EA011729B1 - Устройство для измерения массового потока молока, в частности, в процессе доения - Google Patents

Abstract

Устройство для измерения массового потока пенящейся жидкости, в частности молока, в процессе доения, содержащее корпус, имеющий входное и выходное отверстия, и измерительное устройство для определения массового потока. Корпус сконструирован так, что может быть достигнуто смешивание пенной части и жидкой части потока. С этой стороны входное отверстие входит в корпус существенно тангенциально.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству и способу измерения количества молока, в частности, в процессе доения. Изобретение преимущественно подходит для определения количества молока, полученного от коров, овец, бизонов, лам, верблюдов, яков, дромадеров, оленей и тому подобных или от других молочных животных, и будет описано ниже со ссылками на доение, например, коров.

Дополнительно изобретение может быть использовано в других областях применения, где измерение количества или массы потока пены или пенообразующей жидкости относится к таким измерениям, как массовые потоки пива, слабоалкогольные напитки, фруктовые соки или подобные пищевые продукты, так же как и потоки пены технических жидкостей, таких как растворы для гальванопокрытий.

Информация о текущих молочных потоках важна для управления процессами доения, чтобы приспосабливать параметры в процессе дойки, например для определения перехода от фазы стимулирования к основной фазе доения или времени снятия аппарата. Хотя высокая точность уровня обычно не требуется, она желательна.

Измерение молочной продуктивности имеет значение для вынесения решения о продуктивности каждой коровы. Молочный поток может быть собран посредством суммирования массовых потоков молока в процессе доения. Оно полезно, чтобы иметь точное значение, которое требуется для ИКАР (Международная комиссия для записи животных), так как это мировое обозрение требуется для регулярной селекции производительности молочного стада. Хотя требования для ИКАР существенно зависят от различных групп животных и других параметров, они, в целом, высоки. Приемлемая погрешность для коров и для молочной выработки большей чем 10 кг, составляет максимум 2%, при максимальном стандарте рассеяния 2,5%. Однако, как правило, общая оценка производительности или управления процессом доения не требует такого уровня точности для определения текущего массового потока.

Одним преимуществом измерения массового потока молока является то, что в индивидуальных случаях часть молочной кривой в процессе доения или общая продуктивность доения будет позволять давать заключение о состоянии здоровья животного.

Еще одной проблемой, возникающей при измерении молочных потоков, является тяжесть молочной пены. Пена формируется в процессе доения и в дальнейшем интенсифицируется посредством новых молочных потоков, так как, как правило, воздух появляется периодически или постоянно, входя в молокосборочные детали и/или сосочные стаканы в процессе доения для отбора молока. Хотя объем воздуха, вводимого в единицу времени, может быть разным, он будет, как правило, приблизительно 8 л воздуха/мин или даже больше. При допуске максимального потока молока для коровы, например, 10-12 л молока/мин в основной фазе доения, объем разряжаемого воздуха будет по крайней мере приблизительно 25%, в частном случае по крайней мере 40 или даже 50% объема потока производимого молока и введенного воздуха. И это вполне приемлемая порция уже присутствует в процессе фазы максимального потока молока. К концу процесса доения пропорция воздуха, подлежащего удалению, будет увеличиваться еще больше вследствие уменьшения потока молока. В добавление к этому существует пропорция воздуха, введенного в сосочную чашку из-за того, что невозможно обеспечить плотное прилегание между соском и поверхностью. Эта пропорция может быть приблизительно, например, 10 л воздуха/мин. Эта приемлемая пропорция воздуха в воздушно-жидкостной смеси должна быть удалена, иначе она может быть причиной не только отдельных пузырьков пены, но и существенно формировать пену, которая значительно ухудшает измерение производительности потока молока.

Так как пропорция пены не позволяет принять решение по массе от объема, точные методы измерения производительности молока через методы измерения объема имеют свои ограничения. Оба фактора пропорция воздуха в потоке и размер пузырьков в пене - не всегда даже подлежат измерению, но зависят от множества факторов. Такие факторы включают температуру молока, уровень потока молока, положение и выход молочных танков, типы деталей доильной установки, типы сосковых втулок, диаметр молокопровода, типы доильного оборудования, уровень вакуума и уровень пульсаций в процессе доения, воздушные утечки или воздушное просачивание, текущее состояние здоровья вымени, индивидуальные различия между коровами, например, из-за стадий лактации или скорости отдачи молока, а также из-за различий в виде и качестве корма и т. д.

Другая проблема в измерении производительности молочного потока вызывается периодичностью молочного потока. В отличие от объемных измерений потоков во многих других приложениях молоко перетекает периодически. Сосковое пространство в сосочной чашке подвергается периодическому воздействию вакуума так, что молоко будет вытекать из соска приблизительно с уровнем пульсаций. Этот уровень пульсаций обычно лежит между приблизительно 30 и 90, например 60 циклов в минуту. Четыре соска и идентичная скорость для всех сосков будут заставлять молоко течь, имея приблизительно 60 импульсов молочного потока в минуту. В случае если вымя делится пополам или на четыре соска, например, для выбора коровы, высокая частота пульсаций молочного потока может увеличиваться, достигая приблизительно 240 ударов в минуту при уровне пульсаций 60. Молоко часто транспортируется через молочные шланги в такие пучки, что короткие фазы максимальных потоков молока перемежаются с короткими фазами с минимальными потоками молока. Определение действительных потоков молока представляется трудными именно из-за этих условий.

Благодаря этим влияниям измерение потока молока или массового потока молока является достаточно сложной задачей, т.к. естественная и составная фаза - пена, с одной стороны, а также состав и ка

- 1 011729 чество жидкой фазы одного процесса доения и между процессами доения подвержены изменениям, с другой стороны. Например, электропроводность жидкости и пропорция пенной фазы может быть различной протяженности, т.к. жирные компоненты могут изменяться в процессе доения, они в свою очередь будут вызывать изменения с точки зрения изменения электропроводности и оптических свойств молока. Методы измерения, основанные на измерении этих параметров, могут иметь, таким образом, значительные погрешности.

Вместо измерения массового потока через измерение напряжения, измерительные методы и измерительные устройства известны такие, которые используют плотность потока в сумме. С этой стороны, электрические, оптические или, например, акустические сопротивления в потоке могут быть измерены.

Европейский патент ЕР 0536080А2 раскрывает измерение молочного потока в потоке, по которому молоко транспортируется через каналы потока, при этом измеряют и анализируют прохождение инфракрасного светового потока через молоко. Временное ослабление или рассеяние инфракрасного светового потока через канал с протекающим молоком позволяет сделать заключение о мгновенной массе потока молока, протекающего через указанный канал. Одним недостатком оптического измерения является, например, то, что малые и большие пенные пузырьки могут рассеивать световой поток, используемый для измерения так, что в присутствующей порции пены не будет достаточно света, чтобы он мог быть измерен в проходящем или отраженном измерении, что в результате приводит к ошибкам измерения.

Патент Германии ΌΕ 3737607А1 раскрывает другой способ и устройство для измерения молочного потока в потоке. Множество электродов, размещенных один над другим, обеспечивают первичное определение электрического сопротивления или электрической проводимости жидкости и воздушной смеси на соответствующих уровнях посредством электродов. В нижней области измеряется справочное сопротивление жидкости текущего прохода. На основе каждого высшего уровня приращенный уровневый профиль специфического сопротивления рассчитывается посредством соответствующей проводимости. Скорость потока протекающей жидкости известна для известного профиля сопротивления из калибровочного измерения, так что приращенный уровневый профиль позволяет определить протекающую массу молока. Благодаря этому предложенному принципу это известное устройство является очень сложным в терминах механики и электроники.

Другой основной проблемой измерения массового потока пенообразующей жидкости посредством такого профиля плотности или высоты заполнения является то, что пенные пузырьки могут собираться и оставаться столбом в измерительной области без удаления пены. Такое состояние пены может приводить к ошибкам в измерении.

Например, когда устойчивая пена присутствует в измерительной области и когда измеряется сопротивление между двумя электродами и определяется оптическое сопротивление между передатчиком и приемником, или акустическое ослабление, или подобное, для определения высоты заполнения или профиля плотности перед диафрагмой постоянная пенная порция будет включаться в такие измерения. Такие измерения высоты заполнения выше, чем высота заполнения действительного движущегося потока области. Сверяясь с ранее построенными калибровочными кривыми, с такой высотой заполнения можно будет таким образом получить ошибочные измерения массовых потоков. В этом примере измеренное значение массового потока будет выше, чем действительный массовый поток, так как значение действительного измерения выше за счет собранной стационарной пенной порции.

Другая измерительная ошибка является результатом от аккумулирования пены в таком количестве, что устойчивая пена оказывает давление на протекающий поток жидкости, таким образом увеличивая скорость потока. Следовательно, принятая скорость потока не может больше соответствовать калиброванным скоростям потока, и измерение массового потока будет ошибочным. Такие ошибки могут иметь место, когда большая пропорция открытого проточного поперечного сечения заполнена пеной.

Также известно из уровня техники, что для предотвращения неточности измерения, получаемой устойчивым давлением пены на измеряемый поток, имеется установка расширяемой камеры перед измеряемой областью, для того чтобы принять большой объем пены. Однако этот метод не может предохранить вес устойчивой пены от ускорения потока жидкости. Более того, устройство с таким оборудованием относительно большое по конструкции. Также даже камеры большого размера могут постепенно заполняться пеной. Тогда очистка от пены расширительных камер может представлять эксплуатационные трудности.

Из-за приведенной причины следует надежно предотвратить, по крайней мере, в течение большей части главной фазы доения, чтобы пенная часть накапливалась в измерительной области и устойчивая пена давила на жидкую фазу, чтобы результаты измерения были удовлетворительной точности.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства для обеспечения массового потока, в частности для пенных жидкостей, так чтобы предотвратить такие неблагоприятные эффекты посредством простых средств, по меньшей мере, в процессе главной фазы доения.

Эта задача разрешается согласно настоящему изобретению посредством устройства для измерения массового потока, в частности, пенообразующих жидкостей, имеющего признаки согласно п.1 формулы. Преимущества специфических воплощений являются субъектами зависимых пунктов формулы.

Устройство согласно настоящему изобретению является подходящим для измерения массовых потоков, в частности, пенящихся жидкостей. Устройство согласно настоящему изобретению является, в частности,

- 2 011729 подходящим для измерения молочных потоков, в частности, в процессе доения. Устройство содержит, корпус, имеющий по меньшей мере одно входное и по меньшей мере одно выходное отверстие. По меньшей мере одно измерительное устройство, имеющее по меньшей мере один датчик, предназначено для того, чтобы определить массовый поток. Указанный корпус сконструирован так, что может быть достигнуто смешивание пенной части с жидкой частью потока. С этой стороны входное отверстие установлено существенно тангенциально во входной корпус. Более того, ось корпусной секции перед датчиком выполнена вертикально наклоненной по меньшей мере на 30°, и входная секция корпуса перед датчиком существенно сконфигурирована так, чтобы была осесимметричной. Входная секция, в частности, осесимметрична относительно оси.

Изобретение подходит для продолжительного измерения и, в частности, обеспечивает измерение в потоке.

С помощью средств смешивания пенной и жидкой частей потока относительно предотвращен большой сбор пенной фазы в процессе главной фазы доения. При смешивании пены таким образом устойчивая пена, по существу, не присутствует и не может оказывать давление на жидкую поверхность. Перемешивание в пене рассматривается с помощью корпуса перед датчиком, чья внутренняя часть сконструирована так, чтобы удовлетворять, по меньшей мере, круговой симметрии.

Эта конструкция для перемешивания пены имеет вполне значительные преимущества.

Одним из них является то, что благодаря круговой симметрии или существенной симметрии входной конструкции перемешивается только существующая пена, а новая не формируется. Другим преимуществом конструкции является мягкое воздействие на молоко, так как не поддерживается формирование свободных жирных кислот. В противоположность этому, когда молоку позволяется пузыриться, например на поверхности, качество молока может ухудшаться и может формироваться пена.

Другим значительным преимуществом этого устройства согласно изобретению является возможность и надежность очистки, так как моющая жидкость вводится тангенциально через входное отверстие и надежно смачивает внутреннюю поверхность измерительного устройства. Измерительное устройство согласно изобретению более того просто для дезинфекции и обслуживания, так как для него не требуется никаких движущихся деталей. Измерительный корпус может быть прост по конструкции и мал в размерах.

Другим преимуществом является возможность, которую устройство согласно изобретению предлагает в поточном измерении пульсирующих молочных продуктов с высокой точностью в процессе доения. Пульсирующий молочный поток является высокотребовательным к конструкции устройства, которая в настоящем случае выполнена с высокой степенью качества.

Предпочтительное воплощение обеспечивает корпус, который сконструирован так, чтобы достичь винтового движения потока. Вращение и винтовой поток движения, проходящий у входного отверстия, достигается хорошим перемешиванием в пенной части в том, что кручение генерируется в области входного отверстия и оно вытягивает пену. Уже присутствующая или новая формирующаяся пена смешивается в жидкую фазу. Очищающий эффект также превосходный.

Таким образом, специфическое воплощение не содержит недостаток известного уровня техники, описанного выше, так как пена вытягивается. Это устройство просто и надежно в обслуживании.

Корпус предпочтительно сконструирован таким образом, что, по меньшей мере, входная область корпуса выполнена существенно круглой.

Корпус предпочтительно сконструирован таким образом, что, по меньшей мере, входная область корпуса имеет горизонтальный наклон. Наклон в настоящем изобретении понимается как средство, чтобы присутствовали и горизонтальный, и вертикальный углы. Предпочтительно, чтобы указанные углы были около 45°. Наклон конструкции заставляет пенную часть перемешиваться в жидкий поток.

Такая конструкция измерительного устройства массового потока пенящейся жидкости, в частности молока, является преимуществом, содержит корпус и измерительную часть в нем, где, по меньшей мере, обеспечены одно входное и одно выходное отверстие и измерительное устройство для определения массового потока. Указанное входное отверстие входит в корпус существенно тангенциально, и, по меньшей мере, в области входного отверстия входная часть корпуса выполнена существенно округлой. По меньшей мере, в области входного отверстия корпус горизонтально наклонен в этом воплощении, так что может быть достигнуто перемешивание пенной части с жидкой частью потока.

В предпочтительном специфическом воплощении всех описанных выше конструкций они могут содержать по меньшей мере две секции, например первую и вторую секции, размещенные под углом друг к другу. Это угол может достигать приблизительно 90°, предпочтительно он выполняется между 10 и 60°, преимущественно угол в этом диапазоне приблизительно 45°.

Предпочтительно, чтобы по меньшей мере в области входного отверстия имелся горизонтальный наклон. Преимущественно угол наклона во входной области лежит между 10 и 60°. Преимущественно воплощение может обеспечить угол наклона 45°.

Предпочтительно помещение центральной секции корпуса между входными и выходными отверстиями, под углом к горизонту, так чтобы достичь саморазгрузки, причем, по меньшей мере, в области входного отверстия горизонтальный угол может быть, например, от 2 до 45°. В частности, указанный угол может быть от 2 до 30° и предпочтительно между 2 и 15°.

- 3 011729

Предпочтительно, по меньшей мере одна корпусная секция выполнена существенно круглой, или овальной в поперечном сечении. В частности, область входного отверстия является предпочтительно круглой в поперечном сечении, для того чтобы гарантировать надлежащее перемешивание в пенной части.

Предпочтительно, внутреннее поперечное сечение выполнено овальным или округленным по существенной части измерительной секции, и в особенности существенно круглой формы. Область выхода может быть сформирована подобно этому. Внешнее поперечное сечение может также формироваться соответственно. В целом корпус может состоять из одной или более трубчатых секций.

Также мыслимо, чтобы содержимое корпуса было существенно трубчатым в конструкции, где никакие две секции не помещены под углом друг к другу. В этом случае предпочтительно сконструировать устройство так, чтобы устройство или корпус горизонтально поворачивались при установке должным образом. Тогда измерительная секция будет наклонена на угол от 2,5 до 30°, предпочтительно приблизительно между 5 и 15°. Эта конструкция позволяет просто изготавливать, очищать и обслуживать корпус или устройство.

Входное отверстие может содержать форсунку. Предпочтительные воплощения могут предусмотреть наклонное входное отверстие в корпусе. Входное отверстие может, в частности, быть помещено наклонно относительно продольной оси корпуса и не перпендикулярно к направлению потока, а под углом в диапазоне от 30 до 90° к продольной оси корпуса в области входного отверстия. Угол, например, 45±15° в особенности удобен. Наклонная форсунка входного отверстия особенно эффективна для достижения винтового движения жидкости в области входного отверстия, когда корпус также выполнен наклонным, так как входное отверстие расположено под углом к продольной оси корпуса.

Также предпочтительно вводить жидкость тангенциально, предпочтительно на одном уровне. Жидкость предпочтительно вводить таким образом, чтобы она протекала по касательной относительно внутренней части поперечного сечения. Одним из преимуществ конструкции является конфигурация входного отверстия, когда жидкость, которая должна быть проверена, движется по винтовой линии вдоль измерительной секции.

В предпочтительных специфических воплощениях измерительное устройство включает по крайней мере одно средство, выбранное из группы средств, содержащих оптические средства, электрические средства, акустические средства и/или магнитные средства. Также возможно обеспечить два или больше различных средства.

Предпочтительно, по меньшей мере одно измерительного устройства, содержащее, по меньшей мере, электрическое устройство, которое содержит первый и, по меньшей мере, второй электроды, электрическое средство и средство для анализа.

Первый электрод, в частности, рассматривается пространственно простирающимся, и он, в частности, продолговатой формы. Первый электрод рассматривается распространяющимся, в частности, перпендикулярно направлению потока.

Второй электрод предпочтительно также простирается в пространстве, и он, в частности, продолговатой формы, он может быть сконструирован как точечный или контактный электрод в потоке жидкости, которая должна быть измерена.

Указанные первый и второй электроды предпочтительно размещены в области измерительной секции и простираются по меньшей мере на части высоты измерительной секции.

Предпочтительно, электрическое значение и предпочтительное напряжение может быть приложено к первому электроду посредством электрического средства. Электрическое средство присоединено таким образом, что оно существенно параллельно к первому электроду. Электрическое средство соединено, в частности, через две пространственно разделенные точки на первом электроде в параллель с первым электродом. Две пространственно разделенные точки на первом электроде могут быть размещены, в частности, на двух концах первого электрода.

Предпочтительно, второй электрод электрически соединен с первым электродом через средство анализа. Средство анализа предпочтительно смонтировано между первым и вторым электродами. Средство анализа, в частности, электрически соединено с первым электродом с одной стороны и с другой стороны электрически соединено с другим электродом.

В процессе измерения электрическое средство улавливает высоту потока жидкости не пошагово, а постоянно. Это позволяет достичь высокой точности измерений. Согласно изобретению это не измерение заполненной высоты, а измерение профиля плотности. Благодаря предложенным принципам не требуется индивидуальная калибровка для каждой коровы.

Массовый поток вычисляется из плотности профиля. Используемые калибровочные параметры предпочтительно таковы, что включают влияние специфики измерений на устройство. Например, каждый может принять в расчет, какая будет гарантирована скорость потока при какой плотности профиля.

Электрическое средство предпочтительно управляет потенциалом измерения, выполняя потенциометрические измерения. Для одного электрода, например первого электрода, приложенный потенциал падает практически линейно вдоль электрода, по меньшей мере, когда поперечное сечение и свойства материала вдоль электрода остаются постоянными.

В процессе измерения первый электрод смачивается пенной жидкостью до определенной высоты.

- 4 011729

Смачивание имеет место как при жидкой фазе, так и возможно при пенной фазе. Более того, кривая потенциала, введенная в жидкость, зависит от высоты и качества смачивания.

Теперь, второй электрод разделен пространственно от первого электрода. Пенная жидкость между двумя электродами формирует полное сопротивление. Уровень сопротивления интегрально формируется жидкостью между этими электродами. Чем выше пропорция жидкости, чем меньше сопротивление и чем больше пенная часть присутствует в значении между двумя электродами, тем больше сопротивление. Сопротивление также относительно к горизонтальному расстоянию.

Предпочтительно, корпус или измерительная секция должны быть выполнены относительно близко от входного отверстия или входной форсунки по сравнению с высотой измерительной секции или канала. Предпочтительно, длина корпуса не должна превышать пятикратную высоту и предпочтительно в частности, длина корпуса должна быть равна или более трех размеров высоты. Такая конструкция имеет большое преимущество, так как в слишком длинной измерительной секции поток может слишком успокаиваться, таким образом что положительный эффект от вращения жидкости будет утерян. Когда эта случается, часть пены собирается над жидкостью и будет стабилизироваться, таким образом будет приводить к погрешностям измерения. Удивительно, но было найдено, что относительно короткий корпус или относительно короткая измерительная секция являются положительными. Это также результат конструирования малого корпуса.

Предпочтительно обеспечить по меньшей мере одно потоковое сопротивление в корпусе. Предпочтительно по меньшей мере одно потоковое сопротивление, размещенное в секции. Потоковое сопротивление, в частности, сконструировано как диафрагма или содержит по меньшей мере одну диафрагму.

Диафрагма в смысле настоящего изобретения является сопротивлением в потоке жидкости, которое предпочтительно сформировано как сужение в просвете потока поперечного сечения измерительной секции, где указанный просвет потока поперечного сечения предварительно сконструирован как канал.

Потоковое сопротивление обеспечивает замедление потока жидкости. Предпочтительно, измерительное устройство или электроды размещены около потокового сопротивления.

Диафрагма также известна из устройства ΌΕ 3737607 А1. Однако в отличие от указанного устройства диафрагма или разгрузочное отверстие согласно настоящему изобретению может быть сделано значительно шире, так как разрешающая способность этого метода измерений не связана с высотой заполнения. Это известное устройство, имеющее множество электродов, размещенных один над другим, обеспечивает пошаговую разрешающую способность, так чтобы более высокая разрешающая способность могла быть достигнута с более высоким заполнением множества промежуточных шагов. В настоящем изобретении, однако, разрешение, предпочтительно независимо от ширины отверстия, так что отверстие может быть выполнено более широким.

Это будет также значительно уменьшать риск прекращения потока посредством посторонних частиц. Уменьшение потока перед разгрузочным отверстием в соединении с прекращением протекания будет показывать более высокую скорость потока, чем существует. Именно поэтому известное устройство по патенту ΌΕ3737607 А1 обеспечено решетчатым фильтром во входной области, который требует регулярной очистки. Это значительно усложняет постоянное использование, если известное устройство жестко вмонтировано в доильном приспособлении, так как требуется большое дополнительное обслуживание и очистка.

Этот недостаток преодолевается специфическим воплощением устройства согласно настоящему изобретению. Разрешающая способность не ограничена шагами, специфицированными посредством измерительных электродов. Принцип фиксации значений непрерывного измерения позволяет достичь высокой точности. Эта ширина потока и это поперечное сечение выходного отверстия или сливного отверстия могут быть сконструированы большими, чем в устройстве, известном из уровня техники. Это имеет значительное преимущество для нежелательных примесей или посторонних частиц, возможно присутствующих в молоке, так как они свободно протекают и не останавливаются в проходящем потоке. Такими посторонними частицами могут быть стружка, части подстилки, пищевые остатки, такие как зерна.

Пищевые остатки или другие инородные тела, такие как солома, могут, например, быть всосаны с пола перед выключением вакуума, когда сосковая чашка падает или ломается. Недостаточная очистка соска может позволить инородным телам попасть в молоко, так что они могут затем застрять в сливном отверстии, в частности, если оно слишком узкое, например, для зерен кукурузы. Предварительные фильтры могут отсутствовать для устройства согласно настоящему изобретению.

Предпочтительно, чтобы поперечное сечение ограничителя потока или диафрагмы было изменяемым за счет изменения поперечного сечения потока или потокового сопротивления. В частности, предпочтительно, чтобы диафрагма была заменяемой или приспосабливаемой. Это позволяет приспособить величину гидродинамического сопротивления.

Преимущество этого в том, что даже для меньших максимальных молочных потоков (например, когда доение четвертей вымени происходит отдельно, или для животных, чей максимальный молочный поток низкий, такие как овцы или козы) достижимая точность измерения и разрешающая способность измерения будут выше, так как входная измерительная поверхность будет использована полностью. Когда возможная зона измерения устройства используются оптимально для каждого измерения, достигается высокая точность измерения.

Предпочтительно, специфическое воплощение содержит по меньшей мере одно поперечное сече

- 5 011729 ние, которое имеет переменное сечение вдоль высоты. Предпочтительно поперечное сечение потокового сопротивления или диафрагмы выполнять увеличивающимся вдоль высоты кверху. Предпочтительно, поперечное сечение потокового сопротивления или диафрагмы выполнять увеличивающимся постоянно вдоль высоты кверху.

Предпочтительно, расстояние просвета в самой узкой области потокового сопротивления больше чем 2 мм, предпочтительно больше 5 мм и, в частности, предпочтительно больше чем диаметр типичного зерна кукурузы. Самое малое расстояние просвета, например 7 мм, имеет преимущества для диафрагмы, так как большинство инородных частиц, которые могут поступить в молоко вопреки всем предосторожностям, меньшие или по меньшей мере меньшие в одной мере.

В частности, предпочтительно иметь диафрагму, размещенную наклонно, пересекающую направление потока.

В частности, предпочтительно иметь диафрагму, размещенную наклонно вверх, в направлении потока.

С потоком, направленным вправо, в направлении стрелки 'Ά', диафрагма проходит от нижнего левого к правому верхнему углу / и наоборот (\^). Диафрагма, таким образом, служит для того, чтобы вымывать посторонние тела, такие как зерна кукурузы.

Предпочтительное специфическое воплощение обеспечивает поперечное сечение в ограничительном потоке таким, чтобы оно было сконструировано трапецеидальным, и/или У-образным, и/или Иобразной формы. Это означает, что нижняя область диафрагмы имеет расстояние просвета 61 и выше расстояние просвета 62, при этом 62 будет всегда больше чем 61.

Специфическое воплощение может иметь потоковое сопротивление, сконструированное таким образом, чтобы поперечное сечение измерительной секции сужалось в направлении потока. В этом случае первое поперечное сечение, перпендикулярное к направлению потока, является большим в первой позиции, чем расположенное ниже по потоку второе потоковое поперечное сечение. Предпочтительно потоковое поперечное сечение выполнить таким, чтобы оно сужалось, чтобы уменьшаться в направлении потока, например конической формы, формы усеченного конуса или подобной.

Предпочтительно иметь входную область около потокового сопротивления, сконструированную существенно трапецеидальной, и/или У-образной, и/или И-образной на виде сверху. Это означает, что поперечное сечение идет в горизонтальном, но не в вертикальном направлении, так что поперечное сечение параллельно низу измерительной секции.

Специфическое воплощение обеспечивает форму, сужающуюся вниз, перпендикулярно к направлению потока, и форму, сужающуюся, для того чтобы уменьшиться в направлении потока.

Предпочтительное воплощение изобретения обеспечивает в корпусе канал, простирающийся, по меньшей мере, в области измерительной секции.

Предпочтительное воплощение изобретения обеспечивает электрод, по меньшей мере один электрод сформирован с элементом корпуса, например один электрод или оба электрода могут быть обеспечены в стенке или на стенке канала. Также по меньшей мере один электрод может быть размещен в ограничителе потока или на диафрагме.

В случае когда диафрагма использована как ограничитель потока, по одному электроду может быть размещено с противоположных сторон. Тогда предпочтительно предварительно определить или, по меньшей мере, определить влияние ширины отверстия диафрагмы посредством этих двух электродов. Предпочтительно, чтобы оба электрода были размещены у диафрагмы.

Существует значительное преимущество, для того чтобы иметь часть сопротивления потока, сформированного посредством электродов, по меньшей мере, частично тогда эти электроды и диафрагмы будут формировать одно единое целое. Например, один электрод встроен в поверхность потока сопротивления. При этом измерительное устройство и в дальнейшем будет оставаться простой конструкцией.

Во всех случаях предпочтительно иметь один электрод, размещенный перед диафрагмой или потоковым сопротивлением.

Один электрод может быть подходяще размещен в области препятствия диафрагм, предпочтительно очень близко к потоковому сопротивлению, так чтобы достичь наибольшей точности определения возможного массового потока. Второй электрод может быть размещен где-нибудь выше диафрагмы или даже он может быть физически соединен с потоковым сопротивлением.

В другой конструкции ограничение поперечного сечения не используется, по меньшей мере, в области, где установлены электроды. Измерительная область, в которой электроды размещены, тогда будет сконструирована предпочтительно как простой многоугольный канал. Это предпочтительное поперечное сечение, в частности, круглое или даже овальной формы. Тогда с электродами, вмонтированными в стенки канала, массовый поток текущей жидкой среды определится без требования ограничением поперечного сечения. Такая конструкция предлагает преимущества в том, что касается, в частности, выпуска пены.

Предпочтительное воплощение всех конструкций, описанных выше, может быть обеспечено выемкой, например, в форме отверстия в нижней области измерительной секции.

Эта конструкция и направляющая потока предпочтительно обеспечивается тем обстоятельством, что жидкая фаза потока или пенной жидкости, которая должна быть измерена, будет всегда естественно

- 6 011729 присутствовать в указанном отверстии. Непрерывная калибровка относительно жидкой фазы может быть выполнена в этом отверстии. Тогда когда в измерительной области выше отверстия будет присутствовать только пенная фаза, зафиксированное значение измерительным устройством может включать мгновенное свойство жидкой фазы.

Это отверстие гарантирует, что даже с самыми низкими потоками молока жидкая фаза будет присутствовать, чтобы постоянно можно было определять текущее свойство чистой жидкой фазы для того, чтобы гарантировать точность. Калибровка может иметь точность для электрических, химических, оптических или акустических свойств. В этом способе гарантировано чистая пена не будет рассматриваться как жидкая пенная фаза.

Глубина этого отверстия или углубления должна быть много меньше, чем высота канала. Отношение может быть большим чем 1:5 и лежать в диапазоне приблизительно между 1:10 и 1:30 и быть приблизительно 1:20.

Предпочтительно, что отверстие содержит дренажную канавку в одном из специфических воплощений. С этой дренажной канавкой, постоянно открытой в процессе измерения, будет постоянный обмен с измеряемым потоком, так что канавка будет постоянно содержать образец жидкости. С другой стороны, в зависимости от конфигурации углубления и свойств измеряемой жидкости, может быть только минимальный обмен на протяжении процесса измерения, что может стать причиной погрешности измерения.

Углубление без дренажной канавки также возможно. Тогда обмен будет иметь место, например, посредством загрузки потока в канавку.

Если дренажная канавка выполнена, она может быть закрываемой. Дренажная канавка может быть выполнена, например, закрываемой на время измерения, в частности, когда обмен жидкости удовлетворительный. Для очищения устройства дренажная канавка может быть открытая, чтобы позволить простую очистку углубления.

Дренажная канавка может быть, например, выполнена в виде маленького разгрузочного канала, соединенного с выемкой (углублением) для выгрузки. Или также дренажная канавка может быть соединена с отдельным выходом или соединением.

Одно значительное преимущество дренажной канавки - это то, что углубление опустошается само в конце процесса доения, чтобы гарантировать, что после полоскания не будет остатков ополаскивающей воды, которые могут попасть в молоко следующей коровы.

Скорость потока между входным и выходным отверстиями устройства может зависеть от текущего давления. Это потому что, с равной плотностью размещенной выше высоты в первом примере разница давлений над измерительной секцией выше, чем во втором примере. Молоко будет течь быстрее в первом примере, чем во втором. Например, если дополнительный воздух вводится в сосковой линии, уровень потока молока будет ускоряться благодаря тому, что вошел воздух. Более того, давление может возрастать местно над измерительной секцией, увеличивая скорость потока, так как, как правило, скорость не будет изменяться отдельно, а только используется для калибровочных измерений, массовые потоки определяются с помощью калибровочных кривых, которые больше не подходят для текущих массовых потоков. Когда будет расчет массовых потоков без отдельного измерения скорости, будет использоваться только скорость с калибровочных кривых, и такие расчеты массовых потоков будут низки и будут генерироваться ошибки измерения.

Однако конструктивное измерение могут уменьшать или избегать такого влияния. Для того чтобы стабилизировать уровень давления и чтобы избежать изменения уровня давления, действующего на уровень потока, и для точности измерений необходимо дополнительно обеспечить компенсацию давления для этого устройства.

Устройство для пассивной или даже активной компенсации давления над измерительным устройством будет достигнуто тем, что скорость потока существенно определится гравитацией. Такое устройство для компенсации давления будет достигнуто тем, что во внутренней измерительной области будет существенно соответствовать простой калибровке. Посредством этого компенсатора, выполненного в виде шунта, любые эффекты ускорения потока воздушной инфильтрации, например, в доильном приспособлении будут существенно уменьшены, и точность измерения улучшится в этой ситуации. Другая конфигурация может обеспечить то, что эффект от различия давления известен. Измерение указанной разницы давлений над измерительной секцией может быть удовлетворительным для расчета мгновенной массы потока из высоты профиля плотности и разницы давлений.

Предпочтительно, однако, компенсация давления в виде пассивных обводных трубопроводов, между входным и выходным отверстиями, для стабилизации давления над измерительной секцией.

Предпочтительно, чтобы существовала только газовая фаза, технический воздух, разгружаемые через обводной трубопровод, но не пена или жидкая фаза.

Этот обводной трубопровод в частности, предпочтительно обеспечить близко к входному отверстию, в частности перед измерительным устройством или электродами.

Благодаря этим обводным трубопроводам устройство для измерения массового потока не создает существенных сопротивлений потоку. Разгрузчик дополнительного давления гарантирует, что давление около входного отверстия будет приблизительно такое же, как и давление молока в трубопроводе перед

- 7 011729 или после устройства для измерения массового потока. В этом способе нет перепада давления, которое имеет место в устройствах, которые могут воздействовать на скорость потока жидкой среды или доильного процесса.

Предпочтительно, чтобы обводной трубопровод содержал спаренный обводной трубопровод, для того чтобы сохранить устройство вне давления. Трубопроводное соединение для обводного трубопровода может быть сконструировано, например, как трубопроводное сопло. Предпочтительно, чтобы трубопроводное сопло было сконструировано в непосредственной близости к входному отверстию.

Предпочтительно, чтобы трубопроводное соединение в дальнейшем служило для непосредственного удаления больших порций воздушных потоков без молока. Удаление больших порций воздуха является причиной уменьшения пенообразования в измерительной секции. Удаление воздуха, более того, предотвращает неблагоприятный эффект на скорость потока. Трубопроводное соединение и входное отверстие вместе могут служить как циклонный коллектор, таким образом, устанавливая соединение жидкой среды с устройством выходного отверстия.

В частности, предпочтительная конструкция обеспечивает измерительное устройство, содержащее трубчатый корпус, в котором молоко протекает в тангенциальном направлении, так что формирует перекрестные потоки относительно направления транспортирования. Эти предложения создают преимущества, во-первых, молоко течет мягче, с маленьким вращением, и вращение жидкости будет причиной уменьшения потока энергии так, чтобы гарантировать более постоянную скорость потока в околоизмерительном устройстве. Трубопроводное сопло отделяет молочную часть от воздуха, так что молоко, будучи тяжелее, будет отброшено к стенке циклонного сборника корпуса благодаря тангенциальному расположению входного отверстия и части более легкого воздуха, остающегося в центре циклонного сборника, из которого он может быть отсосан через воздухоудалительную форсунку, размещенную там. Циклонный сборник, оборудованный обводным трубопроводом, будет в частности, гарантировать, что приблизительно такое же давление будет иметь место, как во входном трубопроводе, так и в молокопроводе и в выходном отверстии.

В предпочтительном специфическом воплощении изобретение обеспечивает по меньшей мере три электрода. Для того, чтобы определить угол наклона приспособления, частично заполненного жидкой средой, в частности, перед операцией действительного измерения, его предпочтительно закрывают так, чтобы предохранить жидкую среду от вытекания. Указанная жидкость может быть водой или другой подходящей жидкостью. Электрическое значение прикладывается, например, к первому электроду. Первое измеренное значение определяется между первым и вторым электродами, а второе измеренное значение определяют между первым и третьим электродами. Теперь, когда второй и третий электроды размещены напротив в направлении потока, наклон устройства может быть определен, основываясь на первом и третьем измеренных значениях. Наклон может быть вычислен пространстве. Также возможно определить наклон в пространстве с полным размещением четырех электродов в подходящих положениях.

После определения угла или углов наклона эти значения могут быть использованы для корректировки или калибровки. Также мыслимо обратиться назад к подходящей калибровочной кривой, размещенной в памяти устройства посредством определенных угловых значений. Полная надежность и точность могут таким образом быть впоследствии улучшены.

В другой конструкции наклон измеряется с использованием только двух основных установленных электродов. Для измерения наклона устройство опустошается и закрывается дренажная канавка и заполняется предварительно определенным количеством жидкости. Перед измерением наклона измеряются значения, взятые для различных углов наклона, и готовится таблица параметров, которая используется как калибровочные кривые для измерения наклона. Эта процедура позволяет непосредственно получать меру для угла наклона от основных электродов, так как высота заполнения жидкости электродом является прямой мерой угла наклона. Третий электрод в данном случае не требуется.

Встраивание датчика наклона, описанного выше, который использует один, два или три электрода, дает значительное преимущество. Дополнительные шаги процесса незначительны, так как требуется только один дополнительный электрод. Средство анализа требуется только однажды, может быть использовано для анализа измеренного напряжения и для определения наклона, таким образом, позволяя экономить на реализации.

Все предпочтительные специфические воплощения, описанные выше, могут быть обеспечены раздельными датчиками наклона. Могут быть также применены датчики наклона, известные из уровня техники. Сигнал или сигналы датчиков наклона используют для выбора подходящей калибровочной кривой из нескольких калибровочных кривых или для выбора фиксированных или гибких параметров коррекции для измеренного значения.

Внедрение отдельного датчика наклона дает то преимущество, что выравнивание приспособления может быть проверено на фиксированных или неопределенных интервалах. Указанная проверка может быть выполнена однажды в периоды, такие как год, месяц, неделя или день, или предпочтительно по меньшей мере один раз за процесс измерений. Положение может быть определено в процессе измерения так, чтобы в каждом измеренном значении или через несколько измеренных значений принимался во внимание сигнал, уловленный от датчика наклона.

- 8 011729

Частное предпочтительное воплощение изобретения обеспечивает измерительную камеру для датчика наклона, смонтированного на устройстве. Датчик наклона может управляться согласно принципам измерения, описанным выше. Тогда измерительная камера для датчика наклона содержит три или по меньшей мере предпочтительно четыре электрода. Конструкция электродов выполнена так, чтобы угол наклона мог быть определен, по меньшей мере, в направлении потока жидкости, который должен быть измерен. Удобно обеспечить одно общее средство анализа для измерительного устройства для определения количества или массового потока жидкости и для датчика наклона.

В предпочтительных воплощениях всех вышеописанных конфигураций частичная стенка обеспечена между первой и второй секциями корпуса, которая закрывает в частности значительную часть просвета поперечного сечения. Предпочтительно частичная стенка закрывает по меньшей мере 50% поверхности, в частности по меньшей мере 75% поверхности. Предпочтительно, чтобы частичная стенка закрывала верхнюю часть поперечного сечения, чтобы жидкость могла протекать ниже частичной стенки. Это поддерживает перемешивание пены.

Другое воплощение изобретения обеспечивает, что измерение, как правило, не завершается в потоке, но постоянно определяется количество жидкой среды, подаваемой в измерительную камеру продукта, в частности, в процессе доения. Такая конструкция обеспечивает, чтобы измерительный сосуд собирал жидкую среду, по меньшей мере, за период времени. После наполнения измерительного сосуда, сосуд может быть опорожнен. Периодическое наполнение и опорожнение собранной жидкой среды в течение процесса измерения так же можно представить, в частности, если объем сосуда не подходит для промежуточного сохранения количества наполняемой жидкости для одного измерительного процесса.

Дальнейшие преимущества, особенности и конструкции изобретения будут описаны в следующем воплощении со ссылками на чертежи, где изображено на фиг. 1 - устройство согласно настоящему изобретению для измерения массового потока в аксонометрическом виде со вставленной диафрагмой; на фиг. 2 - устройство согласно фиг. 1 с вытянутой диафрагмой; на фиг. 3 - изобретенное устройство в продольном сечении; на фиг. 4а - устройство согласно изобретению, показанному на фиг. 1, в поперечном сечении в области измерительного устройства; на фиг. 4Ь - второе воплощение устройства согласно настоящему изобретению в поперечном сечении в области измерительного устройства; на фиг. 5 - потоковое сопротивление для больших массовых потоков, сконструированное в виде диафрагмы; на фиг. 6 - потоковое сопротивление для малых массовых потоков, сконструированное в виде диафрагмы; на фиг. 7 - продольная секция другого воплощения изобретенного устройства согласно настоящему изобретению; на фиг. 8 - электрический эквивалентный контур для устройства согласно настоящему изобретению.

Фиг. 1 и 2 показывают первое воплощение устройства 100 согласно настоящему изобретению в аксонометрическом виде для измерения массовых потоков жидкости 1, в частности пеносодержащих, или пенящихся, или пенообразующих жидкостей, таких как молоко. Вблизи входного отверстия 4 корпуса 50 установлена форсунка 21 компенсатора давления для удаления воздуха. Входное отверстие 4 направлено тангенциально в корпусе 50 так, чтобы поток вращался, проходя сквозь корпус. Далее канал 3 последовательно выходит из входного отверстия 4.

Измерительная система 7 размещена в канале 3 перед диафрагмой 17 в этом воплощении с указанной диафрагмой 17, размещенной перед потоком впереди утечки 5. Диафрагма 17 служит как сопротивление 6 потоку (см. фиг. 2). Предпочтительное воплощение обеспечено так, что диафрагма может быть вставной (см. фиг. 1) или заменяемой (см. фиг. 2) при необходимости. Замена диафрагмы 17 позволяет приспособить сопротивление потока для различных условий, т.к. при доении овец или коз максимальный поток молока значительно ниже, чем при доении коров.

Диафрагма 17 имеет трапецеидальное открытое поперечное сечение 18, которое увеличивается кверху. Диафрагма 17 предопределяет значение гидродинамического сопротивления, создающегося потоковым сопротивлением 6. Потоковое сопротивление приспосабливается изменением, например открытием чистого поперечного сечения и его конусности. Устройство для удаления воздуха или форсунка 21 служит для того, чтобы поддержать внутреннюю часть измерительного устройства существенно без повышения давления за счет удаления порции воздуха, содержащегося в потоке, массовый поток которого должен быть определен.

Фиг. 3 показывает устройство 100 согласно настоящему изобретению для измерения массового потока в продольной секции с каналом 3, который содержит входное отверстие 4 (см. фиг. 1) и выходное отверстие 5 и через которое протекает жидкость 1, содержащая пену 2. Входное отверстие 4 вмонтировано в циклонный коллектор 20, через который газ или воздух может быть частично удален посредством проходной форсунки 21 или устройства для удаления воздуха 21. Проходная форсунка расположена центрально у конца корпусного элемента 51, который здесь выполнен цилиндрической формы, а присоединение первого элемента корпуса 50 выполнено так, что входное отверстие 4 обеспечено против линии прохода со вторым концом корпуса 50, где выходное отверстие 5 обеспечено так, чтобы установить баланс давления между входом 4 и выходом 5. Это служит для поддержания измерительного устройства 100, по существу, без давления, чтобы установить скорость потока жидкости, по существу, не зависящей от разности давления. Увеличение разности давления может, с другой стороны, быть причиной, напри

- 9 011729 мер, подсоса воздуха в сосковой линии. Кроме того, обход позволяет увеличить производительность.

Корпус 50 содержит первый элемент 51 и второй элемент 52. Этот первый элемент 51 корпуса наклонен к горизонту в области входного отверстия 4. В настоящем воплощении угол равен приблизительно 45° к горизонтали. Второй корпусной элемент 52 также наклонен к горизонтали, чтобы поддерживать движение потока. Угол наклона меньше, хотя и определяется действительными условиями. Как правило, угол должен быть меньше 30°, предпочтительно меньше 15°. Хорошие результаты достигнуты с углом наклона 5°.

Центральная ось 56 (пунктирная линия) через первый корпусной элемент 51 или первую секцию корпуса 50 наклонена относительно вертикальной ориентации на угол 58, который в этом воплощении выполнен около 45°. Центральная ось 57 (пунктирная линия) через второй корпусной элемент 52 или вторую секцию корпуса 50 наклонена относительно вертикальной ориентации на угол 59. Оба корпусных элемента сконструированы так, чтобы быть осесимметричными относительно центральных осей 56 и 57. В частности, круглое поперечное сечение второй секции 52 перед датчиком с первым и вторым электродом служит для того, чтобы заставить пену перемешиваться в проходящем потоке жидкой среды в измерительной зоне таким образом, что любая присутствующая или формируемая пена будет промыта и не может накапливаться.

В частности, наклон первого корпусного элемента 51 заставляет поток протекать через корпус 50 в винтообразном движении. Протекающая жидкость направляется радиально и благодаря гравитации дополнительно вводится осевой фактор.

В этом воплощении корпус 50 включает перекрывающую или разделительную стенку 19, которая установлена здесь между первым корпусным элементом 51 и вторым корпусным элементом 52 и распространяется от крышки наклонно вниз и назад. Участок 19 закрывает устройство в верхней области так, что жидкость может только проходить от первого корпусного элемента 51 ко второму корпусному элементу 52. Часть 19 служит для дополнительного уменьшения скорости потока и для лучшего перемешивания пены, так как пена плавает на жидкости и может только проходить через чистое поперечное сечение ниже того, чтобы выходить за пределы, когда она смешана с жидкостью, так как чистое поперечное сечение стремится быть ниже уровня жидкости. Другое воплощение можно обеспечить без части 19.

В общем, винтовое движение жидкости продолжается, она проходит сквозь корпус 50 так, что обеспечивается ее винтовое движение во втором последовательном цилиндре - сконструированном корпусном элементе 52, по меньшей мере, с сильным потоком жидкой среды.

Есть существенное преимущество этой конструкции в том, что порция пены жидкой среды определена и перемешана. В преобразовательной корпусной конструкции и условиях потока пена стремится увеличиться и собраться выше части потока жидкой среды в постоянной пенной порции. Настоящая конструкция в большинстве позволяет избежать этого. Пенная часть относительно рассеивается по меньшей мере в молочном потоке, имеющем место в процессе главной фазы доения. В начале и в конце доения пенная часть также, как правило, рассеивается. Т.к. принцип используемого метода измерения включает порцию пены, достигаемая точность измерения превосходна в целом.

Жидкой среде 1 ставится заслон впереди утечки 5 во втором корпусном элементе 52 посредством элемента 6 сопротивления потока, выполненного в форме диафрагмы, в этом случае жидкость опустошается в утечку 5.

Измерительное устройство 7 выполнено в виде двух электродов 8 и 9, средства измерения напряжения 13 и источника напряжения 12 или средства генерирования напряжения. Электроды измерительного устройства 7 могут быть размещены вблизи сопротивления потоку 6. Диафрагма может быть, в частности, сформирована электродом, как показано на фиг. 5, так чтобы первая боковая граница 53 диафрагмы служила первым электродом 9 и вторая боковая граница 54 выступала как второй электрод 8.

Хотя первый электрод 9 на фиг. 3 выполнен в виде круглого прутка проводимого материала (например, высокосортной стали), он может быть внедрен в стенку канала 3 как показано на фиг. 4В.

Средство генерирования напряжения 12 служит для того, чтобы предварительно определить источник переменного напряжения так, чтобы избежать накопления электричества на электродах 8 и 9, которое могло бы быть причиной препятствий к измерению напряжения. Переменное напряжение является удобным.

Плотность жидкой протекающей среды 1 определена посредством первого электрода 9 и второго электрода 8 в электрических линиях 22, и средство генерирования напряжения 12 прилагает напряжение к первому электроду 9 между удаленными точками 9а и 9Ь первого электрода 9. Напряжение может быть приложено, в частности, как показано в настоящем воплощении, между первым концом 10 и вторым концом 11 первого электрода 9. Первый конец 10 и первая точка 9а первого электрода 9 выполнены в нижней области корпуса, в то время как вторая точка 9Ь и второй конец 11 размещены в верхней области корпуса.

Сопротивление электрода 9 выбирают так, чтобы оно было значительно меньше, чем сопротивление потока жидкой среды, которое должно быть измерено при заполнении по максимальной высоте. В этом способе влияние сопротивления жидкой среды на общее сопротивление может быть проигнорировано в первом приближении. Однако указанное влияние может быть включено в расчет.

Приложенный потенциал зависит от индивидуальных случаев. В этом воплощении изобретения пи

- 10 011729 ковое значение переменного напряжения составляет 60 мВ, при этом сопротивление электрода 9 составляет приблизительно 100 мОм.

В первом электроде потенциал линейно увеличивается с измерением высоты. Приложенный потенциал, введенный в жидкость посредством электрода, в каждом месте смачивается жидкостью. Вследствие этого, низкая абсолютная высота потенциала позволяет избежать неблагоприятных эффектов на животных в процессе доения.

Второй электрод 8 простирается от первой точки 8а или от первого конца в нижней области корпуса до второй точки 8Ь или до второго конца в верхней области корпуса, получение потенциала относится к высоте заполнения жидкости 1 и к композиции этой жидкости. Вольтметр 13 служит для того, чтобы соединить точку 8а второго электрода 8 с точкой 9а первого электрода 9 или с нижним концом 10 первого электрода 9. Если присутствует только чистая жидкая фаза, соответствующий потенциал прилагается ко второму электроду 8, соответствующему уровню протекающей жидкости, и измеряется с помощью средства измерения напряжения 13. Пенная часть 2 включена, так как специфическое сопротивление пены соответственно выше, чем общее сопротивление, которое представляет эта плотность.

Фиг. 3 показывает поперечное сечение изобретенного устройства 100, содержащего первый электрод 9, выполненный в виде круглого прутка, и второй электрод 8, также сконструированный в виде круглого прутка. Эти два электрода 8 и 9 простираются в канавку 14, в которой жидкость будет накапливаться даже с самым низким массовым потоком так, чтобы установить электрическое соединение между первым электродом 9 и вторым электродом 8 посредством жидкой фазы. Электрический контакт через жидкую фазу важен в самом начале процесса доения и, в частности, около конца процесса доения, когда молочный поток слаб или незначителен. Где не присутствует жидкая фаза и присутствует только пена, могут иметь место значительные ошибки измерения.

Пустота, заполненная жидкой фазой, гарантирует, что правильные результаты измерения будут получены даже с массовыми потоками, включающими фактически чистую фазу пены.

Основные простые воплощения также позволяют маленькому сопротивлению быть связанным параллельно вместо пустоты, чтобы моделировать пустоту. Удовлетворительные результаты могут быть получены также таким образом, хотя с маленькими потоками фактически просто пенятся, проводимость жидкости может влиять на результаты измерения.

Такое измерение позволяет измерять потенциал даже с наименьшими массовыми потоками. Канавка 14 содержит выпуск 15, через который жидкое содержимое 1 может непрерывно протекать так, что жидкость 1 в канавке 14 постоянно обновляется.

Любые временные изменения проводимости жидкого содержания 1, таким образом, также ощущаются в канавке 14, чтобы не вызвать погрешности в измерении. Минимальный уровень жидких форм, получаемых посредством канавки 14, такой, что в потенциометрическом измерении определяется не полная высота пены, но средняя плотность жидкого содержания 1.

Фиг. 5 и 6 показывают различные воплощения потокового сопротивления 6, как диафрагмы 17, имеющей различные конические сужения, или трапецеидальные открытые поперечные сечения 18. Открытые поперечные сечения 18 могут быть приспособлены к специфическим измерениям, которые предлагают преимущества даже для малых массовых потоков, разрешая относительные изменения измерения уровня жидкости.

Специфическое воплощение устройства обеспечивается диафрагмой 17, как показано на фиг. 5. Два электрода 8 и 9 могут формировать границу диафрагмы 17 так, что одна кромка 53 формировала первый электрод 9 и вторая кромка 54 второй электрод 8. Такая конструкция вначале рассматривалась как недостаток, так как ожидалось, что потенциал, наведенный на первый электрод 9, будет нерегулярным, и потенциал, обнаруженный на втором электроде 8, также может быть нерегулярным, так как расстояние между электродами существенно изменяется по высоте. К удивлению, было найдено, что такая конструкция дает результат хорошего качества измерений, даже если электроды не расположены параллельно относительно друг друга. У-образная или трапецеидальная форма электродов не вредит измерениям. Наоборот, такая конфигурация позволяет достичь особо надежных измерений. Причина среди других вещей в том, что внутренняя протекающая жидкая среда течет через диафрагму и плотность определяется между двумя электродами.

Фиг. 7 представляет боковой вид модифицированного воплощения поточного сопротивления. В этой конструкции потоковое сопротивление расположено наклонно или вертикально. Угол от вертикали выполнен приблизительно 45°, однако он может быть между 0 и 60° или даже больше.

В этом воплощении кромка диафрагмы 17 может также быть сформирована одним или обоими электродами. Снова диафрагма 17 является трапецеидальной в поперечном сечении 18, как показано на фиг. 5 и 6. Диафрагма является наклонной к направлению потока. В этом способе посторонние частицы в протекающем потоке среды могут собраться в нижней области диафрагмы и смываются вверх, пока поперечное сечение диафрагмы не достаточно, чтобы продвинуть и смыть посторонние частицы. Засорение диафрагмы таким образом, как правило, не будет происходить.

На фиг. 8 представлена эквивалентная диаграмма принципа измерения. Первый электрод 9 содержит пруток из высококачественной стали с низким сопротивлением, погруженный в проводящую жидко

- 11 011729 стно-газовую смесь. Генератор напряжения 12 проводит высокочастотный ток через первый электрод 9 через линию снабжения 22. Напряжение измеряется посредством средства измерения напряжения 13 между первым электродом 9 и вторым электродом 8.

Центральные эквивалентные сопротивления ВЕ1 и ВЕ2 жидкостно-газовой смеси лежат параллельно погруженной части первого электрода 9. Собранное напряжение, таким образом, пропорционально кривой плотности у первого электрода. Управляемая подача тока служит для того, чтобы минимизировать прямое воздействие центральных эквивалентных сопротивлений ВЕ1 и ВЕ2 на измеренный результат.

Список номеров обозначений:

	51	первый корпусной элемент
1	жидкая среда	52	второй корпусной элемент
2	пена	53	боковая граница диафрагмы
3	канал	54	боковая граница диафрагмы
4	входное отверстие	55	угол
5	выходное отверстие	56	ось
6	потоковое сопротивление	57	ось
7	измерительное устройство	58	угол
8	второй электрод	59	угол
8а	первая точка	100 устройство
8Ь	вторая точка
9	первый электрод
9а	первая точка
9Ь	вторая точка
10	первый конец
11	второй конец
12	средство генерирования напряжения
13	средство измерения напряжения
14	канавка
15	утечка
17	диафрагма
18	открытое поперечное сечение
19	разделение
20	циклон коллектор
21	устройство удаления воздуха
22	электрический провод
26	средство анализа
50	корпус

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (29)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для измерения массового потока пенящейся жидкости, в частности молока, в процессе доения, содержащее, корпус, имеющий по меньшей мере одно входное и по меньшей мере одно выходное отверстие, и по меньшей мере одно измерительное средство, включающее по меньшей мере один датчик для определения массового потока, отличающееся тем, что корпус обеспечивает возможность смешивания пенной части с жидкой частью жидкости и содер

   - 12 011729 жит по меньшей мере две секции, размещенные под углом одна относительно другой, при этом угол между первой и второй секциями выполнен по меньшей мере 30°, первая секция обладает, по существу, круговой симметрией, а входное отверстие расположено на входе первой секции, по существу, тангенциально.
2. 2. Устройство согласно п.1, отличающееся тем, что в корпусе обеспечивается винтовое движение потока жидкости.
3. 3. Устройство согласно п.1 или 2, отличающееся тем, что корпус сконструирован так, что по меньшей мере одна область в зоне входного патрубка выполнена существенно круглой.
4. 4. Устройство согласно любому из пп.1-3, отличающееся тем, что корпус выполнен таким образом, что по меньшей мере одна область в зоне входного отверстия наклонена к горизонту.
5. 5. Устройство согласно одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что угол наклона в зоне входного отверстия выполнен между приблизительно 10 и 60°.
6. 6. Устройство согласно одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что одна секция корпуса существенно овальная или круглая в поперечном сечении.
7. 7. Устройство согласно одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что входное отверстие входит в корпус под наклоном.
8. 8. Устройство согласно одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что измерительное устройство содержит по меньшей мере один датчик, выбранный из группы датчиков, содержащей оптический датчик, электрический датчик, акустический датчик и магнитный датчик.
9. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что по меньшей мере одно измерительное средство содержит первый и по меньшей мере один второй электрод и блок анализа.
10. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что первый и второй электроды размещены в области измерительной секции, простирающейся по меньшей мере над частью высоты измерительной секции.
11. 11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что посредством электрического средства электрическая величина может быть приложена к первому электроду.
12. 12. Устройство согласно одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что в корпусе выполнен по меньшей мере один ограничитель потока.
13. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что по меньшей мере один ограничитель потока выполнен по меньшей мере в виде одной диафрагмы.
14. 14. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что по меньшей мере один ограничитель потока имеет в поперечном сечении переменную величину вдоль высоты.
15. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что поперечное сечение увеличивается с высотой от низа.
16. 16. Устройство по одному из пп.12-15, отличающееся тем, что расстояние просвета в самой узкой области потокового сопротивления более чем 2 мм, предпочтительнее более чем приблизительно 5 мм и, в частности, предпочтительно больше чем диаметр типичного кукурузного зерна.
17. 17. Устройство по одному из пп.13-16, отличающееся тем, что диафрагма размещена наклонно по направлению к потоку.
18. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что диафрагма размещена с наклоном вверх по направлению к потоку.
19. 19. Устройство по одному из пп.12-18, отличающееся тем, что поперечное сечение ограничителя потока сконструировано существенно трапецеидально, и/или У-образным, и/или И-образным.
20. 20. Устройство по одному из пп.13-19, отличающееся тем, что входная область у ограничителя потока сконструирована существенно трапецеидально, и/или У-образным, и/или И-образным в виде сверху.
21. 21. Устройство согласно одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что поперечное сечение измерительной секции сужается для того, чтобы уменьшиться в направлении потока.
22. 22. Устройство согласно любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оснащено обводным трубопроводом между входным и выходным отверстием для стабилизации давления над измерительной секцией.
23. 23. Устройство согласно любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что обеспечен по меньшей мере третий электрод.
24. 24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что третий электрод простирается в измерительную секцию снаружи.
25. 25. Устройство согласно любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что обеспечен по меньшей мере один датчик наклона для определения по меньшей мере одного угла наклона.
26. 26. Устройство согласно любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что обеспечен по меньшей мере один корректирующий параметр в устройстве памяти, чтобы взять в расчет по меньшей мере один угол наклона.
27. 27. Устройство согласно любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что частичная стенка (19) обеспечена между первой и второй секциями корпуса, которая перекрывает значительную часть открытого поперечного сечения.

    - 13 011729
28. 28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что частичная стенка (19) перекрывает по меньшей мере 50% площади, в частности по меньшей мере 75% площади.
29. 29. Устройство по п.27 или 28, отличающееся тем, что частичная стенка (19) перекрывает верхнюю