SE526835C2 - Förfarande för att kalibrera konduktivitetsmätare - Google Patents

Description

526 835 nr. 3,762,37l; 5,416,4l7; 5,302,903; 6,307,362 Bl och 6,378,455 Bl, samt europeiska patentbeskrivningar nr. 0 713 641 Bl och 0 761 091 Bl.

EP 0 761 091 Bl beskriver ett förfarande för att skölja ett mjölkledningssystem med en rengöringsvätska som innefattar ett lösningsmedel, varvid förfarandet kännetecknas av stegen att koncentrationen av lösningsmedlet bestäms i mjölklednings- systemet under eftersköljning, den bestämda koncentrationen jämförs med ett förutbestämt minimivärde och eftersköljningen avslutas när minimivärdet har nåtts. Förfarandet innefattar vidare stegen att mjölkledningssystemet sköljs med en kalibreringsvätska som innehåller en koncentration av lösningsmedel som är känd på förhand, detta kalibreringsvärde jämförs med värdet på lösningsmedlet som uppmätts i mjölkledningssystemet, och mätningsorganet för elektrisk konduktivitet kalibreras när det uppmätta värdet avviker från kalibreringsvärdet.

Uppfinningen i sammandrag Ett problem med att använda kalibreringsförfarandet som beskrivs i EP 0 761 091 Bl är att en kalibreringsvätska, som innehåller en koncentration av ett lösningsmedel som är känd på förhand erfordras. Vidare måste ytterligare en vätska, i det enda syftet att kalibrera, föras genom mjölkledningssystemet.

Detta är tidsödande och dyrt.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är således att åstadkoma ett förfarande för att kalibrera konduktivitets- mätare i ett mjölkningssystem, som saknar nackdelarna och begränsningarna som är förknippade med de ovan beskrivna kalibreringsförfarandena enligt tidigare känd teknik. 10 15 20 25 30 CN P-O O\ GI) a JJ 'J1 Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett sådant förfarande som är pålitligt, flexibelt, relativt billigt samt relativt lätt att implementera i existerande mjölkningssystem, Dessa och andra syften uppnås, enligt föreliggande uppfinning, medelst förfaranden enligt de bifogade patentkraven.

Föreliggande uppfinning innefattar ett förfarande för att kalibrera konduktivitetsmätare i ett mjölkningssystem, vari mjölk som sugs från var och en av spenarna hos ett mjölkdjur under mjölkning, fås att passera en respektive av konduktivi- tetsmätarna för att erhålla ett konduktivitetsvärde för mjölken från var och en av spenarna, och en rengöringsvätska fås att passera konduktivitetsmätarna under rengöring av mjölkningssystemet, varvid konduktivitetsmätarna kalibreras relativt varandra genom att använda konduktivitetsvärden för rengöringsvätskan som erhålls från konduktivitetsmätarna under rengöring av mjölkningssystemet.

Härigenom behövs ingen särskild kalibreringsvätska med ett känt konduktivitetsvärde, och kalibreringen kan utföras samtidigt med rengöringen av mjölkningssystemet. Det senare faktumet är särskilt viktigt i ett automatiserat mjölknings- system, vari mjölkningssystemet används mer eller mindre kontinuerligt under hela dagen och varvid varje onödig stängning kan leda till en lägre mjölkproduktion.

Ytterligare särdrag hos och fördelar med uppfinningen framgår nedan av den detaljerade beskrivningen av föredragna utföringsformer av uppfinningen, vilka visas i de bifogade 10 15 20 25 30 E96 835 figurerna 1-2, som endast är åskådliggörande och således inte begränsande för uppfinningen.

I den följande detaljerade beskrivningen är de mjölk- producerande djuren kor. Uppfinningen är emellertid inte begränsad till kor, utan är tillämpbar på alla djur som har möjligheten att producera mjölk.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Fig. 1 visar schematiskt, i perspektivvy, huvuddelar i ett mjölkningssystem, vari en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning är implementerad.

Fig. 2 är ett diagram över verklig elektrisk konduktivitet som funktion av elektrisk konduktivitet som uppmätts av en konduktivitetsmätare innefattad i mjölkningssystemet i fig. 1.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Fig.1 visar några av huvuddelarna i ett automatiserat mjölkningssystem för kor, vari föreliggande uppfinning är implementerad. Det automatiserade mjölkningssystemet innefattar fyra spenkoppar 11, av vilka endast en visas för enkelhetens skull. Varje spenkopp ll är förbunden med en respektive mjölkledning 13, som i sin tur är förbunden med en slutenhet 15 via en respektive ventil eller regulator 17, en respektive mjölkledning 18, en respektive flödesmätare 19, en respektive konduktivitetsmätare 33, valfritt en respektive annan mätanordning såsom en infraröd spektrometeranordning (ej visad) och en gemensam mjölkmätare 21. Slutenheten 15 är förbunden med en vakuumkälla (ej visad) via en mjölk/luft- separator 25 och en vakuumförsörjningsledning 23. 10 15 20 25 30 526 835 Under mjölkningen av en kos spenar, appliceras spenkopparna på en kos spenar typiskt av en robotarm (ej visad) och vakuum ansluts till slutenheten 15 via vakuumförsörjningsledningen 23 för att suga mjölk från kons spenar genom mjölkledningarna 13 och in i slutenheten 15. Ventilerna eller regulatorerna 17 kan användas för att styra de individuella vakuumnivåerna i spenkopparna ll. Mjölken från varje juverfjärdedel hos kon mäts individuellt av flödesmätarna 19 och konduktivitets- mätarna 33, varefter mjölkmassan från kon mäts av den gemensama mjölkmätaren 21. Slutligen uppsamlas mjölken i slutenheten 15 och luften sugs ut genom ledningen 23.

Vidare innefattar det automatiska mjölkningssystemet ett pump- och regulatorsystem 27 för att pumpa mjölken till t.ex. en större mjölklagringstank (ej visad) via en 29 av ett flertal utgående mjölkledningar 29, 31 förbundna med slutenheten. En annan utgående mjölkledning 31 kan användas för att kassera mjölk från mjölkningen av en ko, för att pumpa mjölk till en annan tank eller för att pumpa mjölk till en utfodrings- anordning för att utfodra kalvar.

Mjölkningsmaskinen är med fördel förbunden med en datorbaserad behandlings- och styranordning 35, som är ansvarig för behandling och styrning av mjölkningsmaskinen, och innefattar typiskt en mikrodator, lämplig mjukvara och en databas innefattande information om alla kor som mjölkas av mjölkningsmaskinen, såsom t.ex. när respektive ko senast mjölkades, när hon senast utfodrades, hennes mjölkproduktion, hennes hälsa etc.

Vidare rengörs det automatiserade mjölkningssystemet typiskt genom att en rengöringsvätska fås att strömma genom 10 15 20 25 30 mjölkningssystemet. Under sådan rengöring cirkulerar typiskt rengöringsvätskan i systemet, antingen genom en spolning i framåtriktning eller genom en spolning i baklänges riktning, varvid rengöringsvätskan fås att passera konduktivitetsmätarna 33. En förrengöringsvätska och en efterrengöringsvätska, vilka bägge med fördel kan bestå av rent vatten, kan fås att ströma genom mjölkningssystemet före och efter cirkulationen av rengöringsvätskan, för att skölja rent systemet. Sådan rengöring av mjölkningssystemet kan typiskt utföras tre gånger per dag.

Föreliggande uppfinning föreslår ett nytt förfarande för att kalibrera konduktivitetsmätarna 33 utan användning av en kalibreringsvätska med ett känt konduktivitetsvärde. Enligt föreliggande uppfinning kalibreras konduktivitetsmätarna relativt varandra genom användning av konduktivitetsvärden för rengöringsvätskan som erhålls från konduktivitetsmätarna 33 under rengöringen av mjölkningssystemet. En absolut kalibrering är typiskt inte möjlig att genomföra, men många gånger är detta inte nödvändigt eftersom mastit vanligen börjar i en enda juverfjärdedel hos kon. Därför skulle en relativ jämförelse av konduktivitetsmätarnas 33 konduktivitetsvärden i många fall vara tillräcklig.

Med absolut kalibrering av en konduktivitetsmätare avses här förfaranden som utförs under specificerade förhållanden för att fastställa sambandet mellan en konduktivitetsmätare eller dess respons (uppmätt konduktivitetsvärde) och motsvarande kända konduktivitetsvärde.

Genom kalibrering av ett flertal konduktivitetsmätare relativt varandra menas här förfaranden som utförs för att säkerställa att flertalet konduktivitetsmätare visar samma signalvärde för 10 15 20 25 30 526 835 en given konduktivitet oberoende av om detta signalvärde korrekt visar det absoluta värdet för den givna konduktiviteten.

Resultatet av kalibreringen av var och en av konduktivitets- mätarna 33 kan ges som skalmarkeringar för en visare, som en term eller faktor som användas för att modifiera framtida uppmätta konduktivitetsvärden, eller som en kalibreringskurva y = f(x), som relaterar ett uppmätt konduktivitetsvärde y till det verkliga konduktivitetsvärdet x. Kalibreringen kan följaktligen syfta till att justera hela förhållandet, eller enbart till att justera t.ex. konduktivitetsmätarnas noll- punkt.

I Fig. 2 visas schematiskt en sådan kalibreringskurva y = f(x) tillsammans med en typisk, linjär kalibreringskurva y = kx + m för en konduktivitetsmätare.

Kalibreringen av konduktivitetsmätarna 33 relativt varandra innefattar företrädesvis stegen att konduktivitetsvärdena för rengöringsvätskan jämförs med varandra, och om konduktivitets- värdena för rengöringsvätskan är olika justeras responsen, dvs. responsen på en konduktivitetsförändring i den uppmätta vätskan, eller offseten för åtminstone en av konduktivitets- mätarna så att de alla kommer att visa sama konduktivitets- värde för rengöringsvätskan. Förutsatt att sambandet mellan det uppmätta y-konduktivitetsvärdet och det verkliga x- konduktivitetsvärdet är linjärt är responsen lika med k = Ay/Ax, och offseten är lika med m.

I en utföringsform kalibreras var och en av konduktivitets- mätarna 33, som visar ett konduktivitetsvärde som skiljer sig från medelvärdet av de fyra konduktivitetsvärdena för 10 15 20 25 30 526 835 rengöringsvätskan som erhålls från konduktivitetsmätarna 33 under rengöringen av mjölkningssystemet, antingen genom att justera dess respons eller dess offset så att den kommer att visa medelvärdet efter kalibreringen.

Om både responsen och offseten skall justeras under kalibreringen måste ytterligare en vätska mätas. För detta syfte kan konduktiviteten i efter- eller förrengöringsvätskan kontrolleras under efter- eller förrengöring. Rengörings- vätskan har typiskt en konduktivitet som är högre än vad mjölk har, under det att efter- eller förrengöringsvätskan har en konduktivitet som är lägre än vad mjölk har. Konduktivitets- värden kan vara omkring 10 mS/cm för rengöringsvätskan, omkring 5 mS/cm för mjölk och omkring 0,5 mS/cm för efter- eller förrengöringsvätskan förutsatt att den sistnämnda är rent vatten.

Genom att således kontrollera konduktiviteten i efter- eller förrengöringsvätskan under efter- eller förrengöring och konduktiviteten i rengöringsvätskan under rengöring medelst de fyra konduktivitetsmätarna 33 kan både responsen k och offseten m justeras. Företrädesvis används de uppmätta konduktivitetsvärdena för efter- eller förrengöringsvätskan för att indikera nollpunktskonduktivitetsvärden, dvs. att justera konduktivitetsmätarnas 33 offset m, medan de uppmäta konduktivitetsvärdena för rengöringsvätskan används för att justera konduktivitetsmätarnas 33 respons k.

Det skall inses att kalibreringen inte behöver utföras varje gång det automatiserade mjölkningssystemet rengörs.

Företrädesvis utförs rengöringen mera sällan. 10 15 20 25 30 Var och en av förfarandena för att kalibrera konduktivitets- mätare som beskrivs häri kan användas i kombination med ett förfarande för att indikera mastit, varvid konduktivitets- värdena för mjölken från var och en av spenarna jämförs med varandra och mastit indikeras beroende på utgången av jämförelsen. Företrädesvis, men inte nödvändigtvis, indikeras mastit för den spene, från vilken mjölk sugs, som har det högsta konduktivitetsvärdet, förutsatt att detta högsta konduktivitetsvärde är åtminstone en viss procentsats, t.ex. - 15 %, högre än (i) det lägsta konduktivitetsvärdet, (ii) det näst lägsta konduktivitetsvärdet eller (iii) ett medelvärde av de två lägsta konduktivitetsvärdena av konduktivitetsvärdena som erhålls från mjölk som sugs från mjölkdjurets spenar.

Föreliggande uppfinning utesluter emellertid inte att det existerar förfaranden för att indikera mastit i beroende av absoluta konduktivitetsvärden som erhålls från konduktivitets- mätarna 33 under mjölkning. I detta avseende skall det inses att föreliggande uppfinning kan kombineras med vilka typer av absoluta kalibreringsmetoder som helst. Då utförs den relativa kalibreringen som ovan beskrivits företrädesvis med en hög frekvens, under det att den mera krävande, absoluta kalibreringen utförs mer sällan.

Om mastit indikeras, kan det utlösa olika åtgärder som ska vidtas såsom t.ex. införandet av en anteckning i databasen som inryms i behandlings- och styranordningen 35, sändandet av ett alarm till en bonde för att han/hon ska ge kon i fråga behandling, initierandet av en anordning för automatisk behandling av kor att behandla kon i fråga, kassering av mjölk som sugs från kon ifråga via utgående mjölkledning 31, det omedelbara avbrytandet av mjölkning av kon ifråga och/eller rengöring av det automatiserade mjölkningssystemet. 10 15 20 25 30 526 835 10 En fördel med de relativa kalibreringsförfarandena enligt föreliggande uppfinning är att de kan utföras samtidigt som rengöringen av mjölkningssystemet, och därför erfordras således inte ytterligare och kostsamma stängningar av det automatiserade mjölkningssystemet på grund av kalibrering.

Vidare kan konduktivitetsmätarna 33 användas för att fastställa kvaliteten på rengöringen av det automatiserade mjölkningssystemet, eller som en indikator på när rengöringen av det automatiserade mjölkningssystemet är klar. En för- och efterrengöringsvätska, som har en konduktivitet som är skild från den hos rengöringsvätskan och den hos mjölk, och en rengöringsvätska som har en konduktivitet som är skild från den hos mjölk, används. Konduktiviteten kontrolleras under rengöringen medelst konduktivitetsmätarna 33, varvid denna kontrollerade konduktivitet jämförs med en eller flera referenskonduktivitetsvärden för rengöring, och baserat på utgången av jämförelsen avslutas eller indikeras kvaliteten på förrengöringen, rengöringen eller efterrengöringen. Om konduktiviteten i förrengörings- och efterrengöringsvätskorna är liknande den hos rengöringsvätskan eller den hos mjölk, eller om konduktiviteten i rengöringsvätskan är liknande den hos mjölk, kan en given mängd joner adderas till förrengörings- och efterrengöringsvätskorna eller till rengöringsvätskan.

De olika förfarandena enligt föreliggande uppfinning kan implementeras som en datorprogramprodukt, t.ex. på en CD-skiva 37, som kan laddas i internminnet hos den datorbaserade behandlings- och styranordningen 35. Datorprogramprodukten innefattar mjukvarukod för att utföra de olika förfarandena 10 §26 835 1 när produkten körs på den datorbaserade behandlings- och styranordningen 35. Även om föreliggande uppfinning har beskrivits som om den är implementerad i ett särskild slags automatiserat mjölknings- system skall det inses att densamma alternativt kan implementeras i andra automatiserade mjölkningssystem, såväl som i halvautomatiserade eller manuella mjölkningssystem. De patent som citerades i avsnittet om tidigare känd teknik beskriver några av dessa alternativa mjölkningssystem, vars innehåll härmed införs häri genom dessa hänvisningar.

Claims (14)

10 15 20 25 30 F26 835 12 PAIENTKRAV

1. Förfarande för att kalibrera konduktivitetsmätare (33) i ett mjölkningssystem, vari mjölk som sugs från var och en av spenarna hos ett mjölkdjur under mjölkning fås att passera en av respektive av nämnda konduktivitetsmätare (33) så att ett konduktivitetsvärde för mjölken från var och en av spenarna erhålls, och en rengöringsvätska fås att passera nämnda konduktivitetsmätare under rengöring av nämnda mjölknings- system, kännetecknat av stegen att nämnda konduktivitetsmätare kalibreras relativt varandra genom att använda konduktivitetsvärden för nämnda rengöringsvätska som erhålls från nämnda konduktivitetsmätare under rengöringen av nämnda mjölkningssystem.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid nämnda steg att kalibrera nämnda konduktivitetsmätare relativt varandra innefattar stegen att konduktivitetsvärdena för nämnda rengöringsvätska jämförs med varandra, och om konduktivitets- värdena för nämnda rengöringsvätska är olika, justeras responsen (f(x); k) för åtminstone en av nämnda konduktivitetsmätare så att de alla kommer att visa samma konduktivitetsvärde för nämnda rengöringsvätska.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, varvid nämnda respons är i huvudsak linjär (k).

4. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid nämnda steg att kalibrera nämnda konduktivitetsmätare relativt varandra innefattar stegen att konduktivitetsvärdena för nämnda rengöringsvätska jämförs med varandra och om konduktivitets- värdena för nämnda rengöringsvätska är olika, justeras offseten för åtminstone en av nämnda konduktivitetsmätare så 10 15 20 25 30 13 526 855 att de alla kommer att visa sama konduktivitetsvärde för nämnda rengöringsvätska.

5. Förfarande enligt något av patentkraven 2-4, varvid nämnda samma konduktivitetsvärde är ett medelvärde av konduktivitets- värdena för nämnda rengöringsvätska som erhålls från nämnda konduktivitetsmätare under rengöringen av nämnda mjölknings- system.

6. Förfarande enligt något av patentkraven 1-5, varvid en efter- eller förrengöringsvätska som har en konduktivitet som skiljer sig från den hos nämnda rengöringsvätska fås att passera nämnda konduktivitetsmätare under rengöring av nämnda mjölkningssystem, och nämnda steg att kalibrera nämnda konduktivitetsmätare relativt varandra utförs även genom att använda konduktivitetsvärden för nämnda efter- eller förrengöringsvätska som erhålls från nämnda konduktivitets- mätare under rengöringen av nämnda mjölkningssystem.

7. Förfarande enligt patentkrav 6, varvid nämnda steg att kalibrera nämnda konduktivitetsmätare relativt varandra innefattar stegen att responsen (f(x); k) och offseten (m) för åtminstone en av nämnda konduktivitetsmätare justeras.

8. Förfarande enligt patentkrav 7, varvid offseten för nämnda åtminstone ena av nämnda konduktivitetsmätare justeras genom användning av konduktivitetsvärdena för efter- eller förrengöringsvätskan som.uppmäts av nämnda åtminstone ena av nämnda konduktivitetsmätare, och responsen hos nämnda åtminstone ena av nämnda konduktivitetsmätare justeras genom användning av konduktivitetsvärdena för rengöringsvätskan som uppmätts av nämnda åtminstone en av nämnda konduktivitets- mätare. 10 15 20 25 30 14

9. Förfarande enligt något av patentkraven 6-8, varvid nämnda efter- eller förrengöringsvätska består av vatten.

10. Förfarande för att kalibrera konduktivitetsmätare och indikera mastit i ett mjölkningssystem innefattar förfarandet att konduktivitetsmätare kalibreras enligt något av patentkraven 1-9, och de ytterligare stegen att konduktivitetsvärdena för mjölken från varje spene jämförs med varandra och mastit indikeras beroende på resultatet av nämnda jämförelse.

11. Förfarande enligt patentkrav 10, varvid mastit indikeras för den spene, från vilken mjölken sugs, som har det högsta konduktivitetsvärdet, förutsatt att detta högsta konduktivitetsvärde är åtminstone en viss procentsats högre än (i) det lägsta konduktivitetsvärdet, (ii) det näst lägsta konduktivitetsvärdet eller (iii) ett medelvärde av de två lägsta konduktivitetsvärdena av konduktivitetsvärdena som erhålls från mjölk som sugs från mjölkdjurets spenar.

12. Datorprogramprodukt (37), som kan laddas i internminnet hos en dator (35), varvid datorprogramprodukten innefattar mjukvarukod för att utföra förfarandet enligt något av patentkraven 1-11 när nämnda produkt körs på nämnda dator.

13. Datoriserat system (35) för att styra och övervaka ett mjölkningssystem, varvid nämnda datoriserade system är försett med datorprogramprodukten enligt patentkrav 12.

14. Automatiserat eller halvautomatiserat mjölkningssystem för mjölkning av ett flertal mjölkdjur, varvid nämnda Ü sas ess automatiserade eller halvautomatiserade mjölkningssystem är försett med det datoriserade systemet enligt patentkrav 13.