Это может предотвратить, например, ошибочную регистрацию завершения периода доения, когда разъединение между приемником и интерфейсом связи является лишь временным (и не вызвано прекращением сигнала импульса).

Процессор может содержать микропроцессор, схему, контроллер или другое подходящее устройство для обеспечения требуемой функциональной обработки.

Система мониторинга может содержать запоминающее устройство. Запоминающее устройство может быть энергозависимым или энергонезависимым запоминающим устройством, включая, например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Процессор может быть выполнен с возможностью регистрации каждого начального и завершенного события (периода доения) в запоминающем устройстве.

Система мониторинга может содержать множество устройств мониторинга, каждое из которых описано. Каждое устройство мониторинга может быть выполнено с возможностью наблюдение за одним или несколькими доильными аппаратами. Таким образом, система может использоваться для мониторинга и регистрации использования множества доильных аппаратов.

Система мониторинга может быть дополнительно (или альтернативно) выполнена с возможностью работы с дополнительными аппаратами, в которых подается сигнал импульса независимо от того, наступил период доения или нет. Таким образом, рассмотренное выше входное устройство может называться входным устройством импульсов, а система мониторинга (например устройство мониторинга) может дополнительно или в качестве альтернативы содержать дополнительное входное устройство, называемое в данном документе отключающим входным устройством. Отключающее входное устройство может быть выполнено с возможностью приема сигнала отключения от датчика выключения доильного аппарата. Датчик выключения может являться частью устройства выключения для отключения разрежения от сосков животного подаваемого через кластер доильного аппарата (что позволяет затем отсоединить кластер). Процессор может быть выполнен с возможностью регистрации начального и завершающего событий в ответ на сигнал отключения. Система может быть выполнена с возможностью обработки этих начального и завершающего событий, как обсуждалось выше.

На основе распознавания периодов доения процессор может быть выполнен с возможностью определения, например: количества доений на доильном аппарате, средней длительности доения, активного времени доения и так далее.

Пульсатор (пульсаторы), кластер и/или контроллер (например панель управления доением или контроллер пульсатора) могут являться частью системы.

Система мониторинга согласно первому аспекту может быть описана ниже иным образом в отношении второго и/или третьего аспекта. Таким образом, система мониторинга согласно первому аспекту, следовательно, может иметь один или более признаков второго и/или третьего аспектов.

Во втором аспекте предоставлена система мониторинга для мониторинга доильного аппарата, причем система мониторинга содержит:

входное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала электрического импульса для управления импульсами пульсатора;

датчик сигнала, выполненный с возможностью измерения характеристик сигнала импульса;

процессор, выполненный с возможностью определения рабочего состояния доильного аппарата на основе измерений, сделанных датчиком.

Анализ сигнала импульса может предоставить информацию о производительности или состоянии доильного аппарата. Такая информация может использоваться, например, для обеспечения работы доильного аппарата в требуемых пределах, и может использоваться для улучшения работы доильного аппарата. Таким образом, параметры доильного аппарата можно отрегулировать, чтобы вернуть доильный аппарат в требуемое рабочее состояние или улучшить работу доильного аппарата. За счет использования сигнала импульса для такого анализа можно оснастить уже существующие системы, которые в противном случае не могут обеспечить такие функции.

Система может содержать датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления на выходе из пульсатора (к которому система может быть функционально подключена). Датчик давления может быть выполнен с возможностью пневматического соединения с выходом пульсатора (то есть который, в свою очередь, может быть пневматически соединен с кластером доильного аппарата). Датчик давления может быть выполнен с возможностью создания сигнала давления, указывающего на измеренное давление (которое, в свою очередь, может указывать на давление в доильном стакане кластера).

В некоторых вариантах осуществления датчик давления может быть дополнительно выполнен с возможностью измерения давления (то есть разрежения) в линии создания разрежения (например создания пульсатором или в доильных стаканах). Другими словами, в альтернативной конфигурации системы датчик давления может быть пневматически соединен с линией создания разрежения для измерения давления в линии создания разрежения. Процессор может быть выполнен с возможностью измерения сигнала давления (в линии создания разрежения) и сравнения сигнала давления с пороговыми значениями. Пороговые значения могут быть выбраны на основе требуемого диапазона давления в линии создания разрежения. При этом устройство мониторинга может быть выполнено с возможностью мониторинга (при такой конфигурации) стабильности линии создания разрежения.

Процессор может быть выполнен с возможностью сравнения сигнала давления (то есть показателя давления на выходе пульсатора) с сигналом импульса (то есть измеренной характеристикой сигнала импульса) для определения рабочего состояния доильного аппарата. Сигнал давления может формироваться датчиком давления (при его наличии) или может приниматься от внешнего датчика давления). Сравнение может включать определение разности фаз (или задержки) между сигналом давления и сигналом импульса. Сравнение может состоять из сравнения частоты сигнала давления с частотой сигнала импульса.

Процессор может быть выполнен с возможностью формирования оповещения, когда определенное рабочее состояние не является (то есть не соответствует) требуемому рабочему состоянию.

Как указано выше, процессор может быть выполнен с возможностью определения рабочего состояния доильной системы на основе сравнения (например различий между) сигнала давления и сигнала импульса. Сравнивая сигнал давления с сигналом импульса, система мониторинга может контролировать доильные аппараты, в которых могут быть выбраны различные сигналы импульса (например может быть изменена частота сигнала импульса), например, в соответствии с подлежащим доению животным. Это отличие от систем, в которых, например, давление сравнивают со статическими значениями (например вводимыми оператором), которые не меняются в ответ на изменение сигнала импульса.

Хотя сигнал давления зависит от сигнала импульса, во время работы между этими сигналами есть различия, поскольку изменения сигнала импульса в основном мгновенны, а изменения давления - нет.

Как отмечалось выше, пульсаторы обычно содержат электромагнитные клапаны, которые периодически переключаются, чтобы попеременно обеспечивать атмосферное давление или разрежение (отрицательное давление) на выходе из пульсатора. Таким образом, давление, измеряемое датчиком давления, при нормальной работе будет следовать циклу (который может быть представлен кривой), который чередуется между периодами атмосферного давления и разрежения. На практике каждый цикл также включает переходные периоды, в которых давление переходит от разрежения к атмосферному давлению (и наоборот). Таким образом, каждый цикл обычно включает четыре фазы: фазу «А», в которой давление переходит от атмосферного к разрежению; фазу «В», в которой поддерживается разрежение; фазу «С», в которой давление переходит от разрежения к атмосферному; и фазу «D», в которой поддерживается атмосферное давление.

Сигнал импульса, с другой стороны, может быть в виде импульсов электроэнергии. В этом отношении сигнал импульса может быть представлен прямоугольной волной. Каждый период (то есть импульс) электроэнергии может представлять собой период активации сигнала импульса, в котором сигнал активирует пульсатор (вызывая создание разрежения в доильном стакане). Таким образом, каждый период активации может соответствовать периоду доения, в течение которого у животного извлекают молоко. Каждый период между двумя последовательными периодами активации может быть периодом деактивации, в течение которого от сигнала импульса не поступает энергия, и в котором пульсатор подает в доильный стакан воздух при атмосферном давлении. Таким образом, каждый период деактивации может соответствовать периоду без доения (или покоя), в течение которого у животного не извлекают молоко.

Процессор может быть выполнен с возможностью определения продолжительности между началом периода активации (определенным по сигналу импульса) и началом соответствующего цикла (например началом фазы А) сигнала давления. Другими словами, процессор может быть выполнен с возможностью определения продолжительности между началом периода активации и соответствующим уменьшением давления (сигнала давления). Эта продолжительность может указывать на задержку между сигналом импульса и сигналом давления. Процессор может быть выполнен с возможностью сравнения определенной продолжительности с максимальным пороговым значением продолжительности и формирования предупреждающего сигнала, если продолжительность превышает максимальное пороговое значение продолжительности. Предупреждающий сигнал может указывать на проблему с пульсатором, линиями разрежения от пульсатора к кластеру или с кластером.

Процессор может быть выполнен с возможностью определения продолжительности между завершением периода активации и началом фазы «С» соответствующего цикла сигнала давления. Другими словами, процессор может быть выполнен с возможностью определения продолжительности между завершением периода активации и соответствующим повышением давления сигнала давления. Процессор может быть выполнен с возможностью сравнения определенной продолжительности с максимальным пороговым значением продолжительности и формирования предупреждающего сигнала, если продолжительность превышает максимальное пороговое значение продолжительности. Предупреждающий сигнал может указывать на проблему с пульсатором, линиями разрежения от пульсатора к кластеру или с кластером.

Процессор может быть выполнен с возможностью определения того, попадает ли измеренная характеристика (сигнала импульса) в нужный диапазон. Например, процессор может быть выполнен с возможностью сравнения измеренной характеристики с минимальными и/или максимальными пороговыми значениями. Процессор может быть выполнен с возможностью создания предупреждения, если измеренная характеристика выходит за пределы требуемого диапазона (то есть превышает максимальное пороговое значение или опускается ниже минимального порогового значения). Предупреждающий сигнал может свидетельствовать о неисправности контроллера, генерирующего сигнал импульса, или неисправности пульсатора, функционально связанного с системой мониторинга.

Процессор может быть выполнен с возможностью определения изменений измеренных характеристик с течением времени. Например, процессор может быть выполнен с возможностью сравнения измеренных характеристик с предыдущими измерениями (от предыдущего периода доения). Изменения измеряемой характеристики с течением времени могут свидетельствовать об износе компонентов доильного аппарата.

Измеряемая характеристика может представлять собой напряжение и/или ток сигнала импульса. Следовательно, датчик сигнала может быть выполнен с возможностью измерения напряжения и/или тока сигнала импульса. Током может быть ток, потребляемый пульсатором (к которому может быть функционально подключена система), а напряжение может представлять собой напряжение, подаваемое на пульсатор. В связи с этим система может содержать датчик напряжения и/или тока, функционально соединенный с процессором (или являющийся его частью).

Процессор может быть выполнен с возможностью определения того, находится ли скорость изменения тока, потребляемого пульсатором, в требуемом диапазоне (то есть определяется максимальным и/или минимальным пороговыми значениями). Процессор может быть выполнен с возможностью создания предупреждающего сигнала, когда скорость изменения измеренного тока выходит за пределы нужного диапазона. Предупреждающий сигнал может свидетельствовать об износе катушки пульсатора.

Устройство может содержать пользовательский интерфейс для сообщения информации оператору. Пользовательский интерфейс может включать в себя индикатор, такой как светодиод. Пользовательский интерфейс может быть выполнен с возможностью индикации того, что процессор создал оповещение.

Система мониторинга может содержать запоминающее устройство. Запоминающее устройство может быть энергозависимым или энергонезависимым запоминающим устройством, включая, например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Процессор может быть выполнен с возможностью сохранения измеренных значений (то есть на основе измеренных сигналов) в запоминающем устройстве. Процессор может быть выполнен с возможностью хранения в запоминающем устройстве пороговых значений (то есть различных пороговых значений, рассмотренных выше).

Входное устройство может быть выполнено с возможностью оперативного подключения к контроллеру для формирования сигнала импульса. Контроллер может быть контроллером пульсатора, а может быть панелью управления доением. Входное устройство может содержать разъем для соединения (например, с возможностью отсоединения) с кабелем (для подключения системы к контроллеру).

Система может содержать выходное устройство, выполненное с возможностью подачи сигнала импульса в пульсатор. Выходное устройство может, например, содержать разъем для соединения (например, с возможностью отсоединения) устройства с кабелем, способным передавать электрический сигнал импульса. Система может быть выполнена таким образом, что сигнал импульса, выдаваемый выходным устройством, практически не изменялся по отношению к сигналу импульса, принимаемому входным устройством.

Таким образом, система мониторинга может быть выполнена с возможностью оперативной связи между контроллером (для формирования сигнала импульса) и пульсатором (работающим в ответ на сигнал импульса). Наличие съемных разъемов (для входного и выходного устройств) может обеспечить съемное соединение системы мониторинга между контроллером и пульсатором. Таким образом, система мониторинга может быть выполнена с возможностью установки в существующую систему доильного аппарата для управления доильным аппаратом, между контроллером (для выработки сигнала импульса) и пульсатором.

Система мониторинга может быть выполнена с возможностью соединения с пульсатором, содержащим множество (например два) соленоида, управляемых сигналом импульса. Система может быть выполнена с возможностью отдельного измерения тока и/или напряжения для каждого соленоида пульсатора (и может таким образом выполнять сравнения, обсуждавшиеся выше, отдельно, для каждого измеренного тока и/или напряжения). Система может содержать два датчика тока, каждый для измерения тока соответствующей катушки пульсатора. Система может содержать два датчика напряжения, каждый для измерения напряжения соответствующей катушки пульсатора.

Такой пульсатор (содержащий два соленоида) может содержать два выпуска (например трубки), обслуживаемых двумя соленоидами. Соответственно, система мониторинга может быть выполнена с возможностью использования с пульсатором, содержащим два выпуска для обмена воздуха с кластером. В связи с этим система мониторинга может содержать два датчика давления (по одному для каждого выпуска пульсатора). То есть датчик давления, обсуждавшийся выше, может быть первым датчиком давления, а система мониторинга может содержать второй датчик давления. Каждый датчик давления может соответствовать описанному выше (например измеряет давление и подает сигнал давления в процессор). Процессор может быть выполнен с возможностью обработки каждого сигнала давления, описанного выше (то есть в результате обеспечивает анализ обеих линий/доильных стаканов).

Система мониторинга может быть выполнена с возможностью соединения с двумя пульсаторами (то есть обслуживает два соответствующих доильных аппарата). В связи с этим входное устройство импульсов может быть первым входным устройством импульсов для приема первого сигнала импульса, а система мониторинга может содержать второе входное устройство импульсов (которое может соответствовать описанному выше в отношении первого входного устройства импульсов) для приема второго сигнала импульса. Это может минимизировать оборудование, необходимое для мониторинга кластера и, таким образом, может уменьшить сложность системы.

Каждый из двух пульсаторов может соответствовать описанному выше (например каждый содержит два соленоида и два выпуска). Следовательно, система мониторинга может содержать четыре датчика напряжения, четыре датчика тока и четыре датчика давления.

Система мониторинга может содержать (или может быть в виде) устройство мониторинга. Входное устройство, датчик и/или процессор (и различные другие компоненты, описанные выше) могут образовать часть одного устройства.

Система мониторинга (например устройство мониторинга) может содержать интерфейс связи, выполненный с возможностью передачи данных в приемник. Интерфейс связи может быть выполнен с возможностью передачи в приемник предупреждений, генерируемых процессором. Интерфейс связи также может быть выполнен с возможностью передачи предупреждений в периферийное устройство, такое как мобильное устройство (например с помощью сотовой сети). В некоторых вариантах осуществления приемник вместо этого может быть выполнен с возможностью передачи предупреждения в периферийное устройство. Интерфейс связи может быть выполнен с возможностью передачи в приемник данных, представляющих одну или несколько измеренных характеристик (например, напряжение, ток, давление и так далее).

Интерфейс связи может быть беспроводным интерфейсом, таким как описан выше в отношении первого аспекта. Например, беспроводной интерфейс может быть интерфейсом Bluetooth™, выполненным с возможностью беспроводной связи с внешними устройствами в соответствии со стандартами беспроводной технологии Bluetooth™. Беспроводной интерфейс может быть интерфейсом Bluetooth с низким энергопотреблением или может быть основан на нем. Конечно, беспроводной интерфейс может включать в себя другую форму беспроводной технологии с низким энергопотреблением, такую как Wi-Fi HaLow.

Пульсатор (пульсаторы), кластер и/или контроллер (например панель управления доением или контроллер пульсатора) могут образовать часть системы.

Система мониторинга согласно второму аспекту может быть такой, как описано в отношении первого аспекта выше и/или третьего аспекта, описанного ниже. Таким образом, система мониторинга согласно второму аспекту может содержать один или несколько признаков первого и/или третьего аспектов. Например, система мониторинга согласно второму аспекту может содержать модуль аккумулирования энергии согласно третьему аспекту, который может снабжать энергией различные компоненты системы мониторинга (например, процессор, датчики и беспроводной интерфейс).

В третьем аспекте представлена система мониторинга для мониторинга доильного аппарата, причем система мониторинга содержит:

разъем, выполненный с возможностью электрического соединения с соленоидом пульсатора доильного аппарата; и

модуль аккумулирования энергии, выполненный с возможностью аккумулирования энергии от напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, генерируемого соленоидом при прерывании тока, подаваемого на соленоид.

Возможность аккумулирования энергии от напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, может снизить требования к внешнему питанию системы. Это имеет экологические преимущества и может снизить стоимость эксплуатации доильного зала (особенно при использовании множества таких систем для мониторинга доильных аппаратов доильного зала). В некоторых случаях использование напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, может означать, что системе не требуется батарея или внешний источник питания. Это может упростить установку системы и, следовательно, снизить стоимость установки системы. Например, это может устранить необходимость прокладки кабеля от внешнего источника питания к системе. Точно так же снижение сложности системы может упростить требования к обслуживанию. Термин «напряжение, возникающее при изменении магнитного потока» использован для описания напряжения, которое образуется на индуктивной нагрузке, когда ток, питающий эту нагрузку, внезапно уменьшается или прерывается.

Система мониторинга может содержать входное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала электрического импульса для управления созданием пульсатором импульсов. Модуль аккумулирования энергии может быть выполнен с возможностью аккумулирования энергии из сигнала импульса. Модуль аккумулирования энергии может быть выполнен с возможностью аккумулирования энергии во время периодов активации сигнала импульса.

Таким образом, модуль аккумулирования энергии может быть выполнен с возможностью аккумулирования энергии как из сигнала импульса, так и из напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, из соленоида. Энергию сигнала импульса можно аккумулировать в течение периодов активации, а энергию напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, можно аккумулировать сразу после периода активации (то есть начала периода деактивации).

Разъем (выполненный с возможностью электрического соединения с соленоидом) может представлять собой выходное устройство системы, выполненное с возможностью подачи сигнала импульса в пульсатор. Таким образом, разъем (или выходное устройство) может как подавать сигнал импульса в пульсатор, так и получать питание через напряжение, возникающее при изменении магнитного потока.

И входное устройство, и выходное устройство могут быть выполнены в виде разъемов для разъемного соединения, например, с кабелями для соединения между контроллером (для подачи сигнала импульса) и пульсатором.

Модуль аккумулирования энергии может быть выполнен с возможностью сохранения аккумулируемой энергии. Модуль аккумулирования энергии может содержать устройство аккумулирования энергии для сохранения аккумулируемой энергии. Устройство аккумулирования энергии может содержать конденсатор.

Модуль аккумулирования энергии может содержать один или несколько диодов, предназначенных для направления тока в устройство аккумулирования энергии.

Модуль аккумулирования энергии может быть выполнен с возможностью подачи питания на один или несколько компонентов системы мониторинга (например, процессор, датчики, беспроводной интерфейс и так далее). Такой источник питания может снабжаться от устройства аккумулирования энергии. Чтобы система мониторинга могла работать с таким источником питания, она может быть настроена на более низкое энергопотребление (например, менее 50 мА в установившемся состоянии).

Сохранение энергии может означать, что система мониторинга получает питание (от устройства аккумулирования энергии) в периоды деактивации сигнала импульса (когда сигнал импульса не может обеспечивать питание или минимальную энергию).

Модуль аккумулирования энергии может содержать выпрямитель. Выпрямитель может содержать трехфазную двухполупериодную мостовую цепь выпрямителя.

Модуль аккумулирования энергии может содержать диод для подавления переходного напряжения (TVS). Диод TVS может быть расположен параллельно конденсатору.

Система мониторинга может содержать датчик для измерения рабочей характеристики доильного аппарата. Датчик может питаться от модуля аккумулирования энергии (например, может быть выполнен с возможностью получения энергии от устройства аккумулирования энергии).

Датчик может представлять собой датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления (или разрежения) в выпуске пульсатора. Такой пульсатор может иметь два выпуска (то есть трубки) для воздухообмена с двумя парами доильных стаканов. При этом система мониторинга может содержать два датчика давления (по одному для измерения каждого выпуска пульсатора).

Система может быть выполнена с возможностью соединения с пульсатором, содержащим множество (например два) соленоида. Соответственно, модуль аккумулирования энергии может быть выполнен с возможностью аккумулирования энергии от множества соленоидов (например, от напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, множества соленоидов). Устройство аккумулирования энергии может сохранять энергию, получаемую от обоих соленоидов. За счет аккумулирования энергии от множества соленоидов (которые могут работать в разных фазах) распределение аккумулируемой энергии может быть более плавным.

Система мониторинга может быть выполнена с возможностью использования с двумя пульсаторами, обслуживающими два соответствующих доильных аппарата. Таким образом, система мониторинга может быть выполнена с возможностью подключения к двум пульсаторам (например, может содержать два разъема). Система мониторинга может содержать два модуля аккумулирования энергии (каждый из которых описан выше) или один модуль аккумулирования энергии, выполненный с возможностью аккумулирования энергии от напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, генерируемого соленоидами обоих пульсаторов. Система мониторинга может быть выполнена с возможностью использования (или может содержать) более двух (например три, четыре, пять, шесть) пульсаторов.

Аккумулирование энергии из более чем одного сигнала импульса может обеспечить более стабильную подачу питания на устройство. Например, когда сигналы импульса смещены (например, фаза доения одного сигнала отличается по времени от другого), продолжительность, в течение которой можно получать энергию по меньшей мере от одного из сигналов импульса, увеличивается. Соответственно, такая компоновка может уменьшить количество времени, в течение которого в доильную систему подается нулевое питание (то есть во время периода доения), что может снизить потребность в аккумулировании энергии модуля аккумулирования энергии (то есть устройства аккумулирования энергии).

Система мониторинга может содержать (или может быть в виде) устройство мониторинга. Таким образом, разъем, датчик и модуль аккумулирования энергии (и различные другие компоненты, обсуждавшиеся выше) может образовать часть одного устройства.

Пульсатор (пульсаторы), кластер и/или контроллер (например панель управления доением или контроллер пульсатора) могут образовать часть системы.

Система мониторинга согласно третьему аспекту может быть такой, как описано выше в отношении первого и/или второго аспектов. Таким образом, система мониторинга согласно третьему аспекту может содержать один или несколько признаков первого и/или второго аспектов. Например, система мониторинга может содержать процессор для обработки сигнала импульса и/или сигнала давления в соответствии с описанным выше. Система мониторинга может аналогичным образом содержать интерфейс связи (например, беспроводной интерфейс), такой как описанный выше. Они могут питаться от модуля аккумулирования энергии.

В четвертом аспекте предложен способ работы системы мониторинга согласно третьему аспекту, включающий подачу первого и второго сигналов импульса в систему мониторинга, при этом фазы первого и второго сигналов импульса смещены.

Изобретение включает комбинацию описанных аспектов и предпочтительных признаков за исключением случаев, когда такое сочетание явно недопустимо или явно исключено.

Краткое описание фигур

Далее будут обсуждены варианты осуществления и эксперименты, иллюстрирующие принципы изобретения, со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых:

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая доильные аппараты, содержащие систему мониторинга;

На фиг. 2 представлена схема, иллюстрирующая устройство мониторинга системы мониторинга фиг. 1; а

На фиг. 3 представлена схема, иллюстрирующая модуль аккумулирования энергии системы мониторинга.

Подробное раскрытие настоящего изобретения

Аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения далее будут обсуждены со ссылкой на прилагаемые фигуры. Дополнительные аспекты и варианты осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники. Все документы, упомянутые в этом тексте, включены сюда посредством ссылки.

На фиг.1 показана доильная система 100 для получения молока от животного, такого как корова. В частности, доильная система 100 предназначена для обслуживания двух доильных аппаратов (для доения двух животных) и, таким образом, содержит два соответствующих кластера 101, каждый из которых имеет четыре доильных стакана 102 (хотя показаны только два) для прикрепления к животному.

Для краткости будет обсужден только один из кластеров 101 (и связанное с ним оборудование), но следует понимать, что оба кластера 101 одинаковы. Каждый доильный стакан 102 соединен с одной из двух вакуумных линий 103; первая из вакуумных линий 103 снабжает два передних доильных стакана 102, а вторая из двух вакуумных линий 103 снабжает два задних доильных стакана 102.

Обе вакуумные линии 103 подсоединены к одному пульсатору 104. Пульсатор 104 содержит два электромагнитных клапана, каждый из которых обслуживает одну из вакуумных линий 103. Электромагнитные клапаны открываются и закрываются таким образом, чтобы попеременно создавать разрежение в вакуумных линиях 103 и обеспечивать поступление в вакуумные линии 103 воздуха при атмосферном давлении. Открывание и закрывание клапанов происходит непрерывно, чтобы сформировать повторяющиеся «импульсы» разрежения в вакуумных линиях 103 и, таким образом, в доильных стаканах 102.

Хотя это и не показано, каждый доильный стакан 102 содержит внешнюю оболочку, выполненную из жесткого материала, и внутренний вкладыш, прикрепленный к наружному патрубку так, чтобы образовать полость между ними. Доильный стакан является трубчатым, так что внутренняя поверхность внутреннего вкладыша образует центральный канал, проходящий через него в продольном направлении. При работе сосок животного вставляют в верхнее отверстие этого прохода, а в нижнем отверстии канала создают дополнительное разрежение (отдельно от описанного выше) для вытягивания молока из соска. Вакуумные линии 103 пневматически соединены с полостью между внутренним вкладышем и внешней оболочкой. Когда полость находится под атмосферным давлением, разрежение, созданное в центральном канале, заставляет внутренний вкладыш сжиматься внутрь и поперек канала, закрывая канал между верхним и нижним отверстиями и освобождая сосок от созданного в канале разрежения. Это считается фазой без доения (или покоя) доильного стакана, потому что у животного не извлекают молоко. Когда в полости между вкладышем и оболочкой создают разрежение (через вакуумные линии 103), вкладыш втягивается наружу, открывая канал, так что сосок подвергается воздействию разрежения, созданного в нижнем отверстии канала. Это считается фазой доения, потому что, когда сосок находится в этом положении, у животного извлекают молоко.

Таким образом, должно быть очевидно, что повторяющиеся импульсы разрежения, создаваемые пульсатором 104 через вакуумные линии 103, приводят к чередованию фаз доения и без доения доильных стаканов 102. Обеспечение такой чередующейся схемы (в отличие, например, от создания постоянного разрежения в соске) уменьшает повреждение соска и способствует оптимальному выходу молока у животного.

Пульсатор 104 приводят в действие, как описано выше, с помощью сигнала электрического импульса, который приводит в действие электромагнитные клапаны пульсатора 104. Сигнал электрического импульса генерируется контроллером 105, который может быть выполнен в виде контроллера пульсатора или панели управления доением. (также называется контроллером доильного аппарата). Однако в проиллюстрированном варианте осуществления контроллер 105 не подключен непосредственно к пульсатору 104. Вместо этого между контроллером 105 и пульсатором 104 оперативно подключено устройство 106 мониторинга, являющееся частью системы мониторинга.

Соответственно, при работе контроллер 105 генерирует сигнал импульса, который затем подается на устройство 106 мониторинга через проводное соединение 107 (например кабель) между контроллером 105 и устройством 106 мониторинга. Затем сигнал импульса подается от устройства 106 мониторинга в пульсатор 104 через дополнительное проводное соединение 108.

Как будет более подробно описано ниже (со ссылкой на фиг. 2), устройство 106 мониторинга выполнено с возможностью аккумулирования энергии из сигнала импульса, полученного от контроллера 105. Таким образом, устройство 106 мониторинга не требует батареи или подключения к внешнему источнику питания (то есть отличному от контроллера 105). Устройству 106 мониторинга требуется это питание для ряда функций (которые, опять же, будут обсуждены ниже), включая возможность мониторинга различных аспектов доильной системы 100.

Одним из таких аспектов является давление в вакуумных линиях 103, соединенных между пульсатором 104 и кластером 101. Устройство 106 мониторинга пневматически соединено с вакуумными линиями 103 с помощью трубок 113 и выполнено с возможностью измерения давления (вакуумных линий 103) через трубки 113.

Устройство 106 мониторинга также отслеживает датчики 114 выключения, оперативно связанные с регулирующими клапанами 115, которые облегчают отсоединение кластеров 101 от животного. Как будет рассмотрено ниже, за счет мониторинга датчиков 114 выключения устройство 106 мониторинга (или внешнее устройство, подключенное к нему) может иметь возможность идентифицировать начало, конец и продолжительность периода доения.

В проиллюстрированном варианте осуществления устройство 106 мониторинга выполнено с возможностью беспроводной связи (например, обмена данными) с приемником 109. Приемник 109 подключен (через соединение LAN) к диагностическому серверу 110, и как приемник 109, так и диагностический сервер 110 подключены беспроводным способом через беспроводной маршрутизатор 111 к клиентскому вычислительному устройству 112 (в виде ноутбука).

Приемник 109 содержит беспроводной интерфейс для связи с устройством 106 мониторинга, запоминающее устройство для сохранения данных, полученных от устройства 106 мониторинга, дисплей для передачи информации оператору (например, предупреждений, полученных от устройства 106 мониторинга). Понятно, что приемник 109 может быть выполнен с возможностью подключения к дополнительным системам мониторинга (то есть для мониторинга дополнительных доильных аппаратов доильного зала).

На фиг.2 схематично показано устройство 106 мониторинга более подробно. Устройство 106 мониторинга содержит два входных устройства 116, каждое из которых предназначено для приема соответствующего сигнала импульса от соответствующего контроллера 105. Оба этих входных устройства 116 (каждое из которых может содержать разъем для разъемного соединения с кабелем) подключены к модулю 117 аккумулирования энергии, выполненному с возможностью аккумулирования энергии из сигналов импульса, подаваемых во входные устройства 116. Другими словами, небольшая часть (то есть достаточно малая, чтобы не нарушать функцию сигнала) тока, подаваемого за счет сигнала импульса, направляется в модуль аккумулирования энергии (как показано стрелками на фиг. 2).

Модуль 117 аккумулирования энергии может содержать выпрямитель, через который может проходить часть сигнала импульса, принимаемого модулем 117 аккумулирования энергии. Выпрямитель может, например, представлять собой трехфазную двухполупериодную мостовую цепь выпрямителя.

Модуль 117 аккумулирования энергии также содержит устройство аккумулирования энергии (не показано) в виде конденсатора для сохранения энергии, аккумулируемой из сигналов импульса. Каждый сигнал импульса имеет периоды активации, в течение которых сигнал подает ток, и периоды деактивации, в которые ток не подается. Периоды активации и деактивации чередуются, так что сигнал состоит из «импульсов» подачи энергии. Таким образом, в зависимости от того, когда принимаются импульсы, устройство 106 мониторинга может сталкиваться с периодами (во время периода доения), когда от сигналов импульса не поступает энергия. Наличие устройства аккумулирования энергии означает, что в течение этих периодов накопленная энергия может подаваться на компоненты устройства 106 мониторинга с помощью устройства аккумулирования энергии модуля 117 аккумулирования энергии.

Предоставление двух входных устройств 116 и двух соответствующих сигналов импульса может, однако, обеспечить более стабильный источник энергии (то есть по сравнению с одиночным сигналом импульса). Поскольку каждое входное устройство 116 принимает другой сигнал импульса, сигналы могут быть не в фазе, так что, например, когда один сигнал обеспечивает энергию, другой нет. Таким образом, модуль 117 аккумулирования энергии может более последовательно аккумулировать энергию из сигналов импульса. Это может означать, что устройство 106 мониторинга в меньшей степени зависит от накопленной энергии для работы. В других вариантах осуществления может быть предоставлено больше входных устройств, что опять же может увеличить постоянство энергии, подаваемой на устройство.

Часть каждого сигнала импульса, которая не направляется в модуль 117 аккумулирования энергии, вместо этого направляется в соответствующее выходное устройство 118 (которое может содержать разъем для съемного соединения с кабелем). Как обсуждалось выше со ссылкой на фиг. 1, выходные устройства 118 функционально соединены с пульсаторами 104, так что каждый сигнал импульса подается на соответствующий пульсатор 104 для управления пульсатором 104. Как отмечалось выше, энергия, получаемая от каждого сигнала импульса, достаточно невелика, чтобы работа каждого пульсатора 104 не пострадала.

Как отмечалось выше, каждый сигнал импульса управляет движением двух соленоидов (составляющих часть электромагнитных клапанов) каждого пульсатора 104. Каждый сигнал импульса представляет собой прямоугольную волну и включает периоды активации, в течение которых ток подается на каждый соленоид, и периоды деактивации, в течение которых ток не подается на соленоиды пульсатора. Когда подача тока на индуктивную нагрузку (такую как соленоид) прерывается, генерируется всплеск напряжения (называемый в данном документе напряжением, возникающим при изменении магнитного потока). Как показано пунктирными линиями от каждого выходного устройства 118 к модулю 117 аккумулирования энергии, ток, генерируемый этим скачком напряжения, направляется (например, одним или несколькими диодами) в модуль 117 аккумулирования энергии. Таким образом, устройство аккумулирования энергии способно аккумулировать энергию, возникающую в результате всплеска напряжения, для последующего использования различными компонентами устройства 106 мониторинга.

Хотя это не показано, ток может направляться через диоды и, опять же, может быть выпрямлен выпрямителем. Модуль аккумулирования энергии может также содержать диод для подавления переходного напряжения (TVS), который может ограничивать пики напряжения, возникающие в результате всплеска напряжения.

Периоды активации и деактивации сигнала импульса заставляют пульсаторы 104 попеременно обеспечивать атмосферное давление и разрежение на их соответствующих выпусках. Давление на этих выпусках измеряется датчиками 119 давления, составляющими часть устройства 106 мониторинга. Для ясности соединения с этими датчиками давления не показаны, но следует понимать, что устройство 106 содержит разъемы, выполненные с возможностью разъемного соединения трубок для пневматическими соединения с выпусками пульсаторов 104 (чтобы датчики 119 давления могли измерять давление в выпусках пульсаторов 104).

Устройство 106 мониторинга содержит четыре датчика 119 давления, по два на каждый пульсатор 104, поскольку каждый пульсатор 104 имеет два выпуска (каждый из которых обслуживает два доильных стакана кластера).

Каждый датчик 119 давления измеряет соответствующее давление и выдает сигнал давления, указывающий на это давление, в процессор 120 (например микропроцессор) устройства 106.

Как объяснялось ранее, каждый сигнал давления будет следовать кривой, состоящей из четырех фаз: фаза «А», в которой давление переходит от атмосферного к вакууму; фаза «В», в которой поддерживается вакуум; фаза «С», в которой давление переходит от разрежения в атмосферное; и фазу «D», в которой поддерживается атмосферное давление. Процессор 120 выполнен с возможностью идентификации каждой из этих фаз (например, посредством пересечения давлением порогового значения) и принятия решений на основе продолжительности каждой фазы.

Процессор 120 выполнен с возможностью сравнения продолжительности каждой фазы как с минимальным пороговым значением продолжительности, так и с максимальным пороговым значением продолжительности (то есть с диапазоном между минимальным и максимальным пороговыми значениями, определяющими допуск) для этой фазы. Пороговые значения могут быть сохранены в памяти 121 устройства 106 мониторинга и могут быть извлечены из памяти 121 процессором 120. Пороговые значения также могут быть установлены процессором 120 после получения (процессором) команд выполнения. Такие команды подают через беспроводной интерфейс 122 устройства 106, которое (как показано на фиг. 1) соединено по беспроводной связи с приемником 109. Беспроводной интерфейс 122 будет дополнительно рассмотрен ниже.

В дополнение к сравнению продолжительности фаз с пороговыми значениями процессор 120 сравнивает сигнал давления с минимальными и максимальными пороговыми значениями давления (хранящимися в памяти 121). Это гарантирует, что пульсаторы 104 работают с подходящими параметрами.

Если максимальное пороговое значение (либо давление, либо продолжительность фазы) превышено, или измеренное значение падает ниже минимального порогового значения, это может указывать на проблему с системой 100. Такой проблемой может быть, например, блокировка в системе 100 или неисправность пульсатора 104. Соответственно, когда измеренное значение выходит за пределы нужного диапазона (то есть ниже/выше минимального/максимального порогового значения), процессор 120 генерирует предупреждающий сигнал. Этот предупреждающий сигнал передается на беспроводной интерфейс 122, который передает сигнал на приемник 109. Далее приемник 109 передает предупреждающий сигнал на диагностический сервер 110 и вычислительное устройство 112. Это обеспечивает предупреждение оператора (например, посредством отображения предупреждения) о проблеме с системой. Предупреждающий сигнал может сопровождаться информацией о том, какое пороговое значение было пройдено, что может позволить оператору определить причину проблемы и принять меры для ее устранения.

В дополнение к генерации предупреждающего сигнала процессор 120 дает указание пользовательскому интерфейсу устройства 106 (в данном случае светодиоду 125) указать оператору, что обнаружена проблема. В ответ светодиод загорается так, что оператор, находящийся поблизости от устройства 106, может определить, что в системе 100 может быть проблема, и может провести дальнейшее расследование.

Устройство 106 также содержит два набора датчиков сигналов для измерения характеристик сигналов импульса. В частности, каждый набор датчиков 123 отслеживает пульсатор 104 системы 100. Каждый набор датчиков 123 содержит два датчика напряжения и два датчика тока (так что устройство 106 мониторинга имеет всего четыре датчика напряжения и четыре датчика тока). Каждый из датчиков напряжения измеряет напряжение, подаваемое на соленоид соответствующего пульсатора 104. Каждый из датчиков тока измеряет ток, потребляемый соленоидом соответствующего пульсатора 104.

Процессор сравнивает каждый сигнал тока и напряжения с соответствующими минимальными и максимальными пороговыми значениями тока и напряжения. В соответствии с пороговыми значениями давления и продолжительности фазы, рассмотренными выше, ток и напряжение, а также пороговые значения сохраняются в запоминающем устройстве 121 и могут быть установлены процессором 120 (после получения команды сделать это через беспроводной интерфейс 122). Если превышено максимальное пороговое значение, или измеренное значение падает ниже минимального порогового значения, процессор 120 генерирует предупреждающий сигнал и передает этот сигнал на беспроводной интерфейс (как обсуждалось выше в отношении измерений давления). Эти оповещения затем могут быть обработаны оператором (например, путем проверки компонентов системы 100). Процессор 120 также дает указание включения светодиода, чтобы уведомить оператора о потенциальной проблеме с системой 100.

Процессор 120 также выполнен с возможностью сравнения каждого сигнала импульса с соответствующими сигналами давления, связанными с пульсатором 104, принимающим сигнал импульса. Следует понимать, что при нормальной работе каждый сигнал давления обычно должен следовать за сигналом импульса, управляющим пульсатором 104, связанным с сигналом давления. Таким образом, наличие значительных расхождений между сигналами может свидетельствовать о проблеме с компонентом системы 100.

Соответственно, процессор 120 выполнен с возможностью сравнения фазы каждого сигнала импульса с фазой каждого соответствующего сигнала давления. Например, процессор 120 может определить продолжительность между началом периода активации сигнала импульса и началом цикла (то есть началом фазы «А») сигнала давления. Если эта продолжительность превышает пороговое значение продолжительности, это может указывать на проблему с соответствующим пульсатором 104. Процессор 120 генерирует предупреждение в ответ на превышение порогового значения, которое будет передано через беспроводной интерфейс 122 и отображено через светодиод 125.

Процесс 120 может выполнять другие сравнения между каждым сигналом импульса и соответствующими сигналами давления. Одно такое сравнение может быть между окончанием периода активации сигнала импульса и началом фазы «С» соответствующего сигнала давления. Когда продолжительность между этими двумя событиями превышает пороговое значение продолжительности, процессор 120 может генерировать предупреждение.

Система 100 дополнительно выполнена с возможностью определения начала и окончания периода доения. Как обсуждалось выше, период доения начинается, когда кластер 101 прикрепляют к животному (то есть кластер 101 начинает получать молоко у животного), и заканчивается, когда кластер 101 отсоединяют от животного. В первом типе доильного аппарата контроллер 105 управляет началом и окончанием периода доения посредством сигнала импульса. То есть, чтобы начать период доения, контроллер 105 начинает вырабатывать сигнал импульса (для управления пульсатором 104), а для завершения периода доения контроллер 105 останавливает сигнал импульса. Во втором типе доильного аппарата пульсаторы 104 работают постоянно, независимо от того, прикреплен ли кластер 101 к животному.

Настоящая система мониторинга выполнена с возможностью работы с обоими типами доильных аппаратов. В случае доильного аппарата первого типа дополнительный процессор (не показан), входящий в состав приемника 109 или диагностического сервера 110, идентифицирует начало и события периода доения. Дополнительный процессор делает это на основе подключения приемника к устройству 106 мониторинга. Как обсуждалось выше, устройство 106 мониторинга питается от сигнала импульса и напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, генерируемых соленоидами пульсаторов 104. Таким образом, устройство 106 мониторинга получает питание только тогда, когда принимается сигнал импульса. Таким образом, когда сигналы импульса не принимаются, компоненты устройства 106 мониторинга, включая беспроводной интерфейс 122, неактивны.

Для связи с беспроводным интерфейсом 122 приемник 109 периодически отправляет запросы данных. Когда беспроводной интерфейс 122 активен и получает такой запрос, он отвечает (что может включать в себя ответ данными, такими как измеренные значения). Когда ответ получен, это считается успешным запросом. Когда беспроводной интерфейс 122 неактивен, он не может отвечать на запросы данных. Когда ответ на запрос данных не получен приемником 109, это считается неудачным запросом.

Дополнительный процессор выполнен таким образом, что конечное событие периода доения идентифицируется (и регистрируется), когда происходит заданное количество последовательных неудачных запросов данных. Делая это только после нескольких неудачных запросов (а не после первого неудачного запроса), можно избежать ошибочной регистрации конечного события (например, из-за временной потери соединения). Дополнительный процессор также выполнен с возможностью идентификации начального события при возникновении первого успешного запроса (то есть после периода неудачных запросов).

Временные метки для начального и конечного событий регистрируются, и дополнительный процессор определяет продолжительность периода доения путем определения периода времени между последовательными начальными и конечными событиями.

Во втором типе доильного аппарата, упомянутом выше (в котором пульсаторы 104 остаются активными после отсоединения), невозможно определить начало и конец периода доения на основе запросов данных. Чтобы приспособиться к таким устройствам, устройство 106 мониторинга содержит датчики 126 выключения, которые выполнены с возможностью соединения с клапанами 114 выключения, составляющими часть системы 100. Сигналы, подаваемые этими клапанами 114 выключения, указывают, происходит ли период доения. Таким образом, процессор 120 устройства 106 мониторинга может определять начальные и конечные события для каждого периода доения (для каждого кластера).

В дополнение к передаче предупреждений в приемник 109 (через беспроводной интерфейс 122) процессор 120 выполнен с возможностью передачи данных, указывающих на измеренное давление, продолжительность фаз, токи и напряжения сигналов импульса и период доения (начальное и завершающее события). Эта передача данных может происходить на периодической основе. Например, процессор 120 может быть выполнен с возможностью ежедневной инициации передачи данных, что может быть полезно для энергопотребления. В качестве альтернативы процессор может быть выполнен с возможностью передачи этих данных после каждого периода доения или в режиме реального времени после получения измеренных значений.

В то время как процессор 120 выполнен с возможностью инициирования передачи этих данных в конце каждого периода доения, модуль аккумулирования энергии выполнен с возможностью аккумулирования достаточной энергии, чтобы это могло произойти. То есть устройство аккумулирования энергии (конденсатор) выполнено таким образом, чтобы иметь возможность хранить больше энергии, чем требуется для передачи этих данных в приемник через беспроводной интерфейс 122. Таким образом, после окончания периода доения, когда сигнал импульса не принимается (и, следовательно, устройство 106 не получает питание), компоненты устройства 106, необходимые для беспроводной передачи данных, могут функционировать, получая питание от устройства аккумулирования энергии модуля 117 аккумулирования энергии.

Чтобы свести к минимуму количество энергии, необходимой для передачи данных от устройства 106, беспроводной интерфейс 122 выполнен с возможностью связи по протоколу связи с низким энергопотреблением (такому как Bluetooth™ с низким энергопотреблением). Чтобы дополнительно свести к минимуму потребность к энергии, беспроводной интерфейс 122 выполнен с возможностью связи с приемником только в периоды, когда происходит период доения (то есть, как обсуждалось выше, он неактивен в периоды, когда не принимается сигнал импульса). То есть беспроводной интерфейс 122 сконфигурирован только для отправки уведомлений (то есть с указанием возможности соединения) с момента события начала до времени сразу после передачи данных о периоде доения). Чтобы приспособиться к этому, протокол связи, используемый приемником и беспроводным интерфейсом 120, содержит логику опроса, которая предполагает, что отсутствие ответа от системы 106 мониторинга указывает на то, что ни один кластер, отслеживаемый устройством 106, не использован (то есть ни один из них не находится в пределах периода доения).

На фиг.3 показана иллюстративная схема подключения модуля 117 аккумулирования энергии для аккумулирования энергии в результате исчезновения магнитного поля соленоидов двух пульсаторов 104 (при прерывании тока). Модуль аккумулирования энергии содержит два выпрямителя 127 (например, трехфазные двухполупериодные мостовые цепи выпрямителя), через которые проходит ток от каждого пульсатора 104. Они подключены к двум противоположным диодам 128, которые направляют ток от обоих пульсаторов 104 в цепь аккумулирования энергии, включающую последовательно расположенные восстанавливаемый предохранитель 129 и резистор 130, а также параллельное устройство аккумулирования энергии (конденсатор 131), TVS 132 и термистор 133. Энергия, генерируемая за счет напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, сохраняется конденсатором 131 для использования компонентами устройства (обозначенными прямоугольником 134) по мере необходимости.

Признаки, раскрытые в предшествующем описании, или в следующей формуле изобретения, или на прилагаемых фигурах, выраженные в их конкретных формах или в терминах средств для выполнения раскрытой функции, или способа или процесса для получения раскрытых результатов, в зависимости от ситуации, можно по отдельности или в любой комбинации таких признаков использовать для реализации изобретения в различных его формах.

Несмотря на то, что изобретение было описано в сочетании с описанными выше иллюстративными вариантами осуществления, многие эквивалентные модификации и изменения будут очевидны специалистам в данной области техники при ознакомлении с этим описанием. Соответственно, приведенные для примера варианты осуществления изобретения, изложенные выше, считаются иллюстративными, а не ограничивающими. В описанные варианты осуществления могут быть внесены различные изменения без отклонения от сущности и объема изобретения.

В качестве примера одной такой модификации различные функции процессора 120 устройства 106 мониторинга могут вместо этого выполняться процессором, внешним по отношению к устройству 106 мониторинга (например, составляющим часть приемника 109 или диагностического сервера 110). Таким образом, необработанные измеренные значения (измеренные различными датчиками устройства 106) могут передаваться на внешний процессор для обработки.

Во избежание каких-либо сомнений, любые теоретические пояснения, представленные в данном документе, предназначены для улучшения понимания читателя. Авторы изобретения не желают быть связанными каким-либо из этих теоретических объяснений.

Любые заголовки разделов, используемые в данном документе, предназначены только для организационных целей и не должны толковаться как ограничивающие описываемый предмет.

Во всем этом описании, включая следующую формулу изобретения, если из контекста не следует иное, слова «содержать» и «включать», а также такие варианты, как «содержит», «содержащий» и «включающий», следует понимать, как подразумевающие включение указанного целого числа, или этапа, или группы целых чисел, или этапов, но не исключение любого другого целого числа, или этапа, или группы целых чисел, или этапов.

Следует отметить, что, как они используются в описании и прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа включают ссылки на множественное число, если из контекста явно не следует иное. Диапазоны могут быть выражены в данном документе как от «приблизительно» одного конкретного значения и/или до «приблизительно» другого конкретного значения. Когда указан такой диапазон, другой вариант осуществления включает от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. Аналогичным образом, когда значения выражены как приблизительные значения, с использованием перед ними «приблизительно», будет понятно, что конкретное значение образует другой вариант осуществления. Термин «приблизительно» по отношению к числовому значению является необязательным и означает, например, ±10%.

Группа изобретений относится к системе мониторинга доильных аппаратов в доильном зале. Система мониторинга доильного аппарата содержит входное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала электрического импульса для управления созданием пульсатором импульсов, и процессор, выполненный с возможностью идентификации наступления периода доения на основе сигнала электрического импульса, принимаемого входным устройством. Во втором варианте выполнения система мониторинга доильного аппарата содержит входное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала электрического импульса для управления созданием пульсатором импульсов, датчик сигнала, выполненный с возможностью измерения характеристики сигнала импульса, и процессор, выполненный с возможностью определения рабочего состояния доильного аппарата на основе измерения, проведенного датчиком сигнала, характеристики сигнала импульса для управления созданием пульсатором импульсов. В третьем варианте выполнения система мониторинга доильного аппарата содержит разъем, выполненный с возможностью электрического соединения с соленоидом пульсатора доильного аппарата, и модуль аккумулирования энергии, выполненный с возможностью аккумулирования энергии от напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, генерируемого соленоидом при прерывании тока, подаваемого на соленоид. Повышается эффективность получения молока при сохранении здоровья животного. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система мониторинга для мониторинга доильного аппарата, причем система мониторинга содержит: входное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала электрического импульса для управления созданием пульсатором импульсов; и процессор, выполненный с возможностью идентификации наступления периода доения на основе сигнала электрического импульса, принимаемого входным устройством.

2. Система мониторинга по п. 1, в которой входное устройство образует часть устройства мониторинга, причем устройство мониторинга содержит интерфейс связи для связи с процессором.

3. Система мониторинга по п. 2, в которой устройство мониторинга выполнено с возможностью питания от сигнала импульса таким образом, что при приеме сигнала импульса устройство мониторинга находится в активном состоянии, а без приема сигнала импульса устройство находится в неактивном состоянии.

4. Система мониторинга по п. 3, в которой процессор выполнен с возможностью регистрации начального события, указывающего на начало периода доения, когда процессор определяет, что состояние устройства мониторинга изменилось с неактивного на активное.

5. Система мониторинга по п. 3 или 4, в которой процессор выполнен с возможностью регистрации завершающего события, указывающего на окончание периода доения, когда процессор определяет, что состояние устройства мониторинга изменилось с активного на неактивное.

6. Система мониторинга по любому из пп. 3-5, в которой процессор функционально связан с приемником, выполненным с возможностью отправки периодических запросов данных на беспроводной интерфейс, и в которой беспроводной интерфейс выполнен с возможностью ответа на запросы данных, когда устройство мониторинга находится в активном состоянии.

7. Система мониторинга по п. 6, в которой запрос данных, на который интерфейс связи не отвечает, может считаться неудачным запросом, и в которой процессор выполнен с возможностью регистрации завершающего события в ответ на заданное количество последовательных неудачных запросов.

8. Система мониторинга для мониторинга доильного аппарата, причем система мониторинга содержит: входное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала электрического импульса для управления созданием пульсатором импульсов; датчик сигнала, выполненный с возможностью измерения характеристики сигнала импульса; и процессор, выполненный с возможностью определения рабочего состояния доильного аппарата на основе измерения, проведенного датчиком сигнала, характеристики сигнала импульса для управления созданием пульсатором импульсов.

9. Система мониторинга по п. 8, в которой процессор выполнен с возможностью сравнения сигнала импульса с сигналом давления, указывающим на давление в выпуске пульсатора, для определения рабочего состояния доильного аппарата.

10. Система мониторинга по п. 9, в которой процессор выполнен с возможностью определения разности фаз между сигналом давления и сигналом импульса.

11. Система мониторинга по любому из пп. 8-10, содержащая датчик давления, выполненный с возможностью измерения давления в выпуске пульсатора, причем датчик давления выполнен с возможностью генерирования сигнала давления, указывающего на измеренное давление.

12. Система мониторинга по любому из пп. 8-11, в которой процессор выполнен с возможностью генерирования предупреждения при определении рабочего состояния, не являющегося нужным рабочим состоянием.

13. Система мониторинга по любому из пп. 8-12, в которой процессор выполнен с возможностью определения, попадают ли измеренные характеристики в нужный диапазон, и для генерирования предупреждения, когда измеренные характеристики попадают за пределы нужного диапазона.

14. Система мониторинга по любому из пп. 8-13, причем система мониторинга содержит выходное устройство, выполненное с возможностью подачи сигнала импульса в пульсатор.

15. Система мониторинга по п. 14, в которой датчик сигнала представляет собой датчик тока для измерения тока, потребляемого пульсатором, когда он связан с выходным устройством.

16. Система мониторинга по п. 14, в которой датчик сигнала представляет собой датчик напряжения для измерения напряжения, подаваемого в пульсатор, когда он связан с выходным устройством.

17. Система мониторинга для мониторинга доильного аппарата, причем система мониторинга содержит: разъем, выполненный с возможностью электрического соединения с соленоидом пульсатора доильного аппарата; и модуль аккумулирования энергии, выполненный с возможностью аккумулирования энергии от напряжения, возникающего при изменении магнитного потока, генерируемого соленоидом при прерывании тока, подаваемого на соленоид.

18. Система мониторинга по п. 17, содержащая входное устройство, выполненное с возможностью приема сигнала электрического импульса для управления созданием пульсатором импульсов, причем модуль аккумулирования энергии выполнен с возможностью аккумулирования энергии из сигнала импульса.

19. Система мониторинга по п. 17 или 18, в которой модуль аккумулирования энергии содержит устройство аккумулирования энергии для сохранения аккумулируемой энергии.

20. Система мониторинга по любому из пп. 17-19, в которой разъем выполнен с возможностью электрического соединения с множеством соленоидов пульсатора, модуль аккумулирования энергии выполнен с возможностью аккумулирования энергии множества соленоидов.

21. Система мониторинга по любому из пп. 17-20, содержащая датчик для измерения рабочих характеристик доильного аппарата, причем датчик получает питание от модуля аккумулирования энергии.