NL1011905C2

NL1011905C2 - Simple, inexpensive, robust measuring head for spectrophotometer useful in direct analysis of e.g. milk, has light-conducting assembly connected to carrier for source or sensor

Info

Publication number: NL1011905C2
Application number: NL1011905A
Authority: NL
Inventors: Johannes Dommerholt; Johannes Bernardus Mar Wilmink; Petrus Cornelus Franc Borsboom
Original assignee: Co Peratie Rundveeverbetering
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-10-30

Abstract

A measuring head for a spectrophotometer, for direct analysis of products, comprises a light-conducting assembly connected to a carrier for the source or sensor, forming a unit with the source or sensor in between. A novel measuring head is for a spectrophotometer, for direct analysis of products, including: a source of electromagnetic radiation with at least one chosen spectral component in the 300-2500 nm wavelength range; a photosensor, sensitive to at least the 1st, 2nd, 3rd and optionally 4th harmonics associated with the wavelengths used, receiving radiation scattered by the sample for analysis by transmission, reflection and/or volume reflection; a sensor signal processing unit, generating signals representing the spectral composition of the sensed radiation; and a sample space having an inlet and outlet for the sample. The measuring head comprises a light-conducting assembly connected to a carrier for the source or sensor, forming a unit with the source or sensor in between. Independent claims are included for: (i) methods for calibrating the device; and (ii) a method of producing the measuring head.

Description

INRICHTING VOOR HET ANALYSEREN VAN MELK EN DAARVOOR BESTEMDE SENSORDEVICE FOR ANALYZING MILK AND SENSOR INTENDED FOR IT

De uitvinding ligt op het terrein van het analyseren van melk en melkproducten, bijvoorbeeld rauwe melk, hierna kortheidshalve vaak aan te duiden als "melk".The invention lies in the field of analyzing milk and milk products, for instance raw milk, hereinafter for the sake of brevity often referred to as "milk".

5 Het is een doel van de uitvinding, een inrichting te verschaffen, die continu een snelle, nauwkeurige, niet-destructieve analyse van de structuur en de samenstelling van melk tijdens de melkgift van een melk gevend dier mogelijk maakt.It is an object of the invention to provide a device which continuously permits a rapid, accurate, non-destructive analysis of the structure and composition of milk during the lactation of an animal giving milk.

10 Tevens is het een doel van de uitvinding een analyse-inrichting te verschaffen, waarmee bijvoorbeeld eerst monsters rauwe melk kunnen worden gemeten, waarna een meting plaatsvindt van bewerkte, bijvoorbeeld gehomogeniseerde of gefermenteerde, melk, zodanig dat 15 effecten van de betreffende bewerking kunnen worden vastgesteld op basis van hierna te omschrijven parameterwaarden.It is also an object of the invention to provide an analysis device with which, for example, samples of raw milk can first be measured, after which a measurement takes place of processed, for instance homogenized or fermented, milk, such that effects of the relevant processing can be measured. determined on the basis of parameter values to be described below.

Het is een verder doel van de uitvinding een analyse-inrichting zodanig uit te voeren, dat hij 20 goedkoop is, weinig kwetsbaar is en zich ertoe leent om eventueel met geringe aanpassingen te worden opgenomen in een melkinstallatie, bijvoorbeeld een melkrobot of een meerdere robots omvattende automatische melkinstallatie.It is a further object of the invention to design an analysis device in such a way that it is inexpensive, low in vulnerability and lends itself to possibly being included in a milking installation with minor modifications, for example a milking robot or comprising a number of robots automatic milking installation.

Op basis van een dergelijke inrichting kan op 25 eenvoudige wijze inzicht worden verkregen in voor de bedrijfsvoering op de boerderij wezenlijke gegevens met betrekking tot lacterende dieren. Op dit punt zal hierna nog worden ingegaan. Belangrijk is de mogelijkheid van cumulatie van gegevens en monitoring van met lactatie en 30 lacterende dieren samenhangende processen. Monitoring kan worden gedefinieerd als het volgen van variaties en tendensen. In dit verband is de vereiste meetnauwkeurigheid per meting meer bepaald door variaties 1011905 2 in het proces dan door meetresultaten ten opzichte van een standaard bepaling, bijvoorbeeld een nat-chemische bepaling (IDF).On the basis of such a device, insight can be obtained in a simple manner into data essential to the farm management on lactating animals. This point will be discussed further below. Important is the possibility of cumulation of data and monitoring of processes related to lactation and lactating animals. Monitoring can be defined as following variations and trends. In this respect, the required measurement accuracy per measurement is determined more by variations in the process 1011905 2 than by measurement results relative to a standard assay, for example a wet chemical assay (IDF).

Met het oog op bovengenoemde doelstellingen 5 verschaft de uitvinding een inrichting voor het rechtstreeks kwantitatief analyseren van zuivelproducten, zoals door lacterende dieren afgegeven melk, bijvoorbeeld rauwe melk, bewerkte melk, zoals gefermenteerde melk, yoghurt en dergelijke, zodanig dat de waarde van ten 10 minste één parameter gemeten wordt, c.q. gedetecteerd wordt, bijvoorbeeld de totale hoeveelheid melk van één melkgift, het melkdebiet tijdens het melken, de structuur, het vetgehalte, de vetzuur-samenstelling, het eiwitgehalte, de eiwitsamenstelling, het aantal eventueel 15 op type uitgesplitste somatische cellen, ureumgehalte, ketonlichaamgehalte, ketonlichaamdetaillering, hormoonniveaus, lactosegehalte, bloedgehalte, biest-kenmerken, welke inrichting omvat: een spectrofotometer met: 20 een bron voor elektromagnetische straling met ten minste één gekozen spectrale component in het golflengtegebied ca. 300-2500 nm; een voor althans de eerste, tweede en derde, en eventueel de vierde, harmonischen of spectrale 25 componenten, behorende bij de gebruikte golflengten, in het bijzonder circa 300 - 2500 nm, gevoelige fotosensor, die in relatie tot de te analyseren melk zodanig ten opzichte van de bron is opgesteld, dat de sensor via de te analyseren melk verstrooide straling ontvangt door 30 transmissie, reflectie en/of volumereflectie; en een met de sensor verbonden signaalverwerkingseenheid, die voor de spectrale samenstelling van de door de sensor waargenomen straling representatieve signalen kan afgeven; en 35 een ruimte, die is ingericht voor het bevatten van te analyseren melk, in welke ruimte zowel de bron als de sensor met hun werkzame vlakken uitmonden, aan welke ruimte toevoermiddelen en afvoermiddelen voor toevoer en T011905 3 afvoer van melk aansluiten, welke middelen zijn ingericht om te worden aangesloten aan een melkinstallatie.In view of the above objects, the invention provides an apparatus for directly quantitatively analyzing dairy products, such as milk dispensed by lactating animals, for example raw milk, processed milk, such as fermented milk, yoghurt and the like, such that the value of at least one parameter is measured or detected, for example the total amount of milk from one milk yield, the milk flow during milking, the structure, the fat content, the fatty acid composition, the protein content, the protein composition, the number of possibly somatic cells broken down by type , urea content, ketone body content, ketone body detailing, hormone levels, lactose content, blood content, colostrum characteristics, the device comprising: a spectrophotometer having: a source of electromagnetic radiation with at least one selected spectral component in the wavelength range about 300-2500 nm; a photosensor sensitive to at least the first, second and third, and optionally the fourth, harmonics or spectral components, associated with the wavelengths used, in particular approximately 300 - 2500 nm, which, in relation to the milk to be analyzed it is arranged from the source that the sensor receives scattered radiation via the milk to be analyzed by transmission, reflection and / or volume reflection; and a signal processing unit connected to the sensor, which can output signals representative of the spectral composition of the radiation observed by the sensor; and a space, which is adapted to contain milk to be analyzed, in which space both the source and the sensor with their active surfaces open, to which space supply means and discharge means for supply and discharge of milk, which means are arranged to be connected to a milking installation.

Calibratie van de indirecte meting door middel van de inrichting volgens de uitvinding kan plaatsvinden 5 via een chemische en/of fysische analyse van een reeks monsters.Calibration of the indirect measurement by means of the device according to the invention can take place via a chemical and / or physical analysis of a series of samples.

Ter controle van de werking van de melkanalyse-inrichting volgens de uitvinding kan er onderscheid worden gemaakt met betrekking tot het testen van onder 10 meer de volgende relevante eigenschappen: gevoeligheid, donkerstroom-ruis, vervuiling, temperatuurgedrag, slijtage, veroudering. Dergelijke functies worden getest met behulp van zogenaamde ijkstandaards, meestal omvattende een diffuse witte of een zwarte reflector, die 15 op enige afstand van een meetkop geplaatst wordt.In order to check the operation of the milk analysis device according to the invention, a distinction can be made with regard to the testing of, inter alia, the following relevant properties: sensitivity, dark current noise, pollution, temperature behavior, wear, aging. Such functions are tested using so-called calibration standards, usually comprising a diffuse white or a black reflector, which is placed some distance from a measuring head.

Afhankelijk van de stabiliteit en het vastgestelde gedrag van de inrichting wordt de controlemeting dagelijks, wekelijks of maandelijks uitgevoerd. Als alternatief kan worden gedacht aan toepassing van een witte of 20 fluorescerende referentievloeistof. Ook is voorstelbaar dat bij reiniging van een melkinstallatie met een inrichting volgens de uitvinding een vloeistof wordt gebruikt die ten dele een ijkfunctie heeft, dan wel de inrichting zodanig uit te voeren dat in geval van 25 afwezigheid van melk door de meetkop altijd een reflecterend vlak wordt waargenomen. Een dergelijk vlak kan worden beschouwd als een afgeleide ijkstandaard.Depending on the stability and the established behavior of the device, the control measurement is carried out daily, weekly or monthly. Alternatively, use can be made of a white or fluorescent reference liquid. It is also conceivable that when cleaning a milking installation with a device according to the invention a liquid is used which partly has a calibration function, or to design the device in such a way that in case of absence of milk the reflecting head always becomes a reflecting surface. perceived. Such a plane can be considered as a derived calibration standard.

Ook kan worden getest op storingsgedrag en signaaloverdracht. Het testen op deze eigenschappen 30 wordt uitgevoerd in samenhang met de hiervoor genoemde ijkroutine.It can also be tested for failure behavior and signal transmission. Testing for these properties is performed in conjunction with the aforementioned calibration routine.

Het bovenstaande overzicht betreft alle controles op functies van het fysieke systeem.The above overview concerns all checks on functions of the physical system.

Een ander onderdeel van de ij king betreft 35 herleiding van spectrale informatie, waarop immers de inrichting volgens de uitvinding gebaseerd is, tot samenstelling van de melk. Daartoe staan diverse "omrekeningsmethoden" ter beschikking. Alle berekeningen 1011905 4 zijn evenwel gebaseerd op en derhalve afhankelijk van de zogenaamde nat-chemische analyse van de samenstelling.Another part of the calibration concerns the conversion of spectral information, on which the device according to the invention is after all based, to the composition of the milk. Various "conversion methods" are available for this purpose. However, all calculations 1011905 4 are based on and therefore dependent on the so-called wet chemical analysis of the composition.

Het probleem hierbij betreft gevoeligheid, reproduceerbaarheid, foutmarges van gebruikte reagentia 5 en reacties, enzovoorts.The problem here is sensitivity, reproducibility, margins of error of reagents used and reactions, etc.

Bij herleiding kan standaard-software worden toegepast, bijvoorbeeld Unscramble van de firma Camo of vergelijkbare, op multivariatie-analyse gebaseerde berekeningen, dan wel toepassing van neurale netwerken.Standard software can be used for conversion, for example Unscramble from the company Camo or comparable calculations based on multivariate analysis, or use of neural networks.

10 De toegepaste spectroscopische analyse in het10 The applied spectroscopic analysis in the

gebied 300-2500 nm is gebaseerd op typische, en ten dele overlappende, optische absorptiebanden van C-H, O-H of N-H bindingen van chemisch type. Spectroscopie in het gebied 300-2500 nm heeft ten opzichte van andere op 15 zichzelf bekende meetmethoden als FTIR, Raman en NMR het voordeel van een geringe produktie- en aanschafprijs en een eenvoudige bedienbaarheid. Het NIR-spectraal gebied, dat ruwweg in de orde van 700 - 2500 nm ligt, omvat het gebied, waarbinnen de harmonischen van molecuulvibraties 20 relevant zijn. Bijvoorbeeld de eerste boventoon of tweede harmonische betreft het gebied 1400 - 1800 nm; de derde harmonisch circa 950 - 1200 nm en de vierde harmonische 700 - 925 nm. In dit verband wordt verwezen naar Practical NIR Spectroscopy with Applications in Food and 25 Beverage Analysis, van de hand van B.G. Osborne e.a. ISBNregion 300-2500 nm is based on typical and partially overlapping optical absorption bands of chemical type C-H, O-H or N-H bonds. Spectroscopy in the range 300-2500 nm has the advantage over other known measurement methods such as FTIR, Raman and NMR of a low production and purchase price and easy operability. The NIR spectral region, which is roughly on the order of 700 - 2500 nm, includes the region within which the harmonics of molecular vibrations are relevant. For example, the first overtone or second harmonic concerns the range 1400 - 1800 nm; the third harmonic approximately 950 - 1200 nm and the fourth harmonic 700 - 925 nm. In this regard, reference is made to Practical NIR Spectroscopy with Applications in Food and 25 Beverage Analysis, by B.G. Osborne et al. ISBN

0-582-09946. Uit metingen is gebleken, dat niet alleen het NIR-gebied 700-2500 nm interessant is, maar dat ook relevante informatie kan worden verkregen uit het gebied 300-700 nm.0-582-09946. Measurements have shown that not only is the NIR region 700-2500 nm interesting, but that relevant information can also be obtained from the 300-700 nm region.

30 Essentieel bij toepassing van ultra-violette straling, zichtbaar licht en nabij-infrarode straling is het optische gedrag van het meetobjeet, met name de golflengte-afhankelijke absorptie- en verstrooiingscoëfficiënten. Deze eigenschappen zijn voor 35 een belangrijk deel bepalend voor de condities voor een optimale meetgeometrie en de daarbij behorende gevoeligheid, nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van de meetmethode.Essential when ultraviolet radiation, visible light and near infrared radiation is used is the optical behavior of the measuring object, in particular the wavelength-dependent absorption and scattering coefficients. These properties largely determine the conditions for an optimal measuring geometry and the associated sensitivity, accuracy and reproducibility of the measuring method.

1011905 51011905 5

Uit absorptiemetingen aan water blijkt, dat de absorptiecoëfficiënt sterk toeneemt in afhankelijkheid van de golflengte. Het betreft de absorptie van H20 (0-H band). De vierde harmonische ligt in de orde van 745 nm, 5 de derde harmonische in de orde van 975 nm en de tweede harmonische bij ongeveer 1458 nm en de eerste harmonische bij 1940 nm. Van C-H en N-H bindingen is een vergelijkbaar gedrag (toeneming van de absorptiecoëfficiënt bij grotere golflengten) bekend. Bij 10 golflengten boven 2000 nm is de absorptie van H20 zodanig hoog, dat NlR-metingen in waterige suspensies of in oplossingen moeilijk bruikbaar zijn, doordat de signaal/ruis-verhouding bij een grote lichtweg door de hoge absorptie, in het bijzonder van H20, zeer ongunstig 15 wordt.Absorption measurements on water show that the absorption coefficient increases strongly depending on the wavelength. It concerns the absorption of H20 (0-H band). The fourth harmonic is on the order of 745 nm, the third harmonic on the order of 975 nm and the second harmonic at about 1458 nm and the first harmonic at 1940 nm. A similar behavior (increase of the absorption coefficient at larger wavelengths) is known for C-H and N-H bonds. At 10 wavelengths above 2000 nm, the absorption of H20 is so high that N1R measurements in aqueous suspensions or in solutions are difficult to use, because the signal-to-noise ratio with a large light path due to the high absorption, in particular of H20, is difficult to use. becomes very unfavorable 15.

Het verstrooiingsgedrag (d.w.z. de meestal anisotrope verandering van lichtrichting door de interne structuur van het object) wordt onder meer bepaald door de vorm van de deeltjes, deeltjesgrootten, de distributie 20 van de deeltjesgrootten, de distributie van de deeltjes, variatie van de brekingsindex (golf1engte-afhankelijke functies). Vooral bij materialen van biologische herkomst is het verstrooiingsgedrag vaak rechtstreeks te herleiden tot de structuur van specifieke componenten. Materiaal 25 met verstrooiingskernen met afmetingen die kleiner zijn dan de gebruikte golflengten vertonen een ander verstrooiingsgedrag dan bij verstrooiingskernen die groter zijn dan de toegepaste golflengten. Bij een combinatie van meerdere typen verstrooiingskernen, zoals 30 het geval is bij melk (afmetingen micellen circa 80 nm, vetdeeltjes gemiddeld circa 1000 nm en somatische cellen circa 15 μτη) en vele andere biologische materialen, is het gedrag aanzienlijk complexer. In het algemeen neemt de verstrooiingscoëfficiënt in het visuele en het 35 NIR-gebied af bij een toenemende golflengte. Door de afneming van de verstrooiingscoëfficiënt en de toename van de absorptiecoëfficiënt in het gebied 300-2500 nm ontstaat er een praktisch toepasbaar venster voor 1011905 6 meettechnieken, op basis van transmissie en/of volumereflectie met een relatief lange lichtweg. Als gevolg van het golflengte- en deeltjesgrootte-afhankelijke anisotrope verstrooiingsgedrag zal bij 5 transmissie het meetresultaat vooral afhankelijk zijn van het voorwaartse verstrooiingseffect. Bij (volume-)reflectie is het meetresultaat vooral afhankelijk van terugwaartse verstrooiingseffecten. De keuze voor transmissiemeting of volumereflectiemeting, of 10 een gecombineerde transmissie- en volumereflectiemeting in één meetinrichting wordt mede bepaald door een gewenste gevoeligheid voor bepaalde deeltjesstructuren. Vorm en positie van het venster in het betreffende spectrale gebied zijn afhankelijk van de optische 15 eigenschappen van het meetobject.The scattering behavior (ie the usually anisotropic change of light direction due to the internal structure of the object) is determined, among other things, by the shape of the particles, particle sizes, the distribution of the particle sizes, the distribution of the refractive index (wave length) -dependent functions). Especially with materials of biological origin, the scattering behavior is often directly traceable to the structure of specific components. Material 25 with scattering cores with dimensions smaller than the used wavelengths exhibit different scattering behavior than with scattering cores larger than the used wavelengths. With a combination of several types of scattering nuclei, as is the case with milk (micelle dimensions approximately 80 nm, fat particles average approximately 1000 nm and somatic cells approximately 15 μτη) and many other biological materials, the behavior is considerably more complex. Generally, the scattering coefficient in the visual and NIR regions decreases with increasing wavelength. The decrease of the scattering coefficient and the increase of the absorption coefficient in the range 300-2500 nm results in a practically applicable window for 1011905 6 measurement techniques, based on transmission and / or volume reflection with a relatively long light path. Due to the wavelength and particle size-dependent anisotropic scattering behavior, in transmission the measurement result will mainly depend on the forward scattering effect. With (volume) reflection, the measurement result mainly depends on backscattering effects. The choice of transmission measurement or volume reflection measurement, or a combined transmission and volume reflection measurement in one measuring device is partly determined by a desired sensitivity to certain particle structures. The shape and position of the window in the respective spectral region depend on the optical properties of the measured object.

De ideale meetgeometrie is niet alleen afhankelijk van de optische eigenschappen van het object, maar ook van praktijkomstandigheden, zoals (potentiële en eventueel voortschrijdende) vervuiling van meetvenster, 20 schuimvorming, stroming, ontmenging, enzovoorts. In de praktijk blijkt, dat. meting in een zo groot mogelijk meetvolume wenselijk is in verband met eventuele intra-variatie in het object en een kleinere invloed van eventueel vervuilende of vervuilde meetvensters. Een 25 lange lichtweg door het meetobject levert betrouwbaarder informatie op dan een korte lichtweg. De maximale lichtweg wordt evenwel beperkt door de minimaal toelaatbare signaal/ruis-verhouding. Door het pulserend drijven of choppen van de lichtbron en synchrone detectie 30 (lock-in amplifier) kan de ruis worden onderdrukt en kan de gevoeligheid worden verbeterd. Voor melk en andere lichtverstrooiiende materialen, waarin het licht over een afstand van vele millimeters diep kan indringen, is een volumereflectiemeting (meting waarbij in het meetvlak 35 enige afstand bestaat tussen het bronvlak en het sensorvlak en aldus de straling gedwongen wordt een zekere afstand in de melk af te leggen, ook wel genoemd gedwongen minimale lichtweg) sterk aan te bevelen boven 1011905 7 een reflectiemeting (waarin afhankelijk van het verstrooiingsgedrag van de melk de lichtweg zeer kort kan zijn). Bij volumereflectie (waarbij de nadelige effecten van oppervlaktereflectie worden uitgesloten) wordt het 5 terugverstrooiiende gedrag ten gevolge van de inwendige materiaalstructuur toegepast en kunnen lichtweglengtes van 10 mm en meer gerealiseerd worden. Een objectieve maat voor een juiste meetinrichting en golflengtegebied betreffende een specifiek meetobject is het contrast voor 10 het golflengte-afhankelijke absorptie- en verstrooiingsgedrag in een verkregen spectrum. Een en ander kan getest worden met een te vervaardigen model van suspensies op basis van commercieel verkrijgbare latex-deeltjes van verschillende relevante afmetingen en 15 toevoeging van verschillende commercieel verkrijgbare absorbers.The ideal measuring geometry depends not only on the optical properties of the object, but also on practical conditions, such as (potential and possibly progressive) contamination of the measuring window, foaming, flow, demixing, etc. In practice, it appears that. measurement in as large a measurement volume as possible is desirable in view of possible intra-variation in the object and a smaller influence of possibly polluting or contaminated measuring windows. A long light path through the measuring object provides more reliable information than a short light path. However, the maximum light path is limited by the minimum allowable signal-to-noise ratio. Pulsed driving or chopping of the light source and synchronous detection (lock-in amplifier) can suppress the noise and improve the sensitivity. For milk and other light-scattering materials, in which the light can penetrate over a distance of many millimeters deep, there is a volume reflection measurement (measurement in which there is some distance in the measuring plane between the source plane and the sensor plane and thus the radiation is forced a certain distance in the milk, also called forced minimum light path), highly recommended above 1011905 7 a reflection measurement (in which the light path can be very short depending on the scattering behavior of the milk). In volume reflection (excluding the adverse effects of surface reflection), the backscattering behavior due to the internal material structure is applied and light path lengths of 10 mm and more can be realized. An objective measure of a correct measuring device and wavelength range concerning a specific measuring object is the contrast for the wavelength-dependent absorption and scattering behavior in a obtained spectrum. All this can be tested with a model of suspensions to be manufactured based on commercially available latex particles of various relevant dimensions and addition of various commercially available absorbers.

Voor transmissie- en volumereflectiemetingen kan in het golfgebied circa 300 - 2000 nm gebruik worden gemaakt van relatief goedkope, commercieel verkrijgbare 20 detector, op dit moment bijvoorbeeld InGaAs-, Si- en Ge-detectoren, of combinaties daarvan, CCDs, gewone ofFor transmission and volume reflectance measurements, in the waveband about 300-2000 nm, relatively cheap, commercially available detectors can be used, for example currently InGaAs, Si and Ge detectors, or combinations thereof, CCDs, ordinary or

Si-lichtgeleiders, een standaard monochromator, een halogeen of xenon lichtbron of ten minste één LED, LED-laser, polymeer-LED en polymeerlaser of dergelijke 25 omvatten. Een LED of een polymeer-LED kan eventueel worden voorzien van een tranmissie-interferentiefilter om de bandbreedte van de geëmitteerde elektromagnetische straling te verkleinen van bijvoorbeeld 50-100 nm tot circa 10-20 nm. Het golflengtegebied kan zijn 30 onderverdeeld in een aantal banden. Volgens de uitvinding kan voor het relevante gebied bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van een opdeling in tien tot twintig spectrale banden. Afhankelijk van de wens tot het uitvoeren van een groter of een kleiner aantal parameterwaardenbepalingen 35 kan dit aantal eventueel nog worden uitgebreid dan wel worden gereduceerd. Bij in-line-melkanalyse zijn met een proefopstelling zeer goede resultaten bereikt. De golflengten van de lichtbron of lichtbronnen worden 1011905 8 zodanig gekozen, dat de spectrale analyse volgens de uitvinding meetresultaten kan opleveren die overeenkomen met de waarden van gewenste parameters zoals hiervoor genoemd, bijvoorbeeld vetgehalte, vetzuur-samenstelling, 5 eiwitgehalte enzovoorts. Gebleken is, dat golflengte- afhankelijke metingen kunnen aantonen, welke golflengten de beste analyseresultaten voor de verschillende te onderzoeken parameters en parametergroepen opleveren. Ook kunnen deze golflengten worden geïmplementeerd in een 10 uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding waarbij als stralingsbronnen LEDs worden toegepast.Si light guides, a standard monochromator, a halogen or xenon light source, or at least one LED, LED laser, polymer LED and polymer laser or the like. An LED or a polymer LED can optionally be provided with a transmission interference filter to reduce the bandwidth of the emitted electromagnetic radiation from, for example, 50-100 nm to about 10-20 nm. The wavelength range can be divided into a number of bands. According to the invention, a division into ten to twenty spectral bands can for instance be used for the relevant region. Depending on the desire to perform a larger or a smaller number of parameter value determinations, this number can optionally be extended or reduced. In in-line milk analysis, very good results have been achieved with a test set-up. The wavelengths of the light source or light sources are chosen such that the spectral analysis according to the invention can yield measurement results corresponding to the values of desired parameters as mentioned above, for example fat content, fatty acid composition, protein content and so on. It has been found that wavelength-dependent measurements can demonstrate which wavelengths provide the best analysis results for the various parameters and parameter groups to be investigated. These wavelengths can also be implemented in an embodiment of the device according to the invention in which LEDs are used as radiation sources.

De melkveehouder kan gebaat zijn bij de inrichting volgens de uitvinding op basis van onder meer de volgende overwegingen die zich richten op directe 15 sturing op korte termijn: * lagere kostprijs voor melkmonitoring in zijn bedrijfsvoering 20 * sturing van melkkwaliteit van groepen en individuele lacterende dieren * sturing van de melk op basis van melkkwaliteit en melksamenstelling naar 25 diverse bestemmingen * kwalitatieve en kwantitatieve bewaking van de functie van de melkinstallatie 30 * inzicht in de gezondheidstoestand van de lacterende dieren, in het bijzonder koeien; mogelijkheid tot analyse van individuele kwalen, zoals mastitis 1 10119 Of * inzicht in het verloop van de melkgift en de melksamenstelling ten gevolge van natuurlijke fasen tijdens de lactatie; 9 colostrum, tochtigheid, ondervoeding, andere functies * inzicht in reactie van lacterende dieren 5 op voeding en leefomstandigheden.The dairy farmer can benefit from the device according to the invention on the basis of, inter alia, the following considerations which focus on direct control in the short term: * lower cost price for milk monitoring in his business operations 20 * control of milk quality of groups and individual lactating animals * control of the milk based on milk quality and milk composition to 25 various destinations * qualitative and quantitative monitoring of the function of the milking installation 30 * insight into the health status of the lactating animals, in particular cows; possibility to analyze individual ailments, such as mastitis 1 10119 Or * insight into the course of milk yield and milk composition as a result of natural phases during lactation; 9 colostrum, heat, malnutrition, other functions * insight into the response of lactating animals 5 to food and living conditions.

Ook de toeleveranciers en afnemers van het melkveehouderijbedrijf zijn gebaat bij gebruik, vooral op schaal, van de inrichtingen volgens de uitvinding op 10 melkveehouderijbedrijven. Een aantal overwegingen die zich richten op indirecte sturing op langere termijn zijn de volgende: * Producenten en leveranciers van 15 melkinstallaties krijgen bij de inbouw van een inrichting volgens de uitvinding een extra toegevoegde waarde voor hun produkt en een beter inzicht in hun installaties 20 * Leveranciers van veevoeder kunnen in het bijzonder op langere termijn een goed inzicht in de effecten van eventuele wijzigingen van de voedingscomponenten verkrijgen.Suppliers and customers of the dairy farm also benefit from the use, in particular on a scale, of the installations according to the invention on 10 dairy farms. A number of considerations that focus on indirect control in the longer term are the following: * Producers and suppliers of 15 milking installations receive extra added value for their product and a better insight into their installations when installing an installation according to the invention. 20 * Suppliers In particular, in the long term, animal feed can provide a good insight into the effects of any changes in the nutritional components.

25 * Voor een zuivelfabriek is de inrichting volgens de uitvinding van belang aangezien bij de kwalitatieve splitsing van melk op de boerderij al onderscheid kan worden 30 gemaakt in diverse grondstofcategorieën, waarmee een extra toegevoegde waarde een eventueel geringere kostprijs bij de verwerking kan worden verwezenlijkt 1 1011905 * Nauwkeurig inzicht in de hoeveelheid en de samenstelling van de door een melkveehouder aangeleverde melk 10 * Relevante informatie voor bedrijven die zich met genetische technieken bezighouden * De inrichtingen volgens de uitvinding, 5 vooral bij toepassing op grotere schaal, zijn ook van belang voor leveranciers van datatransmissiesystemen en de aanbieders van telecommunicatiefaciliteiten. Ook centraal gebruik van informatie of 10 datamining is mogelijk. Op deze wijze kan bijvoorbeeld een statistische analyse van meetgegevens plaatsvinden, kan diepere analyse van de gegevens plaatsvinden om informatie over individuele lacterende 15 dieren te verkrijgen en kan bijvoorbeeld op basis van een interactief systeem een terugmelding naar het melkveehouderijbedrijf worden gerealiseerd.25 * The installation according to the invention is important for a dairy factory, since the qualitative splitting of milk on the farm can already be distinguished into various raw material categories, with which an additional added value can be realized, if necessary a lower cost price during processing 1 1011905 * Accurate insight into the quantity and composition of the milk supplied by a dairy farmer 10 * Relevant information for companies involved in genetic techniques * The devices according to the invention, 5 especially when applied on a larger scale, are also important for suppliers of data transmission systems and providers of telecommunication facilities. Central use of information or data mining is also possible. In this way, for example, a statistical analysis of measurement data can take place, a deeper analysis of the data can take place in order to obtain information about individual lactating animals and, for example, a feedback to the dairy farm can be realized on the basis of an interactive system.

20 * Door de continue monitoring van de kwaliteit van de melk reeds, tijdens de melkgift, kan de gemiddelde kwaliteit van door de consument af te nemen melk met 25 eenvoudige voorzieningen en tegen relatief geringe kosten substantieel toenemen en daarmee beter kan voldoen aan kwaliteitsnormen, bijvoorbeeld ISO, GMP, GLP/KKM (keten kwaliteit melk) en/of 30 HACCP-normen.20 * As a result of continuous monitoring of the quality of the milk already during milk delivery, the average quality of milk to be purchased by the consumer can increase substantially with 25 simple facilities and at relatively low cost and thus better meet quality standards, for example ISO, GMP, GLP / KKM (chain quality milk) and / or 30 HACCP standards.

Met betrekking tot de te realiseren nauwkeurigheid en het daarmee samenhangende vereiste van een zeker oplossend vermogen of resolutie van de 35 inrichting kunnen met de hierna te beschrijven volumereflectie-meetinrichting, met gebruikmaking van het golflengtengebied 500-1100 nm, bij een gemiddeld monster onbewerkte rauwe melk nu al bij elke individuele meting 1011905 11 de volgende nauwkeurigheden ten opzichte van de gemeten waarden voor de hierna te noemen parameters worden gerealiseerd: 5 vet : ca. 5 % eiwit : ca. 3 % lactose : ca. 2,5 % celgetal 0-150.000 : ca. 10 % celgetal 150.000-1.000.000 : ca. 30 % 10 bloed : detectie op aanwezigheid volstaat biest-kenmerken : detectie op kenmerken volstaatWith regard to the accuracy to be realized and the associated requirement of a certain resolving power or resolution of the device, the volume reflection measuring device to be described below, using the wavelength range 500-1100 nm, can yield raw milk on an average sample. already with each individual measurement 1011905 11 the following accuracies with respect to the measured values for the parameters mentioned below are realized: 5 fat: approx. 5% protein: approx. 3% lactose: approx. 2.5% cell count 0- 150,000: approx. 10% cell count 150,000-1,000,000: approx. 30% 10 blood: detection for presence is sufficient colostrum characteristics: detection for characteristics is sufficient

De totaal te realiseren nauwkeurigheid per parameter correspondeert met de gegeven relatieve nauwkeurigheid 15 voor elke individuele meting conform bovenstaande tabel, gedeeld door de wortel uit het aantal waarnemingen. Het zal duidelijk zijn dat door toeneming van het aantal waarnemingen de effectieve meetnauwkeurigheid substantieel kan worden verbeterd.The total accuracy to be realized per parameter corresponds to the given relative accuracy 15 for each individual measurement according to the table above, divided by the square root of the number of observations. It will be clear that by increasing the number of observations the effective measurement accuracy can be substantially improved.

20 Verwacht wordt dat bij een relatief grootschalig onderzoek gedurende langere tijd, bijvoorbeeld minimaal 1.000.000 metingen, 1.000 koeien, 10 boerderijen met identieke meetsystemen meer, uitgebreidere en betere ijk-informatie kan worden 25 verkregen met betrekking tot onder meer diverse typen melkziekten, algehele gezondheid van de lacterende dieren, de voeding-conversie, tochtigheid, genetische eigenschappen, enzovoorts.20 It is expected that in a relatively large-scale study over a longer period of time, for example at least 1,000,000 measurements, 1,000 cows, 10 farms with identical measuring systems, more, more extensive and better calibration information can be obtained with regard to, among other things, various types of milk diseases, general health of the lactating animals, diet conversion, heat, genetic traits, etc.

De uitvinding biedt de mogelijkheid per koe en 30 tijdens de melkgift de samenstelling van de melk te analyseren, en in het bijzonder de melkketen integraal te bewaken en een toegevoegde waarde voor de gehele keten te bereiken. De meetresultaten op basis van de uitvinding maken een monitoring mogelijk met betrekking tot onder 35 meer: * de melkkwaliteit zoals: vet, eiwit, lactose (mogelijk inclusief detaillering, 1011908 12 bijvoorbeeld vetzuur-samenstelling en eiwitcomponenten) * energie- en voerbalans op basis van onder 5 andere ureum en ketonlichamen * uierafwijkingen op basis van celgetal (en celdifferentiatie) en bloedsporen 10 1 koeconditie op basis van afwijkingen van componentsamenstelling en overige componenten * biologische activiteit zoals tochtigheid 15 op basis van hormomen en overige kenmerken * stalgedrag op basis van gemiddeld en extreem en individueel koegedrag 20 1 individuele en regionale prestaties op basis van vergelijking van melkveehouderijenThe invention offers the possibility of analyzing the composition of the milk per cow and during the milk yield, and in particular of monitoring the milk chain in its entirety and achieving added value for the entire chain. The measurement results based on the invention enable monitoring with regard to, among other things: * the milk quality such as: fat, protein, lactose (possibly including detailing, 1011908 12 for example fatty acid composition and protein components) * energy and feed balance based on among 5 other urea and ketone bodies * udder abnormalities based on cell count (and cell differentiation) and blood traces 10 1 cow condition based on deviations from component composition and other components * biological activity such as heat 15 based on hormones and other characteristics * stable behavior based on average and extreme and individual cow behavior 20 1 individual and regional performance based on comparison of dairy farms

De meetresultaten en/of monitorresultaten zijn 25 bruikbaar voor momentane sturing (bestemming van de melk en andere acties tijdens het melken), ook voor onderwerpen die getypeerd worden door een langere (toegestane) responstijd, onder andere zaken betreffende: 30 1 diergezondheid * genetica * productaansprakelijkheid, productieketen- 35 en zuivelproductiekwaliteit veevoer 13 * mest- en grondbeleid * productdifferentiatie 5 * overige, bijvoorbeeld vleessector, melkveehouder!j apparatuurThe measurement results and / or monitor results can be used for instantaneous control (destination of the milk and other actions during milking), also for subjects characterized by a longer (permitted) response time, among other things concerning: 30 1 animal health * genetics * product liability, production chain 35 and dairy production quality of animal feed 13 * manure and soil policy * product differentiation 5 * other, for example meat sector, dairy farmer! j equipment

Bij de analyse per melkgift en nauwkeurig beheer van diverse informatiestromen kan onder andere 10 nauwkeuriger besturing van de melkinstallatie, voergift, melkbestemming en dergelijke op bekende gecontroleerde wijze plaatsvinden.In the analysis per milk yield and accurate management of various information flows, among other things, more precise control of the milking installation, feed yield, milking destination and the like can take place in a known controlled manner.

De automatische procesinvoerparameters zijn onder meer (zie bijvoorbeeld figuur 12): 15 * koe-identificatie * voergift 20 * parameters van de melkinstallatie * registratie van de melksamenstelling, melkdebiet en melkvolume, geleidbaarheid, verontreiniging, temperatuur en 25 individueel gedrag van een lacterend dier * cumulatie van diergegevens naar melksamenstelling in de tank 30 * bestemming; tank (respectievelijk hoge kwaliteit en lage kwaliteit)The automatic process input parameters include (see for example figure 12): 15 * cow identification * feed amount 20 * milking parlor parameters * recording the milk composition, milk flow and volume, conductivity, contamination, temperature and individual behavior of a lactating animal * cumulation of animal data by milk composition in the tank 30 * destination; tank (high quality and low quality respectively)

Het op basis van de uitvinding op te zetten melkcontrole-informatiesysteem kan geheel zelfstandig 35 stuurtaken verzorgen en/of bewaken, in combinatie met een melding naar een centraal dataverwerkingssysteem. Bij sturing op de boerderij kan worden gedacht aan specifiek voer, aparte bestemming van de melk, individuele 1011905 14 instelling van de melkinstallatie, een wijziging van de stalling van de koe, enzovoorts. Bij een alarmmelding aan de melkveehouder kan er sprake zijn van te verrichten manuele handelingen.The milk control information system to be set up on the basis of the invention can independently provide and / or monitor control tasks, in combination with a notification to a central data processing system. Control on the farm can include specific feed, separate destination of the milk, individual setting of the milking installation, a change in the cow's storage facilities, and so on. In the event of an alarm notification to the dairy farmer, there may be manual actions to be performed.

5 De overige procesinformatie, die kan worden opgenomen tijdens het melken en die eventueel in de inrichting volgens de uitvinding met de hand kan worden ingegeven, betreft onder meer uierbeschadiging en overige fysiologische beoordeling en voor de boer herkenbare 10 ervaringsgegevens.The other process information, which can be recorded during milking and which can optionally be entered manually in the device according to the invention, includes udder damage and other physiological assessment and experience data recognizable for the farmer.

Voor of na het melken in te voeren gegevens betreffen onder meer: * registratie uierbehandeling 15 * registratie individueel bacterieel onderzoek * registratie van en waakzaamheidsmelding 20 voor bijzondere ingrepen en het gebruik van medicijnen * overige gegevens, waaronder bijvoorbeeld regelmatige controle door controlerende 25 instantiesData to be entered before or after milking include: * udder treatment registration 15 * individual bacterial examination registration * registration and vigilance notification 20 for special procedures and the use of medicines * other information, including regular checks by inspecting 25 authorities

De criteria van het melkcontrole-informatiesysteem bestaan dus onder meer uit objectieve meetresultaten, ervaring, fysiologische timing, 30 resultaten van interne en externe metingen, controle, sturing, statistische evaluaties en andere facetten. Een dergelijk systeem kan worden beschouwd als een continu leer- en managementsysteem, waarin de melkveehouder als vakman een wezenlijke rol kan spelen en waarmee hij zijn 35 vakmanschap kan vergroten.The criteria of the milk control information system therefore consist of objective measurement results, experience, physiological timing, results of internal and external measurements, control, management, statistical evaluations and other aspects. Such a system can be regarded as a continuous learning and management system, in which the dairy farmer can play an essential role as a professional and with which he can increase his craftsmanship.

De software-uitvoering van een systeem volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld op basis van neurale netwerken, multi-variatie-analyse en andere vormen van 1011905 15 data-warehousing en data-mining tot een expert-systeem uitgroeien.The software implementation of a system according to the invention can, for example, develop into an expert system on the basis of neural networks, multi-variation analysis and other forms of data storage and data mining.

Gebruik kan worden gemaakt van een witte bron met monochromator van bekend type. Ook kan gebruik worden 5 gemaakt van bronnen en detectoren die elk of in combinatie diverse spectrale meetvensters bepalen.A white source with a known type monochromator may be used. Use can also be made of sources and detectors which each or in combination determine various spectral measuring windows.

Om het licht van een bron (bijvoorbeeld vanaf een monochromator) naar het meetvenster van de bron te leiden, kan bijvoorbeeld van een aantal lichtgeleiders 10 gebruik worden gemaakt.To guide the light from a source (e.g. from a monochromator) to the measuring window of the source, a number of light guides 10 can be used, for example.

De praktische uitwerking van de inrichting volgens de uitvinding zal gebaseerd zijn op het gebruik van een signaalverwerkingsverwerkingseenheid, waarin enerzijds met de hand gegevens kunnen worden ingevoerd en 15 anderzijds van de sensor afkomstige gegevens. De signaalverwerkingseenheid kan zijn gekoppeld met andere dergelijke signaalsverwerkingseenheden of zijn gegevens aan een centrale signaalverwerkingseenheid doorleiden, bijvoorbeeld via een datatransmissielijn, zoals een 20 telefoonlijn, of dergelijke.The practical elaboration of the device according to the invention will be based on the use of a signal processing unit, in which on the one hand data can be entered manually and on the other hand data from the sensor. The signal processing unit may be coupled to other such signal processing units or pass its data to a central signal processing unit, for example via a data transmission line, such as a telephone line, or the like.

Bij implementatie van de uitvinding ontstaat er een toegevoegde waarde voor de volgende belangengroepen in de hiervoor kort beschreven keten: 25 1. melkveehouder (betere sturing, lagere kostprijs, hogere opbrengst) 1 2 3 1011905 melkcontrole-instantie (lagere kostprijs, betere informatie, snelle respons) 30 2 bedrijven en organisaties die zich bezighouden met het ontwikkelen en verhandelen van genetische productie, zoals sperma, embryo's, levende have (betere en meer gedetailleerde informatie) 35 3 diergeneeskundige dienst (snelle en betere informatie en terugkoppeling) 16 5. zuivelbedrijven (sturing op basis van kwaliteit, lagere kostprijs, hogere kwaliteit van het halfproduct en het eindproduct) 5 6. veevoederleveranciers (meer gedetailleerd inzicht, verbetering conversie 7. leverancier melkinstallatie (hoogwaardiger systeem, extra stuursystemen en betere terugkoppeling) 10 8. leverancier boerderij-informatie en managementsystemen (uitbreiding inhoud, nieuwe producten) 9. leverancier communicatiesystemen (nieuwe 15 markten en transmissie) 10. informatica-branche (ontwikkeling software, data-analyse en nieuw product) 20 11. beleidsorganen (beter en gedetailleerd inzicht, betere sturing en controle) 12. milieubelang (minimaliseren van milieudruk) 25 13. instrumentenbouwers (nieuwe technologie en nieuwe producten) 14. installatiebedrijf (extra activiteiten) 30 15. service-organisaties (nieuwe activiteiten) 16. controle-organisaties (bewakingsfunctie van hoger niveau) 35 17. validatie en analyse research en development (uitbreiding inhoudelijke en nieuwe taken) 1011905 17 18. verbonden sectoren (vleessector en kalfs-sector; betere informatie) 19. relatie overige (leveranciers overige 5 systemen, sensoren en koeherkenning) 20. verdere ontwikkelingen (verdere differentiatie en samenstelling, bacteriële analyse, ademanalyse, relaties met faeces- en urine-analyse) 10 21. normering en standaardisatie (nieuwe normen) 22. overige keten (onderwijs, research en 15 development) 23. verdere spin-offImplementation of the invention creates added value for the following interest groups in the chain described above: 25 1. dairy farmer (better management, lower cost price, higher yield) 1 2 3 1011905 milk inspection body (lower cost price, better information, fast response) 30 2 companies and organizations involved in the development and trading of genetic production, such as sperm, embryos, livestock (better and more detailed information) 35 3 veterinary service (quick and better information and feedback) 16 5. dairies ( control based on quality, lower cost price, higher quality of the semi-finished product and the final product) 5 6. animal feed suppliers (more detailed insight, improvement in conversion 7. supplier of milking installation (higher-quality system, additional control systems and better feedback) 10 8. supplier of farm information and management systems (content expansion, new products) 9. supplier communication systems (new 15 markets and transmission) 10. IT sector (software development, data analysis and new product) 20 11. Policy bodies (better and detailed insight, better management and control) 12. Environmental interest (minimizing environmental pressure) 25 13. instrument builders (new technology and new products) 14. installation company (additional activities) 30 15. service organizations (new activities) 16. control organizations (higher level monitoring function) 35 17. validation and analysis research and development (extension substantive and new tasks) 1011905 17 18. associated sectors (meat and veal sectors; better information) 19. relationship other (suppliers other 5 systems, sensors and cow recognition) 20. further developments (further differentiation and composition, bacterial analysis, breath analysis, relationships with faeces and urine analysis) 10 21. standardization and standardization (new standards ) 22. other chain (education, research and development) 23. further spin-off

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de 20 hand van bijgaande tekeningen. In de tekeningen tonen: figuur 1 een weggebroken perspectivisch aanzicht van een mal, waarin een aantal elementen zijn opgenomen voor het vervaardingen van een sensor volgens de uitvinding; 25 figuur 2 de gerede en uit de mal volgens figuur 1 uitgenomen sensor zonder een bron en een fotosensor; figuur 3 een plofaanzicht van een volumereflectie-spectrofotometer-meetkop met LEDs en sensorchip; 30 figuur 4 in doorzicht een perspectivisch aanzicht van de gerede meetkop volgens figuur 3; figuur 5 een weggebroken perspectivisch aanzicht van een mogelijke opstelling van een transmissie-speetrofotometer; 35 figuur 6 een met figuur 5 corresponderend aanzicht van een volumereflectie-variant; figuur 7 een perspectivisch aanzicht van weer een andere variant; 1011905 18 figuur 8 een zijaanzicht in gedeeltelijk doorzicht van een volgende variant; figuur 9 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van weer een volgende variant; 5 figuur 10 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een reflectie-variant met een transparant meetvenster; figuur 11 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van de zogenaamde melkklauw van 10 een melkapparaat met een inrichting volgens de uitvinding; figuur 12 een blokschematische weergave ter toelichting van een mogelijke functionaliteit binnen het kader van de uitvinding; 15 figuur 13 een blokschematische weergave in een licht gewijzigde variant; figuur 14 een schematische weergave van een op een monochromator gebaseerde inrichting volgens de uitvinding; 20 figuur 14A het eindaanzicht van een tot een meetkop geïntegreerde bron en fotosensor; figuur 14B een eindaanzicht van de spleetplaat van de monochromator volgens figuur 14; figuur 15 in dwarsdoorsnede het detail XV 25 volgens figuur 13; figuur 16 een gedeeltelijk weggebroken zijaanzicht van een geïntegreerde bron en fotosensor; figuur 17A een transmissie-meetopstelling met een gescheiden bron en fotosensor in dwarsdoorsnede; 30 figuur 17B een eindaanzicht van de fotosensor volgens figuur 17A; figuur 17C een eindaanzicht van de bron volgens figuur 17A; figuur 18 een langsdoorsnede door een 35 geïntegreerde kop, omvattende bron en fotosensor; figuur 19 een op volumereflectie gebaseerde meetopstelling; en 1011905 19 figuur 20 een opstelling die zowel gebaseerd is op volumereflectie als transmissie.The invention will now be elucidated with reference to the annexed drawings. In the drawings: figure 1 shows a broken away perspective view of a mold, in which a number of elements are included for manufacturing a sensor according to the invention; Figure 2 shows the finished sensor taken out of the mold according to figure 1 without a source and a photosensor; Figure 3 is an exploded view of a volume reflection spectrophotometer measuring head with LEDs and sensor chip; Figure 4 shows in perspective a perspective view of the finished measuring head according to figure 3; figure 5 is a broken away perspective view of a possible arrangement of a transmission split photometer; Figure 6 shows a view corresponding with figure 5 of a volume reflection variant; figure 7 shows a perspective view of yet another variant; Figure 8 shows a side view in partial view of a following variant; figure 9 shows a partly broken away perspective view of yet another variant; Figure 10 shows a partly broken away perspective view of a reflection variant with a transparent measuring window; figure 11 shows a partly broken away perspective view of the so-called milking claw of a milking machine with a device according to the invention; figure 12 is a block schematic representation for explaining a possible functionality within the scope of the invention; Figure 13 shows a block schematic representation in a slightly modified variant; figure 14 shows a schematic representation of a monochromator-based device according to the invention; Figure 14A shows the end view of a source and photosensor integrated into a measuring head; Figure 14B is an end view of the slit plate of the monochromator of Figure 14; figure 15 shows in detail the detail XV 25 according to figure 13; figure 16 shows a partly broken away side view of an integrated source and photosensor; Fig. 17A is a cross-sectional transmission measurement arrangement with a separate source and photosensor; Figure 17B shows an end view of the photosensor according to figure 17A; Figure 17C is an end view of the source of Figure 17A; figure 18 shows a longitudinal section through an integrated head, comprising source and photosensor; figure 19 shows a measuring arrangement based on volume reflection; and 1011905 19 Figure 20 an arrangement based on both volume reflection and transmission.

De figuren 1,2,3 en 4 tonen, op welke wijze een bepaald uitvoeringsvoorbeeld van een geïntegreerde bron 5 en fotosensor met bijbehorende optische structuur kan worden vervaardigd. In een ronde bekervormige mal 1 is centraal een perspex kegel 2 geplaatst en een co-axiaal daarmee geplaatste perspex cilinder 3. De ruimten tussen respectievelijk de kegel 2 en de cilinder 3 en de 10 cilinder 3 en de opstaande wand van mal 1 zijn vervolgens gevuld met tot een opakering, respectievelijk 4,5 uithardende kunststofmassa. Na uitharding van de kunststofringen 4,5 wordt de aldus tot één geheel gevormde eenheid 2,3,4,5 uit de mal verwijderd. Dit is de 15 fase die in figuur 2 is aangeduid.Figures 1, 2, 3 and 4 show how a specific exemplary embodiment of an integrated source 5 and photosensor with associated optical structure can be manufactured. In a round cup-shaped mold 1, a perspex cone 2 is placed centrally and a perspex cylinder 3 placed coaxially therewith. The spaces between the cone 2 and the cylinder 3 and the cylinder 3 and the upright wall of mold 1 are then filled. with an opaque or 4.5-hardening plastic mass. After the plastic rings 4,5 have hardened, the unit unit 2,3,4,5 thus formed into one piece is removed from the mold. This is the phase indicated in Figure 2.

Figuur 3 toont het positioneren van een schijfvormige ring 6, die een krans licht emiterende diodes als LEDs 7 draagt. Deze ring 6 vervult tevens de functie van printplaat, waarop de LEDs 7 zijn 20 vastgesoldeerd, welke printplaat tevens een elektronische schakeling draagt voor het sturen van de LEDs en het verwerken van het van chip 8 afkomstige signaal.De aard van deze LEDs zal hierna nog worden besproken. De LEDs 7 zijn zodanig geplaatst, dat ze hun elektromagnetische 25 stralen kunnen afgeven via de cilinder 3.Figure 3 shows the positioning of a disc-shaped ring 6, which carries a ring of light-emitting diodes as LEDs 7. This ring 6 also fulfills the function of printed circuit board, on which the LEDs 7 are soldered, which printed circuit board also carries an electronic circuit for controlling the LEDs and processing the signal from chip 8. The nature of these LEDs will hereinafter be being discussed. The LEDs 7 are placed such that they can emit their electromagnetic rays via the cylinder 3.

Een fotosensor-chip 8 wordt aangebracht op het bovenvlak 9 van kegel 2.A photosensor chip 8 is applied to the top surface 9 of cone 2.

Tussen het bovenvlak 10 van de eenheid 3,4,5 en het ondervlak van ring 6 wordt vervolgens op de in figuur 30 4 getoonde wijze eveneens een uithardende kunststof massa 11 geplaatst, zodanig dat alle beschreven onderdelen een geïntegreerde eenheid 12 vormen. Deze eenheid of kop 12 omvat op de beschreven wijze een uit de LEDs en de perspex cilinder 3 bestaande bron voor elektromagnetische 35 straling in het golflengtegebied 300-2500 nm. De effectieve, straling afgevende bron wordt in wezen gevormd door het ringvormige ondervlak 13 van cilinder 3.Between the top surface 10 of the unit 3, 4, 5, 5 and the bottom surface of ring 6, a curing plastic mass 11 is also placed in the manner shown in Fig. 4, such that all described parts form an integrated unit 12. This unit or head 12 comprises, in the described manner, a source of electromagnetic radiation in the wavelength range 300-2500 nm consisting of the LEDs and the perspex cylinder 3. The effective radiation-emitting source is essentially the annular bottom surface 13 of cylinder 3.

10119 Of 2010119 or 20

Het ondervlak 14 van kegel 2 vormt samen met chip 8 een fotosensor met intreevenster 14.The bottom surface 14 of cone 2 together with chip 8 forms a photosensor with entry window 14.

Zoals hierna nog zal worden besproken, kan het vlak 14 elektromagnetische straling ontvangen die wordt 5 afgegeven via vlak 13. De kop 12 is namelijk gebaseerd op het principe van de volumereflectie, waarbij beide genoemde vlakken 13,14 zich bevinden in de te analyseren melk.As will be discussed further below, the plane 14 can receive electromagnetic radiation which is emitted via plane 13. Namely, the head 12 is based on the principle of volume reflection, wherein both said planes 13, 14 are located in the milk to be analyzed.

De LEDs 7 kunnen in de getoonde kransvormige 10 configuratie zijn opgebouwd uit aan elkaar grenzende cyclische groepen van LEDs die elk straling in een specifieke golflengteband uitzenden. De LEDs kunnen door elektronische voorzieningen zodanig worden bestuurd, dat bijvoorbeeld in cyclische afwisseling alle LEDs van een 15 specifiek golflengtegebied bekrachtigd worden. Door gating, synchrone detectie en andere signaalverwerking kan een elektronische signaalverwerkingseenheid, waarmee sensor 8 verbonden is, dan vaststellen, welke stralingsintensiteit steeds correspondeert met een 20 gegeven golflengtengebied.The LEDs 7 may, in the shown wreath-shaped configuration, be composed of contiguous cyclic groups of LEDs, each emitting radiation in a specific wavelength band. The LEDs can be controlled by electronic means such that, for example, all LEDs of a specific wavelength range are energized in cyclic alternation. Through gating, synchronous detection and other signal processing, an electronic signal processing unit, to which sensor 8 is connected, can then determine which radiation intensity always corresponds to a given wavelength range.

In verband met de temperatuurafhankelijkheid van de LEDs en van de detector zijn niet-getekende temperatuursensoren geïntegreerd met de LEDs en de detector. De centrale verwerkingseenheid of CPU kan aldus 25 een temperatuur-afhankelijke correctie uitvoeren om de temperatuurafhankelijkheid aldus te elimineren. Na deze correctie is een temperatuuronafhankelijk "schoon" signaal verkregen.Due to the temperature dependence of the LEDs and the detector, temperature sensors (not shown) are integrated with the LEDs and the detector. The central processing unit or CPU can thus make a temperature-dependent correction so as to eliminate the temperature dependence. After this correction, a temperature-independent "clean" signal is obtained.

De aandacht wordt er op gevestigd, dat het voor 30 de werking van de kop 12 principieel irrelevant is of de concentrische vlakken 14 en 13 als bron of als ontvanger werken. De optimale configuratie wordt bepaald door optimale detectiemogelijkheid in relatie tot stralingsintensiteit en kostprijs.Attention is drawn to the fact that it is irrelevant for the operation of the head 12 whether the concentric surfaces 14 and 13 act as a source or as a receiver. The optimal configuration is determined by optimal detection capability in relation to radiation intensity and cost.

35 Figuur 5 toont een buis 15 waarin zich een schematisch aangeduide bron 16 en een eveneens schematisch aangeduide fotosensor 17 bevinden. Uit de getoonde configuratie, waarin bron en sensor diagonaal T011905 21 tegenover elkaar gelegen zijn, zal duidelijk zijn, dat deze configuratie niet gebaseerd is op volumereflectie maar op transmissie door de zich in de buis bevindende melk.Figure 5 shows a tube 15 in which a schematically indicated source 16 and a likewise schematically indicated photosensor 17 are located. From the shown configuration, in which source and sensor are diagonally opposite T011905 21, it will be clear that this configuration is not based on volume reflection but on transmission through the milk contained in the tube.

5 Figuur 6 toont een buis 18, waarin een enkelvoudige bron 16 en fotosensor 17 naast elkaar gelegen zijn. Deze variant is wel op volumereflectie gebaseerd.Figure 6 shows a tube 18 in which a single source 16 and photosensor 17 are juxtaposed. This variant is based on volume reflection.

Figuur 7 toont een buis 18 met een bocht. In 10 deze configuratie zijn twee bronnen 19,20 ter weerszijde van sensor 17 geplaatst. Deze variant is op volumereflectie gebaseerd.Figure 7 shows a tube 18 with a bend. In this configuration, two sources 19.20 are placed on either side of sensor 17. This variant is based on volume reflection.

Figuur 8 toont een leiding 21 met een bron 16 en een fotosensor 17, die in de bocht van buis 21 naar 15 elkaar gericht zijn. Deze variant is op transmissie gebaseerd.Figure 8 shows a conduit 21 with a source 16 and a photosensor 17, which face each other in the bend of tube 21 to 15. This variant is based on transmission.

In de uitvoering volgens figuur 9 zijn bron 16 en fotosensor 17 in een aan een buis 22 aansluitende holte 23 opgenomen. De variant volgens figuur 9 is op 20 transmissie gebaseerd.In the embodiment according to figure 9, source 16 and photosensor 17 are accommodated in a cavity 23 connecting to a tube 22. The variant according to figure 9 is based on 20 transmission.

In de in figuur 10 getoonde variant zijn bronnen 19,20 van fotosensor 17 af gericht. Deze variant is op reflectie in de melk gebaseerd. Een dergelijke op zichzelf bekende meting wordt aangeduid als 25 "reflectiemeting". Anders dan in figuur 9 is in de uitvoering volgens figuur 10 een venster 110 aanwezig, dat voor straling in het gebruikte golflengtegebied transparant is, bijvoorbeeld een venster van glas, kwarts of perspex/PMMA. De aandacht wordt er op gevestigd, dat 30 de configuratie zodanig dient te zijn, dat de sensor 17 niet via reflectie door venster 110 de spiegelbeelden van de bronnen 19,20 kan waarnemen.In the variant shown in Figure 10, sources 19, 20 are directed away from photosensor 17. This variant is based on reflection in the milk. Such a measurement known per se is referred to as "reflection measurement". Unlike in Figure 9, in the embodiment of Figure 10 there is a window 110 which is transparent to radiation in the wavelength range used, for example a window of glass, quartz or perspex / PMMA. Attention is drawn to the fact that the configuration should be such that the sensor 17 cannot detect the mirror images of the sources 19, 20 through reflection through window 110.

Figuur 11 toont een deel van een melkapparaat 24. Dit apparaat omvat een huis 25, melkslangen 26, 35 vacuumslangen 27, een in een behuizing opgenomen kop 12, een temperatuursensor 28, niveausensoren 29,30, een lineaire actuator 31 die een klep 85 draagt, en een afvoerleiding 32. De klep 85, die in de figuur 11 in zijn 1011905 22 onderste stand is getoond, kan afdichtend samenwerken met de ringvormige onderrand 86 van eenFigure 11 shows part of a milking device 24. This device comprises a housing 25, milk hoses 26, vacuum hoses 27, a housing 12, a temperature sensor 28, level sensors 29,30, a linear actuator 31 carrying a valve 85 and a discharge conduit 32. The valve 85, shown in its lower position in Figure 11 in Figure 1190, may cooperate sealingly with the annular lower edge 86 of a

omwentelingssymmetrische binnenmantel 87 die samen met de gesloten klep 85 een ruimte 88 begrenst, waarin de 5 volgens pijlen 89 binnenstromende melk wordt opgevangen. De van de niveausensoren afkomstige signalen worden doorgeleid naar een CPU 33 (zie figuur 12). Ook de van temperatuursensor 28 afkomstige signalen worden doorgeleid naar de CPU 33. Zodra het niveau van de melk 10 een bepaalde waarde heeft bereikt bestuurt de CPUrotationally symmetrical inner jacket 87 which, together with the closed valve 85, defines a space 88 in which the milk flowing in according to arrows 89 is collected. The signals from the level sensors are passed on to a CPU 33 (see figure 12). The signals from temperature sensor 28 are also passed on to the CPU 33. As soon as the level of the milk 10 has reached a certain value, the CPU controls

actuator 31 om zijn getoonde, geopende toestand in te nemen. De melk kan dan volgens pijlen 90 omlaag bewegen om via leiding 32 te worden afgevoerd voor verdere bewerking.actuator 31 to assume its shown opened state. The milk can then move downwards according to arrows 90 to be discharged via line 32 for further processing.

15 De werkzame onderzijde van kop 12 is gedurende enige tijd ondergedompeld in de melk, die zich in de ruimte 88 bevindt.The active underside of cup 12 has been immersed for some time in the milk, which is located in space 88.

Figuur 12 toont, dat via een centrale verwerkingseenheid of CPU 33, die door een personal 20 computer 34 wordt bestuurd, informatieuitwisseling plaatsvindt met voerdoseereenheid 35, die aansluit aan een trog 36, een koe-identificatieontvanger 37 die samenwerkt met een transponder 38 die door koe 39 om de hals wordt gedragen, met melkapparaat 24 en een display 25 en bedieningseenheid 40. De CPU 33 is verder verbonden met een personal computer 41 met geheugen 42.Figure 12 shows that via a central processing unit or CPU 33, which is controlled by a personal computer 34, information exchange takes place with feed metering unit 35, which connects to a trough 36, a cow identification receiver 37 which cooperates with a transponder 38 provided by cow 39 is worn around the neck, with milking device 24 and a display 25 and operating unit 40. The CPU 33 is further connected to a personal computer 41 with memory 42.

Via respectieve sleuteleenheden 43,44,45,46 kan informatie die afkomstig is van CPU 33 worden doorgegeven aan een signaalverwerkings- en presentatie-eenheid 47, 30 een verwerkingseenheid 48 en verwerkingseenheid 49 en een verwerkingseenheid 50.Via respective key units 43,44,45,46, information from CPU 33 can be passed to a signal processing and presentation unit 47, a processing unit 48 and processing unit 49 and a processing unit 50.

De signaalverwerkingseenheid en presentatie-eenheid 47 dient voor het aan de veehouder presenteren van de voor hem relevante gegevens met betrekking tot de 35 door koe 39 gegeven melk. Dit zijn bijvoorbeeld de totale hoeveelheid melk van één melkgift, vet-zuur-gehalte, eiwitgehalte en andere belangrijke parameters. Via signaalverwerkingseenheid 48 kunnen eventueel 1011905 23 geselecteerde, medisch belangrijke gegevens via een telefoonmodem 51 worden doorgegeven aan een dierenarts. Via signaalverwerkingseenheid 4 9 kunnen, desgewenst op andere wijze geselecteerde gegevens worden doorgegeven 5 aan landelijke instituten, terwijl signaalverwerkingeenheid 50 op analoge wijze gegevens via modem 51 kan doorgeven.The signal processing unit and display unit 47 serves to present to the farmer the data relevant to him with regard to the milk given by cow 39. For example, these are the total amount of milk from one milk yield, fatty acid content, protein content and other important parameters. Via signal processing unit 48, optionally 1011905 23 selected medically important data can be passed on to a veterinarian via a telephone modem 51. Via signal processing unit 49, if desired, otherwise selected data can be passed on to national institutes, while signal processing unit 50 can transmit data via modem 51 in an analogous manner.

De aandacht wordt er op gevestigd, dat de dierenarts op basis van de binnenkomende gegevens na 10 automatische of persoonlijke analyse een terugmelding via modem 51 en signaalverwerkingseenheid 48 kan doorgeven aan de veehouder, bijvoorbeeld met een presentatie door middel van eenheid 47.Attention is drawn to the fact that, based on the incoming data, after automatic or personal analysis, the veterinarian can transmit a feedback via modem 51 and signal processing unit 48 to the farmer, for instance with a presentation by means of unit 47.

Twee separate signaalverwerkingsblokken kunnen 15 worden onderscheiden, namelijk blok 90 dat de lokale processing betreft, en blok 91 dat data-aquisitie betreft.Two separate signal processing blocks can be distinguished, namely block 90, which concerns the local processing, and block 91, which concerns data acquisition.

Figuur 13 toont, dat de via leiding 32 naar een tank 52 gevoerde melk kop 12 passeert, die is opgenomen 20 in een figuur 15 weergegeven eenheid 53 met een reciprocerend aangedreven zuiger 54, die periodiek de via leiding 32 binnentredende melk (pijl 55) doorlaat naar een leiding 56 (pijl 57). In dit verband wordt verwezen naar figuur 15, waarin het detail XV op grotere schaal is 2 5 weergegeven.Figure 13 shows that the milk fed via line 32 to a tank 52 passes head 12, which is included in unit 53 shown in Figure 15 with a reciprocating driven piston 54, which periodically passes the milk entering via line 32 (arrow 55). to a conduit 56 (arrow 57). In this connection, reference is made to Figure 15, in which detail XV is shown on a larger scale.

Figuur 14 toont een analyse-inrichting 57 volgens de uitvinding. Anders dan bij de kop 12 volgens de hiervoor gegeven specificatie wordt in de inrichting 57 een in hoofdzaak "witte" stralingsbron 58 gebruikt, 30 die via een bekende monochromator in periodieke variatie met de tijd via een in een plaat 60 aanwezige uitgangsspleet 61 aan een bundel 62 glasvezels 63 elektromagnetische straling met periodiek in de tijd veranderende golflengte afgeeft. Daartoe wordt gebruik 35 gemaakt van een aantal de weglengte van de stralingsbundel 92 verlengende vaste spiegels 93,94,95,96 en een volgens pijl 97 periodiek zwenkend aangedreven reflectietralie 98. De aandrijving voor tralie 98 is niet T011905 24 getekend. De respectieve glasvezels 63 doen dienst als stralingsgeleiders en monden uit aan een PMMA (perspex), glazen of uit kwarts vervaardigde cilinder 64, die deel uitmaakt van een kop 65. De eindvlakken 66 doen dienst 5 als effectieve stralingsbronnen. Centraal is een PMMA kegel/cilinder 67 geplaatst met als effectieve ontvanger dienst doend eindvlak 68. Aan de bovenzijde is chip 8 geplaatst, die via een versterker 69 zijn met de waargenomen stralingsintensiteit overeenkomende signalen 10 doorgeeft aan een signaalverwerkingseenheid 70, die informatie uitwisselend met monochromator 59 verbonden is en aldus een presentatie-eenheid 71 zodanig kan sturen, dat bijvoorbeeld een grafische weergave 72 wordt gevormd, waarin de gemeten stralingsintensiteit of een op de 15 waarde van een daarmee samenhangende grootheid als functie van de frequentie of golflengte wordt gepresenteerd.Figure 14 shows an analysis device 57 according to the invention. Contrary to the head 12 according to the above specification, a substantially "white" radiation source 58 is used in the device 57, which beams via a known monochromator in periodic variation with time via an output slit 61 present in a plate 60. 62 glass fibers 63 emits electromagnetic radiation with a wavelength that changes periodically over time. For this purpose use is made of a number of fixed mirrors 93, 94, 95, 96 extending the path length of the radiation beam 92 and a reflection grating 98 which is pivoted periodically according to arrow 97. The drive for grating 98 is not shown. The respective glass fibers 63 serve as radiation guides and open out to a PMMA (perspex), glass or quartz cylinder 64, which is part of a head 65. The end faces 66 serve as effective radiation sources. Centrally located is a PMMA cone / cylinder 67 with an effective end surface 68 serving as the effective receiver. Chip 8 is placed at the top, which, via an amplifier 69, transmits signals 10 corresponding to the observed radiation intensity to a signal processing unit 70, which exchanges information with a monochromator. 59 and thus can control a display unit 71 such that, for example, a graphic display 72 is formed, in which the measured radiation intensity or a value of a related quantity as a function of the frequency or wavelength is presented.

De onder meer in figuur 12 getoonde kop maakt gebruik van een aantal LEDs als bronnen voor 20 elektromagnetische straling in de toe te passen frequentiebanden.The head shown in Figure 12, among others, uses a number of LEDs as sources for electromagnetic radiation in the frequency bands to be used.

Een LED kan een hoge stralings-intensiteit leveren in een betrekkelijk nauwe frequentieband. Het gebruik van de monochromator 59 kan onder omstandigheden 25 het nadeel hebben, dat de verhouding tussen de energie van een doorgelaten effectieve band en de energie in de totale door de lichtbron 58 afgegeven band klein is, zodat er in de band in kwestie weinig energie beschikbaar is. Een LED heeft een effectieve bandbreedte in de orde 30 van grootte van bijvoorbeeld 50-100 nm. Wenst men de bandbreedte terwille van een groter oplossend vermogen te verkleinen tot bijvoorbeeld 10-20 nm, dan kan aan elke desbetreffende LED een interferentie-transmissiefilter worden toegevoegd. In het bijzonder bij de spectrale 35 analyse in het gebied boven 1000 nm kan een grotere resolutie vereist zijn. In dat geval kan bijvoorbeeld in de structuur volgens figuur 4 aan elke individuele LED een interferentie-transmissiefilter worden toegevoegd.An LED can deliver a high radiation intensity in a relatively narrow frequency band. The use of the monochromator 59 may, under conditions, have the drawback that the ratio between the energy of an transmitted effective band and the energy in the total band emitted by the light source 58 is small, so that little energy is available in the band in question is. An LED has an effective bandwidth in the order of magnitude of, for example, 50-100 nm. If it is desired to reduce the bandwidth to, for example, a greater resolving power, to, for example, 10-20 nm, an interference transmission filter can be added to each relevant LED. In particular in the spectral analysis in the region above 1000 nm, a higher resolution may be required. In that case, for example, in the structure of Figure 4, an interference transmission filter can be added to each individual LED.

1011903 251011903 25

Figuur 15 toont het detail XV uit figuur 13.Figure 15 shows the detail XV from figure 13.

Evenals in de structuur volgens figuur 11 is de structuur volgens figuur 15 ingericht voor een proportionele bepaling van de doorgelaten hoeveelheid 5 melk. Daartoe wordt gebruik gemaakt van de door niet-getekende middelen (elektrisch, pneumatisch) het vacuum van de melkinrichting 24, of dergelijke voor reciprocerende beweging volgens pijl 99 het effectieve volume van kamer 100 kan bijvoorbeeld 100 ml bedragen.As in the structure according to figure 11, the structure according to figure 15 is arranged for a proportional determination of the amount of milk let through. For this purpose use is made of the vacuum of the milking implement 24, or the like by reciprocal means (electric, pneumatic), or the like, for reciprocating movement according to arrow 99, the effective volume of chamber 100 being, for example, 100 ml.

10 Aan het voorvlak van de kop strekken zich flush geplaatste geleidbaarheidselektroden 101,102 uit, die dienen voor het bepalen van de aanwezigheid van melk op het niveau van het voorvlak van kop 12. Aan het binnenvlak van het kunststof huis 105 zijn 15 temperatuursensoren 103,104 geplaatst.Flushly placed conductivity electrodes 101, 102 extend at the front face of the head, which serve to determine the presence of milk at the level of the front face of head 12. At the inner face of the plastic housing 105, 15 temperature sensors 103, 104 are placed.

Figuur 16 toont een praktische opstelling. In een leiding 73 is een kop 12 ondergedompeld via een aansluitbuisstomp 74 waarin de kop 12 afdichtend past. De buis stomp 74 draagt een flens 75 voor het koppelen van 20 kop 12 via een draagring 76.Figure 16 shows a practical arrangement. A head 12 is immersed in a conduit 73 via a connecting pipe butt 74 in which the head 12 fits sealingly. Tube stub 74 carries a flange 75 for coupling head 12 through a support ring 76.

Zowel de eenheid 53 volgens figuur 15 als de in figuur 16 getoonde eenheid kan aan een bestaande melkinstallatie worden toegevoegd. In figuur 16 is niet getekend, dat daartoe een bestaande leiding kan worden 25 onderbroken voor het daarin opnemen van de leiding 73.Both the unit 53 according to Figure 15 and the unit shown in Figure 16 can be added to an existing milking installation. Figure 16 does not show that an existing conduit can be interrupted for this purpose for receiving conduit 73 therein.

In beide genoemde uitvoeringen is de flens afdichtend met respectievelijk een flens 108,75 verbonden. De afdichting is verzekerd door middel van een O-ring 109.In both mentioned embodiments, the flange is sealingly connected to a flange 108.75, respectively. The sealing is ensured by means of an O-ring 109.

30 Als alternatief kan de kop 12 ook door middel van een snelkoppeling of MB-flenzen zijn aangebracht. Dit komt een gemakkelijke uitneembaarheid van de kop, bijvoorbeeld voor reinigings- en controledoeleinden, ten goede.Alternatively, the head 12 can also be mounted by means of a quick coupling or MB flanges. This is beneficial for easy head removal, for example for cleaning and control purposes.

35 Figuur 17A toont een bron 77 en een ontvanger 78. De bron omvat een aantal LEDs 7 die hun straling kunnen afgeven via een PMMA cilinder 79. Via een tussenruimte 80 kan via de kegel/cilinder 67 sensor 8 T011905 26 straling ontvangen. Symbolisch zijn met onregelmatige lijnen 106 de banen van fotonen weergegeven. Hiermee wordt symbolisch aangeduid, dat de door cilinder 79 uitgezonden straling via grillige banen en dan slechts 5 voor een klein deel kegel/cilinder 67 bereikt. Sommige fotonen worden afgevangen en zullen derhalve de genoemde kegel/cilinder 67 nooit bereiken. Dit afvangen is symbolisch met de, absorptie symboliserende zwarte vlekken 107 aangeduid.Figure 17A shows a source 77 and a receiver 78. The source comprises a number of LEDs 7 which can emit their radiation via a PMMA cylinder 79. Via an intermediate space 80, sensor 8 T011905 26 can receive radiation via the cone / cylinder 67. The orbits of photons are symbolically represented by irregular lines 106. This symbolically indicates that the radiation emitted by cylinder 79 reaches through irregular paths and then only 5 for a small part of cone / cylinder 67. Some photons are captured and will therefore never reach the said cone / cylinder 67. This capture is symbolically indicated by the black spots 107 symbolizing absorption.

10 Ter oriëntatie wordt er op gewezen, dat de totale gemiddelde lichtweg van fotonen door de melk in ruimte 80 maximaal in de orde van 5 mm zal liggen.For orientation it is pointed out that the total average light path of photons through the milk in space 80 will be in the order of 5 mm at most.

Hiermee kunnen zeer goede resultaten worden gerealiseerd.This allows very good results to be achieved.

Figuur 17B toont een eindaanzicht van de 15 ontvanger 78.Figure 17B shows an end view of the receiver 78.

Figuur 17C toont, dat de tien LEDs 7 in een krans zijn gegroepeerd.Figure 17C shows that the ten LEDs 7 are grouped in a ring.

Figuur 18 toont een kop 81, waarin eveneens bron en sensor geïntegreerd zijn. De kop omvat een opake 20 uitgeharde kunststofmassa 82, waarin een PMMA inzetstuk 83 is opgenomen. Aan het inzetstuk 83 sluit een krans LEDs 7 aan, welke LEDs een axiale richting bezitten, die ongeveer onder 45 graden ten opzichte van de rotatie-hartlijn 84 van kop 81 verricht zijn.Figure 18 shows a head 81, in which source and sensor are also integrated. The head includes an opaque cured plastic mass 82, which incorporates a PMMA insert 83. A ring of LEDs 7 is connected to the insert 83, which LEDs have an axial direction, which are made approximately at 45 degrees relative to the axis of rotation 84 of head 81.

25 In afwijking van de structuur van kop 12 is in de kop 81 slechts één transparant perspex of PMMA element 83 toegepast, zowel voor het naar buiten geleiden van de door LEDs 7 afgegeven straling als het via vlak 84 naar binnen, naar sensor 7 geleiden van de van buiten af 30 afkomstige straling.Contrary to the structure of head 12, only one transparent perspex or PMMA element 83 is used in head 81, both for guiding the radiation emitted by LEDs 7 outwards and for guiding inward via sensor 84 to sensor 7. the radiation from outside 30.

Figuur 19 toont een meetopstelling, die gebruik maakt van een bron 77 en een ontvanger 78 van het in figuur 17 getoonde type. De opstelling volgens figuur 17A is gebaseerd op transmissie. De opstelling volgens figuur 35 19 is gebaseerd op volumereflectie.Figure 19 shows a measurement arrangement using a source 77 and a receiver 78 of the type shown in Figure 17. The arrangement according to figure 17A is based on transmission. The arrangement according to figure 35 19 is based on volume reflection.

Figuur 20 toont een opstelling, die zowel meetfaciliteit biedt die gebaseerd zijn op volumereflectie als meetfaciliteiten die op transmissie 1011905 27 gebaseerd zijn. De bronkop 77 is identiek aan de betreffende kop volgens figuur 17, terwijl de bron-/sensorkop 65 identiek is aan de in figuur 14 getoonde kop.Figure 20 shows an arrangement that provides both measurement facility based on volume reflection and measurement facilities based on transmission 1011905 27. The source head 77 is identical to the respective head of Figure 17, while the source / sensor head 65 is identical to the head shown in Figure 14.

5 In deze uitvoering volgens figuur 20 kan de transparante cilinder 64 als bron werken. Als alternatief of in combinatie daarmee kan de transparante cilinder 79 als bron werken. De kegel/cilinder 67 werkt als ontvanger. De in figuur 20 getoonde opstelling biedt de 10 mogelijkheid tot verbetering van de betrouwbaarheid van de metingen.In this embodiment according to figure 20, the transparent cylinder 64 can act as a source. Alternatively or in combination therewith, the transparent cylinder 79 can act as a source. The cone / cylinder 67 acts as a receiver. The arrangement shown in figure 20 offers the possibility of improving the reliability of the measurements.

Opgemerkt wordt, dat de kop 65 ook kan worden vervangen door een kop met een aantal LEDs, zoals kop 12 volgens figuur 4.It is noted that the head 65 can also be replaced by a head with a number of LEDs, such as head 12 according to figure 4.

15 101190515 1011905

Claims

1. Apparatus for directly quantitatively analyzing dairy products, such as milk delivered by lactating animals, for example raw milk, processed milk, such as fermented milk, yoghurt 5 and the like, such that the value of at least one parameter is measured or detected, for example, the total amount of milk from one milk yield, the milk flow during milking, the structure, the fat content, the fatty acid composition, the protein content, the protein composition, the number of somatic cells possibly broken down by type, urea content, ketone body content, ketone body detailing, hormone levels, lactose, blood, colostrum characteristics, the device comprising: a spectrophotometer with: a source of electromagnetic radiation with at least one selected spectral component in the wavelength range about 300-2500 nm; a photosensor sensitive to at least the first, second and third, and possibly the fourth, harmonics or spectral components associated with the wavelengths used, in particular approximately 300 - 2500 nm, which, in relation to the milk to be analyzed it is arranged from the source that the sensor receives scattered radiation via the milk to be analyzed by transmission, reflection and / or volume reflection; and a signal processing unit connected to the sensor, which can output representative signals for the spectral composition of the radiation observed by the sensor; and a space, which is arranged for containing milk to be analyzed, in which space both the source and the sensor with their active surfaces open, to which space connect supply means and discharge means for supply and discharge of milk, which means are arranged to to be connected to a milking installation.

The device of claim 1, wherein the source and the sensor are integrated into one measuring head.

Device as claimed in claim 1, wherein the measuring head has a generally rotationally symmetrical construction.

4. Device as claimed in claim 1, wherein the source has at least more or less a white character for the radiation components used in the region, for instance comprises a halogen lamp or a xenon lamp and in which a variable monochromator is added to the source.

Device as claimed in claim 1, wherein the source comprises a number of sub-sources, each of which emits at least one spectral component.

The device of claim 1, wherein the sensor comprises a plurality of sub-sensors, each of which is sensitive to at least one of the relevant said harmonics or spectral components.

The device of claim 1, wherein the geometric distance between the active surface of the source and the active surface of the sensor is at least 1.0 mm.

The device of claim 5, wherein the sub-sources each comprise at least one LED, or LED laser, polymer LED, polymer laser or the like.

9. Device as claimed in claim 1, wherein the signal processing unit contains a calculation program which is at least partly based on statistical techniques, multivariate analysis and / or neural networks.

The device of claim 6, comprising an Si sub-sensor for the range of about 300 - 1100 35 nm.

The device of claim 6, comprising a GaAs sub-sensor for the range of about 800-2000 nm. 1011905

The device of claim 6, comprising an Si-Ge, Si-GaAs or other suitable combination sub-sensor.

13. Device as claimed in claim 1, wherein the signal processing unit is arranged for coupling to an electronic animal identification device.

14. Device as claimed in claim 1, wherein the signal processing unit is arranged for coupling to a central unit, with which more similar devices are or can be coupled.

15. Device as claimed in claim 1, wherein the signal processing unit is adapted to determine the breeding value of an animal, based on the value of a number of parameters, for instance the amount of milk composition and the milk flow during milking.

The device of claim 8, wherein the source is operated in a pulsating manner, such that any adverse effect of interfering radiation is reduced.

The device of claim 2, wherein the source or sub-sources and the sensor or sub-sensors are integrated on a semiconductor chip.

Device as claimed in claim 1, wherein the space is flowable through the milk.

The device of claim 1, comprising measuring means for measuring the values of non-optical parameters, such as electrical conductivity, temperature, viscosity, surface tension.

20. Device as claimed in claims 3 and 5, 30, wherein the sub-sources are arranged in groups in a ring.

21. The apparatus of claim 2, wherein the source and the sensor are concentrically located, are optically separated from each other by a non-transmissive first bus, and are specified together by a non-transmissive second bus.

22. Device as claimed in claim 21, wherein the source and the sensor are connected via a central first radiation guide to a respective concentric second radiation guide to their respective active outer surfaces.

23. Device as claimed in claim 22, wherein the central radiation guide has a shape divergent in the direction of the active outer surface.

24. The device of claim 23, wherein said active outer surfaces and the corresponding outer surfaces of the first and second buses lie in one common major plane.

25. Device as claimed in claim 22, wherein the radiation conductors consist of a substantially colorless material, which is transparent to the electromagnetic radiation used, for example perspex / PMMA, glass, quartz.

26. Device according to claim 22, wherein the measuring head is manufactured by pouring liquid, into a transparent mass of curable plastic, into a mold cavity, the shape of which corresponds to that of the radiation conductors in the desired mutual spatial relationship, together with a connecting bridge between this radiation conductor, curing to a transparent mass of the plastic, applying the bushes by pouring into the relevant free cavities a curable and at least in a cured state impermeable mass, curing that mass and removing of the connecting bridge and any further parts, followed by fitting the source and sensor.

27. Device as claimed in claim 1, wherein a temperature sensor is added to a radiation source and / or a sensor with temperature-dependent properties, the output signals of which temperature sensor are supplied to a signal processing unit to which the radiation source and / or the sensor is connected, such that the signal processing unit can form temperature-independent radiation source and / or sensor signals. f 0119 05

28. Method for calibrating a device according to any one of claims 1-27, which device is based on reflection or volume reflection, according to which method a diffuse reflecting, for example white or white, is chosen at a chosen position remote from the source and the sensor. black plane, activate the device and compare the measurement results obtained with the operating device with a predetermined standard.

29. Method for calibrating a device according to any one of claims 1-27, which device is based on transmission, reflection or volume reflection, according to which method a space is introduced into the space with a white or fluorescent reference liquid, for instance a suspension with latex particles with a selected concentration and particle size distribution, actuates the device and compares the measurement results obtained with the operating device to a predetermined standard. 1Ό11905