一种小型动物产热产湿测量方法及测量设备技术

本发明专利技术涉及一种小型动物产热产湿测量方法及测量设备。所述方法包括：通过对所述生活舱内外的温度、湿度、设备产热量、通风量、压力及生活舱结构参数数据的监测或计算，根据热量平衡和湿度平衡原理进行产热产湿量的获得。所述系统包括：内外壁温度传感组件、进风口温度湿度传感组件、出风口温度湿度传感组件、出风口风量传感组件、控制系统，所述控制系统根据所述内外壁温度传感组件测得的温度、进风口温度湿度传感组件测得的温度与湿度、出风口温度湿度传感组件测得的温度与湿度、出风口风量传感组件测得的风量进行生活舱内温度的稳定控制及动物产热产湿量的计算。本发明专利技术能够对产热产湿进行连续准确监测，能够提高动物产热量及产湿量的测量精度。产湿量的测量精度。产湿量的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种小型动物产热产湿测量方法及测量设备


[0001]本专利技术涉及实验装置
，具体涉及一种小型动物产热产湿测量方法及测量设备。

技术介绍

[0002]在规模化的畜禽舍中，动物产热产湿数据对于畜禽舍的设计、环控系统的运行和管理必不可缺。在工程设计中，动物产热产湿数据是畜禽舍围护结构、环控设备设计的基本依据；实际生产中，动物产热产湿数据对于环控设备的使用具有指导意义。
[0003]目前使用产热产湿数据大多为几十年前所测得。近几十年来，我国遗传育种技术、饲养技术等方面都有很大的提高，近期所培育出来的动物品种在遗传特征、生存条件上都有了很大的变化，产热产湿与之前的数据存在较大的差异。在进行环境控制和工程设计时，产热产湿计算值如与实际产热产湿差距较大，会导致舍内热湿环境不能满足动物的需求，以及建筑和环控系统设计不合理的情况出现。
[0004]动物产热产湿对于畜禽养殖至关重要，而目前的测量装置和测量方法存在下列的一些问题：需要人工进行动物的饲喂与排泄物清理，过多人工操作会使动物舱内和舱外发生气体、热量交换，会对测量结果产生干扰，影响测量精度；测量装置主要利用测量进入、排出生活舱的二氧化碳、氧气等气体浓度变化，继而通过动物的代谢模型计算出产热产湿量，动物代谢模型对于产热产湿结果影响较大，且不同动物、不同动物品种需使用不同代谢模型，不具有普适性，同时，该方法通过氧气消耗量计算产热，不能够计算机体经过无氧代谢所产生的热量，从而导致计算结果存在误差；忽略了装置内部的温湿度环境控制，温湿度波动会导致动物产热产湿变化，从而无法测量到稳定的产热产湿数据。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种小型动物产热产湿测量方法及测量设备，以解决上述其中之一或多个问题，以提高动物产热产湿数据的测量精度。
[0006]本专利技术首先提出一种小型动物产热产湿测量方法，用于监测生活舱内动物的产热量与产湿量，所述生活舱的内部为密闭空间，所述生活舱设有进风口和出风口，所述方法包括：
[0007]通过对所述生活舱内外的温度、湿度、设备产热量、通风量、压力及生活舱结构参数数据的监测或计算，根据热量平衡和湿度平衡原理进行产热产湿量的获得。
[0008]根据本专利技术的一种实施方式，所述产热量的获得根据热量动态平衡方程获得，即通过动物的产热量、设备产热量、所述生活舱的围护结构传入或传出的热量、通风换热量、空气吸收的热量的矢量和相平衡，来获得动物的产热量。
[0009]根据本专利技术的一种实施方式，所述通风换热量的获得包括：
[0010]通过监测出风口的风速、进风口和出风口处的气温，以及获取出风口面积，根据通风散失的热量为离开生活舱的空气与进入生活舱的空气的干空气焓值计算所述通风换热
量。
[0011]根据本专利技术的一种实施方式，所述空气吸收的热量的获得包括：
[0012]通过监测一段时间前后温度之差、获取所述生活舱的内部体积，计算一段时间内所述生活舱内空气干空气晗值的变化量得到所述空气吸收的热量。
[0013]根据本专利技术的一种实施方式，所述生活舱的围护结构传入或传出的热量的获得包括：通过监测围护结构的内外壁温差，获取围护结构的厚度、围护结构的散热面积、围护结构的导热系，利用傅里叶导热定律计算经过所述围护结构的热流量；
[0014]所述设备产热量的获得包括：根据所述生活舱内电机的发热功率之和获得。
[0015]根据本专利技术的一种实施方式，所述产湿量的获得根据通风换湿量与动物产湿量之和等于空气含湿量变化量的平衡来获得。
[0016]根据本专利技术的一种实施方式，所述通风换湿量的获得包括：
[0017]通过监测空气离开所述生活舱的流速、进出风口处的温度以及相对湿度，获取出风口的面积、空气密度、空气中水蒸气压力，根据进入所述生活舱的空气含湿量和离开所述生活舱的空气含湿量之差获得。
[0018]根据本专利技术的一种实施方式，所述空气含湿量变化量的获得包括：
[0019]通过监测进风口、出风口的温度和相对湿度计算某一段时间内的含湿量变化来计算生活舱内部含湿量变化的平均速率。
[0020]根据本专利技术的一种实施方式，所述方法还包括：
[0021]对所述生活舱的环境进行控制，即将温度作为系统的输入值，通过PID控制算法控制所述生活舱的风机转速及调节风量，以保证所述生活舱内温度的稳定。
[0022]本专利技术还提出一种执行所述小型动物产热产湿测量方法的设备，所述系统包括：内外壁温度传感组件、进风口温度湿度传感组件、出风口温度湿度传感组件、出风口风量传感组件、控制系统，所述控制系统根据所述内外壁温度传感组件测得的温度、进风口温度湿度传感组件测得的温度与湿度、出风口温度湿度传感组件测得的温度与湿度、出风口风量传感组件测得的风量进行生活舱内温度的稳定控制及动物产热产湿量的计算。
[0023]本专利技术基于热湿平衡方程，通过动物生活舱围护结构导热量、通风换热量、动物产热量、显热潜热转换量构成的平衡关系计算得到动物产热量；通过动物的产湿量、通风换湿量、显热潜热转换量计算动物的产湿量。本专利技术通过平衡模型直接测量产热产湿量的方法能够直接计算得到产热产湿量，避免了代谢模型的中间计算，同时测量了有氧代谢和无氧代谢产热量，测量结果更精确。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例动物饲养及测量设备立体结构示意图；
[0025]图2为本专利技术一实施例一实施例动物饲养及测量设备正视结构示意图；
[0026]图3为本专利技术一实施例饲喂系统局部结构示意图；
[0027]图4为本专利技术一实施例清粪系统局部结构示意图；
[0028]图5为本专利技术一实施例通风管道爆炸结构示意图；
[0029]图6为本专利技术一实施例环境控制流程示意图；
[0030]图7为本专利技术一实施例系统控制流程示意图；
[0031]附图标号：
[0032]1、料桶，2、下料电机，3、下料管道，4、笼网，5、进风口，6、丝杠滑台，7、料槽，8、传送带，9、蛟龙清粪机，10、出风管道，11、水管，12、饮水器，13、水箱，14、电磁阀，15、下料口，16、滑台，17、波纹管，18、步进电机，19、丝杠，20、螺旋叶片，21、清粪电机，22、螺旋风速仪，23、轴流风机，24、传感器固定基座，25、出风口。
具体实施方式
[0033]以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本专利技术范围的限制，而只是为了说明本专利技术技术方案的实质精神。
[0034]本专利技术提出了一种用于动物的产热产湿测量方法与测量设备。该方法能够对产热产湿进行连续准确监测，能够提高动物产热量及产湿量的测量精度。
[0035]本专利技术首先提出一种小型动物产热产湿测量方法，用于监测生活舱内动物的产热量与产湿量，所述生活舱的内部为密闭空间，所述生活舱设有进风口和出风口，所述方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型动物产热产湿测量方法，用于监测生活舱内动物的产热量与产湿量，所述生活舱的内部为密闭空间，所述生活舱设有进风口和出风口，其特征在于，所述方法包括：通过对所述生活舱内外的温度、湿度、设备产热量、通风量、压力及生活舱结构参数数据的监测或计算，根据热量平衡和湿度平衡原理进行产热产湿量的获得。2.根据权利要求1所述的小型动物产热产湿测量方法，其特征在于，所述产热量的获得根据热量动态平衡方程获得，即通过动物的产热量、设备产热量、所述生活舱的围护结构传入或传出的热量、通风换热量、空气吸收的热量的矢量和相平衡，来获得动物的产热量。3.根据权利要求2所述的小型动物产热产湿测量方法，其特征在于，所述通风换热量的获得包括：通过监测出风口的风速、进风口和出风口处的气温，以及获取出风口面积，根据通风散失的热量为离开生活舱的空气与进入生活舱的空气的干空气焓值计算所述通风换热量。4.根据权利要求2或3所述的小型动物产热产湿测量方法，其特征在于，所述空气吸收的热量的获得包括：通过监测一段时间前后温度之差、获取所述生活舱的内部体积，计算一段时间内所述生活舱内空气干空气晗值的变化量得到所述空气吸收的热量。5.根据权利要求2或3所述的小型动物产热产湿测量方法，其特征在于，所述生活舱的围护结构传入或传出的热量的获得包括：通过监测所述维护结构的内外壁温差，获取围护结构的厚度、围护结构的散热面积、围护结构的导热系，利用傅里叶导热定律计算经过所述围护结构的热流量；所述设备产热量的获得包括：根据所述生活舱内电机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑炜超，邓森中，李宗刚，李保明，王阳，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：