DE3424179A1

DE3424179A1 - Verfahren zur milchmengenmessung

Info

Publication number: DE3424179A1
Application number: DE19843424179
Authority: DE
Inventors: J. Michael 8023 Pullach Mehltretter; Bernd Dr. Scholtysik; Wilhelm 8000 München Steitz; Andreas Dr. 8000 München Truckenbrodt
Original assignee: TC TECHNOLOGIE CONSULTING INST
Current assignee: TC TECHNOLOGIE CONSULTING INST
Priority date: 1984-06-30
Filing date: 1984-06-30
Publication date: 1985-02-21

Description

V riadren ffi lilohieMenme s.ung
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: 1) Auffangen der Gesamtmilchmenge einer Kuh in einem Behälter (sog. "Recorder"). Die Ermittlung der Milchmenge erfolgt durch: a) Ablesen an einer am Meßbehälter angebrachten Skala b) Messung des Milchgewichts mit einem Biegestab, an dem der Behälter aufgehängt ist c) Messung der Füllhöhe im Behälter und Umrechnung in die Milchmenge unter Berücksichtigung der Behälterform.
2) Abzweigen eines zum momentanen Milchvolumenstrom proportionalen Teilvolumenstroms. Die Messung der Milchmenge erfolgt dadurch, daß: a) der Teilvolumenstrom in einem mit einer Skala versehenen Meßgefäß aufgefangen wird b) die abgezweigte Teilmenge mit einer Kippwaage ermittelt wird.
3) Abwechselndes Füllen und Entleeren eines Meßvolumens und Zählen der Anzahl der gefüllten Meßvolumen 4) Portionsweises Auffangen der Milch in einem Meßgefäß und Ermittlung der Ausflußzeit 5) Messung des Drehmoments an einer rotierenden Scheibe, von der die achsial zufließende Milch radial weggeschleudert wird.
Die bisher bekannten Geräte sind entweder - auf einen stationären Einsatz im Melkstand beschränkt (1, 3, 4, 5) und somit nicht für einen mobilen Einsatz im Rahmen der amtlichen Milchleistungsprüfung geeignet - mechanisch aufwendig (2b, 3, 5) - im Hinblick auf Meßgenauigkeit (2a) oder Handhabung (1) nicht befriedigend - oder sie beeinträchtigen die Vakuumbedingungen im Melkzeug (2a), wodurch der Milchentzug aus dem Euter verschlechtert wird.
Der Erfingung liegt die Aufgabe zugrunde, die von einzelnen Kühen während einer Melkzeit abgegebene Milchmenge zu messen, ohne daß eine Schädigung der Milch auftritt, oder daß der Milchentzug aus dem Euter durch vom Gerät verursachte Veränderungen des Melkvakuums beeinträchtigt wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ermolkene Milch in ein Gefäß geleitet wird, wobei der Ausfluß der Milch aus dem Gefäß durch ein Ventil so gesteuert wird, daß die Höhe der Milch im Gefäß stets zwischen einem vorgegebenen Maximal- und Minimalwert liegt.
Die Steuerung des Ventils erfolgt aufgrund einer mit einem geeigneten Sensor durchgeführten Milchhöhenmessung. In der Offen-Phase des Ventils wird die Milchhöhe im Gefäß mit dem Sensor kontinuierlich gemessen, entsprechend der bekannten Torricel lischen Ausflußformel in den ausströmenden Volumenstrom umgerechnet und der Volumenstrom zum ausgeflossenen Milchvolumen integriert. Die am Ende des Melkvorgangs im Gerät verbleibende Restmilchmenge wird aufgrund der Milchhöhenmessung ermittelt und zur bereits bestimmten Milchmenge addiert, so daß die insgesamt von der Kuh abgegebene Milchmenge gemessen wird.
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 das Gefäß 2 geleitet.
Die unten im Gefäß 2 angebrachte Ausflußöffnung 3 ist zunächst durch ein Ventil 4 verschlossen. Dadurch wird die in das Gefäß 2 einströmende Milch gesammelt, wobei die Höhe H der Milchoberfläche 5 mit einem geeigneten Sensor 6 kontinuierlich gemessen wird. Als Sensor 6 für die Messung der Milchhöhe H im Gefäß 2 kann beispielsweise ein Ultraschallsensor verwendet werden, der die Milchhöhe H aus der Laufzeit von Ultraschallimpulsen; ermittelt:> die vom Ultraschailsensor zur Milchoberfläche 5 gesendet, dort reflektiert und vom Ultraschallsensor wieder empfangen werden.
Sobald die Milchhöhe einen vorgegebenen Maximalwert erreicht, wird das Ventil 4 geöffnet, so daß die gesammelte Milch durch die Ausflußöffnung 3 aus dem Gefäß 2 ausströmt, wobei die Sinkbewegung der Milchoberfläche 5 von der GröRe des jeweils durch den Anschluß 1 in das Gefäß einströmenden Milchvolumenstroms beeinflußt wird. Während der Offen-Phase des Ventils 4 wird aus der kontinuierlich vom Sensor 6 gemessenen Milchhöhe H und der bekannten Querschnittsfläche der Ausflußöffnung 3 der momentan ausfließende Milchvolumenstrom entsprechend der bekannten Torricellischen Ausflußformel bestimmt (u.U. unter Berücksichtigung der milchhöhenabhängigen Ausflußzahl, die den Einfluß der Strahleinschnürung in der Ausflußöffnung 3 sowie strömungsmechanischer Energieverluste, z.B. Reibung, beschreibt). Der so ermittelte ausfließende Milchvolumenstrom wird während der Offen-Phase des Ventils 4 integriert, so daß sich die während der Offen-Phase des Ventils 4 aus dem Gefäß 2 ausfließende Milchmenge ergibt, wobei der Einfluß des durch den Anschluß 1 zufließenden Volumenstroms richtig berücksichtigt wird. Wenn sich das Gefäß 2 bis zu einer vorgegebenen minimalen Milchhöhe H1 entleert hat, wird das Ventil 4 geschlossen, so daß die Milchhöhe entsprechend dem zufließenden Milchvolumenstrom wieder steigt, bis die maximale Milchhöhe H2 wieder erreicht wird. Danach wiederholt sich der beschriebene Vorgang.
Die Steuerung des Ventils 4 und die Ermittlung des durch das geöffnete Ventil 4 aus dem Gefäß 2 ausgeflossenen Milchvolumens aufgrund der Milchhöhenmessung des Sensors 6 erfolgt mit Hilfe einer Auswerteelektronik 7. Die am Ende des Melkvorgangs im Gefäß 2 verbliebene Milchmenge (Milchhöhe zwischen Minimal- und Maximalwert!) wird aus der mit dem Sensor 6 gemessenen Milchhöhe H und der bekannten Querschnittsfläche des Gefäßes 2 bestimmt und zu der bereits aus dem Gefäß 2 ausgeströmten Milchmenge addiert, so daß die insgesamt von der Kuh abgegebene Milchmenge ermittelt ist. Die Restmilchmenge strömt nach Öffnen des Ventils 4 aus dem Gefäß 2.
Das den Ausfluß der Milch aus dem Gefäß 2 steuernde Ventil 4 kann beispielsweise direkt von der Auswerteelektronik 7 elektrisch angesteurt werden. Bei einer anderen Ausführungsform des Ventils 4 wird von der Auswerteelektronik 7 ein Vakuum-Magnetventil angesteuert, das einen pneumatisch betätigten Ventilmechanismus beaufschlagt. Wenn dabei die ohnehin vorhandene Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem in der Melkanlage vorhandenen Vakuum auf eine entsprechend dimensionierte Wirkfläche geleitet wird, entsteht eine hohe Ventilbetätigungskraft, wobei der Energiebedarf für die elektrische Ansteuerung des Vakuum-Magnetventils gering gehalten wird. Die durch das geöffnete Ventil 4 aus dem Gefäß 2 aus fließende Milch gelangt in eine Kammer 8 und wird aus dieser durch den Anschluß 9 abgeleitet. Der Anschluß 9 ist mit dem weiteren milchableitenden System der verwendeten Melkanlage verbunden (d.h. Melkeimer bei Eimermelkanlage bzw. sog. Melkleitung bei Rohrmelkanlage).
Durch eine Luftverbindung 10 zwischen der unteren Kammer 8 und dem über der Milch im Gefäß 2 vorhandenen Luftraum wird bei allen Betriebsbedingungen des Geräts (Ventil 4 offen bzw. geschlossen) das für den Milchentzug notwendige Melkvakuum ohne Verluste vom Anschluß 9 zum Anschluß 1 geleitet.
Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 2 wird in der Kammer 8 die Milch so geleitet, daß in an sich bekannter Weise durch eine kleine Öffnung 11 ein Teil der Milch in einen Probenbehälter 12 abgezweigt wird, so daß eine repräsentative Milchprobe zur Ermittlung der Milchinhaltsstoffe (z.B. Fett) gewonnen wird. Die Luftverbindung 13 sorgt dafür, daß im Probenbehälter 12 der gleiche Druck herrscht wie in der Kammer 8 bzw. im Gefäß 2, so daß die für die Probe entnommene Milch ohne Druckdifferenz durch die Öffnung 11 strömen kann.
Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 3 wird vom Ventil 4 neben der Ausflußöffnung 3 auch eine zweite, kleine Öffnung 14 gesteuert. Durch diese öffnung 14 wird bei geöffnetem Ventil 4 eine dem Flächenverhältnis der Öffnungen 14 und 3 entsprechende Milchmenge in den Probenbehälter 12 geleitet.
Bei der Ausführung der Erfindung nach Fig. 4 wird die repräsentative Milchprobe dadurch gewonnen, daß zunächst mit der durch das geöffnete Ventil 4 strömenden Milch ein kleines Volumen 15 (z.B. 10 cm3) aufgefüllt wird, wobei ein Ventil 16 zwischen der Kammer 8 und dem Volumen 15 geöffnet ist. Sobald jeweils in der Auswerteelektronik 7 eine gewisse Milchmenge (z.B. 0,5 1) hinzuaddiert wird, wird durch Schließen des Ventils 16 das Volumen 15 gegenüber der Kammer 8 abgeschlossen und durch Öffnen des Ventils 17 das Volumen 15 in den Milchprobenbehälter 12 entleert. Dadurch wird insgesamt eine repräsentative Probe (von z.B. 2%) erhalten.
- Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1) Verfahren zur Messung der von Kühen während einer Melkzeit abgegebenen Milchmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Milch in ein Gefäß geleitet wird, wobei der Ausfluß der Milch aus dem Gefäß aufgrund einer mit einem Sensor durchgeführten Milchhöhenmessung mit einem Ventil so gesteuert wird, daß die Höhe der Milch im Gefäß stets zwischen zwei Grenzwerten liegt, wobei während der Offen-Phasen des Ventils aus der gemessenen Milchhöhe der ausfließende Milchvolumenstrom bestimmt wird, aus dessen zeitlicher Integration sich das ausströmende Milchvolumen ergibt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ende des Melkvorgangs im Gefäß verbleibende Milchmenge aus der mit dem Sensor durchgeführten Milchhöhenmessung und der Querschnittsfläche des Gefäßes bestimnt wird und zur bereits ermittelten Milchmenge addiert wird, so daß sich die gesamte, von der Kuh abgegebene Milchmenge ergibt.
3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das geöffnete Ventil aus dem Gefäß ausfließende Milch so geleitet wird, daß ein geringer Teil der fließenden Milch kontinuierlich in einen Probenbehälter abgeleitet wird.
4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausfluß aus dem Gefäß befindliche Ventil zusätzlich einen kleinen Strömungsquerschnitt steuert, durch den ein bestimmter Milchanteil in einen Probenbehälter geleitet wird.
5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der bei geöffnetem Ventil aus dem Gefäß fließenden Milch ein kleines Volumen aufgefüllt wird, das auf grund der Milchmengenmessung jeweils dann in den Probenbehälter entleert wird, wenn eine bestimmte Milchmenge aus dem Gefäß ausgeströmt ist.