Электронное устройство для диагностики мастита у коров Советский патент 1987 года по МПК A01J5/13 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к животноводству и ветеринарии.

Целью изобретения является г овыи1ение точности диагностики мастита и расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из герметичного корпуса 1, выполненного из диэлектрического материала, установленного между верхним коллектором 2 штатного доильного аппарата, имеющего патрубки 3-6, подключенные к стаканам доильного агнтарата, и между нижним коллектором 7 штатного доильного аппарата, который подключен в молокоу ро- вод 8. В верхней части корпуса 1 под верхним коллектором 2 имеется герметичная но лость 9, которая сообш,ается с трубкой 0 осевого сливного отверстия мо юкопровода. установленной в центре корпуса 1 и подключенной через нижний коллектор 7 доильного аппарата к молокопроводу 8. По периметру отверстия трубки 10 внутри полости 9 установлено кольцо П с четырьмя крыльями молокоотборников 12, которые расположены над четырьмя углубления.ми 13 корпуса I, юследние имеют дренажные каналы 14, подключенные к трубке 10 молокопровода, и электроды 15 измерительных каналов. Выходы электродов 15 четырех каналов соединены между собой и нодкл оче1пы через детектор 16 к входу первого порогового элемента 17, который содержит операционный усилитель 18 и переменный резистор

19для установки порога срабатыва 1ия, юдключенные к источнику тока +Е. Выход детектора 16 также подключен к входу второго порогового элемента 20, который содержит операционный усилитель 21 и переменный резистор 22 для установки порога срабатывания, снабженный 1пка. 23,

, ироградуированной в величинах степени поражения четверти вымен;и. животпого маститом (например, О - отсутствие мастита; Н - начальная форма мастита; К - клиническая форма мастита; X -- хроническая форма мастита). Пороговый элемент

20подключен к источнику тока . Выход первого порогового элемента Г/

подключен к первому входу блока 24 управления, который содержит два исполнительных элемента 25 и 26, например тиристоры, управляющие входы которых подключены к выходам логических элементов И 27 и 28, соответственно входы которых образуют два входа блока 24 управления, нервый из которых тюдключен к выходу порогового элемента 17, а второй вход блока 24 управления подключен к выходу реле 29 времени, которое содержит операционный усилитель 30, входные цепи которого содержат пере0

0

5

.менный резистор 31, накопительный конденсатор 32, резистор 33, подключенный к источнику тока +Е.

Четыре входа электродов 15 измерительных каналов подключены к четырем выходам первой линии четырехканального кольцевого коммутатора 34, которые условно обозначены адресами A,B,C,D, соответствующими адресам четвертей вымени животного, к которым подключены патрубки 3-6 соответственно. Вход первой линии коммутатора 34 нодключен к выходу генератора 35 сигнала, который подключен к источнику тока +. Вход второй линии коммутатора 34 подключен к источнику тока +U, а че- 5 тыре выхода второй линии также обозначены A,B,C,D и подключены к блоку 36 сигнализации, а именно к индикаторам, нанример светодиодам 37-40, через ограничивающие ток резисторы 41--44 соответственно. Указанные светодиоды расположены на внешней поверхности корпуса 1 под соответствующими их индексу A,B,C,D патрубками 3-6, связанными с четвертями вымени животного.

Блок 36 сигнализации также содержит индикаторы (светодиоды 45 и 46), которые через резисторы 47 и 48 соответственно подключенр 1 к выходу порогового элемента 20 и к блоку 24 управления, который имеет выходную клемму 49 +Ц являющуюся источником тока для блоков 20 и 34, и выходную клемму 50 К для выключения вакуума в конце дойки. Все блоки 17,20,24,29,34,35 и 36 устройства расположены внутри корпуса 1 и питаются от внутреннего источника тока, аккумулятора +Е или от внешнего источника тока +Е. Под кольпо 11 устанавливаются регулировочные прокладки 51 различной толщины.

Устройство работает следующим обра- зо.м.

Одновременно с включением доильного ан.парата подается нанряженне -г Б на реле 29 времени, пороговый элемент 17 и генератор 35 сигнала, который вырабатывает нере- мепное напряже -ще, поступающ,ее на один из выходов второй линии коммутатора 34, а с него - па вход электродов 15, которые ус- тановле1нм в углублениях 13. Из натрубков 3-6 начинает поступать молоко, соответствующее четвертям вымени животного, которым присвоены условные индексы А,В, C,D адреса четверти вымени. Патрубки 3-6 штатного коллектора 2 доильного аппарата направляют струи молока в центр отверстия трубы 10, из которой молоко поступает в нижний коллектор 7 доильного аппарата, а затем в молокопровод 8. При этом часть порций молока, поступающих из патрубков 3-6, отбирается крыльями молокоотборников 12, которые имеют обтекаемые выступы, частично входящие в струи моло0

5

0

5

10

ка указанных патрубков, и направляется в углубления 13, над которыми расположены молокоотборники 12. Форма крыла мо- локоотборников 12 позволяет исключить турбулизацию потоков молока в полости 9 и образование пены, а также обеспечить ламинарность струй молока, поступающих в углубления 13 для измерения электропроводности, что обеспечивает стационарность объема и плотности молока вокруг электродов 15 при измерениях и повышает их точность.

На указанном режи.ме работы устройства, когда в начале дойки поступает молоко из сосков вымени, отличающееся повышенной электропроводностью даже для здоровых животных, измерений не происходит, это может привести к ложному обнаружению мастита. На указанном режиме напряжение + и с клеммы 49 блока управления не выдается на пороговый элемент 20 и коммутатор 34, поскольку на первый вход логического элемента И 27 не поступает напряжение с реле 29 времени, на выходе элемента И 27 присутствует логический «О, поступаюший на управляющий электрод тиристора 25, который закрыт и не выдает 25 молока, на клемму 49 напряжение +U, поэтому измерения задерживаются на время, достаточное для удаления молока из сосков вымени.

По истечении указанного времени накопительный конденсатор У2 заряжается чеет через резистор 41 на светодиод 37, который высвечивает так же индекс . указанной четверти вымени н т.д.

Переменное напряжение, поступаюн1ее последовательно на входы электродов 15 с генератора 35, создает в слое матока, отобранного крыльями молокоотборников 12 в углубления 13, также неременный ток, пропорциональный электропроводности молока. При этом переменный ток не создает электролиз молока и не окисляет электроды 15, что значительно повышает точность измерений. Измерения проводятся в условиях стационарного объема жидкости в углублениях 13, где отсутствуют турбулентные 15 потоки, нарушающие плотность и объем молока вокруг электродов 15 при измерениях, что дополнительно повышает точность измерений. Стабильность объема молока вокруг электродов достигается тем, что части от порций молока, поступающие в углуб ления 13 от молокоотборников 12, немного превышают порции молока, удаляющиеся из углублений 13 через дренажные каналы 14, которые служат для замены состава молока контролируемых порций. Избыток поступаюп1его от молокоотборников 12, невелик, и может регулироваться величиной выдвижения крыльев молокоотборников в струи молока, поступающие из патрубков 3-6 путем установки под кольцо 11 прокладок 51 различной то-лщины.

20

35

рез времязадающий резистор 33 до уровня 0 Приток молока в углубления 13 незначи- порога, данного переменны.м резистором 31, поэтому операционный усилитель 30 открывается и выдает на выход реле 29 времени уровень логической «I, который поступает на первый вход элемента И 27, на второй вход которого поступает также логическая «1 с выхода порогового элемента 17, который является датчиком наличия молока в полости 9 коллектора 2 и в углублениях 13 корпуса 1, так как малый порог срабатывания, установленный переменны.м резистором 19, на операционно.м усилителе 18, который реагирует на уровень проводимости не только .маститного, но и нормального молока, поступающий с детектора 16 от электродов 15 измерительных каналов. На выходе элемента И 27 образуется «1, которая поступает на управляющий электрод тиристора 25 и открывает его, что приводит к выдаче на клемму 49 напряжения +U, поступающего на пороговый элемент 20 и коммута40

45

тельно превышает отток молока через дренажные каналы 14, поэто.му не создает турбулентных потоков в углублениях 13 и других нестационарных факторов, что увеличивает точность измерений. Незначительный избыток молока, поступающего в углуб ления 13, автоматически удаляется из них путем переливания через край углублений 13 и поступает в отверстие трубки 10 моло- копровода, не нарушая стационарность пара.метров .молока в углублениях 13.

Переменное напряжение с выхода электродов 15, пропорциональное электропроводности молока, поступает на вход детекго- ра 16, который является выпрямителем, собранны.м на полупроводниковых диодах по мостиковой схеме, на выходе которого формируется уровень постоянного напряжения, также пропорцнональный электропроводности молока, который поступает на вход второго порогового элемента 20. Элетор 34. Коммутатор 34 последовательно ком- 50 мент 20 является измерителем порога элек- мутирует выходные контакты A,B,C,D пер-тропроводности молока, так как снабжен

вой и второй линий соответственно к выходупеременным резистором 22 установки порогенератора 35 и блоку 36 сигнализации таким образом, что при подаче напряжения

на электроды 15, установленные под патрубком 3, подключенным к четверти вымени, которой присвоен индекс А, напряжение -Ьи второй линии ком.мутатора 34 поступага со щкалой 23,проградуированной экснери- .мептально в величинах степени поражения четверти вымени животного маститом. 55 В процессе дойки оператор последовательно устанавливает ручку переменного резистора 22 на 1пкале 23 в положения Н -

0

5 молока,

ет через резистор 41 на светодиод 37, который высвечивает так же индекс . указанной четверти вымени н т.д.

Переменное напряжение, поступаюн1ее последовательно на входы электродов 15 с генератора 35, создает в слое матока, отобранного крыльями молокоотборников 12 в углубления 13, также неременный ток, пропорциональный электропроводности молока. При этом переменный ток не создает электролиз молока и не окисляет электроды 15, что значительно повышает точность измерений. Измерения проводятся в условиях стационарного объема жидкости в углублениях 13, где отсутствуют турбулентные 5 потоки, нарушающие плотность и объем молока вокруг электродов 15 при измерениях, что дополнительно повышает точность измерений. Стабильность объема молока вокруг электродов достигается тем, что части от порций молока, поступающие в углубления 13 от молокоотборников 12, немного превышают порции молока, удаляющиеся из углублений 13 через дренажные каналы 14, которые служат для замены состава молока контролируемых порций. Избыток поступаюп1его от молокоотборников 12, невелик, и может регулироваться величиной выдвижения крыльев молокоотборников в струи молока, поступающие из патрубков 3-6 путем установки под кольцо 11 прокладок 51 различной то-лщины.

0

0 Приток молока в углубления 13 незначи-

5

0 Приток молока в углубления 13 незначи-

0

5

тельно превышает отток молока через дренажные каналы 14, поэто.му не создает турбулентных потоков в углублениях 13 и других нестационарных факторов, что увеличивает точность измерений. Незначительный избыток молока, поступающего в углубления 13, автоматически удаляется из них путем переливания через край углублений 13 и поступает в отверстие трубки 10 моло- копровода, не нарушая стационарность пара.метров .молока в углублениях 13.

Переменное напряжение с выхода электродов 15, пропорциональное электропроводности молока, поступает на вход детекго- ра 16, который является выпрямителем, собранны.м на полупроводниковых диодах по мостиковой схеме, на выходе которого формируется уровень постоянного напряжения, также пропорцнональный электропроводности молока, который поступает на вход второго порогового элемента 20. Элепеременным резистором 22 установки порога со щкалой 23,проградуированной экснери- .мептально в величинах степени поражения четверти вымени животного маститом. В процессе дойки оператор последовательно устанавливает ручку переменного резистора 22 на 1пкале 23 в положения Н -

начальная форма мастита, К -- клиническая форма мастита, X - хроническая фор ма мастита. Начальной форме мастита соответствует электропроводность 7-8 млсим, клинической 12-13 млсим, хронической -- 15-16 млсим. Если уровень сигнала с детектора 16 равен или больше nopoi a, установленного неременным резистором но шкале 23, операционный усилитель 21 открывается и выдает уровень напряжения через резистор 47 на светодиод 45, который высвечивает индекс М - мастит. Оператор определяет адрес четверти вымени, пораженной установленной формой мастита но одновременному вЕлсвечиванию с индексом i одного из индексов A,B,C,D, соответствующего адресу четверти вымени, молоко которой контролируется в данный момент времени.

По окончании дойки животного, когда- ни из одной четверти вымени молоко не поступает но патрубкам 3-6 и не отбирается молокоотборником 12 в углубления 13, процесс измерений необходимо автоматически прекратить, а также нрекратить нежелательные воздействия вакуума на пустое вымя животного во избежании выделений слизи и крови, что наносит травмы животному и приводит к ошибкам в диагностике мастита. По окончании дойки все молоко из yr.riv6- лений 13 уходит через дренажные каналы 14 в молоконровод 10 и электроды 15 оголяются, уровень на участке между входал и и выходами электродов 15 резко снижается и становится близким к нулю. Также снижается уровень напряжения НЕ выходе детектора 16, который становится ниже уровня срабатывания порогового элемента 17, что ведет к закрыванию onepauHoiiHoix) усилителя 18 и подаче с его логического «О на второй вход элемента И 27 и на вто- рой инверсный вход элемента И 28. На выходе элемента И 27 образуется «О, который закрывает тиристор 25 и прсм рап1ает выдачу напряжения -ьО на измерителыняе блоки 20 и 34 устройства, что ведет к нре- крангению измерения электропроводности молока. На выходе элемента И 28 образуется «1, которая открывает тиристор 26 и на клемму 50 выдается уровень К «Коне ц дойки, который ноступает на доильный аппарат в цепь выключения вакуума и одно0

5

0

5

0

5

врем еьп-ю юстх пает через резистор 48 на светодиод 46, который высвечивает индекс «Конец дойки для контроля оператором.

Формула изобретения

Электронное устройство для диагностики мастита у коров, содержащее измерительные каналы электропроводности молока но четвертям вымени, пороговые элементы, блок сигнализации и источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности диагностики мастита и расширения функциональных возможностей, оно снабжено молокосборником с входными патрубками от каждого доильного стакана и осевым - слив ньгм отверстием, дренажными каналами п молокоотборником, детектором, блоком управления реле времени, коммутатором и генератором сигналов, при этом отверстие каждого входного патрубка сов- мен1ено с соответствующим ему крылом молокоотборника, и.од каждым из которых расположен измерительный канал электропроводности, связанный посредством дренажного канала с осевым сливным отверстием, причем nepBtiie выходы всех измерительных каналов элерстронроводности объединены и подключены к входу детектора, выход которого связан с входами нервого и второго пороговьгх элементов, выход первого из которых подключен к первому входу блока управления, к второму входу которого нодключен выход реле времени, а вход реле времени и третий вход блока унравле- 1;ия связаны с к,: еммой источника питания, и н фо р м а ц ион и ь и в ы ход бл о ка у п р а вл е н и я и выход BTOpoi o норогового элемента нод- ключенр) соответственно к первым и вторым иходам блока сигнализации, управляющие выходы блока управ,:1епия связс}ны с технологическим оборудованием, кроме того, вторые выходы каждого измерительного канала подсоединены к соответствуюпи1м клеммам первой групп1з1 коптактов коммутатора, к входу которых подсоединен выход генератора сигналов, а третий, четвертый, пятый и Н1естой входы блока сигнализации нод- к;почспы к соответствуюнш.м клеммам второй группы контактов коммутатора, к входу которой нодключена клемма источника питания.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к животноводству и ветеринарии. Целью изобретения является повышение точности диагностики мастита и расширение функциональных возможностей устройства. Молоко в процессе дойки поступает в четыре измерительных канала электропроводности устройства диагностики мастита, содержашего также пороговые элементы и блок сигнализации. В блоке сигнализации электропроводность молока каждого канала сравнивается в соответствующем пороговом элементе, сигнал с которого поступает в блок сигнализации, в котором загоранием лампочки индикатора определяется одна из трех степеней мастита и адрес четверти вымени. 1 ил. со 4 О о