用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備和方法

2024-01-21 11:07:15

專利名稱：用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備和方法。
背景技術：
在乳品業中，在擠奶過程中測量如奶牛、綿羊或山羊等動物的產奶量是有利的。從而，能夠監測每個動物的能力並且可以調整牧群的組成和動物的給食，以獲得儘可能高的
產奶量。例如，在DE 3118865A1中描述了一種根據現有技術的確定奶牛產奶能力的設備。 以下，將參考圖1詳細描述該設備。設備100包括導管111，通過導管111將奶和空氣一起吸入。奶被收集到導管111 通向的收集容器113。收集容器113的底部設置有排出導管114，排出管路114通向收集管路112。電磁閥115設置在排出管路114的口部之前的近處。收集容器113的上側連接管道116，管道116經由收集容器113傳送收集管路112中的真空到吸出管111。在設備100操作期間，通過電極117、119測量收集容器的充填水平是否在電極119 的高度之上或在電極117的高度之下。一旦奶達到電極119，通過控制單元120打開電磁閥115。一旦電極117暴露時，關閉電磁閥115。測量電磁閥115打開期間的時間，並根據測量的時間來計算產奶動物的產奶量。設備100的管路114被構造成使得當電磁閥115打開時流經排出管路114的奶流量(milk flow)大於擠奶期間發生的最大奶流量。奶牛可產生高達12kg/min的奶流量。如果奶流量相當地小，電磁閥僅在非常短的時間段內打開，以及在擠奶過程中，可僅發生很少的電磁閥的打開和關閉操作。因此，難以測量低的奶流量。特別地，對如綿羊或山羊等產出比12kg/min低很多的奶流量的動物來說，會發生這種情況。在擠奶過程的開始和結束時也可能發生比中間階段低很多的奶流量。對於奶牛，擠奶和結束擠奶(基本上不增加來自奶牛的奶的擠奶)的界線可認為是200g/min。這意味著對於奶牛，測量低至0. ^cg/min的低奶流量可認為是合理的。此外，設備100僅確定動物的產奶總量。由於設備100的間歇運行模式，設備100 不適於測量擠奶過程中的奶流量的變化。在設備100中，製作比較長的排出管路114，以使得由收集容器113的充填水平的波動引起的通過排出管路114的奶流量的變化維持在低的水平。這將導致設備100的較大的結構高度，由此限制設備100的可運輸性。其它奶量測量設備的現有技術的描述見US 3,919,975A, US6, 497, 143BU DE 31 01 302A1 以及 EP 0 382 852A1。

發明內容
本發明的目的是提供一種能夠測量劇烈變化的奶流量的設備和方法。本發明的另一目的是提供一種能測量擠奶過程中發生的奶流量的設備和方法。
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本發明的進一步的目的是提供一種在擠奶過程中測量動物產奶量的可運輸的設備。一種用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備，其包括容器、供給單元、排出單元、充填水平測量裝置、控制單元和估算單元。所述供給單元構造為向所述容器供給奶以及可連接到擠奶機的擠奶單元。所述排出單元構造為從所述容器排出奶以及可連接到所述擠奶機的擠奶管路，所述擠奶管路適於具有施加到其上的擠奶真空。所述排出單元包括用於改變排出開口的尺寸的部件，當奶從所述容器排出時，奶流過所述排出開口。允許排出所述容器的奶流過的所述排出開口可調節到至少兩個尺寸。所述充填水平測量裝置構造為測量所述容器內的奶的充填水平。所述控制單元構造為根據由所述充填水平測量裝置確定的所述容器內的奶的充填水平來控制用於改變所述排出開口的尺寸的部件，以設定所述排出開口的尺寸而使得所述充填水平保持在預定範圍內。所述估算單元構造為基於所述排出開口的設定尺寸和由所述充填水平測量裝置測得的充填水平來計算進入所述容器的奶流量。通過可由所述控制單元、所述充填水平測量裝置和所述用於改變排出開口的尺寸的部件完成的將所述充填水平設定在預定範圍內，該設備可在相似的運行條件下用於變化的奶流量。因此，設備不僅可以用於可發生高達12kg/min奶流量的奶牛的擠奶，而且可以用於在擠奶結束時可發生20至50g/min的較小奶流量的如綿羊或山羊等其它動物的擠奶。從所述容器的排出量基本上取決於在所述排出開口處的奶具有的流體靜壓以及取決於所述排出開口的尺寸，所述流體靜壓為所述充填水平的函數，並且可基於該些數值和/或藉助於校準來計算從所述容器的排出量。每單位時間進入所述容器的奶流量基本上等於從所述容器的排出量與容器內奶量的增長的和。如果容器的形式已知，所述容器內奶量的增長可從所述充填水平的時間變化計算得到，其中充填水平減小則所述容器內奶量的增長為負值。從而，可測量在擠奶過程中進入容器的奶流量。在一些實施方式中，所述控制單元適於如果所述容器的所述充填水平超過預定上限閾值，則增大所述排出開口 ；如果所述充填水平低於預定下限閾值時，則減小所述排出開口。所述控制單元適於當超過所述上限閾值和/或未達到所述下限閾值時，基於由所述估算單元計算的奶流量來確定在所述排出開口的所述至少兩個尺寸中的一個尺寸的情況下，是否能夠建立進入所述容器的奶流量與流出所述容器的奶流量之間的平衡，以及如果能夠建立平衡，則調節為所述排出開口的該尺寸。通過在超過上限閾值時增大排出開口以及在未達到下限閾值時減小排出開口，充填水平可保持在能進行準確測量的數值範圍。通過設定排出開口的尺寸使得進入容器的奶流量和流出容器的奶流量之間的平衡被建立，可減少必需調節排出開口尺寸的操作的數量。在本發明的一些實施方式中，所述用於改變排出開口的尺寸的部件構造為使得能在所述排出開口的允許奶流過的三個以上的不同尺寸之間進行調節。通過提供兩個以上的可能的排出開口尺寸，更容易建立進入容器的奶流量與流出容器的奶流量之間的平衡，因為存在更多可能將排出開口的尺寸適應於進入容器的當時奶流量。在本發明的一些實施方式中，所述排出開口的允許奶流過所述排出開口的能調節的尺寸中的至少一個或所有能夠被構造成使得在進入所述容器的奶流量位於0. 5kg/min 至12kg/min範圍的子範圍時，在進入所述容器的奶流量與流出所述容器的奶流量之間建
8立平衡，使得所述充填水平位於預定範圍。測量奶牛的產奶量時，通常需要對0. ^g/min至 12kg/min的範圍的奶流量進行測量。通過提供允許在特別涉及奶牛的該範圍的子範圍內建立平衡的排出開口的一個以上的可調節尺寸，在較長時間段中測量奶牛產出的奶量的過程中，可在維持供給到容器和從容器排出之間的平衡的同時進行以上測量過程，因此需要非常少量的改變排出開口尺寸的切換操作。從而，在用電力操作設備的情況下，可降低該設備的能耗。此外，估算單元可適於通過來自容器的奶流量的時間積分來確定在擠奶過程中動物的產奶總量，所述奶流量是根據排出開口的尺寸和充填水平確定的。因為在一些實施方式中，可以以比進入容器的奶流量更高的精度確定流出容器的奶流量，所以可以實現對動物產奶總量的特別準確的測量。在一些實施方式中，充填水平測量裝置包括皮托管、氣體供給部和壓力測量裝置。 皮托管包括位於容器內部的、在容器的最小充填水平下方的底端。氣體供給部適於向皮托管注入氣體、特別是空氣，使得氣體在皮托管底端從皮托管排出。壓力測量裝置適於測量皮托管內部與容器的位於最大充填高度上方的區域之間的壓力差。當氣體從皮托管的底端排出時，不僅必須克服存在於容器上部區域的壓力，由於容器連接到被施加擠奶真空的擠奶導管，該壓力可低於環境空氣壓力，而且必須克服皮托管底端的奶的流體靜壓。容器的充填水平越高，該壓力越大。因此，在皮托管中建立了基本上等於容器內部壓力與流體靜壓之和的壓力。然而，在容器的位於最大充填水平上方的無奶的區域，僅存在容器的內部壓力。因此，通過測量壓力差，可確定奶的流體靜壓，所述流體靜壓為用於所述容器的充填水平的測量值。在兩處氣體之間測量壓力差，使得壓力測量裝置不必進入而接觸奶。從而，可防止如果壓力測量裝置接觸奶而可能發生的壓力測量裝置的酪化和/或鈣化。此外，通過使壓力測量裝置與設備的接觸奶的那些部分分離，可減少機械損壞壓力測量裝置的風險。氣體供給部可包括與設備周圍接觸的皮托管開口，使得通過擠奶真空將來自周圍的空氣吸入皮托管。因此，可利用降低複雜度的設備保證氣體供給。由擠奶機為氣體供給部提供所需的能量，從而設備不需具有自身的用於氣體供給的能源。皮托管可包括位於皮托管的開口底端的邊緣的至少一個切口。氣體可通過切口流出皮托管，以及可以以規則小氣泡的形式通過奶上升。從而，可避免可導致皮托管內壓力波動的非規則氣泡的形成。在一些實施方式中，壓力測量裝置包括壓差傳感器、第一導管和第二導管，壓差傳感器適於測量壓差傳感器的第一部分和壓差傳感器的第二部分之間的壓力梯度，第一導管連接皮托管的內部和壓差傳感器的第一部分，第二導管連接容器的位於最大充填水平上方的區域和壓差傳感器的第二部分。與利用彼此獨立的兩個壓力傳感器的測量壓力差相比， 壓差傳感器提供了防止或至少減少測量結果惡化的可能性，該惡化是由於壓力傳感器之間的例如關於線性、偏移和溫度歷程的微小差別造成的。在一些實施方式中，在皮托管內部的第一導管的端部和/或在容器內部的第二導管的端部可具有滴口突出部(drip projection)。從而，能防止可導致壓力測量惡化和損害壓差傳感器的奶或清洗液嚮導管內的滲透。在第一導管和壓差傳感器之間和/或在第二導管和壓差傳感器之間，可布置由透氣體但不透液體的材料製成的隔膜。從而，可保護壓差傳感器的電子部件免受如奶霧、清洗液體和/或冷凝水形式的溼氣影響。此外，設備可包括用於加熱壓差傳感器的加熱裝置。從而，壓差傳感器可被保持在稍高於環境溫度的溫度，以抑制在壓差傳感器上形成冷凝水。在一些實施方式中，用於改變排出開口的尺寸的部件可包括具有至少兩個不同尺寸的開口的盤。盤布置在排出單元的開口的前方，可相對於排出單元的開口移動，通過移動盤使至少兩個開口中的每一個開口均可被布置在排出單元的開口的前方，從而使得當奶從容器排出時，奶流過盤的至少兩個開口中的位於排出單元的開口前方的一個開口。此外，可設置使盤相對於排出單元的開口移動的盤驅動部件。因此，排出開口的尺寸可通過將所述至少兩個開口中的具有所需尺寸的一個開口布置到排出單元的前方來調節排出開口尺寸。從而，排出開口的尺寸可以離散的間隔設定， 因此達到調節後的尺寸的高精度。在一些實施方式中，盤可繞垂直於盤底面的軸旋轉。盤的至少兩個開口繞軸布置， 以及盤的底面與排出單元的開口的邊緣接觸。由於需要較少量的能量用於旋轉盤，特別是，如果具有較好的潤滑性能的奶存在於盤的底面和開口的邊緣，可保持低的設備能耗，能夠實現利用小的輕便電池的電池操作， 以及可使用具有較弱和因此輕便的盤驅動部件。從而，可實現容易使用和穩固的設備。容器可具有豎直方向。至少在容器的位於最大充填水平和最小充填水平之間的區域，容器的內部空間在與豎直方向正交並在該區域與容器相交的平面內的橫截面積可以為常數，盤繞其旋轉的軸朝向容器的豎直方向傾斜。由於由最大充填水平和最小充填水平之間的橫截面積的恆定性限定的、例如在筒狀容器的情況下可為筒的軸線的容器的豎直取向，確定了設備運行期間豎直方向為垂直的容器的標準方向。通過盤的傾斜，排出開口附近的容積可設置為僅小餘量的奶聚集之處。因此，可有利於在擠奶過程結束時容器的完全排空。在一些實施方式中，盤可繞其旋轉的軸可與容器的豎直方向正交。從而，排出單元可安裝在容器的側壁，從而能夠降低設備的結構高度。在一些實施方式中，盤包括無開口存在的區域，以及盤可相對於排出單元的開口移動，使得可通過移動盤將盤的無開口區域移到排出單元的開口的前方，以關閉排出單元的開口。從而，可基本上完全地防止液體從容器排出。其可用於測量可如對綿羊和山羊的擠奶過程結束時發生的較少的奶流量。在奶流量小的情況下，可基本上完全地防止自容器的排出，以及可根據容器充填水平的上升確定奶流量。當對在擠奶過程中產奶總量小於設備的容器容積的動物擠奶時，排出開口也可在整個擠奶過程中保持關閉，在小的奶流量時， 與利用打開的排出開口的測量相比，利用關閉的排出開口的測量可達到改進的測量精度。當清洗設備時，也可使用排出單元的開口被基本完全關閉的可能性，以在關閉排出開口時利用如水等清洗液交替地將容器基本上灌滿，並且通過打開排出開口而使容器排空。從而，即使利用較小量的水，也可實現設備的有效清洗。盤的無開口的區域可布置在所述至少兩個開口中的最大開口的附近。從而，可快速地實現關閉的排出開口和最大開口的排出開口之間的切換，其允許容器在擠奶過程完成
10後以及當清洗設備時被快速排空。在一些實施方式中，盤具有多個開口，這些開口的尺寸構造為使得在容器的預定充填水平時通過兩個相鄰開口的奶流率彼此相差預定的流率差。兩個相鄰開口之間的流率差對反應時間具有影響，在該反應時間內，必須作出決定是維持排出開口的當時尺寸，還是通過移動盤使得鄰近當時使用的盤開口的開口布置到排出單元的開口前方來設定更大或更小尺寸的排出開口。當相鄰開口之間的流率差具有相同的值時，反應時間獨立於進入容器的奶流量。從而，可簡化設備的控制。在最大充填水平時容器內的奶量和在最小充填水平時容器內的奶量之差與流率差之間的比可大於約20秒。當在容器的最小充填水平時排出開口的尺寸減少一級時，直到達到最大充填水平的時間可至少由上述表示的比近似地確定，在上述時間為將充填水平保持在可測量範圍而進行到更大開口的切換。相應地，在最大充填水平向較小開口的切換時，直到達到最小充填高度的時間也可至少由上述表示的比近似地確定。當該比大於大約20秒時，在兩個連續切換操作之間的時間可大於約20秒，使得可防止將意味著設備高能耗的快速切換。在一些實施方式中，用於改變排出開口的尺寸的部件可包括具有可調節開口的關閉部件。從而，排出開口尺寸的基本上連續調節成為可能。在一些實施方式中，用於改變排出開口的尺寸的部件包括兩個以上的容器開口和兩個以上的關閉機構。每個關閉機構適於關閉和露出分配到該關閉機構的容器開口。排出開口由容器的所有的露出開口形成。控制單元適於控制關閉機構，以通過關閉和/或露出容器的一個或多個開口來調節排出開口的尺寸。在一些實施方式中，用於改變排出開口尺寸的部件可包括盤。該盤可繞與該盤底面垂直的軸旋轉，所述軸布置於排出單元的開口附近。該盤的從所述軸到所述盤的邊緣的半徑作為關於所述軸的角度的函數從第一值增大到第二值，第一值小於或等於從所述軸到排出單元的開口的在朝向所述軸的那側的邊緣的距離，第二值大於或等於從所述軸到排出單元的開口的在遠離所述軸的那側的邊緣的距離。取決於盤的位置，盤可露出或全部或部分覆蓋排出單元的開口。開口被盤覆蓋的部分越大，通過開口的奶流量被盤限制得越多。排出單元的未被盤覆蓋的開口部分形成可通過繞軸旋轉盤來改變其尺寸的排出開口。設備可包括傾斜度傳感器和估算單元，其中，估算單元可適於根據由傾斜度傳感器測得的傾斜度對所計算的奶流量進行校正。由此，可減少傾斜保持設備導致的奶流量的測量惡化。此外，設備可包括用於分離奶和傳輸空氣的離心機頭(centrifuge head)，其中離心機頭的入口可連接擠奶機的擠奶杯，並且離心機頭的奶出口通向容器。此外，設備可包括將空氣從離心機頭於排出開口的遠離容器那側引導向排出單元的旁通管路。從而，可減少由奶與空氣的混合物和/或不期望的排出開口上下遊的壓力差引起的測量的惡化。此外， 以該種方式可減少由設備引起的流量損失，從而提高擠奶速度和/或奶量。在一些實施方式中，排出單元可包括收集室，所述收集室包括第一入口、第二入口和出口，其中，第一入口連接到排出開口，第二入口連接到旁通管路，出口可連接到擠奶機的擠奶管路。此外，設備可包括用於關閉出口的部件。
通過關閉收集室的出口，通過設備的空氣和奶流動可被中斷，由此完成擠奶。因此，可由用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備進行擠奶過程的終止，由此不再需要例如真空關閉閥門或氣動軟管夾等附加配件。在一些實施方式中，為計算進入容器的奶流量，估算單元可適於根據容器內充填水平的時間變化確定容器內奶量的時間變化，適於根據排出開口的尺寸和充填水平確定從容器的排出流率，以及適於計算容器內奶量的時間變化與排出流率的和。從而，可進行對進入容器的當時奶流量的精確確定。根據本發明的用於在擠奶過程中測量動物產奶量的方法包括將在擠奶過程中動物產出的奶供給到容器。測量容器中奶的充填水平。根據測得的容器內奶的充填水平，改變奶可通過其流出容器的排出開口的尺寸。為該目的，使用排出開口，其構造為使得排出開口的允許奶流過該排出開口的至少兩個不同尺寸可調節。設定排出開口的尺寸使得容器內奶的充填水平保持在預定範圍。根據排出開口的設定尺寸以及由充填水平測量裝置測得的充填水平計算進入容器的奶流量。在一些實施方式中，如果容器的充填水平超過預定上限閾值，則增大所述排出開口的尺寸，以及如果容器的充填水平下降到預定下限閾值以下，則減小所述排出開口的尺寸。如果所述上限閾值被超過和/或未達到所述下限閾值時，則根據所計算的進入所述容器的奶流量確定在排出開口的至少兩個尺寸的一個尺寸的情況下，是否能夠建立進入容器的奶流量和流出容器的奶流量之間的平衡。如果能夠建立平衡，則設定排出開口的該尺寸。排出開口可構造為使得可設定排出開口的允許奶流過排出開口的三個以上的不同尺寸。排出開口的允許奶流過排出開口的至少一個可調節尺寸或所有的可調節尺寸在一些實施方式中可構造為使得當所述充填水平位於預定範圍時，在進入容器的奶流量在 0. 5kg/min至12kg/min範圍的子範圍時，在進入容器的奶流量和流出容器的奶流量之間建立平衡，使得充填水平處於預定範圍內。此外，可通過流出容器的奶流量的時間積分確定在擠奶過程中動物的產奶總量， 該奶流量是根據排出開口的尺寸和充填水平計算的。可通過具有開口底端的皮托管對充填水平進行測量，該開口底端位於容器內最小充填水平的下方。將氣體特別是空氣供給到皮托管的內部，使得氣體在皮托管的底端從皮托管排出，以及可測量皮托管內部和容器的位於最大充填水平上方的區域之間的壓力差。 根據壓力差，可計算充填水平。排出開口的尺寸的改變可包括移動具有兩個以上不同尺寸的開口的盤。該盤安裝在排出單元的開口前方。盤的開口中的一個開口布置於排出單元的開口前方，使得奶可通過盤的開口流出容器。在一些實施方式中，容器可包括兩個以上的開口。改變排出的開口的尺寸的操作可包括關閉和/或露出容器的一個或多個開口。在這些實施方式中，排出開口由所述容器的所有露出的開口構成。在一些實施方式中，改變排出開口的尺寸包括使盤旋轉，該盤可繞垂直於盤底面的軸旋轉。該軸布置在排出單元的開口附近。盤的從軸到盤的邊緣的半徑作為關於軸的角度的函數從第一值增大到第二值，第一值小於或等於從軸到排出單元的開口的在朝向軸那側的邊緣的距離，第二值大於或等於從軸到排出單元的開口的在遠離軸那側的邊緣的距
1 O奶流量的計算可包括根據充填水平的時間變化，確定容器內奶量的時間變化，以及根據排出開口的尺寸和充填水平，確定從容器的排出流率，以及可計算容器內奶量的時間變化和所述排出流率的和。可測量容器的傾斜度，以及根據測得的傾斜度可對測得的奶流量進行校正。


將參照

本發明的實施方式，其中圖1是根據現有技術的用於確定奶牛的產奶量的設備的示意圖；圖2是根據本發明的實施方式的用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備的示意性剖視圖；圖3是根據本發明的實施方式的用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備的示意性立體圖；圖4是根據本發明的設備中的與用於改變排出開口尺寸的部件一起使用的盤的示意圖。圖5是根據本發明的另一實施方式的用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備的示意性剖視圖；圖6a示出根據本發明的實施方式的設備中的用於改變排出開口尺寸的部件的示意性俯視圖。圖6b和圖6c是圖6a中所示的用於改變排出開口尺寸的部件的示意性剖視圖。圖7示出根據本發明的實施方式的設備中的用於改變排出開口尺寸的部件的示意性俯視圖。
具體實施例方式圖2示出了根據本發明的實施方式的用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備 200的示意性剖視圖。圖3示出了設備200的示意性立體圖。設備200包括適合接收奶的容器201。此外，設備200包括構造成將奶供給到容器201的供給單元202。供給單元202可經由埠 205與擠奶機的擠奶單元連接。由此，奶和空氣的混合物能從擠奶機供給到供給單元202。在某些實施方式中，供給單元202可包括離心機頭250，該離心機頭250適於分離擠奶機供給的奶中的空氣。離心機頭250包括具有關於對稱軸線251基本上旋轉對稱的形狀的杯203。埠 205終止於杯203上部的輸入開口 204。在杯203的下端設置有奶排出開口 206，奶可通過該排出開口從杯203進入容器201。杯203從設置輸入開口 204的上部向設置奶排出開口 206的下端逐漸變細。輸入開口 204布置成使得來自擠奶機的奶和空氣的混合物沿基本上垂直於對稱
13軸線251且基本上平行於杯203的內壁的切線方向進入離心機頭250的內部。由此，獲得奶和空氣的混合物關於對稱軸線251旋轉的運動。在旋轉運動期間，奶壓向杯203的內壁， 而比奶密度低的空氣朝向對稱軸線251運動。當奶的旋轉速度由於與杯203的內壁摩擦而降低到使得向下吸引奶的重力大於由於杯203的圓錐狀而向上拉奶的離心力的程度時，奶能通過奶排出開口 206進入容器 201。空氣能在旁通管路207的上端進入開口 208，旁通管路207能被布置為使得對稱軸線251穿過開口 208延伸。由於圍繞開口 208布置的環形結構209，能進一步地防止奶滴進入開口 208。因此，由於當空氣流入旁通管路207時奶被供給到容器201，所以能實現奶和空氣的分離。在某些實施方式中，可在容器201的奶排出開口 206的下方設置分配板和/或濾柵(為清楚而未在圖2中表示)。分配板和濾柵的特徵將在下文參考圖5詳細說明。設備200還包括排出單元211，其構造為從容器201排出奶。排出單元211可經由埠 212與擠奶機的擠奶管路連通，該擠奶管路在擠奶機操作期間具有施加到其中的擠奶真空。排出單元211包括收集室M0。旁通管路207的下端210通向收集室M0。在某些實施方式中，旁通管路207能基本上垂直地延伸穿過離心機頭250的奶排出開口 206以及穿過容器201。旁通管路207能在奶排出開口 206附近變窄。由此，能減少旁通管路207 對通過奶排出開口 206的奶流量的限制。在其它實施方式中，旁通管路207可被不同地布置，在下文參照圖5對其做出更詳細的解釋。排出單元211還包括在容器201的底部通向容器201內部的開口 215。奶能經由開口 215從容器201內部進入收集室MO內。由此，已在離心機頭250中被分離的奶和空氣在收集室MO中再次聚集。收集室240經由旁通管路207、離心機頭250的內部空間以及奶排出開口 206與容器201的上部連通，使得在收集室240和容器201之間產生壓力平衡。當埠 212連接被施加擠奶真空的擠奶機的擠奶管路時，容器201的上部暴露於基本上等於擠奶真空的壓力。當經由奶輸入開口 206進入容器201的奶收集在容器201內部時，擠奶真空佔據容器201上部的奶面上方，並且由奶施加的流體靜壓作用在容器201底部。容器201中的奶的液面越高，流體靜壓越大。由於擠奶真空施加到收集室M0，所以在開口 215的容器201內部所在側和開口 215的收集室240所在側之間存在壓力差，所述壓力差等於容器201內奶的流體靜壓，而與擠奶真空的強度無關。因此驅使奶通過開口 215的壓力實質上與擠奶真空的確切值無關， 由此能防止擠奶真空的波動對通過開口 215的奶流量的影響。排出單元211包括用於改變排出開口的尺寸的部件213，當奶從容器201排出時奶通過該排出開口流入收集室240。在圖2所示的實施方式中，部件213包括盤214。盤214的視圖如圖4所示。盤214具有圓形的形狀，其包括圍繞盤214的中心布置的開口 401-407。在盤214 的中心可設置可供軸217穿過的鏜孔409，盤214安裝在軸217上並且可繞軸217旋轉。開口 401-407具有不同的尺寸，其中開口 401-407的尺寸沿逆時針方向從開口 401到開口 407 逐漸減小。在其它實施方式中，開口 401-407的尺寸也可沿順時針方向減小。開口 401-407可分別設置在盤214的扇區上。在圖4所示的實施方式中，在盤214 的基本等尺寸的8個扇區的7個扇區中，分別布置有開口 401-407中的一個，而第8個扇區 408中未設置開口。第8個扇區408構成了盤的不設置開口的區域，該區域布置在最小開口 407和最大開口 401之間。盤不是必須包括7個開口。在其它實施方式中，可設置更多或更少的開口，其中開口的數目可大於或等於2。在某些實施方式中，可設置3個以上的開口。同樣地，盤214不是必須為圓形。在其它實施方式中，盤可具有如多邊形等的形狀。開口 401-407中較小的開口、例如開口 405、406和407可基本上為圓形，而較大的開口 401-404可具有朝向盤214的中心變細的長孔形狀。從而，在盤214的扇區的限制下， 與具有圓形開口的、具有相同數目的扇區和相同半徑的盤214相比，可在開口 401-407中設置較大的截面區域。但是在其它實施方式中，所有的開口 401-407可為圓形或具有其它形狀。盤214布置在開口 215的前方。盤的底面可與開口 215的邊緣接觸，由此可防止奶通過盤與開口 215的邊緣之間的空間流出容器201而流入收集室M0。在某些實施方式中，開口 215可布置在容器201底部的突出部216的端部。從而，與盤214被放置在容器 201底部的實施方式相比，能減小盤214與開口 215的邊緣216之間的接觸面，從而能減小盤214與開口 215的邊緣216之間的摩擦。此外，由於盤214的面對開口 215那側的較大部分能被液體衝洗，並且由於盤214的旋轉，盤214和開口 215的邊緣216之間的液體能被交換，因此可基本上防止或至少減少盤214和開口 215的邊緣之間的潤滑膜(lubricant film)的衛生學上的危險發展。可通過盤驅動部件218使盤214繞垂直於盤214的底面的軸217旋轉。軸217可安裝在開口 215附近，其中軸217與開口 215的朝向軸217的邊緣之間的距離可小於盤214 的半徑。從而，通過旋轉盤214，盤的開口 401-407中的一個可布置在排出單元211的開口 215的前方。開口 215可成形為使得開口 215能被盤214的一個扇區完全覆蓋，從而奶可正好通過開口 401-407中位於開口 215前方的一個開口流出容器201而流入收集室MO。在某些實施方式中，開口 215可具有圓的扇區的形狀，該圓的中心與軸217的位置重合，開口 215的開口角度可等於360°的角度與盤214的扇區數目之間的比。盤的開口 401-407中布置在排出單元211的開口 215前方的一個開口形成排出開口，奶通過該排出開口能夠流出容器201。可通過旋轉盤214並且使開口 401-407中的另一個開口定位在排出單元211的開口 215的前方來改變排出開口的尺寸。可通過將不具有開口的扇區408定位在排出單元211的開口 215的前方而使得開口 215基本上被盤214完全覆蓋，從而停止奶從容器201的排出。在一些實施方式中，盤驅動部件218可包括步進馬達，其中，在某些實施方式中可設置用於在步進馬達的旋轉速度和盤214的旋轉速度之間減速的齒輪。盤驅動部件218可構造為使得將盤214的與當時定位在開口 215前方的開口相鄰的開口定位在開口 215前方所需的時間段為大約0. 1秒到大約0. 3秒的範圍。由於奶的較好的潤滑性能和作用在盤 214上的、最大可等於盤214的扇區上的流體靜壓的較低的壓力，以及由於盤214的較低的
15慣性矩，在某些實施方式中，盤214可由不鏽鋼製作、具有大約60mm的直徑和大約0. 6mm的厚度該特徵也可以通過功率較低和重量較輕的步進馬達來實現。由於如上所述的容器201底部的奶和收集室240之間的壓力差基本上等於容器 201中的奶的流體靜壓，所以奶流過排出開口。由於當容器201中奶的充填水平上升時，流體靜壓增大，所以流過排出開口的奶流量隨充填水平的增加而增大。通過排出開口的奶流量還取決於排出開口的尺寸，其中在充填水平保持不變的情況下，奶流量隨排出開口的增大而增大。對於可藉助用於改變排出開口的尺寸的部件213調節的各尺寸，通過排出開口的奶流量可確定為充填水平的函數。在某些實施方式中，可以以「單位面積的奶質量」為單位(unit)來測量容器201的充填水平。如果奶中沒有氣泡，則可以根據以該單位表示的充填水平、通過用充填水平除以奶的密度來計算容器201中的奶的充填高度。但是，容器201中的奶可能含有一定量的氣泡，由於空氣的密度比奶的密度低得多，所以這些氣泡對奶的質量幾乎沒有貢獻。容器201 的上部可存在大量的氣泡，使得奶具有泡沫稠度(consistency)。因為容器201中的氣泡由於密度低而上升，所以在容器的下部存在少量的氣泡。從而，流過排出開口的奶具有非常小的氣泡比例。通過排出開口的奶流量取決於容器201底部的奶與收集室240之間的壓力差，該壓力差又由在容器底部支撐的液柱的重力確定。由於氣泡的重量可以忽略，所以可以忽略氣泡對壓力差的貢獻。因此，壓力差實質上取決於單位面積的奶質量，而充填高度還取決於氣泡的數量和尺寸以及隨動物種類的不同而不同的奶密度。因此，如果奶流量確定為通過單位面積的奶質量測得的充填水平的函數，則可更加準確地確定通過排出開口的奶流量。通過排出開口的奶流量至少大約可與容器201內奶的充填水平s的平方根成正比。通過使充填水平預定的奶在確定的時間段內通過排出開口流出並且測量流出的奶量， 由此實驗性地確定比例常數。該時間段可確定為使得流出的奶量比容器201內的奶量小， 由此使充填水平僅被流出而略微改變。比例常數則由測得的奶量除以預定充填水平的平方根和該時間段的持續時間的乘積而獲得。在其它實施方式中，比例常數可通過測量在不同充填水平時在確定的時間段期間流出的奶量而獲得，以下形式的函數適用於測得的數據。M(s) = M-a-^fs(1)其中，M(s)表示在充填水平s時在時間段期間At流出的奶量，a表示探求的比例常數。由於比例常數已知，通過排出開口的奶流量F可基於充填水平s而根據以下等式計算。F = a·^(2)可使用「單位時間的奶質量」為單位來測量奶流量。在其它實施方式中，另一種函數可適用於測得的數據。在另外的實施方式中，通過開口的奶流量可通過理論計算確定為充填水平的函數。對於盤214的開口 401-407中的每一個開口，由於開口 401-407的尺寸不同，導致比例常數a不同。此外，設備200包括充填水平測量裝置219。充填水平測量裝置219可包括皮托管 (pitot tube) 2200皮托管220具有位於容器201內部的開口下端221，該開口下端221低於由圖2中的虛線222表示的容器201的最小待測量充填水平所在的充填高度，使得當容器灌裝為超過最小充填水平時，皮托管220的下端221位於奶面以下。在皮托管220的上端2M具有氣體供給部，該氣體供給部包括在上端關閉皮托管220的關閉部件。皮托管220 的上端2M位於設備的附近，使得周圍的空氣由於擠奶真空而通過孔被吸入皮托管220。關閉部件的尺寸可形成為使得皮托管的周圍和內部之間的壓力差為50kpa時、每分鐘大約有一升的空氣流入皮托管220，該50kpa對應於擠奶真空的典型值。在本發明的其它實施方式中，空氣或其它氣體可通過泵或加壓瓶供給到皮托管 220。經由節流閥開口進入皮托管220的空氣在皮托管的下端221離開皮托管220。在一些實施方式中，可在皮托管220的下端221設置切口(notch) 226，通過該切口 2 可抑制大氣泡的形成，由此實現空氣從皮托管220均一流出。在空氣從皮托管220流出期間，在皮托管220的內部形成壓強，該壓強與皮托管 220底端的奶的壓強基本上相同。後者等於由奶施加的流體靜壓和容器201的位於奶面上方的上部區域的壓力之和。充填水平測量裝置219還包括壓力測量裝置225，該壓力測量裝置構造為測量皮托管220內部和容器201的位於最大充填水平上方的區域之間的壓力差，設備200正常運行時不超過該壓力差。在圖2中，容器中奶的充填高度由虛線223表示，所述充填高度由在容器201的最大充填水平時奶中氣泡的典型比例得到。該壓力差等於在皮托管220下端的奶的流體靜壓。當容器201中的奶包含氣泡時，因為空氣的密度比周圍奶的密度低得多，所以氣泡對奶的流體靜壓的貢獻可忽略。因此，流體靜壓實質上取決於單位面積的奶質量。基於皮托管220內部與容器201的位於最大充填水平上方的區域之間的壓力差，可使用「單位面積的奶質量」為單位來計算容器的充填水平，例如通過測得的壓力差除以地球表面的重力加速度。在一些實施方式中，還可增加校正因子，通過校正因子考慮從容器201的底部到皮托管220的下端221的距離。壓力測量裝置225可包括壓差傳感器227，該壓差傳感器227適於測量壓力測量傳感器227的與測量容積253的上部連接的第一部分和壓力測量傳感器227的與測量容積 253的下部連接的第二部分之間的壓力差。測量容積253的上部通過第一導管228與皮托管220的內部連接，而測量容積253的下部通過第二導管229與所述容器201的位於最大充填水平時的充填高度223上方的區域連接。從而，在測量容積253的上部形成基本上等於皮托管220的內部壓力的壓力，在測量容積253的下部形成基本上等於容器201的上部壓力的壓力。由此，可通過壓差傳感器227測量皮托管220內部和容器201的位於最大充填水平223上方的區域之間的壓力差。當通過壓力測量傳感器227測量壓力差時，不需要壓力測量傳感器227與奶之間的接觸，由此能夠防止壓力測量傳感器227的鈣化和/或酪化。此外，在測量容積253內部的壓力測量傳感器227可被可靠地容納，使得例如在設備200的清潔過程中保護壓力測量傳感器227免於損壞。在一些實施方式中，可在皮托管220內部在第一導管228的端部設置滴口突出部 (drip projection) 230。可替換地或附加地，可在容器201內部在第二導管229的端部設置滴口突出部231。從而，例如，如果擠奶真空被完全充滿的容器201阻斷，或者如果仍然是溼的設備201未豎直保持而是例如在運送期間倒置保持，則可防止奶或其它液體從容器 201滲透進入導管228、229。如果液體滲透進入導管228、229，則可能發生對抗液體和壓力測量傳感器227之間的壓縮空氣的液體振動，由此空氣被交替地壓縮和膨脹。由此，可能導致測得的壓力差的幹擾波動。此外，在液體滲透進入導管2觀、2四時可能發生對壓力測量傳感器227的損壞。在一些實施方式中，可進一步通過由如Gore-Tex或特氟綸或燒結材料等透氣而不透液體的材料製成的隔膜232、233保護壓力測量傳感器227免於受潮。為了使隔膜232、 233兩側之間的壓力平衡所需的氣體交換保持在低水平，可使隔膜232、233和壓力測量傳感器227之間的空間保持為小的空間(該空間可具有大約0. 02-0. Iml的體積)。在一些實施方式中，可通過如派瑞林(parylen)等極端蠕變(extremely creeping)保護液針對溼氣損害處理壓力測量傳感器227。在一些實施方式中，充填水平測量裝置219可包括適於加熱壓差傳感器227、優選是加熱整個測量容積253的加熱裝置234。加熱裝置234可例如包括加熱電阻。通過加熱壓差傳感器227和/或測量容積253，可防止或至少減少在壓差傳感器227上或在測量容積 253內產生冷凝水。在這些實施方式中的一些實施方式中，測量容積253可由熱絕緣體圍繞，加熱裝置設置在熱絕緣體內。從而，可減少加熱測量容積和/或壓差傳感器227所需的能量，這使設備200能夠低能耗運行。本發明不局限於充填水平測量裝置219構造為上述構造的實施方式。在其它實施方式中，可設置兩個絕對壓力測量傳感器，其中一個絕對壓力測量傳感器設置在對應於最小充填水平的充填高度222的下方，另一個絕對壓力測量傳感器設置在對應最大充填水平的充填高度223的上方。奶的流體靜壓以及由此的充填水平可通過由兩個絕對壓力測量傳感器測得的壓力的運算確定。在另外的實施方式中，可設置壓差測量傳感器，壓差測量傳感器的一側布置在容器201的底部，壓差測量傳感器的另一側經由導管連接而與容器201的位於最大充填水平 223上方的區域連接。從而，可防止在兩個絕對壓力測量傳感器之間的求差處理中、源自兩個絕對壓力測量傳感器的例如關於線性度、偏移或溫度歷程等差異的問題。在一些實施方式中，可在壓差傳感器和容器201的內部空間之間設置彈性分離隔膜，其中可在彈性分離隔膜和壓差傳感器之間的空間中充滿油、例如矽油。從而，可防止奶和壓差傳感器之間的直接接觸，該直接接觸可能導致壓差傳感器的鈣化和/或酪化以及存在機械損傷壓差傳感器的風險。在其它實施方式中，可通過布置在距容器201底部不同距離的、例如布置在容器 201側壁的多個單電極測量容器201的充填水平。水平交錯(level-staggered)方式布置的這些單電極(測量點)可與共用的對電極(counter electrode)配合，在距這些單電極基本上恆定距離處，該共用的對電極在容器中從底部豎直地向能呈現容器201的最大充填水平的充填高度延伸。由於奶的電傳導性，如果單電極位於奶面以下，該單電極和對電極之間的電阻減小。通過將測得的對電極和單電極之間的電阻分別與閾值比較，由此能夠確定單電極中的哪一個位於奶面之下。容器201中奶的充填高度可從已知的單電極的配置導出。由於如果奶中存在氣泡則奶的導電性降低，所以可由測得的電阻進一步確定對電極和單電極之間的奶中的空氣比例，由此能夠確定奶的密度。為補償純奶的導電性的差別， 電阻可標準化為在容器201底部測得的值。在純奶的密度已知的情況下，如果對所有的單電極執行該測量，則可確定在容器201的整個高度分布上奶的密度分布。通過將該密度分布在容器高度上積分，獲得以「單位面積的奶質量」為單位的充填水平，其中在充填高度上方密度為0。在其它的實施方式中，可通過電容、電導或電感的測量方法，或者藉助漂浮物或浮體或通過超聲波部件來確定充填水平。設備200還包括控制單元236，控制單元236構造為為了調節排出開口的尺寸以維持預定區域、如最小充填水平和最大充填水平之間的區域內的充填水平，該控制單元236 根據由充填水平測量裝置219確定的容器201中的奶的充填水平來控制用於改變排出開口的尺寸的部件213。控制單元236可通過如蓄電池等電池238供電的電子模塊235而設置。電子模塊 235可連接到充填水平測量裝置219。在實施方式中，其中參照圖2如上所述地構造充填水平測量裝置219，特別地，電子模塊235可與壓差傳感器227和加熱裝置234連接，並且可適於基於由壓差傳感器227測量的壓力差來計算充填水平，以及如果需要的話則運行加熱裝置 234。電子模塊235可進一步與用於改變排出開口的尺寸的部件213連接。在實施方式中，其中參照圖2和4如上所述地構成部件213，電子模塊可特別地連接到盤驅動部件218， 並且可適於控制用於移動盤214的盤驅動部件218。在一些實施方式中，控制單元236可適於控制用於改變排出開口的尺寸的部件 213，使得當容器的充填水平超過了預定的上限閾值時增大排出開口，以及當容器的充填水平低於預定的下限閾值時減小排出開口。在參考圖2如上所述地構造部件213的實施方式中，排出開口可通過如下方式被增大旋轉盤214使得比該時刻布置在排出單元211的開口 215前方的開口大的開口 401-407中的另一個開口定位在開口 215的前方。可通過將開口 401-407中的較小的一個開口定位在排出單元211的開口 215的前方來減小排出開口。當排出開口增大時，從容器201流出的奶流量增加。從而，可以減小容器201的充填水平，使得充填水平再次降到上限閾值以下。在非常大量的奶進入容器時，可能發生在排出開口增大後，容器的充填水平上升得比之前慢或保持恆定。在該情況下，控制單元236 可通過另一個增大的排出開口進一步增大奶流量。例如，如果在排出開口的上次增大後的固定時間間隔期間，奶流量未降低到上限閾值以下，則可實施以上步驟。排出開口的尺寸可繼續增大，直到充填水平降低到上限閾值以下。當排出開口減小時，從容器201流出的奶流量減少。從而，充填水平能再次上升到下限閾值以上。如果在固定時間間隔期間奶流量未上升到下限閾值以上(其可能發生在非常小量的奶流入時)，排出開口可繼續減小，直到再次超過下限閾值。在一些實施方式中，如
19果長時間不能達到下限閾值，則也可將排出開口完全關閉，例如，通過將扇區408定位在排出單元211的開口 215的前方而關閉盤214的開口。在一些實施方式中，上限閾值可等於最大充填水平223，下限閾值可等於最小充填水平222。在其它實施方式中，上限閾值可比最大充填水平223小，下限閾值可比最小充填水平大。例如，上限閾值可等於最大充填水平的大約90%，下限閾值可等於最小充填水平的大約110%。從而，甚至能夠防止輕微地超過最大充填水平和減少到最小充填水平以下。在一些實施方式中，最小充填水平可定義為容器中的奶達到皮托管220的下端時的充填水平，其中，在設備200運行期間，容器中的該奶具有最小的氣泡比例，例如基本上無氣泡的奶。在該實施方式中，降低到最小充填水平以下會妨礙藉助充填水平測量裝置219 對充填水平的測量，因為在該情況下皮托管的下端可能位於奶面之上，使得奶的流體靜壓與皮托管220的內部氣體壓力之間的壓力平衡不再存在。在一些實施方式中，最大充填水平可定義為奶達到導管229開口的充填水平，其中，在設備200運行期間，該奶中存在最大比例的氣泡，其可通過試驗確定。在該實施方式中，超過最大充填水平可導致奶滲透進入導管229，並汙染壓差測量傳感器227。因此，當超過比最大充填水平小的上限閾值時，排出開口的增大能有助於防止奶對壓差傳感器227的汙染，以及當未達到大於最小充填水平的下限閾值時，排出開口的減小能有助於保證通過充填水平測量裝置219連續地測量充填水平。如上所述，通過容器201的排出開口的奶流量取決於排出開口的尺寸和容器201 的充填水平，其中，充填水平越高，獲得的奶流越強烈。當從供給單元202進入容器201的奶流量位於在最小充填水平222的排出開口的設定尺寸獲得的奶流量和在最大充填水平223的排出開口的設定尺寸獲得的奶流量之間的範圍時，能建立平衡，其中充填水平取最小充填水平222和最大充填水平223之間的值。 在該值，供給到容器201的奶流量和從容器201排出的奶流量基本上相等。通過改變排出開口的尺寸，可改變能建立平衡狀態的範圍。由於通過控制單元236執行排出開口的尺寸的改變，可改變排出開口的尺寸直到排出開口具有以下尺寸使得在供給和排出之間能建立平衡或者容器201的充填水平僅發生較慢的變化。從而，可防止或至少減少排出開口的尺寸的頻繁變化。在一些實施方式中，可在擠奶過程開始時關閉排出開口。然後進入容器201的奶流量將導致容器201的充填水平上升，根據充填水平可計算進入容器201的奶流量，以下將具體解釋。當在擠奶過程中超過了充填水平的上限閾值時，可根據計算的奶流量確定排出開口的尺寸，利用計算的奶流量可建立進入容器201的奶流量和流出容器201的奶流量之間的平衡狀態，其中充填水平位於在上、下限閾值之間的平衡狀態。隨後，可藉助於部件213 設置排出開口的所確定的尺寸。當在後一時間點進入容器201的奶流量增加時，可能再次發生超過上限閾值。但是，如果進入容器201的奶流量減少，則可能發生達不到下限閾值。在兩種情況下，可根據可基於充填水平和排出開口的當時尺寸計算的當時奶流量 (以下將詳細說明)，確定排出開口的尺寸，利用該尺寸可在當時的奶流動下建立進入容器 201的奶流量和流出容器201的奶流量之間的平衡狀態，其中充填水平位於在上、下限閾值之間的平衡狀態。隨後，可藉助於部件213設置排出開口的所確定的尺寸。在如上所述的通過具有多個開口 401-407的盤214來改變排出開口的尺寸的實施方式中，可具有為每個開口 401-407確定的奶流量的平衡間隔，在該平衡間隔可建立具有在上、下限閾值之間的充填水平的平衡狀態。其中，間隔的上限對應於在等於上限閾值的充填水平通過排出開口的奶流量。間隔的下限對應於在等於下限閾值的充填水平通過排出開口的奶流量。在一些實施方式中，開口 401-407中的一些開口或所有開口的平衡間隔可為從大約0. 5kg/min到大約12kg/min的奶流量範圍的子範圍。為了確定在當時的奶流量下能夠建立平衡狀態的排出開口的尺寸，可選擇排出開口的一個有效尺寸，使得當時的奶流量位於平衡間隔。如果利用排出開口的任意有效尺寸都不能使當時的奶流量位於平衡間隔，則當超過上限閾值時，可將盤214的開口 401-407中的下一個與當時放置在排出開口 215前方的開口相比較大的開口定位到排出開口 215的前方。如果此後，在預定的時間間隔內未下降到上限閾值以下，則可再次轉換為下一個更大的開口。如果未達到下限閾值，並且不具有可建立平衡狀態的排出開口的有效尺寸，則可將盤214的開口 401-407中的下一個與當時位於排出開口 215前方的開口相比較小的開口定位到排出開口 215的前方。如果此後，在預定的時間間隔內未超過下限閾值，則可再次切換到下一個更小的開口。本發明不限於基於當時的奶流量確定排出開口的將被設置的尺寸的實施方式。在其它實施方式中，由於在不同時間點對奶流量的測量，可進行奶流量的推測 (extrapolation)0例如，在一些實施方式中，可根據當時奶流量的值和在往回推預定時段的時間點測量的奶流量值進行奶流量的線性推測。為該目的，可確定奶流量隨貫穿測量值的時間變化的線性函數。在其它實施方式中，也可根據兩個以上的測量值進行推測，例如利用線性函數擬合測量值，以及也可進行非線性推測，例如利用平方函數(square function)擬合測量值。在推測中，基於目前測量的奶流量和過去測量的奶流量，通過將之後的時刻加入適用測量值的該函數來估計之後的時刻的奶流量。然後可如上所述地對可建立平衡狀態的排出開口的尺寸進行確定，其中可使用奶流量的推測值來替代當時的奶流量。從而，可更好地考慮奶流量的短期變化。在一些實施方式中，可將改變排出開口的尺寸的部件213構造為使得可設置一組尺寸的排出開口，從而可以減少排出開口的尺寸的改變次數。在參考圖2的上述實施方式中，這可通過開口 401-407的尺寸的適當選擇來實現，以下將具體解釋。可選擇開口 401-407的尺寸使得在預定的充填水平通過開口的奶流率相差預定的流率差，其中，預定的充填水平例如是最小充填水平222和最大充填水平之間的平均充填水平。例如，可選擇開口 401-407的尺寸，使得在容器201的充填水平為0. Olkg/cm2 (對應大約 IOOmm 的充填高度)時，產生 10. 5kg/min、9. 0kg/min、7. 5kg/min、6. 0kg/min、4. 5kg/ min、3. Okg/min和1. 5kg/min的流率。通過將不具有開口的扇區408定位在排出單元211 的開口 215的前方，還可設置不同於1. 5kg/min的最小開口 407的流率的零流率。因此，在0. 01kg/cm2的預定充填水平取得的包括無開口扇區408的盤214的相鄰扇區的流率在本示例中相差1. 5kg/min的預定流率差。可根據以下等式來獲得在開口 401-407之間的連續切換操作間的時間段ts。halt的估算值Kchalt ^ v^mia(3)其中，Vmax表示在最大充填水平時容器201中的奶量，Vmin表示在最小充填水平時容器201中的奶量。AF表示相鄰開口值之間的流率差。在上述實施例中，最大充填水平可取值0. 015kg/cm2，對應大約150mm的充填高度 223，以及最小充填水平可取值0. 003kg/cm2，對應大約30mm的充填高度222，其中最大充填水平和最小充填水平時容器201內的奶量差可為650g。如果以1. 5kg/min的流率差通過切換到開口 401-407中的下一個更大的開口來提高30mm的最小充填水平時的奶流量，根據等式(3)，從最小充填水平直到達到最大充填水平需要大約沈秒的時間段。直到達到最小充填水平的相應的時間段由在最大充填水平以1. 5kg/min的流率的減少所產生。由於相鄰開口 401-407之間的流率差相同，該估算與排出開口的設定尺寸無關。在本發明的實施方式中，由等式(3)限定的最大充填水平和最小充填水平時容器 201內的奶量差和流率差之間的比可大於約20秒。由此，可保證排出開口尺寸的連續變化之間的時間段足夠長，以防止盤214的相鄰開口 401-407之間的快速切換，該快速切換可能導致設備214的較高的能耗。設備200還包括適於根據排出開口的設定尺寸和由充填水平測量裝置219確定的容器201中的奶充填水平來計算進入容器201的奶流量的估算單元237。估算單元237可由電子模塊235提供，該電子模塊235可包括適於進行進入容器201的奶流量的計算的處理器。從供給單元202流入容器201的奶可從容器201的排出開口流出容器201並進入收集室M0，或者保留在容器201中。如果進入容器201的奶比流出的多，則將導致容器201 的充填水平的上升。當流入和流出的奶量相等時，容器201的充填水平維持恆定，以及當流出的奶量大於流入的奶量時，充填水平降低。相應地，運用下列等式Fin= — A + F(4)
dt其中，Fin表示進入容器的奶流量，ds/dt表示充填水平的時間導數(temporal derivation)，A表示容器的橫截面積，以及F表示通過排出開口的奶流量。右邊的第一項描述了流入容器201的奶量和流出容器201的奶量的差，其將導致充填水平s的變化，以及F表示通過排出開口的奶流量。容器201的橫截面積A是容器201的幾何尺寸，在容器201的形狀已知的情況下， 該橫截面積是可計算的。ds/dt可由兩個連續時間點的充填水平之差計算得到，F可根據容器排出開口的尺寸和充填水平計算，上文有更詳細的解釋。估算單元237可適於根據等式(4)計算進入容器201的奶流量。在其它實施方式中，可使用其它近似方法。例如，可忽略容器201的充填水平的變化，通過計算通過容器201
22的排出開口流出容器201的奶流量近似計算出奶流量。當在如上所述的容器201中建立了流入量和流出量之間的平衡，或者僅存在充填水平的小的上升和下降時，通過該近似可取得良好的精度。在一些實施方式中，控制單元236可適於將容器201的充填水平保持在較窄的範圍，其可通過將上限閾值和下限閾值設置為彼此較接近的值來實現。在這些實施方式中，由於充填水平的變化較小，如果奶流量在比排出開口的尺寸連續改變之間的持續時間長的時間段平均，則在這些實施方式中流入容器201的奶流量可近似等於流出容器201的奶流量。 替代平均或除平均之外，在這些實施方式中，可設置排出開口的可設定尺寸的特別細的分級，使得當排出開口的尺寸改變時，容器201的奶流量的改變較小。在一些實施方式中，在計算進入容器201的奶流量之前，可對由充填水平測量裝置219測量的充填水平進行時間平均。從而，可使由例如擠奶機的真空泵的壓力急變或由掉進容器201的奶滴導致的測得的充填水平的高頻部分減小。由於平均，可抑制例如來自壓差傳感器227的信號的、頻率高於位於大約IHZ到大約IOHZ範圍的極限值的頻率部分。在一些實施方式中，可藉助連接到壓差傳感器227的電壓頻率轉換器進行測得的充填水平的時間平均，電壓頻率轉換器可設置在電子模塊235中。從而，可實現簡單且準確的平均。通過對計算的進入容器201的奶流量積分(integration)可計算出擠奶過程中進入容器201的奶總量，該奶總量基本上等於擠奶過程中由動物產出的奶總量。從而可確定奶的總量。可利用由估算單元237計算的進入容器201的奶流量的數值積分進行以上積分。 可通過設置於電子模塊235的處理器進行該數值積分。在其它實施方式中，也可利用通過排出開口的奶流量F的積分來確定奶總量。由於在擠奶過程的開始和結束時容器201是空的，所以由通過排出開口的奶流量的積分而獲得的來自容器201的奶流量的積分也對應於產出的奶總量。由於在本積分中不考慮其確定可被一定的不精確性影響的充填水平的時間導數，因此可精度提高地確定奶總量。容器201可具有高的、細長的形狀。例如，容器201可具有大約18cm的高度以及大約55cm2的底面。容器201的高度可沿圖2中從頂部到底部的延伸方向測得，以及底面可在與圖2的繪圖面垂直的圖2的水平面測得。從而，可保持垂直方向與容器201的豎直方向的偏差小的效果。在一些實施方式中，可由容器201的垂直側壁限定容器201的豎直方向。以下參考圖5更詳細地解釋確定容器201的豎直方向的其它可能性。在一些實施方式中，設備200可包括可連接到電子模塊235或可設置在電子模塊 235內的已知類型的傾斜度傳感器239。傾斜度傳感器可適於測量容器201的豎直方向關於垂直方向的傾斜度。估算單元可根據由傾斜度傳感器測得的傾斜度校正測得的奶流量和 /或測得的奶總量，例如通過乘以取決於傾斜度的校正因子來校正。關於確定的傾斜角度的校正因子，可通過在已知傾斜角度的情況下向供給單元202供給已知量的液體、如奶，並且通過測量由設備200測得的奶總量來實驗性地確定。然後，由供給到設備200的液體的量與測得的液體量之間的關係得出校正因子。在估算單元237中，可存儲具有對應不同傾斜角度和/或傾斜方向的校正因子的數值表，並且估算單元237可通過該數值表實施測得的奶流量和測得的奶總量的校正。
設備200可包括用於關閉埠 212的裝置對1，埠 212可連接擠奶機、通向收集室240並且形成收集室MO的出口。裝置241可包括可通過樞轉杆255連接到旋轉軸243 的板M2。旋轉軸243可穿過收集室240的底部，並且以可旋轉和密封的方式被接收在該底部。樞轉杆255可藉助驅動部件244圍繞軸243旋轉，驅動部件244可包括例如具有在大約10°至大約60°範圍的旋轉角度的旋轉磁鐵。從而板242可向埠 212的前方移動以關閉埠 212，或者遠離埠 212移動以露出埠 212。板242可具有由鋼、塑料或硬橡膠製成的平的圓柱形式，其具有大約18mm至大約 20mm的直徑以及大約3mm的高度。埠 212的口部可具有16mm的內徑，使得埠能被板 242完全封閉。收集室240的底部基本上是平的，使得可通過板242實現埠 212的基本上完全密封的閉合。裝置241可用於在擠奶過程結束時關閉擠奶機與擠奶單元之間的連接，使得擠奶真空不再作用到動物的奶頭上，以及可取下擠奶杯(milking cluster) 0在一些擠奶機中， 其可自動化地進行。裝置241可用於替換為該目的設置的已知的真空關閉閥門或氣動軟管夾具。在一些實施方式中，裝置241可連接到電子模塊235。電子模塊235可包括控制裝置241的部件。這些部件可適於根據由估算單元237測得的進入容器241的奶流量來檢測擠奶過程的結束，以及藉助裝置Ml在檢測到擠奶過程結束時關閉埠 212。為檢測擠奶過程的結束，可將測得的奶流量與閾值比較，當測得的奶流量下降到閾值以下時，認為擠奶過程完成。具有壓力測量傳感器227的測量容積253、加熱裝置234、電子模塊235、電池238 和傾斜度傳感器239可容納到電子隔間(compartment) 301中，其中，該電子隔間可安裝到容器201的一側。電池238可從下方延伸地安裝在電子隔間301的下部。電池238的鎖定可構造為較弱，使得當設備200落下時電池238將從其鎖定中釋放。從而，可降低設備200 在與底部碰撞時被破壞的風險。此外，為充電可從設備200移除電池238，可獨立於設備200 對電池充電。當使用大量設備200時，例如對一群山羊擠奶而同時使用如50個設備200時， 以上對電池238的處理必然是有利的。電子隔間301可包括用於操作設備200的鍵盤304和用於輸出設備200的測量值的顯示部302。圖5示出了根據本發明的用於在擠奶過程中測量動物產奶量的另一個設備500的示意性剖視圖。在圖5和圖2中，相同的附圖標記用於表示設備200和500的彼此相應的部分。此外，為了簡潔，圖5中未畫出設備500的一些部件。特別地，在圖5中未畫出充填水平測量裝置219、具有控制單元236和估算單元237的電子模塊235、電池238和傾斜度傳感器239。但是，設備500可包括具有與相應部件的上述特徵對應的特徵的類似部件。設備500包括容器201。此外，設備500包括具有帶杯203的離心機頭250的供給單元202、可連接到擠奶機的埠 205、供給開口 204以及通向容器201的奶排出開口 206。 離心機頭250及其部件的特徵可對應於參考圖2描述的上述特徵。經由埠 205進入供給單元202的、與奶混合的空氣可通過上端設置在離心機頭250中的旁通管路207，同時奶通過奶排出開口 206流入容器201。在設備500中，旁通管路207與參考圖2_4所述的設備200的穿過容器豎直延伸不同。替代地，旁通管路207在容器201內部彎向容器的側壁，並沿側壁向下穿過。在一些實施方式中，旁通管路207也可穿過容器201的側壁並沿容器201的外側延伸或從離心機頭250的上部中心向上或朝向該側壁並沿容器201的外側延伸。在離心機頭250的奶排出開口 206的下方，基本上水平的、人字形屋頂 (gable-roof)或錐形的分配板551可布置在容器201內。分配板551可具有比奶排出開口 206的半徑大的半徑，使得通過奶排出開口 206進入容器201的奶撞擊分配板551，並從分配板551指向容器201的側壁。奶可從分配板551和容器201的側壁之間進入容器201。分配板551的邊緣553 與容器201的側壁之間的距離可構造為使得分配板551和側面之間的區域的橫截面積大於或等於奶排出開口 206的橫截面積。從而，能保證流過奶排出開口 206進入容器201的奶能從分配板551和容器201的側壁之間流出。在一些實施方式中，分配板551的邊緣553 與容器201的側壁之間的距離可取大約1. 5mm到大約3mm的範圍的值，例如大約2mm的值。通過分配板551的邊緣553和容器201的側壁，限定了轉移開口，通過該轉移開口，進入容器201的奶能流到容器201的側壁並且沿側壁向下流。從而，可實現特別均勻且基本上無撞擊的奶轉移入容器201，以及可以減少容器201內泡沫的形成。在一些實施方式中，在分配板551和容器的覆蓋面之間可設置基本上豎直的濾篩552。通過濾篩552，奶中的不純物如秸稈的殘渣可被保留並收集，以降低容器201內的汙染。在一些實施方式中，分配板551和濾篩552可從容器201移除，以使分配板551和濾篩552的清潔更容易。在一些實施方式中，濾篩552可離開分配板551的邊緣553 —定距離，以獲得流過邊緣553的更加均勻的奶流。在一些實施方式中，濾篩552可離開分配板551的邊緣553 大約5mm至大約7mm的距離。此外，設備500包括構造為從容器201排出奶的排出單元211。排出單元211具有開口 215，奶可通過該開口 215從容器201流入收集室M0。旁通管路207的下端210通向收集室M0，使得奶和空氣在收集室240內再次混合。通過埠 212，排出單元211可與可被施加擠奶真空的擠奶機的擠奶管路連接。排出單元211包括用於改變排出開口的尺寸的部件213，奶可通過該排出開口從容器201流入收集室M0。所述部件包括布置在排出單元211的開口 215前方並且具有至少兩個不同尺寸的開口的盤214。盤214的特徵可對應於如上參照圖2和圖4描述的特徵。通過繞軸217旋轉盤214，將盤214的開口 401-407中的一個開口定位到排出單元211的開口 215的前方，使得該一個開口形成奶可通過其流出容器201的排出開口。該排出開口的尺寸可通過將開口 401-407中的另一個開口定位到開口 215的前方來改變。軸217穿過容器201的底部進入安裝有例如步進馬達等馬達218的隔間505，其中，馬達218用於使盤214繞軸217旋轉。軸217可由軸承501支撐。通過齒輪502、503， 可提供馬達218的旋轉速度與盤214的旋轉速度之間的減小，由此可更準確地定位盤，並且只需較小的力就足以移動盤214。通過在軸217上並在盤214下方的、例如為0形環形狀的密封件550，可基本上防止奶侵入隔間505。在安裝到軸217的齒輪503和軸承501之間，或在齒輪503和替換軸承501的安裝到容器201另一組成部件之間，可安裝壓力彈簧504，該壓力彈簧將軸承501的齒輪503 或另一組成部件推離，以及將盤214壓到排出單元211的開口 215的邊緣上。從而實現了盤214和開口 215的邊緣之間的良好密封，使得奶不會從盤214和開口 215的邊緣之間流過。容器201具有用圖5中附圖標記507表示的虛線勾勒的預定的豎直方向。在設備 500的操作期間，設備500可以以豎直方向507垂直延伸的方式找正(align)。可利用該找正對設備500進行校正。在一些實施方式中，容器201的側壁可平行於豎直方向507。例如，容器201可以是筒狀，豎直方向507可由筒軸線的方向限定。至少在容器201的在設備500的常規操作下不低於的最小充填水平和在設備500 的常規操作下不超過的最大充填水平之間的範圍，容器201內部空間的橫截面積可以恆定，如上所述地參考圖2、圖3和圖4，可通過相應構造的控制單元對排出開口尺寸的適當控制來實現上述最小充填水平和最大充填水平之間的範圍。在該方面，容器的橫截面積由位於容器201內部的平面的區域的表面面積限定， 其中該平面與容器201的豎直方向507正交。本發明不限於容器201具有垂直側壁的實施方式。在其它實施方式中，容器201 的側壁或側壁的一部分也可相對於豎直方向507彎曲。在該實施方式中，合適形狀的容器 201的豎直方向也可以以如下方式確定容器內部的橫截面積可在最小和最大充填水平之間的範圍為常數。在一些實施方式中，盤214繞其旋轉的軸217可相對於豎直方向507傾斜，其中豎直方向507和軸217之間包圍如圖5的附圖標記509所表示的角度。此處，角度509可取大約2度至大約10度的範圍的值。由於軸217相對於豎直方向507傾斜，所以如果豎直方向507是垂直取向的，則盤 214的一部分位於盤214的中心以下。排出單元211的開口 215可相對於盤214布置成使得盤214的開口 401-407中當時位於開口 215前方的那個開口位於盤中心以下。從而，可獲得容器201的排出開口的特別深的位置，有利於奶從容器201中有效地排出。容器的底面可包括區域510，該區域基本上與豎直方向507正交。該底面的另一個區域511可基本上平行於盤214的底面。開口 215可位於區域511，以及開口的邊緣可布置為低於區域510的由圖5中的虛線506表示的高度。從而，利用豎直方向507的垂直朝向， 奶可通過開口 215和盤214的開口 401-407中位於開口 215前方的開口從容器201排出， 使得區域510不再被奶覆蓋。從而，當擠奶過程完成時在奶從容器201排出後，容器201中的剩餘奶可減至最少。本發明不限於開口 215和用於改變排出開口尺寸的部件213定位在容器201的底部的實施方式。在其它實施方式中，開口 215也可布置在容器201的側壁，盤214的軸可穿過容器201的側壁，使得盤214的軸與豎直方向507正交。開口 215可布置於軸217的下方，以減少容器201中的在豎直方向507垂直朝向時不能通過開口 215排出的奶的剩餘量。本發明不限於如上參照圖2-5描述的用於改變排出開口尺寸的部件213包括具有多個開口的可旋轉支撐盤的實施方式。在其它實施方式中，用於改變排出開口尺寸的部件213包括排出單元211的兩個或更多個開口，該開口可單獨和/或彼此結合地打開，其中排出開口由一個或多個打開的開口形成。以下參照圖6a-6c說明該用於改變排出開口尺寸的部件213。
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部件213可用在用於用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備600中，該設備600 的其它特徵可對應於上述設備200、500的特徵。圖6a示出了從用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備600的容器201的豎直方向觀察的用於改變排出開口尺寸的部件213的示意性俯視圖。圖6b示出了沿與圖6a的繪圖面正交的平面650的示意性剖視圖，圖6c示出了沿與圖6a的繪圖面以及平面650正交的、穿過容器201的側壁延伸的平面651的示意性剖視圖。在圖6a所示的實施方式中，用於改變排出開口尺寸的部件213設置在容器201的底部。但是，在其它實施方式中，部件213也可設置在容器201的側壁。部件213包括具有第一開口 603、第二開口 604和第三開口 605的關閉部件601以及第一關閉機構654、第二關閉機構655和第三關閉機構656。第一關閉機構6M適於露出或關閉第一開口 603。相應地，第二關閉機構655和第三關閉機構656分別適於露出或關閉第二開口 604和第三開口 605。在一些實施方式中，關閉部件601可包括厚度在大約3mm至大約6mm範圍的金屬板。關閉部件601可通過如粘結等方式安裝到金屬板602。金屬板602可具有比關閉部件 601厚的厚度，並且包括位於開口 603、604中的每一個開口下方的、比開口 605尺寸大的開口，開口 603-605位於金屬板的該開口的上方。由於金屬板602，可防止或者至少減少關閉部件601的扭曲。由於該配置，可實現特別薄的關閉部件601，關閉部件601的流動特性幾乎獨立於流速，因此較容易校準，並因此特別適於均勻的大規模產出。關閉部件601可設置於容器201的底部或在其它實施方式中設置於容器201的側壁，收集室240可定位在關閉部件601的遠離容器201內部的一側。因此，奶可從容器201 的內部通過由關閉機構654-656露出的一個或多個開口而流入收集室M0。此外，與上述的參照圖2至圖5描述的實施方式類似，旁通管路(圖6a_6c未示出) 可通向收集室240，所述旁通管道適於向收集室240供給在離心機頭中與奶分離的空氣，使得奶和空氣在收集室MO內彼此混合。此外，埠 212可通向收集室M0，所述埠可連接至擠奶機的擠奶管路。在一些實施方式中，開口 603-605的尺寸形成為使得通過開口 605的奶流量是通過開口 604的奶流量的大約兩倍、通過開口 604的奶流量是通過開口 603的奶流量的大約兩倍。如上所述，通過各個開口 603-605的奶流量取決於容器201的充填水平。但是，由於奶流量對充填水平的依賴形式對於所有的開口 603-605基本上相同，所以通過開口 603-605 的奶流量之間的關係可基本上獨立於容器201的充填水平。可通過開口 603-605的橫截面積和形式的適當選擇來設定通過開口 603-605的奶流量之間的關係。在這些實施方式中，設備600的控制單元可適於根據0至7範圍內的二進位數來控制關閉機構654-656。此處，當二進位數的最低有效位等於1時，打開第一(最小)開口 603，當最低有效位等於0時，關閉第一開口 603。當最高有效位等於1時，打開第三(最大) 開口 605，當最高有效位等於0時，關閉第三開口 605。當中間位等於1時，打開第二開口 604，當中間位等於0時，關閉第二開口 604。如果二進位數的值為0，結果所有三個開口 603-605都關閉。如果二進位數的值為 7，則所有三個開口 603-605都打開。當分別為1-6範圍的值時，開口 603-605中的一部分打開，一部分關閉。通過開口 603-605的奶總量基本上等於二進位數的值與通過開口 603-605中的最小開口的奶流量的乘積。這些當時打開的開口 603-605形成供容器201內的奶通過以流入收集室240的排出開口。如果開口 603-605中的一個以上的開口被打開，則排出開口由多個子開口構成，該些子開口被關閉部件601的區域和/或關閉機構654-656中的部分彼此分離，排出開口由多個當時打開的開口 603-605的整體形成。如果僅打開開口 603-605中的一個，則排出開口由開口 603-605中的當時打開的那個開口形成。與二進位數的數位對應地控制關閉機構654-656，如果該二進位數增加1或減少 1，則通過排出開口的奶流量相應地增加或減少與當開口 603打開時通過開口 603的奶流量對應的預定流率差。此處流率差基本上等於各二進位數的初始值。類似上面參考圖2-5描述的實施方式，在最大充填水平時容器201內的奶量與在最低充填水平時容器201內的奶量的差值和流率差之間的比值可大於20秒，其有利於減少在開口 603-605的打開狀態和關閉狀態之間的切換操作的次數。類似上面參考圖2-5描述的實施方式，對於排出開口的至少一個或所有的可調節尺寸有效的是在排出開口的各尺寸下，可建立具有在最大和最小充填水平之間的充填水平的平衡狀態的奶流率的範圍是大約0. 5kg/min至大約12kg/min範圍的子範圍。本發明不限於三個開口 603-605構造在共用的關閉部件601中的實施方式。在其它實施方式中，可設置多個關閉部件，其中構造有開口 603-605中的一個或多個。此外，本發明不限於設置三個開口 603-605的實施方式。在其它實施方式中，可設置更多或更少的開口。開口可包括不同的尺寸，以及構造成使得通過開口的奶流量分別等於通過最小開口的奶流量與2的冪的乘積，以及，可與二進位數的數位對應地控制與開口關聯的關閉機構，以關閉部分或所有的開口。然而，本發明不限於根據二進位數的數位打開或關閉開口的實施方式。在其它實施方式中，可設置多個不同尺寸的多個開口，其中一個開口打開，其它開口分別關閉，或者可設置多個相同尺寸的開口，並且通過改變打開的開口數量來控制奶流量。以下，將詳細解釋用於關閉和露出第三開口 605的關閉機構656。用於關閉和露出第一開口 603和第二開口 604的關閉機構654、655可具有基本上相同的構造。關閉機構656包括可在覆蓋並由此關閉開口 605的第一位置和露出開口 605的第二位置之間移動的滑動部608。滑動部608可包括由與容器201連接的導軌627-629引導的零件626，使得滑動部608可沿引導方向直線移動，該引導方向平行於關閉部件601的面對容器201內部的表面。在一些實施方式中，滑動部608的零件擬6可具有基本上柱狀的形式，該零件6 可在基本上柱狀的腔體630的內部移動。滑動部的零件擬6包括永磁體625。螺線管622布置成使得當電流通過時，經由螺線管622向永磁體625施加力。取決於電流的方向，永磁體625和與永磁體625連接的滑動部608可朝向開口 605移動以關閉開口 605、或者遠離開口 605移動以露出開口 605。 螺線管622可包括圍繞滑動部608的零件626的環形線圈，其中，永磁體625位於零件626 內。當滑動部608移動時，滑動部608可在關閉部件601的表面滑動。由於在滑動部 608的面對關閉部件601的一側的凹部624，可降低滑動部608與關閉部件601之間的摩擦。腔體630穿過容器201的側壁延伸進入與容器201相鄰的空間660內部，螺線管
28622位於空間660中並且在一些實施方式中空間660可為電子隔間301 (圖3)。腔體630 可包括液密(liquid-tight)壁，以防止液體滲入容器，例如防止奶和/或清洗液進入空間 660。滑動部608的零件6 可具有比腔體630內徑小的外徑，使得當滑動部608移動時，液體可從滑動部608的零件6 與腔體壁之間流過。從而，可減小當移動滑動部608時必須克服的阻力，並且液體的交換有助於防止腔體630的汙染。在容器201的側壁，可設置突入容器201內部的引導延伸部619。從而，特別是當滑動部608位於或靠近關閉開口 605的位置時，可實現滑動部608的改進的引導。在圖6b中，第一虛線652表示永磁體625的遠離容器201內部的端部在滑動部608 覆蓋開口 605時的位置。第二線653表示永磁體625的遠離容器201內部的端部在滑動部 608露出開口 605時的位置。位置652、653可分別在距離螺線管622端部的螺線管622長度的三分之一和三分之二的距離。從而，可取得螺線管622的作用到永磁體625的較強的力的效果，以及當電流流過時，可取得穿過螺線管622的永磁體625的確定移動方向。滑動部608可包括第一切口 623和第二切口 610，第一切口 623可布置在例如滑動部608的遠離關閉部件601的上表面，第二切口 610可布置在例如滑動部608的一側。在容器201上可安裝第一彈簧616和第二彈簧613，第一彈簧616在滑動部608的關閉位置接合第一切口 623，第二彈簧613在滑動部608的打開位置接合第二切口 613。從而，滑動部608可保持在打開位置和關閉位置，使得當流過螺線管622的電流切斷時，滑動部608保持在其位置。因此，僅在改變滑動部608的位置時需要電流流過螺線管622(脈衝電磁鐵技術)。從而，即使在較強的磁力時，設備600消耗的能量也可保持很低，這特別有利於利用電池的移動操作。在其它實施方式中，為保持滑動部，可替換彈簧613、616設置作用在滑動部608的永磁體625上的適當定位的永磁體。設備600的控制單元236可與關閉機構654-656連接，控制單元236適於控制關閉機構654-656以關閉和露出開口 603-605。在如上所述地構造關閉機構654-656的實施方式中，控制單元236可適於控制通過關閉機構654-656的螺線管的電流。在其它實施方式中，關閉機構6M-656也可氣動地打開或關閉，例如通過隔板或活塞單個或彼此結合地打開或關閉。在其它實施方式中，部件213可包括可沿引導方向直線移動的盤，其中沿引導方向布置至少兩個開口，盤的底面與排出單元211的開口 215的邊緣接觸。在這些實施方式中，盤可為具有至少兩個開口的基本上長方形的帶狀，引導方向可沿帶的長度方向延伸。可通過線性驅動實現盤得直線運動，例如以與上述參照圖6a-6c描述的方式類似的方式，通過永磁體和當電流通過螺線管時對永磁體施力的螺線管來實現。在其它實施方式中，可連續改變排出開口的尺寸。以下將參照圖7說明該實施方式。圖7示出了在一些實施方式中可用來替代如上參照圖2-5說明的部件213的用於改變排出開口尺寸的部件213的示意圖。部件213包括可繞軸217旋轉的盤714，其中軸 217的特徵可對應於上面參照圖2-5描述的軸217的特徵。特別地，軸217可與盤驅動部件 218連接，盤驅動部件218適於使盤714繞軸217旋轉。在一些實施方式中，可設置齒輪，其類似於上面參照圖5描述的齒輪502、503 ；軸承，其類似於上面參照圖5描述的軸承501 ； 密封部，類似於上面參照圖5描述的密封部550 ；以及將盤714壓到開口 215的邊緣上的彈簧，其類似於上面參照圖5描述的彈簧504。盤714的半徑r取決於關於軸217的角度<P，其中半徑r從在角φ為0°時的第一半徑巧增加到角φ為360°時的第二半徑r2。從而，盤714的外形可採用螺殼的形狀。如圖7所示，半徑r不必沿順時針方向增大。在其它實施方式中，半徑r也可沿逆時針方向增大。軸217與排出單元211的開口 215的在開口 215的朝向軸217那側的邊緣部分之間的距離d可大於或大約等於第一半徑以及軸217與開口 215的遠離軸217的邊緣部分之間的距離D可小於或大約等於第二半徑r2。從而，根據盤714的位置，盤714可完全地或部分地覆蓋開口 215，或者盤714可露出開口 215。不被盤714覆蓋的開口 215或開口 215的部分分別地形成供奶從容器201流出的排出開口。通過旋轉盤714，可在打開位置和關閉位置之間連續地改變排出開口的尺寸，其中，在該打開位置，盤714的具有大約等於第一半徑η的半徑的區域位於開口 215附近，在該關閉位置，盤714的具有大約等於第二半徑r2的半徑的區域位於開口 215附近和上方。在一些實施方式中，盤714的半徑r可具有取決於角度<P的指數，使得盤714的邊緣具有基本上對數螺線的形式。在其它實施方式中，為連續地改變排出開口的尺寸可採用可變光圈、貓眼光圈 (cat，s eye diaphragm)或者可侵入開口 215的錐體。在排出開口的尺寸可連續改變的實施方式中，為改變排出開口的尺寸可使用為步進馬達或齒輪馬達的馬達。也可替代馬達採用氣動或磁力旋轉或直線驅動器。驅動器可構造成提供較高的定位精度，以在值的整個範圍內實現排出開口尺寸的可重複設定。在本發明的排出開口的尺寸可連續調節的實施方式中，可對排出開口尺寸的多個離散值校準作為容器201的充填水平的函數的通過排出開口的奶流量。例如，在參照圖7描述的實施方式中，可對盤714的多個旋轉角度校準通過排出開口的奶流量。對於該些尺寸之間的排出開口的尺寸，可在為排出開口的相鄰尺寸確定的奶流量之間進行插值 (interpolation)，以確定通過排出開口的奶流量。對於排出開口的尺寸的離散值，可如上面參照圖2-5描述地，從排出開口的尺寸和充填水平來計算奶流量。在一些實施方式中，盤214的開口 401-407或者開口 603-605可分別具有分別基本上垂直於盤214的表面或者垂直於關閉部件601的表面的邊緣。與開口 401-407的邊緣或者開口 603-605的邊緣分別為圓角的實施方式相比較，由於豎直和尖銳(sharp-edged) 的邊緣可產生特別高的精度，因此可實現設備200、500和600的改進的測量精度。如上參照圖7描述的盤714的邊緣也可包括豎直和尖銳的邊緣。在設備200、500的操作中，在擠奶過程中動物產出的奶可經由供給單元202供給到容器201。可如上所述地通過充填水平測量裝置219測量容器201中奶的充填水平。根據測得的充填水平，可如上所述地改變排出開口的尺寸，其中，排出開口的尺寸被設置成使得容器201中奶的充填水平保持在預定範圍，該預定範圍可由最小充填水平和最大充填水平確定或由閾值確定。如上所述地，可從排出開口的設定尺寸和測得的充填水平計算進入容器201的奶流量和/或進入容器201的奶總量。
權利要求
1.一種用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備，其包括容器；供給單元，其構造為向所述容器供給奶以及能連接到擠奶機的擠奶單元；排出單元，其構造為從所述容器排出奶以及能連接到所述擠奶機的擠奶管路，所述擠奶管路適於具有施加到所述擠奶管路的擠奶真空，其中所述排出單元包括用於改變排出開口的尺寸的部件，當奶從所述容器排出時，奶流過所述排出開口，其中，能夠在所述排出開口的允許奶流過所述排出開口的至少兩個尺寸之間進行調節；充填水平測量裝置，其構造為測量所述容器內的奶的充填水平；控制單元，其構造為根據由所述充填水平測量裝置確定的所述容器內的奶的水平來控制所述用於改變排出開口的尺寸的部件，以調節所述排出開口的尺寸而使得所述充填水平保持在預定範圍內；以及估算單元，其構造為基於所述排出開口的設定尺寸和由所述充填水平測量裝置測得的充填水平來計算進入所述容器的奶流量。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述控制單元構造為當所述容器的所述充填水平超過預定上限閾值時，增大所述排出開口 ；當所述充填水平低於預定下限閾值時， 減小所述排出開口，以及所述控制單元構造為當超過所述上限閾值和/或未達到所述下限閾值時，基於由所述估算單元計算的奶流量來確定在所述排出開口的所述至少兩個尺寸中的一個尺寸的情況下，是否能夠建立進入所述容器的奶流量與流出所述容器的奶流量之間的平衡，以及如果能夠建立平衡，則調節為所述排出開口的該尺寸。
3.根據權利要求1或2所述的設備，其特徵在於，所述用於改變排出開口的尺寸的部件構造為使得能在所述排出開口的允許奶流過的三個以上的不同尺寸之間進行調節。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的設備，其特徵在於，所述排出開口的允許奶流過所述排出開口的能調節的尺寸中的至少一個適於使得在進入所述容器的奶流量位於 0. 5kg/min至12kg/min範圍的子範圍時，在進入所述容器的奶流量與流出所述容器的奶流量之間建立平衡，使得所述充填水平位於預定範圍。
5.根據權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述排出開口的允許奶流過所述排出開口的能調節的尺寸中的每一個適於使得在進入所述容器的奶流量位於0. ^g/min至 12kg/min範圍的子範圍時，在進入所述容器的奶流量與流出所述容器的奶流量之間建立平衡，使得所述充填水平位於預定範圍。
6.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特徵在於，所述用於改變排出開口的尺寸的部件包括盤，其具有至少兩個不同尺寸的開口，所述盤布置在所述排出單元的開口的前方並且能夠相對於所述排出單元的所述開口移動，使得通過移動所述盤而使所述盤的所述至少兩個開口中的每一個開口可布置在所述排出單元的所述開口的前方，從而當奶從所述容器排出時，奶流過所述盤的所述至少兩個開口中的布置在所述排出單元的所述開口前方的那個開口 ；以及盤驅動部件，其用於相對於所述排出單元的所述開口移動所述盤。
7.根據權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述盤能繞與所述盤的底面正交的軸旋轉，所述盤的所述至少兩個開口圍繞所述軸布置，以及所述盤的所述底面與所述排出單元的所述開口的邊緣接觸。
8.根據權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述容器具有豎直方向，其中，至少在所述容器的位於對應於最小充填水平的充填高度和對應於最大充填水平的充填高度之間的區域，所述容器的內部空間在每個平面上的橫截面積是恆定的，所述平面與所述豎直方向正交並且在對應於所述最小充填水平的充填高度和對應於所述最大充填水平的充填高度之間的所述區域中與所述容器相交，所述軸相對於所述容器的所述豎直方向傾斜。
9.根據權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述軸與所述容器的所述豎直方向正交。
10.根據權利要求6-9中任一項所述的設備，其特徵在於，所述盤包括未設置開口的區域，其中所述盤能夠相對於所述排出單元移動，使得能通過移動所述盤而使所述盤的所述未設置開口的區域布置在所述排出單元的所述開口的前方，以關閉所述排出單元的所述開
11.根據權利要求10所述的設備，其特徵在於，所述盤的所述未設置開口的區域布置為鄰近所述至少兩個開口中的最大的開口。
12.根據權利要求6-11中任一項所述的設備，其特徵在於，所述盤包括多個如下的開口 這些開口的尺寸構造為使得在所述容器的預定充填水平，通過兩個彼此相鄰的開口的奶的流率彼此相差預定的流率差。
13.根據權利要求12所述的設備，其特徵在於，最大充填水平時所述容器內的奶量和最小充填水平時所述容器內的奶量之差與所述流率差的比大於20秒。
14.根據權利要求1-5中任一項所述的設備，其特徵在於，所述用於改變排出開口的尺寸的部件包括能調節開放度的關閉部件。
15.根據權利要求1-5中任一項所述的設備，其特徵在於，所述用於改變排出開口的尺寸的部件包括所述容器的兩個以上的開口 ；和兩個以上的關閉機構，每個所述關閉機構適於關閉和露出與所述關閉機構關聯的；所述排出開口由所述容器的所有露出的開口形成；其中，所述控制單元適於控制所述關閉機構，以通過關閉和/或露出所述容器的一個以上的所述開口來調節所述排出開口的尺寸。
16.根據權利要求1-5中任一項所述的設備，其特徵在於，所述用於改變排出開口的尺寸的部件包括盤，所述盤能繞與所述盤的底面正交的軸旋轉，所述軸布置為鄰近所述排出單元的開口，其中所述盤的從所述軸到所述盤的邊緣的半徑作為關於所述軸的角度的函數從第一值增大到第二值，所述第一值小於或等於從所述軸到所述排出單元的所述開口在面向所述軸的那側的邊緣的距離，所述第二值大於或等於從所述軸到所述排出單元的所述開口在遠離所述軸的那側的邊緣的距離。
17.根據權利要求1-16中任一項所述的設備，其特徵在於，所述設備還包括傾斜度傳感器，所述估算單元適於基於由所述傾斜度傳感器測得的傾斜度對所計算的奶流量進行校正。
18.根據權利要求1-17中任一項所述的設備，其特徵在於，所述供給單元包括用於分離奶和傳送空氣的離心機頭，其中，所述離心機頭的入口能與所述擠奶機的所述擠奶單元連接，以及所述離心機頭的奶出口通向所述容器，所述設備還包括旁通管路，所述旁通管路構造為從所述離心機頭沿著遠離所述容器的那側向所述排出單元的所述排出開口供給空氣。
19.根據權利要求1-18中任一項所述的設備，其特徵在於，所述排出單元包括收集室， 所述收集室包括連接到所述排出開口的第一入口、連接到所述旁通管路的第二入口以及能與所述擠奶機的擠奶管路連接的出口，所述設備包括用於關閉所述出口的裝置。
20.根據權利要求1-19中任一項所述的設備，其特徵在於，為計算進入所述容器的奶流量，所述估算單元適於基於所述充填水平的時間變化確定所述容器內的奶量的時間變化，以基於所述排出開口的尺寸和所述充填水平來確定流出所述容器的排出速率，以及計算所述容器內的所述奶量的時間變化與所述排出速率之和。
21.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特徵在於，所述估算單元還適於通過來自所述容器的奶流量的時間積分來確定擠奶過程中動物的產奶總量，所述奶流量是基於所述排出開口的尺寸和所述充填水平計算的。
22.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特徵在於，所述充填水平測量裝置包括皮托管，其具有在所述容器內的位於對應於所述容器的最小充填水平的充填高度下方的開口底端；氣體供給導管，其構造為將氣體、特別是空氣引入所述皮托管，使得所述氣體從皮托管的底端排出；和壓力測量裝置，其構造為測量所述皮托管內部和所述容器的位於對應於最大充填水平的充填高度上方的區域之間的壓力差。
23.根據權利要求22所述的設備，其特徵在於，所述氣體供給導管包括所述皮托管的連接到所述設備周圍的開口，使得由所述容器中的擠奶真空將空氣從所述設備周圍吸入所述皮托管。
24.根據權利要求22或23所述的設備，其特徵在於，所述皮托管包括位於所述皮托管開口底端的邊緣的至少一個切口。
25.根據權利要求22至M中任一項所述的設備，其特徵在於，所述壓力測量裝置包括壓差傳感器，其構造為測量所述壓差傳感器的第一部分和所述壓差傳感器的第二部分之間的壓力差；第一導管，其連接所述皮托管的內部和所述壓差傳感器的第一部分；和第二導管，其連接所述容器的位於對應於最大充填水平的充填高度上方的區域和所述壓差傳感器的第二部分。
26.根據權利要求25所述的設備，其特徵在於，所述第一導管的位於所述皮托管內部的一端和/或所述第二導管的位於所述容器內部的一端具有滴口突出部。
27.根據權利要求25或沈所述的設備，其特徵在於，在所述壓差傳感器和所述第一導管之間和/或在所述壓差傳感器和所述第二導管之間，安裝由透氣體但不透液體的材料製成的隔膜。
28.根據權利要求25至27中任一項所述的設備，其特徵在於，所述設備還包括用於加熱所述壓差傳感器的加熱裝置。
29.一種用於在擠奶過程中測量動物產奶量的方法，所述方法包括將動物在擠奶過程中產出的奶注入容器；測量所述容器中奶的充填水平；根據測得的所述容器內奶的所述充填水平，改變供奶流出所述容器的排出開口的尺寸，其中，所述排出開口構造為使得能在所述排出開口的允許奶流過所述排出開口的至少兩個不同的尺寸之間進行調節，所述排出開口的尺寸設定為使得所述容器內奶的充填水平保持在預定範圍；和基於所述排出開口的設定尺寸和由充填水平測量裝置測得的充填水平計算進入所述容器的奶流量。
30.根據權利要求四所述的方法，其特徵在於，當所述容器的充填水平超過預定上限閾值時，增大所述排出開口的尺寸，以及當所述容器的充填水平低於預定下限閾值時，減小所述排出開口的尺寸；和如果所述上限閾值被超過和/或未達到所述下限閾值時，基於所計算的進入所述容器的奶流量確定在所述排出開口的至少兩個尺寸中的一個尺寸的情況下，是否能夠建立進入所述容器的奶流量和流出所述容器的奶流量之間的平衡，如果能夠建立平衡，則設定所述排出開口的該尺寸。
31.根據權利要求四或30所述的方法，其特徵在於，所述排出開口構造為使得能在所述排出開口的允許奶流過所述排出開口的三個以上的尺寸之間進行調節。
32.根據權利要求四至31中任一項所述的方法，其特徵在於，所述排出開口的允許奶流過所述排出開口的能調節的尺寸中的至少一個尺寸構造為使得在進入所述容器的奶流量在0. ^g/min至12kg/min範圍的子範圍時，在進入所述容器的奶流量和流出所述容器的奶流量之間建立平衡，使得所述充填水平位於所述預定範圍。
33.根據權利要求四至32中任一項所述的方法，其特徵在於，所述排出開口的允許奶流過所述排出開口的能調節的尺寸中的每一個尺寸構造為使得在進入所述容器的奶流量在0. ^g/min至12kg/min範圍的子範圍時，在進入所述容器的奶流量和流出所述容器的奶流量之間建立平衡，使得所述充填水平位於所述預定範圍。
34.根據權利要求四至33中任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括通過流出所述容器的奶流量的時間積分計算動物在擠奶過程中的產奶總量，所述奶流量是基於所述排出開口的尺寸和所述充填水平計算的。
35.根據權利要求四至34中任一項所述的方法，其特徵在於，所述充填水平的測量包括提供具有開口底端的皮托管，所述開口底端在所述容器的內部位於對應於所述容器的最小充填水平的充填高度的下方；將氣體、特別是空氣注入所述皮托管的內部空間，使得所述氣體在所述皮托管的底端從所述內部空間排出；和測量所述皮托管的內部和所述容器的位於對應於最大充填水平的充填高度上方的區域之間的壓力差。
36.根據權利要求四至35中任一項所述的方法，其特徵在於，改變所述排出開口的尺寸包括移動具有兩個以上不同尺寸的開口的盤，所述盤布置在所述容器的所述排出單元的開口的前方，其中所述盤的所述開口中的一個開口布置於所述容器的所述排出單元的所述開口的前方，使得奶可通過所述盤的所述開口從所述容器流出。
37.根據權利要求四至35中任一項所述的方法，其特徵在於，所述容器包括兩個以上的開口，其中改變所述排出開口的尺寸包括關閉和/或露出所述容器的一個或多個開口， 所述排出開口由所述容器的所有露出的開口形成。
38.根據權利要求四至35中任一項所述的方法，其特徵在於，改變所述排出開口的尺寸包括使盤繞與所述盤的底面垂直的軸旋轉，所述軸布置為鄰近所述排出單元的開口，其中所述盤的從所述軸到所述盤的邊緣的半徑作為關於所述軸的角度的函數從第一值增加到第二值，所述第一值小於或等於從所述軸到所述排出單元的開口的在面向所述軸的那側的邊緣的距離，所述第二值大於或等於從所述軸到所述排出單元的開口的在遠離所述軸的那側的邊緣的距離。
39.根據權利要求四至38中任一項所述的方法，其特徵在於，奶流量的計算包括根據所述充填水平的時間變化，確定所述容器內奶量的時間變化；基於所述排出開口的尺寸和所述充填水平，確定從所述容器的排出速率；和計算所述容器內奶量的時間變化與所述排出速率之和。
40.根據權利要求四至39中任一項所述的方法，其特徵在於，測量所述容器的傾斜度， 以及基於測得的傾斜度對測得的奶量進行校正。
全文摘要
本發明涉及一種用於在擠奶過程中測量動物產奶量的設備，其包括容器、供給單元、排出單元、充填水平測量裝置、控制單元和估算單元。供給單元構造為向容器供給奶以及可連接到擠奶機的擠奶單元。排出單元構造為從容器排出奶以及可連接到擠奶機的擠奶管路，擠奶管路適於具有施加到其上的擠奶真空。排出單元包括用於改變排出開口的尺寸的部件，當奶從容器排出時，奶流過該排出開口。允許奶流過的排出開口可調節到至少兩個尺寸。充填水平測量裝置構造為測量容器內奶的充填水平。控制單元構造為根據由充填水平測量裝置確定的容器內奶的充填水平而控制用於改變排出開口的尺寸的部件，以調節排出開口的尺寸而使得充填水平保持在預定範圍。估算單元構造為基於排出開口的設定尺寸和由充填水平測量裝置測得的充填水平來計算進入容器的奶流量。
文檔編號A01J5/01GK102281757SQ200980154716
公開日2011年12月14日 申請日期2009年11月18日 優先權日2008年11月18日
發明者蒂爾曼·胡夫瑪亞 申請人:蘭考特科德股份公司