JPH0658789A - ミルクスラグの質量及びこれに対応するミルク流量に相当する値を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ミルクスラグの質量の測定、その質量に基づ
くミルク流量の測定（必要ならば低ミルク流量範囲での
ミルク流量閾値の測定）を正確に行うことができる方法
及び装置を提供することを目的とする。 【構成】 連続ミルクスラグの形態をなす抽出ミルクを
少なくとも１つの上昇管部分に通して間欠移送する間に
ミルク流量を測定する本発明の方法は、上昇管の内壁か
ら間隔を隔てた位置において上昇管部分内の各ミルクス
ラグの長さを検出することによって各ミルクスラグの質
量に相当する値を測定し、所定のスラグ移動速度を考慮
に入れて連続ミルクスラグの時間平均を確立することに
より平均ミルク流量の値を得ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、連続ミルク（乳）スラ
グの形態をなす抽出ミルク（搾り出したミルク）を、少
なくとも１つの上昇管セクションを通して間欠移送する
間におけるミルクスラグの質量（マス）に相当する値及
びその結果としてのミルク流量を測定する方法及び装置
に関する。

【従来の技術】搾乳作業時間は、個々の雌牛（以下、単
に「牛」という）毎について異なるだけでなく、一頭の
牛についても異なり、従って、搾乳時間は一般に３〜１
０分の間で変化する。空（から）搾乳工程（すなわち、
実際には全くミルクが出なくなった乳房に搾乳機を連続
作動させること）は、乳頭組織を傷め且つ乳房の健康を
害するおそれが大きい。従って、ミルク流の停止後は、
直ちに搾乳器具を取り外すか、搾乳機の作動を停止させ
なければならない。合理化が進むに従って、今日では、
搾乳作業の終時を自動的に検出して対応する信号（通常
は、電気的又は空気的信号）を発生させる、いわゆるミ
ルク流量インジケータが慣用されている。技術的な高度
性に基づいて、ミルク流量インジケータの信号により、
次の１つ以上の応答、すなわち、 １．作業者に対する光学的又は音響的信号、 ２．脈動（パルセーション）の自動停止又は搾乳強さの
自動低下、 ３．搾乳器具の完全自動除去、 ４．残りの搾乳工程の自動開始、又は、 ５．実際のミルク流に従う搾乳機の機能的パラメータの
制御、 がなされる。いわゆるミルク流量インジケータの本質的
な問題は、一方では満足できる応答精度を得ることにあ
り、他方では通常生じる真空損失にある。大部分の牛の
場合、ミルク流量曲線の自然の形状は脈動及び非同期的
間欠ミルク移送によるかなりの変動によって歪むけれど
も、いわゆるミルク流量曲線（単位時間当たりのミルク
体積）は漸近線的にゼロ流量曲線に近づいていく。国際
協約により、搾乳作業の終時は、（自然の）ミルク流量
曲線が２００ｇ／ｍｉｎの閾値以下に下降する時点とし
て定義されている。大部分の牛の場合、この閾値とミル
ク流量曲線との交点は極端な鋭角を形成する。従って、
ミルク流量曲線のこの部分に僅かな測定誤差があって
も、搾乳作業の終時のタイミング決定にかなりの誤差が
生じる。これらの状況は、搾乳作業の実際の終時の信頼
できる決定を極めて困難にしている。この信頼できない
ファクタを補償するため、インジケータ信号の発生と、
対応する機能（例えば、搾乳器具の自動取外し）の実際
の開始との間に、或る遅延（一般には約３０秒）を生じ
させるのが慣用的である。この方法によれば、搾乳作業
の終時に乳房を事実上空にすることができる。このこと
は、ミルクの体積及び脂肪含有量に関する経済的な理由
だけでなく、乳房の健康上の理由からもかなり重要であ
る。これに対し、この遅延により、有害な空搾乳工程が
延長されることに加え、搾乳時間も延長され、作業生産
性の低下を招くことになる。更に、従来の形式によるミ
ルク流量インジケータは、大きなミルク流量（約５００
ｇ／ｍｉｎ以上）の大きさの有効表示を得る全ての場合
に不適当であり、従って、これまでは、搾乳機の機能的
パラメータの効率的な制御をするのに複雑なミルク体積
測定装置が必要とされている。真空損失の問題に関して
は、最近の標準搾乳機は２つの機能を実行しなければな
らないことに留意すべきである。すなわち、一方では、
真空は、乳頭括約筋の抵抗に打ち勝って乳房からミルク
を抽出するのに使用され、他方では、真空は、この抽出
ミルクを乳房からいわゆる長いミルクホースを通してミ
ルクヘッダ又は測定カップ（ここから、ミルクは重力に
より流れ出る）に移送しなくてはならない。このよう
に、真空の助けによりミルクをミルクヘッダに移送する
とかなりの動力学的損失（流れ損失）が生じ、この動力
学的損失はミルク流量の増大に比例して増大する。多く
の搾乳装置は、技術的及び機能的理由からミルクヘッダ
が頭上に配置されたいわゆるハイライン設備として設計
されているため、抽出ミルクをかなりの高さ（すなわ
ち、搾乳ボックスの場合には約１．２ｍ、安定した搾乳
装置の場合には２ｍ）まで上方に連ばなくてはならな
い。この結果として生じる付加的な動力学的損失（圧力
損失）も、同様に、ミルク流量に比例して増大する。搾
乳機の機能的パラメータの最適化について、多年にわた
り世界的な規模で科学的努力がなされてきているが、そ
れにも係わらず、累積流量及び圧力損失が重大な問題と
して存在し続けている。これは、搾乳技術の観点からす
ると、実際に乳房に加えられる搾乳真空の強さがミルク
流量の増大（ミルク流量の増大は、抽出ミルクの効率的
取出しにとって最も強く要望されていることである）に
つれて徐々に低下してしまい、この問題は、ミルクヘッ
ダ（大きな断面積の通路面積、高性能真空ポンプ、正確
に機能する制御弁等をもつミルクヘッダ）内の作動真空
が完全に安定化されている場合においても生じる。従っ
て、最近の牛の大流量のミルク産出量に完全に対処でき
るようにするには、従来の搾乳装置における作動真空
を、ミルク抽出にとっての生物学的条件よりかなり高い
値に調節することが不可欠である。しかしながら、この
結果、搾乳作業中にミルク流量が減少するやいなや、乳
房組織が無制限に大きな有害な作動真空を受ける。この
結果、真空損失が減少し、特に空搾乳フェーズの間に対
応する組織が損傷を受け、長時間の空搾乳を行う場合に
は、生体の生物学的逆反応（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃ
ｏｕｎｔｅｒ−ｒｅａｃｔｉｏｎ）として乳頭が硬化す
るため、ミルク抽出が一層緩慢になる。ミルク流量イン
ジケータは、乳房の下流側で且つミルクヘッダの上流側
（一般には長いミルクホースの端部）に配置された場合
にのみ適正に機能する。このことから、インジケータに
より付加的に引き起こされるあらゆる真空損失により、
搾乳作業の質に対して必ず好ましくない影響が生じ、こ
の影響はこれ以上補償することはできず、乳房の健康及
び搾乳作業の経済性に関して対応する結果をもたらす。
これまでに、非常に多種類のミルク流量インジケータが
知られている。いわゆるチャンバインジケータは、上か
ら充填される閉鎖形アキュムレータ容器を有している。
このアキュムレータ容器内には頂部が開放した直立管が
取り付けられており、該直立管は、この下のドレン導管
と連通している。直立管の底のレベルには較正された小
さなドレン開口が形成されており、搾乳作業中に２００
ｇ／ｍｉｎの連続流をドレン導管に流すことができるよ
うになっている。アキュムレータ容器には、導電的（ｃ
ｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）又は容量的（ｃａｐａｃｉｔｉｖ
ｅ）な測定作業を行なうフロート（１対の電極で適宜構
成できる）が収容されている。また、アキュムレータ容
器内の液体が或るレベル以下に下降するやいなや信号を
発生すべく作動する光バリヤを設けることもできる（例
えば、西ドイツ国公開特許公報（ＤＥ−ＯＳ）第２１
３４ ９７６号又は米国特許第４，７１４，０４８号参
照）。基本的には、アキュムレータチャンバは、該アキ
ュムレータチャンバの容積の積分効果により、通常は不
安定なミルク流量信号の優れた安定化を達成することが
できる。しかしながら、同時に、チャンバ容積により遅
延が自動的に発生し、この遅延が重大な欠点に通じると
考えられる。これは、遅延時間が、アキュムレータチャ
ンバの容積だけでなく、アキュムレータ容器への流入量
とアキュムレータ容器からの流出量との差異によっても
決定されるからである。この差異は、ミルク流量がゆっ
くりと減少する場合には、極めて長い遅延（実際には、
意図した値の数倍に達することもある）の危険性を含ん
でいる。例えば西ドイツ国公開特許公報第２２ ００
１４１号に開示された偏差チャンバ形（ｄｅｖｉａｔｉ
ｏｎ ｃｈａｍｂｅｒ ｔｙｐｅ）のインジケータにお
いては、ミルクは下からチャンバ内に流入する（通常
は、チャンバ内に部分的に突出する流入管を通って流入
し、該流入管の内部でミルク流が分割される）。ミルク
は、底部に設けた開口又は底レベルに設けた横方向の開
口を通って流出する。通常、底部に隣接して１対の電極
が設けられている。通常の搾乳作業においては、ミルク
流によって電極が強くなでられ、これにより両電極間の
電気的接点が閉じられる。ミルク流量が徐々に減少する
と、電極はミルク流により長い時間間隔でなでられるよ
うになる。このため、電極が完全に乾燥し且つ接触が有
効に阻止されるまで、電気抵抗が増大していく。この形
式のインジケータは、強さがかなり変化し、信頼性に欠
ける基本信号を供給する。また、この形式のインジケー
タは、位置決めのばらつき（不規則性）に対して非常に
敏感であり、あらゆるチャンバ装置に共通するかなりの
真空損失があるという重大な欠点を有している。いわゆ
るパイプインジケータは、通常、短いパイプセクション
を有しており、ミルクは、このパイプセクションを上か
ら下へと流れるようになっている。通常、この形式のイ
ンジケータには、流れを妨げるコンポーネンツが内部に
取り付けられていないため、流れ損失及び特に真空損失
が比較的小さい。英国特許第６５０１ １９９号及び米
国特許第３，１１５，１１６号に開示のリング電極イン
ジケータは、ミルク流の方向の絶縁セクションにより互
いに分離された２つの導電性パイプセクションを有して
いる。ミルク流の体積に比例して電極間の電気抵抗が変
化し、これらの変化が測定される。この測定装置の精度
は、種々の牛のミルクの変化する導電性（導電率）によ
り、搾乳作業の終時にかけて、ミルク流量の減少により
引き起こされる広範囲の抵抗値変化により、及びパイプ
壁の移送抵抗及び濡れ性の変化を生じさせる周期的な掃
除作業の効果により大きな影響を受ける。米国特許第
４，０１０，７１５号に開示のリング電極インジケータ
には、測定すべき液体が通される導管の両側に電極が設
けられている。これらの電極に高周波ＡＣ電圧を印加す
ると、液体を通って流れる電流が発生し且つ測定すべき
液体のイオン導電性が変化する。ミルクの導電性が牛に
より異なること及び牛が摂取した飼料により影響を受け
ることから、この形式の測定装置はミルク流量の測定に
は適していない。米国特許第４，３４８，９８４号に開
示のミルク流量インジケータの場合には、測定すべきミ
ルク流量の導電性により測定出力信号も影響を受ける。
ミルク流量の測定作業は、高周波発生器により付勢され
たコイルを通してミルクを流し、コイルに誘導信号を発
生させることにより行われる。例えば、欧州特許（Ｅ
Ｐ）第０ ２２１ ７３３号に開示された形式の光電パ
イプインジケータにおいては、通常、測定装置は、長い
ミルクホース内に円滑で透明なパイプが配置（通常は垂
直位置に配置）されていて、該パイプを通ってミルクが
上から下へと流れるようになっている。パイプの両側に
は、一定出力の光源及び光検出器が配置されている。ミ
ルク流量は、ミルクがパイプを通って流れるときにパイ
プ中のミルク膜の厚さの減少による光の屈折の低下を検
出することにより測定される。この装置の明白な長所
（真空損失がないこと、ミルクの導電性の変化に対して
鈍感なこと）も、重大な欠点があるため問題である。ま
た、ミルク膜の厚さを正確に認識する定量的特性として
光の屈折は不充分であるため、応答精度は満足できるも
のではない。ミルク膜は、極めて薄くてもはや流れるも
のがなくてもかなりの光が吸収され、この結果、検出信
号は、かなり大きな厚さの壁流（ｗａｌｌ ｆｌｏｗ）
から得られる検出信号と殆ど変わらないものになる。こ
の本質的欠点は、非連続的に流れるミルク／空気の混合
物から測定値を得なければならないという事実により一
層悪くなる。文献「Ａｇｒａｒｔｅｃｈｎｉｋ（農業技
術）」（２０／２巻、１９８０年２月、Ｔｒｅｂｕｓ、
Ｗｅｈｏｗｓｋｙ及びＳｃｈｕｌｚｅ著）は、ミルク流
量測定位置より上流側のパイプ壁から内方に突出するビ
ード又はリブを設け、これらのビード又はリブを、パイ
プ壁に沿って流れるミルク膜に対してバッフルのように
作用させることにより、測定光線の位置に隣接する壁の
部分をミルク膜が実質的に存在しない状態に維持し、こ
れにより、ミルク泡が流れること及び搾乳作業の終時に
かけてミルク流量インジケータのパイプ壁上に高脂肪含
有のミルク膜が形成されることを防止することにより、
ミルク泡の存在により生じる困難性及びミルクの脂肪含
有量の変化をなくすことを提案している。この光電原理
に基づいて機能するこれらのミルク流量インジケータの
作動の大部分が不正確であることは、文献「Ｔｉｅｒｚ
ｕｃｈｔ（家畜飼育）」（４２巻、１９８８年、第１１
頁）に記載の研究により実証されている。この研究によ
れば、この形式のミルク流量インジケータを用いると、
牛１頭当たりの平均搾乳時間が２．５３分だけ長くなる
こと、すなわち、ミルク体積測定装置の助けを借りた正
確な閾値検出の場合と比較して約５０％だけ長くなると
されている。

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、冒頭に規定した形式の方法及び装置であって、ミル
クスラグの質量の測定、該質量に基づくミルク流量の測
定、及び必要ならば低ミルク流量範囲でのミルク流量閾
値の測定をより正確に行うことができる方法及び装置を
提供することにある。

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、上昇管の内壁から間隔を隔てた位置において上昇
管セクション内の各ミルクスラグの長さを検出すること
により各ミルクスラグの質量に相当する値を測定し、所
定のスラグ移動速度を考慮に入れて連続ミルクスラグの
時間平均を確立することにより平均ミルク流量の値（平
均ミルク流量値）を得ることにより達成される。以下に
より詳細に説明するように、移動するミルクスラグの形
状は、特にミルク流の体積が小さい場合に強い変化を受
けることが思いがけなく判明されている。従って、本質
的なことは、ミルクスラグの質量に関して許容できる結
論に到達するための前提条件としてミルクスラグを正確
に測定すること、及びミルク流量の正当な評価に基づい
て、単位時間当たりの移送ミルク体積を正確に測定する
ことである。同様に判明していることは、所与の搾乳器
具の場合には、ミルク流の体積が小さいときに個々のミ
ルクスラグの移動速度がほぼ一定であり、このため、最
初の較正（キャリブレーション）を所定のスラグ移動速
度に基づいて行うことができることである。特に低ミル
ク流量範囲において所定値以下に下降又は所定値以上に
上昇するミルク流量に応答して制御信号を発生すること
を単に意図するのであれば、上昇管の内壁から間隔を隔
てた位置において上昇管セクション内の各ミルクスラグ
の長さを検出することにより各ミルクスラグの質量に相
当する値を測定し、且つ連続ミルクスラグの時間平均を
確立して平均ミルク流量値を得ることにより、及び、こ
のミルク流量値を、較正により及び閾値の構成により得
た所定の第２ミルク流量値と比較する構成の本発明の特
別な実施例によりその目的が達成される。これにより、
極めて簡単に且つ比較的高精度に、例えば、搾乳作業を
停止させるべきミルク流量の検出が可能になる。ミルク
スラグが連続する平均時間は、各ミルクスラグの通過に
要する時間と、各ミルクスラグ及びこれに続くミルクス
ラグの通過する間の時間との関係を決定し、所定の時間
スパンの間に測定した連続ミルクスラグの長さに相当す
る値を累積的に合計し、この合計を、この時間スパンの
間のスラグの通過数及び時間スパンの長さで除算するこ
と、又は、連続ミルクスラグの数についてのいわゆるス
ライド平均値（ｓｌｉｄｉｎｇ ｍｅａｎ ｖａｌｕ
ｅ）を確立することのいずれかにより確立することがで
きる。特にミルク流量が少ない場合のミルク流量の測定
結果のみならず、広範囲のミルク流量におけるミルク流
量の測定結果の精度も、ミルクスラグの移動速度を測定
することによりかなり改善できる。各ミルクスラグの質
量に相当する値は、上昇管の内壁から間隔を隔てた位置
において上昇管セクション内の各ミルクスラグの長さを
検出することにより測定される。連続ミルクスラグの時
間平均を確立することにより、ここから平均値が確立さ
れる。また、ここから、ミルクスラグの移動速度を考慮
に入れたミルク流量の大きさが得られる。この種類の方
法は、搾乳サイクルの終時におけるミルク流量の閾値を
決定するのに適しているだけでなく、搾乳作業の全体を
通じて比較的高精度にミルク流量を測定するのにも適し
ている。もちろん、所与のミルクスラグの移動速度を測
定することは絶対的に必要な訳ではない。各ミルクスラ
グが所定距離を移動するのに要する時間を測定すること
により、ミルク流量の実質的な等価測定が得られる。こ
のようにして得られた時間値は、次に、スラグの所定の
移動速度の仮定の下で決定された平均ミルク流量値を補
正して、実際のミルク流量を決定するのに使用される。
本発明のミルク流量測定装置を単にミルク流量インジケ
ータとして用いる場合には、本発明の方法は、ミルク流
量の所定値以下への下降に応答して制御信号を発生する
ように構成するのが適している。本発明によれば、更
に、連続ミルクスラグの形態をなす抽出ミルクを少なく
とも１つの上昇管セクションに通して間欠移送する間に
ミルクスラグの質量に相当する値を測定する装置が提供
される。本発明によれば、この測定装置は、ミルクスラ
グの移動方向を横切って延びている測定セクションを、
上昇管セクションの位置において上昇管内に設け、測定
セクションが、上昇管の内壁から間隔を隔てた位置にお
いて互いに対向して配置された２つの測定点の間、又は
上昇管の内壁から間隔を隔てた位置に配置された測定点
と上昇管の内壁との間のいずれかに配置されており、各
ミルクスラグのそれぞれの部分が測定セクションを通過
するのに要する時間を測定する手段を設けることにより
達成される。各ミルク流量の質量をこのようして正確に
測定することが、次に、実際のミルク流量をより正確に
測定することを可能にするのである。測定位置又は電極
等の有効な実施例及び構成は、特許請求の範囲における
実施態様項の記載により明らかになるであろう。従って
本発明によれば、非常に簡単な構造及び機能性をもつ測
定装置であって、一方で、ミルク流量の閾値を比較的正
確に決定し或いは実際のミルク流量をも測定でき且つ他
方では真空損失を無視できる測定装置が提供される。ミ
ルクスラグの質量を測定する装置から派生して、連続ミ
ルクスラグについての時間値を平均化することにより平
均時間値を確立し且つ上昇管の横断面積及び所定のミル
クスラグの移動速度を考慮に入れてミルク流量値を決定
すべく作動するコンポーネントを設けることにより、ミ
ルク流量を測定するための対応装置が得られる。このよ
うにして得られたミルク流量値は、所定の閾値以下に下
降したミルク流量値に応答して制御信号を発生すべく作
動する閾値インジケータに入力するのが好ましい。本発
明の簡単化した実施例においては、連続ミルクスラグに
ついて測定した時間値からの平均時間を確立するコンポ
ーネントと、該コンポーネントから得た出力信号と較正
により得た閾値を構成する所定の第２信号値とを比較す
る比較器とが設けられているに過ぎない装置が提供され
る。ミルク流量値をより正確に測定でき且つ搾乳作業の
全体を通じてミルク流量を測定できるようにするには、
ミルクスラグの移動方向を横切る方向に延びた第２測定
セクションを、第１測定セクションから上昇管の長手方
向に間隔を隔てた位置において上昇管セクション内に設
けるのが好ましい。また、各ミルクスラグの移動速度を
測定できるようにするため、各ミルクスラグが第１測定
セクションと第２測定セクションとを通る間の時間差を
測定すべく作用するコンポーネントを設けることができ
る。第２測定セクションは、第１測定セクションに関連
して上述した構造にすることもできるし、第１測定セク
ションの構造と同様な構造にすることもできる。本発明
の測定装置の好ましい実施例においては、ミルク逆流防
止器が、スラグの移送方向において測定セクションの直
ぐ下流側に設けられている。この逆流防止器は、例え
ば、逆止弁の形態又はミルクヘッダに開口したパイプエ
ルボの形態に構成することができる。また、本発明の測
定装置は、いわゆる４口搾乳ホースを用いることによ
り、個々の乳頭から発するミルク流量を別々に測定する
ように設計することもでき、その場合には本発明の測定
装置を４本のミルク導管の各々に装着する。以下、添付
図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。

【実施例】図２０には、牛２０２の搾乳スタンドに取り
付けられた搾乳装置（その全体を番号２０１で示してあ
る）が示されている。吸引カップ組立体２０３により牛
の乳房から抽出されたミルクは、コレクタヘッド２０４
内に収集され、ここから、頭上ミルク取出し導管すなわ
ちミルクヘッダ２０６に開口している共通の上昇管２０
５を通して真空作用により取り出される。ミルクヘッダ
２０６と平行に配置された別の導管２０７は、付加導管
２０８を介して吸引カップ組立体２０３に真空圧力と大
気圧力とを交互に供給すべく作動するパルセータに連通
している。通常、上昇管２０５は可撓性パイプ（好まし
くはホース）で構成されており、中央部が撓んだ状態に
なっている。図５及び図６は、可能な搾乳作業を示す一
般的なミルク流量曲線を示すものである。このミルク流
量曲線は、縦軸に１分間当たりの重量（ｋｇ／ｍｉｎ）
をとり、横軸に時間（分、ｍｉｎ）をとったものであ
る。図５において、ミルク流量は、最初、約１．６分後
の最大値まで上昇し、その後は、約４．５分後の０．２
ｋｇ／ｍｉｎの通常の閾値以下に初めて下降するまで、
徐々に減少していく。符号Ａで示す時点から符号Ｂで示
す時点（すなわち、約９５秒間）では、測定したミルク
流量は０．２ｋｇ／ｍｉｎの閾値に近い範囲内で変化し
ている。時点Ｂの後は、ミルク流量曲線は再び下方のピ
ークまで上昇している（このピークは、搾乳作業の終時
における手動又は自動的な介入により回復したいわゆる
仕上げ搾り（ｆｉｎｉｓｈ ｙｉｅｌｄ）に相当す
る）。従って、このようにして得られたミルク流量曲線
は、時点Ａにおいて作動真空が遮断されなかったという
事実により、９５秒間のいわゆる空搾乳作業が生じたこ
とを示すものである。図６に示すミルク流量曲線の場合
には、約６．２分後（時点Ｃ）に、初めて０．２ｋｇ／
ｍｉｎの閾値に到達している。この場合には時点Ｃの直
後に仕上げ搾りが行われるので、この搾乳作業では空搾
乳期間は事実上０秒である。これらの異なる２つのミル
ク流量曲線は、一定時間にわたるミルク流量の挙動がか
なり変化し、従って搾乳作業の実際の終時の検出が種々
の困難に遭遇することを証明するためのものである。図
６の場合は、搾乳作業の終時は非常に注意深く且つ経験
に富む作業者により検出されたものであり、図５の場合
は、従来のインジケータにより搾乳作業の終時の信号を
発生したものである。低ミルク流速でのミルク流量の決
定（測定）に影響を与える困難性をより良く理解できる
ようにし、且つ連続ミルクスラグを個々に測定する原理
（本発明はこの原理に基づいている）をより良く理解で
きるようにするためには、実際のミルク移送作業時に、
より厳格に注視することが有効であろう。最近の標準的
な搾乳機においては、いわゆる移送空気が、ミルクコレ
クタヘッド又は吸引カップに（連続的に又は周期的に）
供給され、これにより、極端に大きな周期的真空変動及
び静水力学的真空損失が低減される。このために供給さ
れる空気量は約８リットル／ｍｉｎ分であり、これは約
１６リットル／ｍｉｎの膨張空気に相当する。この空気
体積は、期待される最大ミルク流量の最適移送条件（一
般には約６リットル／ｍｉｎ）に合うように選択され
る。最近の搾乳機においては、連続的に流れる均質な泡
流を形成するのに、微細に分散された空気を直接ミルク
流中に吹き込むことによりミルク流と空気流とを混合す
ることはない。なぜならば、この旧式技術では、ミルク
に構造的な損傷を与えるおそれがあり且つ真空損失を一
層増大させる結果を招くことになるからである。これと
は異なり、最近の標準搾乳機における長いミルクホース
を通すミルクの移送は、「空気スラグ」（ミルク／空気
の連続的分離）により互いに分離されたミルクスラグ又
はミルクバッチの形態で行われる。しかしながら、この
スラグ流の形成を、本来的に、脈動搾乳工程により引き
起こされる乳頭からの間欠的ミルク抽出のせいにすべき
ではない。むしろ、この工程の流れメカニズムは次の通
りである。あらゆる搾乳機において、乳房からミルクヘ
ッダに至る流れ導管は最低点を有している。通常、この
最低点はコレクタヘッドの出口に隣接した位置か、或い
はコレクタヘッドの直ぐ下流側の長いミルクホースの部
分に位置している。真空技術上の理由から、通常、搾乳
器具は抽出ミルクにより完全には充満されない寸法を有
している。このことは、ミルクが重力の作用により乳房
からこの最低点に流れ得ると同時に、搾乳器具に供給さ
れた移送空気が妨げられることなくミルク上を流れ得る
ことを暗示している。従って、導管のこの下向きに流れ
る部分においては、ミルク及び空気は、これら自体の物
理的法則（層流）に従って互いに独立して流れる。自由
に流れるミルクは、サイホンにおけるように、最低点に
集まる。移送空気が、蓄積したミルク上を自由に流れる
ことができる限り、蓄積したミルクはサイホン中に留ま
る。搾乳器具内に流入し続ける空気が、作動真空の作用
によってもはや真空排気（真空引き）されることがなく
なるのは、サイホンを通る移送空気の自由流れが収集さ
れたミルクにより遮断された後のみである。この結果、
遮断位置の上流側の搾乳器具には、圧力上昇（すなわ
ち、真空度の低下）が生じ、このため遮断位置の前後に
は対応する圧力差が形成される。この圧力差に応答し
て、サイホンの壁とシール接触してサイホン内に収集さ
れるミルクはサイホンの上昇管の脚部内に徐々に押し込
まれ、この結果、このようにして形成されるミルクスラ
グにより、対応する静水力学的釣合い圧力が創出され
る。ミルクスラグに作用する圧力差が、このようにして
創出された静水圧力（スラグの壁摩擦を含む）に打ち勝
つやいなや、スラグはその運動が定められ、長いミルク
ホースの端部に向かって加速される。サイホンからのミ
ルクのこの不連続なバッチ式取出しは、連続ミルク流に
よりサイホンが遮断されるときはいつでも反復される。
サイホン内に形成されるミルクスラグが常に同じサイズ
であるならば、ミルク流量の大きさは、ミルクスラグの
サイズ及びこれらのスラグの時間系列（タイムシーケン
ス）から容易に求めることができよう。しかしながら、
種々の理由からこのような仮定に真実性を保つことはで
きない。より詳しくは、最初に形成されたスラグは、ミ
ルクホースを通って移送される間に、部分的に溶解され
易いことが判明している。これは、長いミルクホース
（より詳しくは、その上昇管部分）を通る過程で、搾乳
器具を介して供給され且つミルクスラグに圧力を及ぼす
移送空気が、ミルクスラグを導管に沿って押す作用をす
るときにミルクスラグに徐々に浸透する傾向があるとい
う事実からこういう結果になると想定される。図７に
は、長いミルクホース２内のミルクスラグ１の初期変形
が示されており、図示のミルクスラグ１は移送方向Ｄに
沿って押される。スラグ１の先端部３は僅かな膨らみを
呈する一方、後端部の中央４にはキャビティが形成され
始めている。これは、スラグ１を形成している液体が、
後部からスラグ１に作用する圧力により、横断面の中央
から導管（ミルクホース）２の壁５に向かって徐々に変
位するという事実から生じるものである。このキャビテ
ィの寸法は、移送中に着実に増大して、図８に番号６で
示す形状を呈し、更に、スラグの横断面の中央には図９
に示すようなキャビティ７が形成される。従って、ミル
クホース２の長手方向中心軸線上で測定したスラグ１の
長さは図７から図９まで着実に増大し、スラグ１の後端
部は最終的に、後方に向かって厚さが減少して、ミルク
ホース２の内壁に付着する単なる層で構成されている。
スラグ１の初期形状は中実円筒体に似た形状であるが、
スラグ１はその移送中に、中実な底部と徐々に厚さが減
少する外壁とを備えた貝殻の形状に変形される。これ
は、スラグ１の質量は不変であるけれども、長さは徐々
に増大する効果をもつ。逆にいえば、長さの等しいスラ
グは、キャビティの形成度に基づいて、広範囲に変化す
る質量を有しているともいえる。図示技術上の理由か
ら、スラグの増大する長さを示すことは極めて困難なた
め、図７、図８及び図９は同一の初期質量のスラグを示
すものではない。図７〜図９は、外部から測定した同一
長さＬａをもつスラグは、かなり異なった質量をもつこ
とがあることを単に示そうとしたものである。現在使用
されている形式の搾乳機においては、１３〜１８ｍｍの
内径Φ_ｉをもつ長いミルクホースを設けることが一般的
である。この直径を考慮に入れると、多種類のスラグ形
状が考えられるけれども、長いミルクホースの内壁から
約ｄ／４だけ隔たった位置における移送方向のスラグ長
さを測定することにより、スラグの全質量を決定する許
容可能な概算を得ることができる。これは、約１６ｍｍ
の内径の場合における許容可能な値を出す。異なる内径
をもつ導管の場合に、ミルクスラグの全質量に相当する
値を得るには、導管内の測定位置を僅かにずらすことが
必要である。より良い理解ができるようにするため、図
７には、長いミルクホース２の内壁５と平行に且つ該内
壁５からそれぞれ距離ｄ／４を隔てて延びている２つの
破線１１、１１′及び１２、１２′が示されている。そ
れぞれの線１１、１１′及び１２、１２′と、ミルクス
ラグ１の先端部及び後端部におけるそれぞれの輪郭との
交点間の間隔は、それぞれ、Ｌｉで示す長さに等しい。
すなわち、線１１、１１′及び１２、１２′に沿って測
定したスラグ１の長さはＬｉである。この長さとミルク
ホース２の横断面積との積は、スラグ１の実質量につい
ての許容可能な値を与える。図８及び図９においても、
長さＬｉは、長いミルクホース２の内壁から距離ｄ／４
の位置で延びている線に沿って同様な方法で測定され
る。従って、これらの簡単化した図面は、値Ｌｉがスラ
グ１の外部から見える全長Ｌａとはかなり異なっている
ことを示している（これは、後端部にキャビティが徐々
に形成されることによる）。従って、スラグの長さは、
一般に、スラグの移送方向を横切って延びた測定部分を
設けることにより、且つ、線１１又は１２上の測定点と
導管の内壁との間又はほぼそれぞれの線１１及び１２上
の２つの測定点間を通る各ミルクスラグを検出すること
により測定される。この目的のための測定セクションの
種々の実施例を以下に詳細に説明する。図１０及び図１
１には、金属エルボ１５の端ピースに連結された長いミ
ルクホース１４の上端部が示されている。エルボ１５の
端部１６は、頭上ミルクヘッダ１８（該ミルクヘッダは
全ての抽出ミルクを運ぶのに通常設けられている）に設
けられたコネクタ１７に連結されるようになっている。
エルボ１５の他端は、通常ゴム又はプラスチック材料で
作られた長いミルクホース１４の端部１９に連結されて
いる。図示の例においては、エルボ１５内に２つの測定
電極２１、２２が設けられている。これらの電極２１、
２２は、それぞれ電気的な絶縁シールプラグ２３、２４
によりエルボ１５の壁に取り付けられていて、導管の内
部に突出している。両電極２１、２２は、導管の長手方
向軸線とほぼ垂直に延びた細いロッド又はワイヤの形態
に作られている。導管内に突出している電極２１、２２
の先端部は、導管の内壁２５の反対側部分から距離ｄ／
４だけ間隔を隔てており（図１１）、一方、絶縁プラグ
２３、２４は、内壁２５から距離ｄ／４の位置まで、そ
れぞれの電極２１、２２を包囲している。各電極２１、
２２にはそれぞれ導電線２６、２７が設けられており、
各電極２１、２２を関連する電源に接続している。この
例においては、両電極２１、２２と協働する対向電極は
金属エルボ１５により構成されており、該対向電極（金
属エルボ１５）は、例えば導電線２８により接地されて
いる。スラグの長さを測定するには単一の測定部分で充
分であるけれども、図１０及び図１１に示す実施例で
は、上記のように２つの測定部分（すなわち、一方の測
定部分は電極２１とエルボ１５の壁との間、他方の測定
部分は電極２２とエルボ１５の壁との間）が設けられて
いる。この理由は、弱いミルク流が存在する場合（すな
わち、ミルク流量が０．２ｋｇ／ｍｉｎの閾値に到達す
るミルク流量曲線の範囲）には、ミルクスラグの移動速
度は殆ど不変であると考えられる（これは、適当な測定
によりほぼ確認されている）ため、移動速度は一回だけ
測定して、一定値として測定回路に入力すればよいから
である。この場合には、ミルクスラグの長さの測定は、
単に、スラグが測定セクションを通過するのに要する時
間を測定することにより行われる。従って、電極２１又
は２２の何れもこの測定作業に使用できる。一方、より
正確な測定結果を得たい場合、又は搾乳作業の間に、変
化する間隔で測定作業をしたい場合には、ミルクスラグ
の長さの計算には、更に、ミルクスラグの移動速度の測
定が必要になる。この目的のため、図１０の実施例に
は、ミルクホース１４の長手方向に互いに間隔を隔てて
配置された２つの電極が設けられている。従って、各ミ
ルクスラグの長さを正確に測定するならば、ミルクスラ
グが２つの電極間を移動するのに要する時間を測定する
ことにより、ミルクスラグの移動速度を付加的に測定す
ることが可能になる。図１２には、通電検出原理に基づ
いて機能する測定部分が示されている。この場合には、
ミルクスラグが通される導管３０を、プラスチック等の
絶縁材料又は金属等の導電材料のいずれでも作ることが
できる。電極３１、３２は、互いに対向する位置におい
て導管３０の壁を貫通して延びており、導管３０が絶縁
材料で作られている場合にはいかなる付加的な絶縁も不
要である。２つの電極３１、３２は、幾分大きな直径の
半球状端部を備えたロッドとして形成されている。両電
極３１、３２は、導管３０の壁に対面するそれらの半球
状端部の後面が、壁から約ｄ／４の距離だけ間隔を隔て
るように取り付けられる。正確にこの距離を隔てた位置
において、両電極３１、３２は、ミルクと相容性のある
絶縁材料３３、３４により包囲される。従って、両電極
３１、３２の先端部は、ｄ／２より幾分小さな距離ａだ
け互いに間隔を隔てられる。図１３には、容量測定原理
（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｉ
ｎｃｉｐｌｅ）に基づいて機能する測定部分が示されて
いる。導管４０の長手方向軸線上で且つ導管４０と同心
状に円筒状スリーブ４１が配置されており、該スリーブ
４１の長手方向に間隔を隔てた両端部は、それぞれ半球
状の端壁により閉鎖されている。スリーブ４１の全長
は、例えば、導管４０の直径の２倍にすることができ
る。横方向寸法に関しては、スリーブ４１の外径はｄ／
２より小さく又はこれと等しくすることができる（ここ
で、ｄは、導管４０の内径である）。導電線４２により
スリーブ４１が導管４０の外部に導かれている。導電線
４２は、電気的に絶縁されて導管４０の壁を貫通してお
り且つ導管４０内の絶縁固定具４３内に埋入されてい
る。絶縁固定具４３は、同時に、スリーブ４１を所定位
置に保持する機能を有している。スリーブ４１は、導電
性材料からなり且つ第２電極として作用する導管４０の
内壁に対向して配置された電極として作用する。導管４
０には導電線４４が接続されている。図１４には、容量
測定原理に基づいて機能する測定部分の更に別の実施例
が示されている。導管５０内には、該導管５０の長手方
向軸線とほぼ平行で且つ互いに間隔を隔てた位置におい
て２つの板電極５１、５２が配置されており、これらの
板電極５１、５２は、導管５０の壁を貫通している導電
線５３、５４にそれぞれ接続されている。導管５０の内
部において、導電線５３、５４は、導管５０の内壁面か
らｄ／４の距離まで、電気的な絶縁材料５５、５６内に
包囲されている。板電極５１、５２の構造及び長さは、
これらの自由縁部５７、５８が距離ｄ／４だけ均一に間
隔を隔てることができるように定められている。図１５
には、光学的検出原理に基づいて機能する測定部分が示
されている。例えば発光ダイオード６１の形態をなす光
源及びフォトレジスタ６２が、導管６０の両側から該導
管６０内に突出している。光源６１及びフォトレジスタ
６２の互いに対向する端部は、例えば内側導管の一部と
して形成された透明壁６３、６４により覆うことができ
る。各透明壁６３、６４は、導管６０の内壁から約ｄ／
４の距離だけ間隔を隔てており、且つ透明壁６３、６４
同士の距離はｄ／２以下である。図１６及び図１７に
は、導管７０内に、比較的薄い金属シートの形態をなす
電極７１が設けられた実施例が示されている。電極７１
は、導管７０の中心に隣接する位置まで該導管７０内に
延入しており、その自由縁部７２は導管７０の長手方向
軸線とほぼ平行に延びている。電極７１の両側で、該電
極７１は絶縁固定具７３により保持されている。絶縁固
定具７３は、導管７０の内壁から約ｄ／４の距離まで電
極７１を覆っており、従って該電極７１を電気的に絶縁
している。導管７０の壁には孔７４が形成されていて、
絶縁固定具７３の一部７５がこの孔７４を通り得るよう
になっている。絶縁固定具７３自体は２つのブロック７
６、７７からなり、これらの両ブロック７６、７７の間
には、これらを貫通するボルト７８により導管７０がク
ランプされている。孔７４を包囲するＯリング７４が設
けられており、ブロック７６と導管７０の外面との間の
シールを形成している。この実施例においては、導管７
０が導電性材料で作られており、このため、その内壁を
対向電極として作用させることができる。この目的のた
め、導管７０の外面には接地ターミナル８０が設けられ
ている。接地ターミナル８０及び電極７１には、これら
を関連する測定機器（図示せず）に接続する導電線８
１、８２が設けられている。電極７１の縁部７２と、こ
れに対向する導管７０の内壁との間の図示の測定部分
は、ミルクの導電性を利用して機能する構成が好まし
い。この時点で強調しておくべきことは、測定するのは
ミルクの導電性（導電率）の大きさではないということ
である。図示の測定部分は、単に、ミルクが電極７１と
導管７０の壁との間の電気的導通を形成する作用をする
という事実を利用するに過ぎない。すなわち、測定作業
中に、このような電気的導通が存在するか否かを検出す
るに過ぎないのである。図２は、上記形式の測定部分と
組み合わせて使用する測定回路であって、搾乳サイクル
の終時において約０．２ｋｇ／ｍｉｎの閾値以下に下降
するミルク流量に応答して制御信号を発生すべく作用す
るインジケータを形成する測定回路の一実施例を示すも
のである。図２には、上昇管部分９０が概略的に示して
ある。図１５に示す実施例に対応して、測定部分は２つ
の部材９１と９２との間に形成されており、これらの両
部材９１及び９２は、上昇管９０内に突出しており且つ
それぞれ発光ダイオード９３及びフォトトランジスタ９
４を収容している。発光ダイオード（ＬＥＤ）９３のア
ノードは、抵抗器Ｒを介して電圧源９５に接続されてお
り、そのカソードは番号９６で示す箇所において接地さ
れている。フォトトランジスタ９４のコレクタは、別の
抵抗器を介して電圧源９５に連結されており、そのエミ
ッタは番号９６で示す箇所において接地されている。フ
ォトトランジスタ９４のコレクタの出力はシュミットト
リガ９７に入力され、該シュミットトリガ９７の出力は
ローパスフィルタ（低域フィルタ）９８に入力される。
このローパスフィルタ９８の出力は別のシュミットトリ
ガ９９に入力され、該シュミットトリガ９９は、所定の
最少流量以下へのミルク流量の下降に応答して、その出
力１００に制御信号を発生する。図示の回路は次のよう
に作動する。ＬＥＤ９３は連続的に付勢されて、測定部
分を通ってフォトトランジスタ９４に至る光ビームを発
射し、これによりフォトトランジスタ９４には対応する
電流が流される。ミルクスラグの先端部が測定部分に入
ると、光の一部が吸収されて、フォトトランジスタ９４
を流れる電流が減少する。この電流の所定の閾値以下へ
の下降に応答して、シュミットトリガ９７は方形パルス
の第１フランクを発生すべく作用する。ミルクスラグの
後端部が測定部分を出ると、フォトトランジスタ９４を
流れる電流は再び増大し、これにより、シュミットトリ
ガ９７に、第２閾値を通る電流に応答して方形パルスの
対応する下降フランク（ｄｒｏｐ ｆｌａｎｋ）を発生
させる。従って、方形信号の長さは、実際に、ミルクス
ラグの先端部が測定部分内に入るときから、ミルクスラ
グの後端部が測定部分を出るまでの時間に相当する。少
なくともミルク流量の下の閾値の範囲においてはミルク
スラグの移動速度が一定であると仮定すると、シュミッ
トトリガ９７により発生された方形パルスの幅が、この
ようにして測定されたミルクスラグの長さに直接一致す
ることになる。特に、搾乳作業の終時にかけては、ミル
クスラグは着実に増大する間隔で現れる。この結果、シ
ュミットトリガ９７により発生される方形パルスも、同
様に増大する間隔で現れる。連続方形パルスの長さ及び
間隔に基づいて、ローパスフィルタ９８が変化する平均
測定値を決定すべく作用する。ミルクスラグの実際の移
動速度を考慮に入れてはいないので、ローパスフィルタ
９８の出力に現れるこの値が完全に決定的なものである
とはいえないけれども、この値は実際のミルク流量に相
当する。しかしながら、搾乳サイクルの終時におけるミ
ルク流量は、下の閾値の近くでは殆ど変化しないことが
判明していることから、第２シュミットトリガ９９を、
所定速度における０．２ｋｇ／ｍｉｎのミルク流量の存
在時のローパスフィルタ９８の出力信号に相当する第１
所定閾値に設定することができる。この結果、搾乳サイ
クルの終時における減少するミルク流量により、ローパ
スフィルタ９８により供給される測定値が、シュミット
トリガ９９が設定される入力閾値以下に下降される。シ
ュミットトリガ９９はスイッチング作動をして、その出
力１００に、あらゆる表示又は制御機能に使用できる信
号を発生させ、例えば、脈動を停止させるか、乳頭こす
り器（ｔｅａｔ ｒｕｂｂｅｒ）を取り外す。ミルクス
ラグの代表的な長さは非常に正確に測定できるため、搾
乳サイクル中の少なくとも低ミルク流量期間において
は、実際のミルク流量に相当する比較的正確な信号を得
ること、及びミルク流量が所定値以下に下降すると対応
する出力信号を発生させることができる。従って、回路
の出力は簡単なＹｅｓ又はＮｏの測定信号を供給する。
図１には、図２の実施例と同様な実施例が示されてい
る。この上昇管部分１００にも電極１０１、１０２が設
けられている。電極１０２には、ＡＣ電圧発生器１０３
によりＡＣ電圧信号が供給される。電極１０１は、抵抗
器１０４を介して、番号１０５で示す箇所で接地されて
いる。電極１０１の出力と抵抗器１０４との接続点は、
整流器１０６に接続されており、該整流器１０６の出力
はシュミットトリガ１０７に入力され、該シュミットト
リガ１０７の出力はローパスフィルタ１０８に入力され
る。ローパスフィルタ１０８の出力は別のシュミットト
リガ１０９の入力に供給される。このシュミットトリガ
１０９は、ローパスフィルタ１０８により供給される出
力信号（シュミットトリガ１０９の所定の入力閾値から
偏移した出力信号）に応答する出力信号を発生すべく作
動する。この回路は図２に示した回路と同様に機能する
けれども、ミルクスラグにより両電極１０１、１０２の
間に導通が確立されると、測定部分において両電極１０
１、１０２の間にＡＣ電流が流れる点で異なっている。
電極１０１に現れるこのＡＣ電流は、次に整流器１０６
によりＤＣ電圧信号に変換される。このＤＣ電圧信号
は、次に、図２に関連して説明したと同様にしてローパ
スフィルタ１０８に入力される。図３には、図１０及び
図１１に示した実施例におけるようにしてミルクスラグ
の移動速度を付加的に測定でき、従って実際のミルク流
量に直接的に対応する測定信号を供給できる回路の実施
例が示されている。上昇管部分１２０内で互いに軸線方
向に間隔を隔てた位置には、容量測定原理に基づいて機
能する２つの測定部分１２１、１２２が設けられてい
る。従って、各測定セクション１２１、１２２は、互い
に対向して配置された２枚のコンデンサ極板で構成され
ている。図３において左側のコンデンサ極板は、ＡＣ電
圧発生器１２３に接続されている。図３において右側の
各コンデンサ極板は、増幅器１２４、１２５にそれぞれ
接続されている。これらの増幅器１２４、１２５の出力
は整流器１２６、１２７にそれぞれ接続されており、該
整流器１２６、１２７自体はそれぞれのシュミットトリ
ガ１２８、１２９に接続されている。シュミットトリガ
１２８の出力は、ローパスフィルタ１３０と、同時に、
パルス長測定回路１３１の第１入力に入力されている。
他方のシュミットトリガ１２９の出力は、パルス長測定
回路１３１の第２入力に入力されている。パルス長測定
回路１３１の出力は、時間−電圧変換器１３２に入力さ
れる。ローパスフィルタ１３０の出力信号Ａは除算回路
１３３に入力され、該除算回路１３３には、時間−電圧
変換器１３２の出力信号Ｂも入力される。除算回路１３
３は、測定信号Ａ、Ｂの除算（Ａ÷Ｂ）を行う。このよ
うにして得られた出力信号は、実際のミルク流量に相当
する測定値を早くも代表しており、上昇管部分１２０の
横断面積を考慮したミルク流量の絶対値を決定するのに
使用できる。しかしながら、この測定装置を図１及び図
２に関連して前述した実施例におけるインジケータとし
て使用したい場合には、除算回路１３３の出力を、更に
別のシュミットトリガ１３４に入力することができる。
このシュミットトリガ１３４は、所定の閾値からのあら
ゆる偏差に応答して、簡単なＹｅｓ又はＮｏの表示を供
給すべく作動する。上記回路は次のように機能する。ミ
ルクスラグが上昇管部分１２０を通って矢印Ｇの方向
（上方）に移動するとき、ミルクスラグは最初に測定部
分１２１を通過する。ミルクスラグが該測定部分１２１
に入ると、シュミットトリガ１２８は方形パルスの立上
がりフランクを発生する。この立上がりフランクはロー
パスフィルタ１３０及びパルス長測定回路１３１の両方
に入力されて、開始信号が発生される。ミルクスラグの
長さが両測定部分１２１、１２２間の距離より短い場合
には、シュミットトリガ１２８は、方形パルスの下降フ
ランク（該下降フランクはローパスフィルタ１３０に入
力される）を発生することにより、ミルクスラグの後端
部が測定部分１２１を通過することに応答する。同時
に、この下降フランクはパルス長測定回路１３１に入力
される。しかしながら、これが、パルス長測定回路１３
１の条件を変えることはない。次に、ミルクスラグの先
端部が第２測定部分１２２に入ると、シュミットトリガ
１２９は方形パルスの立上がりフランクを発生する。こ
の立上がりフランクはパルス長測定回路１３１の第２入
力に入力されて、時間測定作動を終了させる。これによ
り、パルス長測定回路１３１の出力には１つのパルスが
現れる。このパルスの立上がりフランクは、シュミット
トリガ１２８により発生されたパルスの立上がりフラン
クにより決定され、またこのパルスの下降フランクは、
シュミットトリガ１２９により発生されたパルスの立上
がりフランクにより決定される。従って、パルス長測定
回路１３１の出力におけるこのパルスの長さ（パルス
長）は、ミルクスラグが第１測定部分１２１に入る時か
ら、第２測定部分１２２に入る時までの時間（時間間
隔）、すなわち、正確に定められた距離を移動する時間
に相当する。この時間は所定の距離に直接関連するもの
であるため、時間−電圧変換器１３２により供給される
信号は、ミルクスラグの移動速度の往復値を直接的に定
める。除算回路１３３は、ローパスフィルタ１３０によ
り除算回路１３３に入力された信号Ａを、時間−電圧変
換器１３２により除算回路１３３に入力された信号Ｂで
割る作動をする。この出力に現れる値は、この値と上昇
管部分１２０の横断面積との乗算をした後は、単位時間
当たりのミルク流量を直接表わすものである。従って、
この構成は、ディスプレイ装置１３５上に所望の表示を
発生させる非常に簡単な測定装置として作動する。この
測定装置は、除算回路１３３の出力を更にシュミットト
リガ１３４に入力することにより、所定値以上に上昇又
は所定値以下に下降したミルク流量に応答する簡単なＹ
ｅｓ又はＮｏ決定の形態をなす表示又は制御信号を供給
すべく作動するインジケータとしても使用できる。図１
及び図２の回路に関連して、それぞれのローパスフィル
タ９８、１０８の出力に現れる信号は、上昇管の横断面
積及び低ミルク流量の範囲内で測定し且つほぼ一定であ
ると考えられるミルクスラグの移動速度との乗算をした
ときに、低ミルク流量の範囲における実際のミルク流量
についての非常に有効な測定値を得ることを可能にする
と説明した。このようにして測定した値は、図３に関連
して説明したように、第２測定部分に各ミルクスラグの
実際の移動速度を決定すべく作動する対応測定回路を設
けることにより、及び、このようにして測定したミルク
流量と補正値ｐ／ｑ（ここで、ｐは実際に測定した移動
速度、ｑは低流量範囲における前もって測定した固定の
所定移動速度である）とを乗算することにより、全ミル
ク流量範囲についての非常に正確なミルク流量の値を得
る簡単な方法に使用することができる。図４に示す回路
は、図３に示した回路と同様な回路であるが、容量測定
原理に基づくものではなく、導電性測定原理に基づいて
作動するものである。上昇管部分１４０には、互いに正
確な所定距離を隔てた２つの測定部分１４１、１４２が
設けられている。各測定部分１４１、１４２は、互いに
対面する２つの電極を有している。上昇管１４０の左側
の電極には、ＡＣ電圧発生器１４３によりＡＣ電圧が供
給される。上昇管１４０の右側の電極は、それぞれの抵
抗器を介して接地されている。両電極の出力信号は、そ
れぞれの整流器１４４、１４５を介してシュミットトリ
ガ１４６、１４７に入力される。シュミットトリガ１４
６は、第１測定部分１４１を通るミルクスラグの先端部
の通過に応答してパルスの立上がりフランクを発生し、
該立上がりフランクは導電線１４８を介してパルス長測
定回路１４９の一方の入力に供給される。ミルクスラグ
の先端部が第２測定部分内に入ると、同様に、方形パル
スの立上がりフランクが発生され、該立上がりフランク
はパルス長測定回路１４９の第２入力に供給される。こ
れにより、パルス長測定回路１４９は、開始導電線１４
８を介して既に開始されているパルスの発生を終了させ
る。次に、このパルスの長さがマイクロプロセッサ１５
０に入力される。また、マイクロプロセッサ１５０に
は、シュミットトリガ１４６により発生されるパルスの
長さを測定すべく作動するパルス長測定回路１５１の出
力パルスが入力される。マイクロプロセッサ１５０は、
これらのデータを処理して、上昇管部分１４０の横断面
積を考慮に入れた絶対ミルク流量の値を定める出力信号
を発生する。一方、マイクロプロセッサ１５０は、所定
値以上に上昇又は所定値以下に下降したミルク流量に応
答する制御信号を発生するように構成してもよい。図３
及び図４に示す測定回路は、全ミルク流量範囲（すなわ
ち、１５０〜９０００ｇ／ｍｉｎのミルク流量範囲）に
わたるミルク流量を測定できるミルク流量測定装置を構
成するのに有効である。そのような測定装置の構造は非
常に簡単であり且つ付加的な真空損失が生じることを実
際に有効に防止することができる。前述のように、特
に、個々のミルクスラグの質量が着実に減少する搾乳サ
イクルの終時において、上昇管内を上方に移動するミル
クスラグが、ミルクヘッダに到達する前に、完全に中空
になるようなことがあると（すなわち、ミルクを運ぶた
めに供給される空気がミルクスラグを完全に通り抜けて
しまうようなことがあると）、ミルクスラグは、導管の
壁に沿って逆流する液体フィルムの形態になって消滅し
てしまう。従って、ミルクスラグはもはや運ばれること
がなく、その液体質量が上昇管の壁上で逆流する。この
場合においても、ミルクの逆流がミルクスラグの通過と
して測定されることを防止するのに、測定部分の特定の
構造が有効であるけれども、逆流するミルクは下方の位
置に集まり、このため、測定部分を通るこの同じミルク
で形成されたミルクスラグが通ることになる。この場合
には、実際のミルク流量よりも大きい大きさのミルク流
量が誤差をもって表示されることになる。このような誤
差のある測定作動をできる限り避けるため、図１８に示
す好ましい実施例においては、上昇管１６０内には、両
測定部分１６１、１６２より上の位置において逆止弁１
６３が設けられている。この例においては、逆止弁１６
３は簡単なボール弁である。この形式の構造において、
ミルクスラグに空気が通過し、ミルクスラグが両測定部
分１６１、１６２及び逆止弁１６３を通過した後に破壊
されるようなことがあると、逆止弁１６３は逆流するミ
ルクを制止し、これにより逆流ミルクが再び測定部分１
６１、１６２を通ることを防止する。このようにして逆
止弁１６３の上方に収集されるミルクは、ここに到着す
る次のスラグのミルクとの結合により形成されるより大
きな質量のミルクスラグを形成して、上昇管に沿って通
過される。図１０に示すにおいても同様な改善が得られ
る。この実施例においては、両電極２１、２２により形
成される測定部分が、エルボ１５の最高点１６５の直ぐ
近くに配置されている。従って、この最高点１６５に到
達した時にのみ崩れ始めるいかなるミルクスラグも測定
部分に逆流することはなく、むしろミルクヘッダ１８内
に直接排出されるため、反復測定作業が排除される。こ
の方法においては、特に低ミルク流量範囲における測定
作業の精度がかなり改善される。ミルク流量が初めて
０．２ｋｇ／ｍｉｎの閾値以下に下降する場合（この状
況は、図５のミルク流量曲線における時点Ａにおいて生
じる）に、搾乳作業の終時を例えば作業者に知らせるた
めの対応する光学的又は音響的信号を発生するだけでな
いことがもちろん望ましい。なぜならば、例えば作業者
が同時に数頭の牛の搾乳を行っているような場合に、作
業者がそのような信号に基づき直ちに対応できないこと
がよく起こるからである。搾乳作業の終時が正確に表示
されたとしても、それぞれの牛の搾乳作業（すなわち空
搾乳作業）が或る期間続けられることがある。この空搾
乳工程は、図１９に示す装置により回避することができ
る。図１９には、電極１７２と対向電極１７３との間に
測定部分１７１が設けられた上昇管部分１７０が示され
ている。この測定部分１７０の直ぐ下流側において、上
昇管１７０は、該上昇管１７０の上端部を包囲するカッ
プ１７６とドーム状キャップ１７５との間に形成された
閉鎖空間１７４に終端している。カップ１７６には、上
昇管１７０を通って供給され且つキャップ１７５の内壁
面により向きを変えられた連続スラグのミルクを排出す
るドレン導管１７７が設けられている。カップ１７６の
リムとキャップ１７５のリムとの間には、ダイアフラム
１７８がクランプされている。このダイアフラム１７８
は、搾乳作業時には、ポート１７９を通ってキャップ１
７５の内部に供給される真空により、図１９に実線で示
す上方の撓み位置に保持されている。これにより、ミル
クを、上昇管１７０の端部から閉鎖空間１７４内に流入
させ且つここからドレン導管１７７を通して排出するこ
とができる。搾乳作業の終時にインジケータにより発生
される制御信号は、ポート１７９と大気との連通を確立
することにより、ポート１７９への真空の供給を停止さ
せるのに用いることができる。この制御作動の結果、ド
レン導管１７７に連続的に供給されている搾乳真空によ
りダイアフラム１７８が破線で示す形状に変形され、こ
のため上昇管１７０の上部開口が閉鎖される。これによ
り、乳頭が搾乳真空から分離され、この目的のために設
けられた自動装置により搾乳器具が乳房から取上述した
利点に加え、本発明の測定装置は、ミルクを下から測定
部分に供給できるという特別な利点がある。この特徴に
より、既知の導管インジケータとは異なり、比較的短い
ミルクホースをいかなる不連続性もないように取付ける
ことができ、この取付けはハイライン形装置の場合にも
行うことができる。これは、流れ損失、特に真空損失並
びに全体としての装置の取扱いに関して大きく確かな効
果を有している。本発明の測定装置においては、装置の
応答及び流れ信号が、例えば連続的又は間欠的な空気供
給又は同期的又は変化するパルス作動等の搾乳装置の種
々の特性により重大な影響を受けることがない。また、
ミルクスラグの質量の測定が、単に、簡単なＹｅｓ又は
Ｎｏの決定に基づいてなされるため、信号がミルクの導
電性の差異による影響を受けることはない。信号は、実
際に使用時に生じがちな、所与の姿勢（例えば垂直姿
勢）からの測定装置の偏移に関してかなり鈍感である。
以上の説明は上昇管部分に関して行ったけれども、本発
明の測定装置の使用は頭上ミルクヘッダを備えた搾乳装
置に限定されるものではない。本発明の測定装置は、連
続するミルクスラグの形態のミルクを運ぶ短い上昇管部
分がミルク導管の任意の適当な位置に設けられている限
り、低レベルの搾乳装置での使用にも適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】導電性測定原理に基づいて機能する本発明のミ
ルク流量インジケータの概略図である。

【図２】光学的測定原理に基づいて機能する本発明のミ
ルク流量インジケータの概略図である。

【図３】容量測定原理に基づいて機能し、同時にミルク
スラグの移動速度をも測定する本発明のミルク流量イン
ジケータの概略図である。

【図４】本発明によるミルク流量測定装置の他の実施例
を示す概略図である。

【図５】測定したミルク流量（ｋｇ／ｍｉｎ）を示すグ
ラフである。

【図６】測定したミルク流量（ｋｇ／ｍｉｎ）を示す別
のグラフである。

【図７】ミルクスラグの種々の形状を示す長さ方向断面
図である。

【図８】ミルクスラグの種々の形状を示す長さ方向断面
図である。

【図９】ミルクスラグの種々の形状を示す長さ方向断面
図である。

【図１０】長いミルクホースからなる上昇管部分の、ミ
ルクヘッダに開口する部分を示す長さ方向断面図であ
る。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。

【図１２】測定部分の構造を示す概略断面図である。

【図１３】測定部分の他の実施例を示す概略断面図であ
る。

【図１４】測定部分の更に別の実施例を示す概略断面図
である。

【図１５】測定部分の更に別の実施例を示す概略断面図
である。

【図１６】測定部分を備えた上昇管部分を示す概略縦断
面図である。

【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿う断面図
である。

【図１８】１対の測定部分の上方に逆止弁が設けられた
上昇管部分を示す断面図である。

【図１９】測定部分を備えており且つ上端部に遮断弁が
設けられた上昇管部分を示す断面図である。

【図２０】頭上ミルクヘッダと、搾乳器具から頭上ミル
クヘッダに導く上昇管とを備えた搾乳装置を示す概略図
である。

【符号の説明】

１ ミルクスラグ ２ ミルクホース ３ ミルクスラグの先端部 ４ ミルクスラグの後端部の中央 ６ ミルクスラグの後端部のキャビティ ７ ミルクスラグの後端部のキャビティ １４ ミルクホース １５ 金属エルボ １７ コネクタ １８ 頭上ミルクヘッダ ２１ 電極 ２２ 電極 ２３ 絶縁シールプラグ ２４ 絶縁シールプラグ ３０ 導管 ３１ 電極 ３２ 電極 ３３ 絶縁材料 ３４ 絶縁材料 ４０ 導管 ４１ 円筒状スリーブ ４３ 絶縁固定具 ５０ 導管 ５１ 板電極 ５２ 板電極 ５５ 絶縁材料 ５６ 絶縁材料 ６０ 導管 ６１ 発光ダイオード（ＬＥＤ） ６２ フォトレジスタ ６３ 透明壁 ６４ 透明壁 ７０ 導管 ７１ 金属シートの電極 ７３ 絶縁固定具 ７４ 孔 ７６ ブロック ７７ ブロック ７８ ボルト ７９ Ｏリング ８０ 接地ターミナル ９０ 上昇管セクション ９３ 発光ダイオード（ＬＥＤ） ９４ フォトトランジスタ ９５ 電圧源 ９７ シュミットトリガ ９８ ローパスフィルタ ９９ 第２シュミットトリガ １２１ 測定部分 １２２ 測定部分 １２３ ＡＣ電圧発生器 １２４ 増幅器 １２５ 増幅器 １２６ 整流器 １２７ 整流器 １２８ シュミットトリガ １２９ シュミットトリガ １３０ ローパスフィルタ １３１ パルス長測定回路 １３２ 時間−電圧変換器 １３３ 除算回路 １３４ シュミットトリガ １３５ ディスプレイ装置 １４０ 上昇管部分 １４１ 測定部分 １４２ 測定部分 １４３ ＡＣ電圧発生器 １４４ 整流器 １４５ 整流器 １４６ シュミットトリガ １４７ シュミットトリガ １４９ パルス長測定回路 １５０ マイクロプロセッサ １５１ パルス長測定回路 １６０ 上昇管 １６１ 測定部分 １６２ 測定部分 １６３ 逆止弁 １７０ 上昇管部分 １７１ 測定部分 １７２ 電極 １７３ 対向電極 １７４ 閉鎖空間 １７５ ドーム状キャップ １７６ カップ １７７ ドレン導管 １７８ ダイアフラム １７９ ポート ２０１ 搾乳装置 ２０３ 吸引カップ組立体 ２０４ コレクタヘッド ２０５ 上昇管 ２０６ ミルクヘッダ ２０７ 導管 ２０８ 付加導管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤコブ マイエル ユン ドイツ連邦共和国 8939 トゥエルクハイ ム シェールメングリースシュトラーセ １

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続ミルクスラグの形態をなす抽出ミル
   クを少なくとも１つの上昇管部分に通して間欠移送する
   間にミルク流量を測定する方法において、前記上昇管の
   内壁から間隔を隔てた位置において前記上昇管部分内の
   各ミルクスラグの長さを検出することによって各ミルク
   スラグの質量に相当する値を測定し、所定のスラグ移動
   速度を考慮に入れて連続ミルクスラグの時間平均を確立
   することにより平均ミルク流量の値を得ることを特徴と
   する方法。
2. 【請求項２】 測定した前記ミルク流量値を、閾値を構
   成する所定の第２ミルク流量値と反復比較し、前記所定
   のミルク流量値以下に下降又は該所定のミルク流量値以
   上に上昇した前記測定ミルク流量値に応答して制御信号
   を発生させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 各ミルクスラグが所定距離を移動するの
   に要する時間を測定し、この測定時間値を、所定のスラ
   グ移動速度の仮定の下に、ミルクスラグの質量の測定に
   使用して平均ミルク流量値を確立することを特徴とする
   請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 連続ミルクスラグの形態をなす抽出ミル
   クを少なくとも１つの上昇管部分に通して間欠移送する
   間にミルク流量を測定する方法において、前記ミルクス
   ラグの移動速度を測定し、前記上昇管の内壁から間隔を
   隔てた位置において前記上昇管部分内の各ミルクスラグ
   の長さを検出することによって各ミルクスラグの質量に
   相当する値を測定し、連続ミルクスラグの時間平均を確
   立することによってミルク流量の大きさを得ることを特
   徴とする方法。
5. 【請求項５】 所定値以下に下降したミルク流量に応答
   して制御信号を発生することを特徴とする請求項２〜４
   のいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 連続ミルクスラグの形態をなす抽出ミル
   クを少なくとも１つの上昇管部分に通して間欠移送する
   間にミルクスラグの質量に相当する値を測定する装置に
   おいて、前記ミルクスラグの移動方向を横切って延びて
   いる測定部分が、前記上昇管部分の位置において前記上
   昇管（２０５）内に設けられており、前記測定部分が、
   前記上昇管の内壁から間隔を隔てた位置において互いに
   対向して配置された２つの測定点（３１と３２、５１と
   ５２、９１と９２、１０１と１０２）の間、又は前記上
   昇管の内壁から間隔を隔てた位置に配置された測定点
   （４１、７１と７２）と前記上昇管（４０、７０、１７
   ０）の内壁との間のいずれかに配置されており、各ミル
   クスラグのそれぞれの部分が前記測定部分を通過するの
   に要する時間を測定する手段が設けられていることを特
   徴とする装置。
7. 【請求項７】 前記測定部分が、第１電極として作用す
   る上昇管の内壁（２５）と、前記上昇管の内壁に電気的
   に絶縁されて取り付けられており且つ前記上昇管の内部
   に突出しているプローブの先端部（２２）により形成さ
   れた第２電極との間に形成されていることを特徴とする
   請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記先端部が、前記上昇管の内部に突出
   している金属板（７１、１７１）により置換されてお
   り、前記縁部が前記上昇管の長手方向に延びていること
   を特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記測定部分が、前記上昇管の内壁上の
   対向位置において電気的に絶縁されて取り付けられ且つ
   前記上昇管の内部に突出している２つの電極（３１と３
   ２、５１と５２）の間に形成されていることを特徴とす
   る請求項６に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記上昇管内で、前記電極（３１、３
    ２）が、前記内壁から約ｄ／４（ｄは、上昇管の内径）
    の距離まで電気的に絶縁された状態で延びていることを
    特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記上昇管の内壁に対面する電極（２
    ２）の端部が、前記内壁から約ｄ／４〜３ｄ／４（ｄ
    は、上昇管の内径）の間の距離だけ前記内壁（２５）か
    ら間隔を隔てていることを特徴とする請求項７又は８に
    記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記電極（３１、３２）が、距離ａ
    （ａは、ｄ／２）だけ間隔を隔てていることを特徴とす
    る請求項９又は１０に記載の測定装置。
13. 【請求項１３】 前記測定部分が、導電性の測定、容量
    測定機能、又は光吸収測定機能（図１〜図４）をもつよ
    うに設計されていることを特徴とする請求項６〜１２の
    いずれか１項に記載の装置。
14. 【請求項１４】 連続ミルクスラグについて測定した時
    間値からの平均時間を確立するコンポーネント（９８）
    と、該コンポーネント（９８）から得た出力信号と較正
    により得た閾値を構成する所定の第２信号値とを比較す
    る閾値比較器（９９）とが設けられていることを特徴と
    する請求項６〜１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 【請求項１５】 連続ミルクスラグについて測定した時
    間値からの平均時間を確立し且つ前記上昇管の横断面積
    及び所定のミルクスラグの移動速度を考慮に入れてミル
    ク流量値を測定するコンポーネント（９８、１０８）が
    設けられていることを特徴とする請求項６〜１３のいず
    れか１項に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記上昇管内の前記上昇管部分の位置
    には第２測定部分（１４２、１２２）が設けられてお
    り、該第２測定部分（１４２、１２２）が、前記第１測
    定部分（１４１、１２１）から前記上昇管の長手方向に
    間隔を隔てた位置において前記ミルクスラグの移動方向
    を横切る方向に延びており、各ミルクスラグが前記第１
    測定部分と第２測定部分とを通る間の時間差を測定する
    ことにより各ミルクスラグの移動速度を測定するコンポ
    ーネント（１３１、１４９）が設けられていることを特
    徴とする請求項６〜１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記測定部分が請求項７〜１３のいず
    れか１項に記載の構造からなり、好ましくは前記第１測
    定部分と同じ構造からなることを特徴とする請求項１６
    に記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記第１測定部分（２１）、及び適用
    可能な場合には前記第２測定部分（２２）が、ミルクヘ
    ッダ（１６、１７）に開口している上昇管部分（１５）
    のエルボ部分の直ぐ上流側に配置されていることを特徴
    とする請求項６〜１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 【請求項１９】 逆流防止器（１６３）が、前記第１測
    定部分（１６１）、又は適用可能な場合には前記第２測
    定部分（１６２）の直ぐ下流側のミルク移送導管（１６
    ０）内に設けられていることを特徴とする請求項６〜１
    ７のいずれか１項に記載の装置。
20. 【請求項２０】 所定のミルク流量値以下に下降した測
    定ミルク流量値に応答して制御信号を発生するコンポー
    ネントが設けられていることを特徴とする請求項１４〜
    １９のいずれか１項に記載の装置。
21. 【請求項２１】 前記ミルク移送導管（１７０、１７
    ７）内には、前記制御信号に応答して閉鎖する真空作動
    形遮断弁（１７４）が設けられていることを特徴とする
    請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の装置。
22. 【請求項２２】 前記遮断弁（１７４）がダイアフラム
    弁であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。