автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Контроль жирности молока в системе автоматизированного мониторинга молочной фермы

На правах рукописи

ТАРАН Елена Николаевна

КОНТРОЛЬ ЖИРНОСТИ МОЛОКА В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА МОЛОЧНОЙ ФЕРМЫ

Специальность 05.20.02. - Электротехнологии и электрооборудование

в сельском хозяйстве (по техническим наукам)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 3 ИЮН 2011

Зерноград 2011

4850740

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия».

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Забродина Ольга Борисовна

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Никитенко Геннадий Владимирович

доктор технических наук, профессор Краснов Иван Николаевич

Ведущие предприятие - Федеральное государственное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет» (г. Краснодар)

Защита диссертации состоится «7 у>(АМ)МЯ^ 2011 года в /О часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01 при ФГОУ ВПО АЧГАА по адресу: 347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Ленина, 21, в аудитории 201 (корпус 5).

Тел./факс (8-86359) 43-3-80

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО АЧГАА.

Автореферат разослан » 011 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

у?1^ 7 Н.И. Шабанов

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования.

Основной тенденцией совершенствования производства молока является создание новых автоматизированных адаптивных, энерго- и ресурсосберегающих технологий, которые невозможно представить без автоматизированного мониторинга. Одной из важных его составляющих является экспресс-анализ нарушений функции вымени, ведущих к снижению, иногда необратимому, молочной продуктивности коров, изменению состава и свойств молока, что уменьшает конкурентоспособность продукции.

Исследованиями Ю.И. Бершицкого, К. Блекстера, И.К. Винникова, Ф.Л. Гарькавого, И.И. Грачева, А.И. Ивашура, Л.П. Карташова, В.И. Мутовина, И.И. Черкащенко и др. установлено, что функцию вымени можно оценивать путем контроля удоев по каждой доле вымени с одновременным определением показателей качества молока. На сегодняшний день достаточно отработан контроль удоев по долям вымени, но практически отсутствуют методы и технические средства экспресс-анализа показателей качества молока, за исключением контроля его электропроводности. Такой показатель, как содержание жира в молоке, в основном определяющий энергетическую ценность молока, не контролируется в процессе доения. Он зависит от рациона кормления, состояния здоровья коровы, сезона года, периода лактации, породы, возраста, условий содержания. Например, в весенний пастбищный период жирность молока уменьшается более чем на 1%. При заболевании коров маститом жирность молока из пораженной доли вымени уменьшается на 5-12% в сравнении со здоровыми долями.

Дополнив имеющиеся системы автоматизированного мониторинга новыми методами и техническими средствами контроля жирности молока, непосредственно по результатам доения можно выявлять на ранней стадии отклонения в кормлении, уходе и содержании животных, заболевания и своевременно их устранять.

Цель исследования - обоснование метода и технических средств контроля содержания жира в молоке для системы автоматизированного мониторинга молочной фермы.

Объект исследования - процесс контроля содержания жира в молоке коров в системе автоматизированного мониторинга молочной фермы.

Предмет исследования - зависимости амплитудо- и фазочастотных характеристик несинусоидального высокочастотного электромагнитного сигнала, пропущенного через молоко, от содержания в нем жира.

Методика исследования. При аналитическом исследовании использованы методы математической статистики, теории вероятностей, теоретических основ электротехники с применением современного программного обеспечения и компьютерной техники. В экспериментальных исследованиях использованы методы физического моделирования движения молоковоздушной смеси в трубопроводах доильного аппарата и установки.

Научную новизну работы составляют:

- метод и устройство контроля содержания жира в молоке по амплитудо-частотиым характеристикам пропущенного через молоко несинусоидального периодического сигнала;

- зависимости характеристик несинусоидального периодического сигнала, пропущенного через молоко, находящееся в измерительном первичном преобразователе, от содержания жира;

- алгоритм и программа обработки выходного сигнала измерительного первичного преобразователя в эквивалентное содержание жира в молоке;

- алгоритм экспресс-анализа нарушений функции вымени для системы автоматизированного мониторинга молочной фермы.

На защиту выносятся:

- метод и устройство контроля содержания жира в молоке по характеристикам несинусоидального периодического сигнала, пропущенного через молоко;

- зависимости характеристик электромагнитного сигнала, пропущенного через молоко в измерительном первичном преобразователе в статике и динамике, от температуры, расхода молока и глубины вакуума в молокопроводе доильного аппарата;

- алгоритм вычисления содержания жира в молоке по амплитудам гармоник электромагнитного сигнала, пропущенного через молоко, находящееся в измерительном первичном преобразователе;

- алгоритм экспресс-анализа нарушений функции вымени в системе автоматизированного мониторинга молочной фермы по содержанию жира в молоке.

Практическая ценность работы состоит в создании дополнительных возможностей системы автоматизированного мониторинга молочной фермы, а именно возможности выявления на ранней стадии непосредственно по результатам доения заболеваний, отклонений в кормлении, уходе и содержании животного без предварительного отбора и подготовки проб молока, а также в использовании в исследовательских целях.

Реализация результатов исследования. Разработанное устройство и метод контроля содержания жира в молоке прошли производственную проверку в ОПХ «Экспериментальное» Зерноградского района Ростовской области. Опытный образец устройства контроля содержания жира в молоке внедрен на МТФ ОАО ПСХ им. A.A. Гречко.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований доложены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО АЧГАА в 2005-2011 годах, ГНУ ВНИПТИМЭСХ в 2005,2006,2010 годах, ФГОУ ВПО СтГАУ в 2009 году.

По результатам исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК, и получено свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 140 наименований, в том числе 6 на иностранных языках. Основное содержание диссертации изложено на 167 страницах машинописного текста, включает 50 рисунков и 44 таблицы.

Содержание работы

Во введении отражена актуальность разработки новых методов и технических средств контроля нарушений функции вымени коров для систем автоматизированного мониторинга молочных ферм, в том числе качества молока, важной составляющей которого является содержание жира. Сформулированы цель, объект и предмет исследования, научная и рабочая гипотезы, задачи исследований, приведено краткое содержание глав диссертации.

В первой главе «Анализ способов и технических средств определения показателей качества молока» рассмотрены известные способы и технические средства, позволяющие оценить качество молока, его компоненты и физико-химические свойства, обоснована необходимость введения контроля содержания жира в систему автоматизированного мониторинга, получающего распространение у крупных производителей молока.

Значительная часть производимого в России молока имеет низкое качество и не пригодно для сыроделия и детского питания. Проблеме контроля качественных показателей молока посвящены труды Н.В. Барабанщикова, И.Ф. Бородина, Т.Т. Грищенко, И.Н. Краснова, П.В. Кугенева, Я.Н. Озола, В.И. Столбова и др. Вопросами качества молока, извлекаемого из вымени, занимались Э.К. Вальдман, И.Г. Велиток, А.И. Ивашура, В.М. Карташова, Э.П. Кокорина и др. Ими установлено, что на качество молока оказывают влияние не только состав и качество кормов, но и физическое состояние животного, порода, возраст, стадия лактации, сезон года, условия содержания, наследственность и др., а также и то, что по изменениям удоев и состава молока косвенно можно выявить причины нарушения функции вымени.

На отечественных доильных установках с системами автоматизированного мониторинга для сбора информации о качестве молока устанавливают датчики электропроводности и интенсивности молоковыведения, но на них отсутствуют технические средства, позволяющие отслеживать недопустимые отклонения других показателей молока, в частности содержание жира. В соответствии с требованиями ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье - сырье» массовая доля жира в молоке должна соответствовать базисным нормам. Устойчивое снижение содержания жира в молоке может быть связано с уровнем и полноценностью питания коровы, в рационе которой должно быть оптимальное соотношение различных жирных кислот; с состоянием здоровья коровы, в том числе состоянием здоровья вымени и условиями содержания.

Поэтому для своевременного выявления нарушений в кормлении, состоянии здоровья коровы, а также для сведения к минимуму потерь жирности по стаду в целом необходимо отслеживать динамику содержания жира в молоке каждой коровы по каждой доле вымени в реальном времени.

Анализ известных устройств и методов измерений содержания жира в молоке показал, что большая их часть требует отбора проб молока, применяется в специализированных лабораториях и не пригодна для получения оперативной информации в системах автоматизированного мониторинга производителей молока. Установлено, что наиболее перспективными для контроля содержания жира в мо-

локе в потоке являются бесконтактные методы, в которых по результатам изменений электромагнитного сигнала, пропущенного через молоко, можно судить о его жирности. Сформулированы требования к устройствам контроля содержания жира в молоке: простота конструкции, эксплуатации, компактность, возможность контроля по каждой доле вымени; отсутствие сопротивлений и подвижных частей в потоке молока; абсолютная погрешность по жиру не должна превышать 0,5%; независимость результатов измерений от свойств потока молока (величина разрежения, температура, расход молока). Были выделены также перспективные методы получения информации о молоке по характеристикам пропущенного через него электромагнитного сигнала в оптическом и высокочастотном диапазонах (работы В.И. Столбова, Я.Н. Озола и др.).

В связи с вышеизложенным, сформулирована научная гипотеза о возможности вычисления содержания жира в молоке непосредственно после окончания доения коровы, путем сравнения интегральной оценки выходных характеристик электромагнитных сигналов, пропущенных через молоко, движущееся по молочному шлангу доильного аппарата, с аналогичными характеристиками электромагнитных сигналов предыдущих доек.

Собственными предварительными исследованиями отклонен оптический диапазон электромагнитного сигнала (абсолютная погрешность по жиру 1%) и принят к исследованию несинусоидальный периодический сигнал в высокочастотном диапазоне.

Для достижения поставленной цели потребовали решения следующие задачи:

1. Разработать метод и устройство контроля содержания жира в молоке для системы автоматизированного мониторинга при производстве молока.

2. Теоретически и экспериментально исследовать зависимости характеристик выходных электромагнитных сигналов измерительного первичного преобразователя, в котором движется молоко, от содержания в нем жира, оценить погрешности, вносимые изменениями температуры, расхода молока и глубины вакуума в молокопроводе доильного аппарата.

3. Разработать алгоритм оценки содержания жира в молоке по выходным сигналам измерительного первичного преобразователя.

4. Разработать алгоритм экспресс-анализа нарушений функции вымени для системы автоматизированного мониторинга молочной фермы с учетом дополнительно введенного контроля содержания жира в молоке.

5. Провести производственные испытания предложенных решений и оценить экономический эффект от их применения.

Во второй главе обоснован алгоритм экспресс-анализа (рисунок 1) функции вымени коровы с учетом интенсивности молоковыведения и дополнительно введенного контроля содержания жира в молоке по долям вымени для системы автоматизированного мониторинга предприятия по производству молока с аппаратно-программным комплексом и базами данных. Алгоритм заключается в следующем. После идентификации коровы в начале доения в базу данных вводится указание на вечернюю или утреннюю дойку. В период всего доения через молоко каждой доли вымени пропускают электромагнитные периодические сигналы известной частоты, выходные характеристики этого сигнала обрабатываются мик-

ропроцессорным устройством согласно заданному алгоритму и записываются в базу данных. Доение осуществляется в соответствии с Правилами машинного доения, предусматривается отключение доильного аппарата при снижении интенсивности потока молока qi до значения 0,83 г/с с блокировкой отключения аппарата в начале доения в виде 40 с выдержки времени. По окончании доения вычисляются и записываются в базу данных среднее значение удоя Уср, средняя интенсивность молоковыведения дср, среднее содержание жира Сср и количество жира в удое Кж каждой доли вымени.

Рисунок 1 - Алгоритм экспресс-анализа нарушений функции вымени

В результате экспресс-анализа за одно доение от животного будет получено следующее количество жира:

Л/

К.

100 100 100 100 , 11 где С( - текущее содержание жира в молоке за период времени А?, %; д! - интенсивность молоковыведения в период времени А?, кг/с.

Тогда среднее значение содержания жира в молоке составит:

Р У Тд-дС1

ЧсрТб

д 1

где Г-удой, кг;

Тд - время доения, с.

(1)

(2)

Среднее значение содержания жира в молоке в вечернее доение сравнивается со средними значениями содержания жира в молоке предыдущих трех вечерних доений. Результаты утренних доений сравниваются с соответствующими показателями предыдущих утренних доений. Если значения содержания жира в текущее доение меньше значений содержания жира в молоке предыдущих доений на 0,5%, подается тревожный сигнал в базу данных.

Если удой текущего доения меньше удоя предыдущего доения из этой же доли вымени, то вычисляется коэффициент Л^, равный отношению удоя левой задней (передней) доли к удою соответствующей правой доли. Коэффициент /V* не должен отличаться от коэффициента /V, записанному в базу данных для этих долей вымени коровы в начале лактации, более чем на 10%. Если условие не выполняется - подается тревожный сигнал в базу данных.

Все отклонения фиксируются, и выдаются рекомендации персоналу для принятия решения относительно рациона кормления и здоровья коровы.

Предложены и обоснованы метод и устройство контроля содержания жира в молоке по характеристикам электромагнитного высокочастотного сигнала, пропущенного через молоко. Метод заключается в том, что молоко с различным содержанием жира, протекающее между обкладками емкостной ячейки, изменяет ампли-тудо- и фазочастотные характеристики несинусоидального периодического элек-и тромагнитного высокочастотного сигнала, подавае-

мого на обкладки этой ячейки.

На измерительный первичный преобразователь (в дальнейшем ИПП) (рисунок 2), выполненный из последовательно включенных активного сопротивления и емкостной ячейки, между обкладками которой находится молоко, с выхода генератора подают высокочастотные несинусоидальные периодические электромагнитные колебания и:

выход 1

молоко выход 2

Рисунок 2 - Схема замещения измерительного первичного преобразователя

и = и( 1)тах ьт^м + у/т) + £и1к)тх вЫкм + ч/(к)),

где и^тах, ¥ (1) ~ максимальное значение и начальная фаза основной гармоники входного напряжения; С/^иа» № ~ максимальное значение напряжения и начальная фаза &-той гармоники; со = 2л/-- угловая частота основной гармоники.

Соответственно напряжения, снимаемые с активного сопротивления и емкостной ячейки, также являются несинусоидальными функциями вида:

я

(4)

п

"2=и1т{1) зш {(М + ц/гт -90 + + -90°),

(5)

где Щ = /(/) и М2 = /(иС,Ю,к) ;

г - мгновенное значение несинусоидального тока измерительного первичного преобразователя.

В свою очередь

С = /0М,е'), (6)

где е - комплексная диэлектрическая проницаемость молока; Sиd- площадь электродов и расстояние между ними; С - электрическая емкость.

Процессы, происходящие в диэлектриках, каким является молоко, в электрическом поле определяются комплексной диэлектрической проницаемостью

сч

где £х - диэлектрическая проницаемость, измеренная при высокой частоте; е'ао - квазистатическое значение диэлектрической проницаемости (при со->0); 1 - время релаксации.

Выделяя из формулы отдельно активную и реактивную составляющие диэлектрической проницаемости, получаем для отдельного измерения

= (8) 1 + 0 т

В связи с тем, что молоко представляет собой многокомпонентную смесь со множеством компонентов и включений, молекул различных видов, имеющих различное время релаксации, £ и £" для всей совокупности измерений можно описать следующими выражениями:

p(j)dr

01+(сотУ атр{т)с1т

(П)

0 . +(cor)2 '

где p(i) - относительная вероятность того, что время релаксации равно т.

Из формул (10) и (11) видно, что как активная, так и реактивная составляющие комплексной диэлектрической проницаемости зависят от частоты. Частотная дисперсия диэлектрической проницаемости молока до частот 10-20 МГц невелика и наблюдается, в основном, на высших частотах диапазона, где s' резко снижается до значения 52,8 вследствие релаксационных процессов поляризации.

Схему замещения диэлектрика, каким является молоко, можно представить рядом подключенных параллельно к источнику напряжения конденсаторов (рисунок 3).

Рисунок 3 - Эквивалентная схема замещения молока, находящегося между обкладками ИПП, как диэлектрика сложного состава с различными механизмами

поляризации

Здесь емкость Со соответствует собственной емкости измерительной ячейки ИПП. Остальные емкости и активные сопротивления характеризуют различные механизмы поляризации.

Электронная поляризация Сэ представляет собой упругое смещение и деформацию электронных оболочек атомов и ионов.

При дипольно-релаксационной поляризации (Сдр и Ядр) дипольные молекулы, находящиеся в хаотическом тепловом движении, частично ориентируются под действием поля, что и является причиной поляризации. Поворот диполей в направлении поля требует преодоления некоторого сопротивления, а потому ди-польно-релаксационная поляризация связана с потерями энергии на выделение теплоты. Это отражено на схеме в виде последовательно включенного с конденсатором Сдр активного сопротивления Кдр.

Вся емкость конденсаторов эквивалентной схемы шунтирована сопротивлением КИз, представляющим собой сопротивление молока току сквозной электропроводности.

Процесс поляризации диэлектрика происходит в течение некоторого времени, поэтому величина поляризации связана с частотой воздействующего переменного поля, в связи с чем отдельные составляющие поляризации по-разному отзы-

ваются на изменение частоты электрического поля. Если электрическое поле со временем изменяется по закону

е($ = ЕмъшМ, (12)

то изменение поляризации в изменяющемся со временем электрическом поле описывается уравнением

1 зШ-ф), ^ (13)

где первое слагаемое уравнения определяет зависимость от времени безынерционной поляризации; второе слагаемое представляет собой зависимость от времени релаксационной поляризации.

Поляризация молока вызывает ток смещения (ток потерь)

'с, = ^ ит{к)косоз Ш + ит{к) 1 + (С03км + ксог ЗШ©О

или

1см(к) - 0(к)и{ку ^

В молоке присутствуют свободные и связанные заряды. Перемещение свободных зарядов под действием переменного электрического поля с напряженностью Е образует ток проводимости

где 2 - заряд емкостной ячейки измерительного первичного преобразователя, пропорциональный ее емкости С и напряжению на ней С/с, то есть

в = Сис. ' (16)

В дифференциальной форме плотность тока проводимости для к-той гармоники

Я»РЮ=уЕЦ'), (17)

где у - удельная электропроводность молока, 1 / Ом • м.

Для ¿-той гармоники ток проводимости через емкостную ячейку в символическом виде приближенно можно вычислить по выражению 1 - ИгтСП - I рНЬм+лП)

-С(к)~ J'iш^~^=Lc(k) ~ ±С(к)е

Тогда полный ток для ¿-той гармоники можно записать в виде

С

1(к)=Цксое' + кае")—ит = ДоС,0%' Ц{к),

£о (19)

где комплексная относительная проницаемость вещества

*

* =£_- '_ - » X ~ ~~ X ]Х >

(20)

где х'и х"~ соответственно коэффициент потерь и относительный коэффициент потерь.

Для бесконтактного метода измерения электроды емкостной ячейки должны быть покрыты изоляционным материалом. Поскольку молоко не является идеальным диэлектриком, то посредством введения Кп в схему замещения учитываются диэлектрические потери в нем. Следовательно, для плоскопараллельной формы ИПП имеем систему из трех последовательно включенных емкостей с эквивалентной емкостью

где 5 и ¿1-площадь электродов емкостной ячейки и расстояние между ними.

Коэффициент к (¡с) зависит от площади электродов 5, толщины с1и изоляции, выполненной из материала с диэлектрической проницаемостью е#, а также от степени заполнения межэлектродного пространства молоком. Для полностью заполненного измерительного первичного преобразователя без учета искажения электрического поля на краях электродов

Поскольку диэлектрическая проницаемость молока изменяется в диапазоне 53...80 и зависит не только от содержания жира, но и от содержания в нем белка, COMO, солей, то изменение полного тока через емкость и, соответственно, падение напряжения на активном сопротивлении u¡ будут носить вероятностный характер. Однако из формулы (19) видно, что ток через измерительный первичный преобразователь и, значит, амплитуды основной и высших гармоник выходных напряжений будут изменяться по закону близкому к линейному при изменении содержания жира в молоке.

Таким образом, при изменении содержания жира в молоке изменяется ком*

плексная диэлектрическая проницаемость молока е , что приводит к изменению выходных напряжений измерительного первичного преобразователя: u¡- на активном сопротивлении и щ - на емкости. И, следовательно, разложив выходные напряжения u¡ и и2в гармонические ряды, по амплитудам и начальным фазам напряжений основной и высших гармоник можно судить о содержании жира в молоке.

Поскольку как щ, так и е <к) величины вероятностные, а форма электродов может быть иной, то окончательно закономерности изменений характеристик выходных электромагнитных сигналов измерительного первичного преобразователя от содержания жира в молоке следует установить в результате экспериментов.

В третьей главе «Программа и методики проведения лабораторных и производственных экспериментальных исследований» описаны программа, методики исследований и экспериментальные установки.

Экспериментальные исследования проводили с целями: подтверждения теоретических положений о связи между содержанием жира в молоке и характеристиками пропущенного через него высокочастотного периодического электромагнитного сигнала; проверки предложенного метода определения содержания жира

(21)

К(к> ~

(22)

в молоке в статике и динамике; проверки алгоритма вычислений содержания жира в молоке по выходным сигналам ИПП и оценки его чувствительности; оценки влияния температуры молока, степени заполнения ИПП молоком на результат измерений; оценки погрешностей контроля; производственной проверки устройства и алгоритма оценки содержания жира по выходным характеристикам ИПП в условиях молочной фермы.

Для определения влияния содержания жира в молоке на характеристики выходных сигналов измерительного первичного преобразователя с выхода генератора несинусоидальный периодический сигнал прямоугольной формы с несущей частотой 3 МГц подавали на вход ИПП (рисунок 4). Напряжения на активном сопротивлении и/ и на емкости и2 записывали на компьютер для последующей обработки и анализа.

,_

Генератор

ИПП

и2

Осциллограф

и2 Запись

в память

Рисунок 4 - Функциональная схема лабораторного эксперимента

В четвертой главе «Результаты лабораторных и производственных экспериментов» приведены результаты экспериментальных исследований.

На рисунке 5 показан фрагмент записи входного напряжения и, подаваемого на ИИП (канал В), и выходного напряжения и/ на активном сопротивлении ИИП (канал А). Экспериментальные кривые напряжений и/ и мг разложены в гармонические ряды (рисунок 6).

!(■ ШЕШ

а*

|Я 3'.

Тш 3;

I* ¿Л

ЕУ 0Е5

А

¡ш

Г1

ч ч ц! N ч

ч Ч ч ч

ЛЙи

Рисунок 5 - Фрагмент записи входного и выходного напряжений измерительного первичного преобразователя на цифровом осциллографе АКТАКОМ 3106

Цш

Рисунок 6 - Преобразование Фурье с помощью прикладных программ цифрового осциллографа АКТАКОМ 3106

На рисунках 7 и 8 представлены полученные по результатам обработки осциллограмм значения амплитуд напряжений гармоник выходных сигналов и 112т(к) при различном содержании жира в молоке для всего массива экспериментальных данных (к - номер гармоники), а на рисунке 9 - экспериментальные зависимости амплитуд основной гармоники напряжения от содержания жира в молоке для десяти коров.

4.5

8 о

к

«

8 оэ

§ а

* о к Ь я _

Я 8

V*

^ 5 я я ч с

С

1

0.5 О

♦ основная В вторая А третья Л четвертая Ж пятая

Содержание жира в молоке, %

Рисунок 7 — Значения амплитуд гармоник выходного напряжения и¡тщ при различном содержании жира в молоке

о и

0

В

«

§ И

1 3

я

0 2

1 в

н

« В)

Л Гк

« в е> сз

к к

с <

10

.«см» - ***** мюты*********

♦ основная ® вторая 4 третья Л четвертая к пятая

ли/т Ш^ШШ^ШШ.'Ш' АЖШМЛА

шт жж*кж жжжжа

8!!!

Содержание жира в молоке, % Рисунок 8 - Значения амплитуд гармоник выходного напряжения и2т(к) при различном содержании жира в молоке

В результате экспериментов установлено следующее. С изменением содержания жира в молоке в диапазоне от 1 до 6 % амплитуды основной Е/едт1К, третьей Ui(3)max и пятой Uia)max гармоник напряжений на активном сопротивлении измерительного первичного преобразователя уменьшаются, а значения основной U2(i)max, третьей U2(3)mca и пятой U2(5)mm гармоник напряжения на емкости увеличиваются. Амплитуды напряжений второй и четвертой гармоник мало изменяются и имеют значительный разброс значений напряжений (до 0,5 В).

Начальные фазы напряжений и1(к) не коррелируют с жирностью, и в дальнейшем фазочастотные характеристики не рассматривались.

Экспериментальные данные проверены на соответствие их нормальному

закону распределения.

Рассчитанные коэффициенты корреляции между

амплитудами основной,

третьей и пятой гармоник выходных напряжений и содержанием жира в молоке принимают значения от 0,93 до 0,98. По критерию Стьюдента коэффициенты корреляции значимы для 5% уровня значимости.

Определены средние значения амплитуд напряжений гармоник, дисперсии, средние квадратические отклонения для сечений разного содержания жира в молоке. Статистическая значимость влияния содержания жира на амплитуды напряжений гармоник проверена по критерию Фишера. Отношение общей дисперсии к дисперсиям по сечениям выходных напряжений Uim(k) лежит в пределах от 5 до 40, U2m(k) - от 8 до 50 в диапазоне изменения содержания жира от 1,5 до 5,5%, при критическом значении критерия Фишера 3 для 5% уровня значимости.

При проверке воспроизводимости экспериментальных данных для амплитуд напряжений основной, третьей и пятой гармоник выходного сигнала на активном сопротивлении получены следующие значения критерия Кохрена: 0,2046; 0,2594 и 0,1786 соответственно, а для амплитуд напряжений основной, третьей и пятой гармоник выходного сигнала на емкости получены значения критерия Кохрена: 0,2138; 0,088 и 0,129 соответственно. Критическое значение составляет 0,2659. Значения критерия позволяют сделать вывод о воспроизводимости опытов и достоверности их результатов.

Содержание жира, %

Рисунок 9 - Экспериментальные зависимости

амплитуд основной гармоники выходного напряжения и/ от содержания жира в молоке для десяти коров

Проведенный эксперимент по определению влияния степени заполнения измерительного первичного преобразователя молоком, как и предполагалось, показал сильную зависимость напряжений гармоник от степени заполнения емкостной ячейки молоком. Чувствительность измерительного первичного преобразователя при коэффициентах заполнения 0,25; 0,5; 0,75 и 1 равна 0,24; 0,29; 0,30 и 0,45 соответственно. Таким образом, наибольшая чувствительность обеспечивается при полностью заполненном преобразователе.

Результаты эксперимента по оценке влияния температуры молока на выходной сигнал ИПП показали, что температура молока в диапазоне от 27 до 38 °С не влияет на значения амплитуд напряжения гармоник выходного сигнала.

Поскольку изменение содержание жира в молоке приводит к изменению амплитуд сразу нескольких гармоник выходных напряжений, изучена возможность оценки содержания жира в молоке с помощью комплексного показателя Г. Установлено, что для контроля содержания жира в молоке наибольшую чувствительность и наименьшую погрешность измерительного первичного преобразователя обеспечивают комплексные показатели 7: произведение амплитуд напряжений основной, третьей и пятой гармоник (1,5 и 5; абсолютная погрешность составляет 0,4%) и квадрат произведения указанных гармоник (15 и 1150; абсолютная погрешность составляет 0,35%).

Результаты экспериментов по изучению влияния величины разрежения на выходной сигнал измерительного первичного преобразователя позволяют сделать вывод об отсутствии влияния данного фактора на результат измерений содержания жира в молоке, так как изменение величины разрежения от 46 до 54 кПа приводит к изменению среднего значения амплитуд основной, третьей и пятой гармоник выходного сигнала и; на 3,7%, амплитуд основной, третьей и пятой гармоник выходного сигнала и2 - на 2,7%.

Изменение расхода молока от 15 до 65 мл/с приводит к изменению среднего значения амплитуд основной, третьей и пятой гармоник выходного сигнала и: на 3,7%, амплитуд основной, третьей и пятой гармоник выходного сигнала и2 -на 3,2%.

Производственная проверка устройства и алгоритма экспресс-анализа содержания жира в молоке в потоке проводилась на МТФ ОПХ «Экспериментальное» Зерноградского района Ростовской области. Записаны временные диаграммы изменения выходных сигналов ИПП при доении 19 коров черно-пестрой породы. Температура воздуха окружающей среды составляла 19 °С в утреннее доение, и 32 °С -ввечернее.

На рисунках 10 и 11 представлены зависимости изменения комплексного показателя У во времени в течение трех последовательных утренних доений (1,2,3) и соответствующие им зависимости содержания жира в молоке в течение всего времени доения коровы № 270.

Производственная проверка подтвердила, что единичного измерения содержания жира в молоке в течение всего доения недостаточно, так как молоко каждой минуты доения имеет разное содержание жира, молоко утреннего и вечернего удоев также имеет различное содержание жира, содержание жира в молоке текущего утреннего доения отличается от предыдущего утреннего доения. Обработка

результатов измерении содержания жира в молоке по испытуемой группе коров показала, что средняя погрешность экспресс-анализа содержания жира в молоке по группе из 19 коров составила 0,25% жира.

350

Время, с

Рисунок 10 - Изменение комплексного показателя У во время трех последовательных утренних доений коровы № 270 б

га &

К <и 8

*

О. и Ч О

и

150 200 250 300 350 Время, с

Рисунок 11 - Изменение содержания жира в молоке во время трех последовательных утренних доений коровы № 270

Абсолютные погрешности по жиру, полученные в результате производственной проверки, позволяют утверждать о достаточной для практических целей погрешности измерений и возможности использовать предлагаемый метод контроля содержания жира в молоке в процессе доения на автоматизированных доильных установках с системой автоматизированного мониторинга, а также для исследовательских целей.

По результатам лабораторных и производственных экспериментов уточнен алгоритм оценки содержания жира в молоке по интегральному показателю, учитывающему изменение содержания жира в течение всего доения. Для этого используется информация об интенсивности молоковыведения, поступающая параллельно информации о содержании жира в базу данных по каждой доле вымени в системе автоматизированного мониторинга. При отклонениях в содержании жира результаты экспресс-анализа доводятся до зоотехнической службы и руководителя предприятия.

В пятой главе «Экономическая эффективность использования контроля содержания жира в молоке» представлено технико-экономическое обоснование применения предложенного метода и способствующих его реализации технических средств в системе автоматизированного мониторинга фермы на 200 коров при доении на установке УДМ-12Е (типа «Елочка»), Расчеты подтвердили целесообразность их применения. Чистый дисконтированный доход за семь лет эксплуатации может составить 75405 рублей.

ВЫВОДЫ

1. Эффективность автоматизированного мониторинга молочной фермы можно повысить введением контроля содержания жира по выходным характеристикам высокочастотных периодических электромагнитных сигналов, пропускаемых через движущееся молоко каждой доли вымени в процессе доения, и последующего экспресс-анализа нарушений функции вымени, основанного на вычислении отклонений содержания жира в молоке текущего доения от аналогичных показателей предыдущих двух доений. Отклонение содержания жира на 0,5% и более свидетельствует о возможных нарушениях в кормлении, содержании животного или его физиологическом состоянии.

2. При изменении содержания жира от 1 до 6% в молоке, находящемся в емкостной ячейке измерительного первичного преобразователя, на который подается несинусоидальный периодический сигнал в виде прямоугольных импульсов частотой 3 МГц, амплитуды нечетных гармоник выходных напряжений, снимаемых с активного сопротивления и емкостной ячейки, изменяются по закону близкому к линейному.

3. В диапазоне содержания жира от 1 до 6% изменение температуры от 27 до 38°С не влияет на значения амплитуд напряжений гармоник выходного сигнала. Изменения расхода молока в диапазоне 15...65 мл/с и разрежения воздуха в диапазоне 46...54 кПа вносят погрешности в вычисления амплитуд напряжений на активном сопротивлении и емкостной ячейке измерительного первичного преобразователя основной, третьей и пятой гармоник, не превышающие 4%.

4. Эквивалентное содержание жира в порции молока в течение времени контроля 0,005 с можно оценить с абсолютной погрешностью 0,35% по комплексному показателю У, вычисленному по амплитудам основной, третьей и пятой гармоник выходного напряжения измерительного первичного преобразователя. Оценку содержания жира в удое данной доли вымени следует проводить по интегральному показателю, учитывающему изменения содержания жира и скорости молоковыве-

дения в течение всего доения, параллельно фиксируемых по каждой доле вымени в базе данных системы автоматизированного мониторинга, а экспресс-анализ нарушений функции вымени - путем сравнения полученных значений содержания жира и удоя молока по долям вымени с аналогичными значениями предыдущих доек данной коровы.

5. Производственная проверка измерительного первичного преобразователя на МТФ ОПХ «Экспериментальное» Зерноградского района Ростовской области подтвердила его работоспособность со средней погрешностью оценки содержания жира 0,25%.

6. Применение экспресс-анализа функции вымени коров в системе автоматизированного мониторинга позволяет повысить качество производимого молока. Общая экономия в год от внедрения результатов исследования может составить 24891 рублей на одну доильную установку УДМ-12Е (типа «Ёлочка») с системой идентификации на 200 голов в ценах 2010 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Чмелёва, E.H. Пути совершенствования автоматизированного доильного оборудования / О.Б. Забродина, О.И. Мартыненко, E.H. Чмелёва // Технологии и механизация агропромышленной сферы / Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. - Зерноград, 2005. - С. 52-56.

2. Чмелёва, E.H. Устройство для контроля / С.А. Моренко, E.H. Чмелёва // Сельский механизатор. -2007. - № 12. - С. 35.

3. Чмелёва, E.H. Аппаратно-программный комплекс системы производства молока сельскохозяйственного предприятия / О.Б. Забродина, В.Н. Литвинов, С.А. Моренко, О.И. Кучеренко, E.H. Чмелёва, // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар, 2008. - №1. -С. 64-66.

4. Система мониторинга энергозатрат предприятия по производству молока. Модуль взаимодействия с датчиком жирности молока: свид. 2011613253 / В.Н. Литвинов, E.H. Таран; заявитель и правообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. - № 2011613253; за-явл. 02.03.11; опубл. 26.04.11.

- в сборниках научных трудов и научно-практических журналах:

5. Чмелёва, E.H. К обоснованию разработки системы автоматизированного доения коров с контролем нарушения функции вымени / О.Б. Забродина, E.H. Чмелёва

// Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сборник научных трудов / ФГОУ ВПО АЧГАА. - Зерноград, 2005. - Выпуск 5. -Том 1.-С. 121-125.

6. Чмелёва, E.H. Анализ показателей качества молока, методов и средств их контроля/ О.Б. Забродина, E.H. Чмелёва // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сборник научных трудов / ФГОУ ВПО АЧГАА. - Зерноград, 2005. - Выпуск 5. - Том 2. - С. 36-40.

7. Чмелёва, E.H. К созданию адаптивного электрооборудования для доения коров / О.Б. Забродина, О.И. Мартыненко, E.H. Чмелёва // Ресурсосберегающие технологии и технические средства в животноводстве: сборник научных трудов / ГНУ ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 2005. - С. 204-210.

8. Чмелёва, E.H. Результаты исследования прохождения электромагнитного излучения в оптическом диапазоне длин волн через слой молока/ О.Б. Забродина, E.H. Чмелёва II Инновационные процессы в развитии животноводства: исследова-ниия, реализация, анализ: сборник научных трудов / ГНУ ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 2006.-С. 101-107.

9. Чмелёва, E.H. Влияние некоторых показателей молока на интенсивность его люминесценции в оптическом диапазоне длин волн / О.Б. Забродина, E.H. Чмелёва // Инновационные процессы в животноводстве на современном этапе: сборник научных трудов / ГНУ ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 2007. - С. 97-101.

10. Чмелёва, E.H. Оценка влияния состава молока на его оптические свойства / E.H. Чмелёва // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сборник научных трудов / ФГОУ ВПО АЧГАА. - Зерно-град, 2007. - Выпуск 7. - Том 1. -С.159-163.

11. Таран, E.H. Результаты исследования емкостного датчика контроля содержания жира в молоке / E.H. Таран // Физико-технические проблемы создания новых экологически чистых технологий в агропромышленном комплексе: сборник научных трудов / ФГОУ ВПО СтГАУ. - Ставрополь, 2009. - С. 199-202.

12. Таран, E.H. О способе измерений содержания жира в молоке/ О.Б. Забродина, E.H. Таран, С.А. Моренко, A.A. Таран // Вестник аграрной науки Дона. Механизация и электрификация животноводства, растениеводства: сборник научных трудов / ФГОУ ВПО АЧГАА. - Зерноград, 2010. - Выпуск 2. - С. 34-38.

ЛР 65-13 от 15.02.99. Формат 60x84/16 Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 178. РИО ФГОУ ВПО АЧГАА 347740, г. Зерноград, Ростовская обл., ул. Советская, 15.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ1 И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА МОЛОКА.

1.1 Современное состояние автоматизированного мониторинга молочных ферм.

1.2 Влияние различных факторов на показатели и физико-химические свойства молока.

1.3 Методы и технические средства для определения содержания жира в молоке.

1.4 Цель и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА В МОЛОКЕ.

2.1 Разработка и описание алгоритма функционирования подсистемы контроля содержания жира в молоке.

2.2 Теоретические предпосылки применимости метода оценки содержания жира в молоке по характеристикам высокочастотного несинусоидального сигнала.

2.3 Влияние степени заполнения измерительного первичного преобразователя молоком на характеристики электромагнитного сигнала.

2.4 Влияние температуры молока на характеристики электромагнитного сигнала.

2.5 Выводы по главе.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Программа экспериментальных исследований.

3.2 Установки и приборы для проведения эксперимента.

3.2.1 Установка для проведения экспериментов по изучению влияния содержания жира в молоке на характеристики электромагнитного сигнала в статическом режиме.

3.2.2 Установка для проведения экспериментов по изучению влияния степени заполнения измерительного первичного преобразователя молоком на характеристики электромагнитного сигнала.

3.2.3 Установка для проведения экспериментов по изучению влияния температуры молока на характеристики электромагнитного сигнала.

3.2.4 Установка для проведения экспериментов по изучению влияния содержания жира в молоке на характеристики электромагнитного сигнала в динамическом режиме.

3.3 Методика экспериментальных исследований.

3.3.1 Методика оценки влияния содержания жира в молоке на характеристики электромагнитного сигнала в статическом режиме.

3.3.2 Методика оценки влияния степени заполнения измерительного первичного преобразователя молоком на характеристики электромагнитных сигналов.

3.3.3 Методика оценки влияния температуры молока на характеристики электромагнитных сигналов.

3.3.4 Методика определения чувствительности и абсолютной погрешности измерительного первичного преобразователя.

3.3.5 Методика определения зависимости электромагнитных сигналов от содержания жира в молоке в динамическом режиме.

3.3.6 Программа и методика производственного эксперимента.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ. Ю

4.1 Результаты эксперимента по оценке влияния содержания жира в молоке на характеристики электромагнитного сигнала в статическом режиме.

4.2 Результаты эксперимента по оценке влияния степени заполнения измерительного первичного преобразователя молоком на характеристики электромагнитных сигналов.

4.3 Результаты эксперимента по оценке влияния температуры молока на характеристики электромагнитных сигналов.

4.4 Комплексный показатель оценки содержания жира в молоке.

4.5 Результаты эксперимента по оценке влияния содержания жира в молоке на характеристики электромагнитного сигнала в динамическом режиме.

4.6 Результаты производственной проверки измерительного первичного преобразователя.

4.7 Алгоритм работы микроконтроллера подсистемы контроля содержания жира в молоке.

4.8 Выводы по главе.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА В МОЛОКЕ.

5.1 Расчёт капитальных вложений.

5.2 Расчёт эксплуатационных затрат.

5.3 Расчёт экономической эффективности.

Основной тенденцией совершенствования производства молока является создание новых автоматизированных адаптивных, энерго- и ресурсосберегающих технологий, которые невозможно представить без автоматизированного мониторинга. Одной из важных его составляющих является экспресс-анализ нарушений функции вымени, к которым относят снижение удоя одной из долей вымени или полное прекращение ее функционирования, изменение состава и свойств молока, т. е. нарушения процессов молокообразова-ния, молоковыведения, изменения в строении вымени. При этом оказываются тесно связаны вопросы физиологии, технологий содержания и кормления, культуры производства.

К причинам, вызывающим нарушения функции вымени, можно отнести условия кормления, ухода и содержания, адекватность молоковыведения физиологическим особенностям коровы. Существенной причиной, вызывающей нарушения функции вымени, являются маститы, возникающие, например, при систематическом неполном опорожнении какой-либо доли вымени. У отдельных коров одна из долей, наоборот, может постоянно выдаиваться раньше других, в результате чего на железистую ткань этой доли вакуум действует раздражающе, что также может привести к маститу.

Исследованиями Ю.И. Бершицкого, К. Блекстера, И.К. Винникова, Ф.Л. Гарькавого, И.И. Грачева, А.И. Ивашура, Л.П. Карташова, В.И. Муто-вина, И.И. Черкащенко и др. установлено, что функцию вымени можно оценивать путем контроля удоев по каждой доле вымени с одновременным определением показателей качества молока. На сегодняшний день достаточно отработан контроль удоев по долям вымени, но практически отсутствуют методы и технические средства экспресс-анализа показателей качества молока, за исключением контроля его электропроводности. Такой показатель, как содержание жира в молоке, в основном определяющий энергетическую ценность молока, не контролируется в процессе доения. Он зависит от рациона кормления, состояния здоровья коровы, сезона года, периода лактации, породы, возраста, условий содержания. Например, в весенний пастбищный период жирность молока уменьшается более чем на 1%. Снижается содержание жира в молоке и тогда, когда в рационах коров повышается доля силоса и корнеплодов, комбикорма, измельченных или гранулированных кормосме-сей, когда животные получают менее 4 кг сена в сутки. При этом у коров нарушается выработанный эволюцией обмен веществ, они жиреют, снижая при этом жирность молока. При заболевании коров маститом жирность молока из пораженной доли вымени уменьшается на 5-12% в сравнении со здоровыми долями. В то же время в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52054—2003 «Молоко натуральное коровье - сырье» массовая доля жира в молоке должна соответствовать базисным нормам, причем содержание жира в молоке при приемке определяется в каждой партии. Следовательно, дополнив имеющиеся системы автоматизированного мониторинга новыми методами и техническими средствами контроля жирности молока, непосредственно по результатам доения можно выявлять на ранней стадии отклонения в кормлении, уходе и содержании животных, заболевания и своевременно их устранять.

Таким образом, необходимо совершенствование технологий и доильного оборудования путем создания новых методов экспресс-анализа функции вымени и снабжения его соответствующими техническими устройствами. В результате анализа технических средств и научно-технической литературы установлено, что наиболее перспективными для определения качественных показателей молока в потоке следует считать бесконтактные методы, в которых по результатам изменений электромагнитного сигнала, пропущенного через молоко, можно судить о его качестве и количестве и, следовательно, оценить функцию вымени коровы.

В связи с вышеизложенным, сформулирована научная гипотеза о возможности контроля содержания жира в молоке непосредственно после окончания доения коровы, путем интегральной оценки выходных характеристик электромагнитных сигналов, пропущенных через молоко, движущееся по молочному шлангу доильного аппарата, с учетом скорости молоковыведения.

Рабочая гипотеза: при прохождении через молоко высокочастотный несинусоидальный сигнал изменяет свои характеристики, а именно амплитуды и фазы его гармонических составляющих.

Цель исследования — обоснование метода и технических средств контроля содержания жира в молоке для системы автоматизированного мониторинга молочной фермы.

Объект исследования - процесс контроля содержания жира в молоке* коров в системе автоматизированного мониторинга молочной фермы.

Предмет исследования — зависимости амплитудо- и фазочастотных характеристик несинусоидального высокочастотного электромагнитного сигнала, пропущенного через молоко, от содержания в нем жира.

В первой главе «Анализ способов и технических средств определения показателей качества молока» в результате аналитического обзора существующих способов и средств, позволяющих определять компоненты и физико-химические свойства молока, была установлена актуальность темы, определены цель, объект, предмет и задачи исследования.

Во второй главе «Теоретическое обоснование метода контроля содержания жира в молоке» предложен алгоритм экспресс-анализа функции вымени коров, для реализации которого необходимы методы и технические средства контроля интенсивности потока, удоя и содержания жира в потоке молока. Проведено теоретическое обоснование применимости метода оценки содержания жира в молоке по выходным характеристикам пропущенного через молоко высокочастотного несинусоидального сигнала, и определено влияние степени заполнения емкостной ячейки молоком и температуры молока на характеристики выходных напряжений измерительного первичного преобразователя.

В третьей главе «Программа и методики проведения лабораторных и производственных экспериментальных исследований» приводится программа выполнения экспериментальных исследований, описание и внешний вид экспериментальных установок, а также методика проведения исследований и обработки экспериментальных данных.

Четвертая глава «Результаты лабораторных и производственных экспериментов» содержит результаты экспериментальных исследований по определению влияния содержания жира в молоке на выходные напряжения измерительного первичного преобразователя. Определено влияние степени заполнения измерительного первичного преобразователя молоком, температуры, расхода молока, разрежения воздуха на выходные напряжения измерительного первичного преобразователя.

В пятой главе «Экономическая эффективность применения контроля содержания жира в молоке» в соответствии с методическими рекомендациями определены показатели экономической эффективности при внедрении разработанного устройства на доильной установке УДМ-12Е.

Научную новизну работы составляют: метод и устройство контроля содержания жира в молоке по амплитудо-частотным характеристикам пропущенного через молоко несинусоидального периодического сигнала; зависимости характеристик несинусоидального периодического сигнала, пропущенного через молоко, находящееся в измерительном первичном преобразователе, от содержания жира; алгоритм и программа обработки выходного сигнала измерительного первичного преобразователя в эквивалентное содержание жира в молоке; алгоритм экспресс-анализа нарушений функции вымени для системы автоматизированного мониторинга молочной фермы.

Практическая ценность работы состоит в создании дополнительных возможностей системы автоматизированного мониторинга молочной фермы, а именно возможности выявления на ранней стадии непосредственно по результатам доения заболеваний, отклонений в кормлении, уходе и содержании животного без предварительного отбора и подготовки проб молока, а также в использовании в исследовательских целях.

На защиту выносятся: метод и устройство контроля содержания жира в молоке по характеристикам несинусоидального периодического сигнала, пропущенного через молоко; зависимости характеристик электромагнитного сигнала, пропущенного через молоко в измерительном первичном преобразователе в статике и динамике, от температуры, расхода молока и глубины вакуума в молокопрово-де доильного аппарата; алгоритм вычисления содержания жира в молоке по амплитудам гармоник электромагнитного сигнала, пропущенного через молоко, находящееся в измерительном первичном преобразователе; алгоритм экспресс-анализа нарушений функции вымени в системе автоматизированного мониторинга молочной фермы по содержанию жира в молоке.

Реализация результатов исследования. Разработанное устройство и метод контроля содержания жира в молоке прошли производственную проверку в ОПХ «Экспериментальное» Зерноградского района Ростовской области. Опытный образец устройства контроля содержания жира в молоке внедрен на МТФ ОАО ПСХ им. A.A. Гречко.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований доложены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО АЧГАА в 20052011 годах, ГНУ ВНИПТИМЭСХ в 2005, 2006, 2010 годах, ФГОУ ВПО СтГАУ в 2009 году.

По результатам исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК, и получено свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ.

1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА МОЛОКА

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Эффективность автоматизированного мониторинга молочной фермы можно повысить введением контроля содержания жира по выходным характеристикам высокочастотных периодических электромагнитных сигналов, пропускаемых через движущееся молоко каждой доли вымени в процессе доения, и последующего экспресс-анализа нарушений функции вымени, основанного на вычислении отклонений содержания жира в молоке текущего доения от аналогичных показателей предыдущих двух доениш Отклонение содержания жира на 0,5% и более свидетельствует о возможных нарушениях в кормлении, содержании животного или его физиологическом состоянии.

2. При изменении содержания жира от 1 до 6% в молоке, находящемся в емкостной ячейке измерительного первичного преобразователя, на который подается несинусоидальный периодический сигнал в виде прямоугольных импульсов частотой 3 МГц, амплитуды нечетных гармоник выходных напряжений, снимаемых с активного сопротивления и емкостной ячейки, изменяются по закону близкому к линейному.

3. В диапазоне содержания жира от 1 до 6% изменение температуры от 27 до 38°С не влияет на значения амплитуд напряжений гармоник выходного сигнала. Изменения расхода молока в диапазоне 15.65 мл/с и разрежения воздуха в диапазоне 46.54 кПа вносят погрешности в вычисления амплитуд напряжений на активном сопротивлении и емкостной ячейке измерительного первичного преобразователя основной, третьей и пятой гармоник, не превышающие 4%.

4. Эквивалентное содержание жира в порции молока в течение времени контроля 0,005 с можно оценить с абсолютной погрешностью 0,35% по комплексному показателю У, вычисленному по амплитудам основной, третьей и пятой гармоник выходного напряжения измерительного первичного преобразователя. Оценку содержания жира в удое данной доли вымени следует проводить по интегральному показателю, учитывающему изменения содержания жира и скорости молоковыведения в течение всего доения, параллельно фиксируемых по каждой доле вымени в базе данных системы автоматизированного мониторинга, а экспресс-анализ нарушений функции вымени - путем сравнения полученных значений содержания жира и удоя молока по долям вымени с аналогичными значениями предыдущих доек данной коровы.

5. Производственная проверка измерительного первичного преобразователя на МТФ ОПХ «Экспериментальное» Зерноградского района Ростовской области подтвердила его работоспособность со средней погрешностью оценки содержания жира 0,25%.

6. Применение экспресс-анализа функции вымени коров в системе автоматизированного мониторинга позволяет повысить качество производимого молока. Общая экономия в год от внедрения результатов исследования может составить 24891 рублей на одну доильную установку УДМ-12Е (типа «Ёлочка») с системой идентификации на 200 голов в ценах 2010 года.

1. Азизов, A.M. Точность измерительных преобразователей / A.M. Азизов, А.Н. Гордов. - Ленинград: Энергия, 1975. - 256 с.

2. Алиев, A.A. Липидный обмен и продуктивность жвачных животных / A.A. Алиев. Москва: Колос, 1980. - 381 с.

3. Антроповский, М.Н. Молочное оборудование животноводческих' ферм / М.Н. Антроповский, Л.И. Киренков, А.Я. Салманис. Москва: Рос-сельхозиздат, 1975. — 144 с.

4. Арене, X. Многомерный дисперсионный анализ / X. Арене, Ю. Лёйтер.- Москва: Финансы и статистика, 1985. — 230 с.

5. Асатурян, В.И. Теория планирования эксперимента / В.И. Асатурян. -Москва: Радио и связь, 1983. 248 с.

6. Барабанщиков, Н.В. Качество молока и молочных продуктов/ Н.В. Барабанщиков. — Москва: Колос, 1980. — 255 е.: ил.

7. Бендат, Дж. Прикладной анализ случайных данных / Дж. Бендат, А. Пирсол. Москва: Мир, 1989. - 540 с.

8. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники /Л.А. Бессонов.- 10-е изд. перераб.и доп. Москва: Гардарики, 2002. - 638,е.: ил.

9. Богородицкий, Н.П. Теория диэлектриков / Н.П. Богородицкий, Ю.М. Волокобинский, A.A. Воробьев, Б.М. Тареев; Мин-во высшего и ср. спец. образования РСФСР. — Москва-Ленинград: Энергия, 1965. -344 е.: ил.

10. Бородин, И.Ф. Автоматизация технологических процессов / И.Ф. Бородин, Ю.А. Судник. Москва: КолосС, 2004. - 344 с. '

11. Бородин, И.Ф. Исследование электрических параметров молока с целью создания приборов для контроля его качества / И.Ф. Бородин, В.И. Столбов // Труды Челяб. Ин-та механизации и электрификации сел. хоз-ва, 1974. — вып.75 — С. 205.

12. Бородин, И.Ф. Нанотехнологии в сельском хозяйстве / И. Ф. Бородин // Главный агроном. 2007. - №8. - С. 5-7.

13. Бородин, И.Ф. Электрический способ регистрации жирности молока/ И.Ф. Бородин, В.И. Столбов // Механизация и электрификация соц. сел. хоз-ва, 1974. -№ 4 С25-21.

14. Брунов, Б.Я. Теория электромагнитного поля / Б.Я. Брунов, JI.M. Гольденберг, И.Г. Кляцкин, JI.A. Цейтлин - Москва-Ленинград: Госэнергоиздат, 1962. — 512 е.: ил.

15. Брусиловский, Л.П. Приборы технологического контроля в молочной промышленности: Справочник / Л.П. Брусиловский, А.Я. Вайнберг. — Изд. 2-е, перераб. и доп. Москва: Агропромиздат, 1990. - 288 е.: ил

16. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. Москва: Колос, 1973.- 199 с.

17. Велиток, И.Г. Технология машинного доения коров / И.Г. Велиток. -Москва: Колос, 1975. — 256 с.

18. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. Москва: Наука, 1969. -576 е.: ил.

19. Вернер, Е.А. Доильные роботы в фермерских хозяйствах / Е.А. Вернер // Главный зоотехник. — 2006. — №1. — С. 85-86.

20. Викторов, В.А. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин / В.А. Викторов, Б.В. Лункин, A.C. Совлуков. — Москва: Наука, 1978.-280 с.

21. Винников, И.К. Технологии, системы и установки для комплексной механизации и автоматизации доения коров / И.К. Винников, О.Б. Забродина, Л.П. Кормановский. Зерноград. - 2001. - 354 с.

22. Волик, А. Жиромер / А. Волик, А. Марков // Радио. 1982. - №12. -С. 17-20.

23. Вопросы физиологии машинного доения / под ред. И.А. Барышникова. — Москва: Колос, 1970. — 199 с.

24. Галаов, К.К. Электропроводность молока при машинном доении коров/ Галаов К.К., Засеев С.З., Дзицоев П.Р. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. — 1972. № 9. —С.47— 48.

25. Гарькавый, Ф.Л. Селекция коров и машинное доение / Ф:Л. Гарька-вый. -Москва: Колос, 1974. 160 с.

26. Гаскаров, Д.В. Малая выборка / Д.В. Гаскаров, В.И. Шаповалов. — Москва: Статистика, 1978. 248 с.: ил.

27. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов : учебник для студ. сред. спец. учеб. зав. по спец. "Технология молока и молочных продуктов" / К. К. Горбатова. 2.изд.,перераб.и доп. — Москва: Колос, 1996.-288 е.: ил.

28. Грачев, И.И. Физиология лактации сельскохозяйственных животных / И.И. Грачев, В.П. Галанцев. Москва: Колос, 1974. - 279 с.

29. Губкин, А.Н: Физика диэлектриков: учеб. пособия для вузов / А.Н. Губкин. Москва: Высшая школа, 1971. — 272 е.: ил.

30. Демирчян, К.С. Теоретические основы электротехники / К.С. Демир-чян, Л.Р. Нейман, Н.В: Коровкин: том 1 — Санкт-Петербург: Питер, 2009. 440 с.

31. Демирчян, К.С. Теоретические основы электротехники / К.С. Демирчян, Л .Р. Нейман, Н.В . Коровкин: том 2 Санкт-Петербург: Питер, 2009.-440 с.

32. Долгов, В.А. Электронные датчики для автоматических систем контроля / В.А.Долгов, А.В.Келин. Москва: Советское радио, 1968.- 88 с.

33. Долинский, Е.Ф. Обработка результатов измерений / Е.Ф. Долинский. -Москва: Издательство стандартов, 1973. 190 с.

34. Доспехов, Б.А. Планирование полевого опыта и статистическая обработка его данных / Б.А. Доспехов. Москва: Колос, 1972. - 207 с.

35. Ермаков, С.М. Математическая теория оптимального эксперимента/ С.М.Ермаков, A.A. Жиглявский. Москва: Наука, 1987. - 320 с.

36. Зайдель, А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений / А.Н. Зайдель / А.Н. Зайдель. Ленинград: Наука, 1965. — 80 е.: ил.i

37. Зевеке, Г.В. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, A.B. Нетушил, C.B. Страхов. Москва: Энергия,1975. - 752 е.: ил.

38. Зимин, Е.Ф. Измерение параметров электрических и магнитных полей в проводящих средах / Е.Ф. Зимин, Э.С. Кочанов. Москва: Энерго-атомиздат, 1985. —256 е.: ил.

39. Золотин, А. Перспективные технологии в молочном скотоводстве / А. Золотин, В. Тищенко, Е. Малышева // Главный зоотехник. 2007. — №8. - С.31-36.

40. Ивашура, А.И. Гигиена производства молока / А.И. Ивашура. Москва: Росагропромиздат, 1989. - 237 с.

41. Ивашура, А.И. Система мероприятий по борьбе с маститами коров /

42. A.И. Ивашура. — Москва: Росагропромиздат, 1991. 240 е.: ил.

43. Идье, В. Статистические методы в экспериментальной физике /

44. B. Идье, Д. Драйард, Ф. Джеймс, М. Рус и др.; перевод с англ. B.C. Курбатова; под ред. проф. A.A. Тяпкина. — Москва: Атомиздат, 1976. -335 с.

45. Инихов, Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов / Г.С. Инихов Г.С., Брио Н.П. -Москва: Пищевая промышленность, 1971.-288 е.: ил.

46. Йоссель, Ю.Я. Расчет электрической емкости / Ю.Я. Йоссель, Э.С. Кочанов, М.Г. Струнский. — Изд. 2-е, перераб. и доп. Ленинград: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. -288 е.: ил.

47. Карташов, Л.П. Контроль при машинном доении /Л.П.Карташов. -Москва: Россельхозиздат, 1977. 47 с.

48. Карташов, Л.П. Машинное доение коров / Л.П. Карташов. Москва: Колос, 1982.-301 с.

49. Каценеленбаум, Б.З. Высокочастотная электродинамика. Основы математического аппарата / Б.З. Каценеленбаум. Москва: Наука, 1966. — 240 е.: ил.

50. Ковалев, В.В. Методы оценки инвестиционных проектов / В.В. Ковалев-Москва: Финансы и статистика —2003—220с.

51. Коган, Г.Ф. Маститы и санитарное качество молока / Г.Ф. Коган, Л.П. Горинова. — Минск: Ураджай, 1990. —134 е.: ил.

52. Коптев, В. В. Основы научных исследований и патентоведения/ В.В.Коптев, В.А. Богомягких, М.Ф. Трифонова. — Москва: Колос, 1993. 144 с.

53. Корепанова С. Как быстро окупается модернизация ферм / С. Корепа-нова // Агробизнес. 2007. - №4. - С.42-44.

54. Королёв, В.Ф. Доильные машины / В.Ф. Королёв. — Москва: Машиностроение, 1969. — 279 с.

55. Королёв, В.Ф. Основные принципы конструирования доильных машин: сб.: Вопросы Физиологии машинного доения / В.Ф.Королёв, Н.И.Еланская. Москва, 1970. - С. 81-88.

56. Котюк, А.Ф. Методы и аппаратура для анализа характеристик случайных процессов / А.Ф. Котюк, В.В. Ольшевский, Э.И. Цветков. Москва: Энергия, 1967. — 240 е.: ил.

57. Краснов, И.Н. Влияние формы течения молоко-воздушной смеси на размер жировых шариков / И.Н. Краснов, А.Г. Казанков // Механизация сельского хозяйства: труды института (выпуск 21). — Ростов-на-Дону: АЧИМСХ, 1970. С. 208.

58. Краснов, И.Н. Повышение эффективности машинного доения коров: в помощь работникам молочного животноводства / И.Н. Краснов. — Ростов-на-Дону: Ростовское книжное издательство, 1988. 128 с.

59. Кремлевский, П.П. Расходомеры и счетчики количества: справочник/ П.П. Кремлевский. — Ленинград: Машиностроение. Ленинг. отд-ние, 1989.-701 е.: ил.

60. Крусь, Г.Н. Методы исследования молока и молочных продуктов: учеб. пособия для вузов/ Г.Н. Крусь, A.M. Шалыгина, З.В. Волокитина; под общ. ред. A.M. Шалыгиной Москва: Колос, 2000. — 368 е.: ил.

61. Кугенев, П.В. Контроль качества молока на фермах / П.В. Кугенев, Т.Т. Грищенко. — Москва: Россельхозиздат, 1977. 190 е.: ил.

62. Кузнецов, В.В. Нормы и нормативы в животноводстве: научно-методическое пособие/ В.В. Кузнецов, А.И. Баранников; В.Я. Кавардаков, А.Ф. Кайдалов и др. Ростов-на-Дону: 2008. - 400с.

63. Лавренчик, В.Н. Постановка физического эксперимента и статистическая обработка его результатов / В.Н. Лавренчик. — Москва: Энерго-атомиздат, 1986. 272 с.

64. Лакин, Г.Ф. Биометрия : учеб. пособие для биологических специальных вузов / Г.Ф. Лакин; Мин-во высшего и сред.спец. образования СССР Изд. 3-е, перераб. и доп. - Москва: Высшая школа, 1980. - 293 е., ил.

65. Легошин, Г.П. Справочник по промышленному производству молока/ Г.П. Легошин. — Москва: Россельхозиздат, 1979. — 239 е.: ил.

66. Литвинов, В.Н. Повышение эффективности использования энергоносителей при производстве молока организацией энергетических и информационных потоков: дис. канд. техн. наук / В.Н. Литвинов. Зер-ноград, 2009.

67. Логинова, В. Новые разработки «DeLaval» — для России / В. Логинова // Животноводство России. -2007. №9. - С.46^7.

68. Лурье, А.Б. Статистическая динамика сельскохозяйственных агрегатов / А.Б. Лурье. -Москва: Колос, 1981. Изд. 2-е, перераб. и доп. -382 е.: ил.

69. Макарова, H.B. Статистика в Excel: учеб. пособие / Н.В. Макарова, В.Я. Трофимец. — Москва: Финансы и статистика, 2003. 386 е.: ил.

70. Макаровская, З.В. Технологические основы повышения эффективности работы доильных аппаратов: Автореф. дисс. на соиск. учен, степени док. техн. наук./ З.В. Макаровская. Оренбург, 2004. - 36с.

71. Максименко, В. Качество молока — основа конкурентоспособности выпускаемой продукции / В. Максименко // Молочное и мясное скотоводство. 2007. - №6. - С.5-6.

72. Мельников, C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. — Ленинград: Колос, 1980. Изд. 2-е, перераб. и доп. — 168 е.: ил.

73. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. — Москва: Минсельхозпром России, 2000.- 220 с.

74. Методика определения экономической эффективности технологий иVсельскохозяйственной техники: Нормативно-справочный материал — Ч.2.-Москва: Минсельхозпром России, 2000. — 252 с.

75. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. — Москва: Информ-энерго, 1994. 141 с.

76. Методы контроля заготовляемого молока / А.Н. Пономарев // Молочная промышленность. —2002. — №2 — С. 21.

77. Миф, Н.П. Модели и оценка погрешности технических измерений/ Н.П. Миф. Москва: Изд-во стандартов, 1976. - 144 е.: ил.

78. Моисеев, В.В. Современное состояние и совершенствование методики мониторинга и устойчивости аграрных предприятий Электронный ресурс./ В.В. Моисеев, H.A. Набока, A.B. Погибелев и др. // Режим доступа: http: // eg.Kubagro.ru/2005/02/l 1.

79. Моренко, С.А. Обоснование параметров и режимов работы оптоэлек-тронного устройства для контроля интенсивности потока и количества молока: дис. канд. техн. наук / С.А. Моренко. Зерноград, 2008.

80. Мутовин, В.И. Борьба с маститами коров/ В.И. Мутовин. — 2-е изд. перераб. и доп. — Москва: Колос, 1974. — 255 е.: ил.

81. Налимов, В.В. Теория эксперимента / В.В. Налимов. Москва: Наука, 1971,-208 с.

82. Новицкий, П.В. Оценка; погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. — Ленинград: Энергоатомиздат, 1991. — 304 с.

83. Нуберт, Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин / Г.П: Нуберт. — Ленинград: Энергия, 1970. —360 е.: ил.

84. О контроле качества молока и молочных продуктов в хозяйствах АПК / Ю.Фомичев, Н.Сивкин, Г.Шичкин, Г.Кириллова, и др:// Молочное и мясное скотоводство. 2002. - С. 4-11

85. Озол, Я. Н. Зависимость электрических параметров молока от его состава / Я.Н. Озол, И.Ф. Рога // Материалы научно-практической конференции ЛСХА. Рига. - 1973.- С. 42-44.

86. Основы математической статистики : под редакцией B.C. Иванова. — Москва: Физкультура и спорт, 1990. — 176 е.: ил.

87. Официальный интернет-сайт компании «Вимм-Билль-Данн» Электронный ресурс. // Режим доступа: http: 7/ file.liga:net/company/34.html / 2007.

88. Пат. 2060499 Российская Федерация, МПК6 С0ШЗЗ/04 Устройство для определения количества соматических клеток в молоке / Юдин И.Л.; заявитель Юдин И.Л.; патентообладатель Юдин И.Л.; -№94034571/13; заявл. 30.09.1994; опубл. 20.05.1996.

89. Пат. 2277246 Российская Федерация, МПК6 ООШЗЗ/52 Способ диагностики мастита у коров / Ярован Н.И. ; заявитель ФГОУ В ПО Орел-ГАУ; патентообладатель ФГОУ ВПО ОрелГАУ; №2005103063/15;. заявл. 07.02.2005; опубл. 27;05.2006.

90. Пат. 97118363 Швеция, МПК7 С0Ш15/06 Способ и устройство для количественного определения частиц в жидких средах / Корнелис Клейн (NZ); заявитель Альфа-Лаваль Агри АБ (8Е); — №97118363/25; заявл. 06.11.1997; опубл. 27.08.1999.

91. Порфирьев, Л.Ф. Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных схемах / Л.Ф., Порфирьев.— Ленинград: Машиностроение,. 1989.-387 с:

92. Производство молока в мире растет // Экономика сельского хозяйства России. 2006. - №3. - С. 3.

93. Прохоренко, П.Н. Роль селекционно-технологических инноваций в повышении эффективности молочного скотоводства / П.Н. Прохоренко // Инновационная деятельность в АПК: опыт ш проблемы: Мат. Меж-дунар. науч.-практ. конф. Москва, 2005. -С. 105-109^

94. Радченко, Г.Е. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий протекания процесса : учеб. пособие для студентов по НИРС и УИРС / Г.Е. Радченко. Москва: Горки, 1978. - 69 с.

95. Роботизированные системы в сельскохозяйственном производстве : науч. ан. обзор. / М-во сельского хозяйства РФ / Н.П. Мишуров, Н.Ф. Соловьева, Ю.А. Цой. Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2009.- 136 с.: ил.

96. Рожкова, Т.В. На пути к успеху с компанией ОеЬауа1 / Т.В. Рожкова // Молочная промышленность. — 2006. — №8. — С. 25—26.

97. Романенко, А.Ф. Вопросы прикладного анализа случайных процессов/ А.Ф. Романенко, Г.А. Сергеев. Москва: Советское радио, 1968. - 256 с.

98. Смит, А. Прикладная ИК-спектроскопия / А. Смит; перевод с англ. Б.Н. Тарасевича; под ред. д.х.н. A.A. Мальцева. — Москва: Мир, 1982*. — 328 е.: ил.

99. Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности: Справочник./ Н.Ю. Алексеева, В.П. Аристова, А.П. Патратий и др. -Москва: Агропромиздат, 1986. -239 с.

100. Старик, Д.Э. Как рассчитать эффективность инвестици / Д.Э. Старик. — Москва: Финстатинформ, 1996. 93 с.

101. Столбов, В.И. Устройство для автоматического контроля процесса машинного доения / В.И. Столбов // Сб. науч. трудов МИИСП, Москва. 1975. - Выпуск 3 - Часть 1. - Том 12. - С. 39-44.

102. Тараненко, А.Г. Регуляция молокообразования / А.Г. Тараненко. — Ленинград: Агропромиздат. Ленинград, отд-ние, 1987. -237 с.

103. Тенденции развития сельскохозяйственной техники за рубежом: науч. ан. обзор. / М-во сельского хозяйства РФ Москва: ФГНУ, Росин-формагротех , 2004. - 178 с.

104. Тепел^ А. Химия и физика молока / А. Тепел. М., 1979. -543с.

105. Тиль, Р. Электрические измерения неэлектрических величин : Пер.с нем / Р. Тиль. — 2-е изд.,перераб.и доп. — Москва: Энергоатомиздат, 1987.- 192 е.: ил.

106. Тиняков, Г.Г. Микроструктура молока и молочных продуктов / Г.Г. Ти-няков, В.Г. Тиняков. — Москва: Пищевая промышленность, 1972. — 256 с.

107. Тозони, О.В. Математические модели для расчета электрических и магнитных полей / О.В. Тозони. Киев: Наукова думка, 1964. - 302 е.: ил.

108. Трофимов, А.Ф. Интенсивная технология производства молока / А.Ф.Трофимов, A.A. Алёшин, М.Г. Залесская и др. Минск: Ураджай, 1991.-142 с.

109. Физика и техника спектрального анализа. Люминесцентный анализ / под ред. М.А. Константиновой-Шлезингер. — Москва: Гос. изд-во физико-математической лит-ры, 1961. 400 е.: ил.

110. Физиологические основы машинного доения. Материалы III Всесоюзного симпозиума по физиологическим основам машинного доения. Боровск, сентябрь 1972 г.

111. Хиппель, А.Р. Диэлектрики и волны / А.Р. Хиппель; перевод с англ.; под ред. Проф. Н.Г. Дроздова. Москва: Изд-во иностанной литературы, 1954.-438 е.: ил.

112. Цой, Ю.А. Основные направления развития механизации, электрификации и автоматизации молочных ферм и комплексов: сб. науч. тр. ВИЭСХ. Москва, 1980.-Том 51.-С. 120-125.

113. Цой, Ю.А. Молочные линии животноводческих ферм и комплексов / Ю.А. Цой. Москва: Колос, 1982. - 220 с.

114. Черкащенко, И.И. Функции вымени коров / И.И. Черкащенко, М.Г. Спивак. Москва: Колос, 1979. - 143 с.

115. Чмелёва, E.H. Устройство для контроля / С.А. Моренко, E.H. Чмелёва // Сельский механизатор. -2007. № 12. — С. 35.

116. Чмелёва, E.H. Аппаратно-программный комплекс системы производства молока сельскохозяйственного предприятия / О.Б. Забродина, В.Н. Литвинов, С.А. Моренко, О.И. Кучеренко, E.H. Чмелёва, // Труды

117. Кубанского государственного аграрного университета. Краснодар, 2008.-№1.-С. 64-66.

118. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента / X. Шенк. Москва: Мир, 1972.-382 с.

119. Эме, Ф. Диэлектрические измерения /Ф. Эме; пер. с нем. Б.Н. Штиллера; под ред. к.т.н. H.H. Заславского —Москва: «Химия», 1967.-223 с.

120. Эпштейн, М.И. Измерения оптического излучения в электронике/ М.И. Эпштейн. — Москва: Энергоатомиздат, 1990. — 254 с.

121. Kutschenreiter W. Melktechnik und Automatisierung // Schweizer Landtechnik. 2007. - № 2. - S. 32-36.

122. Lely Astronaut. Robotic milking system // Просп. фирмы «Lely». Б. г., б. м. — 20 с.

123. Many robots make light work of milking //Profi. 2008. -№11.-P. 28-31.

124. Melkroboter VMS von DeLaval // Profi. 2007.-№ 2.- S59.

125. Melktechnik bietet viel Neues // DLZ Agrarmagazin. 2009. - № 1. - S 95-97.

126. MERLIN-Melksystem. http://www.lemmer-fullwood.info.