Обоснование параметров и режимов работы оптоэлектронного устройства для контроля интенсивности потока и количества молока

• Автор: Моренко, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Зерноград
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
1 АНАЛИЗ СРЕДСТВ УЧТА И КОНТРОЛЯ ПОТОКА МОЛОКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ДОЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ЕГО ПРОИЗВОДСТВУ.
1.1 Технологические и зоотехнические требования к современной системе учта на предприятии по производству молока

1.2 Способы и устройства для измерений интенсивности потока молока.

1.3 Структура молоковоздушного потока.

1.4 Способы и устройства измерений параметров двухфазных потоков

1.5 Научная гипотеза, цель и задачи исследования

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА КОНТРОЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОТОКА И КОЛИЧЕСТВА МОЛОКА С ПОМОЩЬЮ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

2.1 Обоснование способа контроля интенсивности потока молока

2.2 Обоснование типов излучателя и примника оптического измерительного преобразователя интенсивности потока молока
2.3 Влияние объмной концентрации молока на величину выходного напряжения измерительного преобразователя.
2.4 Характеристики движения молоковоздушной смсси.
2.5 Анализ погрешностей измерительного канала оптоэлектронного устройства конгроля интенсивности потока молока.
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОТОКА МОЛОКА.
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Установка для проведения эксперимента.
3.3 Методика экспериментальных исследований.
3.3.1 Определение необходимого значения мощности и длины волны излучения.
3.3.2 Определение зависимости между объмной концентрацией молока и выходным напряжением измерительного преобразователя.
3.3.3 Выбор частоты опроса измерительного преобразователя
3.3.4 Предварительный эксперимент по определению соответствия вычисленного и заданного значения интенсивности потока молока
3.4 Программа производственного эксперимента.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
4.1 Определение необходимой мощности излучения.
4.2 Градуировка измерительного преобразователя по величине объмной концентрации молока
4.3 Оценка погрешности измерений между вычисленной интенсивностью потока и заданным значением интенсивности потока.
4.4 Оценка влияния температуры на вычисление интенсивности потока .
4.5 Влияние периода опроса АЦП на погрешность вычислений интенсивности потока молока
4.6 Результаты производственной проверки оптоэлектронного устройства контроля интенсивности потока молока
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПОТОКА МОЛОКА
5.1 Расчт капитальных вложений.
5.2 Расчт эксплуатационных затрат
5.3 Расчт экономической эффективности
Общие выводы
ЛИТЕРАТУРА


Интенсивность потока и количество прошедшего молока можно определить по модулированному электрическому сигналу, полученному путм преобразования оптического излучения, прошедшего через поток молоковоздушной смеси. Рабочая гипотеза. Повысить эффективность производства и качество молока, на автоматизированных доильных установках, можно путм использования бесконтактного устройства контроля интенсивности потока молока с оптоэлсктронным преобразователем. Публикации. По результатам исследований опубликовано четыре статьи, в том числе две из перечня ВАК, получены патенты РФ 6, 3. Увеличение производства молока и снижение его себестоимости основная задача молочного животноводства. Эффективность производства молока складывается из двух факторов это количество произведнного молока и его качество. Количество произведнного молока обуславливается отбором поголовья, кормлением, процессом доения. Оценка пригодности для использования коров в системе машинного доения производится по пригодности вымени к машинному доению, равномерности развитости вымени и равномерности отдачи молока по долям вымени. Для оценки молокоотдачи используют устройства для учта молока, как по долям, так и по вымени в целом. По этим параметрам ведтся селекционноплеменная работа. При машинном доении функцию выведения молока из вымени животного выполняет доильный аппарат, доильные стаканы которого непосредственно воздействуют на соски и вымя коровы. От того, каким будет это воздействие, зависит продуктивность и здоровье животных. Создание оптимальных условий для высокой молокоотдачи важнейшая технологическая задача машинного доения. Известно, что первые секунды молокоотдача низкая и достигает нескольких сот грамм в минуту. Во время продуктивной фазы доения молокоотдача составляет до 5 л. В обычном доильном аппарате вакуум поддерживается на одном уровне независимо от молокоотдачи. В условиях постоянного режима скорость выдаивания молока аппаратом на фермах не превышает 1 лмин 2,3. Автоматизация доения позволяет получить скорость доения 3 5 лмин и выдаивать корову независимо от величины удоя за 2 3 минуты 4. В идеале доильный аппарат должен адаптироваться к изменению молокоотдачи и регулировать вакуум или частоту пульсаций для безболезненного и быстрого извлечения молока из вымени 2. Для возможности такого регулирования необходимо измерять интенсивность молоковыведения в процессе доения. По международному соглашению, конец операции доения определяется как снижение молоковыведения ниже 0 гмин. У большинства коров это снижение происходит достаточно плавно рисунок 1. Рисунок 1. Кривая молокоотдачи
К тому же кривая молокоотдачи искажается изза пульсаций, вызванных неустановившимся движением молока при его транспортировке. Это явление делает определение конца доения достаточно сложным. Здоровье вымени зависит от режима работы доильного аппарата. Современный доильный аппарат выполняет двойную функцию это извлечение молока из вымени и транспортировка молока по коммуникациям доильной установки. Перемещение молока происходит при большой разнице высот, и потерях давления пропорциональных его потоку. Несмотря на прогресс в области доильного оборудования потери давления продолжают оставаться серьзной проблемой. Это происходит изза того, что стабилизация рабочего вакуума доильных установок не обеспечивает эвакуацию молока из зоны выведения с увеличением молокоотдачи. Если настроить доильный аппарат на более высокое значение вакуума, то при снижении молочного потока неизбежно повреждение сосудов сосков избыточным воздействием вакуума. Что бы этого не происходило в автоматизированных доильных аппаратах необходимо регулирование вакуума пропорционально интенсивности потока молока. Кроме того нежелательны дополнительные препятствия в потоке молока повороты, отверстия, сужения, жиклры, поплавки, увеличивающие потери напора. Качество промывки оборудования зависит от технологии промывки и внутреннего состояния доильного оборудования. Современные доильные аппараты и средства учета требуют ежедневную ручную промывку, при которой много времени тратится на разборку устройств учта количества молока, имеющих сложную конструкцию, включающую мерные устройства, жиклры и поплавки.