Изменение модельного ряда ИК счетчиков

1.

Олег Карцев
1

2. Изменение модельного ряда ИК счетчиков

• Обновление дизайна продукта
ММ 25W
ММ25
ММ 27

3. Особенности счетчика молока ММ27

Счетчик молока ММ27BC
Счетчик молока ММ27BC,
сертифицирован ICAR (организация,
занимающаяся сертификацией
приборов учета в животноводстве)
Проточный, не содержит
механически подвижных узлов,
работает на просвет в около ИК
диапазоне излучения.
Канал движения молока
расширенный, что исключает резкие
колебания уровня вакуума в
подвесной части во время доения.
Минимальные затраты на
обслуживание

4. Анатомия счетчика ММ27

• Новая прочная конструкция со сливом
конденсата
• Концепция двойной оболочки.
Конденсат автоматически сливается,
при этом внутренний корпус остается
теплым.
• Все электронные компоненты
покрыты специальным составом для
защиты от влаги

5. Пердостережение

• Никогда не используйте
устройства создающие струю
воды с высоким давлением для
мытья оборудования.

6. Анатомия счетчика ММ27

• Штампованный из черного пластика
ввод молока. Предыдущая версия
состояла из двух частей.
• Черный цвет пластика защищает от
влияния световых лучей на
показания.
• Внешние размеры практически такие
же как у ММ25/25W. Возможность
использования тех же креплений.
• Исключение скобки для доильных
залов с нижними шкафами.
• Новый ввод молока совместим с
предыдущими счетчиками ММ25W

7. Новый пробоотборник

• Прост в использовании
• Меньшее кол-во молока
отбирается (проблема с
переполнением колбы при
работе с высокоудойными
коровами.
• Новая концепция конструкции
пробоотборника
• Совместим с MM25 & MM25W
• Note! MM25 replaced by MM27
will require a sampling holder
with no needle

8.

Функции счетчика ММ27ВС
Учет надоев
Замер проводимости молока*
Определения загрязнения инжектора*
Определение сброса подвесной части*
Определение подсоса воздуха*
* В комплекте с контроллерами МРС580,680 и 780 и АЛПРО 6.9

9.

Определение надоев молока

10. Особенности счетчиков ММ27

• Прямоточный счетчик.
• Молоко не меняет
направление при движении
через канал
• На противоположных
стенках канала
установлены передатчик
(А) и приемник (В),
работающие в около ИК
диапазоне излучения.

11. Особенности счетчиков ММ27

• 100 000 замеров в
секунду.
• По анализу
моментальных срезов
потока встроенный
микропроцессор
определяет:
- поток молока,
- объем пробки,
-скорость нарастания и
спада пробки
• По этим данным
рассчитываются надои

12.

Определение крови в молоке

13. Определение крови

По рекомендациям стандарта ISO 20966
(автоматическое доение)
Следует избегать приемки на переработку молока
содержащего включения крови
Рекомендация связана с необходимостью обеспечения
безопасности продуктов питания.
ISO Std Recommendation Намерение, молоко с
концентрацией крови менее 1000 (1%) рмм не должно быть
выбраковано в более чем 1% случаев. А молоко с
концентрацией 20000ppm (2%) должно быть отделено в 69%
случаев.
(The proposal there is that milk with a lower concentration of
1000 ppm, is not allowed to be diverted in more than 1% of the
cases. And milk with a concentration of 20000ppm (2%) blood
must be diverted in more than 69% of the cases.)

14. Определение крови

На наших рынках эта функция, казалось бы, не
является остро востребованной. Однако,
необходимо иметь в виду, что ее применение
может дать управляющему сигнал, что есть
проблемы с комфортом животных, потому что:
основные причины это травмы вымени,
проблемы с подстилкой, плохое
планирование зоны отдыха животных и
аллей движения.

15. Определение наличия крови в молоке

Датчик встроен в
MM27 BC
Состоит из белого
светодиода (H) и
приемника (G),
регистрирующего
изменение цвета молока
в красный спектр.

16. Определение крови

• Обычно, молоко не содержит кровь вообще, а
только ее компоненты, например лейкоциты.
• Намерение не направлять молоко с
примесью крови в холодильный танк.
• Решение за менеджером фермы (дояром) что
делать с этим молоком (отделять или нет).
• По умолчанию уровень тревоги установлен
1000 ppm (частиц на миллион или промилей).

17. Определение крови

• Во время доения контроллер МРС определяет
наличие крови в молоке и ее количество.
Затем, соотносит этот с объемом с количеством
выдоенного молока.
• Если концентрация достигла установленного
предела (в программе управления стадом), в
АЛПРО направляется сигнал тревоги.
Если запрограммировано, кроме индикации на
дисплее контроллера доильного места, может
быть активировано снятие подвесной части.
Три порога 0, 1000 и 5000 ррм.

18. Определение крови. Опыт тестовых проектов

• Функция работает достоверно. Однако,
точность измерения (повторение результатов
измерения) низкая.
• Один из сигналов менеджеру фермы, что
необходимо проверить корову.

19. Определение крови. Опыт тестовых проектов

Определение крови в молоке
• В системе могут использоваться три фиксированных
значения 0 (выкл), 1000 и 5000 промилле.
• При значении 1000 промилле молоко на черном фоне
определяется 80-ю% людей как белое.
• Это же молоко в ведре имеет явный оттенок крови.
• При значении 4000 присутствие крови явно.

20. Определение крови в молоке

• Если достигнут порог на МРС
может быть выведен сигнал
или выведен сигнал и снята подвесная часть
• Если во время двух последовательных измерения
получено значение 1500 датчик считается
неисправным и его показания дальше не
рассматриваются. Эта блокировка снимается
автоматически после начала следующей сессии.
• Значение 5000 ррм технический потенциал системы,
но для принятия решения не рассматривается.
• Значения для потоков ниже 0.35 кг в минуту не
рассматриваются.

21. Определение крови в молоке

• Если сработала тревога по крови и подвесная
часть была снята, доение можно продолжить
в ведро.

22. Определение крови в молоке

Проводимость молока

23. Датчик определения крови. Точность.

Проводимость молока
Проводимость – способность проводить электрический ток.
Величина обратная сопротивлению. Единица измерения Сименс (S).
В нашем случае мы работаем с мили Сименс (mS)
Благодаря диссоциации растворенных солей молоко, как жидкость,
проводит электрический ток. Примерно 60% вклада в проводимость
молока вносят молекулы NaCl, КCl и лактоза.
При заболевании коровы концентрация ионов Na и Cl увеличивается,
а лактозы и К – уменьшается. Благодаря чему изменяется его
электропроводность. Проводимость позиционируется многими
игроками на рынке как средство ранней диагностики мастита.

24. Blood sensor. Laboratory

Проводимость молока
Факторы влияющие на проводимость молока:
- Концентрация белка и жира в молоке;
- Фаза и номер лактации, а также физиологические особенности животного;
- Рацион питания (переход на новую силосную траншею или рацион приводят к изменению
содержания солей в молоке);
- Особенности породы – есть достаточно значительные различия в составе молока
различных пород животных, поэтому проводимость молока от них также будет отличаться;
- Частота доения (через 3 часа проводимость максимальна, через 9 минимальна);
- Фаза доения;
- Тип патогена вызывающего заболевания;
- Острая или хроническая форма заболевания;
- Приход в охоту
и т.п.
Разброс влияния этих факторов на физическую величину проводимости может быть в
достаточно широких пределах и не предсказуем при наложении более одного фактора.

25. Blood sensor. Gauge for calibration test.

Измерение проводимости
При течении субклинического мастита изменение концентрации
солей в молоке незначительно при изменении КСК от 200 до
300 т/мл.
Четверти вымени независимы и изменение проводимости в
одной из них может нивелироваться молоком от других. При
этом, изменение в проводимости молока может проявится
только когда проблемы с четвертью уже «в самом разгаре».
По этой причине резонно следует потребность в измерении
проводимости по каждой из четвертей. При этом достаточно
неопределенно повисает в воздухе вопрос о пороге
проводимости (ее величине) для принятия решения.

26. Blood sensor. Settings.

Измерение проводимости. Физиология
Каждая
четверть
вымени
физически
изолирована
друг от друга.

27. Default settings “B&C”

Измерение проводимости
Во время острой фазы мастита концентрация ионов Na+ и Clповышается, в тоже время концентрация ионов K+ и лактозы
уменьшается.
Такое изменение в ионном
составе молока является
следствием разрушения
секреторных клеток,
отвечающих за производство
молока. За счет разрушения
оболочек, содержимое клеток
попадает в молоко.

28. Deviations from Default on test farm.

Измерение проводимости
Выводы, после изучения литературы
• При определении клинического мастита.
“Было показано, что во время исследования двух групп животных
(здоровых и больных) эти группы хорошо разделялись. Однако,
общий анализ результатов показывает, что имеется большое
перекрытие по измерениям между здоровыми и маститными
четвертями”.
• При определении субклинического мастита
“Общий анализ результатов показывает, что имеется большое
перекрытие по измерениям между здоровыми и маститными
четвертями”.
Source: Evaluation of the electrical conductivity of milk as a mastitis indicator, Bulletin of the International Dairy Federation No. 334

29. Blood sensor. Field experience

Связь проводимости и концентрации СК
Nyberga: Cellcount (Conductivity value)
800
700
600
Cellcount
500
400
y = 13,757x - 682,49
300
Тестовые доения.
Связь между
замерами
проводимости и
количеством
соматических
клеток.
200
100
0
50,0
55,0
60,0
65,0
mSx10
70,0
75,0

30.

Измерение проводимости
Проведенные различными организациями исследования
показывают, что определение заболевания вымени по
проводимости молока не является достоверным в
достаточной степени ни при замере проводимости в молоке
от всех четвертей, ни при попытке контролировать этот
параметр по четвертям.

31. Проводимость молока

Ситуация на тестовой ферме Burns. w20, 2010
• Стадо 280 дойных коров.
• Предположительно коров, по которым
будет тревога: 11
• Количество полученных
предупреждений: 54
• Процент коров, по которым была истинная
тревога: 24%
• Правильно обнаруженные больные коровы: 4
• Процент обнаруженных коров: 20%

32. Проводимость молока

Сравнение с DCC
На второй тестовой ферме Nyberga, коровы с
тревогами по проводимости проверялись с помощью
DCC.
• За май
• 27 тревог
• 12 было подтверждено DCC (истинные).
• Процент удачных определений по проводимости
составил 44%

33.

Выводы из проведенных испытаний
• Проводимость на нашем оборудовании
измеряется очень точно.
• Калибровка не потребовалась.
• «достоверность» показаний около 30%

34. Измерение проводимости. Физиология

Определение параметров молока в потоке
• Почти все параметры молока, определенные
в потоке аналогичным образом, отличаются с
такой же «полезностью». За исключением
температуры. Хотя и здесь есть подводные
камни.
• Теперь мы еще раз убедились в чего стоят
показатели проводимость, и белок и жир,
замеренные в доильном зале.

35. Измерение проводимости

Почему функция появилась в нашем ассортименте?
Продукт из серии «у нас тоже есть»

36. Измерение проводимости

Несколько определений
Измерительный прибор может быт охарактеризован
следующими показателями:
• Погрешность: разница между истинным значением и
показаниями прибора (класс точности).
• Точность: отклонения показаний среди повторных
измерений
• Разрешение: минимальное приращение между двумя
величинами шкалы

37. Связь проводимости и концентрации СК

Датчик проводимости молока. Погрешность
• Погрешность это отклонение между истинным
значением и показанием прибора (Meter = CV +
MM27BC)
• Точность зависит от размера измерительных
электродов и расстояния между ними.
• Погрешность и точность можно калибровать. Значение
погрешности между замером в доильном ведре и
счетчиком может быть внесено в ММ27ВС.
Но, способ обработки данных в системе управления
стадом (АЛПРО) как относительных величин исключает
необходимость в такой калибровке.

38. Измерение проводимости

Датчик проводимости молока. Точность
• Точность это разброс между последовательностью
измерений одной и той же величины.
• В нашем случае на точность будут влиять:
воздушный инжектор в подвесной части; температура
вокруг датчика; утечки воздуха между выменем и
сосковой резиной и ряд других факторов.
• В системе приняты меры для снижения влияния
некоторых факторов.

39. Ситуация на тестовой ферме Burns. w20, 2010

Датчик проводимости молока. Разрешение
Разрешение системы датчик-счетчик
µS (0,000001S)
на практике используется разрешение
0,1 mS (0,0001S).

40. Сравнение с DCC

Применяемый способ измерения
• Способ измерения.
• Электроды в отсечном клапане (CV-valve)
• Калибровка исключается
• Отслеживаются только относительные
отклонения

41. Выводы из проведенных испытаний

ММ27ВС измерение проводимости. Как это
устроено и работает?
Два электрода встроены в отсечной
клапан и соединены со счетчиком.
Измерения проводятся постоянно при
напряжении 0,4 В и частоте 40кГц.
При накоплении необходимого
количества данных информация
пересылается из счетчика в
контроллер доильного места

42. Определение параметров молока в потоке

ММ27ВС проводимость молока
Cow 229 8 milkings
mSx1000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
Во время доения
проводимость
молока меняется.
Можно опираться
на максимальные
значения или
средние.
В расчет
принимается
среднее значение.
1000
0
1 48 95 142 189 236 283 330 377 424 471 518 565 612 659 706 753 800 847
time [s]

43.

Исключение калибровки. Разброс показаний датчиков.
Average conductivity per milkpoint January 2010
59
58,5
Conductivity [mSx10)
58
57,5
57
56,5
56
55,5
55
54,5
54
1
2
3
4 5
6
7
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Milkpoints MPC

44. Измерительный прибор может быт охарактеризован следующими показателями:

Алгоритм работы датчиков.
Мы не калибруем счетчики и датчики чтобы
получения текущего значения проводимости.
Каждое доильное место, получает
корректировку в mS, которое является
отклонением от среднего значения по всем
МРС в зале за последние 7 дней.

45.

Исключение калибровки
Изменение средней проводимости по дням
Average Conductivity Dayly variations 090419 - 090511
Burns
57
56
55
54
53
52
51
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

46.

Handling of the sensors.
• После окончания доильной сессии известного
количества коров может быть оценено дневное
отклонение.
• Это отклонение используется для коррекции
проводимости по всем коровам.

47.

Eliminating calibration
• Итак…
• Каждый МРС получает корректировку mS, исходя из среднего
значения по всем контроллерам в зале.
• После окончания доильной сессии, оценивается дневное
отклонение проводимости.
• Корове присваивается среднее значение проводимости,
скорректированное по «среднему МРС» в зале и среднему
значению проводимости за предыдущую сессию.
• Когда номер коровы появляется на доильном месте (МРС), уровень
тревоги проводимости по ней корректируется исходя из отклонения
доильного места (по среднему МРС) и исходя из среднего значения
отклонения по предыдущей сессии..

48. Применяемый способ измерения

Eliminating calibration
• При появлении номера коровы на МРС доильного места уровень
ее тревоги пересылается в МРС.
• Значение уровня тревоги в этом случае оценивается как:
- Среднее значение проводимости в эту сессию за последние 7
дней +
- отклонение доильного места +
- отклонение от доильной сессии сегодня +
- установленный в АЛПРО уровень тревоги
• In order to compare cows a relative conductivity value is introduced
where 100 is the average of the 7 days.

49. ММ27ВС измерение проводимости. Как это устроено и работает?

Handling of the sensors.
• Если при двух последовательных замерах показания
датчика выходят за пределы 9-3 mS, показания датчика
для коров после появления тревоги по датчику не
рассматриваются для этой сессии.
• Если датчик не рассматривается появляется сообщение
ALPRO Windows. Тревога автоматически сбрасывается при
начале следующей сессии.
• Уровни (верхний и нижний) для датчиков могут быть
установлены в ALPRO (Browser)
• Если показание датчика отличается на +/- 15% от
среднего по залу, этот факт регистрируется в системе
ALPRO.

50.

Калибровка датчика проводимости
• Показания датчика проводимости
могут быть откалиброваны с
помощью известного
сопротивления или жидкости с
известной проводимостью.

51. Исключение калибровки. Разброс показаний датчиков.

Проводимость. Результаты измерения.
Cow 5287
Пример коровы с разной проводимостью утром и вечером.
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Series1
Series2
Series3
Series4
1
26
51 76 101 126 151 176 201

52. Алгоритм работы датчиков.

Проводимость. Физиологические различия.
Conductivity variations on Burns
100
90
Conductivity x10
80
70
Cow 1
60
Cow 2
50
Cow 3
40
Cow 4
30
cow 5
20
10
0
1
5
9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85
Milkings

53. Исключение калибровки

Проводимость и соматические клетки.
Burns
2500
Cell count
2000
1500
y = 29,1x - 1091,5
1000
500
0
45
50
55
60
mSx10
65
70

54. Handling of the sensors.

Проводимость. Толкование тревоги.
Ложка меда. СК
этой коровы
выросла с 17’ до
3889. Желтая
линия порог
срабатывания.

55. Eliminating calibration

Проводимость. Толкование тревоги.
mSx10
Cow 5353 (170 => 763)
Порог
Проводимость
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Cond.
Larm level
1
6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71
Milkingсессия
occations
Доильная
Пропущенная корова!
Уровень проводимости практически не меняется.
При этом уровень СК изменяется от 170 000 до
763 000

56. Eliminating calibration

Специфичность и точность
Для нашего случая:
• Правильное определение «+»: Определение
соответствует повышению КСК
• Ложное определение «+»: Определение не
соответствует повышению КСК.
• Правильное определение «–»: Нет повышения КСК.
• Ложное определение «–» : Не определено повышение
КСК.
«+» - положительный диагноз = заболевание
«-» - отрицательный диагноз = заболевание не обнаружено

57. Handling of the sensors.

Чувствительность и специфичность метода
Чувствительность = кол-во правильных определений «+»/
(кол-во правильных определение «+» + Ложное определение «–»)
Специфичность = кол-во Правильных определений «–»/
(кол-во Правильных определений «–» + Ложное определение «+»)

58. Калибровка датчика проводимости

Толкование тревог по проводимости
• Тестовая ферма
• 275 дойных коров, 3 сессии в день.
• Средний показатель КСК 237.000 в танке
• Median cellcount 53’
• Name of the farm Burns

59. Проводимость. Результаты измерения.

• Отслеживались данные по ферме между
двумя тестовыми доениями.
• Коровы у которых за этот период
увеличилась КСК должны дать истинную
тревогу по проводимости.
• Цель найти коров у которых за этот период
КСК увеличилась на 500 000 или выше
500 000.

60. Проводимость. Физиологические различия.

АЛПРО. Установка порогов срабатывания

61. Проводимость и соматические клетки.

The conductivity alarm summary
• Уровень тревоги: на 20% выше среднего значения по ферме за 7
дней.
• Доильные места нормализованы и выровнены.
• Значения проводимости для надоев менее 3 кг игнорируются.
• Коровы с потоком молока менее 2,5 в минуту игнорируются.
• Значения проводимости при срабатывании предупреждений
«блокировка» и «подсос» игнорируются.
• Если показания датчика з пределами установленного диапазона
он считается вышедшим из строя и его показания не
рассматриваются (по умолчанию 3 – 10 mS)

62. Проводимость. Толкование тревоги.

Conductivity Alarm evaluation
• Было выявлено 36 тревог по 31 ой корове
• У 6-ти из них наблюдалось увеличение КСК (на
500000 или выше 500000)
• 14 из них не показали увеличения КСК (менее чем на
100 000 или общее значение не выше 500 000).
• У 11-ти из них наблюдалась сниженая или
неизменная КСК
• 13 коров были пропущены по проводимости, хотя
наблюдалось повышение КСК.
• По результатам для метода:
чувствительность 31%, специфичность 90%

63.

Сравнение с DCC
• На второй ферме, Nyberga, тревоги по
проводимости проверялись с помощью DCC
• Период май
• 27 тревог
• 12 было подтверждено DCC.
• 44% попадание.

64. Специфичность и точность

Проводимость как относительная величина
Распределение проводимости среди коров по одной доильной сесии
Relative conductivity (One milking session)
60
50
No of Cows
40
30
20
10
0
96
96
98
100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 113
Relative conductivity

65. Чувствительность и специфичность метода

Рекомендации по запуску системы
• Перед тем как к коровам будет привязано
среднее значение будет большое кол-во
ложных тревог.
• Для снижения стресса операторов в зале,
индикация тревог по проводимости на
дисплее МРС может быть отключена.
• Можно рекомендовать хозяйству, не
реагировать на все тревоги за первую неделю
работы системы.

66. Толкование тревог по проводимости

Проводимость и кровь. Новые возможности
АЛПРО
В системе управления стадом есть АЛПРО
возможность автоматически сортировать
животных, по выходу из доильного зала если
во время доения по ним была тревога
проводимости или крови в молоке.
Пробовать включать эту функцию
целесообразно когда система наберет
некоторую статистику.

67.

Падение (сброс) подвесной части,
загрязнение инжектора подвесной
части и подсосы воздуха

68. АЛПРО. Установка порогов срабатывания

Функции счетчика молока ММ27
Засор инжектора подвесной части определяется при низком
потоке молока
Сброс подвесной части определяется при резком уменьшении
потока молока во время доения. Соответствующая надпись
появляется на дисплее, подвесная часть отсекается от линии и
поднимается.
Наползание и подсос определяется счетчиком по наличию
большого кол-ва воздуха в молоке. Соответствующая надпись
появляется на дисплее, подвесная часть отсекается от линии и
поднимается.
Все сигналы выше регистрируются в базе АЛПРО.

69. The conductivity alarm summary

Контроллер доильного места МРС 580
Все сигналы пересылаются в АЛПРО
посредствам контроллера доильного места
МРС580 через терминальный контроллер. .

70. Hit list Burns

Частота наползаний и замена сосковой резины

71. Conductivity Alarm evaluation

Влияние замены сосковой резины на надой
Yield [kg]
Effect on milkyield at liner change after 2500
milkings
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Average before and
after
Daily variations
Yield up 4%
1
3
5
7
9
Days
11
13
15

72. Сравнение с DCC

Проводимость молока и качество промывки
Снижение проводимости при отказе от использования моющих на ферме
Decline of conductivity value on Burn, caused by cleaning without
detergents
70
180
160
60
140
mSx10
120
40
100
30
80
60
20
40
10
0
14-sep
20
19-sep
24-sep
29-sep
04-okt
09-okt
14-okt
19-okt
0
24-okt
Number of alarms
50

73. Проводимость как относительная величина

Вместо заключения
Счетчики ММ27 ВС предоставляют в
распоряжение наших партнеров целый набор
дополнительных инструментов для оценки
• состояния здоровья коров,
• комфорта животных,
• эффективности доения
• своевременности выполненного
обслуживания