乳牛乳腺炎電子檢測儀的製作方法
2023-05-20 19:57:26
專利名稱:乳牛乳腺炎電子檢測儀的製作方法
本發明涉及一種乳牛乳腺炎電子檢測儀，屬於獸醫學領域。本發明主要用於早期、快速發現乳腺炎，監測乳腺炎的發生、發展與轉歸，同時亦可初步判定被檢乳的營養水平。
隨著人們生活水平不斷提高，人們都渴望食到新鮮、乾淨、營養豐富的牛奶等乳品。但由於乳牛乳腺炎發病率高(發病率為20～60%)所以現在一般食不到合乎要求的牛奶等乳品，僅隱性型乳腺炎而言，影響產奶量20-50%。每頭患牛一年損失人民幣500～1000元以上。全國每年要損失兩億元以上，美國要損失20億美元，日本損失142億日元。這種患乳使牛奶中的乳糖、乳脂、乳蛋白以及鈣等12種必要的無機元素的含量顯著下降，因而使牛奶的營養價值下降20～50%。而且這種患乳中含有病原與毒素，人們食用後直接損害身體健康，可引起結核病、猩紅熱、咽喉炎、扁桃腺炎、產褥熱、急性腸炎等病。因此乳腺炎已引起世界各國的關注和研究，先後出現了多種乳牛乳腺炎檢測裝置，其中有分離病原檢測、乳中白細胞計數檢測，還有紐西蘭的AHI儀檢測、美國的電導儀、計算機檢測等。但這些方法有的檢測過程複雜，而且誤差較大，有的判斷速度慢，不能區分患病程度。所以如何解決上述問題，研製一種簡便、快速、靈敏度高、準確無誤地早期發現乳牛乳腺炎的儀器，被視為國內外長期有待解決的問題。
本發明的目的就是為了提供一種早期發現乳腺炎，監測牛乳的營養價值的檢測儀，它不需加溫乳樣在5秒鐘內隨時檢測0°～40℃的任何乳溫的乳樣，並以指針(或數字)顯示判定，誤差較小。本檢測儀適用於各種奶牛場、農牧場、農業院校、科研單位、獸醫院站、乳品檢疫收購站和乳品廠等單位。
本檢測儀是根據牛乳等乳品具有導電性，採用電導率與溫度補償相結合的新型自控乳溫法。本發明是由交流源振蕩器電路L1、電導傳感取樣電路L2、線性整流濾波電路L3、恆流源電路L4、非線性變換電路L5、合成電路L6、電源及顯示電路L7七部分組成。
下面結合附圖詳細敘述。
圖1為乳牛乳腺炎電子檢測儀電原理圖。
圖2線性整流濾波電路輸出信號UO1與乳溫T℃的關係。
圖3PN結溫度傳感器隨溫度變化特性。
圖4非線性變換電路輸出電壓Ut1與乳溫T℃的關係。
圖5減法器運放輸出電壓UO2與乳溫T℃的關係。
圖6乳牛乳腺炎電子檢測儀框圖。
圖1中的L1部分為交流源振蕩器電路。其中R11、R14為集電極電阻，R12、R13為基極電阻，C11、C12為振蕩電容，BG1、BG8為3DG101三極體，D1為穩壓管(2DW234)，C13為偶合電容。牛奶等乳樣屬於膠體電解質溶液，具有導電性。當檢測時，如用直流取樣，易產生電解現象，影響檢測結果的準確性，故採用交流取樣。但交流電頻率過低時，仍然產生電解現象，交流電頻率過高時，電路的分布電容也可導致較大誤差。通過試驗確定交流頻率為1KHz左右時較為適宜。為使輸出的交流源保持穩定，保證取樣的精確度，採用了多諧振蕩電路，並在電路中以D1管作穩壓輸出。
圖1中的L2部分為電導傳感取樣電路。其中CZ1為電導電極(DJS-10)，R21、R22為電極串聯電阻和分壓電阻。為了達到電導傳感器的通用化，採用電導電極與一固定電阻串聯，再與一電阻分壓得到交流取樣信號輸出。
圖1中的L3部分為線性整流濾波電路。其中R31為運放比例放大電阻，R32反饋電阻，R33阻流電阻，R34消零點漂移電阻，C31濾波電容，〔8FC7〕1單電源運放，它具有整流兼放大的作用。從L2得到的交流取樣信號，作為運放整流的輸入信號，它是一個與不同乳液的電導相對應的交流電壓。經過線性整流濾波後，輸出的直流信號為UO1。在其線路中配置適當的電阻，使各類不同乳液在0℃～40℃乳溫範圍內產生平行曲線，提高檢測精度。如圖2所示。一般將被檢乳分為七種類型最佳健康乳Ⅰ，一般健康乳Ⅱ，次健康乳Ⅲ，疑似乳T，隱性型輕度(弱陽性)+，隱性型中度(中陽型)++，隱性型重度(強陽性乳腺炎乳)+++。
圖1中的L4部分為恆流源電路，其中R41、R43為基極偏流電阻，R42集電極偏流電阻，D3穩壓二極體，D4PN結溫度傳感器，BG3PNP型恆流三極體。電晶體恆流源產生100μA的直流電通過PN結溫度傳感器，輸出約2mV/℃的線性溫度補償信號U
2PN結溫度傳感器隨溫度變化特性Ut-t℃見圖3。
圖1中的L5部分為非線性變換電路。其中R51運放負端輸入電阻，R52、R53反饋電阻，R54～57運放正端輸入電阻，BG4為3CG去掉E極的非線性變換二極體，R58消零點漂移電阻，〔8FC7〕2單電源運放，主要起非線性變換作用。由於乳溫與UO1是非線性的，所以每一類乳溫變化時，也產生規律一致的非線性平行關係。雖然各類乳在不同乳溫下輸出的UO1不同，但乳溫每變化一個△t時，各類乳的△UO1都大致相同。由此設計出溫度補償線路，使乳溫變化與輸出電壓變化相適應。當隨乳溫線性變化的電壓Ut加到運放的輸入端時，利用BG4變換二極體的非線性，使運放輸出電壓Ut1相似於線性整流濾波電路L2的輸出電壓UO1(乳溫在0℃～40℃範圍內)。在相同的△t時，也有相同的△Ut1。使表頭對每一種乳溫的輸出只用一個數值顯示。非線性變換電路輸出端電壓Ut1與乳溫t℃的關係可用圖4表示。為了減少環境溫度變化引起的Ut1的變化，電路中選擇了高質量的二極體，並採用了溫度補償法。
圖1中的L6部分為合成電路。其中R61、R65～67、R610為運放正端輸入電阻，R62、R63為運放負端輸入電阻，R68、R69反饋電阻，R64、R611消零點漂移電阻，Rt溫補電阻，RW1分壓電位器，R612阻流電阻，〔8FC7〕3減法器運放，〔8FC7〕4位移運放。將上述的Ut1與UO1同時送入到〔8FC7〕3運算放大器中，使這兩個信號迭加相減，從而使運放輸出電壓UO2不隨乳溫變化，而只隨乳質變化。如圖5所示。把輸出電壓UO3接到〔8FC7〕4運放的一個輸入端，把一個串分壓電路(其中包括一個熱敏電阻)接到運算放大器的另一個輸入端。分壓中的電位器主要起校準表頭刻度，熱敏電阻對檢測儀的熱漂移作補償。根據實驗數據，它的補償能力達80%左右，顯著提高了檢測器對環境的適應能力，使檢測儀能在-10℃～45℃的環境中工作。
圖1中的L7部分為電源及顯示電路。其中D2為穩壓管，R71穩壓電阻，R72阻流電阻，C71濾波電容，RW2調壓電位器，表μA為69C6直流表頭，E為5號7節電池。L7部分包括有電源校準，偏置電源的穩壓。為消除新舊電池輸出電壓差給檢測造成的誤差，電池的輸出端接入一個阻值適宜的電位器。在檢測之前，將電源開關置於「開」位之後，將功能開關置於「校準」位，調整電位器RW2使μA表指針達滿刻度(實際是電壓9V)，然後再置於「測」位即可檢測。因為9V電壓除供給各運放的電源外，還要提供給振蕩電路電源，為消除振蕩和運放之間的交流偶合，加置了電容C71。
本檢測儀功耗低在0.25W以下，體積小，體積為190mm×145mm×80mm，重量輕，重量為0.75kg。成本花費大約250元左右，所以易與實現，便於大規模生產。
權利要求
1.一種乳牛乳腺炎電子檢測儀，本發明其特徵在於它是由交流源振蕩器電路L1、電導傳感取樣電路L2、線性整流濾波電路L3、恆流源電路L4、非線性變換電路L5、合成電路L6、電源及顯示電路L7七部分組成。
2.按照權利要求
1所述的這種檢測儀，其特徵在於電導傳感取樣電路L2是由電導電極與一固定電阻串聯和能得到交流取樣信號輸出的分壓電阻組成。
3.按照權利要求
1所述的這種檢測儀，其特徵在於恆流源電路L4是由能產生100MA直流的電晶體恆流源和能輸出約為2mv/℃線性溫度補償信號Ut的PN結溫度傳感器組成。
4.按照權利要求
1所述的這種檢測儀，其特徵在於非線性變換電路L5是由能產生相似於L3輸出信號的電壓Ut1的[8FC7]2單電源運放和非線性變換二極體組成。
5.按照權利要求
1所述的這種檢測儀，其特徵在於線性整流濾波電路L3是由能產生輸出信號為UO1的[8FC7]1整流兼放大單電源運放和若干電阻、電容組成。
6.按照權利要求
1所述的這種檢測儀，其特徵在於合成電路L6是由能迭加相減輸入信號Ut1和UO1的[8FC7]3運算放大器和[8FC7]4位移運放組成。
專利摘要
本發明涉及一種乳牛乳腺炎電子檢測儀，屬於獸醫學領域。本發明主要用於早期、快速發現乳腺炎，監測乳腺炎的發生、發展與轉歸，同時亦可初步判定被檢乳的營養水平。
文檔編號A61B10/00GK87102186SQ87102186
公開日1988年10月12日 申請日期1987年3月23日
發明者郝慶銘, 郝清嘉, 徐學成, 任亞軍 申請人:山西省太原市國營三蓋電子計算機公司, 山西農業大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan