УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА ГАЗА Российский патент 2024 года по МПК A01K29/00 A01K27/00 A61B5/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству мониторинга выбросов от животных, размещаемому на крупном рогатом скоте.

Уровень техники

Известно, что метан является мощным парниковым газом, обладающим более высоким потенциалом глобального потепления, чем у углекислого газа. Домашний скот, как известно, является значительным источником метана, который выделяется при выдохах и отрыжке. Поскольку объемы выбросов у разных животных сильно разнятся, важно измерять и контролировать выбросы от отдельных животных.

Выброс метана от домашнего скота часто имеет прямые экономические последствия для животноводов, которые могут облагаться налогами в зависимости от их углеродного следа. Кроме того, поскольку крупный рогатый скот является основным фактором, способствующим глобальному потеплению, жизненно важно измерять и контролировать выбросы метана от домашнего скота, чтобы понимать характеристики выбросов и создать кадастры выбросов. Измерение выбросов метана от скота также важно для фармацевтических компаний и разработчиков питания для скота, поскольку оно дает представление о пищеварительной эффективности животных.

Известные приборы для измерения метана громоздки, дороги, требуют участия пользователя и/или не подходят для длительного использования. Например, оснащенные датчиками камеры, известные как респираторные камеры, дороги в эксплуатации и требуют локализации животного на период нескольких недель. Кроме того, известны измерительные устройства, используемые в кормушках, но они измеряют выбросы метана только во время кормления и вследствие этого обеспечивают лишь весьма ограниченное представление о ежедневных выбросах. Что касается портативных лазерных устройств обнаружения, то они подходят только для очень краткосрочного мониторинга выбросов.

Оптическая газовая визуализация показала, что около 95% выбросов метана, выделяемого крупным рогатым скотом, происходит из носа и рта, причем подавляющая часть этих выбросов выходит через ноздри скота. Известные устройства для измерения метана не способны контролировать выделение метана крупным рогатым скотом непосредственно из этой зоны наибольших выбросов.

Таким образом, задача и предмет настоящего изобретения связаны с решением по меньшей мере части вышеупомянутых проблем уровня техники.

Сущность изобретения

Согласно первому аспекту изобретения, предложено устройство мониторинга выбросов от животных, позиционируемое на крупном рогатом скоте и содержащее намордник. Намордник содержит блок датчиков для определения количества выбросов метана. Устройство дополнительно содержит средства позиционирования, предназначенные для позиционирования устройства на голове животного таким образом, чтобы намордник задавал положение блока датчиков над ноздрями животного.

В результате, обеспечивается непрерывный мониторинг выбросов от животных в течение длительных периодов времени. Данные о выбросах получают от источника максимальных выбросов, что повышает точность данных.

В предпочтительном случае, устройство содержит средства позиционирования, предназначенные для позиционирования устройства на голове животного таким образом, чтобы намордник проходил от верхней стороны головы животного с обеспечением того, чтобы часть намордника, в которой находится блок датчиков, располагалась выступая над ноздрями животного.

В предпочтительном случае, блок датчиков содержит два датчика, каждый из которых расположен рядом с каждой ноздрей животного.

В предпочтительном случае, блок датчиков намордника при эксплуатации находится в 1-5 см от ноздрей животного. Более предпочтительно, блок датчиков находится при эксплуатации в 1-3 см от ноздрей животного. Наиболее предпочтительно, в 1-2 см от ноздрей животного.

В предпочтительном случае, блок датчиков непрерывно собирает данные. Согласно альтернативному варианту, блок датчиков выполняет мониторинг с перерывами. Например, данные получают с нерегулярными интервалами. Альтернативно, блок датчиков выполняет мониторинг с дискретными интервалами. Предпочтительно, данные собирают каждые 50-200 мс. Более предпочтительно, данные собирают каждые 20-100 мс.

В предпочтительном случае, устройство дополнительно содержит средство хранения для хранения данных, собранных от указанного блока датчиков.

В предпочтительном случае, данные от указанного блока датчиков передают беспроводным образом на межсетевой шлюз или пользовательское устройство. Более предпочтительно, данные от указанного блока датчиков передают в режиме реального времени.

В предпочтительном случае, устройство дополнительно содержит средство электропитания. Более предпочтительно, средство электропитания питания содержит аккумулятор. Более предпочтительно, средство электропитания содержит солнечный элемент. Более предпочтительно, аккумулятор является подзаряжаемым от указанного солнечного элемента.

В предпочтительном случае, солнечному элементу требуется не более 5 часов дневного освещения для полной подзарядки средства электропитания. Более предпочтительно, солнечный элемент требует не более 2 часов дневного освещения для полной подзарядки средства электропитания.

В предпочтительном случае, средство электропитания работает в течение по меньшей мере 10 дней, прежде чем потребуется подзарядка. Более предпочтительно, средство электропитания работает в течение не менее 15 дней, прежде чем потребуется подзарядка.

В предпочтительном случае, блок датчиков содержит по меньшей мере один датчик углекислого газа. Более предпочтительно, блок датчиков содержит два датчика углекислого газа. Наиболее предпочтительно, блок датчиков содержит два датчика углекислого газа, по одному датчику рядом с каждой ноздрей животного.

В предпочтительном случае, устройство выполнено влагозащищенным.

В предпочтительном случае, намордник имеет по существу вилкообразную форму.

В предпочтительном случае, блок датчиков содержит по меньшей мере один датчик давления. Предпочтительно, датчик давления представляет собой датчик дифференциального давления. В качестве альтернативы или как дополнение, блок датчиков содержит по меньшей мере один датчик расхода для измерения расхода текучей среды.

В предпочтительном случае, устройство содержит гибкий элемент, располагаемый при эксплуатации над ноздрями животного. Предпочтительно, гибкий элемент является по существу изогнутым. Благодаря этому, уменьшается влияние воздействий ветра и загрязняющих веществ, а также улучшается ситуация с предварительным рассеянием выдоха и улавливанием метана устройством. Гибкий элемент защищает датчики устройства от элементов и уменьшает разбавление или предварительное рассеяние выдоха животного перед улавливанием датчиком.

В предпочтительном случае, гибкий элемент выполнен съемным. Например, для эксплуатации можно выбрать гибкий элемент с размерами, соответствующими размерам головы и морды животного. В результате, получают гибкий элемент, по существу защищающий ноздри животного и не обладающий неудобной посадкой. В альтернативном случае, гибкий элемент фиксируют на устройстве мониторинга выбросов.

В предпочтительном случае, устройство содержит по меньшей мере один датчик температуры. В качестве альтернативы или как дополнение, устройство содержит по меньшей мере один инерциальный датчик. Альтернативно или дополнительно, устройство содержит по меньшей мере один трекер местоположения. Таким образом, можно отслеживать дополнительные данные, относящиеся к сопутствующим факторам выбросов газов.

Данные от по меньшей мере одного датчика температуры и/или по меньшей мере одного инерциального датчика и/или трекера местоположения могут сигнализировать о состоянии животного во время мониторинга выбросов газа. Такие данные могут помочь в анализе и мониторинге показаний метана с датчиков метана. Например, с помощью инерциального измерительного блока (ИИБ) или другого инерциального датчика можно определять и отслеживать периоды активности потребления корма. Как правило, у животных коррелируют показатели производства метана и потребления корма, а именно: продуцирование метана увеличивается во время потребления корма. Таким образом, если активность потребления корма снижается, а активность метана увеличивается, это сигнализирует о том, что в желудке животных могут присутствовать бактерии или паразиты.

В предпочтительном случае, намордник выполнен регулируемым. Более предпочтительно, намордник является регулируемым между множеством дискретных положений.

В предпочтительном случае, устройство содержит по меньшей мере один фильтр. Как следствие, корм, грязь, трава и другие загрязняющие вещества не мешают работе датчиков.

Подробное раскрытие изобретение

Далее со ссылкой на сопроводительные чертежи описаны иллюстративные варианты изобретения, при этом:

Фиг. 1 в аксонометрии изображает предложенное устройство мониторинга выбросов от животных при его расположении на голове коровы;

Фиг. 2 сбоку изображает показанное на фиг. 1 устройство мониторинга выбросов от животных при его расположении на голове коровы;

Фиг. 3 снизу изображает фрагмент показанного на фиг. 1 устройства мониторинга выбросов от животных при его расположении на голове коровы;

Фиг. 4 в аксонометрии изображает второй вариант предложенного устройства мониторинга выбросов от животных при его расположении на голове коровы;

Фиг. 5 сбоку изображает показанное на фиг. 4 устройство мониторинга выбросов от животных при его расположении на голове коровы;

Фиг. 6 изображает датчик дифференциального давления устройства мониторинга выбросов от животных, соответствующего второму варианту изобретения.

На фиг. 1 и 2 показано устройство 10 мониторинга выбросов, устанавливаемое при эксплуатации на голове коровы 20. Устройство 10 мониторинга выбросов содержит намордник 30, располагаемый на морде 25 коровы 20 таким образом, что он проходит от верхней стороны головы коровы 20. Устройство 10 также содержит средство 40 электропитания и позиционирующие ремни 60, предназначенные для позиционирования и фиксации устройства 10 на голове коровы 20. Намордник 30 содержит блок 70 датчиков, который выдается над ноздрями 90 коровы 20.

В этом варианте осуществления намордник 30 выполнен из полугибкого резинового кожуха и посажен на верхнюю сторону морды 25 коровы 20. Продольная ось намордника 30 параллельна продольной оси морды 25. Намордник 30 симметричен относительно своей продольной оси и сидит на морде 25 таким образом, что он симметрично проходит над мордой 25.

Намордник 30 имеет по существу вилкообразную форму, так что основная часть намордника 30 проходит по длине морды 25, а верхняя часть вилкообразной формы намордника 30 выходит за пределы ширины морды 25, над ноздрями 90 коровы. В этом варианте осуществления основная часть намордника 30 проходит по всей ширине верхней части морды 25 и слегка изгибается вокруг своей продольной оси, так что намордник 30 следует изгибу морды 25.

В других вариантах осуществления основная часть намордника 30 выполнена по существу плоской в горизонтальной плоскости и не проходит по всей ширине морды 25. В альтернативном случае, ширина намордника 30 превышает ширину морды 25 и, как следствие, намордник 30 изгибается вокруг морды 25 таким образом, что остается рядом с поверхностью морды 25. Таким образом, намордник 30 является неинтрузивным и не мешает корове 20 смотреть, потреблять корм или воду, жевать и совершать другие обычные действия.

Зона наибольшего выброса метана у крупного рогатого скота приходится на ноздри. Соответственно, устройство 10 проходит от верхней стороны головы коровы 20 так, что часть намордника 30 расположена рядом с ноздрями коровы 20.

Намордник 30 содержит блок 70 датчиков. Блок 70 датчиков располагается вблизи конца намордника 30, являющегося дальним по отношению к голове коровы 20.

Часть намордника 30, содержащая блок 70 датчиков, выдается над ноздрями 90 коровы 20.

Блок 70 датчиков содержит два датчика 80, 85 метана. Каждый датчик 80, 85 собирает данные о выбросах метана. Два датчика 80, 85 расположены на наморднике 30 симметрично относительно продольной оси намордника 30, обозначенной А-А на фиг. 1. Таким образом, каждый датчик 80, 85 находится рядом с соответствующей ноздрей 90 коровы 20. Каждый датчик 80, 85 определяет количество газовых выбросов, присутствующих в зоне расположения датчика 80, 85 в определенный момент времени.

Датчики 80, 85 производят непрерывные измерения присутствующего метана. Данные можно получать с периодичностью 20-100 мс. В результате, от коровы 20 получают точную карту выбросов. В альтернативном варианте, датчики 80, 85 выполняют мониторинг метана с перерывами. В этом случае, в течение определенного периода времени собирается меньшее количество данных и, соответственно, требуется меньшая мощность обработки данных. Таким образом, датчики 80, 85 могут собирать данные с меньшей скоростью, или данные можно собирать непрерывно в течение периода времени, за которым следует период отсутствия сбора данных. Это позволяет осуществлять мониторинг выбросов только в определенные периоды, представляющие интерес, например, ночью или в периоды кормления. Это значит, что настоящее изобретение позволяет пользователю регулировать или программировать скорость сбора данных датчиками 80, 85.

Каждый датчик 80, 85 метана расположен на нижней стороне намордника 30. Вариант осуществления настоящего изобретения во время эксплуатации представлен на фиг. З, где показана нижняя сторона намордника 30. Датчики 80, 85 расположены на расстоянии 2 см от соответствующей ноздри 90.

Датчики 80, 85 являются датчиками быстрого отклика. Каждый датчик 80, 85 содержит средство влагозащиты, такое как фильтр. В результате, датчики 80, 85 надежно защищены от влаги и от повреждения текучей средой.

В других вариантах осуществления блок 70 датчиков может содержать только один датчик 80, 85 метана, расположенный аналогичным образом над одной из ноздрей 90 коровы, или группу датчиков 80, 85 метана. Данные от одной ноздри 90 могут быть использованы для моделирования на их основе выбросов газа от всей коровы 20.

Согласно другим вариантам изобретения, блок 70 датчиков содержит датчик углекислого газа. В альтернативном случае, блок 70 датчиков содержит два датчика углекислого газа, каждый из которых находится рядом с двумя ноздрями 90 коровы 20. В итоге, устройство 10 может содержать четыре датчика 80, 85 так, чтобы датчик 80, 85 метана и датчик углекислого газа располагались рядом друг с другом и рядом с каждой ноздрей 90 коровы 20.

Блок 70 датчиков дополнительно содержит микропроцессор 100. Микропроцессор может быть заключен внутрь намордника 30 или защищен на блоке 70 датчиков от влаги и других вредных воздействий. Микропроцессор 100 оснащен средствами подключения Bluetooth или Wi-Fi. Таким образом, данные от датчиков 80, 85 могут передаваться беспроводным образом на межсетевой шлюз, пользовательское устройство или другое подходящее средство приема и хранения данных. Как результат, пользователь может получать доступ к данным с блока 70 датчиков с помощью мобильного приложения или веб-панели.

Данные от блока 70 датчиков можно передавать беспроводным образом в режиме реального времени. Динамические данные принимаются пользователем, например, через межсетевой шлюз по мере их сбора. Затем эти данные могут быть просмотрены или обработаны дополнительно. Затем эти данные можно использовать как информацию о показателях эффективности, тенденциях, здоровье и других статистических данных, связанных с выбросами.

В случае, если корова 20 и датчики 80, 85 находятся настолько далеко от межсетевого шлюза, пользовательского устройства или другого подходящего приемного средства, что данные не могут быть приняты, то данные могут временно храниться локально на каждом устройстве 10. Данные временно хранятся до тех пор, пока близость к приемному средству приема не будет такой, что данные могут быть переданы и/или выгружены.

В качестве альтернативной или дополнительной меры, данные, собранные с блока 70 датчиков, могут постоянно храниться в средстве хранения, расположенном на устройстве 10. Средство хранения может содержать SD-карту или другое подходящее локальное средство хранения данных. Таким образом, сохраняется «многократно воспроизводимая» копия данных. Затем пользователь может получить доступ к средству хранения и извлечь его, а следовательно, очистить средство хранения от данных и вернуть на устройство 10.

Может быть предпринята постобработка данных, полученных от блока 70 датчиков, такая как преобразование аналоговых данных в показатель концентрации газа, измеряемый в частях на миллион (ч/млн). Эти данные могут отображаться в удобочитаемой форме, такой как графики. Эти данные могут дать пользователю представление о самочувствии, работе пищеварения, признаках заболевания и/или эстральном состоянии животного. Кроме того, такие данные могут быть использованы для сравнения газовых выбросов отдельных голов крупного рогатого скота, стад или регионов.

В этом варианте изобретения микропроцессоры 100 получают питание от средства 40 электропитания, такого как литий-полимерная или литий-ионная батарея. Устройство 10 выполнено с возможностью размещения на голове коровы 20 в течение длительного периода времени, например, нескольких недель или месяцев. Следовательно, средство 40 электропитания требует подзарядки. Для использования солнечной энергии из естественной окружающей среды коровы используют солнечный элемент 50. Солнечный элемент 50 автоматически преобразует солнечную энергию в электрическую энергию, с помощью которой можно подзарядить средство 40 электропитания без необходимости взаимодействия с пользователем. В качестве альтернативы, пользователь может вручную заряжать средство 40 электропитания.

Намордник 30 соединен с позиционирующими ремнями 60 на том своем конце, который отдален от ноздрей 90. Соответственно, намордник 30 является достаточно жестким, чтобы размещаться по длине морды 25 без поддержки. В альтернативном случае, намордник 30 располагают в частичном или полном контакте с мордой 25.

Отходящие от намордника 30 позиционирующие ремни 60 обернуты непрерывной петлей вокруг основания морды 25, не оказывая помех движениям челюсти и рта коровы 20. В этом варианте осуществления позиционирующие ремни 60 дополнительно содержат ошейниковую часть 65, которая расположена на шее коровы 20. Позиционирующие ремни 60 проходят вдоль нижней стороны головы и вокруг челюсти коровы 20, встречаясь друг с другом в ошейниковой части 65.

Ошейниковая часть 65 соприкасается с шеей коровы 20 и проходит симметрично относительно продольной оси шеи. Ошейниковая часть 65 проходит вокруг значительной части шеи коровы 20 и при эксплуатации уменьшает подвижность устройства 10 относительно коровы 20. Позиционирующие ремни 60 и ошейниковая часть 65 соединены таким образом, что устройство 10 без разрывов проходит вокруг головы коровы 20. Таким образом, ошейниковая часть 65 способствует фиксации устройства 10 на голове коровы 20.

В этом варианте осуществления ошейниковая часть 65 также содержит средство 40 электропитания и солнечный элемент 50. Солнечный элемент 50 имеет прямоугольную форму и ориентирован вдоль ошейниковой части 65. Солнечный элемент 50 находится в центре ошейниковой части 65, располагаясь в самой высокой точке шеи по вертикали, когда корова 20 стоит вертикально. Таким образом, солнечный элемент 50 подвергается максимальному воздействию солнечной энергии во время 20 дневного времяпровождения коровы.

Средство 40 электропитания расположено вблизи солнечного элемента и подзаряжается солнечным элементом 50. Солнечному элементу 50 требуется два полных часа солнечного освещения, чтобы полностью зарядить средство 40 электропитания. Таким образом, средство 40 электропитания может работать в течение 15 дней, прежде чем потребуется подзарядка. Изобретение предусматривает альтернативные сроки подзарядки и функционирования.

В изобретении предусмотрены средства для подсоединения солнечного элемента 50, средства 40 электропитания и датчиков 80, 85, такие как провода, проходящие через позиционирующие ремни 60 от ошейниковой части 65 к наморднику 30.

Позиционирующие ремни 60 и ошейниковая часть 65 могут быть выполнены из одного элемента или могут содержать группу элементов, соединенных вместе. Ошейниковая часть 65 может быть соединена с позиционирующими ремнями 60 с помощью любого подходящего соединительного средства. Позиционирующие ремни 60 и/или ошейниковая часть 65 выполнены регулируемыми таким образом, чтобы устройство 10 можно было подгонять к крупному рогатому скоту с различными формами и размерами морд 25 и голов.

Могут быть предусмотрены альтернативные конфигурации позиционирующих ремней 60. Например, позиционирующие ремни 60 могут проходить вдоль любых областей головы и шеи коровы 20, включая, но не ограничиваясь этим, областями над макушкой головы, под ушами или вдоль челюсти коровы 20. Ошейниковая часть 65 может располагаться на альтернативной части головы коровы 20 или, как вариант, устройство 10 может не содержать ошейниковую часть 65. В альтернативном случае, позиционирующие ремни 60 могут не выходить за пределы морды 25 коровы 20, так что устройство 10 будет полностью расположено на морде 25. Позиционирование устройства 10 на корове 20 учитывает необходимость того, чтобы устройство 10 не препятствовало обычному поведению коровы 20.

Назначение позиционирующих ремней 60 заключается в позиционировании устройства 10 на голове коровы 20 и в фиксации устройства 10 в этом положении при эксплуатации. В этом варианте осуществления устройство 10 удерживается на голове коровы 20 с возможностью съема, так чтобы устройство 10 можно было снять, например, для обеспечения доступа пользователю, для проверки здоровья и самочувствия животных, для обслуживания или же в конце эксплуатации устройства 10.

Устройство 10 пригодно для длительного применения на корове 10. Соответственно, устройство 10 является легким, неинтрузивным и располагается на голове коровы 20, не мешая ее обычному поведения. Ошейниковая часть 65 может быть соответствующим образом смягчена, а позиционирующие ремни 60 могут быть выполнены из подходящего материала таким образом, чтобы устройство 10 не причиняло корове 20 дискомфорта. Дискомфорт из-за устройства 10 может привести к тому, что корова 20 попытается снять устройство 10. Это нежелательно, так как устройство 10 может быть повреждено или смещено из его предпочтительного положения.

На фиг.4 и 5 представлен второй вариант устройства 200 мониторинга выбросов, соответствующего первому аспекту изобретения, при расположении на голове коровы 220. Устройство 200 мониторинга выбросов содержит намордник 230, располагаемый на морде 225 коровы, блок 270 датчиков, содержащий датчик метана, средство 240 электропитания, позиционирующие ремни 260 и ошейниковую часть 265, аналогичные раскрытым в первом варианте изобретения, представленном на фиг.1.

Устройство 200 мониторинга выбросов дополнительно содержит гибкий элемент 295. Гибкий элемент 295 содержит упруго деформируемую резину и прикреплен к наморднику 230 с помощью первого крепежного средства таким образом, чтобы при эксплуатации гибкий элемент 295 располагался над ноздрями коровы 220. Узел из гибкого элемента 295 и намордника 230 имеет по существу Т-образную форму.

Гибкий элемент 295 изогнут таким образом, что проходит над обеими ноздрями коровы 220 и выходит за их пределы. Гибкий элемент 295 имеет ширину, превышающую ширину морды 225, защищая ноздри коровы 200 от внешней среды. Таким образом, уменьшаются воздействия ветра и загрязняющих веществ, а также предварительное рассеяние выдоха во время измерений, проводимых датчиками устройства 200. Гибкий элемент 295 выполнен таким образом, что он не препятствует работе блока 270 датчиков, а, напротив, способствует точному улавливанию метана.

Наморднику 230 и гибкому элементу 295 придан относительно плоский профиль по сравнению с мордой 225, так что устройство 200 мониторинга выбросов является неинтрузивным и не мешает зрению 220 коровы, потреблению корма или воды, пережевыванию жвачки или другому обычному поведению. Кроме того, гибкий элемент 295 выполнен отсоединяемым от намордника 230 с помощью первого крепежного средства, так что размер гибкого элемента 295 можно задать в соответствии с размером и особенностями морды коровы 220.

Намордник 230 содержит блок 270 датчиков. Блок 270 датчиков содержит датчик температуры, инерциальный датчик и трекер местоположения. Дополнительные данные, предоставляемые каждым датчиком, позволяют выполнять мониторинг условий выбросов наряду со сбором данных от датчика метана. Намордник 230 дополнительно содержит удлиненный канал 300, расположенный вдоль продольной оси намордника 230, обозначенной A'-A' на фиг.4. Датчик метана и датчик 305 дифференциального давления расположены в канале 300 таким образом, что находятся рядом друг с другом.

На первом конце канала 300а расположен фильтр, предотвращающий попадание корма, грязи, травы и других загрязняющих веществ в канал 300, чтобы они не мешали работе датчиков. Фильтр может представлять собой любой подходящий фильтр или группу фильтров, например сетчатый фильтр, фильтр из ПТФЭ (политетрафторэтилен) или гофрированный фильтр из ПТФЭ.

Намордник 230 прикреплен к позиционирующим ремням 260 тем своим концом, который удален от ноздрей коровы 220. Намордник 230 выполнен регулируемым таким образом, что можно изменять его длину, на которую он проходит вдоль морды 225. В этом варианте осуществления намордник 230 регулируется между тремя дискретными положениями с помощью второго крепежного средства 275. Показанный на фиг.4 и 5 намордник 230 расположен так, чтобы обеспечить кратчайший охват над мордой 225.

На фиг.6 изображен датчик 305 дифференциального давления для устройства 200 мониторинга выбросов, соответствующего второму варианту. Измерение концентрации метана датчиком метана и измерения датчика 305 дифференциального давления можно использовать для определения количества метана, произведенного коровой 220 в течение определенного периода времени. Соответствующее отношение парциального давления метана к суммарному давлению общего количества газа, выдыхаемого коровой 220, позволяет определить количество метана, выдыхаемого коровой 220, и поэтому датчик 305 дифференциального давления является преимуществом при количественной оценке выбросов метана коровой.

Для измерения объемного расхода датчик 305 дифференциального давления измеряет изменение статического давления по обе стороны отверстия 320, имеющегося в трубке 310, с помощью трехклапанного коллектора 330 и преобразователя 340 дифференциального давления. Когда текучая среда в трубке 310 проходит через отверстие 320 наблюдается эффект Вентури, и, при эксплуатации, измеряется перепад давления между обеими сторонами отверстия 320. Преобразователь 340 дифференциального давления выдает сигнал S, и эти данные можно отслеживать и обрабатывать.

Расположение датчика 305 дифференциального давления и гибкого элемента 295 обеспечивает прохождение значительной части выдыхаемых выбросов из ноздрей коровы 220 через канал 300 и датчик 305 дифференциального давления. Экранирующий характер гибкого элемента 295 и намордника 230 способствует предотвращению предварительного рассеяния выдоха перед улавливанием датчиком метана и датчиком 305 дифференциального давления.

В рамках настоящего изобретения могут быть предусмотрены дополнительные варианты, не раскрытые выше, например, можно использовать различные типы и комбинации датчиков, расположенных в блоке 70 датчиков или в других частях устройства 10. Могут быть предусмотрены другие средства передачи и приема данных от блока 70 датчиков, а также альтернативные способы доступа пользователя к этим данным. Материалы устройства 10 должны быть рассчитаны на выдерживание внешних воздействий на открытом воздухе, и можно предусмотреть другие сочетания материалов. Кроме того, устройство 10 можно использовать на других крупных животных или группах других животных, таких как овцы и козы. Предусматривается, что варианты настоящего изобретения могут, при эксплуатации, выполнять мониторинг выбросов ряда различных газов от ряда животных. Таким образом, устройство 10 не ограничивается применением только для крупного рогатого скота. Изобретение не ограничивается представленными конкретными примерами или конструкциями, например, можно использовать большее количество компонентов, чем показано на чертежах.

Изобретение относится к устройству мониторинга выбросов от животных, размещаемому на крупном рогатом скоте. Устройство мониторинга выбросов от животных включает намордник, содержащий блок датчиков для определения количества выбросов метана, и средства позиционирования, предназначенные для позиционирования устройства на голове животного таким образом, чтобы намордник задавал положение блока датчиков над ноздрей животного. При этом блок датчиков расположен на нижней стороне намордника рядом с ноздрей животного. Изобретение обеспечивает непрерывный мониторинг выбросов от животных в течение длительных периодов времени, причем данные о выбросах получают от источника максимальных выбросов, что повышает точность данных. 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство мониторинга выбросов от животных, позиционируемое на крупном рогатом скоте, причем указанное устройство мониторинга выбросов от животных содержит:

намордник, содержащий блок датчиков для определения количества выбросов метана;

и средства позиционирования, предназначенные для позиционирования устройства на голове животного таким образом, чтобы намордник задавал положение блока датчиков над ноздрей животного,

причем блок датчиков расположен на нижней стороне намордника рядом с ноздрей животного.

2. Устройство по п. 1, в котором указанный блок датчиков содержит два датчика, каждый из которых находится рядом с каждой ноздрей животного.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором указанный блок датчиков намордника при эксплуатации находится в 1-2 см от ноздри животного.

4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором указанный блок датчиков непрерывно собирает данные.

5. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором указанный блок датчиков выполняет мониторинг с перерывами.

6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее средство хранения для хранения данных, собранных от указанного блока датчиков.

7. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором данные от указанного блока датчиков передают беспроводным образом на межсетевой шлюз или пользовательское устройство.

8. Устройство по п. 7, в котором данные от указанного блока датчиков передают в режиме реального времени.

9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащее средство электропитания.

10. Устройство по п. 9, в котором указанное средство электропитания содержит аккумулятор.

11. Устройство по п. 10, в котором указанное средство электропитания содержит солнечный элемент.

12. Устройство по п. 11, в котором указанный аккумулятор является подзаряжаемым от указанного солнечного элемента.

13. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанный блок датчиков содержит по меньшей мере один датчик углекислого газа.

14. Устройство по любому из предшествующих пунктов, выполненное влагозащищенным.

15. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанный намордник имеет по существу вилкообразную форму.

16. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором блок датчиков содержит по меньшей мере один датчик давления.

17. Устройство по п. 16, в котором датчик давления представляет собой датчик дифференциального давления.

18. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором блок датчиков содержит по меньшей мере один датчик расхода для измерения расхода текучей среды.

19. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее по меньшей мере один датчик температуры.

20. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее по меньшей мере один инерциальный датчик.

21. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее по меньшей мере один трекер местоположения.

22. Устройство по любому из предыдущих пунктов, содержащее по меньшей мере один фильтр.

23. Устройство по пп. 1, 2 или 3, в котором указанный блок датчиков осуществляет мониторинг с дискретными интервалами.