DE3610960A1 - Gesundheits-ueberwachungs-einrichtung fuer die landwirtschaftliche tierhaltung - Google Patents
Gesundheits-ueberwachungs-einrichtung fuer die landwirtschaftliche tierhaltungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine neuartige
und im technischen Aufwand stufenweise ausbaubare
Gesundheitsüberwachungseinrichtung besonders für
die landwirtschaftliche Tierhaltung, welche es ermög
licht, den zeitlichen Aufwand bei der Kontrolle
des Gesundheitszustandes einzelner Tiere, Gruppen
von Tieren oder aller Tiere eines Tierbestandes
erheblich zu vermindern und darüber hinaus
die Auswertung zu erleichtern und je nach Ausbau
stufe Maßnahmen für die Verbesserung der Gesundheit
des Tierbestandes vorzuschlagen oder selbsttätig
durchzuführen.
Eine der wichtigsten Beobachtungsgrößen bei der
Gesundheitsüberwachung von Tieren ist ihre Körper
temperatur, da sie eine beginnende Abwehrreaktion
des Körpers gegen Krankheitserreger bereits anzeigt,
noch bevor andere Auffälligkeiten, wie Freßunlust
oder z. B. erhöhte Schweißabsonderung beobachtet
werden können.
Bisher war es üblich, die Körpertemperatur von ange
bundenen oder freilaufenden Tieren in der landwirtschaft
lichen Tieraufzucht mit den allgemein bekannten Fieber
thermometern (Flüssigkeitsausdehnungs-Maximaltemperatur
thermometern), welche rektal eingesetzt werden, zu messen.
Der Nachteil dieser Thermometer ist jedoch, daß eine
Ablesung während der Temperaturangleichung des Thermo
metersensors an die Körpertemperatur nicht möglich oder
sehr schwierig ist. Man benötigt zur Ablesung den richtigen
Blickwinkel zur Flüssigkeitskapillare und außerdem gute
Beleuchtung, was bei unruhigen Tieren und den üblichen
niedrigen Beleuchtungswerten in Ställen schwierig ist.
Teilweise werden auch bereits Temperaturmeßgerät
mit elektricher Meßsonde und elektronischem Meßumformer
mit digitaler Temperaturanzeige eingesetzt.
All diesen Methoden sind folgende Nachteile gemeinsam:
- 1. Für eine ausreichende Temperaturangleichung der Temperaturmeßsonde an die Körpertemperatur mit einem Meßfühler von ca. 0,1 K muß die Meßsonde ca. 1 bis 2 Minuten im Tier verbleiben. Bei einem Viehbestand von ca. 100 Tieren beträgt die gesamte Meßzeit deshalb 1,5 bis 3 Stunden.
- 2. Besonders in Freilaufställen müssen die Tiere während der Tempraturangleichzeit der Meßsonde entweder angebunden, was einen weiteren erheblichen Zeitaufwand erfordert, oder mit der Meßsonde und dem damit über elektrische Leitungen verbunde nen Auswertegerät von einer Person verfolgt werden. Werden einfache Flüssigkeitsausdehnungsthermometer (Fieberthermometer) verwendet, so können zwar evtl. mehrere Tiere, etwa 2 bis 4 gleichzeitig, mit einem Thermometer versehen werden und diese können dann nach ca. 2 bis 4 min wieder eingesammelt und abge lesen werden. Es erwies sich jedoch oft als schwierig, die Tiere mit Thermometer wieder zu finden. Durch Ausscheidung mit dem Kot ging außerdem eine Reihe von Thermometern (bis zu 10 Thermometern Totalverlust in einer Woche bei Überwachung von 70 Tieren wurde beobachtet) verloren.
In einer früheren Patentanmeldung der Verfasser
(Offenlegungsschrift DE 34 20 074 A1,
Offenlegungstag 5. 12. 1985) wurde versucht, die Meßzeit
dadurch zu verkürzen, indem das Temperaturmeßgerät
ein mit der Temperatur frequenzmoduliertes akustisches
Signal aussendet, welches die Temperatur und den Grad
der Temperaturangleichung gehörmäßig abzuschätzen
gestattet.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist nun,
die Übertragungskette der Meßdaten so aufzuteilen,
daß die Temperaturangleichszeiten des Meßfühlers
überhaupt nicht mehr in die Meßzeit eingeht,
und das gesamte Meßwertübertragungs-System mit
einer Identifizierungseinrichtung für die Tiere zu
kombinieren.
Ist dieser Grundgedanke vollzogen, bieten sich eine
Reihe von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Einrichtung an - und zwar in verschiedenen
Ausbaustufen, angefangen von der einfachen manuell
und visuell erfolgten Meßwerte- und Identitätsnummern-
Ablesung am Tier bis hin zur völlig automatischen
Meßdatenabfragung für jedes Tier von einer zentralen
Datenverarbeitungsanlage, welche dann auch die
Gesundheitszustands-Analyse und sogar die Fütterungs
steuerung übernehmen kann.
Einige der möglichen Aufbaustufen sind auch in den
Patent-Unteransprüchen näher gekennzeichnet
und werden nachfolgend zum Teil anhand von Figuren
beschrieben:
Die Grundidee, daß jedes Tier seinen eigenen Tempe
ratursensor und zwar in einer leicht austauschbaren
und leicht anwendbaren Weise ständig bei sich trägt,
ist unseres Wissens in der landwirtschaftlichen
Tierhaltung neu und wird insbesondere durch die zusätz
liche erfindungsgemäße Ausführung als nach außen gut
wärmeisolierter Hauttemperatursensor erst ermöglicht.
Zwar ist von wissenschaftlichen Tierversuchen bekannt,
wie der Gesundheitszustand von z. B. Schimpansen durch teil
weise chirurgisch eingepflanzte Sensoren oder Elektroden
durch Fernübertragungssysteme erfaßt oder umgekehrt
ihr körperliches oder emotionales Verhalten fern
gesteuert werden kann.
Dies ist jedoch ein weit abliegendes Sondergebiet,
und die daraus bekannten Verfahren sind nicht sinnvoll
in der landwirtschaftlichen Tierhaltung für deren
praktische Erfordernisse anwendbar.
Die Grundidee der Erfindung wird nun anhand
eines einfachen und nicht aufwendigen Ausführungs
beispieles beschrieben:
Fig. 1 zeigt ein Band (1) aus Textil-Leder oder Kunst
stoff oder einem ähnlichen Material welches das Tier
z. B. um den Hals trägt. Mittels einer Verstellvorrichtung
(11) z. B. einer Schnalle, kann die weite dem Tier ange
paßt werden. An einer Stelle (5) des Bandes, welche
gewährleistet, daß das Band ständig eng an die Haut
des Tieres anliegt, ist ein Temperatursensor (2)
in das Band eingearbeitet, wie Fig. 2 im Querschnitt
des Bandes zeigt. Der Temperatursensor ist dabei durch
eine ausreichend dicke Wärmeisolierschicht (3) aus z. B.
Wolle, Kunststoffasern oder ähnlichem und einer
Wärmereflexionsfolie (4) gegen Temperaturableitung
nach außen geschützt. Die Wärmeisolierschicht und even
tuell auch die Reflexionsfolie und der Temperatursensor
sind außerdem mit einer feuchtigkeitsdichten dünnen
Folie, z. B. aus Kunststoff umhüllt. Isolierschicht
und Temperatursensor sind schließlich zur Tierseite
hin mit einem gut haut- oder fellverträglichen Material
(Textil oder Kunststoff oder ähnlichem) in Form eines
dünnen Überzuges ( 5) geschützt.
Am Band (1) ist in gut lesbarer Schrift entsprechend
Anspruch 3 eine Identifizierungsnummer (9) aufgedruckt
oder eingeprägt - und das möglichst an zwei oder
mehreren Stellen des Bandes (1 ).
Zur Stabilisierung der Lage des Bandes kann noch
ein Gewichtskörper (10) am Band angebracht sein, welcher
auch je nach Ausbaustufe z. B. die elektronische Schaltung
und eventuell eine Stromversorgung (Batterie, Akkumu
lator) enthalten kann.
In einem einfachen Ausführungsbeispiel werden jedoch
nur die Kontakte (6) eines elektrischen Temperatursensors
als Metallplättchen oder als Steckvorrichtung an einer
leicht zugänglichen Stelle des Bandes herausgeführt.
Diese Kontakte (6) können dann mit einem geeigneten
Taster (7) kontaktiert werden. Der Taster ist z. B.
nach Patentanspruch 7 mit einem Widerstands-Auswertegerät
verbunden, welches innerhalb von Sekundenbruchteilen
den Sensorwert zu erfassen gestattet und diesen,
möglichst umgerechnet als Temperaturwert zur Anzeige
bringt. Fig. 4 zeigt ein einfaches Schaltungsbeispiel.
In einer anderenn einfachen Ausführungsform wird der
Sensorwert z. B. nach Patentanspruch 8 über Leuchtdioden,
welche bei einem bestimmten Temperaturwert ansprechen,
sichtbar angezeigt oder akustisch zu Gehör gebracht.
Im letzten Fall können ein oder mehrere Tongeneratoren
vom Temperaturwert derart frequenzmoduliert werden,
daß bestimmte kritische Temperaturwerte bestimmten
gehörmäßig leicht erkennbaren Frequenzwerten oder
Frequenzverhältnissen oder Gleichklängen entsprechen.
Für die Anordnung des Sensors (2) und der Isolierschicht
(3) ist es entsprechend dem Wärmeflußersatzschaltbild
in Fig. 3 wichtig, daß die Sensortemperatur T S
hauptsächlich von der Körperinnentemperatur T K des
Tieres bestimmt wird.
Eine z. B. 1 cm dicke Wärmeisolatorschicht (3) mit einem
Wärmeleitwert von k = 0,01 W/Kcm gewährleistet
bereits einen hohen Wärmewiderstand R I gegenüber dem
zugehörigen Körperwärmewiderstand R K , so daß die Haut
temperatur T H bereits weitgehend der Körperinnentempe
ratur T K entspricht.
Dadurch, daß nach Ausführungsbeispiel in Fig. 3
der Temperatursensor etwas ausbauchend auf der
Isolatorschicht (3) aufgebracht ist und nur mit
einer dünnen Schutzfolie (gegen mechanische Be
schädigungen und Feuchtigkeitseinflüsse schützend)
abgedeckt ist, gelingt es den Wärmewiderstand R F
des Tierfelles und der Sensorschutzschicht
z. B. mit einer Gesamtdicke von ca. 0,1 cm und einer
effektiven Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,05 . . . 0,1
W/Kcm ca. 50 bis 100mal kleiner als den Isolations
widerstand R I zu machen.
Damit beträgt der Einfluß der Außentemperatur T A
nur noch etwa 1/100 bis 1/50 der Temperatur
differenz (T K - T A ) auf die Sensortemperatur T S .
Da die Stalltemperaturen T A in der Regel maximal
zwischen ca. 10°C und 25°C schwanken, während
die Körpertemperatur zwischen 37°C und 41°C liegen
kann, folgt daraus eine Temperaturabweichung von
maximal 0,1 K bis 0,6 K. Diese Temperaturabweichung
kann außerdem bei bekannter und leicht meßbarer
Stalltemperatur T A rechnerisch leicht korrigiert
werden, und dies entsprechend Patentanspruch 18
eventuell automatisch bei der Auswertung mit einem
Rechnersystem.
Bei der Auswertung mit einem Rechnersystem ergibt sich
darüber hinaus die Möglichkeit, billige Temperatursensoren
mit größeren Streutoleranzen einzusetzen und die absolute
Sensortemperatur durch eine im Rechnersystem gespeicherte
Eichkonstante, welche jedem durch die Identitätsnummer
unterschiedenen Temperatursensor zugeordnet ist,
zu ermitteln - wie dies in Patentanspruch 17 vorgeschlagen
ist.
Die Meßwerte T S des Temperatursensors (2) können
nun auf unterschiedliche Weise, entsprechend der
jeweiligen Ausbaustufe des Systems, zur Anzeige ge
bracht werden.
Fig. 4 zeigt das Prinzipschaltbild wie der dem Tempe
raturwert entsprechende Widerstandswert eines elektro
nischen Halbleitersensors (12) mit einer Minimal
widerstandshalteschaltung (13) mit Rückstelltaste T
auf einem analogen oder digitalen Anzeigeinstrument (14),
welches vorzugsweise in Temperaturgradienten geeicht ist,
gemessen wird.
Fig. 5 zeigt wie die Halteschaltung (13) durch ein
oder mehrere Verstärkerstufen mit unterschiedlichen
Einsatzpunkten (15) Leuchtdioden oder frequenzmodulierte
Tongeneratorstufen (16) ansteuern kann - wie dies
in Patentanspruch 8 festgehalten ist.
Fig. 6 zeigt ein Temperaturauswertegerät bei welchem
der Wert der Halteschaltung (13) mit einem Analog-
Digitalwandler (17) in eine Digitalinformation
gewandelt wird, welche in einem Digitalspeicher (18)
zusammen mit der z. B. mit der Eingabetastatur (20)
einzutastenden Identitätsnummer gespeichert werden
kann. Weiter kann der Temperaturwert und die Identitäts
nummer mit den Anzeigeeinheiten (19) bzw. (21)
angezeigt werden. Sind in dem Speicher (18)
außerdem entsprechend Patentanspruch 17 Eichkonstanten
der einzelnen Sensoren gespeichert, so kann mittels
einer z. B. in (18) integrierten Mikroprozessoreinheit
auf dem Anzeigenfeld (19) bereits der korrigierte
Temperaturwert angezeigt werden. Bei dieser Ausbaustufe
ist es darüber hinaus zweckmäßig, eine Schnittstelle (22)
zur digitalen Informationsübertragung der gespeicherten
Meßwerte mit zugehörigen Identifikationsnummern
auf einen zentralen Auswerterechner vorzusehen.
In Fig. 7 ist eine weitere einfache Möglichkeit
der Verwirklichung der erfindungsgemäßen Idee nach
Patentanspruch 10 dargestellt.
Dabei ist der Temperatursensor ein frequenzbestimmender
Teil eines elektromagnetischen Schwingungkreises 23.
Über eine z. B. temperaturabhängige Kapazität oder
Induktivität wird die Resonanzfrequenz des Schwing
kreises mit der Temperatur verändert.
Die Lage der Resonanzfrequenz kann nun in bekannter
Weise mit einem externen Wobbelsender mit Resonanz
detektor abgefragt werden und daraus kann die Temperatur
abgeleitet werden.
Ein Sägezahngenerator 25 steuert einen spannungsgesteuer ten Hochfrequenzgenerator 26, welcher eine Koppelspule 24 versorgt. Wird die Koppelspule in die Nähe des temperaturabhängigen Schwingungskreises 23 gebracht, so wird dem HF-Generator 26 bei Übereinstimmung der Gene ratorfrequenz mit der Resonanzfrequenz des Schwing kreises 23 elektromagnetische Energie entzogen. Den Zeitpunkt des Energieenzuges erkennt die Detektor einheit 28 und triggert einen Abtast-Halteverstärker 27. Am Ausgang des Abtast-Halteverstärkers 27 liegt dann das der Resonanzfrequenz von 23 entsprechende Sägezahn signal, welches eine Funktion der Temperatur des frequenz bestimmenden Gliedes von 23 ist, und kann mit dem Instrument 29 angezeigt werden oder auch analog zu Fig. 6 oder den weiteren Ausführungsbeispielen weiterverarbeitet werden.
Ein Sägezahngenerator 25 steuert einen spannungsgesteuer ten Hochfrequenzgenerator 26, welcher eine Koppelspule 24 versorgt. Wird die Koppelspule in die Nähe des temperaturabhängigen Schwingungskreises 23 gebracht, so wird dem HF-Generator 26 bei Übereinstimmung der Gene ratorfrequenz mit der Resonanzfrequenz des Schwing kreises 23 elektromagnetische Energie entzogen. Den Zeitpunkt des Energieenzuges erkennt die Detektor einheit 28 und triggert einen Abtast-Halteverstärker 27. Am Ausgang des Abtast-Halteverstärkers 27 liegt dann das der Resonanzfrequenz von 23 entsprechende Sägezahn signal, welches eine Funktion der Temperatur des frequenz bestimmenden Gliedes von 23 ist, und kann mit dem Instrument 29 angezeigt werden oder auch analog zu Fig. 6 oder den weiteren Ausführungsbeispielen weiterverarbeitet werden.
Fig. 8 zeigt, in welcher Weise ein Meßdatenübernahme
gerät 30 (mit Rechnerschnittstelle 22 wie in Fig. 6
beschrieben) die gespeicherten Daten auf eine zentrale
Datenauswertestation 31 mit Bildschirm 32, Drucker 33,
Massenspeicher 34 und Datum/Uhrzeitmodul 35 überträgt.
Diese Datenauswertestation kann über ein Datenumsetz
gerät 36 außerdem mit zusätzlichen Sensoren 37 (z. B.
für die Stalltemperatur und die Luftfeuchtigkeit), mit
mit einem Warnsignalgeber 38 und mit einer Fütterungs
überwachung oder -Steuerung 39 gekoppelt sein,
wie dies durch Patentanspruch 19 nahegelegt wird.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit automatischer
Abfragemöglichkeit der Tiergesundheitsdaten und der zu
gehörigen Identitätskammer durch einen Zentralen
Auswerterechner wie in Patentanspruch 11 angedeutet.
Dabei sendet der zentrale Auswerterechner 51 (dieser
kann z. B. die Elemente 31 bis 39 von Fig. 8 beinhalten)
er den Pulsformer 53 welcher den Trägergenerator 54
moduliert, über die Weiche 48 und ein Sende-Empfangs
organ 40 ein akustisches, optisches oder elektromagne
tisches Signal, welches in der Regel von allen Tierge
räten empfangen wird.
Die Tiergeräte bestehen bei diesem System aus einem
Sende-Empfangsorgan 41, welches die von 40 ausgesendeten
Signale aufnimmt und über die Weiche 42 an den selekti
ven Verstärker 43 weiterleitet.
Dieses Signal triggert im einfachsten Fall einer
Zeitmultiplex-Identitätsnummernzuordnung nach Patent
anspruch 12 eine mit einem Kodierschalter 45 für jedes
Tier verschieden lang eingestellte Zeitverzögerungs
schaltung 44.
Nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit, welche
z. B. bei 100 Tieren zwischen 0 und 100 s betragen kann,
wird dann innerhalb einer Zeit von je 1 s die am
Meßsensor 12 gemessene Temperatur mit dem Umsetzer 46
in ein frequenzmoduliertes Wechselspannungssignal ge
wandelt, welches den Trägersignalgenerator 47 moduliert.
Der Trägersignalgenerator 47 sendet das Signal mit der
Meßdateninformation über die Weiche 42 und dem nun als
Sender betriebenen Wandlerorgan 41 an das nun als
Empfänger betriebene Wandlerorgan 40 des Abfragegerätes.
Dort nimmt das Signal seinen Weg über die Weiche 48
und den selektiven Verstärker 49 zum Frequenz-Tempe
ratursignalumsetzer 50, welcher vom Rechner in 51
in digitaler Form ausgelesen werden kann, oder
welcher selber ein Teil des Rechners oder seiner
Software sein kann.
Da der Rechner 51 über einen Zeittaktzähler - intern oder als externe Uhr 52 - verfügt, kann hier im Abfragegerät aus dem zeitlichen Abstand zwischen zuerst ausgesendetem Abfragesignal und den eintreffenden, die Meßwertinformation ent haltenden Antwortsignalen von den Tiergeräten die Identität der Meßwerte entsprechend den Ein stellungen der Codierschalter 45 der Tiergeräte erkannt werden. Es ist lediglich darauf zu achten, daß innerhalb des Abfragekreises eines Sende-Empfangs organes 40 keine Zeitüberschneidungen in den Antworten der Tiergeräte auftreten, das heißt, daß bei sonst gleichen Tiergeräten diese sich in der Kodierschalter einstellung 45 unterscheiden.
Da der Rechner 51 über einen Zeittaktzähler - intern oder als externe Uhr 52 - verfügt, kann hier im Abfragegerät aus dem zeitlichen Abstand zwischen zuerst ausgesendetem Abfragesignal und den eintreffenden, die Meßwertinformation ent haltenden Antwortsignalen von den Tiergeräten die Identität der Meßwerte entsprechend den Ein stellungen der Codierschalter 45 der Tiergeräte erkannt werden. Es ist lediglich darauf zu achten, daß innerhalb des Abfragekreises eines Sende-Empfangs organes 40 keine Zeitüberschneidungen in den Antworten der Tiergeräte auftreten, das heißt, daß bei sonst gleichen Tiergeräten diese sich in der Kodierschalter einstellung 45 unterscheiden.
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel in welchem
eine Leiterschleife 55 am Abfragegerät und eine
Leiterschleife 56 am Tiergerät zur Energieversorgung
der Tiergeräte gemäß Patentanspruch 14 und zur
Meßdaten- und Identitätsdatenübertragung gemäß
Patentanspruch 15 dient.
Symbole und Bezeichnungen sind ähnlich Bild 9.
Der Abfragerechner 51 sendet über den Pulsformer 53
und den Trägerfrequenzgenerator 54 ein kräftiges
Hochfrequenzsignal auf die Leiterschleife 55,
sobald der Rechner 51 über weitere Sensoren die
Information erhält, daß sich ein Tier in ausrei
chender Nähe zur Leiterschleife 55 befindet.
Die Leiterschleife 55 kann sich z. B. direkt an einer
Futterentnahmestelle oder einer Tränkestelle befinden.
In diesem Fall kann der Auswerterechner 51
durch einen Sensor, welchen das Tier zur Futterauf
nahme betätigt, zur Auslösung des Abfragevorgangs
veranlaßt werden. Möglich ist jedoch auch eine
fortlaufende Abfrage in bestimmten zeitlichen
Abständen, z. B. alle 10 s bis 100 s.
Befindet sich ein Tier mit Leiterschleife 56 in der
Nähe der Leiterschleife 55, so wird in 56 eine hoch
frequente Spannung induziert, welche über die Weiche
57 zum Gleichrichter 58 gelangt, dort gleichgerichtet
wird und einen Kondensator oder Akkumulator 59
auflädt und zugleich den Kodiersignalgenerator 44
triggert. Dadurch wird über den modulierbaren
Hochfrequenzgenerator 47 ein Identitäts-Signal und
ein Meßdatensignal an die Leiterschleife 56,
welche nun als Sendeschleife dient, geschickt.
Die Leiterschleife 55 des Auswertegerätes empfängt
nun das Signal vom Tiergerät und leitet es über die
Weiche 42 und den selektiven Verstärker 49
weiter zum Datendigitalisierer 60, welcher wiederum
ein Teil des Rechners oder seiner Software sein kann.
Insbesondere besteht wieder die Möglichkeit einer
einfachen Realisierung der Identitätsinformations-
und der Meßdatenübertragung: Die Identitätsnummer
kann in einfacher Weise in der Zeitverzögerung
zwischen Aufforderungssignal und Meßdatenantwort
signal codiert sein. Dann ist 44 ein Zeitverzöge
rungsglied mit zugehörigem Kodierschalter, wie be
reits in Fig. 9 beschrieben. Da hier jdoch nur
ein Tiergerät abgefragt wird, braucht nicht auf
mögliche zeitliche Überschneidungen der Antwortsignale
Rücksicht genommen werden, und die Zeitkodierung kann
in einer wesentlich kürzeren Zeitskala verwirklicht
werden. Zum Beispiel können hier 100 Tiere durch eine
Zeitverzögerung vom Abfragesignalpuls bis zum ersten
Antwortsignalpuls des Tiergerätes von
2,00 s/2,02 s/2,04 s . . . 4,00 s in Stufen von
0,02 s eindeutig unterschieden werden.
Das Meßdatensignal kann wieder in einfacher Weise als
mit der Temperatur frequenzmoduliertes Pulssignal
verwirklicht werden, mit welchem der HF-Generator
47 frequenz- oder amplituden-moduliert wird.
Um Temperaturdaten zwischen z. B. 36°C und 41°C mit
einer Auflösung von 0,1 K, das heißt in ca. 50 unter
scheidbaren Stufen zu übertragen, genügt eine
Information von ld 50 = 6 bit.
Ein frequenzmoduliertes Pulssignal mit einer Frequenz
variation zwischen z. B. 50 Hz und 100 Hz, welches
auf einem Träger mit einer Bandbreite von < 0,5 kHz
für eine Zeitdauer von < 0,3 s übertragen wird
genügte bereits der Anforderung.
Der Trägerfrequenzbereich kann dabei z. B. zwischen
1 kHz und 100 MHz gewählt werden.
Die Schleife 56 am Tiergerät kann z. B. in ein Halbband,
bei geeigneter Konstruktion auch in mehreren Windungen
als flexible Metalleiterlitze eingearbeitet sein.
Die Schleife 55 des Abfragegerätes kann analog in einer
oder mehreren Windungen in einem Bügel oder Hohlring
aus nichtleitendem Material, welcher etwa konzentrisch
um die Futter- oder Tränkestelle angebracht ist,
untergebracht sein.
Im übrigen erfolgt die Ausführung der Schleifen und
der weiteren elektronischen Schaltkreise abhängig von
der gewählten Trägerfrequenz nach bekannten physi
kalischen Gesetzen und elektrotechnischen Ausführungs
richtlinien.
Vorzugsweise können Trägerfrequenzen im Bereich
der Längswellen z. B. 1 kHz bis 50 kHz verwendet
werden, da hier die Energieübertragung und die Infor
mationsübertragung hauptsächlich über das elektro
magnetische Nahfeld erfolgt und die Fernfeldabstrahlung
wegen der im Vergleich zur Wellenlänge geringen
Dimension der Leiterschleifen sehr gering ist.
Es können jedoch auch kurzwelligere Träger verwendet
werden. Dabei sind jedoch die für Sonderzwecke und
Industrieanlagen reservierten Frequenzen zu verwenden.
Claims (25)
1. Gesundheitsüberwachungseinrichtung besonders für
die landwirtschaftliche Tierhaltung,
gekennzeichnet dadurch, daß jedes Tier ständig
einen nach außen wärmeisolierten Haut-Temperatur
sensor und eventuell einen weiteren Sensor für
z. B. die Hautfeuchtigkeit zusammen mit einer
Identifizierungsvorrichtung und mit einer
Meßdatensendevorrichtung trägt.
2. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet dadurch, daß die Sensoren in ein
Band aus Textil-Kunststoff- oder ähnlichem Material
als Trägerband eingearbeitet sind, welches leicht
unverlierbar am Tier befestigt werden kann, z. B.
als Hals-, Schwanz- oder Bauchband.
3. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1
und 2 wobei die Identifizierung visuell durch eine
möglichst groß und leicht lesbar auf das Trägerband
aufgedruckte Ziffern und/oder Buchstabenkombination
erfolgt.
4. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1
bis 3, wobei die Übermittlung der Meßdaten visuell
durch eine möglichst gut ablesbare optische Anzeige
vorrichtung z. B. als Ausdehnungs- oder Drucksäule
oder als Farbindikator am Trägerband jedes Tieres
erfolgt.
5. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1, wobei die Übermittlung der Meßwerte
dadurch erfolgt, daß ein Meßwertumformer mit Anzeige
gerät über elektrische Kontakte nacheinander mit den
Meßsensoren jedes Tieres verbunden wird.
6. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch,
daß als Temperatursensor ein stark temperaturab
hängiger Heiß- oder Kaltleiterwiderstand im
10 Ohm bis 100 000 Ohm-Bereich eingesetzt wird.
7. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1, 5 und 6, gekennzeichnet dadurch,
daß das Meßdatenabfragegerät ein Widerstandsmeßgerät
mit einer elektrischen Halteschaltung für den niedersten
Widerstandswert mit einer Rückstelltaste ist.
8. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1, 5, 6, gekennzeichnet dadurch,
daß das Meßdatenabfragegerät eine Widerstandsmeßbrücke
mit einer elektronischen Schaltung enthält, welche
entsprechend verschiedenen kritischen Meßwerten
(Temperaturen) verschiedene Leuchtdioden schaltet
und/oder ein akustisches Signal aussendet dessen
Tonhöhe und/oder Dauer durch die Meßdaten codiert
ist.
9. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1, 5 und 6, gekennzeichnet dadurch,
daß die analogen Meßdaten im Auswertegerät digitali
siert werden und zusammen mit der einzutastenden
Identitätsnummer zu diesem Meßwert elektronisch
digital abgespeichert werden kann.
10. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1, wobei der Temperatursensor aus einem
elektrischen Schwingkreis oder Mikrowellenresonator
besteht, dessen Induktivität oder Kapazität stark
temperaturabhängig ist, und das Abfragegerät aus
einem Hochfrequenz-Wobbelsender besteht, welchem bei
Resonanz mit dem im elektromagnetischen Nahfeld
gekoppelten temperaturabhängigen Schwingkreis Energie
entzogen wird, und die Lage dieser Resonanzfrequenz
elektronisch in einen Temperaturanzeigewert gewandelt
wird.
11. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßwert
abfragung an Fütterungs- oder Tränkestellen, welche
von den Tieren in bestimmten Zeitabschnitten aufge
sucht werden müssen, selbsttätig erfolgt. Dabei
können die Meßdaten zusammen mit einer Information
über die Identität (Identifizierungssignal)
entweder elektromagnetisch (auch optisch) oder
akustisch an den an der Futterstelle befindlichen
Empfänger übertragen werden.
12. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßwert
abfragung durch ein zentrales Auswertegerät mit
Sende-Empfängereinheit im Stall erfolgt, welches
akustisch, elektromagnetisch oder optisch ein
Aufforderungssignal zur Datenübermittlung an alle
Tiergeräte gleichzeitig sendet.
Die Meßdaten werden dann von den einzelnen Tiergeräten
im Zeitmultiplexverfahren (d. h. mit entsprechend
der Identitätsnummer codiertem Zeitabstand zwischen
Aufforderungssignal und Meßdatenaussendung) an das
zentrale Auswertegerät akustisch elektromagnetisch
oder optisch gesendet.
13. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1, 2 und 11, gekennzeichnet dadurch,
daß es zweckmäßig mit einem automatischen Futter
dosierungssystem verbunden und kombiniert sein kann.
14. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1
und 2 und evtl. 13, gekennzeichnet dadurch, daß
durch eine Leiterschleife an der Futterstelle
mit einem hochfrequenten elektromagnetischen Nahfeld
in einer zweiten Leiterschleife, welche sich im
Trägerband des Tieres befindet, eine Wechselspannung
induziert wird, welche nach Gleichrichtung einen
Kondensator auflädt, welcher dann als Energiequelle
(evtl. zusätzlich gepuffert durch einen Akkumulator)
für die Aussendung des Identifizierungs- und Meß
größensignals auf akustischem, elektromagnetischem
oder optischem Wege dient.
15. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 14,
gekennzeichnet dadurch, daß die in Anspruch 14
beschriebenen Leiterschleifen, eventuell über
Frequenzweichen oder Zeitmultiplexschalter,
zur Übertragung der Meßdaten und eventuell des
Identifizierungssignales mittels elektromagnetischer
Kopplung dieser Schleifen, verwendet werden.
16. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach mindestens
Anspruch 1,
gekennzeichnet dadurch, daß die Meßdaten und eventuell
auch das Identifizierungssignal in Form von
frequenzmodulierten Pulsen übertragen wird, das
heißt als eine Folge von Pulsen, deren Pulsabstand
eine Funktion des Meßwertes bzw. der Identitätsnummer
ist, so daß eine eventuell erforderliche
Digitalisierung der Meßwerte nicht in der Elektronik
schaltung des Tiergerätes, sondern erst in dem
zentralen Datenerfassungs- und Auswertegerät durchge
führt werden braucht. Diese Pulse können ihrerseits
wiederum in Form eines amplituden- oder frequenzmodu
lierten z. B. akustischen oder elektromagnetischen Trägers
mit einer bestimmten mittleren Trägerfrequenz
übertragen werden.
17. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1
und eventuell 5, 9 und 11 bis 16,
gekennzeichnet dadurch, daß Meßsonden und Meßumsetzer
des Tiergerätes nicht untereinander gleich sein müssen,
da die genaue Eichung mittels Referenzwerten, welche
im Digitalspeicher des Auswertegerätes für jedes
Tiergerät einzeln, verknüpft mit seiner Identitäts
nummer, abgespeichert sind, vorgenommen wird und
dabei auch die Unterschiede des Wärmeübergangs von
der Haut zum Sensor mitberücksichtigt werden können.
18. Gesundheitsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1
und 5 oder 17 und eventuell weiteren Ansprüchen,
gekennzeichnet dadurch, daß im Auswertegerät die
Stall-Lufttemperatur gemessen wird, und dieser Wert
für Korrekturen, analog oder digital, der Meßsonden
temperaturen auf die Haut- oder Körpertemperatur der
Tiere verwendet wird, um unterschiedliche Wärmeableitung
der Temperatursensoren am Tier zur Umgebungsluft
auszugleichen.
19. Gesundheitsüberwachungseinrichtung mindestens nach
Anspruch 1, 2 und 9 oder 11 oder 12,
gekennzeichnet dadurch, daß die Meßdaten mit zuge
hörigen Identitätsnummern und einer Angabe über die
ungefähre Meßzeit (einzutippen oder aus einem Uhr
modul entnommen) in einem Sammelspeicher nach jeder
Messung des Tierbestandes abgespeichert werden können,
und daß aus diesem Speicher der zeitliche Meßdaten
verlauf (z. B. Temperaturkurve) für jedes Tier,
Tiergruppen oder dem Durchschnittswert der Gesamtgruppe
abgerufen und z. B. mit einem Drucker oder einem
Bildsichtgerät in Tabellenform oder grafisch ausge
geben oder abgerufen werden kann.
20. Gesundheitsüberwachungseinrichtung mindestens nach
Ansprüchen 1 und 19,
gekennzeichnet dadurch, daß das Auswertegerät einen
Rechner mit Software enthält, welche die Meßdaten
selbsttätig oder auf Befehl auf Hinweise prüft
ob bei einem Tier oder bestimmten Tiergruppen
eine Erkrankung vorliegen könnte und daraufhin
einen Warnton aussendet oder/und einen Hinweis
über die gefundene Unregelmäßigkeit am Bildschirm
anzeigt oder am Drucker ausdruckt.
21. Gesundheitsüberwachungseinrichtung mindestens nach
Anspruch 1, 13,
gekennzeichnet dadurch, daß aus den Meßdaten
zum Gesundheitszustand und evtl., zusätzlich aus den
Daten der Häufigkeit und Menge der Futterentname z. B.
mittels eines Rechners mit zweckmäßiger Software
selbsttätig die Futterration, das Mischverhältnis
des Futters oder Zugaben von Medikamenten zum Futter
innerhalb einstellbarer Grenzen gesteuert wird.
22. Gesundheitsüberwachungseinrichtung mindestens nach
einem der Ansprüche 12 oder 14 oder 16,
gekennzeichnet dadurch, daß sofern eine Batterie
oder eine wieder aufladbare Batterie im Tiergerät
eingesetzt ist, zusätzlich zu den übertragenen
Meßwerten oder Identitätssignalen vom Tiergerät zum
Auswertegerät eine Information enthalten ist,
aus welcher im Auswertegerät entnommen werden kann,
daß die Batteriespanung des Tiergerätes unter einen
bestimmten Wert gesunken ist, und daß diese
Information im Auswertegerät zusammen mit der zuge
hörigen Identitätsnummer angezeigt oder ausgedruckt
wird.
23. Gesundheitsüberwachungseinrichtung mindestens
nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch,
daß mittels zweier elektrisch isolierter Elektroden
auf der hautzugewandten Seite des Trägerbandes
die Hautleitfähigkeit gemessen und als Maß für
die Hautfeuchte zusammen mit den anderen Daten
an das Auswertegerät übertragen werden kann.
24. Gesundheitsüberwachungseinrichtung mindestens nach
Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der
Temperatursensor an einem der kugelförmigen
Enden eines Nasenringes sitzt und die Identifizierungs
einrichtung und gegebenenfalls die Datenabfrage
kontakte oder die Datenübertragungseinrichtung
ebenfalls an oder in diesem Ring untergebracht sind.
25. Gesundheitsüberwachungseinrichtung mindestens nach
Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein z. B.
elektrodynamischer Beschleunigungsmesser mit
Integrator mit einer Zeitkonstane im Bereich
von 1 . . . 24 h als Sensor für die mittlere Eigen
bewegung des Tieres im Tiergerät eingesetzt ist
und daß dessen Daten zum Auswertegerät bei der
Daten-Abfragung mit übertragen werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863610960 DE3610960A1 (de) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | Gesundheits-ueberwachungs-einrichtung fuer die landwirtschaftliche tierhaltung |
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DE19863610960 DE3610960A1 (de) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | Gesundheits-ueberwachungs-einrichtung fuer die landwirtschaftliche tierhaltung |
Publications (1)
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ID=6297706
Family Applications (1)
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