家禽、种蛋、种蛋人工孵化机的研制

家禽、种蛋、种蛋人工孵化机的研制

0总结自1985年以来，中国的禽蛋产量不断提高，排名第一。1孵化温度的控制措施温度是禽蛋孵化最重要的条件之一。孵化温度过高，禽蛋胚胎发育加快，孵化期缩短，孵化率与健雏率降低；温度过低，胚胎发育变缓，孵化期延长，孵化率与健雏率也会降低家禽种蛋孵化温度的要求使得孵化机的温度控制具有与工业温度控制不同的特点：(1)温度幅值不高，通常在39℃以下；(2)温度控制范围较窄，一般在36℃～39℃之间；(3)温度控制精度高，能达到±0.1℃；(4)孵化温度须与湿度、换气量等参数协调控制，如有必要可加装水冷装置。孵化机的孵化方式分为变温孵化和恒温孵化两种。变温孵化是指根据孵化机类型、环境温度、不同胚龄禽蛋所需的孵化温度等各种因素设置相应孵化温度的方式，各期孵化温度具有前高、中平、后低的特点，分批入孵式孵化机就是典型的变温孵化过程。恒温孵化是指孵化机温度恒定不变的孵化方式，通常需要更换孵化设备以适应不同胚龄禽蛋的孵化，以鸡蛋为例，18日胚龄时要将种蛋从温度较高的孵化机转移到温度较低的出雏机，整批入孵式孵化机即是该方式的典型代表。2)均温系统检测元件孵化机温度控制系统中用到的元器件主要有温度检测元件、控温执行元件、加热元件、均温装置等。箱体材料对稳定孵化温度、减少电能消耗、提高孵化效果也有着十分重要的影响。2.1导电表及导电表孵化机温度检测元件前后经历了金属膨胀饼、双金属片、水银导电表、热敏电阻、精密铂电阻以及半导体等多种形式的发展。如今温控精度较高的大、中型孵化设备中使用较广泛的是精密铂电阻和半导体集成温度传感器。2.2使用测温元件金属膨胀饼、双金属片、水银导电表等测温元件同时兼做控温元件，起着测温与控温的双重作用；除此之外还有交流接触器、可控硅、电磁阀、固态继电器等形式的控温执行元件。目前电磁阀和固态继电器使用较为普遍。2.3水加热加热加热孵化机以电加热为主要加热方式，有电热丝、电热管等多种形式的加热元件。一些孵化机还装有水管辅以热水加热，可使用煤、木炭等燃料将加热器里的水加热，再将热水泵入水管为孵化机加热。水管还可以通入冷水起到降温的作用，确保机内温度适合禽蛋孵化。2.4盘架外周血旋转滚筒式孵化机采用风摆式均温装置，即由电机带动长方形木框围绕蛋盘架外周旋转，均温效果较差；整批入孵式孵化机等机型多在机箱内两侧、顶部或后部安装风扇，并设置合理的进风口与出风口，通过调节进出风口开闭状态和风扇风速形成“○”气流，实现理想的均温效果。2.5彩塑钢板和玻璃钢板的发展孵化机的箱体材料经过了从内衬保温填充料的三合板和华丽板，到注入聚氨酯发泡材料的ABS工程塑料复合板，再到内夹挤塑工艺保温材料的彩塑钢板和玻璃钢板的发展3孵化机的温度性能的检测3.1试验装置与设备根据标准《JB/T9809.1-2013孵化机第1部分：技术条件》的条款“4技术要求”，与孵化机温控性能有关的项目主要有：升温时间；同一孵化单元孵化有效区域的温度均匀性、温度稳定性、最大温度偏差；孵化有效区域与控温装置显示值的误差以及与控温元件节点处的温差；表面传热系数；温度控制范围3.2设备检测孵化机温控性能的主要仪器为多点测温仪，测温仪的传感器应满足准确度为±0.1℃的要求3.3指数测点和测点高度整批入孵式孵化机应在孵化有效区域外轮廓面内侧5～7cm处，分上、中、下三个等间距平面设置测温点，每个平面至少6点，可以视情况增加测点（图1），温度显示和温度控制感温元件处各布1点。测点高度为蛋托平面以上3～5cm，且不可与种蛋接触。布点时如遇障碍物，应与其相距5～7cm。机外布置1点用于测试环境温度，全部测点合计不少于21点。对于盛蛋器（蛋车）对称布置的孵化机允许按区域分别测试，计算各项参数时应取较大值。分批入孵式孵化机的温控性能应在同一入孵批次内进行，测点布局与整批入孵式相同。3.4技术状态符合说明书的要求测试样机应按照使用说明书中安装与调试要求进行安装并调试到正常工作状态，保持良好的技术状态并符合说明书规定的安全性要求。若包含空机试验项目，应按标准要求先进行空机试验项目的测试，合格后方可进行温控性能的测试。测试过程中如遇到停电可能影响测试结果时，此次测试作废，应重新进行测试。3.5升温时间与温度试验应在环境温度为20℃～26℃时进行，试验电压为380(220)V×（1±10%）。可先进行升温时间的测定，测定合格后进行孵化有效区域温度的测定，然后测试表面传热系数，最后进行温度控制范围的测定。试验顺序可根据实际情况进行调整。3.5.1孵化有效区域平均温度测试方法采用装蛋试验时，种蛋装载量最少应不低于额定入孵量的90%。试验时，应装载新鲜种蛋后关闭机门，再开启加热器、加湿机构及风机，并开始计时。当孵化有效区域平均温度达到37.8℃±0.2℃时记录时间，之后每隔10min测温一次并记录时间，直至连续三次测试所得平均温度的相互差值不大于0.4℃时停止，孵化有效区域平均温度按式（1）计算。从升温时起至上述连续三次测试中第一次测试的时间即为升温时间，应不大于4h。允许采用空机试验，此时升温时间应不大于1h。第j次测试孵化有效区域平均温度，单位为摄氏度（℃）；Tn—孵化有效区域的测点总数。3.5.2温度测试结果包含孵化有效区域的温度均匀性、温度稳定性、最大温度偏差、孵化有效区域平均温度与控温装置显示值的误差以及与控温元件节点处的温差。1）试验方法：升温时间测定结束后，将孵化机温度保持在37.8℃±0.2℃，待温度稳定后依次测试并记录各测点的温度，每次测试时间不得超过1min。测试三次，每次间隔应不少于10min，同时记录下各次测试的时间。2）结果计算：(1)孵化有效区域温度均匀性。测得各点温度后，先按式（1）计算孵化有效区域平均温度，再按式（2）计算温度标准差：S求得温度标准差后按式（3）计算温度变异系数：C最后按式（4）计算每次测试的温度均匀性，取三次测试的最大值为温度均匀性的最终结果，应不小于98.5%。M(2)孵化有效区域温度稳定性。温度稳定性是指三次测试中孵化有效区域平均温度的最大值与最小值之差，按式（5）进行计算，应不大于0.3℃。ΔT—三次测试中最大平均温度，单位为摄氏度（℃）；—三次测试中最小平均温度，单位为摄氏度（℃）。(3)孵化有效区域最大温度偏差。记录每次测试的最高温度和最低温度，按式（6）分别计算其与该次测试孵化有效区域平均温度的差值，取较大值为此次测试的最大温度偏差。—每次测试的最大温度偏差，单位为摄氏度（℃），取较大值；按式（7）计算最大温度偏差的平均值，应不大于0.5℃。ΔT—三次测试平均最大温度偏差，单位为摄氏度（℃）。(4)孵化有效区域与控温装置显示值的误差。在测定各测点温度的同时记录控温装置显示温度，按式（8）计算每次测试孵化有效区域平均温度与控温装置显示值的误差：ΔTT按式（9）计算三次测试孵化有效区域平均温度与控温装置显示值误差的平均值，应不大于0.4℃。ΔT孵化有效区域与控温元件节点处的温差。在测得各测点温度的同时测定控温元件节点处的温度，按式（10）计算每次测试孵化有效区域平均温度与控温元件节点处的温差：ΔTT按式（11）计算三次测试孵化有效区域平均温度与控温元件节点处温差的平均值，应不大于0.4℃。ΔT(5)表面传热系数。将机内孵化有效区域平均温度调节到37.8℃±0.2℃，停止加热，保持关闭机门，同时关闭风扇、进出风口，一小时后再次测定孵化有效区域的平均温度，按式（12）计算该次测试的表面传热系数K。按照上述步骤测试三次取平均值，应不大于0.2。TTT(6)温度控制范围。调节控温装置，将控制温度分别设定为36℃、37℃、38℃和39℃，测定上述四个设定温度下各测点的温度，按式（1）计算孵化有效区域平均温度，加热装置和控温装置应能将