CN102458101A - 驯养动物圈舍中的智能气候控制 - Google Patents

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Abstract

通过使用红外传感器测量动物体表温度来控制圈舍中的气候。当动物的行为与预期不同时，围圈中存在问题。如果动物太热或太冷，则所述行为改变。空气温度不是充分的信息，因为这缺乏关于空气流速、动物饲料消耗、动物活动情况、动物的健康状况的信息。使用红外传感器测量动物的体表温度将包含全部上述因素。所述体表温度可用于控制加热、覆盖和冷却措施。

Description

驯养动物圈舍中的智能气候控制
技术领域
本发明涉及如权利要求1-4中所述的盖和如权利要求5-10中所述的用于在双重气候围圈中布置和控制盖的方法，所述方法允许根据动物醒着还是睡着改变动物的热产生，并且所述方法使用红外温度传感器来检测所述盖下方的动物状态。
背景技术
在现代动物养殖中，除了开槽区域，还使用围圈较小区域的覆盖物，参见图1。盖提供了来自通风设备的空气流动的遮挡。这还防止暖空气从动物上升，否则暖空气的上升将从侧面吸入冷空气。
从US 2870966已知一种用于加热围圈区域的部分的系统。在围圈的后壁处，布置热箱和热箱上的薄板，所述薄板以一定坡度从所述壁延伸出，并且由此覆盖围圈的一部分。将热箱供给大量的热空气，所述热空气由于热箱的金属结构以辐射热传送到所述薄板下方的围圈区域。由此在所述薄板下方的区域中避免大量的空气流动，同时保持区域温暖。所述系统用于家禽圈舍，并且是适宜的，使得如果在所述薄板下方家禽太热，家禽可移出到围圈的其余未覆盖部分中。
从US 1808364可获知大体上相似的系统。
从US 2008/0266115可获知另一种类似设计，其中，猪圈的一部分由其中安装热灯的板覆盖。由此形成具有较高温度的区域。所述区域进一步与围圈以这样的方式物理分隔：猪仔可进入加热区域，而大母猪不能进入其中。在所述区域中加热相对恒定，并且可打开或关闭。
盖的高度通过实际经验确定，以使动物选择躺在所述盖下方。由于所述盖下方通到圈舍自身，因此当所述盖下方的更热的空气漏出时，将发生空气流动，如图2。
发明目的
新的研究(2002年12月第4届CIGR报告)证明，特别小的动物根据其是否睡着或活动在其热量散发方面具有很大差异。对于已断奶的仔猪该比率是1∶4。
该比率对其在盖下方的感受非常重要。当其躺在盖下方醒着时，其可保持温暖。但是当其睡着时，将太冷。睡眠区域因此配备有地板加热以试图进行补偿。
当降低所述盖的前边缘时，更小的开口通到围圈，见图3。这将意味着较弱的热流动，并且相应地，将存在从所述盖下方的空间损失到围圈的热量更小。因而可能将所述盖向下下降到这样的程度：使在其下方的动物在它们睡着时也可保持温暖而无需地板加热。但是，当醒着时，它们将发出多达四倍的热，这就是为什么在所述盖下方太热的原因。这将通常使动物必须躺在外部，并且使用空闲区域作为厕所，由此地板遍布粪便。由于其产生降低产量的大量的氨排放物和水蒸汽，因此这粪便必须铲除。
因而如果盖的位置可自动根据动物处于活动或睡眠状态，分别等于大或小的热产生来改变，则是大的进步。
发明内容
因而本发明的目的是提供一种盖和通过这样的盖来调节围圈中局部的气候的方法。
这通过用于覆盖驯养动物圈舍中围圈的至少一部分的盖来提供，所述盖的特征包括：
用于将所述盖的后边缘紧固到所述围圈侧部的装置，其中，所述装置允许相对于所述围圈的侧部旋转所述盖；
一个或多个传感器，其安装在所述盖的底部或顶部或安装在紧固到壁的托架，其中，所述传感器为热传感器，具体地为红外温度传感器，和/或其中，所述传感器为多个CO2传感器；
用于所述盖的与所述后边缘相对的前边缘的升高和/或降低装置，其中，所述盖紧固到所述侧部；
控制装置，其接收来自所述传感器的输入，并且基于预定参数致动用于所述盖的边缘的所述升高和/或降低装置。
一种用于检测动物的热产生的方式是测量其体表温度。如果它们具有较大的热产生，则它们必须去掉该部分热，并且由于它们不能降低圈舍中的温度，因此它们被迫提高其体表温度。
通过在例如所述盖中设置一个或多个红外温度传感器，其可测量动物的体表温度，并且由此测量其热产生。这进而表明其睡着或活动。
控制装置获取测得的体表温度，并且将其与设置温度相比较。如果测得的温度太高，则将信号发送到马达，所述马达直接或通过线缆驱动装置(drive)与体表温度中的偏差成比例地升高所述盖的前边缘。
可想象，所述盖的前边缘向下到动物在其长大时可够到所述盖的程度。因此，所述前边缘的最低位置可取决于动物的年龄，由此取决于其尺寸。该关系可结合在所述控制装置中。
所述盖下方的空气到圈舍的交换还取决于圈舍中的温度。上面提到的所述盖的前边缘的最低位置将因而对应于某个圈舍温度。如果所述盖处于最低位置中时在动物上检测到的温度太低，则可升高圈舍中的温度。这意味着更小的热空气流动，以及更温暖的空气吸入所述盖下方。但是这将消耗更多的能量。
另一种可能是在所述盖中安装热系统，所述热系统可能给动物提供热。于是在检测的动物体表温度变得太低时热可无级地增加。地板加热的使用将是不便利的，因为该加热形式非常缓慢，并且存在这样的风险：当动物醒着并且因而不需要热时，供给到地板的热量的增大才变得明显。这将意味着很大的能量浪费。因此，使用快速的辐射热是很实用的，其还具有的优点是不会加热空气及增加热空气流动。热供给仅在所述盖的边缘达到其最低位置时进行。
可能出现所述盖下方空间和圈舍之间空气置换太少的风险。这可能造成较低的产量。缺乏空气可通过测量空气的二氧化碳含量来检测。如果检测到所述盖下方太多的二氧化碳，则盖的前边缘将升高，以交换更多的空气。同时，圈舍中的温度必须提高，或必须在所述盖下方提供热。
在大多数情况下，圈舍中将存在几个双重气候围圈。动物将具有基本上相同的年龄，并且将因而具有相同的需求。动物还将同时喂养并且感受光亮，这就是为什么他们具有相同的睡眠和活动的生理节奏。因此可提供线缆驱动装置来共同给一连串双重气候围圈或为整个圈舍调节盖的位置。在这种连接中，几个或全部围圈将配备有红外传感器。控制装置将计算测得体表温度的平均值，并且该值将用于调节所述盖的位置。
缺点是，盖处于最下方位置中时，人不能看到动物。该控制装置因此配备有检查功能。在进入圈舍之前，致动该功能，并且全部盖升高到允许查看全部盖下方的预选位置。在检查之后，再次选择自动操作。
本发明的其他优选实施例限定在从属权利要求中。
本发明还涉及使用根据权利要求1的盖调节动物圈舍的区域中的气候的方法，所述盖布置在驯养动物圈舍中双重气候围圈中的至少一部分区域上方，其中，传感器布置成与控制装置相连，其中，所述传感器为热传感器，具体地包括适用于检测所述覆盖区域中动物的体表温度的红外温度传感器，和/或其中，所述传感器为适用于检测所述盖下方的CO2浓度的多个CO2传感器，以使检测的一个或多个温度和/或CO2浓度为用作控制装置的输入参数，其中，将所述输入参数与预定限值相比较，并且其中，在输入落在所述预定限值外的情况下，所述控制装置产生分别使所述盖的前边缘降低或升高的输出，其中，所述盖的前边缘降低到的较低高度以使得损失到围圈的热量对应于动物处于其睡眠状态下所散发的热量和/或对应于的预定CO2浓度水平，并且其中，所述盖的前边缘在动物不睡觉并且由此产生更多的热量时升高。
通过该方法，确保围圈的覆盖部分中存在与温度和氧气含量相关的最佳条件。测试已经清楚地表明，提高CO2浓度可对动物的生长和健康具有非常不利的影响。因此，除了提供舒适的温度(舒适区)，在动物活动区中提供尽可能高并且良好的空气质量也关系到附加的优点。
其他优点由从属权利要求显示。
附图说明
下面将进一步参照附图说明本发明，附图中：
图1显示了上面所述的通常的围圈。
图2显示了处于水平(上部)位置中的盖的示意性图示。
图3显示了处于降低位置中的盖的示意性图示。
图4显示了盖处于最低位置中并且正在供给辐射热的具有猪的双重气候围圈。
具体实施方式
图1中示出从上面看的根据本发明的猪圈。猪圈1分为三个区域：第一覆盖区域2；具有普通地板的自由区域3；和具有开槽地板的地板区域4。猪可在整个围圈中自由地四处走动。
图2和图3中显示了穿过地板和盖，即主要为第一覆盖区域2和自由区域3的围圈的剖视图。在该示例中，覆盖区域还设置有隔热垫板5，一种席垫。
盖6可枢转地附接到围圈的后壁7，以使盖的前边缘8可相对于地板9布置在不同的高度处。这在图2和3中示出。
箭头10示出由圈舍的普通的通风系统产生的通常的气流。如图2和3清楚显示的，盖6下方的空气流动根据其位置存在很大的差异。如图3中所示，由于降低盖6，进入盖6下方中的空气的量非常有限，由此热很难逸出。因此在围圈中形成温暖区域。这在猪睡眠/休息时特别有利。
另一方面，重要的是，调节/控制舒适区域11中的温度，以使这里具有适当的温度，不太冷或不太热。通过安装测量动物体表温度的传感器，获得其舒适水平的图像。这用作进行升高或下降盖6的控制装置的输入，以在舒适区域11中获得最佳温度。
为了进一步控制所述温度，如图4中所示，可在盖6中布置加热灯12，其中，可能升高舒适区中的温度而不加快空气流速，并且由此没有通风的风险。
除了温度测量，舒适区可还配备有检测空气的CO2浓度的CO2传感器。这对于动物的健康非常重要。通过升高盖和/或提高圈舍的总体通风水平，可降低舒适区中的CO2的量。
传感器连接到控制盖位置并且可能与中央计算机通讯的控制装置，以使得可能集中监控/控制大量围圈。控制装置基于输入在示出的例子中是通过拉动/放松线缆13致动调节盖位置的马达。

Claims (9)

1.一种用于覆盖驯养动物圈舍中围圈的至少一部分的盖，其特征在于，所述盖包括：
用于将所述盖的后边缘紧固到所述围圈的侧部的装置，其中，所述装置允许相对于所述围圈的侧部旋转所述盖；
一个或多个传感器，其安装在所述盖的底部或顶部或安装在紧固到壁的托架，其中，所述传感器为热传感器，具体地包括红外温度传感器，和/或其中，所述传感器为多个CO2传感器；
用于所述盖的与所述后边缘相对的前边缘的升高和/或降低装置，其中，所述盖紧固到所述侧部；
控制装置，其接收来自所述传感器的输入，并且基于预定参数致动用于所述盖的边缘的所述升高和/或降低装置。
2.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，用于升高和/或降低所述盖的前边缘的所述升高和/或降低装置包括在一端连接到所述盖并且在另一端连接到马达的线缆，并且所述线缆可任选地从其他围圈中的其他盖结合到相同的所述马达，其中，所述马达通过所述控制装置控制。
3.根据权利要求1所述的盖，其特征在于，所述控制装置还控制多个加热元件，所述加热元件可调节所述盖下方的温度。
4.一种使用根据权利要求1的盖调节动物圈舍的区域中的气候的方法，所述盖布置在驯养动物圈舍中双重气候围圈中的至少一部分区域上方，其中，传感器布置成与控制装置相连，其中，所述传感器为热传感器，具体地包括适用于检测所述覆盖区域中动物的体表温度的红外温度传感器，和/或其中，所述传感器为适用于检测所述盖下方的CO2浓度的多个CO2传感器，以使检测的一个或多个温度和/或CO2浓度为用作控制装置的输入参数，其中，将所述输入参数与预定限值相比较，并且其中，在输入落在所述预定限值外的情况下，所述控制装置产生分别使所述盖的前边缘降低或升高的输出，其中，所述盖的前边缘降低到较低的高度以使得损失到围圈的热量对应于动物处于其睡眠状态下所散发的热量和/或对应于预定的CO2浓度水平，并且其中，所述盖的前边缘在动物不睡觉并且由此产生更多的热量时升高。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述前边缘的最低位置可由于动物的年龄而升高。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述圈舍中的空气温度可在检测到所述盖下方温度太低时升高，反之亦然。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当检测到动物体表温度太低时，将热提供到所述盖的下方，所述盖同时位于其最低位置。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，可致动检查功能，从而使所述盖升高到先前确定的允许自由查看所有动物的位置。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述最低位置也可由所述盖下方和/或所述圈舍中的空气中的CO2浓度确定。
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