DE3407755A1

DE3407755A1 - Verfahren zur milchmengenmessung

Info

Publication number: DE3407755A1
Application number: DE19843407755
Authority: DE
Inventors: Jan Bernd Dr. 8029 Sauerlach Lugtenburg; J. Michael 8023 Pullach Mehltretter; Bernd Dr. 8000 München Scholtysik; Andreas Dr. 8000 München Truckenbrodt
Original assignee: TC TECHNOLOGIE CONSULTING INST
Current assignee: TC TECHNOLOGIE CONSULTING INST
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1984-03-02
Publication date: 1984-10-25

Description

Verfahren zur Milchmengenmessung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der von einzelnen Kühen während einer Melkzeit abgegebenen Milchmenge.
In der landwirtschaftlichen Praxis sind bisher folgende Verfahren zur Milchmengenmessung bekannt: a) Auffangen der Gesamtmilchmenge einer Kuh in einem mit einer Skala versehenen Meßbehälter (sog. "Recorder").
b) Abzweigen eines zum momentanen Milchvolumenstrom proportionalen Teilvolumenstroms, der in einem mit einer Skala versehenen Meßgefäß aufgefangen wird.
c) Abwechselndes Füllen und Entleeren eines Meßvolumens und Zählen der Anzahl der gefüllten Meßvolumen.
Die bisher bekannten Geräte sind entweder - auf einen stationären Einsatz im Melkstand beschränkt (a, c) und somit nicht für einen mobilen Einsatz im Rahmen der amtlichen Milchleistungsprüfung geeignet, - wegen hohem mechanischen Aufwand relativ teuer (c), - im Hinblick auf Meßgenauigkeit (b) oder Handhabung (a) nicht befriedigend - oder sie beeinträchtigen die Vakuumbedingungen im Melkzeug (b), wodurch der Milchentzug aus dem Euter verschlechtert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von einzelnen Kühen während einer Melkzeit abgegebene Milchmenge kontinuierlich zu messen, ohne daß eine Schädigung der Milch auftritt, oder daß der Milchentzug aus dem Unter durch vom Gerät verursachte Veränderungen des Melkvakuums beeinträchtigt wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ermolkene Milch ein Gefäß durchströmt, in dem sie durch eine entsprechende Gestaltung der Ausströmquerschnitte so gestaut wird, daß die entstehende Milchstauhöhe ein Maß für den momentanen Milchvolumenstrom ist. Die Stauhöhe wird mit einem geeigneten Verfahren gemessen und das so gewonnene Signal während der Melkzeit integriert, so daß am Ende des Melkvorgangs die gesamte, durch das Gefäß geströmte (also von der Kuh abgegebene) Milchmenge bestimmt ist.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 1 wird die ermolkene Milch durch den Anschluß 1 in den Innenraum 2 des Gefäßes 3 geleitet. Der Abfluß der Milch aus dem Innenraum 2 erfolgt durch Öffnungen 4. Dabei wird die Milch im Innenraum 2 bis zu einer bestimmten Höhe H aufgestaut, bei der Gleichgewicht zwischen dem durch den Anschluß 1 zuströmenden und dem (durch die unter der Milchoberfläche 5 liegenden Öffnungen 4) ausströmenden Milchvolumenstrom herrscht. Durch eine geeignete Gestaltung der Öffnungen 4 (d.h. Abmessungen der Öffnungen und Anordnung im Gefäß 3) kann erreicht werden, daß ein gewiinschter Zusammenhang zwischen der Stauhöhe H und dem durch das Gefäß 3 strömenden Milchvolumenstrom erreicht wird. Durch die im Innenraum 2 aufgestaute Milch wird ein weitgehender Ausglcich des durch den Anschluß 1 eingeleiteten, pulsierenden Milchvolumenstroms erreicht.
Durch das Aufstauen der Milch ergibt sich eine gewisse Verweilzeit der Milch im Innenraum 2, während der Luftblasen aus der Milch abgeschieden werden können, indem sie zur Milchoberfläche 5 aufsteigen. Die aus den Öffnungen 4 ausströmende Milch wird in einer Kammer 6 (z.B. als Rohr ausgebildet) gesammelt und mit dem Anschluß 7 aus dem Gefäß 3 geleitet. Die Kammer 6 besitzt an ihrem oberen Ende zum Innenraum 2 eine Verbindung und hat einen so großen Querschnitt, daß auch bei maximalem Milchvolumenstrom neben der aus den Öffnungen 4 ausströmenden Milch stets eine Luftverbindung zwischen der Milchoberfläche 5 und dem unteren Ende des Anschlusses 7 besteht. Dadurch wirken sich mögliche Druckschwankungen im Innenraum 2 nicht auf die Strömung der Milch durch die Öffnungen 4 aus. Durch die Luftverbindung durch die Kammer 6 wird das für den Milchentzug notwendige Melkvakuum ohne Verluste vom Anschluß 7 zum Anschluß 1 des Gefäßes 3 geleitet.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung der Erfindung dient zur Messung der Stauhöhe II der Milch ein Ultraschallsensor 8, der die Stauhöhe aus der Latofzeit eines zur Milchoberfläche 5 gesendeten und dort reflektierten Ultraschallsignals 9 bestimmt. Um auch bei größerer Schräglage des Gefäßes 3 eine Reflexion des Ultraschallsignals 9 zum Sensor 8 zu erreichen, wird bei der in Fig. 2 dargestel]ten Ausführung der Erfindung ein in einer Führung 10 beweglicher Schwimmer 11 verwendet, der der Milchoberfläche 5 folgt.
Um bei der Ultraschallmessung der Stauhöhe H störende Einflüsse der Milch (z.B. Luftblasen in der Milch, bewegung der Milch) zu vssrmeiden, kann die in Fig. 3 dargestellte Ausführung der Erfindung dienen. Dabei folgt ciii Schwimmer 11 der Milchoberfläche 5. Die vertikale Führoing des Schwimmers 11 erfolgt bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung durch ein Rohr 12. Im Schwimmer 11 befindet sich ein Magnet 13, an den durch magnetische Kräfte ein im Rohr 12 befindlicher zweiter Magnet 14 gekoppelt ist. Dadurch bewegt sich der im Rohr 12 befindliche Magnet 14 entsprechend der Stauhöhe H der Milch. Das Rohr 12 ist gegenüber dem Innenraum 2 des Gefäßes 3 vollständig abgeschlossen und mit einer geeigneten Flüssigkeit (z.B. Wasser) gefüllt. Die Messung der Milchstauhöhe H erfolgt mit Hilfe des Ultraschallsensors 8 aus der Laufzeit des am Magnet 14 refklektierten Ultraschallsignals 9, so daß sich störende Einflüsse der Milch auf die Messung nicht auswirken können.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung nach Fig. 4 wird die Stauhöhe H der Milch mit Hilfe der stauhöhenabhängigen elektrischen Leitung zwischen zwei bis zur Stauhöhe H in die Milch eintauchenden Elektroden 15 bestimmt. Da die variable elektrische Leitfähigkeit der Milch diese Stauhöhenmessung beeinflußt, wird die Leitfähigkeit mit einem weiteren Elektrodenpaar 16 gemessen und das gewonnene Leitfähigkeitssignal zur Korrektur der Stauhöhenmessung verwendet.
Unabhängig von dem speziellen, für die Stauhöhenmessung verwendeten Verfahren (in Fig. 1 bis 4 sind nur beispielhafte Ausführungen der Erfindung dargestellt!) wird das gewonnene Stauhöhenmeßsignal unter Berücksichtigung des durch die Gestaltung der Öffnungen 4 erzeugten Zusammenhanges zwischen Milchvolumenstrom und Stauhöhe während der Melkzeit integriert, wodurch sich die gesamte durch das Gefäß 3 geströmte (d.h. von der Kuh abgegebene) Milchmenge ergibt, die vorzugsweise digital angezeigt wird.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die momentan gemessene Stauhöhe mit einem vorwählbaren Grenzwert verglichen. Aufgrund dieses Vergleiches wird ein Warnsignal erzeugt, wenn der von der Kuh abgegebene Milchvolumenstrom einen gewissen Grenzwert (z.B. 0,2 1/min) unterschreitet. Damit kann in an sich bekannter Weise der Beginn des für die Eutergesundheit schädlichen sog. "Blindmelkens" signalisiert werden, so daß durch ein Eingreifen des Melkers oder auch automatisch der Melkvorgang beendet werden kann.
Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 4 kann die mit dem Elektrodenpaar 16 gemessene Leitfähigkeit der Milch mit vorwählbaren Minimal- und Maximalwerten vergleichen werden.
Dadurch ist es möglich, ein Warnsignal zu erzeugen, wenn die Leitfähigkeit der Milch deutlich von üblichen Normalwerten abweicht. Dieses Warnsignal kann dem Melker Hinweise auf Infektionserkrankungen des Euters (sog. "Mastitis") geben.
Mit dem Anschluß 7 des Gefäßes 3 kann die Milch direkt in eine darunter angebrachte sog. Melkleitung 17 geführt werden, wie dies in der Ausführung der Erfindung nach Fig. 5 dargestellt ist. Die Meikleitung 17 fiilort die Milch .in bekannter Weise zu einem Milchabscheider 18, aus dem auch das durch das Gefäß 3 und den sog. langen Milchschlauch 19 zum Melkzeug 20 geleitete Melkvakuum entnommen wird. Der Anschluß 7 ist mit dem Verbindungsteil 21 an der Melkleitung 17 befestigt. Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführung der Erfindung ist ein ausreichender Freiraum über der Melkleitung 17 notwendig.
Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 6 ist das Gefäß 3 über dem Melkeimer 22 einer Eimermelkanlage angebracht, wobei der Anschluß mit einem Verbindungsteil 21 erfolgt. Das Melkvakuum wird von der Luftleitung 23 der Eimermelkanlage durch den sog. langen Luftschlauch 24, den Melkeimer 22, das Gefäß 3 und den langen Milchschlauch 19 zum Melkzeug 20 geleitet.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung nach Fig. 7 ist das Gefäß 3 mit einer Halterung 25 an der Melkleitung 17 oder der sog. Luftleitung der Rohrmelkanlage oder einer sonstigen Befestigungsmöglichkeit angebracht. Die aus dem Gefäß 3 ausströmende Milch gelangt in eine darunter angebrachte Kammer 26, aus der die Milch mit einem Schlauch 27 zur Melkleitung 17 geleitet wird. Die Kammer 26 stellt sicher, daß die Milch stets ungehindert (ohne Rückstau) durch die Öffnungen 4 strömen kann. In der Kammer 26 kann durch entsprechende Gestaltung (z.B. Umlenkungen 28) die Milch so geleitet werden, daß mit einer geeignet ausgebildeten Düse 29 ein geringer, definierter Teil der durch die Kammer 26 strömenden Milch abgeleitet und in einem auswechselbaren Behälter 30 aufgefangen wird. Somit wird nach der erfindungsgemäßen Messung der Milchmenge eine Probe der Milch gewonnen, die zur Analyse der Milchinhaltsstoffe (z.B. Fett) dient.
Die Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 7 hat den Vorteil, daß die Erfindung einfach an praktisch alle Rohrmelkanlagen angeschlossen werden kann, ohne daß spezielle Anschlußteile notwendig sind. Außerdem ist die Erfindung in der Ausführung nach Fig. 7 einfach transportabel und durch die Ausstattung mit dem Probenbehälter 30 für den Einsatz im Rahmen der amtlichen Milchleistungsprüfung geeignet.

Claims

Patentansprüche 1) Verfahren zur kontinuierlichen Messung der von Kühen während einer Melkzeit abgegebenen Milchmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Milch ein Gefäß durchst1~olllt, in dem sich durcil geeignete Gestaltung von Ausströmöffnungen eine dem momentanen Milchvolumenstrom entsprechende Stauhöhe einstellt, die mit einem Sensor gemessen wird, so daß durch Integration der gemessenen Stauhöhe während der Melkzeit die gesamte Milchmenge ermittelt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Milch durchströmten Öffnungen in eine Kammer führen, aus der die Milch mit einem Anschluß hinausgeleitet wird, wobei die Kammer eine Verbindung zu dem im Gefäß über der gestauten Milch vorhandenen Luftraum besitzt, so daß stets eine freie Luftverbindung durch das Gefäß vorhanden ist, durch die das Melkvakuum geleitet wird.
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Milchstauhöhe im Gefäß mit einem Ultraschallsensor gemessen wird.
4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reflexion des vom Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals ein Schwimmer in der Milch benützt wird, der über dem Ultraschallsensor in einer Fiihrung verschiebbar ist und der Bewegung der Milchoberfläche folgt.
5) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reflexion des vom Ultraschallsensor ausgesendeten Ultraschallsignals ein in einem flüssigkeitsgefüllten, gegenüber der Milch abgeschlossenen Rohr befindlicher Magnet benützt wird, der von einem weiteren Magneten bewegt wird, der in einem der Milchstauhöhe folgenden Schwimmer angebracht ist.
6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Milchstauhöhe im Gefäß mittels der Leitfähigkeit der Milch zwischen in die Milch eintauchenden Elektroden gemessen wird, wobei der Einfluß des Leitwerts der Milch auf diese Stauhöhenmessung aufgrund einer speziellen Le.itwertmessung kompensiert wird.
7) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gefäß gemessene Milchstauhöhe mit einem wählbaren Minimal-Grenzwert verglichen wird, so daß ein Warnsignal erzeugt wird, das den Beginn des schädlichen sog. "Blindmelkens" anzeigt.
8) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessene Leitfähigkeit der Milch mit wählbaren Grenzwerten verglichen wird, so daß Veränderungen der Milch, die auf Euterinfektionen hinweisen, angezeigt werden können.
9) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Milch durchströmte Gefäß über der sog. Melkleitung angebracht und mit dieser mit einem Anschlußteil verbunden ist.
10) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeictmet, daß das von der Milch durchströmte Gefäß über dem Melkeimer einer Eimermelkanlage angebracht und mit diesem mit einem Ansclzlußteil verbunden ist.
11) VerEallrcn nncli Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das von der Milch durchströmte Gefäß an der sog. Melkleitung oder Luftleitung der Melkanlage oder an einer sonstigen Befestigungsmöglichkeit angebracht ist, wobei die aus dem Gefäß ausströmende Milch mit einem Schlauch zur sog. Melkleitung geführt wird.
12) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Gefäß ausströmende Milch so geleitet wird, daß ein definierter geringer Anteil des Milchvolumenstroms in einen Probenbehälter abgezweigt wird, wobei der verbleibende Milchvolumenstrom zum milchabführenden System (Melkleitung bei Rohrmelkanlage, Melkeimer bei Eimermelkanlage) geleitet wird.