DE10105927A1

DE10105927A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eines fließenden, schäumenden Fluidstroms, insbesondere eines Milchstroms

Info

Publication number: DE10105927A1
Application number: DE10105927A
Authority: DE
Inventors: Peter Kaever
Original assignee: Westfalia Landtechnik GmbH
Current assignee: GEA Farm Technologies GmbH
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-09-05
Also published as: WO2002065063A1; US20040194553A1; EP1358449A1

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung eines Fluidstroms auf Basis einer Übergangswiderstandsmessung vorgestellt, die im Durchfluß arbeitet und einen hohen Grad an Präzision und Robustheit aufweist und sich durch geringe Anschaffungskosten, einfachen nachträglichen Aufbau und einfache Reinigung auszeichnet. Hierbei wird eine Höhenabtastung des Fluidstroms z. B. durch segmentierte Elektroden oder optische Systeme mit Höhenauflösung vorgenommen, wobei zur effizienten Nutzung der Messeinrichtung lediglich ein Teil der Höhensegmente abgetastet werden muss. Die abzutastenden Höhensegmente leiten sich aus Vergangenheitswerten der Abtastung sowie aus einem Referenzprofil ab, das beispielsweise die Anzahl der im Fluidstrom enthaltenen Phasen beinhaltet.

Description

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung eines Ist-Profils der übereinander geschichteten Phasen eines fließenden, schäumenden Fluidstroms sowie auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Massestroms eines fließenden, schäumenden Fluidstroms, insbesondere eines Milchstroms.

Mit zunehmender Technisierung der Milchviehhaltung besteht ein erhöhtes Interesse an der Bestimmung der tierindividuellen Milchmengen sowie der von einer Herde abgegebenen Milchmenge. Aus der Kenntnis der abgegebenen Milchmengen während einzelner Melkvorgänge bzw. über bestimmte Zeiträume, ist ein verbessertes Herdenmanagement möglich. Deshalb ist eine tierindividuelle Bestimmung der ermolkenen Milchmenge während eines jeden Melkvorgangs von Interesse. Eine genaue Wägung der Milch ist jedoch technisch sehr aufwendig und bei Mehrplatzmelkanlagen schwierig umzusetzen.

Es sind daher unterschiedliche Konzepte zur Bestimmung der Masse der ermolkenen Milch entwickelt worden. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Bestimmung der Masse der ermolkenen Milch durch eine Volumenmessung. Die hierzu vorgesehenen Geräte weisen eine Meßkammer auf, bei denen entweder die Masse des Inhalts mittels Kippwagen oder das Volumen mittels Schwimmer bzw. Fühlerelektroden bestimmt wird. Geräte, bei denen die Unterteilung des Milchstroms in kleine Portionen, deren Volumen oder Masse bestimmt wird, halten den Zufluß zur Meßkammer ständig geöffnet, und ein Ventil kontrolliert lediglich die Entleerung.

Des weiteren sind Einrichtungen bekannt, mit deren Hilfe die Masse der Milch im freien Durchfluß bestimmt werden soll. Diese Vorrichtungen verwenden Ultraschall- oder Infrarotsensoren und verengen den Querschnitt der Leitung stark und/oder segmentieren den Fluidstrom mehrfach. Hierbei tritt die Problematik einer proportionalen Abscheidung eines Teilstroms mit hoher Genauigkeit auf Bislang verfügbare Meßgeräte auf Basis einer Leitwertmessung besitzen eine geringe Genauigkeit. Weiter gibt es Geräte, die durch binäre Auswertung des Sensorsignals den Fluidstrom bestimmen. Die Genauigkeit der Geräte, die nach der zweiten Methode arbeiten, hängt stark von externen Parametern wie Anbringung, Dynamik des Fluidstroms, Druck und anderen Parametern ab.

Geräte, die nach der ersten Methode arbeiten, weisen den Nachteil auf, daß der Fluidstrom zum einen nicht kontinuierlich gemessen wird und zum anderen, daß durch die komplexere Bauweise eine sorgfältige Reinigung der einzelnen Bestandteile notwendig ist.

Bei Geräten, die im Durchfluß arbeiten und deren Querschnitt der Leitung sich verengt bzw. der Fluidstrom mehrfach segmentiert wird, ergibt sich eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber Verschmutzungen und schlechtere Reinigungs möglichkeiten. Der beispielsweise in der US 5,083,459 beschriebene Strommesser führt zwar eine Übergangswiderstandsmessung durch, arbeitet aber mit einer Meßkammer, in der sich das Fluid staut, so daß die Reinigung des Geräts aufwendig ist.

Geräte mit binärer Auswertung des Fluidstroms sind mit prinzipbedingten Ungenauigkeiten behaftet. Die starke Abhängigkeit von Anlagenparametern, wie zum Beispiel die Vakuumhöhe, ist bei der Einstellung vor Ort ein weiterer Nachteil. Bei Verwendung alternativer, aufwendiger physikalischer Verfahren auf Basis der Corioliskraft oder Magnetresonanz treten hohe Kosten auf.

Problematisch bei der Bestimmung der Masse der Milch ist, daß Milch ein stark schäumendes Fluid ist, so daß eine relativ hohe Meßunsicherheit bezüglich der Masse der schäumenden Milch besteht. Dieses Problem ist bekannt und in der EP 0 315 201 A2 beschrieben worden.

Zur Lösung dieses Problems wird nach der EP 0 315 201 A2 vorgeschlagen, daß das gesamte Profil der schäumenden Flüssigkeit bestimmt wird. Hierbei wird berücksichtigt, daß sich die spezifische Dichte des Flüssigkeits-/Luftgemisches in Abhängigkeit von der Höhe ändert. Zur Messung der spezifischen Dichte der schäumenden Flüssigkeit auf den verschiedenen Höhenniveaus wird auf einer im wesentlichen entgaste Flüssigkeit enthaltenden Bezugsmeßstrecke ein Bezugsmeßwert gemessen. In Abhängigkeit davon, ob ein in Luft gemessener entsprechender Meßwert größer oder kleiner als der auf dieser Bezugsmeßstrecke erhaltene Bezugsmeßwert ist, wird für jedes Höhenniveau eine Verhältniszahl entsprechend dem Verhältnis aus dem Bezugswert und dem Meßwert auf diesem Höhenniveau bzw. dem Kehrwert des Verhältnisses gebildet. Gegebenenfalls kann entsprechend einer vorgegebenen Kalibrierung eine korrigierte Verhältniszahl, die für entgaste Flüssigkeiten gleich 1 und für Luft im wesentlichen gleich null ist, gebildet werden. Jede Verhältniszahl wird mit dem Wert für die spezifische Dichte der entgasten Flüssigkeit multipliziert. Das Ergebnis dieser Multiplikation liefert die spezifische Dichte der schäumenden Flüssigkeit. Zur Bestimmung der Masse einer schäumenden Flüssigkeit werden die Volumina bestimmt, und diese Volumina mit der spezifischen Dichte der schäumenden Flüssigkeit multipliziert.

Die Bestimmung der Meßwerte erfolgt nach der EP 0 315 201 A2 beispielsweise mittels einer Meßvorrichtung, die ein Gefäß aufweist, auf dessen Innenseite und in gleichen Höhenabständen übereinander mehrere einzelne und voneinander elektrisch isolierte Elektroden angeordnet sind. Den Elektroden gegenüberstehend ist eine Gegenelektrode angeordnet. An die Gegenelektrode wird eine Wechselspannung angelegt. Der Meßwert zur Bestimmung der spezifischen Dichte der geschäumten Milch erfolgt für jede Elektrode aus einem entsprechenden Spannungsabfall, der von dem zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode sich befindenden Medium abhängig ist.

Durch die EP 0 315 201 A2 ist des weiteren bekannt, daß als Meßwert auch die Lichtdurchlässigkeit auf bestimmten Höhenniveaus herangezogen werden kann.

Problematisch bei der durch die EP 0 315 201 A2 bekannten Verfahrensführung und Vorrichtung ist, daß bei einer Bestimmung der spezifischen Dichte mittels örtlich auflösender Messsonden zur Gewinnung der Höhe der Flüssigkeit eine große Anzahl von Meßwerten aufgenommen werden muß. Diese Notwendigkeit verstärkt sich bei zeitlich stark veränderlichen Milchflüssen, so dass das dort beschriebenen Verfahren bei höheren Fließgeschwindigkeiten mit Nachteilen behaftet ist. Ein weiterer Nachteil besteht in dem Umstand, dass für im wesentlichen entgaste Flüssigkeit und für Schaum das gleiche Bewertungsschema verwendet wird, was zu einer Überbewertung des Schaumanteiles führt. Dies kann wiederum nur durch komplizierte Berechnungsvorschriften ausgeglichen werden, was die Übersichtlichkeit des Verfahrens verschlechtert und den numerischen Aufwand erheblich erhöht.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Zielsetzung zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, die eine Bestimmung eines Ist- Profils der übereinander geschichteten Phasen sowie eines Massestroms eines fließenden, schäumenden Fluidstroms, insbesondere eines Milchstroms, mit größerer Sicherheit auch bei höheren Fließgeschwindigkeiten ermöglicht.

Diese Zielsetzung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Bestimmung eines Ist-Profils der übereinander geschichteten Phasen eines Massestroms eines fließenden, schäumenden Fluidstroms mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren zur Bestimmung eines Massestroms eines fließenden, schäumenden Fluidstroms, insbesondere eines Milchstroms, mit den Merkmalen des Anspruchs 2 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Verfahren sowie der Vorrichtung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung des Ist-Profils der übereinander geschichteten Phasen eines fließenden, schäumenden Fluids, insbesondere eines Milchstroms, wird vorgeschlagen, dass die Bestimmung eines Ist-Profils I_tk und der zugehörigen Höhenniveaus H^j _tk der übereinander geschichteten Phasen P^j _tk des geschäumten Fluidstroms zu jedem Zeitpunkt t_k, mit k = 0. . .n erfolgt, wobei die Phasengrenzen ermittelt werden. Zur Bestimmung dieses Ist-Profils werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Informationen aus vergangenen Abtastzeitpunkten k - 1, k - 2, . . . verwendet. Berechnungen abgeleiteter Größen, durch die das Fluid zum jeweiligen Abtastzeitpunkt t_k, charakterisiert werden kann, erfordern daher nicht die Abtastung der Gesamtheit aller Höhenniveaus Hⁱ _tk, sondern können mit einer Untermenge arbeiten, die insbesondere die Situation an den Phasengrenzen wiedergibt. Hierbei werden vorzugsweise so viele Höhenniveaus abgetastet, dass eine Zuordnung jedes Höhenniveaus Hⁱ zu einer Phase P^j des Fluidstroms möglich ist.

Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Massestroms eines fließenden, schäumenden Fluids, insbesondere eines Milchstroms, vorgeschlagen, bei dem zu jedem Abtastzeitpunkt t_k ein Ist-Profils I_tk und die zugehörigen Höhenniveaus H^j _tk der übereinander geschichteten Phasen P^j _tk des geschäumten Fluidstroms ermittelt werden. Die Bestimmung eines zu einem späteren Zeitpunkt t_k+1 zugehörigen Ist- Profils I_tk+1 erfolgt in wenigstens einem Bereich der Höhenniveaus H^j _tk, der eine Phasengrenze PC^j _tk zweier benachbarter Phasen P^j _tk bzw. P^j+1 _tk, mindestens eines vorangegangenen Abtastzeitpunktes t_k-m umfasst. Die zu den verschiedenen Phasen P^j zugehörigen Dichten ρ^j, Höhensegmente hⁱ, Breiten bⁱ des Fluidstroms und Geschwindigkeiten v^j werden ermittelt, wobei für den Massestrom gilt:

= Σv^jρ^jhⁱbⁱ

Hierbei ist der Zeitwert des Massestromes, wobei sich die Summation über alle Höhensegmente hⁱ und Breiten bⁱ des Fluidstromes erstreckt. Der Index j in der Summation ergibt sich durch Zuordnung der Höhenniveaus auf die Phasen P^j.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann der Massendurchsatz und die Gesamtmasse eines fließenden, schäumenden Fluidstroms mit relativ hoher Genauigkeit ermittelt werden. Dadurch, daß überprüft wird, ob eine Veränderung der Höhenniveaus der Phasenübergänge der aktuellen Messung gegenüber den entsprechenden Höhenniveaus der vorhergehenden Phasenübergänge erfolgt, wird die Messung auf die den Fluidstrom charakterisierenden Merkmale begrenzt, so dass sich der Meß- und Auswertungsaufwand erheblich verringert.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Dichten (ρ^j) der verschiedenen Phasen P^j nach einem Referenzmodell eines schäumenden Fluidstroms ermittelt werden. Das Referenzmodell kann zur Dichte ρ^k jeder Phase P^k Informationen über deren Zusammenhang mit der Dichte des entgasten Fluids oder den Dichten ρ^j anderer Phasen P^j, k ≠ j enthalten. Beispielsweise kann die Dichte ρ^k einzelner Phasen P^k durch Verhältniswerte oder Berechnungen des Referenzmodells aus der Dichte ρ^j anderer Phasen P^j abgeleitet werden, die wiederum durch direkte oder indirekte Messung, Parametrierung vor Ort oder Labormessung gegeben sind.

Die Dichte ρ^k der Phase P^k kann aber auch durch direkte oder indirekte Messung, Parametrierung vor Ort oder Labormessung gegeben sein. Dabei kann die Messung der Dichte ρ^k einer Phase P^k durch Messung oder Parametrisierung einzelner oder mehrerer Höhenniveaus Hⁱ erfolgen.

Als zusätzliche Phase zur Ermittlung der Dichte ρ^k kann die Dichte ρ^e des entgasten Fluids berücksichtigt wird, die wiederum durch direkte oder indirekte Messung oder Parametrierung vor Ort oder Labormessung gegeben ist. Die Messung vor Ort kann dabei an einer anderen Stelle als der zur Bestimmung der Phasengrenzen bestimmten Stelle erfolgen.

Vorzugsweise wird wenigstens ein Referenzprofil R der auf verschiedenen Höhenniveaus H^j liegenden Phasen PR^j eines geschäumten Referenzfluids erstellt, wobei das Referenzprofil R die spezifische Dichte ρ^j oder eine zu der spezifischen Dichte ρ^j proportionale Kenngröße K^j für die einzelnen Phasen PR^j und/oder Phasenübergänge PGR^j enthält, und das Ist-Profil I_tk mit dem Referenzprofil R zur Ermittlung der spezifischen Dichte ρ^j _tk der zugehörigen Volumina V^j _tk und der Phasenübergänge PG^j _tk verglichen wird. Die Bestimmung des Referenzprofils erfolgt vorzugsweise labortechnisch, so daß genaue Daten bezüglich der Phasenübergänge, der spezifischen Dichte der einzelnen Phasen ermittelt werden können. Durch den Vergleich des Ist-Profils mit dem Referenzprofil kann in einer vereinfachten Weise die Bestimmung der wesentlichen Größen, die zur Ermittlung der Masse eines fließenden, schäumenden Fluidstroms notwendig sind, erzielt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Geschwindigkeiten v^j der verschiedenen Phasen P^j durch Messung und/oder aus einem Referenzmodell des schäumenden Fluidstroms bestimmt werden. Vorzugsweise werden hierbei die Geschwindigkeiten v^j aus Dicken d^j der Phasen P^j ermittelt. Das Referenzmodell enthält hierbei Verhältniswerte oder Berechnungsvorschriften für die Geschwindigkeiten v^j einzelner oder mehrerer Phasen P^j untereinander. Hierbei kann die Geschwindigkeit einzelner oder aller Phasen durch direkte oder indirekte Messung ermittelt werden.

Die Geschwindigkeit v^j kann aus den Dicken d^j der Phasen P^j nach dem Fließgesetz bestimmt werden. Hierbei wird die Dicke der Phasenschicht an wenigstens zwei voneinander beabstandeten Stellen abgetastet und die zu den Stellen gehörige Signale miteinander korreliert. Durch Korrelation ergibt sich der Zeitversatz Δt^j der Signale der wenigstens zwei Stellen. Aus der bekannten Streckendifferenz Δs^j zwischen den Messstellen kann die Geschwindigkeit v^j der Phase P^j gemäß

v^j = Δs^j/Δt^j

bestimmt werden.

Bevorzugt ist eine Verfahrensführung, bei der zunächst eine Bestimmung eines Ist-Profils I_k und der zugehörigen Höhenniveaus H^j _tk der übereinander geschichteten Phasen P^j _tk des geschäumten Fluidstroms zu einem Zeitpunkt t_k erfolgt, wobei die Phasengrenzen gesucht werden. Aus den Daten des Ist-Profils I_tk erfolgt die Ermittlung der spezifischen Dichte ρ^j _tk, der zugehörigen Volumina V^j _tk sowie der zugehören Phasenübergänge PG^j _tk auf den entsprechenden Höhenniveaus H^j _tk. Zu einem späteren Zeitpunkt t_k+1 erfolgt eine weitere Bestimmung des Ist-Profils I_tk+1 im Höhenbereich der vorhergehenden Phasenübergänge PG_tk-1. Nunmehr erfolgt eine Überprüfung, ob eine Veränderung der Höhenniveaus H^j _tk der Phasenübergänge PG^j _tk gegenüber den entsprechenden Höhenniveaus H^j _tk-m der vorhergehenden Phasenübergänge PG^j _tk-m vorliegt. Ergibt die Überprüfung, daß eine Veränderung der Höhenniveaus Heck der Phasenübergänge PG^j _tk der letzten Messung innerhalb eines Toleranzfeldes liegt, so wird davon ausgegangen, daß das Profil der übereinandergeschichteten Phasen gegenüber der vorhergehenden Messung unverändert ist.

Ergibt die Überprüfung, daß eine Veränderung der Höhenniveaus H_itk der Phasenübergänge PG_tk der aktuellen Messung außerhalb eines Toleranzfeldes liegt, so wird das bereits abschnittsweise bekannte Ist-Profil durch weitere Messung vervollständigt und die spezifische Dicht, die zugehörigen Volumina und die Phasenübergänge des neuen Ist-Profils ermittelt. Durch diese selektive Messung und Aktualisierung des Gesamt-Ist-Profils ist lediglich eine Aktualisierung des Ist-Profils erforderlich, was den Realisierungsaufwand bei der Messung und bei der Bewertung stark reduziert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß die Bestimmung des Ist-Profils und/oder die Überprüfung einer möglichen Änderung der Höhenniveaus der Phasenübergänge auf Basis einer Übergangswiderstandsmessung erfolgt. Die Übergangswiderstandsmessung liefert zeitaufgelöste Übergangswiderstandssignale im freien Fluidstrom. Frei bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die Messung im Fluidstrom ohne Rückstau des Fluids erfolgt. Es sind daher weder Kammern noch andere strömungshemmende Einrichtungen erforderlich, mit anderen Worten die Meßmethode ist eine wirkliche Fluid-Strommessung, die einen geringen Strömungswiderstand aufweist und benötigt nicht den Umweg über eine Druckmessung.

Die Übergangswiderstandsmessung erfolgt vorteilhafterweise zwischen mindestens zwei parallel verlaufend beabstandeten, im freien Fluidstrom teilweise stehenden Elektroden, insbesondere elektrischen Leitern. Das Übergangswiderstandssignal kann eine eindimensionale Größe sein, wie es der Fall von zwei Leitern naheliegt. Es kann aber auch eine mehrdimensionale Größe sein, wenn mehrere Leiter verwendet werden und die Übergangswiderstände zwischen den einzelnen Leitern bestimmt werden. Diese vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens hat zur Folge, daß insbesondere eine hohe Meßgenauigkeit erreicht wird. Durch diese Verfahrensführung wird eine große Robustheit gegen den Einfluß von anderen Parametern erreicht. Der Einsatz beispielsweise elektrischer Leiter führt zu einer kompakten Bauform und ermöglicht eine einfache Reinigung sowie die Anpassung an vorhandene Anlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher eine wirtschaftliche Umsetzung desselben und besitzt eine wartungsarme Arbeitsweise.

Gemäß einer noch vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Fluidstrom über eine Kante oder eine Schräge geführt wird und das Übergangswiderstandssignal zwischen den mindestens zwei parallel zueinander verlaufend beabstandeten Leitern an der Kante oder Schräge bestimmt wird. Je nach Stärke des Fluidstroms werden die Leiter verschieden stark vom Fluidstrom umspült, so daß ein geringerer Widerstand zwischen den Leitern für stärkere Fluidströme erzielt wird. In der einfachsten Ausführungsform wird durch eine geeignete Geometrie der Leiter ein proportionales Verhältnis zwischen Fluidstrom und Widerstand erzielt. Alternativ ist das Messen des Fluidstroms auch für andere Geometrien möglich, erfordert jedoch eine geeignete, gegebenenfalls nichtlineare, Umrechnung des Widerstandssignals auf den tatsächlichen Fluidstrom.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Fluidstrom wenigstens in einem Abschnitt in ein Fallrohr geführt und das Übergangswiderstandssignal dort zwischen mindestens zwei parallel zueinander verlaufend beabstandeten Leitern bestimmt. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß zum einen Meßfehler aufgrund einer zeitlich verändernden Viskosität des Fluids und zum anderen Schwankungen der Geschwindigkeit des Fluidstroms weniger ins Gewicht fallen. Eine genaue Bestimmung der Stärke des Fluidstroms kann damit direkt aus einer einfachen Querschnittsmessung des Fluidstroms, wie sie durch mindestens zwei elektrische Leiter realisiert wird, erfolgen.

Vorzugsweise erfolgt die Messung mittels segmentierter Elektroden. Alternativ oder zusätzlich zu Elektroden kann auch eine Bestimmung des Ist-Profils auf der Basis einer optischen Messung erfolgen. Die optische Messung kann dabei durch optische Elemente mit örtlich integrierten Auswertung erfolgen. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Linsensysteme. Vorzugsweise erfolgt die Messung durch die Verwendung integrierter Mittel mit optisch auflösender Messung. Bei den Mitteln handelt es sich vorzugsweise um CCD Elemente.

Vorzugsweise wird der Leitwert des Fluids zeitaufgelöst gemessen. Hiermit können zeitliche Schwankungen des Übergangswiderstandssignals aufgrund von Schwankungen des Leitwerts des Fluids, wie sie im Fall von Milch durch eine sich zeitlich verändernde Zusammensetzung der Milch innerhalb eines Gemelks hervorgerufen werden, festgestellt und bei der Bestimmung des Fluidstroms aus dem Übergangswiderstandssignal berücksichtigt werden. Vorteilhafterweise werden sowohl der Leitwert des Fluids in der rein flüssigen Phase als solche als auch der Leitwert des Fluids in der Flüssigkeits-Gas-Phase gemessen.

Die Übergangswiderstandsmessung und/oder die Leitwertmessung des Fluids erfolgt mittels eines Wechselstroms. Dieses hat zum Vorteil, daß elektrolytische Ablagerungen an den Meßelektroden, die zu einer Überspannung und damit zu verfälschten Meßergebnissen führen, vermieden werden.

Zu einer noch weiteren quantitativen Verbesserung der Bestimmung der Masse eines fließenden, schäumenden Fluids wird vorgeschlagen, daß zunächst die Konformität des Fluidstroms mittels einer Konformitätseinrichtung hergestellt wird. Die Aufgabe der Konformitätseinrichtung besteht im wesentlichen darin, den Fluidstrom zu beruhigen. Die Konformitätseinrichtung kann auch zusätzliche Aufgaben übernehmen. Sie kann beispielsweise dazu dienen, die Anzahl der übereinander geschichteten Phasen zu reduzieren, so daß das Feld der Höhenniveaus und somit der durchzuführenden Meßvorgänge reduziert wird, ohne daß eine Verringerung der Genauigkeit der Bestimmung der Masse des fließenden, schäumenden Fluidstroms erzielt wird.

Gemäß einem weiteren erfinderischen Gedanken wird eine Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eines fließenden, schäumenden Fluids, insbesondere eines Milchstroms, vorgeschlagen, die eine Meßeinrichtung zur Bestimmung eines Ist- Profils und der zugehörigen Höhenniveaus der übereinander geschichteten Phasen des geschäumten Fluidstroms zu vorgegebenen Zeitpunkten aufweist. Die Vorrichtung hat auch eine Speichereinheit, in der die für das Ist-Profil signifikanten Daten gespeichert werden. Zur Auswertung der für das Ist-Profil relevanten Größen, insbesondere der spezifischen Dichte, der zugehörigen Volumina und der Phasenübergänge, ist eine Auswerteeinheit vorgesehen. Mittels einer Vergleichseinheit erfolgt eine Überprüfung, ob eine Veränderung der Höhenniveaus der Phasenübergänge der aktuellen Messung gegenüber den entsprechenden Höhenniveaus der vorhergehend ermittelten Phasenübergänge vorliegt. Des weiteren hat die Vorrichtung eine Steuereinheit, die mit der Vergleichseinheit und der Meßeinrichtung elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit die Meßeinrichtung zu vorgegebenen Zeitintervallen in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs so ansteuert, dass eine Messung wenigstens im Höhenbereich der vorhergehend ermittelten Phasenübergänge erfolgt. Zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms ist eine spezielle Einrichtung oder ein Korrelationsverfahren vorgesehen.

Dies erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeiten in einem fließenden, schäumenden Fluidstrom, insbesondere eines Milchstroms, hat den Vorteil, daß mit relativ einfachen Mitteln und mit einer hohen Genauigkeit die Bestimmung der Geschwindigkeit erreicht wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß stromaufwärts der Meßeinrichtung eine Konformiereinrichtung für den Fluidstrom vorgesehen ist. Durch die Konformiereinrichtung wird eine Vergleichmäßigung des Fluidstroms erzielt, so daß die Rahmenbedingungen der Messung sich vereinfachen und sich der Aufwand verringert.

Die Meßeinrichtung wird nach einer Ausgestaltung des Verfahrens durch wenigstens ein Widerstandsmeßgerät gebildet, das mindestens zwei beabstandete elektrische Leiter aufweist, wobei das Widerstandsmeßgerät den zeitaufgelösten Übergangswiderstand zwischen den beabstandeten elektrischen Leitern bestimmt, die so vorzugsweise im freien Fluidkanal angeordnet sind, daß sie beide stets von dem Fluidstrom teilweise umspülbar sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung werden die Leiter parallel zueinander verlaufend beabstandet an einer Kante oder einer Schrägen angeordnet. Hierbei ist es unerheblich, ob sie senkrecht, waagerecht, schräg oder seitlich zum Fluidstrom verlaufen, entscheidend ist, daß sie die Oberfläche des Fluidstroms durchkreuzen, so daß die Schwankungen der Höhe des Fluidstroms, die gerade das Maß für die Stärke des Fluidstroms sind, vom Widerstandssignal erfaßt werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung werden die Leiter parallel zueinander verlaufend beabstandet in einem Fallrohr angeordnet. Diese Anordnung hat zum Vorteil, daß der Einfluß der zeitlich verändernden Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, der Leitfähigkeit sowie der Einfluß einer sich zeitlich verändernden Viskosität minimiert wird.

Zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms wird neben einer direkten Messung oder der Verwendung eines nachgeordneten Fallrohres vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zwei in Strömungsrichtung des Fluidstroms hintereinander angeordnete Meßeinrichtungen aufweist, die mit einer Korrelationseinheit verbunden sind. Durch Korrelation der aus den Meßeinrichtungen ermittelten Daten und in Kenntnis des Abstandes zwischen den Meßeinrichtungen kann durch Korrelation der Meßergebnisse die Bestimmung der Fließgeschwindigkeit erreicht werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch und im Schnitt übereinander geschichtete Phasen eines Referenzfluids,

Fig. 2 schematisch ein Diagramm der Abhängigkeit einer spezifischen Dichte vom Höhenniveau des Referenzfluids,

Fig. 3 eine Momentaufnahme eines Fluidstroms im Querschnitt,

Fig. 4 schematisch ein Diagramm der spezifischen Dichte in Abhängigkeit vom Höhenniveau des Fluids,

Fig. 5 schematisch eine erste Ausgestaltung der Vorrichtung zur Messung eines Fluidstroms im Querschnitt,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung im Querschnitt,

Fig. 7 einen Ausschnitt der Vorrichtung nach Fig. 5 für zwei unterschiedlich große Fluidströme,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung im Querschnitt und

Fig. 9 ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Referenzfluids. Das Referenzfluid hat einen mehrschichtigen Aufbau. Es weist mehrere übereinander geschichtete Phasen PR⁴ auf. Zwischen den benachbarten Phasen liegt jeweils eine Phasengrenze PGR¹ bis PGR⁴ auf. Bei der Phasengrenze PGR⁴ handelt es sich um eine Phasengrenze zwischen einer schaumförmigen Phase PR⁴ und Luft. Die Phasengrenzen liegen auf unterschiedlichen Höhenniveaus H¹ bis H⁴. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Referenzfluids handelt es sich bei der Phase PR¹ um Flüssigkeit, während bei den Phasen PR², PR³ und PR⁴ es sich um Schäume handelt, die unterschiedlicher Konsistenz sind.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Referenzprofil R in einem Diagramm. Auf der Abszisse sind die Höhenniveaus Hⁱ normiert auf das größte mögliche Höhenniveau H⁴. Auf der Ordinate ist die spezifische Dichte ρ^j bezogen auf die spezifische Dichte der Flüssigkeit des Fluids normiert. Signifikante Änderungen der spezifischen Dichte ρ^j definieren die Phasengrenzen PGR^j.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Momentaufnahme eines Fluidstroms, insbesondere eines fließenden, schäumenden Milchstroms. Der Milchstrom weist drei übereinander geschichtete Phasen PI¹ _t0, PI² _t0 und PI³ _t0 auf. Zwischen den einzelnen Phasenschichten liegen die Phasengrenzen PG¹ _t0, PG² _t0 und PG³ _t0. Diese Phasengrenzen liegen auf den entsprechenden Höhenniveaus H¹, H² bzw. H³.

Das Ist-Profil I_t0 wird zur Ermittlung der spezifischen Dichte ρ^j _t0 und der Phasenübergänge PG^j _t0 mit dem Referenzprofil R verglichen. Diesen Vergleich zeigt die Fig. 4.

Die Fig. 5 zeigt im Querschnitt eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Fluidstroms 5. Die Strömungsrichtung des Fluids wird von Pfeilen angezeigt. Zunächst wird das Fluid von einer Konformiereinrichtung 2 aufgenommen. Die Aufgabe der Konformiereinrichtung 2 ist, den Fluidstrom 5 zu beruhigen, gegebenenfalls auch um die Anzahl der Phasen zu verringern. Dieses geschieht beispielsweise mit Hilfe von speziell geformten Kammern, Löchern, Schlitzen, Netzen und/oder Abscheidevorrichtungen wie U-Rohren oder ähnlichem. Anschließend wird der Fluidstrom 5 über eine Fluidzuleitung 7 von der Konformiereinrichtung 2 zu einer Meßeinrichtung 6 zur Bestimmung des Leitwertes des Fluids geführt. Die Meßeinrichtung 6 umfaßt im wesentlichen eine Meßzelle, die zwei Elektroden 1a, 1b enthält, welche vollständig vom Fluidstrom 5 umspült den Übergangswiderstand des Fluids vorzugsweise mittels eines Wechselstroms messen. Mit Hilfe der geometrischen Abmessungen der Meßzelle und dem gemessenen Übergangswiderstandssignal läßt sich der Leitwert des Fluids bestimmen. Die Elektroden sind vorzugsweise segmentiert ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich zu den Elektorden kann auch eine Bestimmung des Ist- Profils auf der Basis einer optischen Messung erfolgen. Die optische Messung kann dabei durch optische Elemente mit örtlich integrierten Auswertung erfolgen. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Linsensysteme. Vorzugsweise erfolgt die Messung durch die Verwendung integrierter Mittel mit optisch auflösender Messung. Bei den Mitteln handelt es sich vorzugsweise um CCD Elemente.

Es ist besonders vorteilhaft, den Leitwert zeitaufgelöst zu bestimmen, da sich die Zusammensetzung des Fluids innerhalb eines Gemelkes, abhängig von der Tages- und Jahreszeit, von der Ernährung und Gesundheit des Viehs und andern Parametern stark verändern kann.

Die Leitwertmessung ist von der tatsächlichen Stärke des Fluidstroms 5 unabhängig. An die Meßeinrichtung 6 zur Bestimmung des Leitwertes schließt sich ein Fluidkanal 3 an, der einen Knick 3a aufweist, so daß der Fluidstrom 5 nach einem anfänglich waagerechten Verlauf in einem Fallrohr 3b vertikal nach unten fließt, wo er sich dann in einem nachgeordneten und in der Abbildung nicht gezeigten Gefäß ergießt. Zwei parallel zueinander verlaufend beabstandete Elektroden 1a, 1b sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 im Knick 3a angeordnet und können beispielsweise Drähte sein. Der Fluidstrom 5 umspült die beiden Elektroden 1a, 1b in der Weise teilweise, daß je nach Stärke des Fluidstroms 5 ein mehr oder weniger größerer Abschnitt der beiden Elektroden 1a, 1b vom Fluid umspült wird. Ein stärkerer Fluidstrom 5 führt zu einer breiteren Kontaktierung der beiden Elektroden 1a, 1b und dadurch zu einem geringeren Übergangswiderstand zwischen den beiden Elektroden 1a, 1b. Ein Widerstandsmeßgerät 4 mißt den Übergangswiderstand zwischen den beiden Elektroden 1a, 1b zeitaufgelöst, d. h. kontinuierlich, und gibt ein Maß für die Höhe des Fluidstroms 5 entlang der Achse der beiden Elektroden 1a, 1b. Dem Widerstandsmeßgerät 4 nachgeschaltet ist ein Mikroprozessor 8, welcher eine Ermittlung der Fluidmenge aus einem zeitaufgelösten Übergangswiderstandssignal und/oder, einem zeitaufgelösten Leitwertsignal des Fluids ermöglicht. Der Knick 3a kann, wie er hier dargestellt ist, einen Winkel von 90° aufweisen. Andere Winkel insbesondere kleiner als 90° sind jedoch ebenso möglich wie eine Rundung oder Schräge anstelle eines Knicks 3a.

An der Ausführung erkennt man, daß der Fluidkanal 3 frei ist, insbesondere keine Meßkammer enthält. Die Elektroden 1a, 1b können ebenso plattenförmig ausgebildet sein. Vorteilhaft ist, wenn die Elektroden 1a, 1b parallel zueinander verlaufend beabstandet sind, da dann zur Bestimmung des Fluidstroms 5 der Übergangswiderstand herangezogen wird. Vorteilhaft ist es auch, die Elektroden 1a, 1b in die Wand des Fluidkanals 3 zu integrieren, so daß kein zusätzlicher Strömungswiderstand auftritt und die Reinigung des Fluidkanals 3 vereinfacht sowie die Anfälligkeit der Einrichtung 6 gegenüber Verschmutzung herabgesetzt wird. Der Fluidkanal 3 selber kann einen beliebigen Querschnitt haben, bevorzugt ist jedoch ein rechteckiger Querschnitt.

Wenigstens eine der Elektroden ist im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung betrachtet segmentiert. Zum Zeitpunkt t₀ wird eine Messung durchgeführt, aus der sich das Ist-Profil I_t0 des Fluidstroms ergibt. Aus diesem Ist- Profil I_t0 und der zugehörigen Höhenniveaus Hⁱ _t0, die der Höhenlage der einzelnen Segmente der Elektrode entsprechen, können die übereinander geschichteten Phasen P^j _t0 des geschäumten Fluidstroms 5 ermittelt werden. Anhand des Ist- Profils können die spezifische Dichte ρ^j _t0 und der Phasenübergänge PG^j _t0 des Ist- Profils I_t0 sowie die Höhensegmente hⁱ und Breiten bⁱ des Fluidstromes bestimmt werden.

Nach einem vorgegebenen Zeitintervall erfolgt eine erneute Bestimmung eines Ist- Profils I_t1 im Höhenbereich der vorhergehenden Phasenübergänge PG^j _t0. Die so neu ermittelten Abschnitte des Ist-Profils I_t1 werden mit den bereits bekannten Daten des Ist-Profils I_t0 verglichen. Zeigt der Vergleich, daß die Veränderung der Phasenübergänge innerhalb eines Toleranzfeldes liegt, so wird angenommen, daß der Fluidstrom 5 zum Zeitpunkt t₁ den gleichen Schichtaufbau hat, wie zum Zeitpunkt t₁.

Liegt die Veränderung außerhalb eines Toleranzfeldes, so wird das Ist-Profil I_t1 vollständig ermittelt, wobei z. B. lediglich nur noch die Elektrodenabschnitte angesteuert werden, die genauere Informationen über die Phasengrenzen ergeben. Hieraus ergibt sich ein vollständiges Ist-Profil zum Zeitpunkt t₁, aus dem dann anschließend die zur Bestimmung der Masse notwendigen Daten ermittelt werden.

Dieser Vorgang wird während der gesamten Fließdauer des Fluidstroms 5 in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt. Durch Kenntnis der spezifischen Dichten ρ^j _tk, der Fließgeschwindigkeit und der Flußdauer kann die Masse des Fluidstroms 5 bestimmt werden. Für den Massestrom gilt:

= Σv^jρ^jhⁱbⁱ

Hierbei ist m der Zeitwert des Massestromes, wobei sich die Summation über alle Höhensegmente hⁱ und Breiten bⁱ des Fluidstromes erstreckt. Der Index j in der Summation ergibt sich durch Zuordnung der Höhenniveaus auf die Phasen P^j.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung im Querschnitt. Im Unterschied zu Fig. 5 sind die Elektroden 1a, 1b in dem Abschnitt des Fluidkanals 3 angeordnet sind, der vertikal verläuft, also im Fallrohr 3b. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß Schwankungen in der Viskosität, wie sie beispielsweise im Fall einer zeitlich veränderlichen Zusammensetzung der Milch innerhalb eines Gemelks zustande kommen, die Meßgenauigkeit der Vorrichtung nicht beeinträchtigen. Die Vertikalgeschwindigkeit des Fluidstroms 5 ist maßgeblich gegeben durch die Fallhöhe und ist im wesentlichen unabhängig von der Viskosität.

Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung nach Fig. 5 für zwei unterschiedliche Zustände: Bei einem stärkeren Fluidstrom 5a ist die Oberfläche höher als bei einem schwächeren Fluidstrom 5b. Man erkennt, daß für den stärkeren Fluidstrom 5a die Elektroden 1a, 1b entlang ihrer Achse über eine größere Höhe vom Fluid benetzt und somit kontaktiert werden.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung im Querschnitt. Hierbei sind die Elektroden 1a, 1b segmentierte Elektroden wie z. B. Netze von Drähten oder Felder von Punktkontakten, zwischen denen jeweils der Übergangswiderstand gemessen wird, so daß sowohl der Fluidstrom 5a in der rein flüssigen Phase als auch der Fluidstrom 5b in der Flüssigkeits-Gas-Phase bestimmbar ist. Mit Hilfe der segmentierten Elektroden wird der Milchstrom 5a, 5b räumlich aufgelöst.

Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Messung eines pulsierenden Fluidstroms 5 und arbeitet im Durchfluß mit einem hohen Grad an Präzision und Robustheit. Sie zeichnet sich durch geringe Anschaffungskosten, einfache Nachrüstung und einfache Reinigung aus.

Fig. 9 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eines fließenden, schäumenden Fluidstoms, insbesondere eines Milchstroms. Die Vorrichtung umfaßt eine Meßeinrichtung zur Bestimmung eines Ist-Profils und der zugehörigen Höhenniveaus der übereinander geschichteten Phasen des geschäumten Fluidstroms zu vorgegebenen Zeitpunkten. Die Meßeinrichtung 9 ist mit einer Speichereinheit 10 verbunden, in der die für das Ist-Profil signifikanten Daten gespeichert werden. Die Vorrichtung ist des weiteren mit einer Auswerteeinheit 11 versehen, in der das Ist-Profil hinsichtlich relevanter Größen, insbesondere hinsichtlich de spezifischen Dichte, der zugehörigen Volumina und der Phasenübergänge des Ist-Profils ausgewertet wird. In einer Vergleichseinheit 12 erfolgt eine Überprüfung, ob eine Änderung des Höhenniveaus der Phasenübergänge über den entsprechenden Höhenniveaus der vorhergehend ermittelten Phasenübergänge vorliegt. Die Vorrichtung umfaßt des weiteren eine Steuereinheit 13, die mit der Vergleichseinheit 12 und der Meßeinrichtung 9 elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit 13 die Meßeinrichtung so in vorgegebenen Zeitintervallen in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ansteuert, daß eine Messung wenigstens im Höhenbereich der vorhergehend ermittelten Phasenübergänge erfolgt. Des weiteren ist eine Einrichtung 14 zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit des Fluidstroms oft vorgesehen, die ebenfalls mit der Steuereinheit 13 verbunden ist.

Bezugszeichenliste

1

,

1

a,

1

b Elektrode

2

Konformiereinrichtung

3

Fluidkanal

3

a Knick im Fluidkanal

3

b Fallrohr

4

Widerstandsmeßgerät

5

Fluidstrom

5

a Fluidstrom in rein flüssiger Phase

5

b Fluidstrom in Flüssigkeit-Gas-Phase

6

Einrichtung zur Messung des Leitwertes des Fluids

7

Fluidzuleitung

8

Mikroprozessor

Abkürzungen mit Bezug zu den Fluidphasen

P^j

: Phase j des Fluidums
I^t

: Ist-Profil der Phasen des Fluidums zum Zeitpunkt t
PG^j

: Phasengrenze der Phase j zur Phase j + 1
H^j _t

: Höhenniveau der Grenzschicht der Phase j zur Phase j + 1
ρ^j

: Dichte der Phase j
ρ^e

: Dichte des entgasten Fluidums
v^j

: Geschwindigkeit der Phase j
d^j

: Schichtdicke der Phase j

Abkürzungen mit Bezug zu Messstellen

hⁱ

: Höhendifferenz der Messstelle i zur Messstelle i + 1
bⁱ

: Breite des Milchkanals an der Messstelle i
Δs^j

: Abstand zwischen zwei im Fluidstrom nacheinander angeordneten Messstellen, wobei beide in der gleichen Phase j liegen.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung eines Ist-Profils der übereinander geschichteten Phasen (P^j) eines fließenden, schäumenden Fluidstroms (5), insbesondere eines Milchstroms, bei dem zu jedem Abtastzeitpunkt (t_k) ein Ist-Profil (I_tk) und die zugehörigen Höhenniveaus (H^j _tk) der übereinander geschichteten Phasen (P^j _tk) des geschäumten Fluidstroms (5) ermittelt werden, wobei die Bestimmung eines zu einem späteren Zeitpunkt (t_k+1) zugehörigen Ist-Profils (I_tk+1) in wenigstens einem Bereich eines Höhenniveaus (H^j _tk-m) erfolgt, das wenigstens eine Phasengrenze (PG^j _tk-m) zweier benachbarter Phasen (P^j _tk-m; P^j+1 _tk-m) mindestens eines vorangegangenen Abtastzeitpunktes (t_k-m) umfasst.

2. Verfahren zur Bestimmung eines Massestromes eines fließenden, schäumenden Fluidstroms (5), insbesondere eines Milchstroms, der übereinander geschichtete Phasen (P^j) aufweist, bei dem zu jedem Abtastzeitpunkt (t_k) ein Ist-Profils (I_tk) und die zugehörigen Höhenniveaus (H^j _tk) der übereinander geschichteten Phasen (P^j _tk) des geschäumten Fluidstroms (5) ermittelt werden, wobei die Bestimmung eines zu einem späteren Zeitpunkt (t_k+1) zugehörigen Ist-Profils (I_tk+1) in wenigstens einem Bereich eines Höhenniveaus (H^j _tk-m) erfolgt, das wenigstens eine Phasengrenze (PG^j _tk-m) zweier benachbarter Phasen (P^j _tk-m; P^j+1 _tk-m) mindestens eines vorangegangenen Abtastzeitpunktes (t_k-m) umfasst und die zu den verschiedenen Phasen (P^j) zugehörigen Dichten (ρ^j), Höhensegmente (hⁱ), Breiten (bⁱ) und Geschwindigkeiten (vⁱ) des Fluidstroms ermittelt werden, wobei für den Massestrom () gilt:
= Σv^jρ^jhⁱbⁱ

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem, wobei die Dichten (ρ^j) der verschiedenen Phasen (P^j) nach einem Referenzmodell eines schäumenden Fluidstroms ermittelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Referenzmodell zur Dichte (ρ^k) jeder Phase (P^k) Informationen über den Zusammenhang zwischen der Dichte (ρ^k) und der Dichte des entgasten Fluids oder den Dichten (ρ^j) anderer Phasen (P^j mit k ≠ j) enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem, die Dichten (ρ^j) der verschiedenen Phasen (P^j) durch Messung ermittelt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Geschwindigkeiten (v^j) der verschiedenen Phasen (P^j) durch Messung und/oder aus einem Referenzmodell des schäumenden Fluidstroms bestimmt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Geschwindigkeiten (v^j) aus Dicken (d^j) der Phasen (P^j) ermittelt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Bestimmung der Dicke (d^j) der Phasen (P^j) an wenigstens zwei zueinander beabstandeten Orten erfolgt und der Zeitversatz (Δt^j) der zu den Dicken (d^j) zugehörigen Signale zur Bestimmung Geschwindigkeit (v^j) der Phase (P^j) herangezogen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Bestimmung des Ist-Profils (I_tk) und/oder die Überprüfung einer möglichen Änderung der Höhenniveaus (H^j _tk) der Phasenübergänge (PG^j _tk) und/oder die Bestimmung einer oder mehrerer spezifischer Dichten (ρ^j) auf Basis einer Übergangswiderstandsmessung erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Übergangswiderstandsmessung zwischen mindestens zwei parallel verlaufend beabstandeten, im freien Fluidstrom (5) teilweise stehenden elektrischen Leitern (1a, 1b) erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Fluidstrom (5) über eine Kante oder eine Schräge geführt und ein Übergangswiderstandssignal zwischen den mindestens zwei parallel zueinander verlaufend beabstandeten Leitern (1a, 1b) an der Kante oder Schräge bestimmt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem der Fluidstrom (5) wenigstens in einem Abschnitt eines Fallrohres (3b) geführt und das Übergangswiderstandssignal dort zwischen mindestens zwei parallel zueinander verlaufend beabstandeten Leitern (1a, 1b) bestimmt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem wenigstens ein Leiter segmentiert ausgebildet und einzelne Segmente und/oder Gruppen von Segmenten ansteuerbar sind.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Bestimmung des Ist-Profils (I_tk) und/oder die Überprüfung einer möglichen Änderung der Höhenniveaus (H^j _tk) der Phasengrenze (PG^j _tk) und/oder die Bestimmung einer oder mehrerer spezifischer Dichten (ρ^j) auf Basis einer optischen Messung erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die optische Messung mittels optischer Elemente mit örtlich integrierten Auswertung erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die optische auflösende Messung mittels integrierter Mittel erfolgt.

17. Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eines fließenden, schäumenden Fluidstroms (5) insbesondere eines Milchstroms mit
einer Meßeinrichtung (9) zur Bestimmung eines Ist-Profils (I_tk) und die zugehörigen Höhenniveaus (H^j _tk) der übereinander geschichteten Phasen (P^j _tk) des geschäumten Fluidstroms (5) zu vorgegebenen Abtastzeitpunkten (t_k),
einer Speichereinheit (10), in der die für das Ist-Profil (I_k) signifikanten Daten gespeichert werden,
einer Auswerteeinheit (11), in der das Ist-Profil (I_k) hinsichtlich relevanter Größen, insbesondere hinsichtlich Höhensegmente (h_i), Breiten (b_i) des Fluidstroms und Geschwindigkeiten (v^j), der spezifischen Dichte (ρ^j) und der Phasenübergänge (PG^j _tk) des Ist- Profils (I_tk), ausgewertet wird,
einer Vergleichseinheit (12), durch die eine Überprüfung erfolgt, ob eine Veränderung der Höhenniveaus (H^j _tk) der Phasenübergänge (PG^j _tk) gegenüber den entsprechenden Höhenniveaus (H^j _tk-m) der vorhergehend ermittelten Phasenübergänge (PG^j _tk-m) vorliegt,
einer Steuereinheit (13), die mit der Vergleichseinheit (12) und der Meßeinrichtung (9) elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit (13) die Meßeinrichtung (9) so in vorgegebenen Zeitintervallen in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ansteuert, daß eine Messung wenigstens im Höhenbereich der vorhergehend ermittelten Phasenübergänge (PG^j _tk-m) erfolgt und mit einer Einrichtung (14) zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit des Fluidstromes (5).

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Meßvorrichtung (9) eine Konformiereinrichtung (2) für den Fluidstrom (5) vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (9) durch wenigstens ein Widerstandsmeßgerät (4) gebildet ist, das mindestens zwei parallele zueinander verlaufend beabstandete elektrische Leiter (1a, 1b) aufweist, wobei die elektrischen Leiter (1a, 1b) so im freien Fluidkanal (3) angeordnet sind, daß sie beide stets von dem Fluidstrom (5) teilweise umspülbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (1a, 1b) parallel zueinander verlaufend beabstandet an einer Kante oder einer Schrägen angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (1a, 1b) parallel zueinander verlaufend beabstandet in einem Fallrohr (3b) angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzlich eine Einrichtung (6) zur Bestimmung des Leitwertes des Fluids und/oder einer optischen Dichte enthält.

23. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (9) optische Elemente mit einer örtlich integrierten Auswertung aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (9) optische Elemente mit einer optisch auflösenden Auswertung aufweist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Leiter segmentiert ausgebildet und einzelne Segmente und/oder Gruppen von Segmenten ansteuerbar sind.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß diese zwei in Strömungsrichtung des Fluidstroms (5) hintereinander angeordnete Meßeinrichtungen (9) aufweist, die mit einer Korrelationseinheit verbunden sind.