DE2931206A1 - Apparatur zum anzeigen von oestrus- perioden und/oder krankheiten bei weiblichen saeugetieren - Google Patents

Description

Beschreibung:

Die Erfindung befaßt sich mit einer Apparatur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß ein Anstieg der Körpertemperatur von Kühen sowohl ein Zeichen von Krankheit als auch von Östrus sein kann. In beiden Fällen ist es wichtig, daß ohne Verzögerung die nötigen Maßnahmen getroffen werden; im Falle beginnender Krankheit ist es wichtig, eine Behandlung zu beginnen, um eine Verschlimme- ' rung der Krankheit zu verhindern und sie noch in einem frühen Stadium auszuheilen; falls Östrus vorliegt, ist es wichtig, daß die Kuh zum richtigen Zeitpunkt gedeckt oder besamt wird. Sowohl Krankheiten als auch eine versäumte oder unzeitige Besamung beeinträchtigen die Wirtschaftlichkeit der MilchvJehhaltung.

Es ist seit Jahrzehnten bekannt, zur Bestimmung der Körpertemperatur von Kühen anstelle einer rektalen Messung, während des Melkens die Milchtemperatur zu messen. Wissenschaftliche Laboruntersuchungen haben erwiesen, daß durch Messung der Milchtemperatur während des Melkens sowohl das Vorliegen von Krankheiten als auch von Östrus-Perioden sehr genau bestimmt werden kann. Bis heute wurde diese wissenschaftliche Erkenntnis jedoch nicht in greifbare Ergebnisse in Form einer geeigneten Ausrüstung umgesetzt, mit der im Rahmen eines Milcherzeugungsbetriebes fort-

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laufend die Körpertemperatur der Kühe des gesamten Milchviehbestandes auf eine Weise gemessen werden kann, daß der normale Arbeitsablauf in der Betreuung und Pflege des Milchviehs in neuzeitlichen und auf hohe Wirtschaftlichkeit ausgerichteten Milcherzeugungsbetrieben nicht geändert oder komplizierter werden muß. Dies ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil die schmalen Gewinnspannen die Einführung zusätzlicher) zeitraubender Arbeitsvorgänge incer Pflege des Milchviehs nicht erlauben. Wenn man also zur Bestimmung von Krankheiten und/oder Östrus-Perioden die Temperatur fortlaufend messen will, dann darf dies aus Gründen der Wirtschaftlichkeit keine besonderen Arbeitsvorgänge und keine besonders sorgfältigen und präzisen Meßwertablesungen erfordern ₁ die die Gefahr von Fehlablesungen in sich bergen.

Es ist bereits ein Instrument vorgeschlagen worden, welches zwei Elektroden besitzt, welche in die Melkleitung eingesetzt sind und in einem elektrischen Schaltkreis liegen. Gemessen wird die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit der Milch, welche mit steigender Temperatur ansteigt. Ein Nachteil dieses Instruments liegt darin, daß der elektrische Strom durch die Milch fließen muß und daß man eine Ausgleichsschaltung benötigt, die bei der Leitfähigkeitsmessung für eine automatische Temperaturkompensation sorgt.

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In der US-PS 3 022 766 ist ein Instrument vorgeschlagen worden, welches ein Thermometer besitzt, welches in die Melkleitung eingesetzt und mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden wird. Das Thermometer mißt auf elektrischem Wege die Temperatur der von der Kuh abgepumpten Milch. Das Thermometer besitzt sehr feine Kontaktstifte, die auf unterschiedlichen Niveaus daran angelötet und mit einer Stromquelle verbunden sind. Diese Kontaktstifte haben eine sehr begrenzte Lebensdauer, brennen z. B. häufig durch.

Eingedenk des bedeutenden Einflusses der frühzeitigen Krankheitserkennung und der rechtzeitigen Besamung von Kühen während ihrer Östrus-Perioden auf die Wirtschaftlichkeit ihrer Haltung im Rahmen neuzeitlicher Milchwirtschaft und eingedenk der Tatsache, daß in beiden Fällen genauere, einfachere und schnellere Messungen der Körpertemperatur die Wirtschaftlichkeit der Milchviehhaltung unmittelbar verbessern, besteht ein ausgeprägtes Bedürfnis nach einer solchen Meßmöglichkeit. Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Meßapparatur der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie einfach im Aufbau und in der Handhabung ist, und daß sie während des Melkens auch aus der Entfernung die Anzeige und das Ablesen eines Anstiegs der Körpertemperatur der Kuh, die gerade gemolken wird, ermöglicht.

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Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Apparatur mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eingehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Apparatur in perspektivischer Darstellung in Kombination mit einer Melkmaschine,

Fig. 2 ist das Blockschaltbild der elektronischen Baugruppe der Apparatur, und

Fig. 3 zeigt ausschnittsweise den oberen Teil des Blockschaltbilds im Detail.

Die Melkmaschine in Fig. 1 enthält eine Rohrleitung 10, durch die die Milch abgefördert wird, und parallel dazu eine Unterdruck-Rohrleitung 11, die beide im Stall fest installiert sind und an den Krippen entlanglaufen. An verschiedenen Anschlußstellen 14, von denen eine eingezeichnet ist, ist mit Hilfe eines Bügels 13 ein Handgriff 12 an der Unterdruckleitung 11 aufgehängt; eine entsprechende Anschlußstelle an der Milchleitung 10 ist mit der Bezugszahl 15 bezeichnet. Auf dem Bügel 15 ist ein Anzeigeelement 16 für den Durchfluß angeordnet, während der Handgriff 12 einen

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Pulsator 17 trägt. Der Durchflußanzeiger 16 ist mittels eines Schlauches 18 mit der Anschlußstelle 15 verbunden, während der Pulsator 17 mittels eine Schlauches 19 mit der Anschlußstelle verbunden ist. Vom Durchflußanzeiger 16 erstreckt sich eine Leitung 20 bis zu einer aus vier Saugbechern 22 für die Zitzen bestehenden Einheit 21. Die Saugbecher 22 sind ferner über eine Schlauchleitung 23 mit dem Pulsator 17 verbunden. Insoweit ist die dargestellte Melkmaschine Stand der Technik.

Gemäß der Erfindung ist auf der Schlauchleitung 20 ein Steuergerät 24 angebracht, welches durch ein elektrisches Kabel 25 mit einem Temperaturfühler 26 verbunden ist, der entweder in der Schlauchleitung 20, und zwar in unmittelbarer Nähe ihres Anschlusses an die Zitzenbechereinheit 21, oder aber in der Zitzenbechereinheit 21 selbst angeordnet ist. Als Temperaturfühler 26 wird ein solcher verwendet, der mit Änderung der Milehtemperatur seinen elektrischen Widerstand ändert. Das Kabel 25 kann mit Klammern außen auf der Schlauchleitung 20 befestigt oder aber in den Mantel der Schlauchleitung 20 einvulkanisiert oder eingegossen werden. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Kabel 25 um ein zweiadriges, abgeschirmtes Kabel.

Auf dem Steuergerät 24 befinden sich fünf verschiedenfarbige Anzeigelampen 28 - 32, die jeweils entsprechend dem vom

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Temperaturfühler 26 gemessenen Temperaturwert aufleuchten sollen. Die Anzeigelampe 28 soll aufleuchten, wenn die Körpertemperatur der Kuh normal ist. Die beiden Anzeigelampen 28 und 29 sollen gemeinsam aufleuchten, wenn die Körpertemperatur so leicht erhöht ist, daß die erhöhte Temperatur für manche Kühe noch als normal bezeichnet werden kann. Die drei Lampen 28 - 30 sollen gemeinsam aufleuchten, wenn die Körpertemperatur auf einen noch höheren Wert ansteigt. " . .

Das Steuergerät 24 enthält elektronische Schaltungen zur Steuerung und Regelung des Aufleuchtens der Signallampen 28 - 32 bei vorbestimmten Temperaturschwellen. Die Stromversorgung dieser Schaltkreise erfolgt durch eine Batterie im Steuergerät, könnte aber auch über eine Schwachstromleitung erfolgen, die entlang der Milchleitung 10 und der Unterdruckleitung 11 verlegt ist, wobei der elektrische Anschluß entweder durch Einhängen des Bügels 13 in die Unterdruckleitung 11 erfolgt, wozu die Schwachstromleitung

zu

mit einem entsprechenden Ausgang /versehen ist, oder aber die Verbindung wird von Hand mittels eines Steckers und einer auf der Schwachstromleitung vorgesehenen Buchse hergestellt.

Das Blockschaltbild in Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit der Anordnung der elektronischen Schaltkreise im Steuergerät 24. Das zweiadrige, abgeschirmte Kabel 25 verbindet den Temperaturfühler 26, Vorzugs-

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- IC -

weise ein Thermistor, mit einem ersten Verstärker 33, der seinerseits mit fünf weiteren parallelgeschalteten Verstärkern 34 - 38 verbunden ist. Alle Verstärker 33 - 38 sind vorzugsweise auf Halbleiterbasis aufgebaut und benötigen deshalb wenig Raum, sodaß das Steuergerät 24 klein und leicht gehalten werden kann. Die Stärke des von der Stromquelle durch den Thermistor 26 fließenden Stromes ändert sich in Abhängigkeit von der augenblicklichen Temperatur des Thermistors 26. Über einen im Thermistorkreis liegenden Widerstand wird eine von der Milchtemperatur abhängende elektrische Spannung gebildet, welche als Eingangssignal des Verstärkers 33 dient. Da der Temperaturfühler 26 an verschieden Stellen im Weg der Milch angeordnet werden kann, ist zur Anpassung des Eingangssignals im Thermistorkreis zweckmäßig ein veränderlicher Widerstand vorgesehen.

ist
Der Ausgang des Verstärkers 33/mit den Eingängen der Verstärker 34-38 verbunden, deren Ausgänge mit je einer der fünf Signallampen 28 - 32 verbunden sind. Die fünf parallel geschalteten Verstärker 34 - 38 sind vorzugsweise solche, die erst dann leitend werden und ein Ausgangssignal liefern, wenn das Eingangssignal eine bestimmte Schwelle überschreitet, sodaß erst dann die zugehörige Signallampe aufleuchtet. Die Verstärker 34 - 38 verhalten sich also wie Schalter mit den zwei Schaltstufen "Ein" und "Aus".

Die Anpassung der Apparatur durch Einstellung des veränderlichen Widerstandes im Thermistorkreis erfolgt empirisch, indem man zum Vergleich die Körpertemperatur rektal mißt und dann den veränderlichen Widerstand so einstellt, daß die erste Signallampe aufleuchtet, wenn die gemessene Temperatur knapp unterhalb der Normaltemperatur von Kühen liegt, das sind T = 38,3 ⁰C. Da die Milchtemperatur nicht genau mit der Körpertemperatur übereinstimmt, ihren Änderungen aber folgt, und weil die gemessene Milchtemperatur auch davon abhängt, an welcher Stelle des Weges, den die Milch nimmt, der Temperaturfühler 26 angeordnet ist, muß der veränderliche Widerstand bei einer Änderung der Lage des Temperaturfühlers neu eingestellt werden. An sich kann der Temperaturfühler 26 auch oben am Bügel 13 angeordnet werden, jedoch ist dann zu berücksichtigen, daß sich die Milch auf ihrem Weg vom Euter bis dorthin schon merklich abgekühlt hat.

Der Schwellenwert des Verstärkers 35^oberhalb dessen die Signallampe 28 aufleuchtet, liegt bei einem Wert^der der Körpertemperatur T₁ = T + t₁ entspricht. Entsprechend liegen die Schwellenwerte der Verstärker 36 - 38 bei T₂ = T + t₂, T₃ = T + t₃ und T. = T + t., wobei t.> t„> t„ >. t^,. Dies bedeutet, daß die Signallampe 28 bei normaler Körpertemperatur aufleuchtet, während die weiteren Lampen 29 - 32 mit steigender Körpertemperatur zugeschaltet werden. Zweckmäßig wählt man die ersten drei

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Temperaturstufen zu je 0,3 C und die letzte zu 0,8 ⁰C, so daß die Lampen aufeinanderfolgend bei den Temperaturen T = 38,3 ⁰C, T₁ = 38,6 ⁰C, T₂ β 38,9 °C, T₃ = 39,2 °C und T₄ = 40,0 °C aufleuchten. Die ersten drei Temperatursprünge liegen in dem Bereich, der üblicherweise bei Östrus-Perioden auftritt, während bei Aufleuchten aller Lampen, d. i. bei einer Temperatur über 40,0 ⁰C, die Kuh auf einen krankhaften Befund untersucht werden soll. Damit die fünfte Signallampe 32 besonders gut auffällt, ist sie neben den übrigen vier in einer Reihe angeordneten Signallampen 28 - 31 gelegen. (Fig. 1).

Es wurde bereits erwähnt, daß die normale Körpertemperatur von Kuh zu Kuh etwas variieren kann. Deshalb ist es ratsam, auf den Datentafeln einer jeden Kuh zu vermerken, ob das Brennen der ersten: Signallampe 28 allein oder auch noch das Brennen der zweiten Signallampe 29 für die betreffende Kuh eine normale Körpertemperatur anzeigt.

Fig. 3 zeigt beispielsweise die ausgeführte Schaltung zu dem Blockschaltbild in Fig. 2 für die ersten beiden Temperaturstufen T und T^. Als Temperaturfühler ist ein Thermistor R₁₃, vorgesehen, dessen elektrischer Widerstand mit der Milchtemperatur ansteigt. Der Thermistor R„ liegt in einer Wheatstone-Brücke, die auch ein Potentiometer P₁ enthält. Mit der Wheatstone-Brücke 39 ist ein

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Verstärker IC₁ verbunden, in dem durch Widerstandsänderungen des Thermistors R^₁ verursachte Spannungsänderungen verstärkt werden. Der Verstärker IC₁ ist über eine RC-Schaltung 40 mit der Wheat^stone-Brücke 39 rückgekoppelt. Insoweit entspricht der beschriebene Schaltungsteil dem ersten Verstärker 33 im Blockschaltbild der Fig. 2. Mit ihm verbunden sind die Verstärker 34 - 38, von denen in Fig. 3 nur die Verstärker 34 und 35 dargestellt sind. Der Aufbau der Verstärker 36 - 38 stimmt überein mit dem Aufbau des Verstärkers 35.

An den Ausgang des Verstärkers 33 schließt sich zunächst ein Vergleicher IC₂ an, in dem die Ausgangsspannung des Verstärkers 33 mit einer konstanten Referenzspannung verglichen wird, welche über zwei parallelen Widerständen R₁₁ und R_1? abfällt. Der Ausgang des Verstärkers 33 ist ferner mit dem Eingang eines Vergleichers IC. im- Verstärker 35 verbunden, dessen Referenzspannung mittels eines Potentiometers P„„ eingestellt werden kann. Parallel zu dem Vergleichern .IC₂ und ^C₃ liegen zur Rückkopplung Dioden D^_n bzw. D_9n. Die Basis b eines Transistors Tr ist in beiden Verstärkern 34, 35 über eine Zenerdiode Z. und einen Widerstand R₁₄ bzw. R„. mit dem Ausgang des Vergleichers IC_ bzw. IC„ verbunden, während im Kollektorkreis der Transistoren Tr je eine Licht-emittierende Diode LED liegt. Die höhere Ausgangsspannung der Vergleicher IC„ und IC wird also über den Widerstand R₁

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bzw. R₂₄ und die Zenerdiode Z₁ den Transistoren Tr zugeführt, die leitend werden, sobald die Ausgangsspannung die Spannung der Zenerdiode Z. übersteigt.

Wenn die Spannung am Ausgang des Verstärkers 33 über die an R₁₁ und R._ abfallende Referenzspannung ansteigt, erlischt die obere Leuchtdiode LED. Wenn jedoch die Spannung am Ausgang des Verstärkers 33 unter die Referenzspannung absinkt, leuchtet die Leuchtdiode LED auf, weil dann die Ausgangsspannung des Vergleichers IC, ansteigt. Entsprechend verhält sich der Verstärker 35. Über die Dioden D₁₀ und D₃₀ wird die erhöhte Ausgangsspannung der Vergleicher IC₂ und IC_ dann an den jeweiligen Verstärkereingang rückgekoppelt. Dies hat zur Folge, daß im weiteren Verlauf die Referenzspannung immer höher als die und unabhängig von der Spannung am Ausgang des Verstärkers 33 ist, so daß die Leuchtdioden unabhängig von der Thermistortemperatur angeschaltet bleiben.

Der Vorteil dieser Schaltungsart liegt darin, daß das Personal, welches die Melkmaschine betreut, noch nach dem Beenden des Melkens die Meßapparatur ablesen kann. Erst wenn die Apparatur von der Stromquelle getrennt wird, etwa beim Weitertransport zur nächsten Krippe, erlöschen alle Leuchtdioden LED.

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Der dem Ausgang des Verstärkers 33 nachgeschaltete Widerstand R„ und Zenerdiode Z₂ stellen sicher, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 33 nicht die durch die Dioden D^₀ bzw. D_?o rückgekoppelte Spannung übersteigt.

Es dürfte ohne weiteres ersichtlich sein, daß eine mit der efindungsgemäßen Apparatur ausgerüstete Melkmaschine bei jedem Melkvorgang rasch und einfach die Überprüfung einer jeden Kuh daraufhin ermöglicht, ob Östrus oder auch eine Erkrankung vorliegt.

Die erfindungsgemäße Apparatur kann natürlich auch mit andersartigen Melkmaschinen als der beschriebenen kombiniert werden, z.B. mit Kübel-Melkmaschinen; in diesem Fall wird das Steuergerät zweckmäßig am Kübel befestigt. Es können natürlich auch mehr als fünf Verstärker und Signallampen vorgesehen werden, obwohl fünf in aller Regel ausreichen dürften.

Der Aufbau der Verstärker auf Halbleiterbasis wird dem Elektronikfachmann keine Schwierigkeiten bereiten, nachdem er die vorgesehenen Funktionen kennengelernt hat. Es soll sich dabei um einfache Verstärker handeln, die erst nach Überschreiten einer Signalschwelle leitend werden und nach deren Unterschreiten wieder sperren. Es können stattdessen auch Transistorschalter verwendet werden. Schließlich ist es auch möglich, die fünf Verstärker 34 - 38 oder Teile davon in einer einheitlichen logischen Schaltung zu vereinen.

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Claims (6)

1. PATENTANWÄLTE /1 "⁷^. "^<//

   DR. RUDOLF BAUER ■ DIFL-ING. HELMUT HUBBUCH DIPL.-PHYS. ULRICH TWELMEIER

   WESTLICHE 29-31 (AM LEOPOLDPLATZ) D-753O PFORZHEIM, (WEST-QERMANY) 'S (O7231) 1O229O/7O

   19. Juli 19 79 III/K

   Eiser AB, Boras (Schweden)

   "Apparatur zum Anzeigen von Östrus—Perioden und/oder Krankheiten bei weiblichen Säugetieren*

   Ansprüche;

   3 Apparatur zum Anzeigen von Östrus-Perioden und/oder Krankheiten bei weiblichen Säugetieren, insbesondere Kühen, durch Messung der Temperatur der abgemolkenen Milch, mit einem in einer Milchleitung angeordneten Temperaturfühler, die während des Melkens mit den Zitzen des Euters verbunden ist,

   dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler (26) ein solcher verwendet wird, dessen elektrischer Widerstand von der Temperatur der Milch abhängt, und daß der Temperaturfühler (26) eine elektronische Verstärkerschaltung (33) sowie mehrere untereinander parallel verbundene und der Verstärkerschaltung (33) nachgeschaltete elektronische Schaltkreise (34 - 38) steuert, von denen die parallelen Schaltkreise (34 - 38) jeweils eine

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   optische Anzeigeeinrichtung (28 - 32) besitzen, die in ausgewählter Reihenfolge bei verschiedenen vorgegebenen Temperaturen, die vom Temperaturfühler (26) gemessen werden, ein optisches Signal erzeugen.
2. 2. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (26) in einer Wheatstone-Brücke (39)

   liegt, die mit einem Verstärker (33) verknöpft ist, dessen Ausgang mit den Eingängen der parallelen Schaltkreise (34 - 38) verknüpft ist.
3. 3. Apparatur nach Anspruch 1 oder:2, dadurch' gekennzeichnet-,

   * . daß der Temperaturfühler A26) ein Thermistor ist. " _" -■;"--.
4. 4. Apparatur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Schaltkreise (34 - 38)

   mit den AnzeigeeinricHungen (28 - 32) jeweils einen Vergleicher (ICoτ IC-) enthalten, durch den die Ausgangsspanhung der Verstärkerschaltung (33) mit einer konstanten Referenzspannung am Eingang des Vergleichers (IC₂, IC₃) verglichen wird.
5. 5. Apparatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Vergleichern (IC₂» IC₃) ein Halbleiter,

   vorzugsweise eine Diode (D^₀J D_₀)liegt, die sicherstellt, daß

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   die Referenzspannung die Ausgangsspannung des Verstärkerkreises (33) immer übersteigt und unabhängig von deren Größe ist.
6. 6. Apparatur nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch

   gekennzeichnet, daß die optische Anzeigeeinrichtung (28-32) eine Leuchtdiode (LED) ist, die in Reihe mit einem Transistor (Tr) in dessen Kollektorkreis liegt, während die Transistorbasis (6) mit dem Ausgang des Vergleichers (IC«, IC-) verbunden ist.

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