挤奶脉动测试仪设计

【摘要】脉动器是机械化挤奶设备中的关键部件。在挤奶工作过程中，脉动器的性能好坏直接影响挤奶效果与效率，进而影响到奶牛的乳房健康、产奶量和奶牛场经济效益，因此快速准确的掌握脉动系统性能指标（脉动频率、脉动比率、脉动时相等），不仅能提示用户及时更换或维护相关挤奶部件，也能帮助用户发现脉动系统隐患，防患于未然，最大限度降低损失。为此，国家标准（GB/T5981-2011、GB/T8186-2011、GB/T8187-2011）严格规定了脉动器的脉动频率、脉动比率和脉动时相等技术指标，对脉动器的研发、生产、检定和使用提出了较高标准的要求。当前，国内检测脉动器指标的装置一般采用通用型真空表和秒表，只能简单的计数，无法全方位评估脉动性能，而国外的专用仪器价格昂贵，且是英文界面，限制了终端用户的购买使用。本仪器的硬件设计，采用了基于ARM的EM9170核心板和ETA108模拟量采集模块，在此基础上搭建了外围电路，集成了相关功能模块，设计了专用的应用底板，在该底板上引出了所需IO接口，设计了以太网模块、串口模块、触摸屏和显示模块、USB模块、键盘模块和电源模块等电路。还设计了两路真空压力传感器（对应前后乳区通道）与温度传感器的采集电路。论述了微型针式打印机的连接，外壳和双路真空接口的设计等。本仪器的软件设计是在核心板、应用底板、传感器、键盘和微型打印机等硬件的基础上，围绕着挤奶脉动性能测试，根据挤奶设备国家标准要求，本着模块化原则来进行构建的。该软件设计实现了对双路挤奶真空波动的高频率采集、处理、分析和计算，准确得出前后乳区的脉动频率、脉动比率、不对称性、真空最大平均压力以及各真空时相长度和占比等，并能够输出相应真空脉动曲线图。这些数据的快速分析，可帮助用户摆脱较为繁琐的数据处理，使用户能够较全面的掌握、评估挤奶脉动器的工作性能和现场工作状况。仪器样机完成后，对典型挤奶电子脉动器进行了现场试验测试，包括精度试验、脉动器性能试验等，试验结果表明，本测试仪器具有精度高、检测速度快、适用性好、稳定可靠和自动化程度高等特点，具有较高的性价比。
【作者】吴泽全；
【导师】吴文福；
【作者基本信息】吉林大学，农业工程，2014，硕士
【关键词】挤奶；脉动；检测；ARM；

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