JP2002523113A - 特に搾乳機械に使用するための流体感知装置及び方法 - Google Patents

特に搾乳機械に使用するための流体感知装置及び方法

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JP2002523113A
JP2002523113A JP2000567946A JP2000567946A JP2002523113A JP 2002523113 A JP2002523113 A JP 2002523113A JP 2000567946 A JP2000567946 A JP 2000567946A JP 2000567946 A JP2000567946 A JP 2000567946A JP 2002523113 A JP2002523113 A JP 2002523113A
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ヤン エリックソン，
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デラヴァル ホルディング アーベー
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Abstract

(57)【要約】 本発明は流体（７）の組成を感知するための装置（１）に関する。装置（１）は流体（７）のための容器（５）及び容器（５）の対抗する側上に設置された光源（３）及び光検知手段（９）を含む。光検知手段（３）によって検知される光の量は流体（７）の組成に依存する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は特に請求項１及び９の前提文に述べられたタイプの搾乳機械に使用す
るための流体感知装置及び方法に関する。
【０００２】 搾乳機械において搾乳動物の乳房から乳貯蔵容器へ導くパイプシステムを定期
的に清浄することが必要である。これは清浄流体でシステムを洗い流すことによ
ってなされており、乳を廃棄製品のために意図された容器に誤って送らないよう
に、しかも廃棄製品、清浄流体又は汚れた乳を純粋な乳のために意図された容器
に送らないようにホース又はパイプにおいて水、乳、水、清浄流体、空気などで
希釈された乳の間で区別できることが重要である。また、空になった乳頭又は乳
房の過剰に長い刺激を防止するために乳頭又は乳房が乳の供給を終えた時期を検
知することもしばしば重要である。
【０００３】 特許文献ＵＳ−Ａ ４７５６２７４は水平に向けられた赤外光源が赤外光のビ
ームをパイプの反対側上の検知器に送るパイプに使用するための搾乳検知器の一
端を記載する。もしパイプ中の流体が赤外光源のレベル上に到達又は通過するな
ら、ビームは検知器に到達することを妨げられ、パイプが乳で満たされていると
考えられる。この装置はパイプ中の検知器のレベル上の乳（又は他の光ブロック
物質）の存在又は不存在を測定できるに過ぎない。それはパイプがどのくらい満
たされているかを正確に測定できないし、光ビームをブロックする物質の組成を
測定できない。
【０００４】 特許文献ＵＳ−Ａ ５１１６１１９は液体流れを測定するための装置を記載
する。この装置は１以上の溝を有し、それを通して流体は流れ、各溝は１対のセ
ンサーを含む。各センサーは電磁放射線のエミッタ及びエミッタの反対の溝の側
上に位置されるレシーバを含む。
【０００５】 レシーバによって受けられる放射線の減衰量は溝を通って流れる流体の瞬間的
な体積の測度として使用される。この装置は透明流体の流れ及び存在を検知する
のに適切でない。
【０００６】 本発明の装置及び方法は従来技術の問題点を解決する目的を有する。
【０００７】 その目的は本発明によれば独立請求項の特徴部分に述べられた特徴を有する装
置及び方法によって達成される。本発明のさらなる発展及び改良は従属請求項に
述べられている。
【０００８】 本発明は具体例及び添付図面の助けでより詳細に記載されるだろう。
【０００９】 図１は本発明による感知装置の一例の部分的に断面の概略的透視側面図である
。 図２は図１の感知装置の時間に対する出力を表示するグラフを示す。 図３は供給ラインにおける本発明による感知装置の一例の概略的側面図を示す
。
【００１０】 図１に示された感知装置１は検査される流体７を保持する円形横断面を有する
透明ガラス又はプラスチックパイプの如き透明容器５の一つの側上の可視光発光
ダイオードの如き光源３及び光検知手段９、例えば受ける光に比例して出力信号
１１（例えば電圧）を発生しかつ光源によって放出される光に感受性のある容器
の反対側上に装着された感光性抵抗器又は光ダイオードを含む。光検知手段９は
光源３に直接向かい合っていることが好ましい。好ましくは光検知手段９及び光
源３は一方が他方の上に垂直に配置され、かくして容器５中の少量の流体であっ
ても検知手段９と光源３の間の光の路をさえぎり、検知されることができる。図
１に示された例ではパイプ５は搾乳装置の一部であることを意図され、流体７は
パイプ５を通って流れる空気、水、清浄流体、乳などであることができる。出力
信号１１はここではオシロスコープスクリーン１５上の軌跡１３によって象徴的
に表されるが、好ましい例では出力信号１１はコンピュータ１７の如き計算手段
によって処理される。軌跡１３は光放出源３と光検知手段９の間の流体の組成が
変化するにつれて変化する。簡単のため光源３及び検知手段９はパイプ５から距
離を置いて示されているが、実際にはそれらをパイプ５と接触させ、所望により
パイプ５の壁に形成された盲くぼみに装着することによって最良の結果を達成す
ることができる。後者のケースではくぼみのベースはパイプ５中の流体がこれら
の構成要素と接触することを防止する。光検知手段に影響する周囲光を防止する
ために本発明による装置は光密ケーシング又はカバー１０によって包囲されるこ
とが好ましい。
【００１１】 光検知手段９によって受けられる光の量は例えば光源３の強さ及び光源３と光
検知手段９の間の距離、容器５における流体７の不透明度などの多数の変数に依
存する。もし全ての他の変数が一定に維持されるなら、そのとき光検知手段９に
よって検知される光の量におけるいかなる変化も流体７の組成に依存する。この
光によって発生される出力信号又は電圧１１は例えば既知の組成の校正用混合物
から受ける信号と比較することによって分析されることができ、かくしてパイプ
中の流体の組成を測定することができる。この比較は例えば既知の組成の異なる
流体について得られた出力信号を示す校正用チャートに対して出力信号を比較す
ることによってオペレータによって手動的に実施されることができる。あるいは
、試験される流体の１以上の所望の不透明度に対応する１以上のしきい値レベル
を設定することができる。次いで検知された光が一定のしきい値を過ぎると、ラ
ンプ又はストロボ光の如き視覚信号及び／又はベル又はブザーの如き音響信号を
活性化することができる。この例はコンピュータの使用を必要とせずに容易に実
施できる利点を有する。しかしながら、本発明の好ましい例では比較はコンピュ
ータ１７の如き自動化された手段によって実施される。いったんパイプ５中の流
体の組成が測定されると、この情報を使用して弁（図示せず）を制御し、流体７
が正しい行き先に案内されることができる。また、弁を制御し、例えば清浄流体
供給弁又は乳供給弁を開放又は閉鎖することによって流体の組成を変えることも
できる。
【００１２】 装置の校正は既知の校正流体を装置に通過させ、出力信号を期待される出力信
号に対して比較することによって実施されることができる。
【００１３】 図２は本発明による感知装置のための出力電圧信号が異なる流体がパイプ５を
通過するときにどのように変化するかのグラフを示す。パイプ５が（“空気”で
マークされたグラフの区域で示されているように）空気だけを含むとき、一定電
圧Ｖａｉｒが発生され、パイプ５が空気の屈折率と異なる屈折率を有する水の如
き透明流体で完全に満たされるとき、パイプ５は光を検知器上に集中するために
拡大レンズとして作用し、より高い電圧Ｖｗａｔｅｒが（“水”でマークされた
グラフの区域で示されているように）発生されるだろう。パイプ５が（“乳”で
マークされたグラフの区域で示されているように）乳の如き不透明流体によって
完全に満たされるとき、より低い電圧Ｖｍｉｌｋが発生され、この電圧はもし乳
が水で希釈されるなら又はその逆ならＶｗａｔｅｒに向かって上昇するだろう。
従って発生した電圧はパイプ中の乳及び水の百分率を測定するために使用される
ことができる。十分に光を感知する検知手段９を使用することによって感知装置
は流体７の不透明において（図２の拡大部分で示されるような“ｖａｒ”の如き
）極端に小さい瞬間変化を検知させることができ、乳又は乳及び水は不透明度に
おけるいくらかの小さな変化を常に有するので、もし流体が動いていてもそれを
検知することもできる。ＶａｉｒとＶｗａｔｅｒの間のグラフの領域ではそれぞ
れ発生した電圧は空気及び水の混合物又は水及び乳の混合物に相当することがで
きる。どの弁が開放されているかどうかを調べることによって又は空気及び水の
透明な混合物が存在するか又は乳及び水の不透明混合物が存在するかに依存する
異なる特性を有する信号における変化“ｖａｒ”を研究することによってどのタ
イプの混合物が存在するかを測定することができる。
【００１４】 図３は通過する流体の組成及び流速における大きな変化を受けるシステムに使
用するための本発明による装置の一例を示す。かかる大きな変化は乳のスラッグ
が空気の破裂の結果として起こりかつ乳流速がゼロから数リットル／分まで変化
できる搾乳システムにおいて一般的である。３１によって一般に示される装置は
大きな直径の供給管の下にある比較的細いバイパス管３３を横切って適合される
。バイパス管３３は供給管３５の下にあるので、供給管中の液体は液体が供給管
を通って流れ始める前にバイパス管を満たす傾向があるだろう。好ましくは感知
装置３１は小さい体積の流体だけが感知装置３１によってバイパス管３３の横断
面を満たすことが要求されるようにバイパス管３３の最下点に位置づけられる。
それゆえ小さな流速であってもバイパス管３３に収集する流体の体積が感知装置
３１によって横断面を満たすことが十分である限り流体を正確にサンプリングす
ることができる。供給管３５中の流体の流れが少ないとき、流体のほとんどがバ
イパス管３を通過するだろう。流体流れが増大すると供給管３５を通って流れる
流体が多くなっていくだろう。大きな直径供給管３５を持つことが有用である。
なぜならばこれはシステム中の圧力損失を減少するからである。一方、細い直径
のバイパス管３３の使用は少量の流体の正確なサンプリングを可能とするからで
ある。
【００１５】 血又は他の着色汚染物の存在は好適な、好ましくは除去可能な、カラーフィル
ターを使用することによって又は本発明による多くの感知装置（各々は異なる汚
染物の検知を可能とするように適応されたフィルター又は光源を有する）を与え
ることによって検知されることができる。
【００１６】 乳の凝固は信号の分析によって検知されることができる。なぜならば凝固され
た乳の塊の通過は信号における降下を容易に検知させるからである。
【００１７】 流体の速度の正確な測定は検査される流体の流れの方向に既知の距離だけ離れ
て置いた検知器及び２組以上の光源を使用することによって得られることができ
る。信号における同様の不規則を識別するために離れて置いた検知器によって発
生した信号を比較することによって流れのスピードは第１の発生した信号の波形
の不規則が第２の発生した信号に表れるのにかかる時間から計算されることがで
きる。
【００１８】 光源及び感知手段はパイプの外側上にあるので、それらを清浄に保つ問題は全
くなく、特定の封止配置は全く必要とされない。
【００１９】 円形横断面のレンズ効果はもしパイプが空気又は水を含有するなら測定するこ
とができる。これは水で満たしたパイプ５が収束レンズとして作用し、光源３に
よって放出される光が空気で満たしたパイプ５の場合より多く検知手段９上に収
束されるからである。本発明は円形横断面を有するパイプの例として示されてい
るが、拡大効果は別の好適な横断面、例えば楕円、半円、凸面、両凸面などを有
するパイプを使用することによって達成されることもできる。あるいはもし直線
的な辺を持つ三角形（又は他の多角形）の横断面パイプが使用されるなら、パイ
プはプリズムとして作用し、流体がどのくらい満たされているかに依存する角度
を通して入射光を屈折するだろう。屈折された光がとりうる可能な路に相当する
線において離れて置いた光感知手段の連続的なラインを与えることによってパイ
プの満たされる程度及びパイプ中の流体の組成を測定することができる。
【００２０】 本発明は容器が透明材料から作られる具体例によって説明されている。容器材
料を不透明材料から作ることも考えられる。さらに可視光を生成しない電磁放射
線、例えば上述の可視光源の代わりの又はそれと組み合わせた赤外線又は紫外線
源を使用することも考えられる。光ガイドとして作用する材料の効果を減少する
ために検知器を光密シールドで包囲すること又は容器中の流体を通過する光だけ
が検知器によって受けられることを確実にするための他のシールド手段を使用す
ることが必要であると考えられる。
【００２１】 本発明の別の例（図示せず）では本発明による単一センサーを使用してパイプ
中の流れを測定することができる。これは通常の使用中に流体によって完全に満
たされることが決してないような大きな横断面積をパイプに与えることによって
達成されることができる。それゆえ源と検知手段の間を通過するときの流体の深
さを測定することができる。この深さはもしパイプのサイズ及び流れを生じる力
、例えば圧力ヘッド又は吸引力が知られているなら流速を計算するために使用さ
れることができる。
【００２２】 本発明は動いている流体の組成を検知するものとして示されているが、静止流
体を分析する変形例に対しても好適である。換言すれば本発明による装置は分析
される関心のある流体のサンプルで満たされることができる容器において構成さ
れることができるだろう。装置は透明液体における不透明流体又は粉末の混合を
感知するために使用されることができ、その場合液体の透明度は不透明流体又は
粉末が混合されるにつれて減少する。それゆえ出力信号は混合が起こるとき強さ
を減少し、完全な混合は安定状態に到達する出力信号によって示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による感知装置の一例の部分的に断面の概略的透視側面図である。
【図２】 図１の感知装置の時間に対する出力を表示するグラフを示す。
【図３】 供給ラインにおける本発明による感知装置の一例の概略的側面図を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１０月２４日（２０００．１０．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】 本発明は特に請求項１及び１１の前提文に述べられたタイプの搾乳機械に使用
するための流体感知装置及び方法に関する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容器（５）における流体の組成を測定するために搾乳機械に
    使用するための装置であって、前記容器（５）が源（３）によって放出されかつ
    検知手段（９）によって検知される電磁放射線のビームの路にある場合において
    、前記容器（５）が液体で満たされている時に前記ビームを前記検知手段（９）
    上に集中するように配置されている前記ビームの路における横断面を有すること
    を特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記容器（５）が可視又は赤外光に対して透明であるか又は
    前記ビームの路において半透明であることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記容器（５）が円形、凸形、半円形又は楕円形の横断面を
    有することを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記源（３）及び前記検知手段（９）が前記容器（５）の対
    抗する側上に離れて鉛直に間隔を置かれていることを特徴とする請求項１〜３の
    いずれか記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記容器がパイプ（５）であることを特徴とする請求項１〜
    ４のいずれか記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記ビームの路にフィルターがあることを特徴とする請求項
    １〜５のいずれか記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記ビームが可視光又は赤外線のビームであることを特徴と
    する請求項１〜６のいずれか記載の装置。
  8. 【請求項８】 複数の源（３）及び検知手段（９）を含むことを特徴とする
    請求項１〜７のいずれか記載の装置。
  9. 【請求項９】 容器（５）における流体の組成を測定するために搾乳機械に
    使用するための方法において、 源（３）によって放出されたビームの路において横断面を有するように前記容
    器（５）を位置決めし（容器の横断面は容器が液体で満たされている時に前記ビ
    ームを前記検知手段（９）上に集中するように配置されている）； 検知手段（９）によって前記流体を通過するビームの量を検知し； 既知の組成のサンプルを通過する前記ビームの量に対して前記流体を通過する
    ビームの量を比較することによって前記流体の組成を測定する工程を特徴とする
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記比較がコンピュータ（１７）によって実施されること
    を特徴とする請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記流体の組成を測定するために、空気及び／又は水の透
    明な混合物が存在するか又は乳及び水の不透明混合物が存在するか、又は乳だけ
    が存在するかに依存する異なる特性を有する前記検知手段（９）からの信号を研
    究することを特徴とする請求項９記載の方法。
  12. 【請求項１２】 着色された汚染が検知されるとき、ビーム路における除去
    可能なカラーフィルターの如き好適な色検知手段を置くことを特徴とする請求項
    １１記載の方法。
JP2000567946A 1998-08-26 1999-08-25 特に搾乳機械に使用するための流体感知装置及び方法 Pending JP2002523113A (ja)

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