一种基于热成像仪测量公猪阴囊热调节力的方法与流程

1.本发明涉及种公猪繁殖性能检查方法领域，尤其涉及一种基于红外热成像仪测量公猪阴囊热调节力的方法。


背景技术：

2.阴囊温度调节能力关系到精液品质优劣。公猪生精器官睾丸置于体外阴囊内，温度低于体核温度2～5℃，对温度敏感，小幅温度升高便可引起精液品质下降。室温在20～ 27℃范围内公猪能通过舒张阴囊皮肤皱褶，改变阴囊表面和空气接触面积来调节睾丸温度，调控睾丸散热量，维持阴囊“热平衡”和正常睾丸温度。然而，公猪阴囊温度调节能力有限，当环境温度超过阴囊调节能力时，阴囊温度升高，睾丸正常机能受到影响，精液品质下降。因此公猪拥有一个较好调节能力的阴囊，对其精液品质和种用价值的发挥起到积极促进作用。由于公猪能够根据环境温度实时调整阴囊表面面积，并且不同部位温度有差别，这给阴囊表面温度的测定带来较大难度。
3.实际生产中，尤其在我国南方高温高湿季节，单凭舍内环境温度和肉眼观察阴囊大小，往往难以及时准确地评判公猪阴囊热调节能力，不能及时给公猪阴囊采取降温措施，容易导致公猪睾丸温度升高，精子生成障碍和精液品质下降。
4.虽然红外热成像技术已经被应用于工程和医学等多个领域，如墙体外饰层缺陷检测，体温检测，肿瘤筛查等，但其在畜牧繁殖领域几乎没有得到应用。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的在于提供一种基于红外热成像仪测量公猪阴囊热调节力的方法，解决上述公猪阴囊表面温度测定难等问题中的一个或者多个，避免公猪睾丸温度升高造成的不利影响，达到非接触、可视化、安全无侵袭、判断准确性高等目的。
6.本发明所采用的具体技术方案如下：
7.一种基于红外热成像技术测量公猪阴囊热调节力的方法，包括以下步骤：
8.s1：根据公猪阴囊的位置，将红外热成像仪放置在所述公猪阴囊正后方固定角度和距离的位置；
9.s2：所述红外热成像仪显示器显示所述公猪阴囊轮廓完整清晰；
10.s3：所述红外热成像仪开始对所述公猪阴囊进行拍摄，采集红外热像图；
11.s4：对于红外热成像仪拍摄的公猪阴囊原始热成像图，首先进行区域划分，得到阴囊附睾尾部、睾丸体部、阴囊中隔与阴囊上部等表面温度均值；
12.s5：分别计算附睾尾部、睾丸体部、阴囊中隔与阴囊上部表面温度均值之间的差值δt
ts-et
、δt
ts-t
、δt
ts-ss
以及所述3个差值的平均值δtm，作为反映公猪阴囊热调节力的指标；本方法可作为反映公猪阴囊热调节力的指标，评判种公猪阴囊热调节力；
13.s6：猪场育种员或饲养员参照公猪阴囊表面关键部位温度值和梯度差值，对所述公猪阴囊热调节力做出相应评判，及时给公猪阴囊采取局部降温措施，如喷淋或滴水等。或
利用红外热成像装置实时获取猪睾丸温度。正常公猪睾丸组织温度在35.0～36.5℃之间，附睾温度为35.5～37.0℃，比直肠温度(38.2℃)低1.2～3.2℃。当环境温度从23℃升高到34℃时，猪群体表温度、睾丸和附睾温度也会随之升高。以判断猪群睾丸温度t 表
是否大于猪群睾丸目标温度t
表目
来及时调节风机功率和水泵输出功率，降低公猪体表温度，进而降低公猪睾丸温度。具体操作为：根据一个猪群睾丸目标温度t
表目
、和猪群睾丸温度t
表
进行计算。当所述实时睾丸温度大于所述睾丸目标温度时，计算风机功率 p进行降温；若风机已达最大功率，驱动所述水帘水泵开始工作，所述水泵输出功率p： p＝p0 a1(t表-t表目)或p＝p0 a1(t表-t表目)2，其中，p0为最小输水功率，a1为功率调节系数。根据水帘进风口温度判断是否需要降低风机的功率，如果温度大于29℃时，驱动所述风机仍最大功率保持工作；但当温度传感器获取的水帘进风口温度不大于 29℃时，驱动所述风机改变功率，使猪舍通风量减少为最大值的75％；直至实时睾丸温度不大于所述睾丸目标温度时，驱动所述风机和水泵停止输水。
14.作为优选，所述s1中的具体实现方法为：
15.所述红外热成像仪探测所述公猪阴囊的角度和距离为所述红外热成像仪显示器能完整显示公猪阴囊轮廓，并最能清晰成像时的位置。
16.作为优选，所述s2中的具体实现方法为：
17.将所述红外热成像仪发射率分别设置为0.95，将反射温度设置为环境温度。
18.作为优选，所述s3中的具体实现方法为：
19.在所述红外热成像仪拍摄前，将所述热成像仪正对公猪阴囊，并将所述公猪阴囊调整在显示器的中心位置。
20.作为优选，所述s4中的具体实现方法为：
21.将所述公猪阴囊红外热成像图关键温度识别区域，依次划分为：左侧阴囊上部、左侧附睾尾部、左侧睾丸体部、右侧阴囊上部、右侧附睾尾部、右侧睾丸体部、阴囊中隔等7个部位，并分别计算左侧和右侧阴囊上部、阴囊附睾尾部、睾丸体部、阴囊中隔、等表面温度平均值。
22.作为优选，所述s5中的具体实现方法为：
23.所述δt
ts-et
、δt
ts-t
、δt
ts-ss
以及所述3个差值的平均值δtm的计算公式为：
24.δt
ts-et
＝阴囊上部表面平均温度(δt
ts
)-附睾尾部平均温度(δt
et
)
25.δt
ts-t
＝阴囊上部表面平均温度(δt
ts
)-睾丸体部平均温度(δt
t
)
26.δt
ts-ss
＝阴囊上部表面平均温度(δt
ts
)-阴囊中隔平均温度(δt
ss
)
27.δtm＝(δt
ts-et
δt
ts-t
δt
ts-ss
)/3。
28.非接触式红外热成像技术，可避免接触导致的病原菌传染，不会使动物产生应激反应和紧张感，并具有操作简单、安全灵敏和形象可视等优点。在当前生猪养殖生物安全高度敏感时期，如能利用阴囊表面红外热像图，安全无侵扰地获得公猪阴囊表面温度，分析阴囊热调节情况和睾丸温度状态，不仅可以为种公猪选留提供相关便捷参考指标，还能在夏季高温期间，及时针对性地对公猪(尤其阴囊部位)采取降温措施，维持阴囊热调节能力，更好消除高温对公猪睾丸生精机能带来的损伤，有效改善高温季节精液品质低下状况。
29.本发明基于红外热成像仪测量公猪阴囊表面温度分布特征和不同区域温度梯度差的方法设计新颖合理，可快速测量公猪阴囊表面温度分布和梯度并评估阴囊热调节力，
避免因接触导致的病原菌传染，使得猪场育种员或饲养员能够非接触和直观地获得公猪阴囊表面温度并评判阴囊热调节力，从而更安全，更精确地对公猪选留和夏季热应激引起的精液品质低下问题做出相应处理措施，提升公猪繁殖力。
附图说明
30.图1是本发明的一种基于红外热成像仪测量公猪阴囊热调节力的方法流程示意图；
31.图2是本发明一种基于红外热成像仪测量公猪阴囊热调节力的方法的公猪阴囊表面关键部位区域划分示意图；
32.图3是本发明一种基于红外热成像仪测量公猪阴囊热调节力的方法的公猪阴囊表面关键部位实际测定结果示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图说明对本发明所采用的技术方案作进一步说明。
34.如图1所示，本发明提供了一种基于红外热成像仪测量公猪阴囊热调节力的方法，包括以下步骤：
35.如图2所示，根据公猪2-1和公猪2-2的阴囊位置，将红外热成像仪探测器从公猪正后方对准公猪阴囊(一般采用35～45
°
角，距离公猪阴囊40公分左右距离)，待显示器中所述公猪阴囊图像清晰后，进行拍摄，采集红外热成像图像；
36.根据图2所示，公猪2-1和公猪2-2阴囊红外热成像图关键部位进行区域划分的依据如下：左侧阴囊上部1、左侧附睾尾部2、左侧睾丸体部3、右侧阴囊上部4、右侧附睾尾部5、右侧睾丸体部6、阴囊中隔7等7个温度识别部位；
37.如图3所示，计算公猪3-1和公猪3-2的左侧和右侧阴囊附睾尾部、睾丸体部、阴囊中隔、阴囊上部等表面温度平均值；
38.计算公猪3-1和公猪3-2的左侧和右侧阴囊δt
ts-et
、δt
ts-t
、δt
ts-ss
以及所述3个差值的平均值δtm；
39.计算公式为：
40.δt
ts-et
＝阴囊上部表面平均温度(δt
ts
)-附睾尾部平均温度(δt
et
)；
41.δt
ts-t
＝阴囊上部表面平均温度(δt
ts
)-睾丸体部平均温度(δt
t
)；
42.δt
ts-ss
＝阴囊上部表面平均温度(δt
ts
)-阴囊中隔平均温度(δt
ss
)；
43.δtm＝(δt
ts-et
δt
ts-t
δt
ts-ss
)/3；
44.如图3，公猪3-1阴囊热调节力参数为：δt
ts左侧
＝34.7、δt
et左侧
＝34.0、δt
t左侧
＝34.0、δt
ss左侧
＝34.7；δt
ts-et左侧
＝0.7；δt
ts-t左侧
＝0.7；δt
ts-ss左侧
＝0.0；δt
m左侧
＝0.47；δt
ts右侧
＝34.5、δt
et右侧
＝33.7、δt
t右侧
＝34.2、δt
ss右侧
＝34.7；δt
ts-et右侧
＝0.8；δt
ts-t右侧
＝ 0.3；δt
ts-ss右侧
＝-0.2；δt
m右侧
＝0.3；
45.如图3，公猪3-2睾丸热调节力参数：δt
ts左侧
＝34.2、δt
et左侧
＝32.8、δt
t左侧
＝33.1、δt
ss左侧
＝33.9；δt
ts-et左侧
＝1.4；δt
ts-t左侧
＝1.1；δt
ts-ss左侧
＝0.3；δt
m左侧
＝0.94；δt
ts右侧
＝34.2、δt
et右侧
＝33.1、δt
t右侧
＝33.2、δt
ss右侧
＝33.9；δt
ts-et右侧
＝1.1；δt
ts-t右侧
＝ 1.0；δt
ts-ss右侧
＝0.3；δt
m右侧
＝0.8；
46.如图3，相同环境参数条件下，公猪3-1阴囊热调节参数睾丸体部温度(δt
t左侧
＝34.0、δt
t右侧
＝34.2)明显高于公猪3-2睾丸体部温度(δt
t左侧
＝33.1、δt
t右侧
＝33.2)，而公猪3-1阴囊热调节参数阴囊表面关键部位梯度差值(δt
m左侧
＝0.47；δt
m右侧
＝0.3)明显低于公猪3-2(δt
m左侧
＝0.94；δt
m右侧
＝0.8)，表明公猪3-2比公猪3-1阴囊睾丸体部温度更低，阴囊温度梯度比下降明显，散热能力更好，本方法可作为测量公猪阴囊热调节力的检测方法。
47.猪场育种员或饲养员参照公猪阴囊表面关键部位温度值和梯度差值，对所述公猪阴囊热调节力做出相应评判，及时给公猪阴囊采取局部降温措施，如喷淋或滴水等。或利用红外热成像装置实时获取猪睾丸温度。正常公猪睾丸组织温度在35.0～36.5℃之间，附睾温度为35.5～37.0℃，比直肠温度(38.2℃)低1.2～3.2℃。当环境温度从23℃升高到34℃时，猪群体表温度、睾丸和附睾温度也会随之升高。以判断猪群睾丸温度t 表
是否大于猪群睾丸目标温度t
表目
来及时调节风机功率和水泵输出功率，降低公猪体表温度，进而降低公猪睾丸温度。具体操作为：根据一个猪群睾丸目标温度t
表目
、和猪群睾丸温度t
表
进行计算。当所述实时睾丸温度大于所述睾丸目标温度时，计算风机功率 p进行降温；若风机已达最大功率，驱动所述水帘水泵开始工作，所述水泵输出功率p：p＝p0 a1(t表-t表目)或p＝p0 a1(t表-t表目)2，其中，p0为最小输水功率，a1为功率调节系数。根据水帘进风口温度判断是否需要降低风机的功率，如果温度大于29℃时，驱动所述风机仍最大功率保持工作；但当温度传感器获取的水帘进风口温度不大于 29℃时，驱动所述风机改变功率，使猪舍通风量减少为最大值的75％；直至实时睾丸温度不大于所述睾丸目标温度时，驱动所述风机和水泵停止输水。
48.本发明不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明的精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形和替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。