SE515217C2

SE515217C2 - Apparatus for automatic milking of animals

Info

Publication number: SE515217C2
Application number: SE9903284A
Authority: SE
Inventors: Gunnar Ederstaal; Jan Eriksson; Krister Sjoeblom
Original assignee: Delaval Holding Ab
Priority date: 1999-09-15
Filing date: 1999-09-15
Publication date: 2001-07-02
Also published as: SE9903284L; AU7419700A; SE9903284D0; WO2001019170A1

Abstract

An apparatus for milking animals is proposed which enables the presence of discontinuous or transitory elements in the milk, such as flocculent masses, or streaks of blood or slime indicating mastitis or other udder disorders to be detected. This is achieved with a monitoring arrangement (3) including two optical sensors disposed in spaced relation along a conduit and each including an optical emitter (33) and detector (34) facing one another across the conduit (2). The arrangement further includes a monitoring unit (32) coupled to the detectors of the sensors with means (35) for determining the difference between the detector signals. By determining the difference signal, the monitoring arrangement (3) is effectively self-calibrating. Any variation in the state of the conduit, for example due to the gradual build-up of deposits or roughening or discolouring of the surface, will be cancelled out by the difference function.

Description

515 217 _ 2 _ magnetisk strålning för att ”lysa upp” mjölken. Användning av en optisk sensor för att mäta mjölkens genomsynlighet beskrives i US 5 116 119. Den beskrivna anord- ningen består av en dubbelgruppering av par av optiska sändare och detektorer, som användes för att fastställa mj ölkﬂödets hastighet. En ytterligare optisk sensor, be- stående av en infraröd sändare och detektor, fastställer mjölkens relativa genom- synlighet. Denna senare avläsning användes för att kalibrera den dubbla gruppen av sensorer. Emellertid lämnar den också, genom att mäta den absoluta dämpningen av ljus, som släpps igenom mjölken, en indikering av mjölkens sammansättning, tex. de relativa proportionerna av fett och protein. Ett problem vid denna anordning är att genomsynlighetsmätriingen är känslig för tillståndet hos det rör, i vilket mjölken transporteras, liksom den mängd vätska, som ﬂyter genom röret. Hygienbestämmel- ser kräver att röret rengöres regelbundet genom spolning med tvättvätska, vilket emellertid kan vara otillräckligt för att förhindra avsättningar att samlas på rörväg- garna och gradvis maskera sändaren eller detektorn. Vidare kommer de tvättvätskor, som vanligen användes, att korrodera röret med tiden, särskilt när röret är av plast. 515 217 _ 2 _ magnetic radiation to "light up" the milk. The use of an optical sensor to measure the transparency of the milk is described in US 5,116,119. The described device consists of a double array of pairs of optical transmitters and detectors, which are used to determine the speed of milk flow. An additional optical sensor, consisting of an infrared transmitter and detector, determines the relative transparency of the milk. This latter reading was used to calibrate the dual group of sensors. However, by measuring the absolute attenuation of light transmitted through the milk, it also leaves an indication of the composition of the milk, e.g. the relative proportions of fat and protein. A problem with this device is that the transparency measurement is sensitive to the condition of the tube in which the milk is transported, as well as the amount of liquid which flows through the tube. Hygiene regulations require that the pipe be cleaned regularly by rinsing with washing liquid, which may, however, be insufficient to prevent deposits from accumulating on the pipe walls and gradually mask the transmitter or detector. Furthermore, the washing liquids commonly used will corrode the pipe over time, especially when the pipe is made of plastic.

Resultatet kan bli missfärgning av röret eller t.o.m. förslitning, vilket medför avböj- ning eller reﬂektion av ljus. Med tiden kommer därför avläsningama att bli opålitli- ga såvida inte en regelbunden kalibrering utföres.The result can be discoloration of the tube or even wear, which causes deflection or rejection of light. Over time, therefore, the readings will become unreliable unless a regular calibration is performed.

Det är därför ett ändamål med föreliggande uppﬁnning att åstadkomma en anord- ning, som är stånd att automatiskt övervaka sammansättningen av mjölk, som tagits från ett djur, och som är mycket effektiv och pålitlig över tiden och inte kräver re- gelbunden kalibrering.It is therefore an object of the present invention to provide a device which is capable of automatically monitoring the composition of milk taken from an animal and which is very efficient and reliable over time and does not require regular calibration.

Sammandrag av uppﬁnningen Detta ändamål uppnås vid en anordning för mjölkning av djur innefattande en an- ordning för mj ölkning och/eller tvättning av åtminstone en spene hos ett djur, en ledning för transport av vätska bort från mj ölkningsanordningen och en övervak- ningsanordning kopplad till nämnda ledning för övervakning av sammansättningen av vätskan. Övervakningsanordningen innefattar två optiska sensorer, vardera inne- lO 15 20 25 30 515 217 _ 3 _ fattande en sändare och en detektor för elektromagnetisk strålning, placerade mitt- emot varandra på motsatta sidor av ledningen. Sensorerna är anordnade åtskilda längs ledningen så, att mjölk, som passerar i nämnda ledning, bestrålas av först den ena sensorn och sedan av den andra sensorn. Anordningen innefattar vidare en pro- cessorenhet, kopplad till sensoremas detektorer för att från varje detektor mottaga en signal angivande den mottagna strålningsnivån, vari nämnda enhet har organ för att generera en övervakníngssignal angivande skillnaden mellan detektorsignalerna.SUMMARY OF THE INVENTION This object is achieved in a device for milking animals comprising a device for milking and / or washing at least one teat of an animal, a line for transporting liquid away from the milking device and a monitoring device connected to said line for monitoring the composition of the liquid. The monitoring device comprises two optical sensors, each containing a transmitter and a detector for electromagnetic radiation, placed opposite each other on opposite sides of the wire. The sensors are arranged spaced along the conduit so that milk passing in said conduit is irradiated first by one sensor and then by the other sensor. The device further comprises a processor unit, coupled to the detectors of the sensors for receiving from each detector a signal indicating the received radiation level, said unit having means for generating a monitoring signal indicating the difference between the detector signals.

Genom att bestämma skillnaden mellan de signaler, som erhålles från de optiska sensorema, är övervakningsenheten effektivt sj älvkalibrerande. Varje variation i ledningens tillstånd, exempelvis på grund av den gradvisa uppbyggnaden av avsätt- ningar eller uppruggning eller missfärgning av ytan, kommer att påverka båda sen- sorerna väsentligen i samma grad och kommer följaktligen att utsläckas genom differensﬁinktionen. Även när en sensor påverkas av någon uppbyggnad i röret mer än den andra sensorn, kan detta lätt identifieras i differenssignalen och därför igno- reras. Vidare kommer variationeri densisteten hos mjölk, producerad av olika djur eller samrna djur vid olika mjölkningstillfällen, heller inte att ha någon effekt på utvärderingen. Endast närvaron av diskontinuerliga eller transitionselement i mjöl- ken, såsom exempelvis ﬂockiga massor, förändringar i färg eller strimmor av blod eller slem att registreras.By determining the difference between the signals obtained from the optical sensors, the monitoring unit is effectively self-calibrating. Any variation in the condition of the line, for example due to the gradual build-up of deposits or roughening or discoloration of the surface, will affect both sensors to substantially the same degree and will consequently be extinguished by the difference function. Even when one sensor is affected by some structure in the tube more than the other sensor, this can be easily identified in the difference signal and therefore ignored. Furthermore, the variation density of milk, produced by different animals or merging animals at different milking times, will also have no effect on the evaluation. Only the presence of discontinuous or transitional elements in the milk, such as ﬂ oily masses, changes in color or streaks of blood or mucus to be detected.

Mastit kan påverka djurets hela juver eller omvänt föreﬁnnas i endast en eller några av spenarna. I detta fall är mjölk, som mjölkas från en frisk spene, vanligen lämplig för mänsklig konsumtion. I enlighet med ett föredraget utförande av uppfinningen innefattar därför mjölkningsanordningen en enda spenkopp. På detta sätt är över- vakningsanordningen kopplad till en ledning, som är förbunden endast med en enda spenkopp. Den mjölk, som produceras av varje juverrum kan då kontrolleras separat och kastas bort om så är nödvändigt. Den enda spenkoppen kan användas för alla spenama, i vilket fall den kommer att anbringas i tur och ordning på var och en av juvrets spenar. I det fall där en grupp spenkoppar användes, kopplas övervaknings- 10 15 20 25 30 515 217 _ 4 _. anordningen företrädesvis till en ledning, som är förbunden med en eller möjligen två spenkoppar.Mastitis can affect the animal's entire udder or vice versa before appearing in only one or some of the teats. In this case, milk, which is milked from a healthy teat, is usually suitable for human consumption. Therefore, in accordance with a preferred embodiment of the invention, the milking device comprises a single teat cup. In this way, the monitoring device is connected to a line, which is connected to only a single teat cup. The milk produced by each udder compartment can then be checked separately and discarded if necessary. The only teat cup can be used for all the teats, in which case it will be applied in turn to each of the udder's teats. In the case where a group of teat cups is used, the monitoring switch is switched on. the device preferably to a conduit which is connected to one or possibly two teat cups.

Emellertid kan övervakningsenheten även vara användbar när den förbindes med en enda mjölkledning, som leder all vätska från en spenkopps grupp.However, the monitoring unit can also be useful when connected to a single milk line, which conducts all liquid from a teat cup group.

Mjölkningsanordningen är företrädesvis en automatisk fönnjölkningsanordning.The milking device is preferably an automatic pre-milking device.

Flockiga partiklar, som erhålles från mjölkens koagulering, eller blod eller var, som indikerar inflammation i en spene, samlas i spenen före mjölkning. Allteftersom mjölkningen fortgår spolas dessa komponenter bort. Om närvaron av dessa över- gående manifestationer skall användas såsom en indikering av hälsan hos en ko eller hos ett särskilt juverrum, skall man företrädesvis söka efter sådana avvikelser i den först erhållna mjölken. Denna mjölk betecknas vanligen som förrnjölk.Flocking particles, which are obtained from the coagulation of the milk, or blood or var, which indicate inflammation in a teat, collect in the teat before milking. As the milking continues, these components are washed away. If the presence of these transient manifestations is to be used as an indication of the health of a cow or of a particular udder room, one should preferably look for such abnormalities in the milk obtained first. This milk is commonly referred to as skim milk.

Det är särskilt fördelaktigt när mjölkningsanordningen även är anordnad för att tvätta ett djurs spenar. En sådan anordning arbetar vanligen på två distinkta sätt, ett första tvättningstillstånd och ett andra förrnjölkningstillstånd. Emellertid kan ibland tvättningsprocessen stimulera mj ölkproduktion. Förmjölk kommer då att ﬁnnas i tvättvätskan. Detta är fördelaktigt att veta, eftersom tid då kan sparas genom att förkorta eller t.o.m. utelämna förrnjölkningssekvensen. Sålunda innefattar anord+ ningen företrädesvis även en mjölksensor kopplad till ledningen och innefattande en sändare och detektor för elektromagnetisk strålning, anordnade mittemot varandra på motsatta sidor av ledningen. Det är fördelaktigt att kunna avgöra när övervak- ningsenheten skall arbeta. I enlighet härmed är, vid ett föredraget utförande av upp- ﬁnningen, mj ölksensorn kopplad till en processormodul i övervakningsanordningen och på detta sätt sända en signal angivande närvaron eller frånvaron av mjölk till övervakningsanordningen.It is particularly advantageous when the milking device is also arranged to wash an animal's teats. Such a device usually operates in two distinct ways, a first washing state and a second pre-nil state. However, sometimes the washing process can stimulate milk production. Foremilk will then be found in the washing liquid. This is beneficial to know, as time can then be saved by shortening or t.o.m. omit the pre-milking sequence. Thus, the device + preferably also comprises a milk sensor coupled to the line and comprising a transmitter and detector for electromagnetic radiation, arranged opposite each other on opposite sides of the line. It is advantageous to be able to decide when the monitoring unit should work. Accordingly, in a preferred embodiment of the invention, the milk sensor is connected to a processor module in the monitoring device and in this way sends a signal indicating the presence or absence of milk to the monitoring device.

För att förmjölk skall upptäckas i tvättvätskan, måste mjölksensom vara i stånd att skilja mellan en tom ledning, en ledning full av väsentligen klar tvättvätska och en 10 15 20 25 30 515 217 _ 5 _ ledning innehållande både tvättvätska och fönnjölk. Den strålning, som släpps ige- nom en tom ledning, tages som ett kontrollvärde. En ledning innehållande enbart tvättvätska förstärker vanligen strålningen jämfört med en tom ledning, och närva- ron av fönnjölk i tvätt-vätskan dämpar den genomsläppta strålningen. För att pålit- ligt fastställa innehållet i en ledning, måste kontrollvärdet för en tom ledning erhål- las. Vanligen var en sådan sensor anordnad vertikalt, dvs. med sändare och detektor placerade över och under ett horisontellt ledningsparti. Emellertid kan efter tvätt- ning av spenama och/eller förmjölkning någon vätska kvarstanna på ledningens botten, och ﬁltrera strålen mellan sändare och detektor. Detta ger ett falskt värde för det tomma tillståndet och stör sj älvkalibreringsfunktionen.In order for foremilk to be detected in the washing liquid, the milk sensor must be able to distinguish between an empty line, a line full of substantially clear washing liquid and a line containing both washing liquid and skimmed milk. The radiation emitted through an empty line is taken as a control value. A line containing only washing liquid usually amplifies the radiation compared to an empty line, and the presence of dry milk in the washing liquid attenuates the transmitted radiation. In order to reliably determine the contents of a line, the control value of an empty line must be obtained. Usually such a sensor was arranged vertically, i.e. with transmitter and detector placed above and below a horizontal line section. However, after washing the teats and / or pre-milking, some liquid may remain on the bottom of the line, filtering the beam between the transmitter and the detector. This gives a false value for the empty state and interferes with the self-calibration function.

För att förhindra ett sådant felaktig värde, definierar sändare och detektor i mjölk- sensom företrädesvis en strålningsaxel, som skär både sändaren och detektorn vin- kelrätt och ligger väsentligen i ett tvärsektionsplan av ledningen och är anordnade så, att strålningsaxeln är lutad en vinkel mot vertikallinj en i nämnda plan.To prevent such an erroneous value, the transmitter and detector in the milk sensor preferably define a radiation axis which intersects both the transmitter and the detector perpendicularly and lies substantially in a cross-sectional plane of the conduit and is arranged so that the radiation axis is inclined at an angle to vertical line one in said plan.

Genom att på lämpligt sätt välj a lutningsvinkel kan man medge en önskad tolererad nivå på kvarstående vätska utan att kompromissa med detekteringsnoggrannheten.By appropriately selecting an angle of inclination, one can allow a desired tolerated level of residual liquid without compromising the detection accuracy.

Företrädesvis är övervakningsanordningssensorerna och mj ölksensom inte kopplade till ledningens huvuddel utan i stället till ett grenledningsparti, vid båda ändar för- bundet med ledningen och som sträcker sig över åtminstone en del av ledningens längd. Denna grenledning har företrädesvis en mindre diameter än ledningens huvuddel, vilket säkerställer att mj ölksensom arbetar på en grenledning, som är fylld av vätska. Mj ölksensom kan vara kopplad till samma grenledning som över- vakningsenheten eller till en separat ledning.Preferably, the monitoring device sensors and the milk sensor are not connected to the main part of the line but instead to a branch line portion, at both ends connected to the line and extending over at least a part of the length of the line. This branch line preferably has a smaller diameter than the main part of the line, which ensures that the milk sensor operates on a branch line which is filled with liquid. The milk sensor can be connected to the same branch line as the monitoring unit or to a separate line.

De delar av ledningen eller ledningama, till vilka övervakningsenheten och mjölk- sensom är kopplade, kan vara av godtyckligt material, som är väsentligen transpa- rent för den använda strålningen. F öreträdesvis är detta material glas eller plast. 10 15 20 25 30 v<.v 515 217 _5_ Kort beskrivning av ritningarna Vidare ändamål och fördelar med föreliggande uppﬁnning blir uppenbara från föl- jande beskrivning av de föredragna utföranden, som gives som exempel med hän- visning till bifogade ritningar. I ritningarna: ﬁgur 1 avbildar schematiskt en anordning för tvättning och förrnj ölkning av en ko, med en differentialsensor och mj ölksensor i enlighet med föreliggande uppﬁn- ning, ﬁgur 2 avbildar schematisk en detalj i ﬁgur 1, som visar differentialsensorn, ﬁgur 3 visar schematiskt en detalj av ﬁgur 1, som visar mjölksensom, ﬁgur 4 avbildar schematiskt en tvärsektionsvy av mjölksensom i ﬁgur 3 genom linjen A-A, och ﬁgur 5 avbildar schematiskt ett ytterligare utförande av anordningen.The parts of the line or lines to which the monitoring unit and the milk sensor are connected may be of any material which is substantially transparent to the radiation used. Preferably this material is glass or plastic. 10 15 20 25 30 v <.v 515 217 _5_ Brief Description of the Drawings Further objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments, given by way of example with reference to the accompanying drawings. In the drawings: Figure 1 schematically depicts a device for washing and pre-milking a cow, with a differential sensor and milk sensor in accordance with the present invention, Figure 2 schematically depicts a detail in Figure 1, showing the differential sensor, Figure 3 shows schematically a detail of ﬁgur 1, showing the milk sensor, ﬁgur 4 schematically depicts a cross-sectional view of the milk sensor in ﬁgur 3 through the line AA, and ﬁgur 5 schematically depicts a further embodiment of the device.

Detaljerad beskrivning av ritningarna En tvättnings- och fönnjölkningsanordning, visadi ﬁgur 1, innefattar en kopp 1 med en form och en storlek, som är konstruerad för att passa tätt kring en kospene.Detailed Description of the Drawings A washing and re-milking device, shown in Figure 1, comprises a cup 1 having a shape and size designed to fit snugly around a teat cup.

En ledning 2 är förbunden till koppens botten och leder använd tvättvätska och vat- ten och även eventuell fönnjölk bort från koppen 1. Uttrycket ”förmjölk” användes för att beteckna den första mj ölk, som släppes ut när ett djur, i detta fall en ko, mjölkas. Den släppes ut med låg hastighet och skiljer sig från det fulla mjölkﬂödet, vilket vanligen följ er med ökad strömningshastighet. Ledningen 2 är förbunden med en avloppsvattentank 6 och genom denna till en vakuumkälla, angiven i ﬁgur l av ordet ”vakuumpump”. En andra ledning 5 transporterar tvättvätska till tvättkoppen 1. Medan denna andra ledning 5 visas separat från den första ledningen 2, inser 10 15 20 25 30 515 217 I. .ts -f't" _ 7 _ fackmannen att den kan innefattas i den första ledningen 2. En tredje (icke visad) ledning för att leda ett växlande eller pulserande vakuum till spenkoppen finnes även. Denna ledning kan också slås ihop med den första ledningen 2.A line 2 is connected to the bottom of the cup and leads used washing liquid and water and also any skimmed milk away from the cup 1. The term "foremilk" is used to denote the first milk that is discharged when an animal, in this case a cow , milked. It is released at low speed and differs from the full milk flow, which usually follows you with increased flow rate. The line 2 is connected to a waste water tank 6 and through this to a vacuum source, indicated in Figure 1 by the word “vacuum pump”. A second conduit 5 transports washing liquid to the washing cup 1. While this second conduit 5 is shown separately from the first conduit 2, the person skilled in the art realizes that it can be included in the first line 2. A third line (not shown) for conducting an alternating or pulsating vacuum to the teat cup is also provided, this line can also be merged with the first line 2.

En differentialsensor 31 är anordnad på ledningen 2 och bildar tillsammans med en övervakningsenhet 32 ett övervakningsaggregat för detektering av avvikelser i mj ölksammansättningen och sålunda fastställa huruvida respektive juverrum och spene är infekterade eller inﬂammerade såsom med mastit eller rubbning. En typisk indikering på mastit är närvaro av ﬂockpartiklar orsakade av mjölkens koagulering.A differential sensor 31 is arranged on the line 2 and together with a monitoring unit 32 forms a monitoring unit for detecting deviations in the milk composition and thus determining whether the respective udder compartment and teat are infected or inactivated as with mastitis or disorder. A typical indication of mastitis is the presence of ﬂ ox particles caused by the coagulation of the milk.

Dessa ﬂockpartiklar har sålunda högre densitet än mjölken och kommer att dämpa ljus i högre grad än enbart mjölk. Andra oregelbundenheter kan vara strimmor av blod eller var i mjölken. Dessa förändrar mjölkens färg, vilket likaså kan detekteras medelst strålning av lärnpliga våglängd. Övervakningsanordningen 3 visas mera i detalj i ﬁgur 2. Som visas i denna ﬁgur omfattar differentialsensorn 31 ett hus, som innesluter en del 22 av den ledning 2, som leder avloppstvättvätska och förmjölk. Den del av ledningen 22, som är inne- sluten i huset, är tillverkat av glas, plast eller annat väsentligen transparent material, som medger att strålning från den optiska differentialsensom 31 passerar genom detta. Materialet för ledningspartiet 22 behöver inte vara särskilt resistent mot den använda tvättvätskan. Ledningspartiet 22 kan vara förbundet på ett tätande sätt till sj älva ledningen 2, eller alternativt kan ledningen 2 vara av samma material, som ledningsdelen 22 utan behov av förbindning. I huset är monterat två optiska senso- rer, placerade på ett litet avstånd från varandra. Varje sensor omfattar en sändare 33 för utsändning av elektromagnetisk strålning och en detektor 34 för att detektera elektromagnetisk strålning. Sändarna 33 resp. detektorerna 34 i varje sensor är pla- cerade mittemot varandra på vardera sidan av ledningen 2 så att vätska, som rör sig i ledningen 2, upplyses av den strålning, som utsändes av sändaren 33 från den för- sta sensom och sedan den andra. Detektorerna 34 mottar den strålning, som passerat genom en första vägg av ledningsdelen 22, vätskan i ledningen och en andra vägg av ledningsdelen 22. 10 15 20 25 30 515 217 Sändarna 33 och detektorerna 34 väljes enligt våglängden hos den erforderliga strålningen. I föreliggande utförande användes synbart rött ljus eftersom detta är adekvat för att detektera ﬂockpartiklar, blod och var. Emellertid kan infrastrålning även användas med god effekt for att detektera dessa anomalier. Sändarna 33 inne- fattar företrädesvis ljussändande dioder (LED) och detektorerna 34 fotodetektorer, såsom fotoceller eller fotodioder. Den spänning, som lämnas av detektorerna 34 vid mottagning av belysningen genom ledningen, sändes till övervakningsenheten 32 genom två separata ledare. I övervakningsenheten 32 lämnas signalerna från varje detektor 34 till en separat ingång på en differensgenerator 35. Differensgeneratorn 35 genererar differenssignalen från de två ingångssignalerna. Differensgeneratom 35 kan lämpligen vara utförd med en differentialförstärkare. Differenssignalen ledes sedan vidare till en processormodul, förbunden med differensgeneratom 35. Proces- sormodulen 36 innefattar företrädesvis en A/D-omvandlare, en mikroprocessor med tillhörande minne för behandling av den signal, som erhålles från differensgenera- tom 35 och eventuellt även för att utvärdera signalen för att fastställa huruvida ﬂockpartiklar, blod, var eller liknande tillfälliga komponenter finnes i förrnj ölken.These ﬂ ox particles thus have a higher density than milk and will dim light to a greater degree than milk alone. Other irregularities may be streaks of blood or var in the milk. These change the color of the milk, which can also be detected by radiation of the obligatory wavelength. The monitoring device 3 is shown in more detail in Figure 2. As shown in Figure 2, the differential sensor 31 comprises a housing, which encloses a part 22 of the conduit 2, which carries sewage and liquid milk. The part of the conduit 22 which is enclosed in the housing is made of glass, plastic or other substantially transparent material, which allows radiation from the optical differential sensor 31 to pass through it. The material of the conduit portion 22 need not be particularly resistant to the washing liquid used. The conduit portion 22 may be connected in a sealing manner to the conduit 2 itself, or alternatively the conduit 2 may be of the same material as the conduit part 22 without the need for connection. Two optical sensors are mounted in the housing, placed at a small distance from each other. Each sensor comprises a transmitter 33 for emitting electromagnetic radiation and a detector 34 for detecting electromagnetic radiation. The transmitters 33 resp. the detectors 34 in each sensor are placed opposite each other on each side of the line 2 so that liquid moving in the line 2 is illuminated by the radiation emitted by the transmitter 33 from the first sensor and then the second. The detectors 34 receive the radiation which has passed through a first wall of the conduit part 22, the liquid in the conduit and a second wall of the conduit part 22. The transmitters 33 and the detectors 34 are selected according to the wavelength of the required radiation. In the present embodiment, visible red light is used as this is adequate to detect ﬂ ox particles, blood and var. However, infrared radiation can also be used with good effect to detect these anomalies. The transmitters 33 preferably comprise light emitting diodes (LEDs) and the detectors 34 photodetectors, such as photocells or photodiodes. The voltage provided by the detectors 34 upon receiving the illumination through the line is sent to the monitoring unit 32 through two separate conductors. In the monitoring unit 32, the signals from each detector 34 are output to a separate input of a difference generator 35. The difference generator 35 generates the difference signal from the two input signals. The differential generator 35 may suitably be provided with a differential amplifier. The difference signal is then passed on to a processor module, connected to the difference generator 35. The processor module 36 preferably comprises an A / D converter, a microprocessor with associated memory for processing the signal obtained from the difference generator 35 and possibly also for evaluating the signal to determine whether ﬂ ocular particles, blood, var or similar temporary components are present in the preform.

Lagringsanordningar kan även finnas för att lagra resultaten. Altemativt kan beräk- ningen av differenssignalen utföras av processormodulen 36 efter A/D-omvand- lingen, exempelvis genom att utföra en subtraktion av de två resulterande digitala signalerna. Övervakningsenheten 32 kan även innefatta en skärm för att visa diffe- renssignalen för att möjliggöra att en operatör direkt från signalen härleder kondi- tionen hos mjölken eller kon. Annan graﬁsk eller alfanumerisk infonnation beträf- fande konditionen hos mjölken eller kon kan dessutom eller alternativt lämnas på skärmen. Övervakningsenheten 32 är företrädesvis förbunden med den (icke visade) huvudstyrningen för mjölknings- och tvättningsanordningen, exempelvis för att möjliggöra information beträffande konditionen hos den ko och det juvenum, som skall jämföras med den fastställda konditionen hos mjölken. Alternativt kan över- vakningsenheten 32 utgöra en del av huvudstyrningen för mj ölknings- och tvätt- ningsanordningen. 10 15 20 25 30 515 217 Genom att använda ett differensvärde, erhållet från de två sensorerna, kommer variationer i genomsynligheten hos ledningen 21 med tiden, såsom beroende på att avsättningar samlas inuti ledningen eller nötning eller missfärgning orsakade av tvättvätskan, ﬁnnas i väsentligen samma mängder vid båda sensorställena och därför inte registreras av övervakningsenheten. Endast variationer i vätskan i led- ningen, som ﬁnns vid den ena eller den andra av sensorerna kommer att medföra en variation i övervakningssignalen. En sådan variation kan exempelvis orsakas av en ﬂockpartikel, som passerar mellan sändare 33 och detektor 34 hos en sensor och sedan hos den andra. Ehuru det bör säkerställas, att avståndet mellan de två sändar- detektor-paren och samplingshastigheten hos A/D-omvandlaren välj es för att säker- ställa att de olika tillfälliga komponenterna möjliggör att en differensavläsning regi- streras, kommer tillgängliga samplingshastigheter, som är tillgängliga med nuva- rande mikroprocessorer, att vara så höga att avståndet inte är kritiskt. Återgående till ﬁgur 1 finns även en ytterligare optisk sensor 4 kopplad till den första ledningen 2. Denna sensor 4 är för detektering av närvaro av förmj ölk i tvätt- vätska, innehållen i ledningen och visas mera detaljerat i ﬁgur 3. Beträffande den optiska differentialsensom 31 är mj ölksensom 4 kopplad till en del 23 av den led- ning, som är tillverkad av glas, plast eller annat lämpligt, väsentligen transparent material. Sensorn 4 innefattar ett hus, inneslutande en del av denna ledningsdel 23 och en sändare 41 och detektor 42 för elektromagnetisk strålning, anordnade på motsatta sidor av ledningen 23 och anordnade att vetta mot varandra. Beträffande det första optiska sensoraggregatet kan sändaren 41 innefatta, men är inte begränsad till, en LED medan detektom 42 kan innefatta en fotocell, fotodiod eller annan lämplig optisk detektor. Detektom 42 är förbunden med processororganen, vilka i föreliggande utförande åstadkommes av processormodulen 36 i övervakningsen- heten 32 (se figur l). Denna processmodul 36 utvärderar huruvida fönnjölk finnes i tvättvätskan. 10 15 20 25 30 «» u. 515 217 _10_ Såsom nämnts ovan är sändaren 41 och detektorn 42 för mjölksensom mittemot varandra. Detta visas i ﬁgur 1 genom en strålningsaxel betecknad R, som sträcker sig väsentligen rätvinkligt mellan sändaren 41 och detektorn 42 och representerar centrum för en strålningsstråle utsänd av sändaren 41 och som faller på detektorn 42. Strålningsaxeln R ligger företrädesvis i ett tvärsektionsplan genom lednings- delen 22. Emellertid ligger denna strålningsaxel R inte i ett vertikalplan.Storage devices may also be available to store the results. Alternatively, the calculation of the difference signal can be performed by the processor module 36 after the A / D conversion, for example by performing a subtraction of the two resulting digital signals. The monitoring unit 32 may also include a screen for displaying the difference signal to enable an operator to derive the condition of the milk or cone directly from the signal. Other Greek or alphanumeric information regarding the condition of the milk or cow can also or alternatively be left on the screen. The monitoring unit 32 is preferably connected to the main control (not shown) of the milking and washing device, for example to enable information regarding the condition of the cow and the juvenile to be compared with the determined condition of the milk. Alternatively, the monitoring unit 32 may form part of the main control of the milking and washing device. By using a difference value obtained from the two sensors, variations in the transparency of the conduit 21 over time, such as due to deposits accumulating inside the conduit or abrasion or discoloration caused by the washing liquid, will be found in substantially the same amounts. at both sensor locations and therefore not registered by the monitoring unit. Only variations in the fluid in the line, which are present at one or the other of the sensors, will result in a variation in the monitoring signal. Such a variation can be caused, for example, by an ox particle, which passes between transmitter 33 and detector 34 of one sensor and then of the other. Although it should be ensured that the distance between the two transmitter-detector pairs and the sampling rate of the A / D converter is selected to ensure that the various temporary components allow a difference reading to be recorded, available sampling rates will be available. with current microprocessors, to be so high that the distance is not critical. Returning to Figure 1, there is also an additional optical sensor 4 connected to the first line 2. This sensor 4 is for detecting the presence of pre-milk in washing liquid, contained in the line and is shown in more detail in Figure 3. Regarding the optical differential sensor 31 The milk sensor 4 is connected to a part 23 of the pipe, which is made of glass, plastic or other suitable, substantially transparent material. The sensor 4 comprises a housing, enclosing a part of this line part 23 and a transmitter 41 and detector 42 for electromagnetic radiation, arranged on opposite sides of the line 23 and arranged to face each other. Regarding the first optical sensor assembly, the transmitter 41 may include, but is not limited to, an LED while the detector 42 may include a photocell, photodiode or other suitable optical detector. The detector 42 is connected to the processor means, which in the present embodiment are provided by the processor module 36 in the monitoring unit 32 (see Figure 1). This process module 36 evaluates whether dry milk is present in the washing liquid. 515 20 25 30 «» u. 515 217 _10_ As mentioned above, the transmitter 41 and the milk sensor detector 42 are opposite each other. This is shown in Figure 1 by a radiation axis designated R, which extends substantially at right angles between the transmitter 41 and the detector 42 and represents the center of a radiation beam emitted by the transmitter 41 and which falls on the detector 42. The radiation axis R preferably lies in a cross-sectional plane through the conduit. 22. However, this radiation axis R does not lie in a vertical plane.

Detta visas bättre i ﬁgur 4, som visar en tvärsektionsvy genom sändaren 41 och detektorn 42 för mj ölksensorn och ledningsdelen 23. I denna ﬁgur är det tydligt att strålningsaxeln R är lutad med en vinkel ot mot vertikalen.This is better shown in Figure 4, which shows a cross-sectional view through the transmitter 41 and the detector 42 of the milk sensor and the line section 23. In this figure it is clear that the radiation axis R is inclined at an angle to the vertical.

För att vara i stånd att detektera förmj ölk i tvättvätskan, måste sensorn 4 vara i stånd att skilja mellan ledningsdelens 23 tomma tillstånd, dvs. när den endast innehåller luft., när den är delvis eller fullständigt fylld med tvättvätska eller när den innehåller en mängd förrnj ölk i tvättvätskan. Avläsningen för en tom ledning användes typiskt som ett kontrollvärde. Närvaron av en klar tvättvätska i ledningen förstärker vanli- gen den överförda strålningen och närvaro av förrnjölk i tvättvätskan kommer att dämpa den överförda strålningen. Genom att mäta övertöringsgraden för ljus och jämföra detta mätta värde med det för en tom ledning och för en ledning full med enbart tvättvätska, är det möjligt att fastställa huruvida förrnj ölk innehålles i led- ningen. Emellertid är det, för självkalibrering av sensorn, viktigt att värdet för en tom ledning är korrekt. Efter användning av en tvättningsanordning, kan någon vätska kvarstanna på ledningens botten, såsom anges av hänvisningssiffran 50 i ﬁgur 4. Det ﬁnns en risk att denna vätska kommer att skyrnma synfältet mellan sändaren 41 och detektorn 42 och sålunda förfalska det efterföljande värdet för en tom ledning 23. Genom att anordna sändaren 41 och detektorn 42 i mj ölksensorn 4 så, att strålningsaxeln R har en vinkel mot vertikalriktningen, säkerställes emellertid att synfåltet mellan sändaren 41 och detektorn 42 inte skymmes av vätska, som står kvar i ledningen 23. Ett pålitligt kontrollvärde kan sålunda erhållas. Vinkeln ot ligg- er företrädesvis i området mellan 10° och 60°. Man förstår emellertid att vinkeln kan 10 15 20 25 30 . _ . , , . . . i n 515 217 _11- väljas för att kompensera för den mängd resterande avfallsvätska, som kan tolereras, och kan vara så mycket som 90° mot vertikalriktningen.In order to be able to detect foremilk in the washing liquid, the sensor 4 must be able to distinguish between the empty state of the pipe part 23, i.e. when it contains only air., when it is partially or completely filled with washing liquid or when it contains a quantity of contaminated milk in the washing liquid. The reading for an empty line is typically used as a control value. The presence of a clear washing liquid in the line usually amplifies the transmitted radiation and the presence of pre-milk in the washing liquid will attenuate the transmitted radiation. By measuring the degree of opacity of light and comparing this measured value with that for an empty pipe and for a pipe full of only washing liquid, it is possible to determine whether pollen is contained in the pipe. However, for self-calibration of the sensor, it is important that the value of an empty wire is correct. After using a washing device, some liquid may remain on the bottom of the line, as indicated by the reference numeral 50 in Figure 4. There is a risk that this liquid will obscure the field of view between the transmitter 41 and the detector 42 and thus falsify the subsequent value of an empty line. However, by arranging the transmitter 41 and the detector 42 in the milk sensor 4 so that the radiation axis R has an angle to the vertical direction, it is ensured that the field of view between the transmitter 41 and the detector 42 is not obscured by liquid remaining in the line 23. A reliable control value can thus be obtained. The angle ot is preferably in the range between 10 ° and 60 °. It is understood, however, that the angle may be 10 15 20 25 30. _. ,,. . . i n 515 217 _11- is selected to compensate for the amount of residual waste liquid that can be tolerated, and can be as much as 90 ° to the vertical direction.

Figur 5 visar ett alternativt utförande av uppfinningen, vari differentialsensorn 31 och mjölksensorn 4 inte är kopplade direkt till ledningen 2, utan i stället är kopplade till en gren 221 av ledningen. Grenledningen 221 är i båda ändar förbunden med ledningen 2 och löper väsentligen parallellt med denna. Den har företrädesvis en längd, tillräcklig för att uppbära den ena eller båda sensorema 31, 4. En del av den vätska, som rör sig i ledningen 2, avledes in i grenledningen 221 och passerar så- lunda in i arbetsfälten för de två sensorema 31, 4. Grenledningen 221 har företrä- desvis mindre diameter än ledningens 2 huvuddel. Detta säkerställer att grenled- ningen 221 kommer att vara väsentligen full med vätska även när ledningens 2 huvuddel innehåller någon luft. I detta avseende bör noteras, att det föredrages för både differentialsensom 31 och mj ölksensom 4 att ledningen är full med vätska, dvs. att luft uteslutes från ledningen. När det är fråga om mj ölksensom, säkerställer detta ett pålitligt repeterbart värde för transmission genom en ledning, som inne- håller endast tvättvätska, kan erhållas för kalibrering. För differentialsensorn 31 förhindrar detta att luftbubblor i vätskan förvanskar utvärderingen av mj ölksam- rnansättriingen. Man förstår emellertid, att det inte är väsentli gt för differentialsen- som 31 att arbeta med en full ledning. Analysen av differenssignalerna i övervak- ningsenheten 32 kan anpassas för att igenkänna variationer, som orsakas av luft- bubblor och bortse från sådana variationer vid utvärderingen av hälsa hos en ko eller mj ölkkvaliteten. Fackmannen förstår, att de tvä sensorema 31, 4 inte behöver vara kopplade till samma grenledning 221 utan kan vara anordnade i separata gren- ledningar, eventuellt med olika diameter och företrädesvis anordnade i serie utefter ledningen 2.Figure 5 shows an alternative embodiment of the invention, in which the differential sensor 31 and the milk sensor 4 are not connected directly to the line 2, but instead are connected to a branch 221 of the line. The branch line 221 is connected at both ends to the line 2 and runs substantially parallel to it. It preferably has a length sufficient to support one or both sensors 31, 4. A part of the liquid moving in the conduit 2 is diverted into the branch conduit 221 and thus passes into the working fields of the two sensors 31. , 4. The branch line 221 preferably has a smaller diameter than the main part of the line 2. This ensures that the branch line 221 will be substantially full of liquid even when the main part of the line 2 contains some air. In this respect it should be noted that it is preferred for both the differential sensor 31 and the milk sensor 4 that the line is full of liquid, i.e. that air is excluded from the duct. In the case of a milk sensor, this ensures a reliable repeatable value for transmission through a line, which contains only washing liquid, can be obtained for calibration. For the differential sensor 31, this prevents air bubbles in the liquid from distorting the evaluation of the milk composition. It is understood, however, that it is not essential for the differential sensor 31 to operate with a full line. The analysis of the difference signals in the monitoring unit 32 can be adapted to recognize variations caused by air bubbles and to disregard such variations in the evaluation of the health of a cow or milk quality. Those skilled in the art will appreciate that the two sensors 31, 4 need not be connected to the same branch line 221 but may be arranged in separate branch lines, possibly of different diameters and preferably arranged in series along the line 2.

Vid användning placeras tvättkoppen 1 över spenen på en ko och kvarhålles där genom applicering av ett vakuum genom ledningen 2. Spenen tvättas då av tvätt- vätska, som kan innefatta vatten, tillfört genom den andra ledningen 5. Tvättvätskan 10 15 20 25 515 zwïïiïäiš _12- kan appliceras under press för att öka tvättkraften. Överskotts-tvättvätska tappas bort genom ledningen 2 till avloppsvattentanken 6. När tvättprocessen är fullstän- dig, stimuleras spenen att producera mjölk genom att applicera ett pulserande vaku- um på spenkoppen 1 genom ledningen 2. Sekretet av förrnj ölk vid mj ölkningsstar- ten passerar genom ledningen 2 och borttappas i avloppsvattentanken 6. Efter en förutbestämd tid stoppas stimuleringen, vakuumet avstänges och spenkoppen ﬂyttas till nästa spene. Processen repeteras för de återstående tre spenarna tills alla fyra spenar har tvättats och förrnj ölken avgivits från respektive juverrum. Det inträffar ibland att tvättningsprocessen stimulerar mjölkproduktionen i respektive juverrum. I detta fall kommer fórmj ölken att avges i tvättningskoppen innan tvättningen är av- slutad. Denna förrnjölk kommer att blandas med avloppstvättvätskan och transpor- teras genom ledningen 2. Här detekteras den av mj ölksensorn 4. Detta möjliggör att fórmjölkningsprocessen avkortas, så att spenkoppen l snabbare kan ﬂyttas vidare till nästa spene. Under förmj ölkningsfasen upptar differentialsensorn 31 ett värde från förmj ölk och sänder sina signaler till processorrnodulen 36 via differensgene- ratom 35. Den förra fastställer huruvida ﬂockpartiklar, blod, var eller andra tillfälli- ga element, som indikerar en sjuk spene eller sjukt juverrum, ﬁnnes i mjölken. Pro- cessonnodulen 36 kan för referensändamål även lagra en registrering av tillståndet hos mjölken från varje juverrum för varje ko i sitt (icke visade) lagringsminne.In use, the washing cup 1 is placed over the teat of a cow and retained there by applying a vacuum through the line 2. The teat is then washed by washing liquid, which may include water, supplied through the second line 5. The washing liquid 10 15 20 25 515 zwïïiïäiš _12 - can be applied under pressure to increase washing power. Excess washing liquid is drained through line 2 to the waste water tank 6. When the washing process is complete, the teat is stimulated to produce milk by applying a pulsating vacuum to the teat cup 1 through line 2. The secretion of pre-milk at the start of milking passes through line 2 and is lost in the waste water tank 6. After a predetermined time, the stimulation is stopped, the vacuum is switched off and the teat cup ﬂ is moved to the next teat. The process is repeated for the remaining three teats until all four teats have been washed and the milk has been dispensed from the respective udder room. It sometimes happens that the washing process stimulates milk production in the respective udder room. In this case, the formula will be dispensed into the washing cup before washing is completed. This pre-milk will be mixed with the sewage washing liquid and transported through the line 2. Here it is detected by the milk sensor 4. This enables the pre-milking process to be shortened, so that the teat cup 1 can be moved on to the next teat more quickly. During the pre-milking phase, the differential sensor 31 picks up a value from the pre-milk and sends its signals to the processor node 36 via the difference generator 35. The former determines whether ﬂ ox particles, blood, var or other temporary elements, indicating a diseased teat or diseased udder compartment, are in the milk. For reference purposes, the processing module 36 may also store a record of the condition of the milk from each udder compartment for each cow in its storage memory (not shown).

Man förstår att differentialsensorn 31 inte är begränsad till en tvättanordning, utan även kan införas i en mj ölkningsanordning. Många mj ölkningsanordningar använ- des för att stimulera och utvinna fönnjölk före huvudmj ölkningsprocessen. I detta fall har tvättningen av spenarna utförts tidigare, antingen manuellt eller automatiskt.It is understood that the differential sensor 31 is not limited to a washing device, but can also be inserted into a milking device. Many milking devices were used to stimulate and extract dry milk before the main milking process. In this case, the washing of the teats has been performed previously, either manually or automatically.

Differentialsensorn 31 kopplas sedan till ett mj ölkrör eller -ledning förbunden med en spenkopp och arbetar åtminstone under förrnj ölkningsfasen. Anordningen liknar den, som visas i figur 1 med spenkoppen utbytt mot en mjölkningsspenkopp och avloppsvattentanken är utbytt mot en mjölkuppsamlingstank. _.. ... . . .. . .«. . . ...- . .. .. .. . i. . - - l- - . .. .. _. . . . . . . t..- ... . .I . . .. . . . . . . . .. . . - . . . - 15 , . . , _, ,.. _ .. , . . Å .t _13_ Eftersom mj ölkningsanordningar vanligen använder en grupp spenkoppar för att mjölka alla fyra juverrum samtidigt, kopplas företrädesvis en differentialsensor 31 till var och en av de mjölkledningar, som är förbundna med varje spenkopp, så att den mjölk, som produceras av vaij e juverrum, kan utvärderas separat. Emellertid kan av praktiska eller kostnadsskäl sensorn 31 forbindas med en enda ledning, som for bort mjölken från parvisa spenkoppar eller t.o.m. till en ledning, som är anord- nad for att leda mjölken från alla fyra spenkoppama. På detta sätt kan man erhålla åtminstone en indikation av hälsan hos juverhalvorna resp. hela juvret.The differential sensor 31 is then connected to a flour pipe or conduit connected to a teat cup and operates at least during the pre-milking phase. The device is similar to that shown in Figure 1 with the teat cup replaced with a milking teat cup and the waste water tank replaced with a milk collection tank. _ .. .... . ... . «. . . ...-. .. .. ... i. - - l- -. .. .. _. . . . . . . t ..- .... .I. . ... . . . . . . ... . -. . . - 15,. . , _,, .. _ ..,. . Since milking devices usually use a group of teat cups to milk all four udder compartments simultaneously, a differential sensor 31 is preferably connected to each of the milk lines connected to each teat cup so that the milk produced by the milk udder room, can be evaluated separately. However, for practical or cost reasons, the sensor 31 can be connected to a single line, which diverts the milk from paired teat cups or even to a conduit, which is arranged to direct the milk from all four teat cups. In this way one can obtain at least one indication of the health of the udder halves resp. the whole udder.

Claims

10 15 20 25 515 217 _14- Patent claims:

An animal milking device comprising a device (1) for milking and / or washing at least one teat of an animal, a line (2) for transporting liquid from the milking device and a monitoring device (3) connected to said line. for monitoring the composition of the liquid, characterized in that the monitoring device (3) comprises two optical sensors, each comprising a transmitter (33) and a detector (34) for electromagnetic radiation placed opposite each other on opposite sides of the line ( 2, 22, 221), the sensors being arranged spaced along the line so that milk passing in said line is irradiated by first one sensor and then the other sensor and a processor unit (32), connected to the detectors (34) of the sensors. ) for receiving from each detector a signal indicating the level of the received radiation, wherein said unit * (32) further comprises means (35) for generating a monitoring signal indicating e the difference between the detector signals.

Device according to claim 1, characterized in that said milking device comprises a single teat cup (1).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that said milking device (1) comprises one or two groups of teat cups, adapted to be connected to the teats of the animal.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the part of the line (22) which is connected to said monitoring unit is made of glass or plastic.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said milking device (1) is an automatic pre-milking device. ul »10 15 20 25 30 ... u 515 217 ._ l 5 _

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said pre-crushing device (1) is adapted to automatically wash the teats of the animal.

Device according to claim 6, characterized in that it comprises a milk sensor (4) for detecting the presence of milk in the line (2, 23, 221) during the washing.

Device according to claim 7, characterized in that the milk sensor (4) is connected to the processing module (32) in the monitoring device (3) for sending a signal, indicating the presence or absence of milk, to said monitoring device.

Device according to claim 7 or 8, characterized in that said milk sensor (4) is connected to said line (2, 23, 221) and comprises a transmitter (41) and detector (42) for electromagnetic radiation, arranged opposite each other on opposite sides of said conduit and defining a radiation axis (R) which intersects both the transmitter and the receiver perpendicularly and lies substantially in a cross-sectional plane through the conduit, wherein the transmitter and the detector are arranged so that the radiation axis is inclined at an angle (α) to the vertical in said plane.

Device according to claim 9, characterized in that said angle (α) is in between 10 ° and 60 °.

11. ll. Device according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the part of the line (23) which is connected to said milk sensor (4) is made of glass or plastic.

Device according to any one of claims 7 to 11, characterized in that said conduit (2) comprises a parallel branch (221), which at both ends is connected to the conduit (2) and extends over at least a part of the length of the conduit. and has a smaller diameter than said conduit (2) and that said milk sensor (4) is connected to the branch conduit. 10 15 n ... . . . . . l. u 515 217 _16-

Device according to claim 12, characterized in that said monitoring device (3) is also connected to said branch line (221) with said transmitter (33) and detectors (34) arranged opposite each other across said branch line.

Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said conduit (2) comprises a parallel branch (221), which at both ends is connected to the conduit (2) and extends over at least a part of the length of the conduit. and has a smaller diameter than said line (2) and that said monitoring device (3) is connected to said branch line with said transmitter (3 3) and detectors (34) arranged opposite each other across said branch line.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors (33, 34) for the monitoring device (3) operate with red light within the visible spectrum.