CN105994005B - 奶牛发情程度及最佳授精时间检测仪器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种奶牛发情程度及最佳授精时间检测仪器及方法，涉及奶牛繁殖技术领域。包括PWM波发生器、直流恒流源、微控制器、双向模拟开关、探针电极和显示装置。测量时，PWM波发生器发出PWM波，控制双向模拟开关通断，使直流恒流源发出的直流恒流电流转换为同频率测量电流，该测量电流作用在探针电极上，来测量探针电极间粘液的生物电阻抗值，该生物电阻抗值输入微控制器，微控制器通过存储其中的定量确定奶牛发情程度及授精时间程序，来确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间。能降低传统奶牛发情程度及授精时间检测所需劳动力和劳动强度，提高养殖场经济效益。

Description

奶牛发情程度及最佳授精时间检测仪器及方法

技术领域

本发明涉及一种奶牛发情程度及最佳授精时间定量确定检测仪器，属于现代高效农业奶牛繁殖技术领域，用于定量确定奶牛发情程度及其最佳授精时间。

背景技术

准确、高效的奶牛发情程度及最佳授精时间检测是牛群生产和繁殖育种工作中的关键环节，直接关系到养牛场繁殖能力和经济效益地提高。奶牛发情鉴定不足会使牛群漏配牛增加，导致产犊间隔延长，饲料成本增加，使养牛场繁殖能力和经济效益下降。因此，及时发现发情牛，正确掌握其最佳配种时间，降低发情时间鉴别不准导致漏配、或误配致使奶牛多次受孕等损失，对于提高养牛场的繁殖力和经济效益是至关重要的。

传统奶牛发情检测方法是一项费时、费力、费资金且需要敏锐观察力的工作。传统奶牛发情检测方法主要有人工观察法、直肠检查法、试情法和尾部涂漆法（群养）。人工观察法根据奶牛在发情期的表现来判断其是否发情，需要员工积累经验和连续长期的观察，对初学者不易掌握，劳动强度大。直肠检查法利用触摸奶牛卵巢上卵泡发育情况来判断奶牛是否发情。这种方法劳动量大，也需要员工具有丰富的经验。试情法采用试情牛，根据奶牛性欲表现来判断其是否发情。试情法适用于安静发情、发情不便判断的奶牛，尤其适用于群牧的奶牛群。但该方法需要饲养试情牛，不易于规模使用。尾部涂漆法是在牛尾部做标记，磨掉标记的奶牛发情概率高，这是大型牛群中常用的奶牛发情检测方法，实际应用中还需要结合其他发情检测方法来判断奶牛是否发情。这些传统方法的奶牛发情检出率主要取决于人工经验及其花费在奶牛发情检测上的时间，需要大量劳动力，要求人员观察力敏锐，部分检查工作需要员工技术娴熟，劳动强度与大。

随着科技的发展，数字化检测技术已经引入到费时费力费资金的奶牛发情检测中，以减少劳动力需求和提高奶牛的发情检出率。数字化技术在奶牛发情检测中的应用，主要可以分为定性和定量检测两种。当前，国内奶牛发情定性检测技术，以引进国外的有关技术为主。这些技术，以被观察奶牛本身的某一物理参数（如运动量、体温、呼吸参数、产奶量以及内分泌等）作为发情特征参数，通过检测奶牛该参数的变化，对其是否发情进行定性判断。因此，这些技术只能定性判断奶牛是否发情，对奶牛发情后的发情程度及其最佳授精时间，仍需要人工观察。

目前，生物电阻抗技术是唯一能定量确定母兽发情程度及其最佳授精时间的技术。该技术通过测量与母兽发情程度成单值函数的、其宫颈口处/阴道粘液的生物电阻抗值的变化，数字化定量确定母兽发情程度及其最佳授精时间。当前，测量母兽发情程度及其最佳授精时间的生物电阻抗技术，主要采用单频法测量原理。单频法只能获取阻抗的模量，误差较大，不能很好地区分奶牛的卵泡期和黄体期，影响了仪器的使用范围和灵敏度，导致生物电阻抗技术目前难以应用于奶牛发情程度和授精时间定量鉴定的实际应用中。采用方波的多频法测量也有所研究，但目前还没有投入应用中。

不论在国外还是在国内，在奶牛实际养殖过程中，人们常常多种方法并用，以提高奶牛发情检出率，降低漏检以致漏配、或误配造成奶牛多次受孕等带来的损失。但传统检测方法费时费力费资金、需要员工具备丰富经验和敏锐观察力，仅能用于小规模牛群养殖，不适合较大规模、集约化养牛场。而国内外针对奶牛发情的数字化检测方法，只能定性判断奶牛是否发情，对奶牛发情后的发情程度及其最佳授精时间，仍需要人工观察，存在不能定量确定奶牛发情程度及其最佳授精时间的缺点。

从上述内容可以看出，为降低检测奶牛发情程度及授精时间所需劳动力和劳动强度，提高养殖场经济效益，需要在前人研究基础上，进一步开发高性能的奶牛发情程度及最佳授精时间定量确定检测仪器及方法。

发明内容

本发明针对奶牛发情程度及其最佳授精时间检测技术中存在的问题，提供一种奶牛发情程度及最佳授精时间检测仪器及方法，能定量确定奶牛发情程度及其最佳授精时间，降低奶牛发情程度及其最佳授精时间检测所需劳动力和劳动强度，提高养殖场经济效益。

本发明是以如下技术方案实现的：一种奶牛发情程度及最佳授精时间检测仪器，包括PWM波发生器、直流恒流源、微控制器、双向模拟开关、探针电极和显示装置。PWM波发生器的输出与双向模拟开关的控制端相连，直流恒流源的输出与双向模拟开关的输入相连，双向模拟开关的输出与探针电极相连，探针电极间数据输入至微控制器，微控制器的输出与显示装置相连。微控制器中存储有定量确定奶牛发情程度及授精时间的程序。

一种奶牛发情及最佳授精时间检测方法，包括以下步骤：

a.测量前，先对探针电极消毒，同时清洗干净被测奶牛外阴；

b. 分开被测奶牛外阴，将探针电极插入至其宫颈口处，并旋转探针2-3个半圈，保证电极与奶牛宫颈口处粘液充分接触；

c. 开机，则PWM波发生器发出的一定频率的PWM波，输出至双向模拟开关，PWM波的输出电压控制双向模拟开关的通断，使直流恒流源输出的直流恒流电流至双向模拟开关后，转换为同频率的测量电流后，作用在探针电极上，来测量探针电极间的奶牛宫颈口处粘液的生物电阻抗值。该生物电阻抗值输入到微控制器，微控制器通过存储在其中的定量确定奶牛发情程度及授精时间的程序，确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间，结果输出至显示装置；

d. 读取结果，定量确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间。

上述方案的工作原理是：PWM波发生器发出的一定频率的PWM波，输出至双向模拟开关，PWM波的输出电压控制双向模拟开关的通断，使直流恒流源输出的直流恒流电流至双向模拟开关后，转换为同频率的测量电流后，作用在探针电极上，来测量探针电极间的奶牛宫颈口处粘液的生物电阻抗值。该生物电阻抗值输入到微控制器，微控制器通过存储在其中的定量确定奶牛发情程度及授精时间的程序，确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间，结果输出至显示装置。PWM方波电压为控制电压，多路模拟开关是电压电极，测量电极是电流电极。因此，该检测仪的电流电极和电压电极相互独立，电压电极为控制电极，控制电流电极的通断。由于施加在测量电极上的是PWM方波测量信号，其前后半周信号幅值相等、极性相反，因此，能够消除单频法测量产生的电极和被测介质的极化现象，提高测量准确度。

本发明的优点是：PWM波的输出电压为检测仪器双向模拟开关的控制电压，也是仪器的电压电极电压，探针电极为电流电极，因此，本检测仪的电流电极和电压电极相互独立；双极性PWM波前后半周信号幅值相等、极性相反，能够消除单频法测量产生的探针电极和被测介质的极化现象，提高测量准确度；PWM信号是数字信号，其抗干扰性强的优点，能进一步提高测量的准确度。因此，本检测仪能实现对奶牛宫颈口处粘液生物电阻抗值细微变化地量化识别和利用，定量确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述。

如附图1所示，奶牛发情程度及最佳授精时间定量确定检测仪器由PWM波发生器、直流恒流源、微控制器、双向模拟开关、探针电极和显示装置组成。PWM波发生器的输出与双向模拟开关的控制端相连，直流恒流源的输出与双向模拟开关的输入相连，双向模拟开关的输出与探针电极相连，探针电极间数据输入至微控制器，微控制器的输出与显示装置相连。微控制器中存储有定量确定奶牛发情程度及授精时间的程序。

测量步骤如下：

测量前，先对探针电极消毒，同时清洗干净被测奶牛外阴。

分开被测奶牛外阴，将探针电极插入至其宫颈口处，并旋转探针2-3个半圈，保证电极与奶牛宫颈口处粘液充分接触。

开机，则PWM波发生器发出的一定频率的PWM波，输出至双向模拟开关，PWM波的输出电压控制双向模拟开关的通断，使直流恒流源输出的直流恒流电流至双向模拟开关后，转换为同频率的测量电流后，作用在探针电极上，来测量探针电极间的奶牛宫颈口处粘液的生物电阻抗值。该生物电阻抗值输入到微控制器，微控制器通过存储在其中的定量确定奶牛发情程度及授精时间的程序，确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间，结果输出至显示装置。

读取结果，定量确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间。

从以上奶牛发情程度及最佳授精时间定量确定检测仪器的测量过程可以看出，本检测仪的电流电极和电压电极相互独立，能够消除探针电极和被测介质的极化现象，提高测量准确度。因此，本检测仪能定量确定奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间。

Claims (2)

1.一种奶牛发情及最佳授精时间检测仪器，包括PWM波发生器、直流恒流源、微控制器、双向模拟开关、探针电极和显示装置，其特征在于：PWM波发生器的输出与双向模拟开关的控制端相连，直流恒流源的输出与双向模拟开关的输入相连，双向模拟开关的输出与探针电极相连，探针电极间数据输入至微控制器，微控制器的输出与显示装置相连，微控制器中存储有定量确定奶牛发情程度及授精时间的程序。

2.一种奶牛发情及最佳授精时间检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.测量前，先对探针电极消毒，同时清洗干净被测奶牛外阴；

b. 分开被测奶牛外阴，将探针电极插入至其宫颈口处，并旋转探针2-3个半圈，保证电极与奶牛宫颈口处粘液充分接触；

c. 开机，则PWM波发生器发出的一定频率的PWM波，输出至双向模拟开关，PWM波的输出电压控制双向模拟开关的通断，使直流恒流源输出的直流恒流电流至双向模拟开关后，转换为同频率的测量电流后，作用在探针电极上，来测量探针电极间的奶牛宫颈口处粘液的生物电阻抗值，该生物电阻抗值输入到微控制器，微控制器通过存储在其中的定量确定奶牛发情程度及授精时间的程序，确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间，结果输出至显示装置；

d. 读取结果，定量确定该奶牛当前的发情程度及当前时间是否是该奶牛最佳授精时间。

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