CN116997251A - 分析挤奶设备中的清洁流体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分析清洁流体的装置(1)，包括：用于所述清洁流体的管路区段(2)；光源单元(4)，所述光源单元将光发出到所述管路区段(2)中；用于光谱分辨地检测从所述管路区段(2)出射的光的探测单元(5)；以及评估单元(6)，所述评估单元被设置成，根据所述探测单元(5)的信号对所述清洁流体在内容物方面进行分析。

Description

分析挤奶设备中的清洁流体

技术领域

本发明涉及一种用于分析清洁流体的、尤其用于清洁挤奶设备的装置。本发明还涉及一种相应的挤奶设备和一种相应的方法。

背景技术

原奶是重要的食品和用于食品工业的重要原料。为了保护消费者、为了技术处理能力以及为了市场控制，原奶需要满足特定的国家和国际质量要求。

一般而言，在挤奶装置和挤奶方法中，并且尤其在具有半自动以及还有全自动挤奶系统的自动和自动化挤奶中，扩展功能起着重要作用。尤其是，确保奶的质量标准是很重要的，尤其是还要检查明显改变的奶。

为了满足奶的质量要求，通常对挤奶装置进行清洁。在此，使用清洁剂。在此，需要选择其化学组成和应用，使得一方面实现足够的清洁效果，并且另一方面清洁剂的消耗尽可能低，并且此外化学物质的残余物不会留在管道中并且因此进入奶中。如果相继使用不同的清洁剂，则这些清洁剂必须彼此协调，例如在碱性清洁剂和酸性清洁剂之间变更时。为了满足这些要求，根据现有技术，根据诸如待清洁的设备的尺寸、其在挤奶台地处的数量和待清洁的管路的横截面的因素来确定清洁剂的化学组成。然而，这种确定通常例如在设备投入运行之前手动地进行。这尤其借助使用者或技术人员的经验来进行。在此，在这样的手动确定之后仅能够有限地对改变的情况作出反应。为了在所有情况下都确保足够的清洁，因此经常使用超计量的清洁剂和/或太大量的清洁剂。这不仅导致清洁剂的不必要的大量消耗，而且导致水和能量的不必要大的消耗以及不必要长的清洁时间。只有在清洁结束后，才能够检验是否达到所期望的清洁，只要检查待清洁的管路是否有残留的沉积物即可。然而，这种检查是不精确的、不灵活的和繁琐的。

发明内容

本发明的任务是基于所描述的现有技术，提供一种在挤奶设备的清洁期间节省原料和能量、缩短清洁时间并且仍然实现改进的清洁结果的可能性。

该任务通过根据独立权利要求所述的装置、挤奶设备和方法解决。另外的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

根据本发明，提出一种用于分析清洁流体的装置。所述装置包括：

·用于所述清洁流体的管路区段，

·光源单元，所述光源单元将光发出到所述管路区段中，

·用于光谱分辨地检测从所述管路区段出射的光的探测单元，

并且尤其是包括：

·评估单元，所述评估单元被设置成，根据所述探测单元的信号对所述清洁流体在内容物方面进行分析。

所描述的装置用于分析清洁流体，该清洁流体尤其用于清洁挤奶设备。清洁流体在此不仅可理解为纯的化学的清洁剂，而且也可理解为例如由水和化学清洁剂组成的混合物或也可理解为纯水。清洁流体优选是液态的。在这种情况下，清洁流体可被称为清洁液体。然而，清洁流体也可以是气态的，由泡沫形成或者由液态的、气态的和/或泡沫状的成分组成。例如压缩空气也可以用作清洁流体。清洁流体可以以不同的方式实现清洁效果。因此，清洁流体例如能够将固体从管路区段中冲出并且就此而言清洁所述管路区段。附加地或备选地，清洁流体可以通过化学过程、例如通过溶解油脂或钙盐来获得清洁效果。

分析可理解为，对清洁流体在其组成方面进行检查。在此，能够对清洁流体在内容物、如化学清洁剂或水方面进行检查。化学清洁剂可理解为通过化学反应引起清洁效果的物质。在分析时也可求取，清洁流体是否以液态的和/或气态的形式存在。分析可以在于，在不量化物质的情况下，在特定物质的存在与不存在之间进行区分。不存在特定的内容物尤其能够通过如下方式确定，即该内容物不以借助该装置能测量的量存在于清洁流体中。因此例如可求取用于再冲洗的水作为清洁流体是否还包含化学清洁剂的残余物。备选地或附加地例如可以确定在清洁流体中以何种剂量存在化学清洁剂。如果清洁剂例如是具有溶解在其中的化学清洁剂的水，那么剂量说明化学清洁剂的浓度。

通过流经管路系统的清洁流体也实现物理清洁。在此，管路系统中的沉积物可以通过清洁流体溶解和排出。为了在管路系统中获得涡流，可以将压缩空气冲击引入到流动的清洁流体中。

根据清洁流体的组成，在管路系统中在清洁流体的成分和位于管路系统中的物质之间可以发生反应。清洁流体的分析在此可涉及所述反应的位于清洁流体中的产物或涉及清洁流体的作为起始物的成分。

该装置可以有助于过程监控。例如利用该装置可识别清洁流体的组成的时间上的变化。这尤其对于清洁流体中的化学清洁剂的浓度是相关的。因此利用该装置还可以识别是否以及何时进行清洁。在此，根据所识别的清洁流体的组成也可以在不同的清洁过程之间进行区分，例如在预冲洗、主清洁、中间清洁和再冲洗之间进行区分。各个清洁过程例如通过相应所使用的清洁流体的类型、量和组成来区分。

该装置包括用于清洁流体的管路区段。管路的一部分可理解为管路区段，清洁流体可流动穿过该管路。管路区段例如可以是管或软管的一部分。管路区段具有至少一个入口和至少一个出口，清洁流体可以经由该入口被导入管路区段中，清洁流体可以经由该出口从管路区段出来。所述至少一个入口和所述至少一个出口彼此不同。管路区段不必与管路的其余部分分开地限定。尤其不需要管路区段在刚好一个管构件上延伸。所述至少一个入口和所述至少一个出口仅限定管路区段的始端或末端并且不必例如与彼此靠置的管构件之间的接缝重合。管路区段仅在如下程度上在实体上被限定，即，装置被设置成用于分析在管路区段内的清洁流体。这意味着，管路区段至少在如下测量范围上延伸，在该测量范围内可以分析清洁流体。然而，测量范围不必包括整个管路区段。尤其可能的是，测量范围不在整个管路横截面上延伸。

该装置还具有光源单元和探测单元。通过光源单元，光可以导入到管路区段中，例如通过管路区段的边界中的窗。通过探测单元可以检测光，该光从测量腔中出射，例如通过在管路区段的边界中的另外的或之前描述的窗。探测单元优选与光源单元协调。探测单元和光源单元优选布置成，使得能够利用探测单元探测来自光源单元的从管路区段出射的光。探测单元具有一个或多个探测器。光源单元和探测单元用于光谱地分析清洁流体。这可以通过将探测单元设置用于光谱分辨地检测光来实现。这意味着，利用探测单元可以根据波长检测光强度。因此借助探测单元可以记录多个光谱单值，尤其是来自光源单元的从管路区段出射的光的整个波长光谱中的光谱单值。为了光谱分辨地检测光，探测单元优选包括用于光的光谱分解的器件，例如干涉仪或色散元件，如光栅或棱镜。在色散元件的情况下，色散元件优选地可旋转地支承。备选地，可以使用空间分辨的探测器，例如CCD芯片，利用该空间分辨的探测器可以在测量时间点上测量光谱分解的光。测量精度在该情况下尤其由CCD芯片的分辨率得出。

优选地，探测单元具有探测器和干涉仪。干涉仪是通过将一个光束分成两个部分光束并且将具有光程差的两个部分光束合并而产生干涉的装置。干涉仪和探测器被构造和布置成，使得从管路区段中出射的光可以利用干涉仪被光谱地分解并且随后可以被探测器探测。通过利用干涉仪对光进行光谱分解，探测单元可以光谱分辨地检测光。因此干涉仪能够实现，在从管路区段出射的光中求取光源单元的优选连续的波长光谱内的多个光谱单值。干涉仪可以是例如迈克尔逊干涉仪或法布里-珀罗干涉仪。这两种干涉仪具有可运动的镜。优选地，干涉仪具有尤其恰好一个柔性元件，该柔性元件产生光源单元的总光谱的不同部分光谱。

探测单元可以通过参考值的反馈自动地调校和/或校准。探测单元可以特定于顾客和/或群体特定地适配。此外，光源单元的时间变化可以被补偿。

由此，装置被设置成，当光源单元和探测单元定向到管路区段上时，分析在管路区段内的清洁流体。由此，利用光源单元和探测单元形成的用于分析清洁流体的测量范围落入到所述管路区段中。就此而言，管路区段相对于其他管路部件是有区别的。

装置优选地包括微电子机械系统，简称MEMS。MEMS是具有可运动的微观结构的构件。这可以通过机械载荷或通过施加电压来操纵。因此，探测单元可以通过将具有可运动的镜的干涉仪实现为这种微观结构来实现。光源单元可以以相对于MEMS固定的定向来布置，例如呈共同的构件的形式或在共同的壳体中。光源单元和探测单元优选地相对于彼此以固定的位置和定向布置。这种装置特别小、稳健、易于集成并且能够在实验室外进行相对简单的分析。此外，这种装置可以相对简单且有利地大件数制造。

该装置具有光源单元意味着，设置一个或多个光源单元。光源单元优选包括一个或多个光源。如果光源单元具有多个光源，则这些光源优选彼此相同地构造。备选地，通过相互协调的LED作为光源可以获得连续的光谱，该连续的光谱覆盖所期望的光谱范围。多个光源可以如此布置，使得均匀地照亮整个测量范围。光源可以是相同类型或不同的。通过不同光源的组合，可以获得特别宽的波长光谱。也可以想到的是，光源单元具有多个不连续的光源，例如蒸汽灯，尤其是钠蒸汽灯或汞蒸汽灯。也可能的是，光源单元通过如下方式构造，即，外部的辐射源例如通过光波导体耦合输入。在这种情况下，光源单元仅由光波导体形成。

利用所描述的装置可以分析在管路区段中的清洁流体。因此，在清洁流体穿流管路区段期间，能够对清洁流体进行分析。不需要提取和分析样本。样本的提取一方面比在被穿流的管路区段中的分析更繁琐。另一方面，样本分析的结果通常只有在有延迟的情况下才存在。如果例如在样本中识别出清洁流体的组成与预设的额定值的偏差，则已经开始的随后的挤奶过程的奶可能因受到污染而必须被丢弃。相反，通过在管路区段中的分析，尤其在开始跟随清洁过程的挤奶过程之前，清洁流体可被特别快速且简单地被分析。此外，所描述的装置使清洁流体的完全的分析成为可能，不仅是样本的分析。

优选地，光源单元将具有连续波长光谱的光发出到管路区段中。连续波长光谱可理解成，存在波长范围，该波长范围的每个波长被包含在从光源单元发出的光中。因此，无论如何，波长光谱具有无空隙的区段。这并不排除波长光谱具有多个连续的区段，在这些区段之间存在相应的空隙。然而优选的是，波长光谱总体上是无空隙的。优选地，波长光谱是宽带的连续的波长光谱。术语“宽带的”可相对于探测单元的探测范围来理解。优选地，波长光谱具有彼此分开至少200nm、尤其至少500nm的波长。在这种情况下，波长光谱覆盖至少200nm和500nm宽的波长范围，该波长范围中的每个波长被包含在该光中。特别优选地，波长光谱至少覆盖在1350至2500nm范围内的波长。波长光谱优选位于近红外范围内和/或中红外范围内。在这种情况下，清洁流体的分析涉及红外光谱法。但是也可以想到，波长光谱全部或完全覆盖可见光范围和/或全部或完全覆盖UV范围。特别优选地，波长光谱覆盖可用来激励待分析的清洁流体中的化学键的波长范围。因此能够求取清洁流体的所谓的光谱指纹。从光源单元发出的光的波长光谱优选在任何情况下在一个区段中是连续的。例如，波长光谱可以是普朗克光谱，如在黑体辐射的情况下所存在的那样。

通过具有连续光谱的光源单元可以对清洁流体在不同内容物方面进行分析。这尤其可以根据色散光谱法的方式进行。因此该装置不限于分析单个内容物。因此在构造该装置时不需要确定到特定的内容物上。就此而言，所描述的装置特别灵活。

此外，该装置优选具有评估单元。评估单元被设置成，根据所述探测单元的信号对所述清洁流体在内容物方面进行分析。评估单元可以与光源单元和探测单元一起布置在壳体中。

备选于或附加于使用评估单元作为该装置的一部分，清洁流体的分析也可以在该装置外部进行，例如通过中央服务器和/或通过云应用。该装置优选地具有接口，通过该接口可将探测单元的信号输出到尤其评估单元处，该评估单元被设置成用于，借助于探测单元的信号来识别清洁流体的组成部分。该装置和评估单元可以通过缆线、通过无线连接和/或通过互联网连接相互连接。

为了——尤其利用评估单元——分析清洁流体，由探测单元发出的信号可根据色散光谱法的类型来评估。为此，优选使用复杂的评估算法，利用该评估算法能够计算清洁流体的内容物的存在以及可选地也计算该内容物的浓度。评估算法使用测量的光谱信息作为输入参数并且由此计算所期望的待求取的特征参量或值。

评估算法可以借助于参考数据和/或使用机器学习程序从单独系统获得。由探测单元发出的信号包含关于由探测单元检测的光的信息。尤其是在光源单元具有连续光谱的情况下，该装置可以特别容易地调整以分析其他内容物。尤其为此不需要改变硬件。取而代之的是，改变评估算法就足够了。也可以通过适配评估单元的软件——例如以与测量持续时间的相互作用——设定测量精度。因此该分析可以通过改变软件、例如通过软件更新来改变。通过软件更新尤其可以扩展评估的功能范围，例如通过激活之前禁用的功能或功能扩展(功能的实际添加)。因此评估的工作方式可以在没有结构改变的情况下改变。

优选按照傅里叶变换光谱法的方式、尤其按照红外傅里叶变换光谱法(简称FTIR)的方式进行评估。于在此获得的光谱上可以识别出，在清洁流体中存在哪些内容物。例如可以确定光谱是否在特定内容物的特征波长的情况下具有峰值。也可以定量该内容物。为此可以求取峰值的大小。

清洁流体的分析可以借助于由清洁流体反射和/或吸收的光来进行。为了使用反射光，光源单元和探测单元的至少一个探测器布置在管路区段的相同侧上。因此来自光源单元的光可以导入到管路区段中，在该管路区段中被清洁流体反射并且从管路区段到达探测单元的所述至少一个探测器中。光源单元和探测单元可以并排布置，例如布置在共同的壳体内。由于这种紧凑的结构方式的可能性，这种设计方案是优选的。尤其在该设计方案中优选的是，所述装置包括MEMS。

为了使用吸收光，光源单元和探测单元的至少一个探测器布置在管路区段的彼此相对的侧面上。在这种情况下，管路区段布置在光源单元和探测单元的所述至少一个探测器之间。因此来自光源单元的光可以导入到管路区段中并且只要没有在管路区段中被清洁流体吸收就从管路区段到达探测器中。

如果探测单元具有多个探测器，则这些探测器优选全部布置在管路区段的相同的侧面上。因此要么反射光可以用所有探测器检测，要么吸收光的缺失可以用所有探测器检测。但是也可以想到，探测单元不仅在光源单元的侧面上而且在相对侧面上分别具有一个或多个探测器。在这种情况下，可以不仅考虑反射光而且考虑吸收光。

从光源单元发出的光谱可随着时间而变化。因此优选地，以规律的间隔作为参考来测量从光源单元发出的光谱。特别优选地，在每次测量之前为了分析直接记录相应的参考光谱。如果借助反射光进行分析，则可以将为了分析而测量的光谱与参考光谱进行比较，该参考光谱已借助理想的反射器来测量。如果借助吸收光进行分析，则可以将为了分析而测量的光谱与参考光谱进行比较，该参考光谱已在空的管路区段的情况下被测量。

利用所描述的装置可以减少原料和能量的消耗并且可以缩短用于清洁的时间。通过缩短清洁时间，保留更多的时间用于挤奶，从而挤奶设备就此而言可以被更有效地利用。可以实现所描述的优点，因为不必提供清洁流体，使得即使在改变的情况下也确保足够的清洁。取而代之的是，所描述的装置实现实时分析。由此可以对变化的情况作出反应。例如，作为改变的情况，可以考虑被提供的水的改变的质量，该水用作清洁流体或清洁流体的一部分。例如，如果通过将化学清洁剂掺到水中来获得清洁流体，则水质量会对利用清洁流体能实现的清洁效果具有影响。通过使用所描述的装置的分析，不需要在不必要的长时间上将超计量的清洁剂以不必要的大量引导通过待清洁的管路。

利用所描述的装置也可以检测清洁进展。这在下述情况下是可能的，即，管路区段本身是待清洁的管路的一部分和/或布置在管路的待清洁部分的下游。在这种情况下，流经管路区段的清洁流体可以包含源自待清洁的管路的物质。因此，例如清洁流体可以包含已从管路区段冲洗出来的奶。利用所描述的装置可以识别何时进行了足够的清洁。这例如可以通过以下方式确定，即，清洁流体中的例如奶的残余物低于预设的极限值。一旦是这种情况，就可以结束相应的清洁步骤。由此可以节省原料、能量和时间。此外，可以利用所描述的装置对用作用于再冲洗的清洁流体的水检查化学清洁剂。尤其是在利用水的冲洗过程中，能够求取在回流中的水质量。根据所确定的化学清洁剂浓度，然后可以决定对于哪个目的仍可以使用该水。因此容易被再冲洗污染的水可以在随后的清洁过程中用于预冲洗。通过使用所描述的装置可以因此减少水的消耗，因为水不必由于污染的可能性而已经被清除。

此外，通过清洁流体的分析可以提高安全性。如果例如在第一清洁过程中使用强酸性清洁流体并且在随后的第二清洁过程中使用强碱性清洁流体，则借助所描述的装置可以确保，只有当待清洁的管路中的pH值已经达到预设的极限值时，才将强碱性的清洁剂引入到待清洁的管路中。如果需要，可以在使用强碱性清洁流体之前通过例如用水的冲洗过程来提高pH值。因此能够防止强酸性清洁流体与强碱性清洁流体接触并且就此而言能够提高安全性。

利用所描述的装置执行的分析的结果优选地被存储，特别是被存储在非易失性数据载体上。这种存储超出了在工作存储器中的缓存。取而代之的是，进行记录，使得可以在稍后的时间点动用分析的结果。这例如可用于检查保修索赔。尤其是，利用所描述的装置可识别和记录，是否使用了由制造商推荐的清洁流体，或者是否使用了会损坏挤奶设备的部件的清洁流体。推荐的清洁流体可以通过以下方式被识别，即，清洁流体包含示踪物，该示踪物借助该装置被识别。

在优选的实施方式中，该装置还具有主管路，其中，所述管路区段从所述主管路分支出来并且通入到所述主管路中。

所述管路区段平行于主管路延伸。由此在该实施方式中虽然不分析所有的清洁流体。然而该装置实现比检查各样本更全面地分析清洁流体。最后利用所描述的装置可连续地检查清洁流体流的一部分。

术语“主管路”在与术语“支路”的划界中仅仅涉及这样的情况，即，清洁流体的分析在分支的管路区段中且因此在单独的管路部分中进行。不需要使主管路具有比分支的管路区段更大的流动横截面。

在测量范围的上游，管路区段优选具有过滤筛。该过滤筛例如可以布置在支路部位上，在该支路部位上，管路区段从主管路分支出来。通过过滤筛可以使相应最小尺寸的固体颗粒保持远离管路区段。由此能够防止管路区段的堵塞。

在所述装置的另外的优选的实施方式中，所述支路通过第一开口和第二开口通入到所述主管路中，其中，所述第一开口和所述第二开口在高度方向上彼此间隔地布置。

高度方向涉及装置在常规使用中的取向。通过各开口的在高度方向上的间距，布置在更下面的开口可以容易地用于管路区段中的液态成分，而气态成分可以容易地通过开口中的上开口返回到主管路中。通过该分离，液态成分可以特别不受干扰地在管路区段的下部区域中流动。因此能够以特别高的测量精度分析清洁流体。这尤其在优选的设计方案中是这种情况，在该设计方案中光源单元和探测单元布置在管路区段的下半部的高度上。特别优选地，光源单元和探测单元布置在管路区段下方。这分别涉及光源单元和探测单元在高度方向上的布置。

在该装置的另外的优选的实施方式中，光源单元包括热电子发射源。

热电子发射源发出连续波长光谱。此外，这些热电子发射源是相对有利的。优选地，该热电子发射源是卤素灯。这种卤素灯具有高的和指向性的强度。

作为本发明的另一方面，提出一种挤奶设备。该挤奶设备包括：

·挤奶器件，

·与所述挤奶器件连接的清洁流体源，

·用于分析来自清洁源的清洁流体的装置，包括：

·用于所述清洁流体的管路区段，

·光源单元，所述光源单元将光发出到所述管路区段中，

·用于光谱分辨地检测从所述管路区段出射的光的探测单元，

并且尤其是包括：

·评估单元，所述评估单元被设置成，根据所述探测单元的信号对所述清洁流体在内容物方面进行分析。

该装置的所描述的优点和特征可应用和转用到挤奶设备上，并且反之亦然。包含在挤奶设备中的装置优选如前述装置那样构造。

挤奶设备优选用于母牛的挤奶。挤奶器件优选被构造为挤奶工具。优选地，挤奶设备具有奶罐，该奶罐通过管路区段与挤奶器件连接。挤奶设备优选包括多个与奶罐连接的挤奶器件。为了防止奶的污染，挤奶器件和连接到其上的管路被定期清洁。在此使用清洁流体，在清洁流体穿流该装置的管路区段期间，该清洁流体可以利用所描述的装置来分析。清洁流体通过清洁流体源提供。清洁流体源可以例如是清洁流体罐。相应地，管路区段优选是被确定用于被奶穿流的管路的一部分。该管路可以是挤奶器件的一部分，从而该装置相应地同样可以是挤奶器件的一部分。备选地，该管路可以连接到挤奶器件上。在这种情况下，该装置不是该挤奶器件的一部分。作为另外的备选方案，管路区段可以是输入管路的一部分，经由该输入管路，清洁流体可以被引入到被确定成被奶穿流的管路中。输入管路不被确定成被奶穿流。这涉及任何时间点。在清洁过程中，清洁流体代替奶穿流待清洁的管路。在任何情况下，尽可能地避免清洁流体与奶之间的接触。

利用所描述的装置可以附加地分析奶的内容物。在此，能够检查奶中的清洁流体的残余物或者清洁流体的各组成部分。这意味着更大的安全性以防奶的污染。通常可以检查奶的内容物、如油脂、蛋白质和乳糖或污染物、如抗生素、稀释剂、清洁剂或水。也可以确定奶中是否包含固体颗粒、薄片、泡沫和气泡。分析可以在于，在不量化物质的情况下，在特定物质的存在与不存在之间进行区分。因此可以确定奶是否被污染。备选地或附加地，例如可以确定奶具有哪种脂肪含量。不存在特定的内容物尤其能够通过如下方式确定，即该内容物不以借助该装置能测量的量存在于奶中。例如可以对奶是否包含血液和/或尿素来检查奶。然后可以将被血液和/或尿素污染的奶剔除，优选在该奶与其他奶混合之前。此外，奶中的血液可以指示奶所来自的动物的损伤。由于法律要求，可能要抛弃这种奶。如果识别到血液，则相应的动物可以经受检查，以便验证动物的健康状态。此外，分析可以在于定量内容物。因此例如可以确定蛋白质、油脂和/或乳糖的份额。

为了分析清洁流体和奶，该装置可以使用不同的评估算法。在此，可以自动化地在清洁流体和奶的分析之间进行切换，例如通过探测清洁流体中或奶中的特定内容物。

挤奶设备优选具有奶罐。奶罐可以通过管路区段与挤奶器件连接。这意味着，奶罐和挤奶器件之间的连接部包括管路区段。然而，管路区段不必从奶罐延伸到挤奶器件。甚至优选的是，在挤奶器件与奶罐之间布置有另外的元件，例如奶闸。同样不需要奶罐和挤奶器件仅通过管路区段相互连接。甚至优选的是，主管路与奶罐和挤奶器件连接，并且管路区段布置在支路中，该支路从主管路中分支出来并且该支路又通入主管路中。

例如可以如此布置管路区段，使得可以分析特定乳头的奶。优选地，在这种情况下为每个乳头分别设置一个装置，从而能够针对单独乳头地分析动物的奶。在牛的情况下，这种分析也可以被称为四分之一个体。利用这些装置可以分析清洁流体，该清洁流体用于清洁相应的管路。因此可保证，充分地清洁通往每个乳头的管路。备选地或附加地，具有管路区段的装置可以布置在奶收集件的下游，从而可以针对动物单独地分析奶或可以按照挤奶台地分析在管路中的清洁流体。因此能够按照挤奶台地确定清洁效率。备选地或附加地，可以在挤奶台与奶罐之间布置具有管路区段的装置。备选地或附加地，具有管路区段的装置能够布置在多个挤奶台的奶的合并部的区域中。备选地或附加地，具有管路区段的装置可以直接布置在奶罐处。也可以想到，具有管路区段的装置布置在自动清洁机和挤奶台之间。在用于不可通行的奶的管路中也可以布置具有管路区段的装置。

管路区段优选能够截止。独立于相应截止阀的部位来判断奶罐通过管路区段与挤奶器件连接。因此通过闭合截止阀，管路区段不会失去其如下特性，即奶罐通过该管路区段与挤奶器件连接。

作为本发明的另一方面，提出一种用于运行挤奶设备的方法。该方法包括：

a)将光导入所述挤奶设备的由清洁流体穿流的管路区段中，

b)光谱分辨地探测从所述管路区段出射的光，

c)借助于根据步骤b)探测的光来对所述清洁流体在内容物方面进行分析。

装置和挤奶设备的所描述的优点和特征可以应用和转用到该方法上，并且反之亦然。该方法优选地使用所描述的装置、并且尤其使用所描述的挤奶设备来执行。该装置和挤奶设备优选适于执行所描述的方法。

步骤a)至c)分别执行一次就足够了。由此可以获得快照。然而优选的是，步骤a)至c)分别多次执行。因此可以记录一系列光谱并且分别进行评估。因此清洁流体尤其可以在恒定的时间间隔中被分析。由此可以检测在清洁过程期间的时间发展。因此尤其能够覆盖不同的清洁过程，例如预冲洗、主清洁和再冲洗。优选在每个清洁过程期间分别记录和评估多个光谱。

分析可以连续或不连续地进行。连续分析在此可理解为，在相继的测量时间中记录和分析相应的光谱。每次测量的测量时间优选为1至2秒。不连续的测量应理解为，在时间上彼此间隔开的测量时间中记录和分析相应的光谱。在该情况下，每次测量的测量时间也优选为1至2秒。在此，测量的频率可以是恒定的或可变的。分析可以在清洁之前、期间或之后进行。因此例如可以在清洁期间分析在待清洁的管路中的清洁流体。

清洁剂用于清洁挤奶器件和/或挤奶设备的管路。这些管路被确定用于奶。在清洁期间，清洁流体而不是奶穿流管路。奶和清洁流体不会相互接触。所述管路区段可以是这种管路的一部分或者是通入确定用于奶的管路中的输入管路的一部分。清洁可以包括不同的清洁过程，例如预冲洗、主清洁、中间清洁和再冲洗。主清洁可以包括冷的清洁过程和热的清洁过程。清洁流体可以是酸性、中性或碱性。尤其在不同的清洁过程中可以使用不同的清洁流体。

在该方法的优选实施方式中，在步骤c)之前通过机器学习创建评估算法，其中，在步骤c)中在使用所述评估算法的情况下分析所述清洁流体。

为了创建评估算法，将探测单元的信号与相应的参考值一起供应给机器学习程序。参考值可以通过如下方式来获得：即，如所描述的那样分析的清洁流体附加地例如通过实验室检验得以分析。在此识别探测单元的信号的特征与参考值之间的模式。

机器学习程序可以是单独机构的一部分。尤其，机器学习程序可以安装在不是本文描述的装置的一部分的计算机上。机器学习程序例如也可以安装在开发工具上。

评估算法可以利用单独机构创建并且随后——只要该装置具有评估单元就——被传输给评估单元。备选地，利用单独机构创建的评估算法可由该单独机构传输到用于分析清洁流体的服务器处。为此在单独机构和评估单元或服务器之间不需要持久的接触。探测单元的信号可以以各种方式(例如通过互联网或通过电缆连接)传输到单独机构上。如果该装置具有评估单元，那么所创建的评估算法可以相同的方式传输给评估单元。单独的机构可以在空间上与评估单元分开或者与该评估单元一起布置在共同的壳体中。

评估算法可以通过机器学习由评估单元或用于分析清洁流体的服务器本身来创建或改变，例如通过使用人工智能。

一次性创建评估算法就足够了。因此例如可以在学习阶段中利用分别相应的参考值来处理探测单元的多个信号。优选的是，尤其是以规律的时间间隔再修改评估算法。为此，可以在新的学习阶段中创建新的评估算法或者更新到迄今的评估算法。所描述的挤奶设备优选包括用于由探测单元的信号和相应的参考值来创建评估算法的机构。该机构优选具有机器学习程序。评估单元在该情况中被设置成用于，在应用评估算法的情况下借助于探测单元的信号来分析清洁流体。作为该机构也考虑服务器，该服务器同时被用于清洁流体的分析。

在本方法的另外的优选实施方式中，在步骤c)中求取管路区段的填充水平。

管路区段的填充水平可给出关于是否足够地使用了清洁流体来清洁的说明。因此能够确保足够的清洁。因此尤其可识别管路区段的壁是否完全被清洁流体润湿。此外，可以自动地识别在哪个时间点进行清洁。

在另外的优选的实施方式中，该方法还包括：d)借助在步骤c)中求取的结果改变所述清洁流体的化学组成。

在该实施方式中，分析的结果被用于反馈。因此清洁流体的组成可被调节到一个或多个预设的额定值上。如果在步骤c)中求取的组成与额定值有偏差，则可以进行相应的校正。在此，不必对与也已经被分析的清洁剂的相同的部分执行校正。因此例如能够从清洁流体源出发引导清洁剂的连续的流穿过管路区段并且在此进行分析。在清洁流体源和待清洁的管路之间在不被确定成被奶穿流的管路区段中进行该分析。如果清洁流体是例如由水和化学清洁剂组成的混合物，则可以利用该装置确定混合效率。分析中获得的结果可用于改变由清洁流体源输出的清洁剂的组成。这可以在正在进行中的清洁期间进行或者紧接着清洁之后进行，以用于随后的清洁。备选地或附加地还可以想到改变在管路区段的下游的清洁剂的组成，使得反馈影响也已经被分析的清洁剂的部分。通过对清洁流体的分析也能够识别和/或定位例如在挤奶设备中的阀上的故障。这尤其当在多个部位处通过相应的装置分析清洁流体并且将所获得的结果与相应的预期值比较时是可能的。

在该方法的另外的优选的实施方式中，在步骤c)中确定，在清洁流体中的至少一个预设的组成部分是否超过相应的极限值。

在该实施方式中检查一种或多种特定内容物的存在或不存在。这例如对于化学的清洁剂是有意义的。在此，根据预定的极限值在存在与不存在之间区分。

在方法的另外的优选实施方式中，改变在步骤c)中使用的评估算法。

在该实施方式中，清洁流体的所描述的分析首先利用第一评估算法且接下来利用第二评估算法来进行。评估算法例如可以通过软件更新从第一评估算法改变为第二评估算法。第一评估算法和第二评估算法彼此不同，例如在清洁流体的可探测的内容物方面和/或在可实现的测量精度方面。

在本方法的另外的优选实施方式中，周期地执行以下步骤：

A)在管路区段中收集清洁流体，

B)根据步骤a)至c分析位于管路区段中的清洁流体，

C)从管路区段中排出在步骤B)中分析的清洁流体。

在该实施方式中，管路区段中的清洁流体被不连续地分析。为此，将清洁流体导入到管路区段中并且将管路区段截止，使得清洁流体聚集在管路区段中(步骤A))。这例如可以通过闭合管路区段下游的截止阀来进行。一旦期望量的清洁流体在管路区段中聚集，那么可以分析该清洁流体(步骤B))。这可以特别可靠地进行，因为清洁流体在测量时处于静止。步骤B)优选在步骤A)结束之后才开始。测量时间优选在0.5秒至5秒之间，尤其是在1秒至2秒之间。在测量时间期间，优选地将管路区段截止。清洁流体相应地在测量时间上处于静止。在分析之后，清洁流体可以从管路区段中导出(步骤C))。为此，例如可以再次打开截止。步骤C)优选在步骤B)结束时才开始。然后重复步骤A)至C)。在此，一个周期的步骤C)可以与下一个周期的步骤A)重合。因此通过将在接下来的周期中待分析的清洁流体引入到管路区段中，可将所分析的清洁流体从管路区段中导出。

如果改变在步骤c)中使用的评估算法，则这在该实施方式中优选在两个周期之间进行。

附图说明

下面借助附图更详细地阐述本发明。附图示出特别优选的实施例，然而本发明不限于这些实施例。附图和其中呈现的尺寸比例只是示意性的。示出：

图1：根据本发明的挤奶设备的第一实施方式，

图2：根据本发明的挤奶设备的第二实施方式，

图3：根据本发明的用于分析清洁流体的装置的第一实施方式，

图4a、4b：根据本发明的用于分析清洁流体的装置的第二实施方式，

图5：根据本发明的用于分析清洁流体的装置的第三实施方式，

图6：根据本发明的挤奶设备的第三实施方式，

图7：根据本发明的用于分析清洁流体的方法的第一流程图，

图8：根据本发明的用于分析清洁流体的方法的第二流程图，

图9：根据本发明的用于分析清洁流体的方法的第三流程图。

具体实施方式

图1示出具有挤奶器件11和奶罐12的挤奶设备10。

挤奶器件11通过主管路7与奶罐12连接。与主管路7并联地设置有支路3，该支路从主管路7中分支出来并且该支路再次通入到主管路7中。在挤奶时，来自挤奶器件11的奶可以经由主管路7和支路3引导到奶罐12中。在挤奶过程之后，挤奶器件11、主管路7和支路3可以用清洁流体清洁。为此，清洁流体例如可以在挤奶时奶进入的地方被引入到挤奶器件11中。为了使清洁流体不与奶罐12中的奶接触，清洁流体在奶罐12的上游通过(未示出的)出口从主管路7排出。在支路3的管路区段2中，在清洁过程期间可分析清洁流体。在挤奶期间可以使用相同的装置1分析挤出的奶。挤奶器件11通过支路3并就此而言通过管路区段2与奶罐12连接。为了分析清洁流体，挤奶设备10具有卤素灯作为光源单元4，该光源单元将具有连续波长光谱的光发出到管路区段2中。此外，挤奶设备10具有探测单元5，用于光谱分辨地检测从管路区段2中出射的光。探测单元5与评估单元6连接，所述评估单元被设置成，根据所述探测单元5的信号对所述清洁流体在内容物方面进行分析。当清洁流体或奶从挤奶器件11出发被引导穿过管路区段2时，能够对清洁流体或奶进行分析。在分析时例如可以确定，清洁流体是否具有足够浓度的化学清洁剂。管路区段2、光源单元4、探测单元5和评估单元6形成用于分析清洁流体的装置1。

图2示出挤奶设备10，该挤奶设备类似于图1中的挤奶设备。仅仅是这里光源单元4和探测单元5布置在管路区段2的彼此相对的侧面上。因此，根据图2可以测量光的吸收，而根据图1可以测量反射。

图3示出根据图1或图2的挤奶设备10的第一实施方式的一部分。由于在图1和图2中仅示意性的呈现，所以可以构造根据图1和图2的挤奶设备10的不同实施方式。在此示出具有支路3的主管路7。光源单元4和探测单元5被布置成，使得能够在支路3的一部分中分析清洁流体或奶。支路3形成管路区段2。支路3通过第一开口8和第二开口9通入主管路7中。第一开口8在高度方向z上布置得比第二开口9更高。气态成分可以通过第一开口8从支路3进入主管路7中，而液态成分可以通过第二开口9从支路3进入主管路7中。

图4a和图4b示出根据图1或图2的挤奶设备10的第二实施方式的一部分。示出主管路7，该主管路在该视图中从左向右被穿流。在该设计方案中，支路3中的管路区段2可截止。为此设置截止元件13。在图4a中该截止元件闭合。由此，清洁流体或奶能够在管路区段2中聚集并且在其中被分析。在分析结束之后，可以打开截止元件13并且可以将所分析的清洁流体或所分析的奶从管路区段2中导出。同时，新的清洁流体或新的奶可以流入到管路区段2中。通过再次闭合该截止元件13，可以将该新的清洁流体或该新的奶聚集在该管路区段2中。这些步骤可以周期性地重复。

图5示出根据图1或图2的挤奶设备10的第三实施方式的一部分。示出主管路7，该主管路在这里包括旋流几何结构15，并且该主管路连接在用于橡胶乳头的阀14上。阀14是挤奶器件11的一部分。

图6示出具有挤奶器件11的挤奶设备10。挤奶器件11例如具有四个奶杯16。可以将挤出的奶通过奶收集件17从奶杯16导入到挤奶管路19中。通过挤奶管路19可以将奶经由奶闸18和分配器20导入到奶罐12中。在奶闸18的上游存在用于挤奶的真空。在奶闸18的下游不存在真空。在挤奶时分配器20被设定成，使得挤奶管路19与奶罐12连接。奶罐12可以与多于一个所示出的挤奶器件11连接。

挤奶设备10的管路能够借助清洁流体来清洁。为此，如果不发生挤奶过程，清洁流体从作为清洁流体源22的清洁流体罐经由输入管路23被引入到挤奶杯16中。清洁流体可以通过奶杯16、奶收集件17、挤奶管路19、奶闸18到达分配器20并且在此时发挥清洁效果。清洁流体可以从分配器20经由排流部21被清除或者被送回到清洁流体源22。

清洁流体可利用装置1来分析。装置1的所绘出的位置是示例性的。挤奶设备10具有所绘出的装置1中的任何一个装置就足够了。挤奶设备10也可以具有多个所绘出的装置1或者还有所有绘出的装置1的任意组合。此外，挤奶设备10在另外的部位处可以具有一个或多个装置。一个或多个挤奶设备10可以连接在清洁流体源上。

利用装置1可以分析清洁流体。在此获得的信息可以被记录用于记录目的和/或被用于反馈。因此利用装置1所求取的数据例如可以被传输给(为了清楚起见未示出的)服务器。借助于服务器可以借助于这些数据例如通过改变清洁流体的组成来干预清洁过程。例如输入管路23中的装置1可用于将清洁流体的组成调节到预设的额定值上。利用在奶闸18与分配器20之间的装置1能够在清洁挤奶器件11之后分析清洁流体。例如根据在此获得的信息能够判断，是否能够将用作清洁流体的水导入到排流部21中。

图7图示用于运行挤奶设备10的方法，该方法可以利用先前示出的装置1和挤奶设备10来执行。该方法包括：

a)将光导入由清洁流体穿流的管路区段2中，

b)光谱分辨地探测从所述管路区段2出射的光，

c)借助于根据步骤b)探测的光来对所述清洁流体在内容物方面进行分析。

图8示出图7中的方法的实施方式，其中，改变评估算法。在该实施方式中，清洁流体的所描述的分析首先利用第一评估算法且接下来利用第二评估算法来进行。

图9示出图7中的方法的另外的实施方式，其中，周期地执行以下步骤：

A)在管路区段2中收集清洁流体，

B)根据步骤a)至c分析位于管路区段2中的清洁流体，

C)从管路区段2中排出在步骤B)中分析的清洁流体。

附图标记列表

1 装置

2 管路区段

3 测量范围

4 光源单元

5 探测单元

6 评估单元

7 主管路

8 第一开口

9 第二开口

10 挤奶设备

11 挤奶器件

12 奶罐

13 截止元件

14 阀

15 旋流几何结构

16 奶杯

17 奶收集件

18 奶闸

19 挤奶管路

20 分配器

21 排流部

22 清洁流体源

23 输入管路

z 高度方向

Claims (10)

1.一种用于分析清洁流体的装置(1)，所述装置包括：

·用于所述清洁流体的管路区段(2)，

·光源单元(4)，所述光源单元将光发出到所述管路区段(2)中，

·用于光谱分辨地检测从所述管路区段(2)出射的光的探测单元(5)，

并且尤其是包括：

·评估单元(6)，所述评估单元被设置成，根据所述探测单元(5)的信号对所述清洁流体在内容物方面进行分析。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，所述装置还具有主管路(7)，其中，所述管路区段(2)从所述主管路(7)分支出来并且通入到所述主管路(7)中。

3.根据权利要求2所述的装置(1)，其中，所述管路区段(2)经由第一开口(8)和第二开口(9)通入所述主管路(7)中，并且所述第一开口(8)和所述第二开口(9)在高度方向(z)上彼此间隔地布置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其中，所述光源单元(4)包括热电子发射源。

5.一种挤奶设备(10)，所述挤奶设备包括：

·挤奶器件(11)，

·与所述挤奶器件连接的清洁流体源(22)，

·用于分析来自清洁源(22)的清洁流体的装置(1)，所述装置包括：

·用于所述清洁流体的管路区段(2)，

·光源单元(4)，所述光源单元将光发出到所述管路区段(2)中，

·用于光谱分辨地检测从所述管路区段(2)出射的光的探测单元(5)，

并且尤其是包括：

·评估单元(6)，所述评估单元被设置成，根据所述探测单元(5)的信号对所述清洁流体在内容物方面进行分析。

6.根据权利要求5所述的挤奶设备(10)，其中，所述装置(1)根据权利要求1至4中任一项构造。

7.一种用于运行挤奶设备(10)的方法，所述方法包括：

a)将光导入所述挤奶设备(10)的由清洁流体穿流的管路区段(2)中，

b)光谱分辨地探测从所述管路区段(2)出射的光，

c)借助于根据步骤b)探测的光来对所述清洁流体在内容物方面进行分析。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤c)之前，通过机器学习创建评估算法，并且在步骤c)中在使用所述评估算法的情况下分析所述清洁流体。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在步骤c)中求取所述管路区段(2)的填充水平。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，所述方法还包括：

d)借助在步骤c)中求取的结果改变所述清洁流体的化学组成。