KR102386751B1 - 착유량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 착유량 측정장치에 관한 것으로, 내부공간이 낙하공이 형성된 구획벽의 배치로 상부공간과 하부공간으로 구획되어 있는 착유통, 상기 착유통에 배치되어 있고 상기 낙하공을 개방 또는 차단하는 개폐부, 상기 개폐부와 연결되어 있고 상기 개폐부에 진공압을 형성하여 상기 개폐부를 작동시키는 개폐밸브, 상기 개폐부와 상기 개폐밸브를 연결하는 진공호스 및 상기 진공호스에 배치되어 있고 상기 진공호스의 내부 진공여부를 감지하여 상기 착유통에서 배출되는 우유량을 산출하는 진공센서를 포함한다.
상기 착유통에는 상기 상부공간과 연결된 유입구와 상기 하부공간과 연결된 배출구가 형성되어 있고 상기 우유는 상기 배출구를 통해 배출된다.
따라서, 착유통에서 우유 배출 시 진공호스의 진공여부를 측정하여 우유 산출량을 측정하므로 전기적 오작동을 방지할 수 있다. 그리고 착유통에 채워진 우유를 배출하면서 우유량을 산출하므로 착유량을 정확하게 측정할 수 있다.

Description

착유량 측정장치{measurement apparatus for milking quantity}

본 발명은 착유량 측정장치에 관한 것이다.

일반적인 착유장에는 젖소의 착유량을 측정할 수 있는 전자식 유량계가 설치 운용되고 있다. 하지만, 어떤 개체가 얼마의 유량을 측정했는지는 현장에서만 확인 가능하며, 소의 외관을 보고 어떤 소인지 구분이 가능한 농장주만이 대략적인 소의 번호와 착유량을 확인이 가능하다.

최근 전문 착유 대행(헬퍼)을 하는 전문 착유자들이 착유를 대행하는 경우가 많은데 이런 경우 어떤 소인지 분간이 불가하고, 얼마의 착유가 있었는지 확인이 어려운 게 현실이다.

고가의 시스템을 구매하면 착유되는 가축의 RFID를 읽어서 자동으로 개체번호와 유량을 기록해 주기도 하지만, 6천-1억 정도의 비용이 들어가는 관계로 대부분의 농가에서 구매를 기피하고 있는 게 현실이다.

이에, 흐르는 유량의 1/10의 양을 기계적으로 분리하고 분리된 우유의 량을 기준으로 유량을 기록하는 기계식 유량계가 축산 농가에 사용되었다

또는 대형 유리병에 우유를 보관하게 하여 우유의 량을 눈금으로 확인하는 방법이 사용되기도 하였다. 이러한, 종래의 방법들은 측정 자료를 수기로 기록하여야 하는 불편함이 존재하였다. 이에, 자동으로 착유량을 측정할 수 있는 전자식 유량계가 연구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0481011호 (2005.03.25.) 대한민국 공개특허 제10-2004-23871호 (2004.03.20.)

본 발명은 착유 농가에서 착유되는 유량 측정에 대한 오차를 줄이고, 착유량을 정확하게 측정할 수 있는 착유량 측정장치를 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 착유량 측정장치는, 내부공간이 낙하공이 형성된 구획벽의 배치로 상부공간과 하부공간으로 구획되어 있는 착유통, 상기 착유통에 배치되어 있고 상기 낙하공을 개방 또는 차단하는 개폐부, 상기 개폐부와 연결되어 있고 상기 개폐부에 진공압을 형성하여 상기 개폐부를 작동시키는 개폐밸브, 상기 개폐부와 상기 개폐밸브를 연결하는 진공호스 및 상기 진공호스에 배치되어 있고 상기 진공호스의 내부 진공여부를 감지하여 상기 착유통에서 배출되는 우유량을 산출하는 진공센서를 포함한다.

상기 착유통에는 상기 상부공간과 연결된 유입구와 상기 하부공간과 연결된 배출구가 형성되어 있고 상기 우유는 상기 배출구를 통해 배출될 수 있다.

상기 낙하공은 상기 구획벽의 중앙에서 상기 상부공간과 상기 하부공간을 연결하고 있으며, 상기 구획벽의 상면은 외측에서 상기 낙하공으로 하향되게 경사져 있을 수 있다.

상기 착유량 측정장치는, 상기 상부공간의 상부측에 배치되어 상기 상부공간에서 차오른 우유의 수위를 감지하는 상단수위센서, 그리고 상기 상부공간의 하부측에 배치되어 상기 상부공간에서 낮아지는 우유의 수위를 감지하는 하단수위센서를 포함할 수 있다.

상기 상단수위센서와 상기 하단수위센서는 상기 개폐밸브와 연결되어 있고, 상기 상단수위센서의 수위 신호가 상기 개폐밸브에 전송되면 상기 개폐부는 작동하여 상기 낙하공을 개방하고, 상기 하단수위센서의 수위 신호가 상기 개폐밸브에 전송되면 상기 개폐부는 작동하여 상기 낙하공을 폐쇄할 수 있다.

상기 개폐부는, 상기 진공호스에 형성되는 진공압에 의해 로드를 하강시키는 솔레노이드, 상기 솔레노이드의 로에 설치되고 상기 낙하공의 주변부에 밀착되거나 떨어져 상기 낙하공을 개폐하는 밀폐패킹 및 상기 솔레노이드와 상기 밀폐패킹 사이에 위치하여 상기 로드의 외면에 배치되고 상기 낙하공의 주변부에 떨어진 상기 밀폐패킹이 상기 낙하공의 주변부에 밀착되도록 가압하는 탄성부재을 포함할 수 있다.

상기 진공센서는, 상기 개폐밸브에 의해 진공상태를 유지하거나 혹은 진공상태가 해제되는 상기 진공호스 내의 진공 횟수를 감지하여, 상기 착유통의 배출구를 통해 배출되는 우유량을 산출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 개폐부와 개폐밸브 사이의 진공호스에 진공센서를 설치하는 단순 과정을 통해 착유통 내에서 배출되는 우유 배출량을 손쉽게 확인할 수 있고, 진공센서로 진공호스 내의 진공여부에 비례하는 우유 배출량을 측정하여, 정확한 우유 배출량을 산출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 개폐부가 진공방식으로 작동되어 전기적 결함에 의해 오작동이 방지되고, 특히, 이 오작동 방지로 인해 착유통 내에 채워진 정해진 량의 우유를 정확하게 배출할 수 있으며, 이에 따라, 우유배출량 산출의 오차 범위가 최소화됨과 동시에 제품의 신뢰성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 착유량 측정장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 밀폐패킹이 낙하공의 주변부에 밀착된 상태를 나타낸 사용 상태도.
도 4는 도 2의 밀폐패킹이 낙하공의 주변부로부터 떨어진 상태를 나타낸 사용 상태도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

본 발명의 착유량 측정장치는 전자식 유량계에 인위적인 전기배선이나 기타 기구물을 연결하여 제품공급원에게 문제를 주는 행위가 없이 간단하게 제품군의 유량 측정값을 확인할 수 있도록 한다. 즉, RFID인식 시스템과 유량측정 기술의 병합으로 저렴하게 착유 자료를 전산 기록 보관할 수 있게 한다.

착유통의 상부공간에 채워진 우유(100g-200g)를 개폐밸브를 이용하여 배출하며 배출되는 횟수를 측정한다. 개폐밸브의 조작에 의해 제어되는 진공의 압력을 계측하면 개폐부의 동작 횟수를 확인할 수 있게 되는데 이런 원리를 이용하면 전자유량계와 물리적인 선의 연결 없이 외부 진공배관의 압력모니터링만으로 상대 장치의 유량을 측정할 수 있고 서로 영향이 없으므로 설치업체로부터 이견이 생기지 않는다.

측정 오차는 흘러 들어오는 우유의 량이 즉 유속에 비례하여 발생되게 된다. 일정한 유속으로 우유가 들어오면 배출위치와 속도가 일정하면 상당히 정밀한 측정값을 가지게 되지만 유속이 빨라서 공간에 들어오는 우유의 량이 많아지면 지정된 시간 동안 우유를 배출할 경우 유입되는 우유량의 증가에 비례하여 배출량이 많아져 측정오차가 커지게 되며, 반대로 유속이 느려질 경우 배출량이 적어져 측정오차가 또 늘어나게 되는 문제가 있다.

이를 극복하기 위하여 유속에 대비한 측정오차를 극복하기 위한 기능을 가지고 있는데, 이런 기능 중의 하나가 우유의 유속에 대비한 배출량의 단계를 제어한다.

너무 빠른 유속의 경우 우유를 배출하는 시간을 조절하여 1회 펌핑되는 양을 200g으로 하고, 유속이 느려지면 배출 시간을 비례적으로 줄여서 100그램씩 펌핑하게 함으로 오차를 최소화한다.

진공배관의 압력 변화 시간을 기록하여 개폐밸브와 개폐부의 동작시간과 배출량에 대한 비율을 확보하여 배출 시간별 배출량에 대한 테이블을 확보하여 기기의 동작만으로 측정되는 유량을 정밀하게 확보할 수 있도록 한다.

개폐밸브와 개폐부의 동작횟수, 동작시간 등을 적절히 조합하고 제품에 따른 1회 배출량의 확인을 통한 간접적 착유량의 획득을 하고, 기 갖추어진 네트워크 시스템에 의해 자료를 서버에 보관 및 사용자 서비스를 할 수 있게 한다.

저렴한 비용으로 반자동화되어있는 착유장치를 전자동화 할 수 있도록 한다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 착유량 측정장치에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 착유량 측정장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 밀폐패킹이 낙하공의 주변부에 밀착된 상태를 나타낸 사용 상태도이고, 도 4는 도 2의 밀폐패킹이 낙하공의 주변부로부터 떨어진 상태를 나타낸 사용 상태도이다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 착유량 측정장치는 착유통(100), 개폐부(200), 개폐밸브(300), 진공호스(400) 및 진공센서(500)를 포함하며, 진공센서(500)가 진공호스(400) 내의 진공여부를 감지하여 우유 배출량을 산출한다.

착유통(100)은, 내부가 비어 있다. 착유통(100)의 내부에는 중앙에 낙하공(103a)이 형성된 구획벽(103)이 배치되어 있다. 구획벽(103)의 가장자리는 착유통(100)의 내부면과 결합되어 있다. 착유통(100)의 내부는 구획벽(103)에 의해 상부공간(100a)과 하부공간으로 구획되어 있다. 상부공간(100a)의 단면적은 하부공간(100b)의 단면적보다 넓다. 구획벽(103)의 상면(103b)은 가장자리에서 중앙의 낙하공(103a)의 방향으로 하향되게 경사지게 형성되어 있다.

착유통(100)의 상면에는 상부공간(100a)과 연결되어 있고 우유를 상부공간(100a)으로 유입시키는 유입구(101)가 형성되어 있다. 상부공간(100a)으로 유입된 우유는 낙하공(103a)을 통해 하부공간(100b)으로 유입된다. 이때 구획벽(103)의 상면이 경사져 있으므로 상부공간(100a)의 우유는 구획벽(103)의 경사를 따라 낙하공(103a)으로 유도되어 용이하게 배출되며 상부공간(100a)에서 하부공간(100b)으로 우유가 완전하게 배출된다. 구획벽(103)의 하면은 경사지지 않고 하부공간(100b)의 둘레면과 직각을 이루고 있다.

착유통(100)의 하면에는 하부공간(100b)과 연결된 배출구(102)가 형성되어 있다. 하부공간(100b)의 우유는 배출구(102)를 통해 착유통(100)의 외부로 배출된다.

착유통(100)은 금속 또는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있다. 한편, 착유통(100)의 일부분이 투명하게 형성될 수 있다. 이에 관리자는 착유통(100)의 내부로 유입된 우유의 유동 상태를 착유통(100)의 외부에서 확인할 수 있다.

개폐부(200)는 솔레노이드(201), 밀폐패킹(202) 및 탄성부재(203)를 포함하며 낙하공(103a)을 개방하거나 폐쇄한다. 낙하공(103a)이 개방되면 상부공간(100a)의 우유는 낙하공(103a)을 통해 하부공간(100b)으로 유입된다. 그러나 낙하공(103a)이 폐쇄되면 상부공간(100a)의 우유는 하부공간(100b)으로 유입되지 않는다.

솔레노이드(201)는 착유통(100)의 하면 중앙에서 배치되어 있으며 적어도 일부분이 하부공간(100b)에 위치하고 있다. 솔레노이드(201)의 로드(201a)는 낙하공(103a)의 중심과 동일 선상에 위치한다. 로드(201a)는 승강할 수 있다.

밀폐패킹(202)은 로드(201a)의 단부에 결합되어 있다. 밀폐패킹(202)을 평면에서 본 모양은 원형이며 밀폐패킹(202)의 지름은 낙하공(103a)의 지름보다 크다. 이에 밀폐패킹(202)의 가장자리는 구획벽(103)의 하면에서 낙하공(103a)의 주변부와 접할 수 있다. 밀폐패킹(202)은 고무 따위로 만들어질 수 있다. 밀폐패킹(202)은 로드(201a)의 하강으로 구획벽(103)의 하면로부터 떨어질 수 있다. 이때 낙하공(103a)은 개방된다.

탄성부재(203)는 코일 스프링을 포함한다. 탄성부재(203)는 로드(201a)의 둘레를 따라 배치되어 있으며 상단은 밀폐패킹(202)과 접하고 있으며 하단은 솔레노이드(201)와 접하고 있다. 탄성부재(203)는 로드(201a)가 하강할 때 탄성부재(203)에 의해 압축되어 탄성력이 압축된다. 그러나 솔레노이드(201)에 전류가 흐르지 않으면 로드(201a)가 하강이 해제되면서 압축된 탄성부재(203)의 탄성력이 복원되어 밀폐패킹(202)에 탄성력을 가한다. 이때 로드(201a)는 상승하며 밀폐패킹(202)이 구획벽(103)의 하면에 밀착되면서 밀폐패킹(202)의 가장자리가 낙하공(103a)의 주변부에 밀착된다.

개폐밸브(300)는 착유통(100)의 외부에 배치되어 있으며 진공호스(400)로 개폐부(200)와 연결되어 있다. 개폐밸브(300)는 개폐작동되어 개폐부(200)에 진공압을 형성한다. 진공압의 형성으로 로드(201a)는 하강한다.

진공센서(500)는, 진공호스(400)에 배치되어 있으며 진공호스(400) 내의 진공여부를 감지한다.

본 실시예에 따른 착유량 측정장치는 상단수위센서(104), 그리고 하단수위센서(105)를 더 포함한다.

상단수위센서(104)와 하단수위센서(105)는 상부공간(100a)에 상하 방향으로 간격을 두고 배치되어 있으며 개폐밸브(300)와 연결되어 있다. 상단수위센서(104)는 상부공간(100a)의 상부에 위치하여 내부 상면과 근접하고 있다. 하단수위센서(105)의 상부공간(100a)의 하부에 위치하여 구획벽(103)의 상면과 근접하고 있다. 상단수위센서(104)는 상부공간(100a)을 차오르는 우유를 감지한다. 하단수위센서(105)는 상부공간(100a)에서 낮아지는 우유의 수위를 감지한다.

여기서, 상단수위센서(104)가 우유를 감지하면, 그 신호는 개폐밸브(300)에 전송되고, 개폐밸브(300)는 밀폐패킹(202)이 구획벽(103)에서 떨어지도록 진공호스(400)에 진공압을 형성한다. 진공압에 의해 로드(201a)가 하강하면서 밀폐패킹(202)이 구획벽(103)에서 떨어진다. 상부공간(100a)의 우유는 낙하공(103a)을 통해 하부공간(100b)으로 낙하하고, 하부공간(100b)의 우유는 배출구(102)를 통해 배출된다. 개폐밸브(300)는 우유가 상부공간(100a)에서 하부공간(100b)으로 낙하는 동안 진공호스(400)가 진공상태를 유지하도록 한다.

우유가 상부공간(100a)에서 하부공간(100b)으로 낙하하면서 상부공간(100a)의 우유 수위는 낮아진다. 이때 하단수위센서(105)가 우유를 감지하지 못하면 우유는 상부공간(100a)에서 하부공간(100b)으로 완전하게 빠져나간 상태가 된다. 하단수위센서(105)는 그 신호를 개폐밸브(300)에 전송하고 개폐밸브(300)는 진공호스(400)의 진공압을 해제한다. 이때 압축된 탄성부재(203)가 밀폐패킹(202)에 탄성력을 가하게 되면서 로드(201a)는 구획벽(103)의 방향으로 이동하고 밀폐패킹(202)은 구획벽(103)의 하면에 밀착되어 낙하공(103a)을 폐쇄하게 된다. 그리고 유입구(101)를 통해 상부공간(100a)으로 우유가 다시 유입된다.

개폐밸브(300)에 의해 진공상태를 유지하는 진공호스(400) 내의 진공 시간을 감지하여, 배출구(102)를 통해 배출되는 우유량을 산출하게 된다.

또한, 개폐밸브(300)에 의해 진공상태를 유지하거나 혹은 진공상태가 해제되는 진공 횟수를 진공센서(500)가 감지하여, 배출구(102)를 통해 배출되는 우유량을 산출할 수 있다.

이에 따라 상부공간(100a)으로 유입되는 우유의 유량과 비례한 유속을 측정하고 유속에 대비해서 낙하공(103a)을 개방하는 시간을 미세 조정함으로 배출구(102)로 배출되는 우유량을 200㎎에 근접하도록 할 수 있다. 이에 배출되는 우유량 200㎎에 진공 횟수의 곱으로 우유량을 산출할 수 있다.

따라서, 배출구(102)를 통해 우유 배출 시 진공호스(400)의 진공여부를 측정하여 우유 산출량을 측정하므로 전기적 오작동을 방지할 수 있다. 그리고 착유통에 채워진 우유를 배출하면서 우유량을 산출하므로 착유량을 정확하게 측정할 수 있다.

이에 개폐부(200)와 개폐밸브(300) 사이의 진공호스(400)에 진공센서(500)를 설치하는 과정을 통해 착유통(100)에서 배출되는 우유 배출량을 손쉽게 확인할 수 있고, 진공센서(500)로 진공호스(400)의 진공여부에 비례하는 우유 배출량을 측정하여, 정확한 우유 배출량을 산출할 수 있다.

그리고 개폐부(200)가 진공방식으로 작동되어 전기적 결함에 의해 오작동이 방지되고, 특히, 이 오작동 방지로 인해 착유통 내에 채워진 정해진 량의 우유를 정확하게 배출할 수 있으며, 이에 따라, 우유배출량 산출의 오차 범위가 최소화됨과 동시에 제품의 신뢰성이 향상된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 착유통 100a: 상부공간
100b: 하부공간 101: 유입구
102: 배출구 103: 구획벽
103a: 낙하공 103b: 상면
104: 상단수위센서 105: 하단수위센서
200: 개폐부 201: 솔레노이드
201a: 로드 202: 밀폐패킹
203: 탄성부재 300: 개폐밸브
400: 진공호스 500: 진공센서

Claims (5)

1. 낙하공이 형성된 구획벽의 배치로 내부공간이 상부공간과 하부공간으로 구획되어 있는 착유통,
   상기 하부공간에 배치되어 상기 낙하공을 개방 또는 차단하는 개폐부,
   상기 개폐부에 진공압을 형성하여 상기 개폐부를 작동시키는 개폐밸브,
   상기 개폐부와 상기 개폐밸브를 연결하는 진공호스 및
   상기 진공호스에 배치되어 상기 개폐밸브에 의해 진공상태를 유지하거나 혹은 진공상태가 해제되는 상기 진공호스 내의 진공 횟수를 감지하는 진공센서
   를 포함하며,
   상기 착유통에는 상기 상부공간과 연결된 유입구와 상기 하부공간과 연결된 배출구가 형성되어 있고 우유는 상기 배출구를 통해 배출되고,
   상기 상부공간으로 유입되는 우유의 유량과 비례한 유속을 측정하고 상기 유속에 대비해서 상기 낙하공을 개방하는 시간을 조정하여 상기 배출구로 배출되는 우유량을 200㎎에 근접하도록 하고 배출되는 우유량 200㎎에 진공 횟수의 곱으로 상기 배출구를 통해 배출되는 우유량을 산출하는
   착유량 측정장치.
2. 제1항에서,
   상기 낙하공은 상기 구획벽의 중앙에서 상기 상부공간과 상기 하부공간을 연결하고 있으며, 상기 구획벽의 상면은 외측에서 상기 낙하공으로 하향되게 경사져 있는 착유량 측정장치.
3. 제1항에서,
   상기 상부공간의 상부측에 배치되어 상기 상부공간에서 차오른 우유의 수위를 감지하는 상단수위센서, 그리고
   상기 상부공간의 하부측에 배치되어 상기 상부공간에서 낮아지는 우유의 수위를 감지하는 하단수위센서
   를 포함하며,
   상기 상단수위센서와 상기 하단수위센서는 상기 개폐밸브와 연결되어 있고, 상기 상단수위센서의 수위 신호가 상기 개폐밸브에 전송되면 상기 개폐부는 작동하여 상기 낙하공을 개방하고, 상기 하단수위센서의 수위 신호가 상기 개폐밸브에 전송되면 상기 개폐부는 작동하여 상기 낙하공을 폐쇄하는
   착유량 측정장치.
4. 제1항에서,
   상기 개폐부는,
   상기 진공호스에 형성되는 진공압에 의해 로드를 하강시키는 솔레노이드,
   상기 솔레노이드의 로드에 설치되고 상기 낙하공의 주변부에 밀착되거나 떨어져 상기 낙하공을 개폐하는 밀폐패킹 및
   상기 솔레노이드와 상기 밀폐패킹 사이에 위치하여 상기 로드의 외면에 배치되고 상기 낙하공의 주변부에 떨어진 상기 밀폐패킹이 상기 낙하공의 주변부에 밀착되도록 가압하는 탄성부재
   를 포함하는
   착유량 측정장치..
5. 삭제

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