專利名稱:乳牛乳腺炎電子檢測(cè)儀的制作方法
本發(fā)明涉及一種乳牛乳腺炎電子檢測(cè)儀，屬于獸醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明主要用于早期、快速發(fā)現(xiàn)乳腺炎，監(jiān)測(cè)乳腺炎的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸，同時(shí)亦可初步判定被檢乳的營(yíng)養(yǎng)水平。
隨著人們生活水平不斷提高，人們都渴望食到新鮮、干凈、營(yíng)養(yǎng)豐富的牛奶等乳品。但由于乳牛乳腺炎發(fā)病率高(發(fā)病率為20～60%)所以現(xiàn)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(chǎn)奶量20-50%。每頭患牛一年損失人民幣500～1000元以上。全國(guó)每年要損失兩億元以上，美國(guó)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(wú)機(jī)元素的含量顯著下降，因而使牛奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降20～50%。而且這種患乳中含有病原與毒素，人們食用后直接損害身體健康，可引起結(jié)核病、猩紅熱、咽喉炎、扁桃腺炎、產(chǎn)褥熱、急性腸炎等病。因此乳腺炎已引起世界各國(guó)的關(guān)注和研究，先后出現(xiàn)了多種乳牛乳腺炎檢測(cè)裝置，其中有分離病原檢測(cè)、乳中白細(xì)胞計(jì)數(shù)檢測(cè)，還有新西蘭的AHI儀檢測(cè)、美國(guó)的電導(dǎo)儀、計(jì)算機(jī)檢測(cè)等。但這些方法有的檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜，而且誤差較大，有的判斷速度慢，不能區(qū)分患病程度。所以如何解決上述問(wèn)題，研制一種簡(jiǎn)便、快速、靈敏度高、準(zhǔn)確無(wú)誤地早期發(fā)現(xiàn)乳牛乳腺炎的儀器，被視為國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期有待解決的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的就是為了提供一種早期發(fā)現(xiàn)乳腺炎，監(jiān)測(cè)牛乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的檢測(cè)儀，它不需加溫乳樣在5秒鐘內(nèi)隨時(shí)檢測(cè)0°～40℃的任何乳溫的乳樣，并以指針(或數(shù)字)顯示判定，誤差較小。本檢測(cè)儀適用于各種奶牛場(chǎng)、農(nóng)牧場(chǎng)、農(nóng)業(yè)院校、科研單位、獸醫(yī)院站、乳品檢疫收購(gòu)站和乳品廠等單位。
本檢測(cè)儀是根據(jù)牛乳等乳品具有導(dǎo)電性，采用電導(dǎo)率與溫度補(bǔ)償相結(jié)合的新型自控乳溫法。本發(fā)明是由交流源振蕩器電路L1、電導(dǎo)傳感取樣電路L2、線性整流濾波電路L3、恒流源電路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(jié)合附圖詳細(xì)敘述。
圖1為乳牛乳腺炎電子檢測(cè)儀電原理圖。
圖2線性整流濾波電路輸出信號(hào)UO1與乳溫T℃的關(guān)系。
圖3PN結(jié)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(guān)系。
圖5減法器運(yùn)放輸出電壓UO2與乳溫T℃的關(guān)系。
圖6乳牛乳腺炎電子檢測(cè)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3DG101三極管，D1為穩(wěn)壓管(2DW234)，C13為偶合電容。牛奶等乳樣屬于膠體電解質(zhì)溶液，具有導(dǎo)電性。當(dāng)檢測(cè)時(shí)，如用直流取樣，易產(chǎn)生電解現(xiàn)象，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，故采用交流取樣。但交流電頻率過(guò)低時(shí)，仍然產(chǎn)生電解現(xiàn)象，交流電頻率過(guò)高時(shí)，電路的分布電容也可導(dǎo)致較大誤差。通過(guò)試驗(yàn)確定交流頻率為1KHz左右時(shí)較為適宜。為使輸出的交流源保持穩(wěn)定，保證取樣的精確度，采用了多諧振蕩電路，并在電路中以D1管作穩(wěn)壓輸出。
圖1中的L2部分為電導(dǎo)傳感取樣電路。其中CZ1為電導(dǎo)電極(DJS-10)，R21、R22為電極串聯(lián)電阻和分壓電阻。為了達(dá)到電導(dǎo)傳感器的通用化，采用電導(dǎo)電極與一固定電阻串聯(lián)，再與一電阻分壓得到交流取樣信號(hào)輸出。
圖1中的L3部分為線性整流濾波電路。其中R31為運(yùn)放比例放大電阻，R32反饋電阻，R33阻流電阻，R34消零點(diǎn)漂移電阻，C31濾波電容，〔8FC7〕1單電源運(yùn)放，它具有整流兼放大的作用。從L2得到的交流取樣信號(hào)，作為運(yùn)放整流的輸入信號(hào)，它是一個(gè)與不同乳液的電導(dǎo)相對(duì)應(yīng)的交流電壓。經(jīng)過(guò)線性整流濾波后，輸出的直流信號(hào)為UO1。在其線路中配置適當(dāng)?shù)碾娮瑁垢黝惒煌橐涸?℃～40℃乳溫范圍內(nèi)產(chǎn)生平行曲線，提高檢測(cè)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(yáng)性)+，隱性型中度(中陽(yáng)型)++，隱性型重度(強(qiáng)陽(yáng)性乳腺炎乳)+++。
圖1中的L4部分為恒流源電路，其中R41、R43為基極偏流電阻，R42集電極偏流電阻，D3穩(wěn)壓二極管，D4PN結(jié)溫度傳感器，BG3PNP型恒流三極管。晶體管恒流源產(chǎn)生100μA的直流電通過(guò)PN結(jié)溫度傳感器，輸出約2mV/℃的線性溫度補(bǔ)償信號(hào)U
2PN結(jié)溫度傳感器隨溫度變化特性Ut-t℃見(jiàn)圖3。
圖1中的L5部分為非線性變換電路。其中R51運(yùn)放負(fù)端輸入電阻，R52、R53反饋電阻，R54～57運(yùn)放正端輸入電阻，BG4為3CG去掉E極的非線性變換二極管，R58消零點(diǎn)漂移電阻，〔8FC7〕2單電源運(yùn)放，主要起非線性變換作用。由于乳溫與UO1是非線性的，所以每一類乳溫變化時(shí)，也產(chǎn)生規(guī)律一致的非線性平行關(guān)系。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(gè)△t時(shí)，各類乳的△UO1都大致相同。由此設(shè)計(jì)出溫度補(bǔ)償線路，使乳溫變化與輸出電壓變化相適應(yīng)。當(dāng)隨乳溫線性變化的電壓Ut加到運(yùn)放的輸入端時(shí)，利用BG4變換二極管的非線性，使運(yùn)放輸出電壓Ut1相似于線性整流濾波電路L2的輸出電壓UO1(乳溫在0℃～40℃范圍內(nèi))。在相同的△t時(shí)，也有相同的△Ut1。使表頭對(duì)每一種乳溫的輸出只用一個(gè)數(shù)值顯示。非線性變換電路輸出端電壓Ut1與乳溫t℃的關(guān)系可用圖4表示。為了減少環(huán)境溫度變化引起的Ut1的變化，電路中選擇了高質(zhì)量的二極管，并采用了溫度補(bǔ)償法。
圖1中的L6部分為合成電路。其中R61、R65～67、R610為運(yùn)放正端輸入電阻，R62、R63為運(yùn)放負(fù)端輸入電阻，R68、R69反饋電阻，R64、R611消零點(diǎn)漂移電阻，Rt溫補(bǔ)電阻，RW1分壓電位器，R612阻流電阻，〔8FC7〕3減法器運(yùn)放，〔8FC7〕4位移運(yùn)放。將上述的Ut1與UO1同時(shí)送入到〔8FC7〕3運(yùn)算放大器中，使這兩個(gè)信號(hào)迭加相減，從而使運(yùn)放輸出電壓UO2不隨乳溫變化，而只隨乳質(zhì)變化。如圖5所示。把輸出電壓UO3接到〔8FC7〕4運(yùn)放的一個(gè)輸入端，把一個(gè)串分壓電路(其中包括一個(gè)熱敏電阻)接到運(yùn)算放大器的另一個(gè)輸入端。分壓中的電位器主要起校準(zhǔn)表頭刻度，熱敏電阻對(duì)檢測(cè)儀的熱漂移作補(bǔ)償。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，它的補(bǔ)償能力達(dá)80%左右，顯著提高了檢測(cè)器對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，使檢測(cè)儀能在-10℃～45℃的環(huán)境中工作。
圖1中的L7部分為電源及顯示電路。其中D2為穩(wěn)壓管，R71穩(wěn)壓電阻，R72阻流電阻，C71濾波電容，RW2調(diào)壓電位器，表μA為69C6直流表頭，E為5號(hào)7節(jié)電池。L7部分包括有電源校準(zhǔn)，偏置電源的穩(wěn)壓。為消除新舊電池輸出電壓差給檢測(cè)造成的誤差，電池的輸出端接入一個(gè)阻值適宜的電位器。在檢測(cè)之前，將電源開(kāi)關(guān)置于“開(kāi)”位之后，將功能開(kāi)關(guān)置于“校準(zhǔn)”位，調(diào)整電位器RW2使μA表指針達(dá)滿刻度(實(shí)際是電壓9V)，然后再置于“測(cè)”位即可檢測(cè)。因?yàn)?V電壓除供給各運(yùn)放的電源外，還要提供給振蕩電路電源，為消除振蕩和運(yùn)放之間的交流偶合，加置了電容C71。
本檢測(cè)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(fèi)大約250元左右，所以易與實(shí)現(xiàn)，便于大規(guī)模生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種乳牛乳腺炎電子檢測(cè)儀，本發(fā)明其特征在于它是由交流源振蕩器電路L1、電導(dǎo)傳感取樣電路L2、線性整流濾波電路L3、恒流源電路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(quán)利要求
1所述的這種檢測(cè)儀，其特征在于電導(dǎo)傳感取樣電路L2是由電導(dǎo)電極與一固定電阻串聯(lián)和能得到交流取樣信號(hào)輸出的分壓電阻組成。
3.按照權(quán)利要求
1所述的這種檢測(cè)儀，其特征在于恒流源電路L4是由能產(chǎn)生100MA直流的晶體管恒流源和能輸出約為2mv/℃線性溫度補(bǔ)償信號(hào)Ut的PN結(jié)溫度傳感器組成。
4.按照權(quán)利要求
1所述的這種檢測(cè)儀，其特征在于非線性變換電路L5是由能產(chǎn)生相似于L3輸出信號(hào)的電壓Ut1的[8FC7]2單電源運(yùn)放和非線性變換二極管組成。
5.按照權(quán)利要求
1所述的這種檢測(cè)儀，其特征在于線性整流濾波電路L3是由能產(chǎn)生輸出信號(hào)為UO1的[8FC7]1整流兼放大單電源運(yùn)放和若干電阻、電容組成。
6.按照權(quán)利要求
1所述的這種檢測(cè)儀，其特征在于合成電路L6是由能迭加相減輸入信號(hào)Ut1和UO1的[8FC7]3運(yùn)算放大器和[8FC7]4位移運(yùn)放組成。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種乳牛乳腺炎電子檢測(cè)儀，屬于獸醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明主要用于早期、快速發(fā)現(xiàn)乳腺炎，監(jiān)測(cè)乳腺炎的發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸，同時(shí)亦可初步判定被檢乳的營(yíng)養(yǎng)水平。
文檔編號(hào)A61B10/00GK87102186SQ87102186
公開(kāi)日1988年10月12日 申請(qǐng)日期1987年3月23日
發(fā)明者郝慶銘, 郝清嘉, 徐學(xué)成, 任亞軍 申請(qǐng)人:山西省太原市國(guó)營(yíng)三蓋電子計(jì)算機(jī)公司, 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan