用于在挤奶过程中测量动物产奶量的设备和方法.pdf

1、(10)授权公告号 CN 102281757 B (45)授权公告日 2013.05.01 CN 102281757 B *CN102281757B* (21)申请号 200980154716.4 (22)申请日 2009.11.18 102008057819.3 2008.11.18 DE A01J 5/01(2006.01) G01F 13/00(2006.01) (73)专利权人 兰考特科德股份公司 地址 瑞士尼德托伊芬 (72)发明人 蒂尔曼胡夫玛亚 (74)专利代理机构 北京林达刘知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11277 代理人 刘新宇 张会华 US 6497143 B1,

2、2002.12.24, 全文 . CN 2935795 Y,2007.08.22, 全文 . CN 101040168 A,2007.09.19, 全文 . DE 102004025059 A1,2005.12.29, 全文 . US 3919975 A,1975.11.18, 全文 . WO 8203965 A1,1982.11.25, 全文 . DE 3118865 A1,1982.12.02, 全文 . WO 0171292 A1,2001.09.27, 全文 . (54) 发明名称 用于在挤奶过程中测量动物产奶量的设备和 方法 (57) 摘要 本发明涉及一种用于在挤奶过程中测量动物 产

3、奶量的设备， 其包括 ： 容器、 供给单元、 排出单 元、 充填水平测量装置、 控制单元和估算单元。供 给单元构造为向容器供给奶以及可连接到挤奶机 的挤奶单元。排出单元构造为从容器排出奶以及 可连接到挤奶机的挤奶管路， 挤奶管路适于具有 施加到其上的挤奶真空。排出单元包括用于改变 排出开口的尺寸的部件， 当奶从容器排出时， 奶流 过该排出开口。允许奶流过的排出开口可调节到 至少两个尺寸。充填水平测量装置构造为测量容 器内奶的充填水平。控制单元构造为 ： 根据由充 填水平测量装置确定的容器内奶的充填水平而控 制用于改变排出开口的尺寸的部件， 以调节排出 开口的尺寸而使得充填水平保持在预定范围。估

4、 算单元构造为基于排出开口的设定尺寸和由充填 水平测量装置测得的充填水平来计算进入容器的 奶流量。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.07.15 (86)PCT申请的申请数据 PCT/EP2009/008206 2009.11.18 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/057621 DE 2010.05.27 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 单芝丹 权利要求书 5 页 说明书 24 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书5页 说明书24页 附图9页 (10)授权公告号 CN 102281757

5、 B CN 102281757 B *CN102281757B* 1/5 页 2 1. 一种用于在挤奶过程中测量动物产奶量的设备， 其包括 ： 容器 ； 供给单元， 其构造为向所述容器供给奶以及能连接到挤奶机的挤奶单元 ； 排出单元， 其构造为从所述容器排出奶以及能连接到所述挤奶机的挤奶管路， 所述挤 奶管路适于具有施加到所述挤奶管路的挤奶真空， 其中所述排出单元包括用于改变排出开 口的尺寸的部件， 当奶从所述容器排出时， 奶流过所述排出开口， 其中， 能够在所述排出开 口的允许奶流过所述排出开口的至少两个尺寸之间进行调节 ； 充填水平测量装置， 其构造为测量所述容器内的奶的充填水平 ； 控制

6、单元， 其构造为 ： 根据由所述充填水平测量装置确定的所述容器内的奶的水平来 控制所述用于改变排出开口的尺寸的部件， 以调节所述排出开口的尺寸而使得所述充填水 平保持在预定范围内 ； 以及 估算单元， 其构造为基于所述排出开口的设定尺寸和由所述充填水平测量装置测得的 充填水平来计算进入所述容器的奶流量。 2. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 所述控制单元构造为 ： 当所述容器的所述 充填水平超过预定上限阈值时， 增大所述排出开口 ； 当所述充填水平低于预定下限阈值时， 减小所述排出开口， 以及 所述控制单元构造为当超过所述上限阈值和 / 或未达到所述下限阈值时， 基于由所述 估算

7、单元计算的奶流量来确定 ： 在所述排出开口的所述至少两个尺寸中的一个尺寸的情况 下， 是否能够建立进入所述容器的奶流量与流出所述容器的奶流量之间的平衡， 以及如果 能够建立平衡， 则调节为所述排出开口的该尺寸。 3. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 所述用于改变排出开口的尺寸的部件构 造为使得能在所述排出开口的允许奶流过的三个以上的不同尺寸之间进行调节。 4. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 所述排出开口的允许奶流过所述排出开 口的能调节的尺寸中的至少一个适于使得 ： 在进入所述容器的奶流量位于 0.5kg/min 至 12kg/min 范围的子范围时， 在进入所述

8、容器的奶流量与流出所述容器的奶流量之间建立平 衡， 使得所述充填水平位于预定范围。 5. 根据权利要求 4 所述的设备， 其特征在于， 所述排出开口的允许奶流过所述排出 开口的能调节的尺寸中的每一个适于使得 ： 在进入所述容器的奶流量位于 0.5kg/min 至 12kg/min 范围的子范围时， 在进入所述容器的奶流量与流出所述容器的奶流量之间建立平 衡， 使得所述充填水平位于预定范围。 6. 根据前述权利要求中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述用于改变排出开口的尺 寸的部件包括 ： 盘， 其具有至少两个不同尺寸的开口， 所述盘布置在所述排出单元的开口的前方并且 能够相对于所述排出单元的

9、所述开口移动， 使得通过移动所述盘而使所述盘的所述至少两 个开口中的每一个开口可布置在所述排出单元的所述开口的前方， 从而当奶从所述容器排 出时， 奶流过所述盘的所述至少两个开口中的布置在所述排出单元的所述开口前方的那个 开口 ； 以及 盘驱动部件， 其用于相对于所述排出单元的所述开口移动所述盘。 7. 根据权利要求 6 所述的设备， 其特征在于， 所述盘能绕与所述盘的底面正交的轴旋 权 利 要 求 书 CN 102281757 B 2/5 页 3 转， 所述盘的所述至少两个开口围绕所述轴布置， 以及所述盘的所述底面与所述排出单元 的所述开口的边缘接触。 8. 根据权利要求 7 所述的设备，

10、其特征在于， 所述容器具有竖直方向， 其中， 至少在所 述容器的位于对应于最小充填水平的充填高度和对应于最大充填水平的充填高度之间的 区域， 所述容器的内部空间在每个平面上的横截面积是恒定的， 所述平面与所述竖直方向 正交并且在对应于所述最小充填水平的充填高度和对应于所述最大充填水平的充填高度 之间的所述区域中与所述容器相交， 所述轴相对于所述容器的所述竖直方向倾斜。 9. 根据权利要求 8 所述的设备， 其特征在于， 所述轴与所述容器的所述竖直方向正交。 10. 根据权利要求 6 所述的设备， 其特征在于， 所述盘包括未设置开口的区域， 其中所 述盘能够相对于所述排出单元移动， 使得能通过移

11、动所述盘而使所述盘的所述未设置开口 的区域布置在所述排出单元的所述开口的前方， 以关闭所述排出单元的所述开口。 11. 根据权利要求 10 所述的设备， 其特征在于， 所述盘的所述未设置开口的区域布置 为邻近所述至少两个开口中的最大的开口。 12. 根据权利要求 6 所述的设备， 其特征在于， 所述盘包括多个如下的开口 ： 这些开口 的尺寸构造为使得在所述容器的预定充填水平， 通过两个彼此相邻的开口的奶的流率彼此 相差预定的流率差。 13. 根据权利要求 12 所述的设备， 其特征在于， 最大充填水平时所述容器内的奶量和 最小充填水平时所述容器内的奶量之差与所述流率差的比大于 20 秒。 14

12、. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述用于改变排出开口的尺 寸的部件包括能调节开放度的关闭部件。 15. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述用于改变排出开口的尺 寸的部件包括 ： 所述容器的两个以上的开口 ； 和 两个以上的关闭机构， 每个所述关闭机构适于关闭和露出与所述关闭机构关联的开 口 ； 所述排出开口由所述容器的所有露出的开口形成 ； 其中， 所述控制单元适于控制所述关闭机构， 以通过关闭和 / 或露出所述容器的一个 以上的所述开口来调节所述排出开口的尺寸。 16. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述用

13、于改变排出开口的尺 寸的部件包括 ： 盘， 所述盘能绕与所述盘的底面正交的轴旋转， 所述轴布置为邻近所述排出 单元的开口， 其中所述盘的从所述轴到所述盘的边缘的半径作为关于所述轴的角度的函数 从第一值增大到第二值， 所述第一值小于或等于从所述轴到所述排出单元的所述开口在面 向所述轴的那侧的边缘的距离， 所述第二值大于或等于从所述轴到所述排出单元的所述开 口在远离所述轴的那侧的边缘的距离。 17. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述设备还包括倾斜度传 感器， 所述估算单元适于基于由所述倾斜度传感器测得的倾斜度对所计算的奶流量进行校 正。 18. 根据权利要求 1-5

14、中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述供给单元包括用于分离 奶和传送空气的离心机头， 其中， 所述离心机头的入口能与所述挤奶机的所述挤奶单元连 权 利 要 求 书 CN 102281757 B 3/5 页 4 接， 以及所述离心机头的奶出口通向所述容器， 所述设备还包括旁通管路， 所述旁通管路构 造为从所述离心机头沿着远离所述容器的那侧向所述排出单元的所述排出开口供给空气。 19. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述排出单元包括收集室， 所述收集室包括连接到所述排出开口的第一入口、 连接到所述旁通管路的第二入口以及能 与所述挤奶机的挤奶管路连接的出口， 所述设备包

15、括用于关闭所述出口的装置。 20. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的设备， 其特征在于， 为计算进入所述容器的奶流 量， 所述估算单元适于基于所述充填水平的时间变化确定所述容器内的奶量的时间变化， 以基于所述排出开口的尺寸和所述充填水平来确定流出所述容器的排出速率， 以及计算所 述容器内的所述奶量的时间变化与所述排出速率之和。 21. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述估算单元还适于通过来 自所述容器的奶流量的时间积分来确定挤奶过程中动物的产奶总量， 所述奶流量是基于所 述排出开口的尺寸和所述充填水平计算的。 22. 根据权利要求 1-5 中任一项所述的设备，

16、其特征在于， 所述充填水平测量装置包 括 ： 皮托管， 其具有在所述容器内的位于对应于所述容器的最小充填水平的充填高度下方 的开口底端 ； 气体供给导管， 其构造为将气体引入所述皮托管， 使得所述气体从皮托管的底端排出 ； 和 压力测量装置， 其构造为测量所述皮托管内部和所述容器的位于对应于最大充填水平 的充填高度上方的区域之间的压力差。 23. 根据权利要求 22 所述的设备， 其特征在于， 所述气体为空气。 24. 根据权利要求 22 所述的设备， 其特征在于， 所述气体供给导管包括所述皮托管的 连接到所述设备周围的开口， 使得由所述容器中的挤奶真空将空气从所述设备周围吸入所 述皮托管。

17、25. 根据权利要求 22 所述的设备， 其特征在于， 所述皮托管包括位于所述皮托管开口 底端的边缘的至少一个切口。 26. 根据权利要求 22 所述的设备， 其特征在于， 所述压力测量装置包括 ： 压差传感器， 其构造为测量所述压差传感器的第一部分和所述压差传感器的第二部分 之间的压力差 ； 第一导管， 其连接所述皮托管的内部和所述压差传感器的第一部分 ； 和 第二导管， 其连接所述容器的位于对应于最大充填水平的充填高度上方的区域和所述 压差传感器的第二部分。 27. 根据权利要求 26 所述的设备， 其特征在于， 所述第一导管的位于所述皮托管内部 的一端和 / 或所述第二导管的位于所述容器

18、内部的一端具有滴口突出部。 28. 根据权利要求 26 所述的设备， 其特征在于， 在所述压差传感器和所述第一导管之 间和 / 或在所述压差传感器和所述第二导管之间， 安装由透气体但不透液体的材料制成的 隔膜。 29. 根据权利要求 26 所述的设备， 其特征在于， 所述设备还包括用于加热所述压差传 感器的加热装置。 权 利 要 求 书 CN 102281757 B 4/5 页 5 30. 一种用于在挤奶过程中测量动物产奶量的方法， 所述方法包括 ： 将动物在挤奶过程中产出的奶注入容器 ； 测量所述容器中奶的充填水平 ； 根据测得的所述容器内奶的所述充填水平， 改变供奶流出所述容器的排出开口的

19、尺 寸， 其中， 所述排出开口构造为使得能在所述排出开口的允许奶流过所述排出开口的至少 两个不同的尺寸之间进行调节， 所述排出开口的尺寸设定为使得所述容器内奶的充填水平 保持在预定范围 ； 和 基于所述排出开口的设定尺寸和由充填水平测量装置测得的充填水平计算进入所述 容器的奶流量。 31. 根据权利要求 30 所述的方法， 其特征在于， 当所述容器的充填水平超过预定上限 阈值时， 增大所述排出开口的尺寸， 以及当所述容器的充填水平低于预定下限阈值时， 减小 所述排出开口的尺寸 ； 和 如果所述上限阈值被超过和 / 或未达到所述下限阈值时， 基于所计算的进入所述容器 的奶流量确定 ： 在所述排出

20、开口的至少两个尺寸中的一个尺寸的情况下， 是否能够建立进 入所述容器的奶流量和流出所述容器的奶流量之间的平衡， 如果能够建立平衡， 则设定所 述排出开口的该尺寸。 32. 根据权利要求 30 所述的方法， 其特征在于， 所述排出开口构造为使得能在所述排 出开口的允许奶流过所述排出开口的三个以上的尺寸之间进行调节。 33. 根据权利要求 30 所述的方法， 其特征在于， 所述排出开口的允许奶流过所述排出 开口的能调节的尺寸中的至少一个尺寸构造为使得 ： 在进入所述容器的奶流量在 0.5kg/ min 至 12kg/min 范围的子范围时， 在进入所述容器的奶流量和流出所述容器的奶流量之间 建立平

21、衡， 使得所述充填水平位于所述预定范围。 34. 根据权利要求 33 所述的方法， 其特征在于， 所述排出开口的允许奶流过所述排出 开口的能调节的尺寸中的每一个尺寸构造为使得 ： 在进入所述容器的奶流量在 0.5kg/min 至 12kg/min 范围的子范围时， 在进入所述容器的奶流量和流出所述容器的奶流量之间建 立平衡， 使得所述充填水平位于所述预定范围。 35. 根据权利要求 30 至 34 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述方法还包括通过流 出所述容器的奶流量的时间积分计算动物在挤奶过程中的产奶总量， 所述奶流量是基于所 述排出开口的尺寸和所述充填水平计算的。 36. 根据权利要

22、求 30 至 34 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述充填水平的测量包 括 ： 提供具有开口底端的皮托管， 所述开口底端在所述容器的内部位于对应于所述容器的 最小充填水平的充填高度的下方 ； 将气体注入所述皮托管的内部空间， 使得所述气体在所述皮托管的底端从所述内部空 间排出 ； 和 测量所述皮托管的内部和所述容器的位于对应于最大充填水平的充填高度上方的区 域之间的压力差。 37. 根据权利要求 3 6 所述的方法， 其特征在于， 所述气体为空气。 38. 根据权利要求 30 至 34 中任一项所述的方法， 其特征在于， 改变所述排出开口的尺 权 利 要 求 书 CN 102281757

23、 B 5/5 页 6 寸包括移动具有两个以上不同尺寸的开口的盘， 所述盘布置在所述容器的所述排出单元的 开口的前方， 其中所述盘的所述开口中的一个开口布置于所述容器的所述排出单元的所述 开口的前方， 使得奶可通过所述盘的所述开口从所述容器流出。 39. 根据权利要求 30 至 34 中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述容器包括两个以上 的开口， 其中改变所述排出开口的尺寸包括关闭和 / 或露出所述容器的一个或多个开口， 所述排出开口由所述容器的所有露出的开口形成。 40. 根据权利要求 30 至 34 中任一项所述的方法， 其特征在于， 改变所述排出开口的尺 寸包括使盘绕与所述盘的底面垂直

24、的轴旋转， 所述轴布置为邻近所述排出单元的开口， 其 中所述盘的从所述轴到所述盘的边缘的半径作为关于所述轴的角度的函数从第一值增加 到第二值， 所述第一值小于或等于从所述轴到所述排出单元的开口的在面向所述轴的那侧 的边缘的距离， 所述第二值大于或等于从所述轴到所述排出单元的开口的在远离所述轴的 那侧的边缘的距离。 41. 根据权利要求 30 至 34 中任一项所述的方法， 其特征在于， 奶流量的计算包括 ： 根据所述充填水平的时间变化， 确定所述容器内奶量的时间变化 ； 基于所述排出开口的尺寸和所述充填水平， 确定从所述容器的排出速率 ； 和 计算所述容器内奶量的时间变化与所述排出速率之和。

25、42.根据权利要求30至34中任一项所述的方法， 其特征在于， 测量所述容器的倾斜度， 以及基于测得的倾斜度对测得的奶量进行校正。 权 利 要 求 书 CN 102281757 B 1/24 页 7 用于在挤奶过程中测量动物产奶量的设备和方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于在挤奶过程中测量动物产奶量的设备和方法。 背景技术 0002 在乳品业中， 在挤奶过程中测量如奶牛、 绵羊或山羊等动物的产奶量是有利的。 从 而， 能够监测每个动物的能力并且可以调整牧群的组成和动物的给食， 以获得尽可能高的 产奶量。 0003 例如， 在 DE 3118865A1 中描述了一种根据现有技术的确定奶牛

26、产奶能力的设备。 以下， 将参考图 1 详细描述该设备。 0004 设备 100 包括导管 111， 通过导管 111 将奶和空气一起吸入。奶被收集到导管 111 通向的收集容器 113。收集容器 113 的底部设置有排出导管 114， 排出管路 114 通向收集管 路 112。电磁阀 115 设置在排出管路 114 的口部之前的近处。收集容器 113 的上侧连接管 道 116， 管道 116 经由收集容器 113 传送收集管路 112 中的真空到吸出管 111。 0005 在设备100操作期间， 通过电极117、 119测量收集容器的充填水平是否在电极119 的高度之上或在电极 117 的高

27、度之下。一旦奶达到电极 119， 通过控制单元 120 打开电磁 阀 115。一旦电极 117 暴露时， 关闭电磁阀 115。测量电磁阀 115 打开期间的时间， 并根据 测量的时间来计算产奶动物的产奶量。 0006 设备 100 的管路 114 被构造成使得当电磁阀 115 打开时流经排出管路 114 的奶流 量(milk flow)大于挤奶期间发生的最大奶流量。 奶牛可产生高达12kg/min的奶流量。 如 果奶流量相当地小， 电磁阀仅在非常短的时间段内打开， 以及在挤奶过程中， 可仅发生很少 的电磁阀的打开和关闭操作。因此， 难以测量低的奶流量。特别地， 对如绵羊或山羊等产出 比 12k

28、g/min 低很多的奶流量的动物来说， 会发生这种情况。在挤奶过程的开始和结束时也 可能发生比中间阶段低很多的奶流量。对于奶牛， 挤奶和结束挤奶 ( 基本上不增加来自奶 牛的奶的挤奶 ) 的界线可认为是 200g/min。这意味着对于奶牛， 测量低至 0.2kg/min 的低 奶流量可认为是合理的。 0007 此外， 设备 100 仅确定动物的产奶总量。由于设备 100 的间歇运行模式， 设备 100 不适于测量挤奶过程中的奶流量的变化。 0008 在设备 100 中， 制作比较长的排出管路 114， 以使得由收集容器 113 的充填水平的 波动引起的通过排出管路 114 的奶流量的变化维持在

29、低的水平。这将导致设备 100 的较大 的结构高度， 由此限制设备 100 的可运输性。 0009 其它奶量测量设备的现有技术的描述见 US 3,919,975A、 US6,497,143B1、 DE 31 01 302A1 以及 EP 0 382 852A1。 发明内容 0010 本发明的目的是提供一种能够测量剧烈变化的奶流量的设备和方法。 0011 本发明的另一目的是提供一种能测量挤奶过程中发生的奶流量的设备和方法。 说 明 书 CN 102281757 B 2/24 页 8 0012 本发明的进一步的目的是提供一种在挤奶过程中测量动物产奶量的可运输的设 备。 0013 一种用于在挤奶过程

30、中测量动物产奶量的设备， 其包括 ： 容器、 供给单元、 排出单 元、 充填水平测量装置、 控制单元和估算单元。 所述供给单元构造为向所述容器供给奶以及 可连接到挤奶机的挤奶单元。 所述排出单元构造为从所述容器排出奶以及可连接到所述挤 奶机的挤奶管路， 所述挤奶管路适于具有施加到其上的挤奶真空。所述排出单元包括用于 改变排出开口的尺寸的部件， 当奶从所述容器排出时， 奶流过所述排出开口。 允许排出所述 容器的奶流过的所述排出开口可调节到至少两个尺寸。 所述充填水平测量装置构造为测量 所述容器内的奶的充填水平。所述控制单元构造为 ： 根据由所述充填水平测量装置确定的 所述容器内的奶的充填水平来控

31、制用于改变所述排出开口的尺寸的部件， 以设定所述排出 开口的尺寸而使得所述充填水平保持在预定范围内。 所述估算单元构造为基于所述排出开 口的设定尺寸和由所述充填水平测量装置测得的充填水平来计算进入所述容器的奶流量。 0014 通过可由所述控制单元、 所述充填水平测量装置和所述用于改变排出开口的尺寸 的部件完成的将所述充填水平设定在预定范围内， 该设备可在相似的运行条件下用于变化 的奶流量。因此， 设备不仅可以用于可发生高达 12kg/min 奶流量的奶牛的挤奶， 而且可以 用于在挤奶结束时可发生20至50g/min的较小奶流量的如绵羊或山羊等其它动物的挤奶。 0015 从所述容器的排出量基本上

32、取决于在所述排出开口处的奶具有的流体静压以及 取决于所述排出开口的尺寸， 所述流体静压为所述充填水平的函数， 并且可基于该些数值 和 / 或借助于校准来计算从所述容器的排出量。每单位时间进入所述容器的奶流量基本上 等于从所述容器的排出量与容器内奶量的增长的和。如果容器的形式已知， 所述容器内奶 量的增长可从所述充填水平的时间变化计算得到， 其中充填水平减小则所述容器内奶量的 增长为负值。从而， 可测量在挤奶过程中进入容器的奶流量。 0016 在一些实施方式中， 所述控制单元适于 ： 如果所述容器的所述充填水平超过预定 上限阈值， 则增大所述排出开口 ； 如果所述充填水平低于预定下限阈值时， 则

33、减小所述排出 开口。所述控制单元适于当超过所述上限阈值和 / 或未达到所述下限阈值时， 基于由所述 估算单元计算的奶流量来确定 ： 在所述排出开口的所述至少两个尺寸中的一个尺寸的情况 下， 是否能够建立进入所述容器的奶流量与流出所述容器的奶流量之间的平衡， 以及如果 能够建立平衡， 则调节为所述排出开口的该尺寸。 0017 通过在超过上限阈值时增大排出开口以及在未达到下限阈值时减小排出开口， 充 填水平可保持在能进行准确测量的数值范围。通过设定排出开口的尺寸使得进入容器的 奶流量和流出容器的奶流量之间的平衡被建立， 可减少必需调节排出开口尺寸的操作的数 量。 0018 在本发明的一些实施方式中

34、， 所述用于改变排出开口的尺寸的部件构造为使得能 在所述排出开口的允许奶流过的三个以上的不同尺寸之间进行调节。 通过提供两个以上的 可能的排出开口尺寸， 更容易建立进入容器的奶流量与流出容器的奶流量之间的平衡， 因 为存在更多可能将排出开口的尺寸适应于进入容器的当时奶流量。 0019 在本发明的一些实施方式中， 所述排出开口的允许奶流过所述排出开口的能调节 的尺寸中的至少一个或所有能够被构造成使得 ： 在进入所述容器的奶流量位于 0.5kg/min 至 12kg/min 范围的子范围时， 在进入所述容器的奶流量与流出所述容器的奶流量之间建 说 明 书 CN 102281757 B 3/24 页

35、 9 立平衡， 使得所述充填水平位于预定范围。测量奶牛的产奶量时， 通常需要对 0.5kg/min 至 12kg/min的范围的奶流量进行测量。 通过提供允许在特别涉及奶牛的该范围的子范围内建 立平衡的排出开口的一个以上的可调节尺寸， 在较长时间段中测量奶牛产出的奶量的过程 中， 可在维持供给到容器和从容器排出之间的平衡的同时进行以上测量过程， 因此需要非 常少量的改变排出开口尺寸的切换操作。 从而， 在用电力操作设备的情况下， 可降低该设备 的能耗。 0020 此外， 估算单元可适于通过来自容器的奶流量的时间积分来确定在挤奶过程中动 物的产奶总量， 所述奶流量是根据排出开口的尺寸和充填水平确

36、定的。因为在一些实施方 式中， 可以以比进入容器的奶流量更高的精度确定流出容器的奶流量， 所以可以实现对动 物产奶总量的特别准确的测量。 0021 在一些实施方式中， 充填水平测量装置包括皮托管、 气体供给部和压力测量装置。 皮托管包括位于容器内部的、 在容器的最小充填水平下方的底端。气体供给部适于向皮托 管注入气体、 特别是空气， 使得气体在皮托管底端从皮托管排出。 压力测量装置适于测量皮 托管内部与容器的位于最大充填高度上方的区域之间的压力差。 0022 当气体从皮托管的底端排出时， 不仅必须克服存在于容器上部区域的压力， 由于 容器连接到被施加挤奶真空的挤奶导管， 该压力可低于环境空气压

37、力， 而且必须克服皮托 管底端的奶的流体静压。容器的充填水平越高， 该压力越大。因此， 在皮托管中建立了基本 上等于容器内部压力与流体静压之和的压力。然而， 在容器的位于最大充填水平上方的无 奶的区域， 仅存在容器的内部压力。 因此， 通过测量压力差， 可确定奶的流体静压， 所述流体 静压为用于所述容器的充填水平的测量值。在两处气体之间测量压力差， 使得压力测量装 置不必进入而接触奶。从而， 可防止如果压力测量装置接触奶而可能发生的压力测量装置 的酪化和 / 或钙化。此外， 通过使压力测量装置与设备的接触奶的那些部分分离， 可减少机 械损坏压力测量装置的风险。 0023 气体供给部可包括与设备

38、周围接触的皮托管开口， 使得通过挤奶真空将来自周围 的空气吸入皮托管。因此， 可利用降低复杂度的设备保证气体供给。由挤奶机为气体供给 部提供所需的能量， 从而设备不需具有自身的用于气体供给的能源。 0024 皮托管可包括位于皮托管的开口底端的边缘的至少一个切口。 气体可通过切口流 出皮托管， 以及可以以规则小气泡的形式通过奶上升。 从而， 可避免可导致皮托管内压力波 动的非规则气泡的形成。 0025 在一些实施方式中， 压力测量装置包括压差传感器、 第一导管和第二导管， 压差传 感器适于测量压差传感器的第一部分和压差传感器的第二部分之间的压力梯度， 第一导管 连接皮托管的内部和压差传感器的第一

39、部分， 第二导管连接容器的位于最大充填水平上方 的区域和压差传感器的第二部分。与利用彼此独立的两个压力传感器的测量压力差相比， 压差传感器提供了防止或至少减少测量结果恶化的可能性， 该恶化是由于压力传感器之间 的例如关于线性、 偏移和温度历程的微小差别造成的。 0026 在一些实施方式中， 在皮托管内部的第一导管的端部和 / 或在容器内部的第二导 管的端部可具有滴口突出部(drip projection)。 从而， 能防止可导致压力测量恶化和损害 压差传感器的奶或清洗液向导管内的渗透。 0027 在第一导管和压差传感器之间和 / 或在第二导管和压差传感器之间， 可布置由透 说 明 书 CN 1

40、02281757 B 4/24 页 10 气体但不透液体的材料制成的隔膜。 从而， 可保护压差传感器的电子部件免受如奶雾、 清洗 液体和 / 或冷凝水形式的湿气影响。 0028 此外， 设备可包括用于加热压差传感器的加热装置。 从而， 压差传感器可被保持在 稍高于环境温度的温度， 以抑制在压差传感器上形成冷凝水。 0029 在一些实施方式中， 用于改变排出开口的尺寸的部件可包括具有至少两个不同尺 寸的开口的盘。 盘布置在排出单元的开口的前方， 可相对于排出单元的开口移动， 通过移动 盘使至少两个开口中的每一个开口均可被布置在排出单元的开口的前方， 从而使得当奶从 容器排出时， 奶流过盘的至少两

41、个开口中的位于排出单元的开口前方的一个开口。 此外， 可 设置使盘相对于排出单元的开口移动的盘驱动部件。 0030 因此， 排出开口的尺寸可通过将所述至少两个开口中的具有所需尺寸的一个开口 布置到排出单元的前方来调节排出开口尺寸。 从而， 排出开口的尺寸可以离散的间隔设定， 因此达到调节后的尺寸的高精度。 0031 在一些实施方式中， 盘可绕垂直于盘底面的轴旋转。 盘的至少两个开口绕轴布置， 以及盘的底面与排出单元的开口的边缘接触。 0032 由于需要较少量的能量用于旋转盘， 特别是， 如果具有较好的润滑性能的奶存在 于盘的底面和开口的边缘， 可保持低的设备能耗， 能够实现利用小的轻便电池的电

42、池操作， 以及可使用具有较弱和因此轻便的盘驱动部件。从而， 可实现容易使用和稳固的设备。 0033 容器可具有竖直方向。 至少在容器的位于最大充填水平和最小充填水平之间的区 域， 容器的内部空间在与竖直方向正交并在该区域与容器相交的平面内的横截面积可以为 常数， 盘绕其旋转的轴朝向容器的竖直方向倾斜。 0034 由于由最大充填水平和最小充填水平之间的横截面积的恒定性限定的、 例如在筒 状容器的情况下可为筒的轴线的容器的竖直取向， 确定了设备运行期间竖直方向为垂直的 容器的标准方向。 通过盘的倾斜， 排出开口附近的容积可设置为仅小余量的奶聚集之处。 因 此， 可有利于在挤奶过程结束时容器的完全排

43、空。 0035 在一些实施方式中， 盘可绕其旋转的轴可与容器的竖直方向正交。 从而， 排出单元 可安装在容器的侧壁， 从而能够降低设备的结构高度。 0036 在一些实施方式中， 盘包括无开口存在的区域， 以及盘可相对于排出单元的开口 移动， 使得可通过移动盘将盘的无开口区域移到排出单元的开口的前方， 以关闭排出单元 的开口。 0037 从而， 可基本上完全地防止液体从容器排出。其可用于测量可如对绵羊和山羊的 挤奶过程结束时发生的较少的奶流量。在奶流量小的情况下， 可基本上完全地防止自容器 的排出， 以及可根据容器充填水平的上升确定奶流量。当对在挤奶过程中产奶总量小于设 备的容器容积的动物挤奶时

44、， 排出开口也可在整个挤奶过程中保持关闭， 在小的奶流量时， 与利用打开的排出开口的测量相比， 利用关闭的排出开口的测量可达到改进的测量精度。 0038 当清洗设备时， 也可使用排出单元的开口被基本完全关闭的可能性， 以在关闭排 出开口时利用如水等清洗液交替地将容器基本上灌满， 并且通过打开排出开口而使容器排 空。从而， 即使利用较小量的水， 也可实现设备的有效清洗。 0039 盘的无开口的区域可布置在所述至少两个开口中的最大开口的附近。从而， 可快 速地实现关闭的排出开口和最大开口的排出开口之间的切换， 其允许容器在挤奶过程完成 说 明 书 CN 102281757 B 5/24 页 11

45、后以及当清洗设备时被快速排空。 0040 在一些实施方式中， 盘具有多个开口， 这些开口的尺寸构造为使得在容器的预定 充填水平时通过两个相邻开口的奶流率彼此相差预定的流率差。 0041 两个相邻开口之间的流率差对反应时间具有影响， 在该反应时间内， 必须作出决 定 ： 是维持排出开口的当时尺寸， 还是通过移动盘使得邻近当时使用的盘开口的开口布置 到排出单元的开口前方来设定更大或更小尺寸的排出开口。 当相邻开口之间的流率差具有 相同的值时， 反应时间独立于进入容器的奶流量。从而， 可简化设备的控制。 0042 在最大充填水平时容器内的奶量和在最小充填水平时容器内的奶量之差与流率 差之间的比可大于

46、约 20 秒。 0043 当在容器的最小充填水平时排出开口的尺寸减少一级时， 直到达到最大充填水平 的时间可至少由上述表示的比近似地确定， 在上述时间为将充填水平保持在可测量范围而 进行到更大开口的切换。 相应地， 在最大充填水平向较小开口的切换时， 直到达到最小充填 高度的时间也可至少由上述表示的比近似地确定。当该比大于大约 20 秒时， 在两个连续切 换操作之间的时间可大于约 20 秒， 使得可防止将意味着设备高能耗的快速切换。 0044 在一些实施方式中， 用于改变排出开口的尺寸的部件可包括具有可调节开口的关 闭部件。从而， 排出开口尺寸的基本上连续调节成为可能。 0045 在一些实施方

47、式中， 用于改变排出开口的尺寸的部件包括两个以上的容器开口和 两个以上的关闭机构。每个关闭机构适于关闭和露出分配到该关闭机构的容器开口。排出 开口由容器的所有的露出开口形成。控制单元适于控制关闭机构， 以通过关闭和 / 或露出 容器的一个或多个开口来调节排出开口的尺寸。 0046 在一些实施方式中， 用于改变排出开口尺寸的部件可包括盘。该盘可绕与该盘底 面垂直的轴旋转， 所述轴布置于排出单元的开口附近。该盘的从所述轴到所述盘的边缘的 半径作为关于所述轴的角度的函数从第一值增大到第二值， 第一值小于或等于从所述轴到 排出单元的开口的在朝向所述轴的那侧的边缘的距离， 第二值大于或等于从所述轴到排出

48、 单元的开口的在远离所述轴的那侧的边缘的距离。 0047 取决于盘的位置， 盘可露出或全部或部分覆盖排出单元的开口。开口被盘覆盖的 部分越大， 通过开口的奶流量被盘限制得越多。排出单元的未被盘覆盖的开口部分形成可 通过绕轴旋转盘来改变其尺寸的排出开口。 0048 设备可包括倾斜度传感器和估算单元， 其中， 估算单元可适于根据由倾斜度传感 器测得的倾斜度对所计算的奶流量进行校正。由此， 可减少倾斜保持设备导致的奶流量的 测量恶化。 0049 此外， 设备可包括用于分离奶和传输空气的离心机头 (centrifuge head)， 其中离 心机头的入口可连接挤奶机的挤奶杯， 并且离心机头的奶出口通向

49、容器。 此外， 设备可包括 将空气从离心机头于排出开口的远离容器那侧引导向排出单元的旁通管路。从而， 可减少 由奶与空气的混合物和 / 或不期望的排出开口上下游的压力差引起的测量的恶化。此外， 以该种方式可减少由设备引起的流量损失， 从而提高挤奶速度和 / 或奶量。 0050 在一些实施方式中， 排出单元可包括收集室， 所述收集室包括第一入口、 第二入口 和出口， 其中， 第一入口连接到排出开口， 第二入口连接到旁通管路， 出口可连接到挤奶机 的挤奶管路。此外， 设备可包括用于关闭出口的部件。 说 明 书 CN 102281757 B 6/24 页 12 0051 通过关闭收集室的出口， 通过设备的空气和奶流动可被中断， 由此完成挤奶。因 此， 可由用于在挤奶过程中测量动物产奶量的设备进行挤奶过程的终止， 由此不再需要例 如真空关闭阀门或气动软管夹等附加配件。 0052 在一些实施方式中， 为计算进入容器的奶流量， 估算单元可适于根据容器内充填 水平的时间变化确定容器内奶量的时间变化， 适于根据排出开口的尺寸和充填水平确定从 容器的排出流率， 以及适于计算容器内奶量的时间变化