WO2002084260A1 - Verfahren und vorrichtung zur qualitätsprüfung bzw. zur optischen charakterisierung von milch - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur qualitätsprüfung bzw. zur optischen charakterisierung von milch Download PDF

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WO2002084260A1
WO2002084260A1 PCT/EP2002/004076 EP0204076W WO02084260A1 WO 2002084260 A1 WO2002084260 A1 WO 2002084260A1 EP 0204076 W EP0204076 W EP 0204076W WO 02084260 A1 WO02084260 A1 WO 02084260A1
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milk
vector
color
calibration
feature vector
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PCT/EP2002/004076
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Peter Kaever
Marek Krasutzki
Jan-Hermann Reurik
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Westfaliasurge Gmbh
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Publication date
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01J—MANUFACTURE OF DAIRY PRODUCTS
    • A01J5/00—Milking machines or devices
    • A01J5/013—On-site detection of mastitis in milk
    • A01J5/0135—On-site detection of mastitis in milk by using light, e.g. light absorption or light transmission
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    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02—Food
    • G01N33/04—Dairy products

Definitions

  • the invention relates to a method for quality testing of milk or for the optical characterization of milk and an apparatus for performing these methods.
  • WO 98/30084 discloses a method for determining the presence in the milk of certain substances obtained from individual animals during successive milking processes. With the help of a
  • the color sensor measuring device determines the intensity of frequencies in a number of specific frequency bands, in particular the intensity of a number of specific colors in the light.
  • the intensity values determined in this way are stored in a file available for a respective animal in a computer. These intensity values are shared with each other
  • the disadvantages of available devices that work by color evaluation of the milk mainly relate to the performance of the evaluation methods, which only capture partial aspects of the color vector based on the absolute values or ratios of the optical spectra and thus do not provide an efficient basis for describing marketable samples in color Provide assessment of meaningfully modified milk.
  • the raw information on the colors that is subjected to simple signal processing in existing devices is not a sufficiently simple and comprehensive quantity with which a decision about the relevance can be derived.
  • devices for performing these methods are to be specified.
  • the method according to the invention for the optical characterization of milk with an optical system captures the following method steps: First, the optical system is calibrated at at least one frequency. Then at least one optical spectrum of the milk is recorded at at least one frequency, whereupon the spectrum obtained is mapped onto at least one color vector with the aid of a first image in a color space. Finally at least one color vector is mapped onto a feature vector using a second mapping in a feature space.
  • the method according to the invention for quality inspection of milk comprises the same method steps as the method according to the invention for the optical characterization of milk and the further one, that the feature vector is compared with a reference vector.
  • the milk is characterized without contact, in real time and in the flow method.
  • the optical transmission function of the optical system is determined by the calibration so that it can later be calculated from the optical spectra recorded with milk. For example, the offset adjustment for the raw values of the sensor and an automatic calibration with reference values take place. In this step, the individual raw values are considered in isolation.
  • the transfer function of the optical system is determined by the light spectrum imitated by a light source and by the spectral sensitivity of the detector. Furthermore, additional optical components of the optical system (e.g. windows of a measuring chamber in which the milk is guided, mirrors, etc.) or impurities in the optical beam path have an influence on the optical transmission function.
  • the spectrum of the light used can be in the infrared spectral range, in the visible and / or in the UV spectral range of the electromagnetic spectrum.
  • the color vector is mapped into a feature space on a feature vector.
  • the color vector which reproduces the color of the milk, is thus mapped to a feature vector with a few, but relevant, entries.
  • the angle with which the color vector has rotated about a specific axis in the color space or the factor by which the color vector is compressed or stretched can be an entry of the feature vector.
  • the comparison of the feature vector with a reference vector provides a criterion for the quality of milk that has been altered in a meaningful way.
  • the reference vector can be specified externally and could therefore be a specified standard. However, it can also be a previously stored feature vector from previous measurements, so that the milk can be compared between two different times.
  • the feature vector With the help of the feature vector, the chronological development of the color properties of the milk can be traced, from which information about the state of health of a cow or the herd or the deviation of the physiology of a cow from that of the herd can be drawn.
  • mean values and / or fluctuation ranges are specified by or within which a characteristic vector must lie so that the milk meets a specified quality standard.
  • the reference vector is a previously stored feature vector of an animal or an animal group or herd. By comparing the feature vector with previous feature vectors, a change in the milk of a cow is determined at an early stage.
  • the feature vector or the result of the comparison of a feature vector with a reference vector can provide an animal with individual or herd-specific information. If necessary, the feature vectors with other recognized variables, such as. B. the electrical conductivity, the viscosity and / or the proportion of the suspended matter in the milk, further information about the quality of the milk and about the animal supplying the milk. These variables can be used to make statements about the state of health, the state of the animal within a lactation period, the nutritional behavior of the animal and, if necessary, other interesting statements about the animal or the herd.
  • the course of the change in the feature vector of an animal can be predicted from the knowledge of the feature vectors of an animal, which have been obtained from a large number of successive milking processes. If, for example, the course of the change in an animal's characteristic vector is dependent on the lactation level, the amount of milk that will be expected in the future can also be predicted if the relationships between the lactation level and the amount of milk depending on the lactation level are known.
  • a refinement of the statement about the quality of the milk or about a noticeable change in the milk can also be achieved by forming udder-quarter individual characteristic vectors. This can also Statements can be made about, for example, pathological changes in a cow's udder quarter.
  • a transmission spectrum is recorded.
  • a particularly good signal-to-noise ratio is achieved by suitable selection of the distance within the milk to be traversed by the light beam. For example, contamination in the optical system (ie not in milk) is less significant if the distance through which light travels in milk is longer, since the influence of the optical properties of the milk on the optical transmission spectrum scales with the distance and the contamination in the optical Systems become proportionately smaller.
  • a reflection spectrum is recorded.
  • the advantage of the reflection spectrum lies in a simpler optical structure, since the two windows that are usually required for transmission spectra are eliminated. It is also possible for both a transmission spectrum and a reflection spectrum to be recorded. The advantage here is that both the absorptive and the dispersive components of the optical properties of the milk are recorded. While a transmission spectrum primarily captures the absorptive properties, a reflection spectrum primarily captures the dispersive properties, since the reflection coefficient is primarily influenced by the refractive index and thus by the dispersion. This is particularly advantageous if certain changes in the milk are better in the absorption, other changes in the reflection.
  • the optical spectrum is recorded in pulse mode.
  • Pulse mode here means that at predeterminable time intervals the optical spectrum is recorded so that a history of the color changes of the milk is possible even within a milking process.
  • the optical spectrum is recorded continuously, it being possible at any time to characterize the milk with regard to its optical properties.
  • the at least one optical spectrum is mapped linearly on color vectors of known color systems.
  • This mapping maps the complexity of the optical spectrum to a set of a few numbers without losing important information (in the case of milk). This means that the optical properties of milk are described with sufficient accuracy using a set of a few numbers. Optical features can thus be numerically recorded and used efficiently.
  • the mapping is carried out in such a way that, with respect to a suitable choice of color base vectors (for example red, green, blue in the RGB system), e.g. Saturation and intensity parameters are quantified.
  • the mapping of the optical spectrum onto a color vector is generated with the help of a computer in an efficient manner by superpositions of the individual colors.
  • Known color systems e.g. RGB, CMY, ...) are characterized in that the mapping of the optical spectrum to a color vector is unambiguous, i.e. the entries in the color vector are well defined.
  • the second image is a non-linear image.
  • the amount of the color vector is determined.
  • the amount of the color vector provides information about the brightness of the milk.
  • the rotation of the color vector with respect to a predeterminable axis is determined in the color space.
  • the rotation of the color vector indicates a shift in color. For example, if a milk colored with blood is irradiated with white light, the color shifts from white to red.
  • the rotation of the color vector is determined with threshold values and / or tolerance compared areas.
  • the at least one color vector is standardized. The standardization allows conclusions to be drawn about air pockets, foam or deposits in the milk or on the sensor head.
  • the second image is the intensity image, i.e. the color vector is set equal to the feature vector.
  • the feature vector directly reflects the color of the milk.
  • At least one feature vector of an overall milk of an animal be formed.
  • Several feature vectors can also be formed, which are determined one after the other in time.
  • the representation of the feature vectors of an overall milk has the advantage that the quality of the entire milk can be checked.
  • At least one feature vector of a teat-specific milking is formed. This makes it possible, for example, to form exactly one feature vector in quarter-milking cows. Pathological changes of individual teats and the associated areas can be inferred from different feature vectors of the teat-specific milking.
  • At least one feature vector describes the foremilking and / or the milking.
  • the feature vector is stored. Through animal-specific storage and comparison with past Values can be used to draw conclusions about the health of the cow. By storing the feature vector, a temporal course of the optical properties of the milk is recorded.
  • the current feature vector be compared with a milking corn vector from an earlier milking process. This has the advantage that this direct comparison allows conclusions to be drawn about the composition and consistency of the
  • a signal be triggered when a result of the comparison between the feature vector and the reference vector lies outside a predetermined tolerance range.
  • a meaningful change in the milk should be taken into account by the tolerance range.
  • the content of blood in the milk be taken into account by checking the feature vector with the reference vector in the tolerance range.
  • aqueous components, suspended matter, in particular flakes and / or pus can also be taken into account to determine the quality of the milk.
  • the calibration of the optical system is carried out using reference variables. Since the color of the light source, the detector and any additional optical components such as windows change transmitted or reflected light rays, this influence must be corrected for a precise characterization of the milk. This is done, for example, by measuring a reference quantity with known optical properties instead of milk. Another liquid can be used instead of milk or water as a reference quantity. Alternatively, the optical system can also be characterized by removing the milk from the optical beam path is removed. A calibration liquid is preferably used as the reference quantity instead of the milk.
  • the calibration medium can also be, for example, a gas, preferably air.
  • the optical system is preferably calibrated in a milking-free time.
  • the time of the calibration can also be adapted to the processes in the milking parlor.
  • the calibration take place during or outside a cleaning phase of the milking device. During the cleaning phase of the milking device, for example, water is flushed through the lines and hoses of the milking device, so that a relatively defined calibration medium is available.
  • a suitable value is suggested for the purpose of calibration. This can be used from at least two values that were determined during different milking phases.
  • the calibration be carried out with a special control of the transmitting elements of the transmitter, in particular with a lower or higher transmission power, which can also be controlled in a spectrally different manner.
  • a special control of the transmitting elements of the transmitter in particular with a lower or higher transmission power, which can also be controlled in a spectrally different manner.
  • these be compensated for or taken into account in the calibration. This can be, for example, the temperature measurement or the recording of the relevant environmental influences, which could have a relative influence on the result of the measurement.
  • the device according to the invention for the optical characterization of milk for carrying out the method according to the invention comprises a control unit and an optical system with a light source, a detector and a measuring chamber which can be filled with milk, the light source, " the measuring chamber, and the detector being arranged in an optical path and the data of the detector being fed to the control unit.
  • the device according to the invention for checking the quality of milk, in particular of obvious milk for carrying out the method according to the invention comprises a control unit which has a comparator and an optical system with a light source, a detector and a measuring chamber which can be filled with the milk the light source, the measuring chamber and the detector are arranged in a beam path and the data of the detector are added to the control unit, the comparator of which compares the data with predefinable and / or stored data.
  • the measuring chamber is located between the light source and the detector, the light beam radiating through the milk to be examined.
  • the light beam scans the surface of the milk to be examined, starting from the light source, and is reflected to the detector.
  • the comparator compares the data determined by the control unit with predetermined and / or previously stored data, with which changes in animal physiology can be recognized. By simply comparing the data with the threshold values and tolerance ranges specified for marketable milk, a test is carried out to determine whether the milk is sensible. This check, which takes place in the feature space, allows a comparison based on fewer scalar parameters. More complex features such as The color change of the milk can thus be compared by scalar measures with the values determined in trafficable milk, with tolerance ranges in particular being easy to specify.
  • a calibration liquid can be introduced into the measuring chamber.
  • the optical system calibrated as such without the milk to be examined, in particular the functionality of the device can be monitored hereby. " It is advisable to store the optical transfer function of the optical system, in particular to store the resulting offset compensation or the calibration values, in a database in order to monitor the functionality of the device.
  • the method proposed here allows a compact formulation of the characteristics of trafficable milk.
  • the two-stage mapping of raw values into the color space with a subsequent mapping into the feature space brings a high degree of grip in the development of the methods and allows the efficient implementation of methods with a high degree of selectivity and low numerical effort.
  • the method can be designed in such a way that the vacuum drop is extremely low and there is excellent cleanability, especially since the method works without contact.
  • the light source and / or an element of the calibration unit can be controlled by the calibration unit for calibration with different transmission power and / or spectrally different.
  • the milk can be examined, for example, using a high-performance spectrometer.
  • Fig. 2 shows a known color system.
  • 1 schematically shows a device according to the invention for the quality inspection of milk, in particular of milk which has been changed in a sensible manner, with an optical system 1, a light source 2 and a detector 3, the light beam 10 emanating from the light source 2 passing through the windows 7 of a measuring chamber 4 occurs.
  • the measuring chamber 4 can be filled with milk 5 via a milk inlet 8.
  • the color of the milk 5 is advantageously measured in the flow, which is made possible by the milk inlet 8 and a milk outlet 9.
  • the data from the detector 3 are fed to a control unit 6, which evaluates the data, preferably using the method according to the invention, and forwards them to a comparator 11, which compares them with data of marketable milk or stored data, whereupon the comparison results via a display 12 be issued.
  • RGB color system Each color to be displayed is represented by a point in the cylinder, the angle describing the color or the mixture of colors from point R (red) to point G (yellow) to point B (blue) and back to point R (red) , the amount r of the vector projected onto the base of the cylinder indicates the saturation of the color tones and the height h indicates the intensity of the color.
  • all pure shades of gray are on the central axis of the cylinder, the uppermost point O on the central axis of the cylinder representing pure white and the lowest point U representing pure black.
  • a rotation of the color vector around the central axis of the cylinder describes a shift in the color tone
  • an extension or compression of the color vector generally means a change in intensity and a change in saturation. In this way, the color of the milk is clearly determined by giving 3 numbers.
  • the method according to the invention for the optical characterization of milk 5 with an optical system 1 comprises the following method steps: First the optical system is calibrated, then at least one optical spectrum of the milk at at least one frequency, then the spectrum obtained is mapped to at least one color vector with the aid of a first mapping in a color space, and finally the at least one color vector is mapped to a feature vector with the aid of a second mapping in a feature space.
  • the method allows a compact formulation of the characteristics of trafficable milk and offers a high degree of selectivity with little numerical effort.

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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur optischen Charakterisierung von Milch (5) mit einem optischen System (1) umfasst folgende Verfahrensschritte; Zunächst wird das optische System kalibriert, dann wird mindestens ein optisches Spektrum der Milch bei mindestens einer Frequenz aufgenommen, dann wird das erhaltene Spektrum mit Hilfe einer ersten Abbildung in einem Farbraum auf mindestens einen Farbvektor abgebildet, und schließlich wird der mindestens eine Farbvektor mit Hilfe einer zweiten Abbildung in einem Merkmalsraum auf einen Merkmalsvektor abgebildet. Das Verfahren erlaubt eine kompakte Formulierung der Merkmale verkehrsfähiger Milch und bietet ein hohes Maß an Selektivität bei geringem numerischen Aufwand.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR QUALITÄTSPRÜFUNG BZW. ZUR OPTISCHEN CHARAKTERISIE RUNG VON MILCH
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätsprüfung von Milch bzw. zur optischen Charakterisierung von Milch sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahren.
10
Bei der Produktentwicklung von automatischen Melksystemen zeichnet sich nach einer ersten Phase, in der die prinzipielle Funktionsfahigkeit von Melksystemen gezeigt wurde, eine zweite Phase ab, in der erweiterte Funktionen, insbesondere Funktionen zur Gewährleistung von Qualitätsstandards der Milch wie auch die
15 Prüfung auf sinnfällig veränderte Milch in den Vordergrund rücken. Sinnfällig veränderte Milch bedeutet, dass die Milch durch Blut, Eiter oder durch Flocken verunreinigt ist, d.h. in der Erscheinung hinsichtlich Farbe, Geruch oder Konsistenz unerwünscht auffallig verändert ist. Zur Bestimmung der Sinnfälligkeit sind verschiedene Verfahren bekannt. Einige Verfahren nutzen Leitwert- oder Dichte-
20 messungen oder Siebe, um den Gehalt an Flocken in der Milch zu bestimmen andere erfassen sinnfällige Veränderungen hinsichtlich farblicher Veränderungen der Milch. Durch die WO 98/30084 ist ein Verfahren zur Ermittlung des Vorhandenseins bestimmter Substanzen in der Milch, die von einzelnen Tieren während aufeinanderfolgender Melkvorgänge gewonnen wurde, bekannt. Mit Hilfe einer
25 Farbsensormessvorrichtung wird die Intensität von Frequenzen in einer Anzahl von bestimmten Frequenzbändern, insbesondere die Intensität einer Anzahl von bestimmten Farben in dem Licht ermittelt. Die auf in diese Weise ermittelten Intensitätswerte werden in einer für ein jeweiliges Tier in einem Computer vorhandenen Datei gespeichert. Diese Intensitätswerte werden sowohl miteinander als
30 auch mit entsprechenden Intensitätswerten verglichen, die im Verlaufe eines oder mehrere vorhandene Melkvorgänge aufgezeichnet wurden. Die Ergebnisse dieses Vergleichsvorgangs werden angezeigt. Bisher verwendete Analysegeräte auf Ba- sis optischer Verfahren weisen eine umfangreiche Sensorik auf, die voluminös und kostspielig ist, so dass derartige Analysegeräte meist stationär untergebracht werden müssen.
Die Nachteile verfügbarer Geräte, die mittels farblicher Auswertung der Milch arbeiten, beziehen sich überwiegend auf die Leistungsfähigkeit der Auswertverfahren, die auf Basis der Absolutwerte oder Verhältnisse der optischen Spektren nur Teilaspekte des Farbvektors erfassen und damit keine leistungsfähige Grundlage für das Beschreiben verkehrsfähiger Proben bei der farblichen Beurteilung sinnfällig veränderter Milch bieten. Die bei existierenden Geräten einer einfachen Signalaufbereitung unterzogenen Rohinformationen zu den Farben stellen keine hinreichend einfache und umfassende Größe dar, mit der eine Entscheidung über die Sinnfalligkeit abgeleitet werden kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und zum einen Verfahren zur optischen Charakterisierung von Milch und zum anderen ein Verfahren zur Qualitätsprüfung von Milch anzugeben, mit welchen mit optischen Mitteln Entscheidungskriterien über die Sinnfälligkeit abgeleitet werden können. Darüber hinaus sollen Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren angegeben werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 2 sowie durch die Merkmale des Anspruchs 29 bzw. 30 Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweilig abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur optischen Charakterisierung von Milch mit einem optischen System erfasst folgende Verfahrensschritte: Zunächst wird das optische System bei mindestens einer Frequenz kalibriert. Anschließend wird mindestens ein optisches Spektrum der Milch bei mindestens einer Frequenz auf- genommen, woraufhin das erhaltene Spektrum mit Hilfe einer ersten Abbildung in einen Farbraum auf mindestens einen Farbvektor abgebildet wird. Schließlich wird mindestens ein Farbvektor mit Hilfe einer zweiten Abbildung in einen Merkmalsraum auf einen Merkmalsvektor abgebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Qualitätsprüfung von Milch umfasst die gleichen Verfahrensschritte wie das erfindungsgemäße Verfahren zur optischen Charakterisierung von Milch und den weiteren, dass der Merkmalsvektor mit einem Referenzvektor verglichen wird.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Milch berührungslos, in Echtzeit und im Durchflussverfahren charakterisiert. Durch die Kalibrierung wird die optische Übertragungsfunktion des optischen Systems festgestellt, damit sie später aus den mit Milch aufgenommenen optischen Spektren heraus gerechnet werden kann. Beispielsweise erfolgt für die Rohwerte des Sensors der Offsetab- gleich sowie eine automatische Kalibrierung mit Referenzwerten. In diesem Schritt werden die einzelnen Rohwerte noch für sich isoliert betrachtet.
Mit diesem Schritt werden z.B. farbliche Veränderungen im Sensorkopf kompensiert. In einer besonderen Betriebsart des Sensors können, abhängig von externen Systemzuständen Kalibrierungsalgorithmen angestoßen werden, die zur Bestimmung der Offsetabgleichswerte erforderlich sind.
Die Übertragungsfunktion des optischen Systems wird von dem von einer Lichtquelle imitierten Lichtspektrum als auch von der spektralen Sensitivität des Detektors bestimmt. Desweiteren haben zusätzliche optische Komponenten des optischen Systems (z.B. Fenster einer Messkammer, in der die Milch geführt wird, Spiegel etc.) bzw. Verunreinigungen im optischen Strahlengang Einfluss auf die optische Übertagungsfunktion.
Das Spektrum des verwendeten Lichtes kann im infraroten Spektralbereich, im sichtbaren und/oder im UV-spektral Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegen. Eine Kombination von unterschiedlichen Frequenzbereichen, sowie die
Kombination von schmalbandigen und breitbandigen Frequenzbereichen ist vor- teilhaft, wenn sich die Verunreinigungen in Milch wie z.B. Blut, Eiter oder Flocken bei verschiedenen Frequenzen unterschiedlich gut erkennen lassen, d.h. der Kontrast zwischen den jeweiligen Arten der Verunreinigung gegenüber verkehrsfähiger Milch bei verschiedenen Frequenzen unterschiedlich groß ist.
Mit der ersten Abbildung des erhaltenen Spektrums in den Farbraum auf mindestens einen Farbvektor wird eine sichere und robuste Klassifizierung der Farbe der Milch möglich. Durch diese Abbildung wird eine geschlossene Formulierung der Beurteilungskriterien ermöglicht, wobei gleichzeitig die gesamt Information der gemessen Spektralbereiche einfließt. Durch die erste Abbildung wird die Komplexität eines optischen Spektrums auf einen vergleichsweise einfachen Farbvektor reduziert, der als Einträge wenige Zahlen aufweist, die jedoch die optischen Eigenschaften von Milch umfassend beschreiben.
Mit Hilfe der zweiten Abbildung wird der Farbvektor in einen Merkmalsraum auf einen Merkmalsvektor abgebildet. Mit dieser Abbildung wird somit der Farbvektor, welcher die Farbe der Milch wiedergibt, auf einen Merkmalsvektor mit wenigen, jedoch relevanten Einträgen abgebildet. Beispielsweise kann als ein Eintrag des Merkmalsvektors der Winkel stehen, mit dem sich der Farbvektor im Farb- räum um eine bestimmte Achse gedreht hat, oder der Faktor stehen, um den der Farbvektor gestaucht oder gestreckt wird.
Der Vergleich des Merkmalsvektors mit einem Referenzvektor liefert ein Kriterium für die Qualität sinnfällig veränderter Milch. Der Referenzvektor kann extern vorgegeben sein, könnte somit ein vorgegebener Standard sein. Er kann aber auch ein zuvor gespeicherter Merkmalsvektor aus früheren Messungen sein, so dass ein Vergleich der Milch zwischen zwei verschiedenen Zeitpunkten ermöglicht wird. Mit Hilfe des Merkmalsvektors lässt sich die zeitliche Entwicklung der Farbeigenschaften der Milch nachvollziehen, woraus Informationen über den Gesund- heitszustand einer Kuh oder der Herde bzw. die Abweichung der Physiologie einer Kuh gegenüber der der Herde gezogen werden können. Mit Hilfe des Refe- renzvektors werden Mittelwerte und/oder Schwankungsbreiten vorgegeben, um die bzw. innerhalb derer ein Merkmalsvektor liegen muss, damit die Milch einen vorgegebenen Qualitätsstandard genügt.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Referenzvektor ein vormals gespeicherter Merkmalsvektor eines Tieres bzw. einer Tiergruppe oder Herde. Durch den Vergleich des Merkmalsvektors mit vorherigen Merkmalsvektoren wird eine Veränderung der Milch einer Kuh frühzeitig festgestellt.
Der Merkmalsvektor bzw. das Ergebnis des Vergleichs eines Merkmalsvektors mit einem Referenzvektor kann ein Tier individuelle oder herdenspezifische Informationen liefern. Gegebenenfalls können die Merkmalsvektoren mit weiteren erkannten Größen nämlich, wie z. B. der elektrischen Leitfähigkeit, der Viskosität und/oder dem Anteil der sich in der Milch befindlichen Schwebstoffe weitere In- formationen über die Qualität der Milch sowie über das die Milch liefernde Tier. Diese Größen können dazu genutzt werden Aussagen über den Gesundheitszustand, den Stand des Tieres innerhalb einer Laktationsperiode, das Ernährungsverhalten des Tieres und gegebenenfalls weitere interessante Aussagen über das Tier bzw. über die Herde.
Aus der Erkenntnis der Merkmalsvektoren eines Tieres, die aus einer Vielzahl aufeinaderfolgender Melkvorgänge gewonnen worden sind, kann der Verlauf der Änderung des Merkmalsvektors eines Tieres prognostiziert werden. Ist beispielsweise der Verlauf der Änderung eines Merkmalsvektors eines Tieres vom Lakta- tionsstand abhängig, so kann auch die Milchmenge, die zukünftig und zu erwarten sein wird, prognostiziert werden, wenn die Beziehungen zwischen dem Laktationsstand und der Milchmenge in Abhängigkeit vom Laktationsstand bekannt ist. Eine Verfeinerung der Aussage über die Qualität der Milch bzw. über eine sinnfällige Veränderung in der Milch kann auch dadurch erzielt werden, dass euter- viertel-individuelle Merkmalvektoren gebildet werden. Hierdurch können auch Aussagen über beispielsweise pathologische Veränderungen eines Euterviertels einer Kuh getroffen werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein Transmissionsspektrum aufgenommen. Bei einem Transmissionsspektrum wird durch geeignete Wahl der vom Lichtstrahl zu durchlaufenden Strecke innerhalb der Milch ein besonders gutes Signal zu Rauschverhältnis erzielt. Beispielsweise fallen Verunreinigungen im optischen System (d.h. nicht in der Milch) weniger ins Gewicht, wenn die vom Licht durchlaufende Strecke in der Milch länger ist, da der Einfluss der optischen Eigenschaften der Milch auf das optische Transmissionsspektrum mit der Wegstrecke skaliert und die Verunreinigungen im optischen Systems anteilsmäßig kleiner werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Reflektionsspektrum aufgenommen. Der Vorteil des Reflektionsspektrums liegt in einem einfacheren optischen Aufbau, da die üblicherweise für Transmissionsspektren erforderlichen zwei Fenster entfallen. Möglich ist auch, dass sowohl ein Transmissionsspektrum als auch ein Reflektionsspektrum aufgenommen wird. Der Vorteil hierin besteht, dass hiermit sowohl die absorptiven als auch die dispersiven Komponenten der optischen Eigenschaften der Milch erfasst werden. Während ein Transmissionsspektrum in erster Linie die absorptiven Eigenschaften erfasst, erfasst ein Reflektionsspektrum in erster Linie die dispersiven Eigenschaften, da der Reflekti- onskoeffizient in erster Linie vom Brechungsindex und damit von der Dispersion beeinflusst wird. Dieses ist insbesondere dann von Vorteil, wenn bestimmte Veränderungen der Milch besser in der Absorption, andere Veränderungen besser in der Reflektion erkennbar sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das optische Spektrum im Pulsbetrieb aufgenommen. Pulsbetrieb heißt hier, dass in vorgebbaren zeitlichen Abständen das optische Spektrum aufgenommen wird, so dass eine Historie der Farbveränderungen der Milch selbst innerhalb eines Melkvorganges möglich ist.
In einer noch weiteren Ausgestaltung wird das optische Spektrum kontinuierlich aufgenommen, wobei eine Charakterisierung der Milch hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften jederzeit möglich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung- der Erfindung wird das mindestens eine optische Spektrum auf Farbvektoren bekannter Farbsysteme linear abgebil- det. Durch diese Abbildung wird die Komplexität des optischen Spektrums auf einen Satz von wenigen Zahlen abgebildet, ohne dass (im Falle von Milch) wichtige Informationen verloren gehen. Damit werden die optischen Eigenschaften der Milch mit einem Satz von wenigen Zahlen hinreichend genau beschrieben. Optische Merkmale lassen sich somit numerisch in effizienter Weise erfassen und verwerten. Die Abbildung erfolgt derart, dass in Bezug auf eine geeignete Wahl von Farbbasisvektoren (beispielsweise rot, grün, blau im RGB-System) z.B. Sätti- gungs- bzw. Intensitätsparameter quantifiziert werden. Die Abbildung des optischen Spektrums auf einen Farbvektor wird mit Hilfe eines Rechners auf effiziente Weise durch Superpositionen der einzelnen Farben generiert. Bekannte Farb- Systeme (z.B. RGB, CMY,...) zeichnen sich dadurch aus, dass die Abbildung des optischen Spektrums auf einen Farbvektor eindeutig ist, d.h. die Einträge im Farbvektor wohl definiert sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Abbil- düng eine nichtlineare Abbildung. Beispielsweise wird der Betrag des Farbvektors festgestellt. Je nach Farbsystem gibt der Betrag des Farbvektors Aufschluss über die Helligkeit der Milch. Alternativ wird die Rotation des Farbvektors bezüglich einer vorgebbaren Achse im Farbraum festgestellt. Die Rotation des Farbvektors gibt eine Verschiebung der Farbe an. Wird beispielsweise mit weißem Licht auf eine von Blut gefärbte Milch eingestrahlt, so wird die Farbe von weiß nach rot verschoben. Die Rotation des Farbvektors wird mit Schwellwerten und/oder Tole- ranzbereichen verglichen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der mindestens eine Farbvektor normiert. Durch die Normierung können Rückschlüsse auf Lufteinschlüsse, Schaum oder Ablagerungen in der Milch bzw. am Sensorkopf gezogen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Abbildung die Intensitätsabbildung, d.h. der Farbvektor wird gleich dem Merkmalsvektor gesetzt. Hierbei gibt der Merkmalsvektor direkt die Farbe der Milch wieder.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Merkmalsvektor eines Gesamtgemelkes eines Tieres gebildet wird. Dabei können auch mehrerer Merkmalsvektoren gebildet werden, die zeitlich nacheinander ermittelt werden. Die Darstellung der Merkmalsvektoren eines Gesamtgemelkes haben den Vorteil, dass die Qualität des gesamten Gemelkes überprüft werden kann.
Im Hinblick auf eine differenziertere Diagnostik wird gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgeschlagen, dass wenigstens ein Merkmalsvektor eines zitzenindividuellen Gemelks gebildet wird. Hierdurch be- steht die Möglichkeit, beispielsweise bei Kühen viertelgemelks genau einen Merkmalsvektor zu bilden. Aus unterschiedlichen Merkmalsvektoren der zitzenindividuellen Gemelke kann gegebenenfalls von pathologische Veränderungen einzelner Zitzen und der dazugehörigen Bereiche geschlossen werden.
Im Hinblick darauf, dass die Zusammensetzung eines Vorgemelks, des Gemelks und des Nachgemelks unterschiedliche Konsistenz und Zusammensetzung sein kann, wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Merkmalsvektor das Vorgemelks und/oder das Gemelk beschreibt.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Merkmalsvektor gespeichert. Durch eine tierindividuelle Speicherung und den Vergleich mit Vergan- genheitswerten können Rückschlüsse über den gesundheitlichen Zustand der Kuh gezogen werden. Durch die Speicherung des Merkmalsvektors wird ein zeitlicher Verlauf der optischen Eigenschaften der Milch festgehalten.
Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der aktuelle Merkmalsvektor mit einem Melkmaisvektor eines früheren Melkvorgangs verglichen wird. Dies hat den Vorteil, dass dieser unmittelbare Vergleich Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und Konsistenz der
Milch geschlossen werden kann.
Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass ein Signal ausgelöst wird, wenn ein Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Merkmalsvektor und dem Referenzvektor außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Insbesondere soll durch den Toleranzbereich eine sinnfällige Veränderung der Milch berücksichtigt werden. Gemäß einer bevorzugten Verfahrensführung wird vorgeschlagen, dass durch die Überprüfung des Merkmalsvektors mit dem Referenzvektor in dem Toleranzbereich den Gehalt von Blut in der Milch berücksichtigt wird. Zusätzlich kann auch zur Bestimmung der Qualität der Milch wässrige Anteile, Schwebstoffe, insbesondere Flocken und/oder Eiter berücksichtigt werden.
Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Kalibrierung des optischen Systems unter Verwendung von Referenzgrößen. Da die Lichtquelle, der Detektor und gegebenenfalls zusätzlich verwendete optische Komponenten wie z.B. Fenster transmittierte bzw. reflektierte Lichtstrahlen in ihren farblichen Eigenschaften verändern, muss für eine präzise Charakterisierung der Milch dieser Einfluss rechnerisch korrigiert werden. Dieses geschieht beispielsweise indem anstelle der Milch eine Referenzgröße mit bekannten optischen Eigenschaften gemessen wird. Als Referenzgröße kann beispielsweise anstelle von Milch oder Wasser eine andere Flüssigkeit verwendet werden. Alternativ kann das optische System auch charakterisiert werden, indem die Milch aus dem optischen Strahlengang entfernt wird. Bevorzugt wird als Referenzgröße eine Kalibrierflüssigkeit anstelle der Milch verwendet.
Statt der vorstehend beschriebenen Kalibrierflüssigkeit kann auch ein allgemeines Kalibriermedium genommen werden. Bei dem Kalibriermedium kann es sich beispielsweise auch um ein Gas handeln, vorzugsweise um Luft.
Die Kalibrierung des optischen Systems findet vorzugsweise in einer melkfreien Zeit statt. Der Zeitpunkt der Kalibrierung kann auch entsprechend den Abläufen im Melkstand angepasst sein. Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Kalibrierung während oder außerhalb einer Reinigungsphase der Melkvorrichtung erfolgt. Während der Reinigungsphase der Melkvorrichtung wird beispielsweise Wasser durch die Leitungen und Schläuche der Melkvorrichtung durchgespült, so dass ein relativ definiertes Kalibriermedium zur Verfügung steht.
Zum Zwecke der Kalibrierung wird ein geeigneter Wert vorgeschlagen. Dieser kann aus wenigstens zwei Werten, die während unterschiedlicher Phasen des Melkens ermittelt wurden, verwendet werden.
Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Kalibrierung mit einer speziellen Ansteuerung der sendenden Elemente des Senders, insbesondere mit einer niedrigeren oder höheren Sendeleistung, welche auch spektral unterschiedlich angesteuert werden kann, erfolgt. Um sicherzustellen, dass durch schwankende Umgebungsbedingungen innerhalb des Detektors wird vorgeschlagen, dass diese kompensiert bzw. bei der Kalibrierung berücksichtigt werden. Hierbei kann es sich zum Beispiel um die Temperaturmes- sung oder Erfassung der maßgeblichen Umwelteinflüsse handeln, die einen relativen Einfluss auf das Ergebnis der Messung haben könnten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Charakterisierung von Milch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Steuereinheit und ein optisches System mit einer Lichtquelle, einen Detektor und eine mit der Milch befüllbare Messkammer, wobei die Lichtquelle," die Messkammer, und der Detektor in einem Strahlengang angeordnet sind und die Daten des Detektors der Steuereinheit zugeführt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Milch, insbesondere von sinnfälliger Milch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, um- fasst eine Steuereinheit, die einen Komparator aufweist, und ein optisches System mit einer Lichtquelle, einen Detektor und einer mit der Milch befüllbare Mess- kammer, wobei die Lichtquelle, die Messkammer und der Detektor in einen Strahlengang angeordnet sind und die Daten des Detektors der Steuereinheit zugefügt werden, dessen Komparator die Daten mit vorgebbaren und/oder gespeicherten Daten vergleicht.
In einem Transmissionsaufbau befindet sich die Messkammer zwischen der Lichtquelle und dem Detektor, wobei der Lichtstrahl die zu untersuchende Milch durchstrahlt. In einem Reflektionsaufbau tastet der Lichtstrahl ausgehend von der Lichtquelle die Oberfläche der zu untersuchenden Milch ab und wird zum Detektor reflektiert. Der Komparator vergleicht die von der Steuereinheit ermittelten Daten mit vorgegebenen und/oder zuvor gespeicherten Daten, womit sich Veränderungen der Tierphysiologie erkennen lassen. Durch einfache Vergleiche der Daten mit denen für verkehrsfähige Milch vorgegebenen Schwellenwerten und Toleranzbereichen wird eine Prüfung auf Sinnfälligkeit der Milch vorgenommen. Diese im Merkmalsraum stattfindende Prüfung erlaubt einen Vergleich anhand weniger skalarer Parameter. Komplexere Merkmale wie z.B. die farbliche Veränderung der Milch lassen sich so durch skalare Maßzahlen mit den in verkehrsfahi- ger Milch ermittelten Werten vergleichen, wobei sich insbesondere Toleranzbereiche einfach spezifizieren lassen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kalibrierflüssigkeit in die Messkammer einleitbar. Mit dieser Kalibrierflüssigkeit wird das optische System als solches ohne die zu untersuchende Milch geeicht, insbesondere kann hiermit die Funktionsfahigkeit des Gerätes überwacht werden. "Eine Speicherung der optischen Übertragungsfunktion des optischen Systems, insbesondere eine Speicherung der dadurch entstehenden Offset-Kompensation bzw. der Kalibrierwerte, in einer Datenbank ist zweckmäßig, um die Funktionsfähigkeit des Gerätes zu überwachen.
Das hier vorgeschlagene Verfahren erlaubt eine kompakte Formulierung der Merkmale verkehrsfahiger Milch. Die zweistufige Abbildung von Rohwerten in den Farbraum mit einer nachgeschalteten Abbildung in den Merkmalsraum bringt ein hohes Maß an Griffigkeit bei der Entwicklung der Verfahren und erlaubt die leistungsfähige Implementierung von Verfahren mit einem hohen Maß an Selektivität und geringem numerischen Aufwand. Das Verfahren kann so ausgestaltet werden, dass der Vakuumabfall äußerst gering ausfallt und sich eine ausgezeich- nete Reinigungsfähigkeit ergibt, zumal das Verfahren kontaktlos arbeitet.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass die Lichtquelle und/oder ein Element der Kalibriereinheit durch die Kalibriereinheit zur Kalibrierung mit unterschiedlicher Sendeleistung und/oder spektral unterschiedlich ansteuerbar ist. Die Untersuchung der Milch kann beispielsweise mittels eines Hochleistungsspektrometers durchgeführt werden.
Weitere Vorteile und bevorzugte Ausgestaltungen werden anhand der folgenden Zeichnung erläutert. Diese sei schematisch die Erfindung erläuternd nicht als den Geist der Erfindung einschränkend aufzufassen, sondern soll nur exemplarisch einige Bestandteile der Erfindung beispielhaft verdeutlichen. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Qualitätsprüfung ; und
Fig. 2 ein bekanntes Farbsystem. Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Milch, insbesondere von sinnfällig veränderter Milch mit einem optischen System 1, einer Lichtquelle 2 und einem Detektor 3, wobei der von der Lichtquel- le 2 ausgehende Lichtstrahl 10 durch die Fenster 7 einer Messkammer 4 tritt. Die Messkammer 4 kann mit Milch 5 über einen Milcheinlass 8 befüllt werden. Vorteilhafterweise wird die Farbe der Milch 5 im Durchfluss gemessen, welches durch den Milcheinlass 8 und einem Milchauslass 9 ermöglicht wird. Die Daten des Detektors 3 werden einer Steuereinheit 6 zugeführt, welche die Daten vor- zugsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auswertet und an einen Komparator 11 weiterleitet, der durch Vergleich dieser mit Daten verkehrsfähiger Milch bzw. gespeicherten Daten vergleicht, woraufhin die Vergleichergebnisse über eine Anzeige 12 ausgegeben werden.
Fig. 2 zeigt das bekannte Farbsystem RGB. Jede darzustellende Farbe wird durch einen Punkt im Zylinder repräsentiert, wobei der Winkel den Farbton, bzw. die Mischung der Farbtöne von Punkt R (rot) über Punkt G (gelb) nach Punkt B (blau) und wieder zu Punkt R (rot) beschreibt, der Betrag r des auf die Grundfläche des Zylinders projizierten Vektors die Sättigung der Farbtöne angibt und die Höhe h die Intensität der Farbe beziffert. In diesem System befinden sich alle reinen Grautöne auf der Mittelachse des Zylinders, wobei der oberste Punkt O auf der Mittelachse des Zylinders reines weiß und der unterste Punkt U reines schwarz repräsentiert. Eine Drehung des Farbvektors um die Mittelachse des Zylinders beschreibt eine Verschiebung des Farbtones, eine Streckung oder Stau- chung des Farbvektors bedeutet im allgemeinen eine Intensitätsveränderung sowie eine Veränderung in der Sättigung. Auf diese Weise ist durch die Angabe von 3 Zahlen die Farbe der Milch eindeutig bestimmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur optischen Charakterisierung von Milch 5 mit einem optischen System 1 umfasst folgende Verfahrensschritte: Zunächst wird das optische System kalibriert, dann wird mindestens ein optisches Spektrum der Milch bei mindestens einer Frequenz aufgenommen, dann wird das erhaltene Spektrum mit Hilfe einer ersten Abbildung in einem Farbraum auf mindestens einen Farbvektor abgebildet, und schließlich wird der mindestens eine Farbvektor mit Hilfe einer zweiten Abbildung in einem Merkmalsraum auf einen Merkmalsvektor abgebildet. Das Verfahren erlaubt eine kompakte Formulierung der Merkmale verkehrsfahiger Milch und bietet ein hohes Maß an Selektivität bei geringem numerischen Aufwand.
Bezuagszeϊclieiiliste
optisches System
Lichtquelle
Detektor
Messkammer
Milch
Steuereinheit
Fenster
Milcheinlass
Milchauslass
Lichtstrahl
Komparator
Anzeige

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur optischen Charakterisierung von Milch (5) mit einem optischen System (1), welches folgende Verfahrensschritte umfasst: a. das optische System (1) wird bei mindestens einer Frequenz kalibriert; b. mindestens ein optisches Spektrum der Milch (5) wird bei mindestens einer Frequenz aufgenommen; c. das erhaltene Spektrum wird mit Hilfe einer ersten Abbildung in einen Farbraum auf mindestens einen Farb vektor abgebildet; und d. der mindestens eine Farbvektor wird mit Hilfe einer zweiten Abbildung in einen Merkmalsraum auf einen Merkmalsvektor abgebildet.
2. Verfahren zur Qualitätsprüfung von Milch (5), insbesondere sinnfälliger
Milch (5), mit einem optischen System (1), welches folgende Verfahrens- schritte umfasst: a. das optische System (1) wird bei mindestens einer Frequenz kalibriert; b. ein optisches Spektrum der Milch (5) wird bei mindestens einer
Frequenz aufgenommen; c. das erhaltene Spektrum wird mit Hilfe einer ersten Abbildung in einen Farbraum auf mindestens einen Farb vektor abgebildet; d. der mindestens eine Farbvektor wird mit Hilfe einer zweiten Ab- bildung in einen Merkmalsraum auf einen Merkmalsvektor abgebildet; und e. der Merkmalsvektor wird mit einem Referenzvektor verglichen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenz- vektor ein vormals gespeicherten Merkmalsvektor ist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transmissionsspektrum aufgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reflektionsspektrum aufgenommen wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Spektrum im Pulsbetrieb aufgenommen wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Spektrum kontinuierlich aufgenommen wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine optische Spektrum auf Farbvektoren bekannter Farbsysteme linear abgebildet werden.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abbildung eine nichtlineare Abbildung ist.
10. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des
Farbvektors festgestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation des Farbvektors bezüglich einer vorgegebenen Achse im Farbraum festgestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Farbvektor normiert wird.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abbildung die Identitätsabbildung ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Merkmalsvektor eines Gesamtgemelks eines Tieres gebildet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Merkmalsvektor eines zitzenindividuellen Gemelks gebildet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Merkmalsvektor eines Vorgemelks und/oder Gemelks gebildet wird.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Merkmalsvektor gespeichert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Merkmalsvektor mit einem Merkmalsvektor wenigstens eines früheren Melkvorgangs verglichen wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal ausgelöst wird, wenn ein Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Merkmalsvektor und dem Referenzvektor außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Toleranzbereich sinnfällige Veränderung der Milch berücksichtigt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Toleranzbereich der Gehalt von Blut in der Milch berücksichtigt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Toleranzbereich der wässrige Anteil in der Milch berücksichtigt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Toleranzbereich Schwebstoffe, insbesondere Flocken und/oder Eiter, in der Milch berücksichtigt werden.
24. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung des optischen Systems (1) unter Verwendung von wenigstens einer Referenzgröße erfolgt.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzgröße ein Kalibriermedium, insbesondere eine Kalibrierflüssigkeit an Stel- le der Milch (5) verwendet wird.
26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung in einer melkfreien Zeit erfolgt.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung während oder außerhalb einer Reinigungsphase der Melkvorrichtung erfolgt.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Referenzgröße aus wenigstens zwei Werten, die während unterschiedlicher Phasen des Melkens ermittelt wurden, bestimmt wird
29. Vorrichtung zur optischen Charakterisierung von Milch (5), insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Steuereinheit (6) und einem optischen System (1) umfassend ei- ne Lichtquelle (2), einen Detektor (3) und eine mit der Milch (5) befüllbare Messkammer (4), wobei die Lichtquelle (2), die Messkammer (4) und der Detektor (3) in einem Strahlengang angeordnet sind und die Daten des Detektors (3) der Steuereinheit (6) zugeführt werden.
30. Vorrichtung zur Qualitätsprüfung von Milch (5), insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 2, vorzugsweise von sinnfälliger Milch, mit einer Steuereinheit (6), die einen Komparator (7) aufweist, und einem optischen System (1) umfassend eine Lichtquelle (2), einen Detektor (3) und eine mit der Milch (5) befüllbare
Messkammer (4), wobei die Lichtquelle (2), die Messkammer (4) und der Detektor (3) in einem Strahlengang angeordnet sind und die Daten des Detektors (3) der Steuereinheit (6) zugeführt werden, dessen Komparator (11) die Daten mit vorgebbaren und/oder gespeicherten Daten vergleicht. .
31. Voπichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kalibrierfluid, insbesondere eine Kalibrierflüssigkeit in die Messkammer (4) einleitbar ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Kalibriereinheit vorgesehen ist, durch die eine Kalibrierung ermöglicht wird.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht- quelle (2) und/oder ein Element der Kalibriereinheit durch die Kalibriereinheit zur Kalibrierung mit unterschiedlicher Sendeleistung und/oder spektral unterschiedlich ansteuerbar ist.
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