Вимірювання удою та інтенсивності молоковиділення

 

Мета роботи:

• Ознайомитись з приладом для вимірювання удою та контролю інтенсивності молоковиділення.
• Розглянути принцип побудови приладу та його основні властивості.
• Отримати практичні навички роботи зі стендом в ході виконання лабораторної роботи.

 

 

Огляд методів та засобів для вимірювання удою та контролю інтенсивності молоковиділення.

Принцип роботи доїльних апаратів ґрунтується на законах аеро- і гідродинаміки. Різниця між тиском у вим'ї і в доїльних стаканах відкриває сфінктер (кільцевий м'яз). Молоко після цього витікає з дійки. Існують певні фактори навколишнього середовища (час, місце, послідовність операцій на вим'ї, запуск у роботу вакуумнасоса та ін.), які збігаються в часі з актом доїння. В результаті цього, а також багаторазового доїння в сталих умовах на фермі у корів формуються умовні рефлекси молоковіддачі і виробляється стійкий стереотип поведінки під час машинного доїння.

Однин з напрямків в розвитку доїльної техніки пов’язаний з управлінням процесом машинного доїння корів по величині потоку молока, зміні вакуумметричного тиску, частоти пульсацій. Створення давачів потоку та підрахунку кількості молока має велике господарське значення в боротьбі з маститами, дозволяє ефективно вести роботу на фермах великої рогатої худоби. Основним робочим вузлом доїльної установки є доїльний апарат. Через нього відбувається контакт машини з тваринами.

Показовими у галузі доїння корів є розробки фірми «Вестфалія Ландтехнік» (Німеччина). Вона поставляє мікропроцесорний пристрій Метатрон, призначений для автоматизованого управління доїнням і знімання комплексу зооветеринарних показань кожної корови.

Пристрій характеризується високою точністю вимірювань, компактністю. Вони прості й надійні в експлуатації, мають низьковольтне живлення (24 В). Після комплексних випробувань у НДІ молочного господарства (м. Кіль, ФРН) ці прилади сертифіковані Міжнародним комітетом з продуктивності тварин (IСАR) і рекомендовані для молочного виробництва як еталонні [1, 4].

Метатрон складається з електронного керуючого блоку з відеотерміналом та вимірювальної ємності. Термінал розміщений в корпусі з нержавіючої сталі. Зовні він являє собою невеликий операторський пункт, панель якого обладнана клавішами введення команд, цифровим табло, малими світловими індикаторами й великою сигнальною лампочкою, покажчиками кодів символів (піктограм контрольованих параметрів). Пульт закріплюють біля стояка доїльного станка на рівні очей дояра-оператора. Герметична компактна ємність (малогабаритна мірна посудина з прозорого пластику), що добре промивається легко монтується на молокопроводі біля верхнього краю траншеї доїльного майданчика. Молоко в ємність надходить плавно, без порушення стабільності вакууму й процесу видоювання. Функціональний принцип вимірювання дає змогу точно фіксувати надій без урахування утворюваної піни (навіть за великої кількості надоєного молока). Можливе автоматичне взяття проб у вигляді окремої дози молока для його оцінки шляхом підключення пробовідбірника (невеликого прозорого циліндра). Управління електронною системою приладу здійснюється від мікропроцесора розміщеного в терміналі. Автоматично фіксується максимальна й середня молоковіддача, тривалість видоювання, абсолютний і відносний надій і багато інших лактаційно-фізіологічних параметрів кожної тварини, що дає змогу швидко розпізнавати, виділяти тугодійних, малопродуктивних або нездорових корів і виключати їх із обслуговуваного стада. Крім того пристрій виконує всі функції автоматичного регулювання роботи доїльної установки включаючи стимуляцію молоковіддачі, додоювання, знімання стаканів, а також управління воротами – розподільниками потоків руху корів у доїльному залі і промивання всіх молочних ліній за спеціальною програмою. Про всі відхилення у «штатному» проходженні доїння корови оператора попереджають світлова або звукова сигналізація. Передбачені ручне введення окремих команд, запит додаткових свідчень (про якість молока, годівлю, стадії лактації, стан здоров’я корови тощо) і діалоговий режим роботи з оператором. Останні моделі Метатрон обладнані сенсорними датчиками Кіскофф, що контролюють положення доїльних стаканів на дійках тварини. Якщо з вимені спаде бодай один стакан (у цьому разі підвісна частина апарата опиняється на підлозі – це справжнє лихо для операторів доїльних машин), чутливі сенсори миттю, за дві секунди, відмикають вакуум і сповіщають про те, що сталося, дояра. Нововведення унікальне, і його використання на великих високопродуктивних установках (скажімо, типу «карусель») важко переоцінити.

Дане обладнання має високу ціну, тому використання цієї доїльної системи українськими фермерами, нажаль, неможливо.

Вітчизняним пристроєм для вимірювання удою є маніпулятор для доїння МД-Ф-1-02, який призначений для автоматичного доїння та додоювання корів, зняття та відведення від вимені доїльних стаканів, вимірювання удою від корови при кожному доїнні [6]. Вони використовуються на доїльних установках для доїльних залів. Автомат управління маніпулятора забезпечує контроль за доїнням та удоєм, видає команди маніпуляторам. Він складається з восьми пультів, давачів, блока живлення. Пульт призначений для управління маніпулятором і обліку удою молока. Молоко від доїльного апарата по молочному шлангу поступає в забірник давача і далі по заспокоюючому пристрою попадає в двохкамерний ковш, що качається. Коли ковш перекидається, залитий в його корпусі постійний магніт діє на контакт, що підключений до пульта. В пульті схема блока доїння обробляє інформацію, що поступає від давача молока, підраховує кількість надоєного молока і, в залежності від інтенсивності молоковіддачі, видає відповідні сигнали електромагнітним клапанам. Блок доїння складається з електронної схеми підрахунку та схеми управління виконавчими пристроями. Основним недоліком даного блоку управління є застаріла елементна база. Електронні схеми реалізовані на елементах жорсткої логіки. Це призводить до ряду недоліків: велика маса та габарити приладу, низька надійність і т. д.

 

 

Зовнішній вигляд лабораторного стенду приведений на рисунку 1. 1. Даний стенд створений на основі сучасної елементної бази з використанням мікропроцесорної техніки. Стенд складається з ковшового датчика (1), в який за допомогою мірної ємкості (2) подається вимірювана рідина. При подачі необхідної маси рідини мірний ковш змінює своє положення. Кожна зміна положення ковша фіксується геконовим датчиком і відображується на світло індикаторі (3). Кнопка «Пуск» (4), що знаходиться на панелі світло індикації відповідає за обнулення лічильника та перезапуск підпрограми контролю інтенсивності моловиділення.

 

 

У пристрої реалізовано блок передання інформації про індивідуальний удій тварини до лічильника загального удою типу ЦНС-01. Передання даних здійснюється за допомогою двопровідної гальванично ізольованої лінії зв’язку, яка забезпечує високу завадостійкість.

Після подачі напруги пристрій автоматично визначає, у якому стані знаходиться геркон (замкнутому йди розімкнутому). Якщо в замкнутому, то згодом пристрій реагує на розмикання геркона, якщо в розімкнутому – на замикання.

Протягом 2 хвилин після натискання кнопки “ПУСК” пристрій вимірює кількості удою і індикатор холостого доїння (5) не світиться при будь-якій інтенсивності доїння.

Після закінчення 2 хвилин після початку доїння пристрій починає крім кількості удою вимірювати інтенсивність доїння. Якщо інтенсивність знижується до 0. 2 кг/хв., починає мерехтіти світлодіод індикатора холостого доїння. У випадку збільшення інтенсивності доїння вище 0. 2 кг/хв світлодіод перестане мерехтіти. При повторному зниженні інтенсивності доїння світлодіод почне мерехтіти знову.

Структурна схема пристрою наведена на рисунку 1. 2

 

 

На вхід схеми подаємо напругу 27 В, на виході вторинного джерела живлення (ВДЖ) отримуємо напруга номіналом в 5В, яка живить мікроконтролер (МСU). Ковшовий давач (КД) при зміні свого положення під дією вимірювальної величини створює та посилає електричний імпульс на відповідний вхід мікроконтролера. Мікроконтролер – призначений для обробки вимірювальної інформації, яка переставлена у цифровому вигляді, керування потоками інформації, забезпечення обміну даними між окремими частинами ІВС та зовнішніми пристроями.

Після обробки вхідних сигналів мікроконтролер відправляє цифровий код на пристрій світлодіодної індикації (HD) та на лінію передачі даних (ЛПД).

 

 

Увімкнути блок живлення в мережевий роз’єм.

Дочекатись доки почне світитись індикатор приладу ІД-02.

Набрати в мірну ємність рідину (в цілях економії молоко замінюємо водою) та встановити зливний резервуар під мірним ковшем.

Наливати воду в мірний ковш до моменту зміни його положення.

Після зміни положення ковша кількість рідини визначається по мірній ємкості.

Натискаємо кнопку «Пуск» (1) для обнулення значень лічильника.

Залишити стенд увімкненим протягом двох з половиною хвилин.

Переконатись що почав мерехтіти світлодіод індикатора холостого доїння (2)

 

 

Поступово вилити увесь зміст мірної ємкості у мірний ковш. Обрахувати масу рідини за показами лічильника (з урахуванням пункту 2. 5)

Порівняти кількість потрібної рідини для зміни положення ковшового датчика в двох станах та обчислити різницю.

Заповнити таблицю та зробити висновки по роботі.