Электронное устройство для диагностики мастита у коров Советский патент 1991 года по МПК A01J5/13 

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

Целью изобретения является повышение точности диагностики мастита и эффективности использования устройства

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит из герметичного корпуса 1, выполненного из диэлектрического материала, установленного между верхним коллектором 2 штатного доильного аппарата с молочными патрубками 3-6 и между нижним коллектором 7, который подключен в молокопровод 8. Полость 9 верхнего коллектора 2 сообщается с трубкой осевого сливного отверстия 10 молокопро- вода, подключенной через нижний коллектор 7 к молокопроводу 8. В полости 9 установлено кольцо 11 с четырьмя крыльями молокоотборников 12. которые расположены над четырьмя углублениями 13 корпуса 1 с дренажными каналами 14, и электродами 15 измерительных каналов электропроводности молока. Выходы электродов 15 соединены между собой и подключены через детектор 16 к входу первого порогового эпемента 17, который содержит операционный усилитель 18 и потенциометр 19 для установки порога срабатывания. Выход детектора 16 также подключен к входу второго порогового элемента 20, который содержит операционный усилителе 21 и потенциометр 22 для установки порога срабатывания, снабженный шкалой 23, проградуированной в величинах степени поражения четверти вымени животного маститом, например 0 - отсутствие мастита, Н - начальная форма мастита; К - клиническая форма мастита.

Выход первого порогового элемента 17 подключен к первому входу бпока управления 24, который содержит два исполнительных элемента 25 и 26, например тиристоры. Управляющий вход тиристора 25 подключен к выходу логического элемента И 27. Входы

элементов И 27 и 28 образуют два входа блока 24 управления, первый из которых подключен к выходу порогового элемента 17. а второй вход блока 24 управления подключей к выходу реле 29 времени, которое содержит операционный усилитель 30, входные цепи которого содержат переменный 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

5 адресами А, В, С, D, соответствующие адресам четвертей вымени животного, к которым подключены патрубки 3-6 соответственно. Вход первой линии коммутатора 34 подключен к выходу генератора 35 сигнала, который

0 подключен к источнику тока Е. Вход второй линии коммутатора 34 подключен к источнику тока -+U, а четыре выхода второй линии, также, обозначены А, В. С, D, и подключены к блоку 36 сигнализации, а именно, к индикаЬ юрам, например светодиодам 37-40, через ограничивающие ток резисторы 4 i 44 соот ветственно. Указанные светодиоды расположены на внешней поверхности корпуса 1 под соответствующими их индексу А, В, С,

0 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

5 подключены к выходу порогового элемента 20 и к блоку 24 управления, который имеет выходную клемму 49 +U, являющуюся источником тока для блоков 20 и 34, и выходную клемму 50 К для выключения вакуума в кон0 це дойки, Все блоки устройства 17, 20, 24, 29, 34, ЗЬ, 36 расположены внутри корпуса 1 и питаются от вну феннего источника тока, аккумулятора +L или от внешнего источника

5 тока +Е. Под кольцо 11 устанавливаются регулировочные прокладки 51 различной толщины К выходу детектора 16 подключен

вход интегратора 5 среднего уровня электропроводности молока четвертей вымени выход которою подключен к клемме С 53 входа интегратора среднего уровня электропроводности молока в стаде (не показан). выходное напряжение Ur которого подается на установочные входы величины порога пороговых элементов 17 и 20. Выходы второй линии коммутатора 34 подключены также к первым входам четырех компараторов 54 57 соответственно, вторые входы которых объединены и подключены к информа ционному выходу окончания дойки четверти вымени блока управления, которым явлчет- ся выход логического элемента И 28. Выходы компараторов 54 57 подключены соответственно к управляющим входам четырех органов 58 61 перекрытия которые установлены между входными патрубками 3 6 и стаканами штатного доильного аппарата Выходы 54 5/ компараторов также подключены к четырем входам логического элемента И 62, выход которого подключен к управляющего входу блока 24 управления, а именно к управляющему электроду тиристора 26 Выход 26 тиристора является управляющим выходом блока 24 окончания дойки с выходной клеммой К 50 которая подключается к технологическому оборудованию, к блоку 36 сигнализации, а именно к светоди- оду К 46 конец дойки, и к выходу РСПОМО- гательного реле 63 времени Выход вспомогательною реле времени подключен к управляющим входам Сброс четырех компараторов

Усгроисгпо работает следующим образом

Одновременно с включением доильною аппарата подается напряжение L из реле 29 времени, пороговый элемент 1 7 и i енера- тор 35 сигнала, который вырабатывает перс менное напряжение, поступающее на один из выходов второй линии к;.)мму)атора 34, а с него на вход электродов 15 которые уста иовлены в углублениях 13 Из патрубков 3 6 наминает лоступать молоко, соответствующее четвертям вымени ЖИЕЮГНОЮ которым присвоены условные индексы А, В, С D адреса четверти вымени поскольку органы 58-61 перекрытия находятся в нормально открытом положении. Патрубки 3 6 штатного коллектора 2 доильного аппарата направляют струи молока в центр отверстия 10, из которой молоко поступает в нижний коллектор 1 доильного аппарата, а затем Б моло- копровод 8 При этом часть порций молока, поступающих из патрубков 3 6 отбирается крыльями моло оотборников 12 и направляется в углубления 13

На указанном режиме работы устройст ва. когда в начале дойки поступает молоко из сосков вымени, отличающегося повышенной электропроводностью даже для 5 здоровых животных, измерений не происходит, это может привести к ложному обнаружению мастита. На указанном режиме напряжение -+U с клеммы 49 блока управления не выдается на пороговый элемент 20 и

0 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, поступающий на управляющий электрод ти5 ристора 25, который закрыт и не выдает на клемму 49 напряжение U. поэтому измерения задерживаются на время, достаточное для удаления молока из сосков вымени

По истечении указанного времени нако0 пительный конденсатор 32 заряжается через времязадающий резистор 33 до уровня порота, данного переменным резистором 31. поэтому операционный усилитель 30 от крывается и выдает на выход реле 29 време5 ни уровень логической 1. 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

0 в полости 9 коллектора 2 и в углублениях 3 корпуса 1, так как имеет малый порог срабатывания, установленный переменным резистором 19 на операционном усилителе 18. который реагирует на уровень проводимо5 сти не толско маститно;о ни и нормального молока поступающий с детектора 16 от электродов 15 измерительны каналов. На выходе элемента И 27 обра уется 1, которая поступает на управляющий электрод ти0 ристора 25 и открывает его. что ведет к выдаче на клемму 43 напряжения U, поступающего на пороговый элемент 20 и коммутатор 34 Коммутатор 34 последовательно коммутирует выходные контакты А, В С, О

5 первой и второй линии соответственно к выходу генератора 35 и к блоку 36 сигнализации так, что при подаче напряжения на электроды 15, установленные под патрубком 3. подключенным к четверти вымени,

0 которой присвоен индекс А напряжение+U Ь орой линии коммутатора 34 поступает через резистор 41 на светодиод 37. который высвечивает так же индекс А указанной четверти вымени и т д

5

Переменное напряжение поступающее последовательно на входы электродов 15 с генератора 35 создает в слое молока, отобранного крыльями молокоотборников 12 в углубления 13 также переменный ток. пропорционэльный электропроводности молока.

Стабильность объема молока вокруг электродов достигается тем, что части от порций мояока. 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 молока, поступающего от молокоотборников 12, невелик и может регулироваться величиной выдвижения крыльев молокоотборников 12 в струи молока, поступающие из патрубков 3- 6 путем установки под кольцо 11 прокладок 51 различной толщины.

Переменное напряжение с выхода электродов 15, пропорциональное электропроводности молока, поступает на вход детектора 16, который является выпрямителем, на выходе ко юрою формируется уровень постоянного напряжения, также пропорциональный электропроводности молока, который поступает на вход вюрого порогового элемента 20. Элемент 20 является измерителем порога электропроводности молока, так как снабжен потенциометром 22 установки порога со шкалой 23, проградуированнои экспериментально в величинах степени поражения четверти вымени животного маститом

В процессе дойки оператор последовательно устанавливает ручку потенциометра 22 на шкале 23 в положение Н начальная форма мастита, К - клиническая форма мастита, X хроническая форма мастита Начальной форме мастита соответствует электропроводность 7 8 млСм, клинической 12-13 ммСм, хронической 15 16 млСм. Если уровень сигнала с детектора 16 равен или больше порога, установленного переменным резистором по шкале 23, то 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 по одновременному высвечиванию с индексом М одного из индексов А, В, С, D. соответствующего адресу четверти вымени, молоко которой контролируется в данный момент времени.

Одновременно с этим с выхода детектора 16 последовательная серия из четырех сигналов электропроводности молока каждой четверти вымени животного поступает на вход интегратора 52 среднего уровня электропроводности молока четвертей вымени. На выходе интегратора 52 формируется сигнал среднего уровня электропроводности мо-. лока отдельного животного, который через

клемму С 53 поступает на вход интегратора среднего уровня электропроводности молока в стаде. Указанный уровень формируется на основании учета и интегрирования всех

отдельных сигналов, поступающиих от каждого животного в стаде. Полученный средний уровень электропроводности молока в стаде i Uc зависит от общих факторов, влияющих на электропроводность молока в стаде животных, например стойловое или пастбищное содержание животных, количественного и качественного рациона коров и др. причин, которые могут внести ошибку в диагностику мастита. Однако, чем выше элек5 тропроводность молока от действия указанных общих факторов в стаде, тем выше порог срабатывания пороговых элементов 17 и 20, который автоматически повышается путем подачи напряжения U(. на установочные вхо0 ды величины порога указанных элементов. Таким образом ошибки в диагностике мастита автоматически исключаются, что позволяет значительно повысить точность работы устройства по выявлению и диагно5 стике виде мастита у каждого отдельного животного в стаде

При проведении указанных измерений в процессе дойки животного напряжение +1) последовательно выдается коммутатором

0 34 также на первые входы компараторов 54 57 на вторые входы которых одновременно поступает сигнал с выхода логического элемента И 28 блока 24 управления Если ни в одной четверги вымени дойка еще не

5 закончилась то на выходе операционного усилителя 18 присутствует логическая 1, которая поступает на инвертирующий вход элемента И 28 и создает на его выходе О который поступает на вторые входы компа0 раторов 54 -57, ни один из которых не срабатывает Поэтому с выходов компараторов 54 -57 на управляющие входы четырех органов перекрытия 58 61 поступает О напряжение и вакуум действует на все стаканы

5 доильного аппарата

При окончании дойки в одной из четвертей вымени животного поступление молока в данное углубление 13 прекращается, поэтому при его подключении коммутатором 34

0 к генератору 35 на выходе детектора 16 образуется О уровень напряжения, который закрывает операционный усилитель 18, на выходе которого формируется логический О Поступая на инвертирующий вход И 28,

5 логический О формирует на его выходе 1, которая поступает на вторые входы компараторов 54-57 Из четырех компараторов срабатывает именно тот, на первый вход которого поступает напряжение +U с коммутатора 34 и адрес которого совпадает с ад

ресом четверти вымени где закончилось выделение молока Тогда с выходя данного компаратора 1 уровень напряжения поступает на управляющий вход одного из ор- ганон 58 61 перекрытия, который установлен в одном из патрубков 3 6, данной четверти вымени. Орган перекрытия прекращает действие вакуума на данную четверть вымени, что позволяет устранить травмирование освободившейся от молока четверти вымени и рецидивы мастита в ней, что значительно повышает эффективность использования устройства на ферме и расширяет его функциональные возможности. При этом действие вакуума сохраняется на остальные четверти вымени, из которых продолжается выделение молока, что по зволяет исключить остэчу молока в четвертях вымени, застойные явления и рецидивы мастита, а это значительно повышает эф- фективность использования устройства на ферме и расширяет его функциональные возможности.

По мере окончания дойки в каждой из обозначенных адресами А, В, С, О четвертях вымени происходит выключение вакуума в каждой из указанной четверти вымени в соответствии с ее адресом, и на входи логического элемента И 62 поступают логические 1 При срабатывании всех тырех орга- нов перекрытия 58 61 когда процесс дойки закончен для всех четвертей рымени данно го ж и по г мог о на все четь-ре входа И 62 поступают 1 поэтому на его выходе также формируется 1. поступающая на управля- ющий электрод тиристора 26 блока 24 управление Гиристоо 26 открывается и выдает напряжение на клемму К 50 конец дойки которое поступает на технологическое оборудование фермы и полностью от ключает доильный annapai животного Кроме того, напряжение с клеммы К 50 поступает на блок 36 сигнализации а именно на светодиод К 46 конец дойки и на вход вспомогательного реле 63 времени С выхо- да вспомо ательно1 о реле СЗ времени уровень напряжения через несколько секунд после его noci упления выдается на управля ющие входы Сброс четыр х компарато- роч которые выключаются с положения самоблокировки и отключаю1 органы перекрытия Логический элемент И 62, блок 24 управления возвращаются в исходное состояние. При этом задержка сигнала Сброс, поступающего на компараторы 54 - 57 необходима вспомогательным реле времени 63 для того, чтобы успело произойти отключение доильного аппарата прежде, чем устройство вернется о исходное положение готовности к следующей дойке животного.

Формула изобретения 1. Электронное устройство для диагностики мастита у коров, содержащее сообщенные с выходами молочных патрубков измерительные каналы электропроводности молока по четвертям вымени, связанные посредством детектора с входами первого и второго пороговых элементов, реле времени которого и выход первого порогового элемента связаны с соответст вующими первым и вторым входами блока управления, генератор сигналов, посредством первой группы коммутатора связанный с измерительными каналами проводимости молока по четвертям вымени, при этом вторая группа коммутатора включена между токовым выходом блока управления и первыми четырьмя входами блока сигнализации, пятый вход которого подключен к выходу второго порогового элемента, отличающееся тем. что. с целью повышения точности диагностики мастита и эффективности использования, оно снабжено четырьмя компараторами, четырьмя органами перекрытия, установленными на соответствующих молочных патрубках, логическим элементом 4 И, BCHOMOI отельным реле времени и интегратором среднего уровня про водимое™ молока от четвертей вымени, вход которого подключен к выходу детектора, а выход связан с клеммой для подключения к входу интегратора среднего уровня электропрово- димос ги молока в стаде причем выходы второй группы коммутатора также подключены к первым входам четырех компараторов. вторые входы которых обьединены и под ключены к информационному выходу окончания дойки соответствующей четверти вымени блока управления, кроме того, выходы компараторов подключены соответственно к управляющим входам органов перекрытия и к четырем входам логического элемента 4 И, выход которого связан с третьим Р/ОДОМ блока управления, управляющий выход которого связан с клеммой для управления технологическим оборудованием, а также с шестым входом блока сигнализации и с входом вспомогательного реле времени вькод которого подключен к управляющим входам Сброс четырех компараторов

2. Устройство по п. 1. огличающее- L я тем. что оно снабжено интегратором среднего уровня электропроводности молока в стаде, выход которою подключен к установочным входам первого и второго пороговых элементов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к животноводству и ветеринарии. Целью изобретения является повышение точности диагностики мастита и эффективности использования устройства. Электронное устройство содержит установленные на молочных патрубках 3 - 6 органы перекрытия 58 - 61, электроды 15 каналов электропроводности молока, первый 17 и второй 20 пороговые элементы, блок управления 24, реле времени 29 и вспомогательное реле времени 63, блок сигнализации 36, компараторы 54 - 57, коммутатор 34, генератор сигналов 35, логический элемент 4И и интегратор среднего уровня электропроводности молока в стаде. Сигнал об уровне электропроводности молока после задержки на постоянную величину приводит к срабатыванию блока управления 24 и второго порогового элемента 20. Происходят опрос четвертей выемки с индикацией на блоке сигнализации 36 и отключение молочного патрубка, по которому поступает маститное молоко посредством органов перекрытия 58 - 61. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.