用于检测奶中的异常物质的光学器件的制作方法_2

文档序号:8531031阅读:来源:国知局
学装置被耦接至的容器可以是奶杯、奶 管线的一部分,或甚至是存储容器,例如收集瓶。将检测颜色变化的装置结合在挤奶装置中 以检测奶的优点在于:可立即地,即,在奶流动过程中或当奶在收集瓶中时实时地获得奶的 质量的指示。这使得系统能够警告农场主在牧群中有潜在的健康问题,并还可使得农场主 能够将这种奶分离,使得其不会污染大批量奶和影响整体奶产品的质量。
[0020] 优选地,挤奶装置包括被连接至奶管线的奶量计,并且用于检测奶中特定物质的 装置包括在奶量计中。这具有的进一步的优点在于能够基本上在奶流开始处检测颜色变 化。通过使用这样的装置,还可以确定来自单个乳房部分的奶的质量,即,从单个奶头产出 的奶的质量。因此,任何破损或感染都可被尽早识别出并报告,还在并非全部乳房部分都存 在乳腺炎时将奶的损失最小化。
[0021] 为了保护由一个或多个动物生产的奶的质量,当挤奶装置包括被配置成与处理器 通信并被配置成控制奶分离机构的控制器时,是尤其有利的,其中该控制器被配置成控制 奶分离机构以响应于由处理器产生的信号而分离奶。因此所有可能不合标准的奶都可以基 本上在奶源处并完全自动地与大批量奶分离开,以防止与剩余奶混合并因此防止对剩余奶 的潜在污染。
[0022] 在进一步有利的实施例中,挤奶装置进一步包括动物识别工具,其被配置成与控 制器通信,其中该控制器进一步被配置成存储关于每一个被识别的动物的数据,包括关于 来自所述动物的奶的颜色的数据。因此,颜色分析的结果与关于动物的其它数据(例如奶 产量、哺乳期阶段、年龄、治疗等)存储在一起,使得农场主能够确定发生颜色变化的频率 以及这是否与破损或感染有关。
[0023] 依据本发明的进一步的方面,用于测量颜色变化的装置包括在奶量计中。由于奶 量计已经提供了关于奶流动的数据以及在一些情况下还提供关于奶的质量的数据,这在将 颜色传感器装置结合在该器件中所需的连接和简化安装方面均是有利的。
[0024] 优选地,奶量计包括至少一个用于输送奶的通道和位于所述通道上方的窗口,其 中光学装置被布置成在窗口上与通道相邻,用于检测通道中输送的奶颜色的变化。该至少 一个通道可以是横截面基本一致的管道,或者可以由被布置成存放流过该奶量计的一部分 奶的某种存放装置构成,或配备有这种存放装置。
[0025] 依据本发明的进一步的方面,推荐了一种检测流体的颜色改变的方法,包括以下 步骤:用白色光照射被容纳在容器中的流体,检测来自所述流体的光并确定红色光的强度、 蓝色光的强度、绿色光的强度以及白色光的强度,确定检测的红色光与白色光的强度的第 一比率、检测的蓝色光与白色光的强度的第二比率,以及检测的绿色光与白色光的强度的 第三比率,将这些比率与参考值比较,并在这些比率与参考值不同时生成信号。
[0026] 如以上所提及的,生成每一个颜色频率强度与白色光强度的比率,并使用该比率 确定颜色的变化,使该方法能够实际上进行自补偿并因此减少了对温度和发光器强度改变 的敏感性。
[0027] 优选地,检测来自流体的光的步骤包括检测由该流体反射的光。检测由流体反射 的光的优点在于与传输方法相比,所测试的流体的厚度并不关键,而光的吸收取决于液体 样本的厚度。相似地使用反射光还意味着传感器装置既可被用在静止的流体也可被用在流 动的流体上,例如奶管道中的奶,以及在任何其它的奶产品物质上。
[0028] 具有优势地,该方法包括将比率与从来自同一个或不同的奶源的参考奶样本或一 个或多个以前的流体样本获得的参考值进行比较的步骤。当要被测试的流体为奶时,这意 味着这些奶是来自同一动物、同一牧群或一定范围的不同动物的奶。通过比较类似的东 西,可排除可能由于地点或生产或放牧实际情况以及给予动物的饲料不同而产生的颜色改 变。这因此使其更易于识别由于例如血或脓的特定污染物导致的颜色变化,这种特定污染 物指示了牛奶场动物的破损或感染并且对于奶的质量是有害的。
[0029] 对于明显的颜色变化的确定优选地通过将比率与参考范围进行比较来实现,其 中,生成信号的步骤包括在这些比率落到参考范围外时生成信号。这使得对由于例如生产 运行或挤奶进行至下一步导致的颜色改变具有一定的容差,并且因此在必然发生最小颜色 变化时,例如季节变换、不同的喂养习惯,以及牛奶场动物可能的哺乳期阶段,避免发生误 报。
[0030] 该方法在被用于挤奶装置中以在挤奶过程中或仅在挤奶后识别奶中颜色变化时 尤其是有利的。该方法因此优选地包括将奶杯连接至动物的奶头并对该动物挤奶的步骤, 其中照射的步骤包括照射流过一个或多个连接至奶杯的奶管道的奶,并进一步包括在比较 步骤指示比率与参考值不同时自动丢弃奶的步骤。
[0031] 当将关于所有检测到的颜色变化的信息与各个动物相关联并针对最近的诊断进 行存储时,可改进对牛奶场牧群的总体管理。因此,在优选的实施例中,该方法进一步包括 获取每一个动物的唯一标识的步骤,并与该唯一标识相关联地存储关于比较步骤的结果的 数据。
【附图说明】
[0032] 根据以下参考附图作为示例给出的优选实施例的说明,本发明的进一步的目的和 优点将变得显而易见。附图中:
[0033] 图1示出了带有颜色传感器装置的用于挤奶动物的挤奶系统的一部分的示意图,
[0034] 图2示意性地示出了在操作中颜色传感器的结构,
[0035] 图3是颜色传感器中检测器的示意图,
[0036] 图4是描绘了颜色传感器的检测部件的功能装置的框图,
[0037] 图5示出了针对本发明的颜色检测器中的四类检测器元件,信号强度与波长的关 系,以及
[0038] 图6示出了说明依据本发明的颜色传感器的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0039] 以下示例中,检测流体中颜色变化的装置是通过参考其在挤奶系统中的应用来说 明的。但是将理解的是该装置可等同地应用于其它系统,例如生产车间,或者甚至用于例如 奶和其它流质食料的包装。在以下说明中,术语"用于检测颜色变化的装置"与术语"光学 传感器"可互换使用,并且二者都是指同一装置。
[0040] 现在转向图1,示出了对用于对牛奶场动物进行挤奶的挤奶系统的一部分的图示, 该挤奶系统装备有依据本发明的颜色传感装置。在图示中示出了用于连接至动物的奶头的 奶杯10,奶杯10耦接至奶管线20。为了清楚起见,在图中仅示出了一个奶杯10,但是,应理 解的是在要挤奶的动物的所有奶头上均存在奶杯,每一个奶杯10耦接至各自的奶管线20。 用于测量由奶杯10收集的奶的流动和数量的奶量计30连接至每一个奶管线20。所示出的 这种能够确定奶开始流动和奶的流速和/或奶的数量的奶量计是挤奶领域内技术人员所 熟知的,因此在此将不进一步说明此器件的配置和操作。在所示出的实施例中,奶量计30 配备有光学传感器40,其能够确定奶的颜色变化。此后该光学传感器被称为颜色传感器。更 具体地,奶量计30配备有与奶量计的上游和下游的奶管线20连通的通路或室(未示出), 并且奶可从其中流过。在一个位置处提供有孔径或窗口 310 (见图2),该孔径或窗口是由例 如能够使可见光以最小衰减通过的玻璃或塑料的全透明材料制成的。颜色传感器40被布 置在通道外面的窗口 310上并检测该通道内包含的奶的颜色。虽然能够使奶量计配备有基 本全透明的壁,从而使得能够从外面看到奶,但是这样的装置会使周围的光照射奶,这会使 得颜色传感器数据处理变得复杂。在所示出的实施例中,颜色传感器40以这样的方式被连 接至,或结合至,奶量计的壁,即,颜色传感器40完全覆盖窗口 310并因此阻挡全部外部光。 奶量计30被连接至控制器80,该控制器80优选地为具有相关的内存、例如键盘、鼠标、和/ 或触摸屏的输入装置,以及例如显示器、打印机和类似装置的输出装置的计算机。该控制器 80可由连接在一起的多个计算机或可能连接至例如LAN、WAN或互联网的通信网络的单个 计算机
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