Шулятьев В.Н., Рылов А.А., Перескоков Р.Г., Конопельцев И.Г.
ФГБОУ ВПО «Вятская ГСХА» г. Киров. Россия
Введение. В настоящее время, как правило, в передовых хозяй-ствах Кировской области используется современное доильное оборудование. Вместе с тем следует констатировать, что повышение уровня механизации и применение современного доильного оборудования не уменьшило число животных с заболеванием молочной железы и не увеличило продуктивное долголетие животных. Чаше всего, как показывает опыт, к маститу приводят такие ошибки доения, как недостаточный предварительный массаж вымени и передержка доильных стаканов. Помочь оператору определять окончание доения и момент отключения доильного аппарата позволит оснащение их сигнализатором молокоотдачи. Импортные устройства контролируют поступление молока со всего коллектора доильного аппарата в целом, что препятствует получению объективной картины по молокоотдаче в случае неравномерного объема четвертей вымени.
Задачи исследования. Разработать сигнализатор молокоотдачи способный контролировать процесс поступления молока во время доения коров по каждой четверти в отдельности, что позволит, во-первых, выявлять физиологические отклонения в развитии четвертей вымени, во-вторых, своевременно информировать оператора машинного доения о прекращении поступления молока и необходимости перехода к заключительным операциям: машинному додаиванию и снятию до-ильных стаканов с сосков вымени коровы
Методы исследования. Лабораторные испытания выполнены на специально разработанном стенде, оборудованном необходимой аппаратурой соответствующей точности измерений. Молокоотдача измерялась объёмным методом, определяющим объём жидкости за определенное время с последующим пересчетом. Для статистической оценки результатов опыты выполнены в трёхкратной повторности. Статистическая обработка опытных данных при определении математических моделей выполнена на персональном компьютере по программе «STATGRAPHICS Plus for Windows» в модуле «Планирование эксперимента».
Результаты исследования. Эффективность работы автоматических систем управления доением во многом определяется качеством работы первичных преобразователей сигнала. Незначительный перепад сопротивления, пульсирующий поток жидкости, его низкая интенсивность, сочетание различных сред и быстрая их смена в тактах до-ильного аппарата резко снижают точность контроля доения. В подавляющем большинстве разработок [1] и в конструкции сигнализатора молокоотдачи, разработанного на кафедре технологического и энергетического оборудования Вятской ГСХА, заложен принцип измерения электрического сопротивления среды.
На работоспособность и адекватное определение наступления критигческой интенсивности поступления молока определяющее влияние оказывают величина напряжения и расстояние между электродами датчика сигнализатора. Исследования электрического сопротивления молока, проведённые нами в лабораторных условиях [2, 3], показали, что для надёжной работы датчика контроля интенсивности поступления молока в коллектор доильного аппарата в реальных условиях эксплуатации целесообразно использовать в системе первичных преобразователей сигнала напряжение U = 1,75 В, а расстояние между электродами должно составлять L = 7 мм. При таких конструктивных (L) и технологических (U) параметрах условия работы датчика контроля интенсивности поступления молока в наибольшей степени адаптирована к реальным условиям эксплуатации на молочной ферме.
Структурную схему сигнализатора молокоотдачи, разработанного на кафедре, можно охарактеризовать как четырехканальное устройство, каждый канал которого включает электродный датчик, входной преобразователь сигнала, входной интегратор, пороговое устройство и сигнальный светодиод. Схема совпадения и генератор низкой частоты выполнены для всех четырёх каналов. Данное устройство функционально способно контролировать интенсивность поступления молока в коллектор доильного аппарата от каждой четверти вымени коровы.
При конструктивном исполнении электродные датчики (рис. 1) сигнализатора молокоотдачи нами установлены непосредственно в молочной камере коллектора доильного аппарата. Остальные составные элементы сигнализатора молокоотдачи смонтированы в отдельном корпусе, который размещён на рукоятке подключения доильного аппарата к молокопроводу (рис. 2). На лицевую панель корпуса вынесены кнопка «пуск-стоп» и сигнальные светодиоды, в корпусе также размещён блок питания.

Сигнализатор молокоотдачи работает следующим образом. После нажатия кнопки «пуск» (рис. 1 и 2), пока из четверти вымени идет молокоотдача, датчик, размещённый в молочной камере, соответствии с импульсным характером движения отдельных струек молока (молоко извлекается из вымени импульсно и только в такт сосания), формирует дискретный сигнал в виде импульсов тока, протекающего через дат-чик. Причем, чем выше молокоотдача, тем продолжительнее импульсы тока, то есть выше скважность сигнала датчика. Входной преобразователь в соответствии с входными импульсами формирует импульсный сигнал в виде дискретного напряжения. Интегратор преобразовывает дискретный сигнал в сигнал непрерывный.
 

 
Рис. 1. Макетный образец сигнализатора молокоотдачи
Пороговое устройство контролирует уровень напряжения на вы-ходе интегратора (иными словами контролирует уровень молокоотдачи) и при его снижении до уровня, заданного пороговым устройством, включает сигнальный светодиод один из четырёх, соответствующих данном^' каналу (четверти вымени). Цвет для данных светодиодов выбран зеленый. Если молокоотдача интенсивная, светодиод погашен, что свидетельствует о нормальном протекании процесса доения. При снижении молокоотдачи ниже уровня, заданного пороговым устройством, светодиод горит. Свечение светодиода указывает на прекращение молокоотдачи в данной отдельно взятой четверти вымени коровы. Аналогичным образом работают другие три канала сигнализатора, контролирующие оставшиеся три четверти вымени.
 
 
Рис. 2. Общий вид доильного аппарата с сигнализатором молокоотдачи
Когда      молокоотдача прекратится по всем четырем четвертям вымени коровы и будут гореть все четыре светодиода 1, 2, 3, 4, контролирующие отдельные четверти, схема совпадения включает в работу генератор низкой частоты. Генератор низкой частоты формирует сигнал для звукового сигнала и светодиода окончания доения, расположенного в центре (по понятным мотивам нами установлен красного цвета). Звуковой сигнал и мигание красного светодиода свидетельствуют о прекращении фазы основного доения и необходимость перехода оператора машинного доения к заключительному этапу - машинному додаиванию.
В процессе опытной доработки с целью повышения устойчивости работы схемы для каждого канала была введена задержка на включение светодиодов 1, 2, 3, 4 на 4 секунды, что позволило исключить из-лишнее их мигание на ложное срабатывание сигнализатора.
Для удобства практического использования доильного аппарата, снабжённым сигнализатором молокоотдачи, в нём дополнительно был смонтирован блок задержки включения. Данный блок активирует работу сигнализатора через 10 секунд после нажатия кнопки «пуск». Необходимость такой задержки обусловлена технологией доения: дояр перед одеванием доильных стаканов берет подвесную часть доильного аппарата в руку и включает сигнализатор (нажимает кнопку «пуск»). В случае отсутствия задержки сразу же раздается звуковой сигнал и наблюдается мигание сигнальных светодиодов. Введение блока задержки позволило, во-первых, исключить излишние звуковые и световые сигналы до одевания доильных стаканов на вымя коровы и. во-вторых, зарегистрировать на нарушение технологии машинного доения путем сигнализации звуком и миганием светодиода. Срабатывание сигнализации указывает или на задержку оператора в надевании доильных стаканов, или на неправильно и не в полном объёме проведенные подготовительные операции: корова не припустила молоко.
Опытные образцы доильных аппаратов с сигнализаторами молока успешно прошли лабораторные и производственные испытания и до-казали свою работоспособность.

Заключение. 1. Сигнализаторы молокоотдачи целесообразно использовать в составе доильных аппаратов для повседневной дошей при привязном содержании коров, их использование значительно уменьшает психологическую нагрузку на операторов доения, сокращает время доения и снижает вероятность заболевания молочной железы.
2.    Сигнализатор молокоотдачи рационально использовать не только как самостоятельный продукт, но и как элемент технологии обучения и повышения квалификации операторов машинного доения, зоотехнического контроля времени доения каждой из четвертей вымени, профилактики, диагностики и лечения мастита коров.
3.    Разработанный сигнализатор молокоотдачи открывает перспективы по созданию отечественного почетвертного доильного аппарата с электронным управлением электромагнитными пульсаторами, гибким алгоритмом доения и автоматическим съёмом доильных стаканов.
ЛИТЕРАТУРА
1.    Гордиевских М.Л. Контроль интенсивности выведения молока с помощью кольцевых датчиков-электродов / м.Л. Гордиевских.- Техника в сельском хозяйстве.-2006.-№43.-С.17-20.
2.    Оптимизация технологических и конструктивных параметров датчика почетвертного контроля интенсивности выведения / В.Н. Шулятьев; А.А., Рылов: Р.Г. Перескоков; М.И. Рублёв // Улучшение эксплуатационных показателей мобильной энергетики: Матер, б-и Междунар. науч.- практ. конф.-«Наука-Технология-Ресурсосбережение»- Киров; Вятская ГСХА. 2013.- Вып. 14.- С. 186-189.
3.    Шулятьев В.Н. Электрическое сопротивление жидких сред /В.Н. Шулятьев. А.А. Рылов // Улучшение эксплуатационных показателей мобильной энергетики: Матер, б-й Междунар. науч.- практ. конф.-«Наука-Технология-Ресурсосбережение»- Киров: Вятская ГСХА, 2013.-Вып. 14.- С. 181-185.