WO2019219498A1

WO2019219498A1 - Messzelle und anordnung mit mindestens einer messzelle zur messung einer leitfähigkeit und/oder impedanz von milch während eines melkvorgangs

Info

Publication number: WO2019219498A1
Application number: PCT/EP2019/061921
Authority: WO
Inventors: Olaf Suhr; Christopher Eugene RICHARDS; Patrick Sonntag; Philipp CAMMINADY
Original assignee: Gea Farm Technologies Gmbh
Priority date: 2018-05-15
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2019-11-21
Also published as: CA3097509A1; DE102018111676A1; CN112165858A; US20210360891A1; CN112165858B; US11903362B2; EP3793348A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messzelle (10) zur Messung einer Leitfähigkeit und/oder Impedanz von Milch während eines Melkvorgangs, wobei zwischen einem Einlass (11) und einem Auslass (16) ein Hohlraum gebildet ist, in dem ein Messtrog (13) angeordnet ist, in dem sich zumindest ein Teil einer der Messzelle (10) über einen Einlasskanal (12) zugeführten Milch sammelt und in dem Elektroden angeordnet sind, um eine Leitfähigkeit und/oder Impedanz der Milch zu ermitteln. Die Messzelle (10) zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Einlasskanal (12) und dem Auslass (16) eine von einem Boden des Hohlraums aufragende Barriere (14) angeordnet ist, die den Hohlraum in den Messtrog (13) auf der Seite des Einlasskanals (12) und einen Auslasskanal (15) auf der Seite des Auslasses (16) unterteilt, wobei eine Kuppe (141) der Barriere (14) unterhalb einer Verlängerung des Einlasskanals (12) positioniert ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Messanordnung (1) mit mindestens zwei derartigen Messzellen (10).

Description

Messzelle und Anordnung mit mindestens einer Messzelle zur Messung einer Leitfähigkeit und/oder Impedanz von Milch während eines Melkvorgangs

Die Erfindung betrifft eine Messzelle zur Messung einer Leitfähigkeit und/oder Impedanz von Milch während eines Melkvorgangs, wobei zwischen einem Ein lass und einem Auslass der Messzelle ein Hohlraum gebildet ist, in dem ein Messtrog angeordnet ist, in dem sich zumindest ein Teil einer der Messzelle über einen Einlasskanal zugeführten Milch sammelt und in dem Elektroden an geordnet sind, um eine Leitfähigkeit und/oder Impedanz der Milch zu ermitteln. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung mindestens einer derartigen Messzelle zur Leitfähigkeits- und/oder Impedanzmessung von Milch während des Melkvorgangs.

Leitfähigkeits- und Impedanzmessungen stellen eine schnelle und von daher in-situ während eines Melkvorgangs durchführbare Messmethode dar, um Ent zündungen im Bereich des Euters und der Zitzen eines milchgebenden Tiers anhand der gemolkenen Milch feststellen zu können. Eine Erkennung derarti ger Entzündungen, z.B. Mastitis, ist bei milchgebenden Tieren wichtig, um die Tiere einerseits möglichst schnell behandeln zu können und andererseits Milch mit einem hohen Gehalt an Zellen von der weiteren Verwertung auszuschlie ßen. Die Leitfähigkeitsmessung kann dabei für jede Zitze individuell, bei Kühen also beispielsweise Viertel-individuell durchgeführt werden, da eine Entzün dung unter Umständen nur einzelne Zitzen betrifft und damit nur die aus der entsprechenden Zitze gemolkene Milch belastet ist.

Die Druckschrift DE 40 07 327 C1 beschreibt eine derartige Leitfähigkeitsmes sung, die bei niedrigen Messfrequenzen unterhalb von 0,2 Hertz (Hz), also im Wesentlichen statisch im Gleichstromfall durchgeführt wird. Die Leitfähigkeits messung wird innerhalb einer Messkammer durchgeführt, in der sich ein Auf fangbehälter befindet, in den Milch durch einen Einlass einläuft und der an sei nem Auslass ein Absperrventil umfasst, so dass bei abgesperrtem Ventil Milch in der Messkammer gesammelt wird, um die Messung durchzuführen.

Die beschriebene Anordnung ist wegen des zugeordneten und anzusteuernden Ventils aufwendig und nur schwer in kompakter Form aufzubauen. Zudem führt das Einströmen der Milch in die Messkammer zu einer Messung mit stark ver rauschten und/oder variierenden Messwerten. Dieses ist insbesondere beim Einströmen von stark schäumender Milch zu beobachten. Eine weitere Messanordnung zur Leitfähigkeitsmessung während des Melkvor gangs ist aus der Druckschrift US 8,967,083 B2 bekannt. Bei dieser Messan ordnung sind im oberen Bereich eines Milchsammeltopfs einzelne nach oben offene kleinere Messzellen angeordnet, in die Milch jeweils einer Zitze aus Zu führungsleitungen im Deckel des Messsammeltopfs strömt. Aus den Messzel len überfließende Milch sowie Milch, die die Messzellen aus einer Entleerungs bohrung in ihrem Boden verlässt, sammelt sich dann im Milchsammeltopf, von wo aus sie gemeinsam weiter gefördert werden kann. Vorteilhaft ist, dass auf dieser Weise vier Messzellen für die vier Zitzen einer Kuh gemeinsam inner halb eines Milchsammeltopfs angeordnet werden können.

Einzelne Ventile für jede Messzelle, wie sie bei der zuvor genannten Mess kammer erforderlich waren, werden nicht benötigt. Die Problematik des hohen Rauschanteils und der Messwertvariation, u.a. durch eintretende Luftblasen, ist bei dieser Messanordnung jedoch ebenfalls gegeben.

Eine inline-Messzelle, die im Durchfluss einer Milchleitung eingesetzt werden kann, ist aus der Druckschrift WO 03 / 040 704 A1 bekannt. Diese Messzelle ist nicht für elektrische, sondern für optische Messungen entwickelt. Bei dieser Messzelle weitet sich ein durch die Messzelle geführter Kanal im mittleren Be reich der Messzelle trogförmig nach unten auf. Etwa im mittleren Bereich der trogförmigen Aufweitung ist ein Messfenster für die optische Messung ange ordnet. Die nach unten weisende trogförmige Erweiterung ist dabei nicht not wendiger Weise über die gesamte Querschnittsbreite der Leitung ausgebildet, sondern bevorzugt schmaler, um eine Messung im Durchlicht zu ermöglichen. Auch bei dieser Messzelle ist die beschriebene Problematik eintretender Luft blasen gegeben.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Messzelle der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der Leitfähigkeitsmessungen während des Melkvorgangs mit möglichst geringer Variation der Messwerte und geringem Rauschanteil durchgeführt werden können. Die Messzelle soll zudem kompakt aufbaubar sein. Es ist eine weitere Aufgabe, eine Messanordnung mit mindes tens einer derartigen Messzelle zu beschreiben.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Messzelle und eine Messanordnung mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausge staltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Eine Messzelle der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Einlasskanal und dem Auslass eine von einem Boden des Hohl raums aufragende Barriere angeordnet ist, die den Hohlraum in den Messtrog auf der Seite des Einlasskanals und einen Auslasskanal auf der Seite des Aus lasses unterteilt, wobei eine Kuppe der Barriere unterhalb einer Verlängerung des Einlasskanals positioniert ist.

Durch den Einlasskanal einströmende Milch separiert sich in einen Milchstrom mit einem höheren Schaumanteil und einen Milchstrom mit geringerem

Schaumanteil, wobei der Milchstrom mit dem höheren Schaumanteil tendenziell eine flachere Flugkurve aufweist, die oberhalb der Barriere verläuft. Der Milch strom mit dem geringeren Schaumanteil bewegt sich tendenziell in einer schneller abfallenden Flugkurve und gelangt in den Messtrog. Der oberhalb der Kuppe der Barriere verlaufende Milchanteil gelangt unmittelbar in den Ablauf kanal.

Durch die Barriere wird somit Milch mit geringem Schaumanteil für die Mes sung abgetrennt. Durch den geringeren Schaumanteil wird eine Beeinflussung der Messungen durch aufsteigende Blasen verringert. Ein Milchpegel im Mess trog steigt an, bis überschüssige Milch über die Kuppe der Barriere strömt. So mit ist für die dann vorgenommenen Messungen eine konstante Füllhöhe des Messtrogs gegeben. Eine schwankende Füllhöhe würde sich unmittelbar auf die Messwerte der Leitfähigkeits- und/oder Impedanzmessungen auswirken. Zudem wird durch das Überlaufen der Milch über die Barriere erreicht, dass die Milch im Messtrog ständig ausgetauscht wird und in ihren Eigenschaften und ihrer Zusammensetzung im Wesentlichen der aktuell in den Einlass einströ menden Milch entspricht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Messzelle sind die Elektroden in einer vorderen Hälfte und bevorzugt in einem vorderen Drittel des Messtrogs ange ordnet. In diesem in Milchflussrichtung gesehen vorderen Bereich des

Messtrogs sind strömungsbedingt die geringsten Milchbewegungen und der ge ringste Anteil an Luftblasen in der zu messenden Milch zu beobachten, wodurch die Messung besonders konstante und rauschfreie Messergebnisse liefert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Messzelle mündet der Ein lasskanal seitlich an einer Vorderwand des Messtrogs in den Hohlraum, wobei zwischen dem Einlasskanal und der Vorderwand ein Winkel von mindestens 80° gebildet ist. Bevorzugt verläuft die Vorderwand des Messtrogs in der Be triebsstellung senkrecht. Auch dadurch können die Elektroden für die Leitfähig- keits- und/oder Impedanzmessung möglichst entfernt von der Barriere und da mit im Hinblick auf eine geringe Milchbewegung strömungstechnisch günstig angeordnet werden. Weiter bevorzugt ist zwischen dem Einlasskanal und der Vorderwand eine Kante ausgebildet, die einen Übergang von dem Einlasskanal in den Hohlraum schafft.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Messzelle verläuft eine dem Einlasskanal gegenüberliegende hintere Wand des Hohlraums geneigt. Weiter bevorzugt liegt diese hintere Wand in Milchflussrichtung gesehen ausreichend weit hinter der Barriere. Es wird so erreicht, dass der auftreffende Milchstrom mit dem höheren Schaumanteil nicht oder möglichst wenig in Richtung des Messtrogs zurückspritzt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Messzelle verläuft durch die Barriere ein Ablaufkanal, der den Messtrog mit dem Ablaufabschnitt verbindet. Der Ablaufkanal stellt dann eine Entleerung des Messtrogs nach Beendigung des Melkvorgangs und eines Reinigungszyklus sicher und trägt damit auch da zu bei, dass die Milch im Messtrog ausgetauscht wird und in ihren Eigenschaf ten und ihrer Zusammensetzung im Wesentlichen der in den Einlass einströ menden Milch entspricht. Der Querschnitt des Ablaufkanals ist bevorzugt so gewählt, dass beim Einströmen des Milchstroms mit dem geringeren

Schaumanteil auch bei niedrigem Milchfluss mehr Milch in den Messtrog ein läuft, als durch den Ablaufkanal abläuft. Zu Beginn eines Melkvorgangs füllt sich so der Messtrog bis auf das Niveau der Kuppe der Barriere mit der Milch.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Messzelle verlaufen der Ein lasskanal, ein Boden des Messtrogs, der Ablaufkanal und/oder der Ablaufab schnitt in einer Betriebsstellung geneigt. Auf diese Weise wird ein restloses Entleeren der Messzelle unterstützt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Messzelle sind als Elektroden Impedanzelektroden und/oder Leitfähigkeitselektroden vorhanden. Im Rahmen der Anmeldung wird als Leitfähigkeitsmessung eine bei Gleichstrom oder in ei nem niederen Frequenzbereich von maximal einigen 10 Kilohertz (kHz) durch geführte Messung verstanden. Als Impedanzmessung wird eine Messung in ei nem höheren Frequenzbereich von mindestens einigen 10 kHz, bevorzugt min destens 100 kHz und besonders bevorzugt mehreren 10 Megahertz (MHz) ver- standen. Diese beiden Messungen können mit den genannten Elektroden gleichzeitig und/oder nacheinander durchgeführt werden, wobei die Impedan zelektroden für die hochfrequente Impedanzmessung und die Leitfähigkeit selektroden für die niederfrequente Leitfähigkeitsmessung eingesetzt werden.

Zudem kann im Messtrog ein Temperatursensor angeordnet sein, der in einer bevorzugten Ausgestaltung auch integral mit einer der Elektroden ausgebildet sein kann. Der Temperatursensor dient der Bestimmung der aktuellen Tempe ratur der Milch, um Temperatureffekte bei einer Auswertung der Leitfähigkeits und/oder Impedanzmessungen(en) berücksichtigen zu können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Messzelle ist eine mit den Elektroden verbundene Auswerteschaltung zur Bestimmung einer Impedanz und/oder eines Leitwerts unterhalb des Messtrogs angeordnet. So werden kur ze Leitungswege zwischen den Elektroden und der Auswerteschaltung mög lich, was Störeinflüsse auf die auszuwertenden Signale minimiert und so die Qualität der Messungen erhöht.

Eine erfindungsgemäße Messanordnung zur Messung einer Leitfähigkeit von Milch während eines Melkvorgangs zeichnet sich durch mindestens zwei ne ben- oder übereinander angeordnete derartige Messzellen aus. Es ergeben sich bei kompaktem Aufbau die zuvor im Zusammenhang mit der Messzelle genannten Vorteile.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Messanordnung sind die mindestens zwei neben- oder übereinander angeordneten Messzellen gegenläufig ausge richtet. Dadurch können die Messzellen mit geringem Abstand zueinander posi tioniert werden und es steht dennoch genügend Bauraum zum Anschluss der Einlässe und der Auslässe zur Verfügung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Messanordnung einen gemeinsamen Gehäusegrundkörper für alle Messzellen auf, in dem jeweils der Messtrog, die Barriere und ein unterer Teil des Ablaufabschnitts sowie der Aus lass ausgebildet sind. Bevorzugt ist weiter mindestens ein Gehäuseoberteil vorgesehen, in dem mindestens ein Einlass, der Einlasskanal und die Rück wand ausgebildet ist. Es wird so ein besonders kompakter Aufbau mit wenigen Einzelteilen geschaffen. Weiter bevorzugt kann eine gemeinsame Auswer teeinheit für alle Messzellen vorhanden sein. Teile der Auswerteeinheit brau chen so nur in einfacher Auswirkung vorhanden zu sein und können dennoch für alle Messzellen genutzt werden, was den Bauteileaufwand bei der Auswer teeinheit senkt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mithilfe von drei Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Messzelle mit einer Elekt roden- und Sensoranordnung sowie einer Auswerteeinheit;

Fig. 2 eine Messanordnung mit vier Messzellen in einer isometrischen Ge samtansicht; und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Messanordnung gemäß Fig. 2.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Querschnittszeichnung ein Ausführungsbei spiel einer Messzelle 10 zur Durchführung von Leitfähigkeits- und Impedanz messungen während eines Melkvorgangs.

Die Messzelle 10 weist einen Einlass 1 1 für eintretende Milch auf, sowie einen an der gegenüber liegenden Seite eines Gehäuses der Messzelle 10 liegenden Auslass 16. In einer Einbaulage, die im Wesentlichen der in der Figur darge stellten Ausrichtung entspricht, ist der Auslass 16 tiefer positioniert als der Ein lass 1 1. Zwischen dem Einlass 11 und dem Auslass 16 lässt sich die Messzelle 10 in vier unterschiedliche Abschnitte gliedern: Einen sich an den Einlass 11 anschließenden Einlassabschnitt 12‘ mit einem Einlasskanal 12, einen Mess abschnitt 13‘ mit einem Messtrog 13, einen Barrierenabschnitt 14‘ mit einer Barriere 14 sowie einen Auslassabschnitt 15‘ mit einem Auslasskanal 15, der in den Auslass 16 mündet. Die Unterteilung der Messzelle 10 in die verschiede nen Abschnitte 12‘ bis 15‘ ist am oberen Rand der Fig. 1 angegeben.

Der Einlasskanal 12 schließt sich mit im Wesentlichen gleichem Querschnitt an den Einlass 1 1 an. Im Querschnitt ist der Einlass 1 1 ebenso wie der Einlasska nal 12 bevorzugt rund ausgebildet, um Kanten, in denen sich Milchreste fest setzen könnten, zu vermeiden. In der dargestellten Fig. 1 ist der Einlasskanal 12 horizontal ausgerichtet. In einer Umsetzung der Messzelle 10 kann eine leichte Neigung des Einlasskanals 12 in Richtung des Auslasses 16 vorgese hen sein, um Milchreste in Richtung des Auslasses 16 abfließen zu lassen. Der Einlasskanal 12 mündet in den Messabschnitt 13‘, in dem sich der Quer schnitt der Messzelle 10 nach unten hin stark aufweitet. Der Übergang vom Einlasskanal 12 in den Messabschnitt 13‘ wird durch eine Kante 121 gebildet, die im dargestellten Beispiel scharfkantig geformt ist, in alternativen Ausgestal tungen aber auch abgerundet ausgebildet sein kann. Unterhalb der Kante 121 schließt sich eine Vorderwand 131 des Messtrogs 13 an, die, wie im Ausfüh rungsbeispiel dargestellt ist, bevorzugt senkrecht nach unten verläuft. An der in Milchflussrichtung gesehen hinteren Seite wird der Messabschnitt 13‘ durch die Barriere 14 begrenzt und so der Messtrog 13 gebildet.

Die Barriere 14 weist eine Kuppe 141 auf, die um einen Höhenunterschied Ah niedriger liegt, als die Verlängerung der unteren Kante des Einlasskanals 12.

Im Bereich der Barriere 14 weist die Messzelle 10 also einen Querschnitt auf, der sich gegenüber dem Querschnitt des Einlasskanals 12 insbesondere nach unten hin erweitert, jedoch weniger tief als im Bereich des Messabschnitts 13‘, wodurch der genannte Messtrog 13 gebildet ist.

In den Einlass 1 1 und durch den Einlasskanal 12 einströmende Milch 40 ge langt in den Messabschnitt 13‘. Im Melkprozess wird die Milch bedingt durch das Pulsationsmelkverfahren und das in diesem Zusammenhang an den Milch leitungen und damit auch an der Messzelle 10 anliegende Vakuum pulsierend mit hoher Geschwindigkeit durch die Milchleitung und damit auch den Einlass kanal 12 bewegt. Die Milch läuft also nicht über die Kante 121 , sondern spritzt in den Freiraum oberhalb des Messtrogs 13. Dabei separiert sich ein Milch strom 41 mit höherem Schaumanteil von einem Milchstrom 42 mit geringerem Schaumanteil derart, dass der Milchstrom 41 mit dem höheren Schaumanteil tendenziell eine flachere Flugkurve aufweist, die oberhalb der Barriere 14 ver läuft. Der Milchstrom 42 mit dem geringeren Schaumanteil bewegt sich tenden ziell in einer schneller abfallenden Flugkurve und gelangt in den Messtrog 13.

Innerhalb des Auslassabschnitts 15‘ ist die in Milchflussrichtung gesehen hinte re Wand des Auslasskanals 15 als Prallwand 151 für den Milchstrom 41 mit dem höheren Schaumanteil ausgebildet. Die Prallwand 151 verläuft bevorzugt geneigt und liegt in Milchflussrichtung gesehen ausreichend weit hinter der Bar riere 14, so dass der auftreffende Milchstrom 41 mit dem höheren Schauman teil nicht in Richtung des Messtrogs 13 zurückspritzt. Der Milchstrom 41 mit dem höheren Schaumanteil wird dann durch den Auslasskanal 15 als Teil einer ausströmenden Milch 46 abgeleitet. Das kann wie gezeigt horizontal oder auch vertikal oder geneigt erfolgen. Bedingt durch die Auftrennung in den Milchstrom 41 mit dem höheren

Schaumanteil und den Milchstrom 42 mit geringeren Schaumanteil sammelt sich Milch 43 im Messtrog 13, die ebenfalls nur einen geringen Schaumanteil und damit möglichst wenig Luftblasen aufweist. Der Messtrog 13 steht über ei nen Ablaufkanal 142, der durch die Barriere 14 führt, mit dem Auslasskanal 15 in hydraulischer Verbindung.

Der Querschnitt des Ablaufkanals 142 ist so gewählt, dass beim Einströmen des Milchstroms 42 mit dem geringeren Schaumanteil auch bei niedrigem Milchfluss mehr Milch in den Messtrog 13 einläuft, als durch den Ablaufkanal 142 abläuft. Zu Beginn eines Melkvorgangs füllt sich daher der Messtrog 13 bis auf das Niveau der Kuppe 141 der Barriere 14 mit der Milch 43. Danach wird durch den Zustrom des Milchstroms 42 mit dem geringeren Schaumanteil ein Teil der Milch 43 als überströmende Milch 45 aus dem Messtrog 13 über die Kuppe 141 hinweg in Richtung des Auslasses 16 verdrängt, so dass die Milch 43 im Messtrog 13 ständig ausgetauscht wird und in ihren Eigenschaften und ihrer Zusammensetzung im Wesentlichen der aktuell in den Einlass 11 ein strömenden Milch 40 entspricht.

Zudem wird sichergestellt, dass der Pegel der Milch 43 im Messtrog 13 wie be schrieben und in Fig. 1 dargestellt während eines Melkvorgangs auf der Höhe der Kuppe 141 liegt. Der Ablaufkanal 142 stellt dann eine Entleerung des Messtrogs 13 nach Beendigung des Melkvorgangs und eines Reinigungszyklus sicher und trägt damit auch dazu bei, dass die Milch 43 im Messtrog 13 ausge tauscht wird und in ihren Eigenschaften und ihrer Zusammensetzung im We sentlichen der in den Einlass 1 1 einströmenden Milch 40 entspricht. Der aus den Ablaufkanal 142 ablaufende Milchstrom 44 vereinigt sich dann mit der ggf. über die Kuppe 141 strömenden Milch 45 und ggf. dem Milchstrom 41 mit dem höheren Schaumanteil zu der aus der Messzelle 10 ausströmenden Milch 46.

Im Messtrog 13 ist eine Elektroden- und Sensoranordnung 20 zur Durchfüh rung der Leitfähigkeits- und/oder Impedanzmessung(en) angeordnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Paar Elektroden und ein Tempera tursensor bei der Elektroden- und Sensoranordnung 20 vorgesehen, konkret zwei Impedanzelektroden 21 , zwei Leitfähigkeitselektroden 22 und ein Tempe ratursensor 23. Der Temperatursensor 23 dient der Bestimmung der aktuellen Temperatur der Milch, um Temperatureffekte bei einer Auswertung der Leitfä higkeits- und/oder Impedanzmessung(en) berücksichtigen zu können. In einer Weiterbildung der dargestellten Elektroden- und Sensoranordnung 20 kann vorgesehen sein, den Temperatursensor 23 in eine oder mehrere der Elektro den 21 , 22 zu integrieren, um die Temperatur tatsächlich am Ort der Leitfähig- keits- bzw. Impedanzmessung zu bestimmen.

Im Rahmen der Anmeldung wird als Leitfähigkeitsmessung eine bei Gleich strom oder in einem niederen Frequenzbereich von maximal einigen 10 Kilo hertz (kHz) durchgeführte Messung verstanden. Als Impedanzmessung wird eine Messung in einem höheren Frequenzbereich von mindestens einigen 10 kHz, bevorzugt mindestens 100 kHz und besonders bevorzugt mehreren 10 Megahertz (MHz) verstanden. Diese beiden Messungen können mit der gezeig ten Elektroden- und Sensoranordnung 20 gleichzeitig durchgeführt werden, wobei die Impedanzelektroden 21 für die hochfrequente Impedanzmessung und die Leitfähigkeitselektroden 22 für die niederfrequente Leitfähigkeitsmes sung eingesetzt werden. Grundsätzlich kann die Messung gleichzeitig erfolgen. Um ein Übersprechen zwischen den verschiedenen Messmethoden und eine gegenseitige Störung zu verhindern, kann eine Messung auch quasi gleichzei tig in kurz hintereinanderliegenden Zeitfenstern nacheinander oder abwech selnd ausgeführt werden.

Die Elektroden- und Sensoranordnung 20 ist bevorzugt in einem vorderen Be reich des Messtrogs 23 angeordnet, also in einem Bereich des Messtrogs 13, der näher an der Vorderwand 131 als an der Barriere 14 liegt. Besonders be vorzugt ist dieser Messbereich in einem vorderen Drittel des Messtrogs 13 an geordnet. In diesem Bereich sind strömungsbedingt die geringsten Milchbewe gungen und der geringste Anteil an Luftblasen in der zu messenden Milch zu beobachten, wodurch die Messung besonders konstante und rauschfreie Mes sergebnisse liefert. Für eine Anordnung der Elektroden 21 , 22 in einem strö mungstechnisch günstigen Bereich ist es vorteilhaft, wenn die Vorderwand 131 senkrecht oder annähernd senkrecht verläuft.

Eine weitere Maßnahme, die für konstante und rauschfreie Messergebnisse sorgt, besteht darin, dass die Höhe der Barriere 14 und damit der Pegel der Milch im Messtrog 13 so bemessen ist, dass die Elektroden- und Sensoranord nung 20 jederzeit während der Messung ausreichend mit Milch überdeckt wird.

Die Impedanzelektroden 21 , die Leitfähigkeitselektroden 22 und der Tempera tursensor 23 sind in den Messtrog 13 eingesetzt, beispielsweise abdichtend eingeklebt oder durch entsprechend eingesetzte Dichtungen geführt. Im dargestellten Beispiel ist eine Auswerteeinheit 30 unmittelbar unter der Elektroden- und Sensoranordnung 20 und unterhalb des Messtrogs 13 ange ordnet, um eine möglichst geringe Leitungslänge zwischen den Elektroden 21 , 22 und der Auswerteeinheit 30 zu ermöglichen. Die Elektroden 21 , 22 und der Temperatursensor 23 können über Stecker mit der Auswerteeinheit 30 verbun den werden, bevorzugt ist jedoch ein unmittelbares Einlöten der Anschlüsse der Elektroden- und Sensoranordnung 20 in eine Leiterplatte der Auswerteein heit 30.

Die Auswerteeinheit 30 umfasst einen Impedanzmesskreis 31 , der mit den Im pedanzelektroden 21 verbunden ist zur Durchführung der Impedanzmessung. Als Ergebnis der Impedanzmessung 31 wird eine bevorzugt komplexe Impe danz der Milch zwischen den Impedanzelektroden 21 ermittelt. Die komplexe Impedanz kann z.B. durch Real- und Imaginärteil oder durch einen Absolutwert und eine Phasenlage angegeben werden.

Die Auswerteeinheit 30 umfasst weiterhin einen Leitfähigkeitsmesskreis 32, der mit den Leitfähigkeitselektroden 22 verbunden ist und eine Impedanz bei nied riger Messfrequenz ermittelt. Die Impedanz ist in dem Fall durch einen Wider standswert gegeben, der dem Realteil einer komplexen Impedanz entspricht.

Die Messwerte werden analog und/oder digital an einem Anschluss 33 zur wei teren Verarbeitung bereitgestellt. Um besonders aussagefähige Messwerte zu erhalten, ist optional eine temperaturstabilisierte Messung vorgesehen, was durch eine Isolierhaube 34 erreicht wird, die die Auswerteeinheit 30 oder zu mindest deren Impedanzmesskreis 31 und Leitfähigkeitsmesskreis 32 in Hin blick auf die Temperatur gegenüber der Umgebung isoliert und die einen Heiz- und/oder Kühlkreis umfasst, mit dem eine konstante Temperatur für die ge nannten Messkreise eingehalten wird.

Fig. 2 zeigt in einer isometrischen schematischen Ansicht eine Messanordnung 1 , die mehrere Messzellen 10, vorliegend vier Messzellen 10, umfasst. Die Messzellen 10 können dabei grundsätzlich so aufgebaut sein, wie es beim Aus führungsbeispiel der Fig. 1 dargestellt ist. Gleiche Bezugszeichen kennzeich nen in dieser und der folgenden Figur gleiche oder gleichwirkende Elemente wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 .

Die Messanordnung umfasst ein mehrteiliges Gehäuse, das einen gemeinsa men Gehäusegrundkörper 2 aufweist, auf das für jede Messzelle 10 separate Gehäuseoberteile 3 aufgesetzt sind. Nach unten ist eine gemeinsame untere Abdeckung 4 vorgesehen. Die einzelnen Gehäuseoberteile 3 sind abgedichtet durch einzelne oder, wie hier, eine gemeinsame Dichtung 5 auf den Gehäu segrundkörper 2 aufgesetzt.

Fig. 3 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch die Messanordnung 1 der Fig. 2. In diesem Schnittbild ist gut die T rennung der einzelnen Messzellen 10 durch das mehrteilige Gehäuse 2 zu erkennen. In dem jeweiligen Gehäuseoberteil 3 ist der Einlass 1 1 und der Einlasskanal 12 ausgebildet, sowie ein Teil der Kon tur der Prallwand 151. In dem Gehäusegrundkörper 2 sind für alle vier Messzel len 10 jeweils die Konturen des Messtrogs 13, die Barriere 14 und die weitere Kontur des Auslasskanals 15 sowie der Auslass 16 ausgebildet. Anders als beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind vorliegend ein Boden 132 des

Messtrogs 13, der Ablaufkanal 142 der Barriere 14 und ein Boden 152 des Auslasskanals 15 geneigt ausgeführt, so dass ein Ablaufen der Milch 43 aus dem Messtrog 13 und der Milch 44 im Ablaufkanal 142 unterstützt wird.

Die Messzellen 10 sind bei dem dargestellten Beispiel abwechselnd um 180 Grad gegenüber der Vertikalen gedreht in der Messanordnung 1 angeordnet. Das ermöglicht es, Messzellen 10 mit geringem Abstand zueinander zu positio nieren und dennoch genügend Bauraum zum Anschluss der Einlässe 1 1 und der Auslässe 16 zur Verfügung zu haben.

Unterhalb des Gehäusegrundkörpers 2, abgedeckt von der unteren Abdeckung 4, ist Bauraum für die Auswerteeinheit(en) 30. Diese kann jeweils separat für jede der Messzellen 10 ausgebildet sein oder auch auf einer gemeinsamen Lei terplatte. Dabei kann für jede Messzelle ein eigener Impedanzmesskreis 31 und ein eigener Leitfähigkeitsmesskreis 32 vorgesehen sein, oder es können die einzelnen Elektroden 21 , 22 der Sensoranordnung 20 über ein Multiplexer mit einem gemeinsam genutzten Impedanzmesskreis 31 und einem gemein sam genutzten Leitfähigkeitsmesskreis 32 gekoppelt werden. In der unteren Abdeckung 4 oder seitlich im unteren Bereich des Gehäusegrundkörpers 2 sind auch einzelne oder gemeinsame Anschlüsse zur Stromversorgung der Mess zellen 10 und zur Übermittlung der gemessenen Werte angeordnet. Bezugszeichenliste

1 Messanordnung

2 Gehäusegrundkörper

3 Gehäuseoberteil

4 untere Abdeckung

5 Dichtung

10 Messzelle

11 Einlass

12‘ Einlassabschnitt

12 Einlasskanal

121 Kante

13‘ Messabschnitt

13 Messtrog

131 Vorderwand

132 Boden

14‘ Barrierenabschnitt

14 Barriere

141 Kuppe

142 Ablaufkanal

15‘ Auslassabschnitt

15 Auslasskanal

151 Rückwand (Prallwand)

152 Boden

16 Auslass

20 Elektroden- und Sensoranordnung

21 Impedanzelektrode

22 Leitfähigkeitselektrode

23 Temperatursensor

30 Auswerteeinheit

31 Impedanzmesskreis 32 Leitfähigkeitsmesskreis

33 Anschluss

34 Isolierhaube 40 einströmende Milch

41 Milchstrom mit höherem Schaumanteil

42 Milchstrom mit geringerem Schaumanteil

43 Milch im Messtrog

44 Milchstrom im Ablaufkanal

45 überströmende Milch

46 ausströmende Milch

Ah Höhenunterschied

Claims

Ansprüche

1. Messzelle (10) zur Messung einer Leitfähigkeit und/oder Impedanz von Milch während eines Melkvorgangs, wobei zwischen einem Einlass (1 1 ) und einem Auslass (16) ein Hohlraum gebildet ist, in dem ein Messtrog (13) angeordnet ist, in dem sich zumindest ein Teil einer der Messzelle (10) über einen Einlasskanal (12) zugeführten Milch sammelt und in dem Elektroden angeordnet sind, um eine Leitfähigkeit und/oder Impedanz der Milch zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass

zwischen dem Einlasskanal (12) und dem Auslass (16) eine von einem Boden des Hohlraums aufragende Barriere (14) angeordnet ist, die den Hohlraum in den Messtrog (13) auf der Seite des Einlasskanals (12) und einen Auslasskanal (15) auf der Seite des Auslasses (16) unterteilt, wobei eine Kuppe (141 ) der Barriere (14) unterhalb einer Verlängerung des Ein lasskanals (12) positioniert ist.

2. Messzelle (10) nach Anspruch 1 , bei der der Einlasskanal (12) seitlich an einer Vorderwand (131 ) des Messtrogs (13) in den Hohlraum mündet, wo bei zwischen dem Einlasskanal (12) und der Vorderwand (131 ) ein Winkel von mindestens 80° gebildet ist.

3. Messzelle (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Einlasskanal (12) in einer Betriebsstellung leicht geneigt ausgerichtet ist.

4. Messzelle (10) nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Vorderwand (131 ) des Messtrogs (13) in der Betriebsstellung senkrecht verläuft.

5. Messzelle (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der zwischen dem Einlasskanal (12) und der Vorderwand (131 ) eine Kante (121 ) ausgebildet ist, die einen Übergang von dem Einlasskanal (12) in den Hohlraum schafft.

6. Messzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Elektroden in einer vorderen Hälfte und bevorzugt in einem vorderen Drittel des Messtrogs (13) angeordnet sind.

7. Messzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine dem Ein lasskanal (12) gegenüberliegende Rückwand (151 ) des Hohlraums geneigt verläuft.

8. Messzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der durch die Barri ere (14) ein Ablaufkanal (142) verläuft, der den Messtrog (13) mit dem Ab laufabschnitt (15) verbindet.

9. Messzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der ein Boden des Messtrogs (13), der Ablaufkanal (142) und/oder der Ablaufabschnitt (15) in einer Betriebsstellung geneigt verläuft.

10. Messzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der als Elektroden Impedanzelektroden (21 ) und/oder Leitfähigkeitselektroden (22) vorhanden sind.

1 1. Messzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der im Messtrog (13) ein Temperatursensor (23) angeordnet ist.

12. Messzelle (10) nach Anspruch 1 1 , bei der der Temperatursensor (23) in tegral mit einer der Elektroden ausgebildet ist.

13. Messzelle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der eine mit den Elektroden verbundene Auswerteschaltung (30) zur Bestimmung einer Im pedanz und/oder eines Leitwerts unterhalb des Messtrogs (13) angeordnet ist.

14. Messanordnung (1 ) zur Messung einer Leitfähigkeit von Milch während ei nes Melkvorgangs, gekennzeichnet durch mindestens zwei neben- oder übereinander angeordnete Messzellen (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Messanordnung (1 ) nach Anspruch 14, bei der die mindestens zwei ne ben- oder übereinander angeordneten Messzellen (10) gegenläufig ausge richtet sind.

16. Messanordnung (1 ) nach Anspruch 14 oder 15, aufweisend einen gemein samen Gehäusegrundkörper (2) für alle Messzellen (10), in dem jeweils der Messtrog (13), die Barriere (14) und ein unterer Teil des Ablaufab schnitts (15) sowie der Auslass (16) ausgebildet sind.

17. Messanordnung (1 ) nach Anspruch 16, aufweisend mindestens ein Ge häuseoberteil (3), in dem mindestens ein Einlass (1 1 ), der Einlasskanal (12) und die Rückwand (151 ) ausgebildet ist.

18. Messanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der eine gemeinsame Auswerteeinheit (30) für alle Messzellen (10) vorhanden ist.