一种青贮饲料干物质含量快速测定装置及其测定方法与流程

本发明涉及畜牧业科研器具技术领域，尤其涉及一种青贮饲料干物质含量快速测定装置及其测定方法。

背景技术：

用于制作青贮饲料的青玉米或青小麦来自不同的地块，其中干物质含量相差较大。再加上阴雨天气降水的影响，牧场青贮饲料的干物质含量变化较大。为了使用方便，牧场通常在使用青贮饲料前先从青贮窖中取出，堆放于场地上，制作tmr日粮时直接使用铲车将青贮饲料投到tmr混合机中。也有的牧场将使用时直接使用铲车将青贮窖中的青贮饲料转运至tmr混合机中，但取料面一般不覆盖。阴雨天气青贮饲料青贮玉米和青贮大麦都因雨淋而使干物质含量降低，按照正常青贮饲料干物质含量制作的tmr日粮含水量过高，tmr干物质较低，奶牛干物质摄入量不足，影响奶牛产奶量。

目前有的牧场为保证奶牛产奶量，根据经验降雨天气增加tmr日粮中青贮饲料添加量，降低加水量。由于缺乏青贮饲料干物质含量数据，有时添加青贮饲料量过大，造成剩料量增加和浪费；有时青贮饲料添加量量不足，奶牛干物质采食量不足，造成产奶量降低。而烘干方法需要时间较长，制作tmr时间紧张，难以在短时间内测定青贮饲料中干物质含量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种青贮饲料干物质含量快速测定装置及其测定方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种青贮饲料干物质含量快速测定装置，包括：

一用于装填预设质量青贮饲料的筒体组件，其底部开设有漏水孔；

一可拆卸装配于所述筒体组件上部的挤压组件，用于对所述青贮饲料施加预设压强，并在所述预设压强下保持预设时间，以挤压所述青贮饲料产生流汁；以及

一设置于所述筒体组件下方的称量容器，用于接收自所述漏水孔流出的流汁。

进一步地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述筒体组件由可拆卸连接的外筒和承压过滤筒组成，所述外筒底部开设有所述漏水孔，所述承压过滤筒下部均布有若干透水孔。

进一步地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述挤压组件包括内筒、挤压轴、套设于所述挤压轴下部的弹簧和设置于所述挤压轴底端的挤压块；其中；

所述内筒活动装配在所述所述外筒内，所述挤压轴的上端活动设置在所述内筒的轴心通孔内；

且所述弹簧的底端连接所述挤压块，所述弹簧的顶端连接所述内筒。

进一步优选地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述挤压组件还包括固定设置于内筒顶部的操作盘，所述操作盘上设置有若干操作杆，所述内筒在所述操作杆的驱动下进行上下移动。

进一步较为优选地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述内筒与所述外筒之间通过螺纹可拆卸连接。

更进一步地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述挤压组件还包括固定设置于外筒顶部的上盖和伸缩气缸，所述伸缩气缸固定设置于所述上盖上，且其伸缩杆连接所述内筒，所述内筒在所述伸缩气缸的驱动下进行上下移动。

更进一步优选地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述内筒顶部设置有接近开关，所述接近开关与所述伸缩电机电连接。

更进一步优选地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述上盖与所述外筒之间通过螺纹可拆卸连接。

更进一步优选地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述挤压轴上端设置有预设标记，以所述预设标记自所述内筒或操作盘的轴心通孔露出标记所述青贮饲料到达所述预设压强。

进一步较为优选地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定装置上，所述外筒外壁设置有固定板。

本发明的第二个方面是提供一种如所述装置的青贮饲料干物质含量快速测定方法，包括如下步骤：

(1)将预设质量m的青贮饲料投入所述筒体组件内；

(2)手动或自动采用挤压组件持续向所述筒体组件内的青贮饲料施加压力，于所述预设压强下保持预设时间，挤出所述青贮饲料产生流汁；

(3)通过称量容器收集产生的流汁，并测定流汁的体积v；

(4)按照如下公式计算所述青贮饲料中的干物质含量w％：

w％＝{1-1xv/m-k}x100％；

其中，流汁密度为1g/ml，v单位为毫升；m单位为克；k为持水系数，施加预设压强、预设时间后青贮饲料中的含水量。

进一步地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定方法中，所述青贮饲料在所述预设压强和预设时间的流汁速率趋于稳定或停止流汁，所述预设压强约为1.568mpa，所述预设时间为3min。

进一步优选地，在所述的青贮饲料干物质含量快速测定方法中，在预设压强约为1.568mpa、预设时间为3min的条件下，不同种类青贮饲料的持水系数k分别如下：

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明提供的青贮饲料干物质含量快速测定装置及其测定方法，主要通过挤压的方式快速测定将青贮饲料中的干物质含量，通过适当的压力挤压特定质量的青贮饲料产生流汁，测定流汁体积，确定流汁中水分重量，然后根据青贮饲料鲜样重量、挤压流出的水分重量和青贮饲料的持水系数，可以在短时间内测定青贮饲料中干物质含量，满足tmr制作时间紧张的需求；且该青贮饲料干物质含量快速测定装置，结构新颖、稳定，操作简单、方便，可根据需要选择手动或自动两种测定方式，具有良好的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例1所述一种青贮饲料干物质含量快速测定装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2所述一种青贮饲料干物质含量快速测定装置的结构示意图；

图3为不同种类青贮饲料在预设压强和预设时间下的流汁速率曲线图；

其中，各附图标记为：

10-筒体组件，11-外筒，12-承压过滤筒，13-漏水孔14-透水孔，15-螺纹16-固定板；20-挤压组件，21-操作盘，22-内筒，23-挤压轴，24-挤压块，25-弹簧，26-预设标记，27-操作杆，28-伸缩电机，29-上盖；30-称量容器，31-刻度；40-接近开关。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

请参阅图1所示，本实施例提供一种手动操作的青贮饲料干物质含量快速测定装置，包括：一用于装填预设质量青贮饲料的筒体组件10，其底部开设有漏水孔13；一可拆卸装配于所述筒体组件10上部的挤压组件20，用于对所述青贮饲料施加预设压强，并在所述预设压强下保持预设时间，以挤压所述青贮饲料产生流汁；以及一设置于所述筒体组件10下方的称量容器30，用于接收自所述漏水孔13流出的流汁。所述挤压组件20包括固定设置于内筒22顶部的操作盘21，所述操作盘21上设置有若干操作杆27，所述内筒22在所述操作杆27的驱动下进行上下移动，所述内筒22与所述外筒11之间通过螺纹15可拆卸连接。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述筒体组件10由可拆卸连接的外筒11和承压过滤筒12组成，所述外筒11底部开设有所述漏水孔13，所述承压过滤筒12下部均布有若干透水孔14。

在本实施例中，所述外筒11的上部边缘位置外壁较厚，中下部外壁较薄，由金属制成，其上部内侧壁边缘部位有外螺纹，与内筒22上相应部分的内螺纹相吻合；其下部和底部设置有数个支撑块，用于支撑承压过滤筒12，以使承压过滤筒12与外筒11内壁不完全接触，留有空隙，便于将青贮饲料中挤压出的流汁通过该空隙流入其下方的称量容器30内。

在本实施例中，所述承压过滤筒12的内径与内筒22的直径相同，且所述承压过滤筒12的内径略大于所述挤压块24的直径，该承压过滤筒12由坚固的金属制成，可以承受较大压力而不变形，其上多有漏水孔13，在挤压条件下青贮饲料中水分通过漏水孔13流出。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述操作杆27为三根，沿所述操作盘21圆周均匀分布，通过操作杆27同步带动内筒22沿螺纹15转动，并在竖直方向上呈上下移动。所述螺纹15由设置在外筒11内侧壁的外螺纹和对应设置于所述内筒22外侧壁的内螺纹构成，外筒11内侧壁的外螺纹和内筒22外侧壁的内螺纹相吻合，可以以转动的方式通过弹簧25、挤压轴23挤压承压过滤筒12中青贮饲料。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述挤压组件20包括内筒22、挤压轴23、套设于所述挤压轴23下部的弹簧25和设置于所述挤压轴23底端的挤压块24；其中；所述内筒22活动装配在所述所述外筒11内，所述挤压轴23的上端活动设置在所述内筒22的轴心通孔内；且所述弹簧25的底端连接所述挤压块24，所述弹簧25的顶端连接所述内筒22。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述挤压轴23上端设置有预设标记26，以所述预设标记26自所述内筒22或操作盘21的轴心通孔露出标记所述青贮饲料到达所述预设压强。所述预设标记26为红色标记，向下旋压转动内筒22时，每当该预设标记26露出时，停止旋压，用于保证每次挤压轴23向承压过滤筒12中青贮饲料施加的压力大小相同，即挤压轴23相对于内筒22位移导致弹簧25变形产生的弹力，以保证测定结果一致性。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述外筒11外壁设置有固定板16，该固定板16采用螺纹的方式将该快速测定装置固定至某一部位，如桌子或椅子上，便于操作。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述称量容器30上设置有刻度31，主要用于称量流出青贮饲料流汁的体积，可以由透明塑料制成，减少破碎的概率。

实施例2

请参阅图2所示，本实施例提供一种半自动操作的青贮饲料干物质含量快速测定装置，包括：一用于装填预设质量青贮饲料的筒体组件10，其底部开设有漏水孔13；一可拆卸装配于所述筒体组件10上部的挤压组件20，用于对所述青贮饲料施加预设压强，并在所述预设压强下保持预设时间，以挤压所述青贮饲料产生流汁；以及一设置于所述筒体组件10下方的称量容器30，用于接收自所述漏水孔13流出的流汁。所述挤压组件20还包括固定设置于外筒11顶部的上盖29和伸缩气缸28，所述伸缩气缸28固定设置于所述上盖29上，且其伸缩杆连接所述内筒22，所述内筒22在所述伸缩气缸28的驱动下进行上下移动。

在本实施例中，请继续参阅图2所示，所述内筒22顶部设置有接近开关40，所述接近开关40与所述伸缩电机28电连接。所述上盖29与所述外筒11之间通过螺纹15可拆卸连接。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述筒体组件10由可拆卸连接的外筒11和承压过滤筒12组成，所述外筒11底部开设有所述漏水孔13，所述承压过滤筒12下部均布有若干透水孔14。

在本实施例中，所述外筒11的上部边缘位置外壁较厚，中下部外壁较薄，由金属制成，其上部内侧壁边缘部位有外螺纹，与内筒22上相应部分的内螺纹相吻合；其下部和底部设置有数个支撑块，用于支撑承压过滤筒12，以使承压过滤筒12与外筒11内壁不完全接触，留有空隙，便于将青贮饲料中挤压出的流汁通过该空隙流入其下方的称量容器30内。

在本实施例中，所述承压过滤筒12的内径与内筒22的直径相同，且所述承压过滤筒12的内径略大于所述挤压块24的直径，该承压过滤筒12由坚固的金属制成，可以承受较大压力而不变形，其上多有漏水孔13，在挤压条件下青贮饲料中水分通过漏水孔13流出。

在本实施例中，请继续参阅图2所示，所述挤压组件20包括内筒22、挤压轴23、套设于所述挤压轴23下部的弹簧25和设置于所述挤压轴23底端的挤压块24；其中；所述内筒22活动装配在所述所述外筒11内，所述挤压轴23的上端活动设置在所述内筒22的轴心通孔内；且所述弹簧25的底端连接所述挤压块24，所述弹簧25的顶端连接所述内筒22。

在本实施例中，请参阅图1所示，所述挤压轴23上端设置有预设标记26，以所述预设标记26自所述内筒22或操作盘21的轴心通孔露出标记所述青贮饲料到达所述预设压强。所述预设标记26为红色标记，向下旋压转动内筒22时，每当该预设标记26露出时，停止旋压，用于保证每次挤压轴23向承压过滤筒12中青贮饲料施加的压力大小相同，即挤压轴23相对于内筒22位移导致弹簧25变形产生的弹力，以保证测定结果一致性。

在本实施例中，请参阅图2所示，所述外筒11外壁设置有固定板16，该固定板16采用螺纹的方式将该快速测定装置固定至某一部位，如桌子或椅子上，便于操作。

在本实施例中，请参阅图2所示，所述称量容器30上设置有刻度31，主要用于称量流出青贮饲料流汁的体积，可以由透明塑料制成，减少破碎的概率。

实施例3

基于上述实施例1-2的青贮饲料干物质含量快速测定装置，本实施例提供一种如所述装置的青贮饲料干物质含量快速测定方法，包括如下步骤：

(1)将预设质量m的青贮饲料投入所述筒体组件10内；

(2)手动或自动采用挤压组件20持续向所述筒体组件10内的青贮饲料施加压力，于所述预设压强下保持预设时间，挤出所述青贮饲料产生流汁；

(3)通过称量容器30收集产生的流汁，并测定流汁的体积v；

(4)按照如下公式计算所述青贮饲料中的干物质含量w％：

w％＝{1-1xv/m-k}x100％；

其中，流汁密度为1g/ml，v单位为毫升；m单位为克；k为持水系数，施加预设压强、预设时间后青贮饲料中的含水量。

在本实施例中，所述青贮饲料在所述预设压强和预设时间的流汁速率趋于稳定或停止流汁，所述预设压强约为1.568mpa，所述预设时间为3min。

在本实施例中，根据所述预设压强约为1.568mpa，调整预设标记26在所述挤压轴23上的位置，以所述预设标记26自所述内筒22或操作盘21的轴心通孔露出时，所述青贮饲料到达所述预设压强为1.568mpa。

请参阅图3所示，为不同种类青贮饲料在预设压强和预设时间下的流汁速率曲线图。经试验验证，以500g青贮饲料鲜料为单次测定标准，合理设计青贮饲料干物质含量快速测定装置规格，使快速测定装置在同一时间内到达设定的预设压强为1.568mpa，不同类型的青贮饲料，如青贮高粱、青贮燕麦、青贮玉米和青贮大麦，在该预设压强下挤压的前两分钟(120s)内流汁速率由大到小逐渐缩小，当挤压时间至三分钟(180s)时，各青贮饲料流汁速率趋于稳定和停止流汁，可，基于测量效率和测量准确度的综合考虑，设定预设时间为3分钟。

在本实施例中，采用本发明的青贮饲料干物质含量快速测定装置，在预设压强为1.568mpa和预设时间为3分钟的挤压标准下，500g的青贮高粱、青贮燕麦、青贮玉米和青贮大麦鲜样基本无流汁流出，采用烘干法测量挤压后各青贮饲料中的含水量，该挤压后青贮饲料的含水量即为各青贮饲料的持水系数k。经试验验证，不同种类青贮饲料的持水系数k分别如下：

应用例1

本应用例提供一种青贮玉米饲料中干物质含量的快速测定方法，在预设压强约为1.568mpa、预设时间为3min的条件下，青贮玉米饲料的持水系数k为0.289，具体包括如下步骤：

(1)采集六个点的青贮玉米样品，每个点500克左右，将六份样品混合，采用四分法取500克左右混合样，混合样的重量m为500克；

(2)将快速测定装置通过固定板16固定至某一固定位置；

(3)将m克混合青贮玉米饲料样品通过挤压组件20放入承压过滤筒12中；

(4)将挤压组件20通过螺纹15固定到外筒11上；

(5)将称量容器30置于挤压组件20底部漏水孔13的正下方准备承接流出的流汁；

(6)将挤压组件20安装到外筒11上后，通过操作盘21或伸缩电机28驱动挤压轴23及其底部的挤压块24对承压过滤筒12内的青贮玉米饲料施加压力，直至达到挤压轴23上红色标记即达到设定的挤压力；

(7)使用称量容器30承接流汁和根据其上的刻度31称量流汁的体积v为118ml；

(8)根据挤压前测定的青贮饲料的重量m为500g，青贮玉米的持水系数k为0.508，根据青贮饲料干物质含量公式如下：

w％＝{1-1xv/m-k}x100％；

其中，因流汁中杂质微量，可忽略不计，故默认流汁的密度为1g/ml，v单位为毫升；m单位为克；k为持水系数，施加预设压强、预设时间后青贮饲料中的含水量。

将m为500g、v为118ml、持水系数k为0.508套入上述计算公式：

w％＝{1-120g/500g-0.508}x100％；

w％＝{1-120g/500g-0.508}x100％；

w％＝25.2％，即该青贮玉米饲料中干物质含为25.2％。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。