Page 41 - 《华中农业大学学报》2025年第2期

第 2 期 曹清 等：规模化养猪场产房单元仔猪自动补奶系统设计与试验 35

银温度计同时测量同一烧杯内的水温，操作温度变
送器上的矫正电位器，使水银温度计读数和温度传
感器输出温度值相等，完成温度传感器校准。
2.2 搅拌效果验证
采用所购乳猪专用奶粉的推荐冲调比例进行奶
液制备，每 10 g 奶粉使用 60 mL 水进行冲调。向搅
拌罐内投放 10 kg 奶粉、添加 50 L 水，设定搅拌时长
5 min并启动搅拌电机，到达搅拌时长后，关闭搅拌电
图11 自动补奶系统实物图 机，静置 5 min，量筒量取液面下 10、25、40 cm 处各
Fig.11 Physical picture of automatic 50 mL 奶液制成样品，使用电子秤称质量，并计算样
milk supplementation system 品密度作为搅拌效果评价指标。试验重复 3次，结果

排出到容器中，使用电子秤对实际添加水量进行标 如表 2 所示。由表 2 可知，3 次试验总平均变异系数
定。3 次试验平均标定水量为 49.84 L，总平均相对 为0.435%，不同深度位置奶液密度差别不明显，奶液
误差为 0.5%，满足使用要求。使用温度传感器和水 均匀性较好，搅拌效果满足设计要求。
表2 不同深度奶液样品搅拌效果
Table 2 Mixing effect of milk samples with different depths

试验次序 Experimen‐ 取样深度/cm 样品质量/g 样品密度/(g/mL) 平均密度/(g/mL) 标准差/(g/mL) 变异系数/%
tal sequence Sampling depth Sample quality Sample density Average density S.D. CV
10 51.51 1.030
1 25 51.65 1.033 1.034 0.004 2 0.405
40 52.01 1.040
10 52.36 1.047
2 25 52.28 1.045 1.049 0.004 3 0.412
40 52.74 1.055
10 51.78 1.035
3 25 51.91 1.038 1.040 0.005 1 0.490
40 52.36 1.047
2.3 补奶效果验证
以远离输送泵的方向，依次将仔猪补奶碗编号
为 1、2、3、……、30，进行补奶效果试验。启动补奶系
统，让制备好的奶液进行循环，依次手动触碰补奶碗
的弹簧杆，模拟仔猪饮奶，记录补奶碗处管道压力和
补奶碗充满奶液需要的时长。试验结果表明，越远
离输送泵的补奶碗处管道压力越小，充满奶液所需
时长越长，压力在 26.0~65.2 kPa，30 号补奶碗充满
奶液所需时长为 6.1 s，相对较短，能够满足使用要求
（图12）。 图12 补奶碗补奶效果试验结果
2.4 温度控制验证 Fig.12 Results of the milk replenishment
根据仔猪哺乳经验，需要将补奶碗中奶液温度 effect test on the milk bowl
控制在仔猪饮用最佳温度范围（40~42 ℃）。辅助加 启停，当温度传感器监测点温度低于 A 时，启动辅
热器中温度传导具有滞后性和非线性，温度传感器 助加热器，当温度传感器监测点温度高于 B 时，关
的监测点实测温度与补奶碗位置奶液温度也有一 闭辅助加热器。沿用上文补奶碗编号，启动补奶系
定差异，因此，需要探究最佳温度控制方案。通过 统，让制备好的奶液进行循环，手动触碰补奶碗的
温度传感器监测点的奶液温度控制辅助加热器的 弹簧杆，待奶液充满补奶碗，立即用水银温度计测