Устройство для измерения силового воздействия сосковой резины на конец соска вымени коровы
Владельцы патента RU 2686809:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для контроля за работой доильных машин. Устройство включает искусственный сосок вымени и измерительный мост. Измерительный мост состоит из измерительного и трех компенсационных тензорезисторов, соединенных между собой и последовательно с аналого-цифровым преобразователем. Преобразователь соединен с микрокомпьютером, подключенным к блоку питания и дисплею. При этом измерительный тензорезистор установлен в зоне схлопывания сосковой резины с возможностью определения ее силового воздействия на сосок вымени, которое может свидетельствовать о безопасном или не безопасном доении. Повышается точность измерения силового воздействия сосковой резины на конец соска коровы. 2 ил.
Изобретение относится к устройствам для контроля за работой доильных машин и может использоваться при наладке, техническом обслуживании и эксплуатации доильных аппаратов.
Известен прибор для определения давления сосковой резины доильного стакана на сосок животного, содержащего датчик, выполненный в виде помещенных в трубчатом корпусе четырех шариков, которые расположены диаметрально противоположно на горизонтальном основании и выступают из корпуса, на наружной стенке которого установлена опорная втулка. По центру корпуса на шариках лежит шарик, на который опирается установленный в корпусе шток, взаимодействующий с механическим измерительным устройством, закрепленным на корпусе посредством винта. Штока измерительного устройства проградуирована в килограммах (патент SU 327904, М. Кл. A01J 7/00, опубл. 02.11.1972, Бюл. №6).
Недостатком данного устройства является механический способ измерения путем большого количества «паразитных» звеньев, которые могут засориться и отображать неверную величину измерения. Основным недостатком является то, что на данном приборе невозможно определить силовую нагрузку от сосковых резин с сечением резины отличным от круглого.
Известно устройство для определения давления сосковой резины на сосок животного, включающее в себя корпус в виде искусственного соска с опорной втулкой и крышкой и установленный на ней измерительный прибор, в корпусе на противоположных сторонах установлены электроды, которые по средствам выводов связаны с измерительным прибором, причем полость внутри корпуса заполнена угольным порошком, в крышке установлен шток-регулятор с возможностью продольного перемещения для изменения плотности угольного порошка при тарировке (патент SU 1009350, МПК A01J 7/00, опубл. 07.04.1983, Бюл. №13).
Недостатком данного устройства является неточность измерения для сосковых резин, сечение которых отлично от круглого. Силовое воздействие замеряется по сопротивлению угольного порошка, который меняет сопротивление между электродами, но при воздействии круглой резины порошок будет укладываться в линию, сопротивление будет справедливо измерено, при воздействии треугольной резины в трехлучевую звезду, и данные будут не справедливы.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) к предлагаемому изобретению является искусственный сосок для измерения силового воздействия сосковой резины, включающий в себя корпус, внутри которого установлен выполненный в виде винта шток с уплотняющим кольцом. В штоке выполнен канал для подачи заменителя молока к клапанному механизму. В нижней части штока имеется седло клапана, который опирается на пружину. На конце корпуса соска установлен эластичный наконечник с отверстием конической формы, причем диаметр выходного отверстия меньше диаметра выходного канала. На наконечнике установлены под углом 120° один к другому три контакта в виде шаровых головок. На поверхности корпуса соска имеются три выемки, расположенные под углом 120° одна относительно другой, в которых установлены тензоэлементы в виде консольных балок, закрепленных с одной стороны винтом. На балки с двух сторон наклеены тензодатчики, середина базы которых находится на расстоянии 2/3 от основания соска. Провода от контактов смыкания и тензодатчиков укладываются в канавки и выточки в корпусе соска (патент SU 648173, МПК A01J 7/00, опубл. 25.02.1979, Бюл. №7).
Недостатком данного устройства является невозможность определения силового воздействия в точке воздействия от смыкания сосковой резины, то есть на конце соска вымени, которое могло бы выявить приспособленность сосковой резины к безопасному доению. К недостаткам можно отнести и сложность конструкции, устройство оснащено комплексом для измерения вакуума смыкания и клапанным механизмом в корпусе соска.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности измерения силового воздействия сосковой резины на конец соска коровы для выявления приспособленности сосковой резины к безопасному выдаиванию животных, за счет использования тензометрического комплекса для измерения изменения электрического сопротивления тензорезистора в процессе его деформации при такте сжатия сосковой резины и возможность использования с сосковыми резинами разных модификаций (вид сечения, материал, особенности конфигураций).
В результате использования предлагаемого изобретения повышается точность измерения силового воздействия сосковой резины за счет измерительного моста, состоящего из тензорезисторов, а также за счет крепления измерительного тензорезистора на конце соска коровы появляется возможность определить сосковую резину, обеспечивающую безопасное доение за счет щадящего воздействия на конец соска вымени коровы.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для измерения силового воздействия сосковой резины на конец соска вымени коровы, включающее искусственный сосок вымени, согласно изобретению, снабжено измерительным мостом, состоящим из измерительного тензорезистора и трех компенсационных тензорезисторов, соединенных между собой, и последовательно с аналого-цифровым преобразователем, который соединен с микрокомпьютером, подключенным к блоку питания и дисплею, при этом измерительный тензорезистор установлен в зоне схлопывания сосковой резины с возможностью определения ее силового воздействия на сосок вымени, которое может свидетельствовать о безопасном или не безопасном доении.
Входящие в устройство тензорезисторы обладают высокой чувствительностью измерения и минимальной погрешностью, Искусственный сосок обладает необходимой упругостью и является полым, что близко имитирует сосок животного. Обработка сигнала от тензорезисторного моста, состоящим из измерительного тензорезистора и трех компенсационных тензорезисторов, соединенных между собой, производится 24-битным аналого-цифровой преобразователем для весов. Вывод обработанных данных производится в цифирном эквиваленте и отображаются на экране дисплея.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2, где на фиг. 1 представлена общая схема устройства для измерения силового воздействия сосковой резины на конец соска вымени коровы, на фиг. 2 представлены искусственный сосок вымени коровы с измерительным тензорезистором и контроллер.
Устройство содержит искусственный сосок 1, на котором установлен измерительный тензорезистор 2, три компенсационных тензорезисторов 3, аналого-цифровой преобразователь 4, микрокомпьютер 5, LCD дисплей 6 и блок питания 7, контроллер 8.
Измерительный тензорезистор 2 и три компенсационных тензорезистора 3 соединены между собой и образуют компенсационный мост, который соединен с аналого-цифровым преобразователем 4. Аналого-цифровой преобразователь 4 подключен к микрокомпьютеру 5 с LCD дисплеем 6, запитанному от блока питания 7. Контроллер 8 включает в себя три компенсационных тензорезистора 3, аналого-цифровой преобразователь 4, микрокомпьютер 5, дисплей 6 закрепляется на верхней части контроллера 8, блок питания 7
Устройство для измерения силового воздействия сосковой резины на конец соска вымени коровы работает следующим образом.
На искусственный сосок 1 наиболее точно описывающий реальный сосок вымени коровы, закрепляется измерительный тензорезистор 2, устанавливают измерительный тензорезистор 2 в зоне схлопывания сосковой резины, что позволяет определить ее силовое воздействие на сосок вымени, которое может свидетельствовать о безопасном или не безопасном доении., для обеспечения работы измерительного тензоризистора 2, необходимо соединить его в мост Уитстона с тремя компенсационными тензорезисторами 3, сигнал от которых обрабатывается при помощи аналого-цифрового преобразователя 4. Обработанные данные поступают на микрокомпьютер 5, который последовательно соединен с блоком питания 7, информация выводится на дисплей 6 контроллера 8.
Устройство для измерения силового воздействия сосковой резины на конец соска вымени коровы, включающее искусственный сосок вымени, отличающееся тем, что снабжено измерительным мостом, состоящим из измерительного тензорезистора и трех компенсационных тензорезисторов, соединенных между собой и последовательно с аналого-цифровым преобразователем, который соединен с микрокомпьютером, подключенным к блоку питания и дисплею, при этом измерительный тензорезистор установлен в зоне схлопывания сосковой резины с возможностью определения ее силового воздействия на сосок вымени, которое может свидетельствовать о безопасном или не безопасном доении.
