Устройство для измерения доз молока при машинном доении

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1656597 (6l) Дополнительное к авт. саид-ву-(22) Заявлено 14.09.76 (21) 240!374/30-15 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5l) И.К .

АО! J 7/00

G 01 F 11/00

Государственный комнтет

СССР оо делам наооретеннй н открытнй (53) УДКб37. 125 (088.8) Опубликовано 15.04.79. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания fS, 04. f9 (72) Авторы изобретения

Г. P. Носов, В. A. Кондратец и В. Ф. Пащенко

Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДОЗ МОЛОКА

ПРИ МАШИННОМ ДОЕНИИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам контроля и управления машинным доением животных, и может быть использовано в ряде отраслей промышленности при измерении объема периодически выводимых доз жидкости.

Известны устройства для измерения доз молока при машинном доении, содержащие два расположенных на фиксированном участке молокопровода высокочастотных датчика с автогенераторными преобразователями, измерительный контур, счетчик импульсов и стабилизатор режима автогенератора, содержащий последовательно соединенные операционный усилитель с подключенным ко второму его входу задатчиком, элемент ключа, элемент памяти и регулируемый блок питания (1).

Ввиду измерения трех параметров — скорости движения молока, заполнения трубопровода и времени перемещения жидкости — точность таких устроиств сравнительно невысокая.

Наиболее близким по технической сущ- ности к изобретению является устроиство для измерения доз молока при машинном доении, которое имеет приемную камеру, установленную между коллектором доильного аппарата и общим молокопроводом. На суженн ном выходе приемной камеры уста новлен электромагнитный клапан, управляющий потоком молока, а на входе — впускной и обводной патрубки для подачи молока и отвода имеющегося в нем воздуха в общий молокопровод. На суженном участке приемной камеры расположен емкостный воспринимающий элемент, образующий совместно с автогенервторным преобразователем высокочастотный датчик дозы молока. Сигнал высокочастотного датчика, пропорциональный объему молока в измеряемой дозе, усиливается усилителем и после преобразователя напряжение — число импульсов пода15 ется на регистрирующий преобразователь, представляющий собой электронный счетчик импульсов. Измерительный контур устройства, кроме усилителя, содержит стабилизатор режима: Стабилизация режима автогенераторного преобразователя перед изме2с рением объема молока в мерной камере осуществляется изменением питающего напряжения путем подсоединения генератора импульсов к одному из входов счетчика в зависимости от величины сигнала на выходе

1 », б>5>< ) 7

<>1l(j)3lllioililof Усилптел)!. С,<)отв(т< 1в l<>lflll(II(рекл1<> !(1<ив 1((. lieé H устр<)йсTEI(()(уlli

I<. I ÿ)о 1 сil (п()11<) II! Iiк) бл() l(11 у и ря H.!(11 и)1 21

В >T<) c1 j)oè(Th< и(обс cll(")ив(1(т(н Eihfcc>l(()ll т<) 1!I<)() и измерения <>бъсм;! 1(), lока пв!1,(у ступ(í!Hòoãî изменения напряжения

fin выходе 1(Hg)j)oHIfaлогощ)го преобразователя и значительной ширины зоны нечувствительности стабилизатора ре>кима явтогенераторного преобразователя, определяемой разностью уровней срабатывания пороговых элементов. Причем ширину ionы нечувстви- <в тел ьности нельзя су>цествен но сузить, так кяк при уменьшении ее в результате нестабильности уровней срабатывания прроговых элементов устройство теряет работоспособность. Кроме того, при работе стабилиза. тора режима автогснераторного преобразователя возника!от большие псререгулирования, что вводит автогенера,ор в неблагоп!)иятный режим по питающему напряженик), снижает качество стабилизации предписанного уровня выходного сигнала. При изменении питающего напря>кения в широких, пределах достаточно сильно меняется наклав статической характеристики автогенераторного преобразователя, что приводит к снижению точности измерения объема молока в дозах. 25

Целью изобретения является повышение точности измерения доз молока при машинном доении.

Цель достигается тем, что регулирующий з(( элемент стабилизатора режима выполнен в виде управляемого делителя, который соединен с усилителем; причем усилитель выполнен операционным.

Кроме того, регистр ир ующий п реобразо-. ватель содержит запоминающие емкости, одна из. которых непосредственно, а другая ЗЗ через элемент ключа соединены с управляемым делителем, выход которого связан с эмиттерным повторителем.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для измерения доз молока при ма-. шинном доении; на фиг. 2 — блок-схема регистрирующего преобразователя:, на фиг. 3 — блок-схема управления.

Устройство для измерения доз молока при машинном доении содержит приемную камеру с электромагнитным клапаном 2 и емкостным воспринимающим элементом 3.

Емкостный воспринимающий элемент связан с автогенераторным )преобразователем 4, выход которого подсоединен к входу измерительного контура, включающего операционный усилитель 5 и стабилизатор режима, состоящий из операционного усилителя 6, ьычитающий вход которого соединен с задатчиком 7 объема не учитываемого при измерении молока, а выход операционного уси- ss лителя подсоединен посредством элемента ключа 8 к элементу памяти 9. подключенному к управляемому делителю 1О, являюще

"lуся 1>(i t, 1 (! рук>и(им э;!(м(1!то<1. У< 1 роЙс1 н<) гя кж(с(): j»1(fl l j)cгистри р f<>If(f1 ff ff j)c<)f)j)EIзов;! !с,!ь 11 и бл<>к упрс)в;!ени>! 12, <.с>сдиненный с ffy?f!c;IT<>j)of<1 д<>ильного аппарата.

Регис) рпрук)щпй прс<)брязовятсль содержит управляемый делитель 1, 3, ныпс> ln(нный ня полевом транзисторе с эмитт(рным повторителем 14. С входом управляемого (слит(ля связана 3;! !!Омина!Оп(я я еМ f(ocть 15, а ерез элемент клк)ча 16 нодсоединеня a;)ff<>минаю(цая емкость 17. Змиттерп)!й повторитель соединяется с измернгельным прибором или другим преобразователем.

Блок управления содержит трип ер 18 и логинеский элемент И--HH:., представляющий собой соединение логического элемен-, та И 19 и логического элемента НЕ 20.

Один вход логического элемента И соединен с одним из выходов триггера, а . второй вход — с выходом логического элемента

НЕ.

Устройство для измерения доз молока при маши!иом доении работает следующим образом.

При доении животного молоко поступает в приемную камеру 1. Если электромагнитный клапан 2 обесточен, молоко накапливается в мерной камере, так как выходное отверстие закрыто шаровым запорным органом. ЕMKocTHb!H воспринимающий элемент

3 совместно с автогенераторным преобразователем 4 преобразуют объем молока в выведенной дозе в постоянное напряжение, которое поступает на суммирующий вход операционного усилителя 5 и регистрирующий преобразователь 1.

Изменение управляющих сигналов приводит к изменению состояния электромагнитного клапана 2, элемента ключа 8 и регистрирующего преобразователя 11. При этом шаровой запорный орган электромаг-, нитного клапана поднимается, открывая выпускное отверстие приемной камеры. Молоко вытекает в сборную емкость. Очередная движущаяся доза молока также направляется в сборную емкость. В регистрирующем преобразователе 11 прерывается связь с операционным усилителем 5. (Элемент ключа 8 соединяет выход операционного усилителя 6 с элементом памяти 9).

В процессе вытекания молока из приемной камеры сигнал автогенераторного преобразователя 4 уменьшается и принимает минт(мальное значение при полном освобождении камеры. Ввиду налипания на стенки приемной камеры осаждающихся компонен- тов молока, изменения температуры окружа. ющей среды и параметров автогенераторного преобразователя его минимальное значение сигнала не остается постоянным, что может привести к погрешности определения объема молока в дозе, так как полезный сигнал будет суммироваться с.изменяющимся начальным минимальным сигналом. На операционном усилителе 5 ми)!имальное знаf j5>t j5)! I7 и

$6

В предлагаемом устройстве контроля доз молока обеспечивается плавная бесступенх(атая установка предписанного режима, что позволяет повысить точность установки на чального значения неучитываемого объема молока, а значит повысить и точность измерения параметра. Установка предписанного режима из((ерительного контура без регудирования параметров автогенераторного преобразователя позволяет работать ня статической характеристике с неизменным «аклоном и исключить перерегулировяние в системе и опасные понижения и превышения питающего автогенератор напряжеиия. It И И((И И <)1)1 3 fST(< I (Н(PЯ Т<)P Il<)I O И !)((>f)P;I;3< >Isч х f1 p<> вл5((мог<) .It . Ill Г(. )ч 1(! E;(. . I ff. режим япто. еиер IT()p! Ioãо ирсобразовятеля буl(".! соотн(1стиоиять п(>с, (fille 3иномУ, II3 Bfilx о, If. () f l (. p 3 l I l f o I I I f o f o ч с и л и Г (.1 я и ол ъ 3 и м (è гнал, хярякт(ризующий иа (яльное значение обьема молоки. к.)торое не учитывается емкостным воспринимающим элементом 3. Вы.х(>ли<>й сип(ал Операционного усилителя 5 ня операционном усилителе 6 сравнивается с сипf3ë()м эадятчика 7 объема не учитываемого ири измерении молока. Если на устройство не действуют дестабилизирующие факторы, ня выходе операционного усилителя 6 будет определенное установленное знячсиис напряжения (условный нуль). В случ;и в IIIHIIHsl помех на выходе операционного усилителя б floHBHTcH дополнительный сигнал рассогласования, характеризующий уход режима автогенераторного преобразователя от предписанного значения. Сигнал рассогласования увеличивает или уменьшает установленное значение напряжения на выходе операционного усилителя б. Этот сигнал через замкнутый элемент ключа 8 поступает на элемент памяти 9, а затем на вход управляемого делителя 10. Под действием сигнала рассогласования изменяется напряжение на выходе управляемого делителя 10., которое подается на вычитающий вход операционного усилителя 5. Изменение напряжения будет происходить до момента, пока, например, увеличенное начальное напряжение автогенераторного преобразователя 4 не будет скомпенсировано. При этом выходной сигнал операционного усилителя

5 будет соответствовать начальному значению объема молока, которое не учитывается емкостным воспринимающим элементом 3, а сигнал операционного усилителя 6 равен установленному значению.

Ввиду того, что связь регистрирующего преобразователя l I с выходом операционного усилителя 5 прервана, режим работы управляемого делителя 13 не изменяется, и напряжение на выходе эмиттерного повторителя 14 остается постоянным. На выходе регистрирующего преобразователя 11 действует напряжение, сформированное запоминающей емкостью 15. Это напряжение пройорционально объему измеренной дозы мо- лока. При регулировании режима измерительного контура, элемент ключа 16 разомкнут, и запоминающая емкость 17 заряжается до напряжения, соответствующего начальному значению объема молока. В конце такта отдыха, при пропускании очередной движущейся дозы молока в сборную емкость, размыкается элемент ключа 8, и на элемен|e памяти 9 запоминается предписанный режим автогенераторного преобразователя, одновременно. закрывается электромагнитный клапан, а элемент ключа 16 регистрирующе($

26 зо

3$ ls ь го tip(оор;):«овят(ля I I <к )яе)ся и разомкнутом состоянии (як h;Ih 3.!<.hòp(>s!;If ISHTffffé клана и 2 S<) K pl>1 f)i!CT(:SI, B l)J) lit м ИОЙ Кя М(p(» 1 B

T3 VT(СОС)1 ИВ<)(ТСЯ (1<). It >f(O И IS CO ответстпии с тим ув(г)ичии()(1ся сип)ял на в>)ход(oH(рацион«оп> усилителя i> и 33II()-!

Sf IS H3 lOIlI(с м ко<. ГИ I 7. В ТЯ кТе ()1;lf»f!(3 33мыкается элем(иг ключа Ifj и напряжении на емкостях 15 и 17 выравниваются, если имело место несоответствие. Ня выходе эмиттерного новгорителя 14 действует усредненный сигнал, полученный при измерении двух. доз молока.

Соответствукнцие переключения при работе устройства осуществляются блоком управления 12. При поступлении импульса от пульсатора доильного аппарата на триггер

18 он переходит в новое установившееся положение, при котором с одного его выхода поступает сигнал, включаюц(55Й электромагнит 2 и замыкающий элемент ключа 8, 3 с другого подается напряжение на один из входов логического элемента И 19. Ввиду того, что на прямом входе логического элемента 19 при этом действует нуль, а на инверсном входе, связанном с пульсатором доильного аппарата через логический элемент

НЕ 20 — единица, а затем нуль, в течение всего цикла на выходе логического элемента 19 сигнал отсутствует, и элемент ключа

16 разомкнут. Такое состояние блок управ.ления сохраняет в течение всего цикла, когда пропускается доза. молока в сборную емкость и регулируется режим измерительного контура . При поступлении очередного импульса от пульсатора доильного аппарата триггер 18 на весь новый цикл возвращается в исходное положение, электромагнитный клапан 2 обесточивается и закрывается, элемент ключа 8 размыкается, в приемную емкость 1 поступает выдаивяемое молоко.

Так как на прямом входе логического элемента 19 действует единица, а на инверсном — нуль, а.затем единица, на выходе логического элемента 19 -появится сигнал только в такте отдыха, следовательно, элемент ключа 16 замкнется только тогда, когда мслоко полностью войдет в приемную камеру и напряжение на запоминающей емкости 17 достигнет максимального значения. 56597

Формула изобретения

Я г.1 ндцкцп аРнаму

u àpó

К ре iстрирунш

ЬреаБраьоЬатея ульсалара л электронаган клапйна

Составитель 3. Сидора

Редактор Н. Аристова Техред О. Луговая Корректор И. Муска

Заказ 1625/2 Тираж VF4 Поднисное

ЫНИИПИ Государственного комвтета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, .Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ФилиаЛ ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

1, Устройство для измерения доз молока при машинном доении, содержащее приемную камеру с электромагнитным клапаном; высокочастотный датчик, состоящий из воспринимающего элемента и автогенераторного преобразователя, блок управления, измерительный контур, включающий усилитель и стабилизатор режима, состоящий из операционного усилителя с задатчиком, соединенного через элемент ключа и элемент памяти с регулирукгщим элементом, причем усилитель соединен с регистрирующим преобразователем и операционным усилителем стабилизатора режима, а блок управления — с регистрирун>щим преобразователем, элементом ключа. стабилизатора режима, а также с пульсатором и электромагнитным клапаном приемной камеры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения доз молока, регулирующий элемент стабилизатора режима выполнен в виде управляемого делителя, который соединен с усили8 телем, причем усилитель выполнен операционным.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регистрирующий преобразователь содержит запоминающие емкости, одна из которых непосредственно, а другая через элемент ключа соединены с управляемым делителем, выход которого связан с эмиттерным повторителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 550148, кл. А 01 J 7/00, 1974.

2. Материалы Всесоюзной научной конференции по вопросам обеспечения сельского хозяйства измерительными и регулируюта щими приборами, устройствами и лабораторным оборудованием, развития метрологии в сельском хозяйстве, доклад Пащенко В. Ф.

«Самонастраивающиеся электронные устройства для контроля молокоотдачи и управления процессом машинного доения», М., 1975, с. 25.