JPH0216851B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は乳流量測定装置、特に乳が接線方向か
ら上部集乳室に導入されるようになつており、該
上部集乳室がその時々の充填液位を確認できる下
部の測定室を介して乳導出管と連通している乳流
量測定装置に関する。

機械搾乳の自動化のため、特にその時々の搾乳
パラメータたとえば搾乳真空、脈動真空
（Pulsatorvakuum）、脈動周波数および吸引時間
などを搾乳過程中または全搾乳プロセスの終結と
それに続く自動的搾乳器取外しに当つて正確に制
御するためには、各時点における正確な乳流量が
測定可能であることそして場合によつてはその乳
流量に依存して制御が実施可能であることが格別
に重要である。さらにまた、１つの搾乳過程にお
いて搾乳されている動物（牛、山羊または羊）か
ら出る総乳量をその都度個々に正確に測定するこ
とが重要である。

種々の物理学的原理に従つて動作する流量計が
すでに公知となつている。しかしながら、乳流量
の測定においては、その使用場所の特殊性並びに
採用される機械搾乳方法の特殊性のためにそれら
公知の流量計を直接的に使用することはできな
い。乳流量計は特に下記の要件を満足することが
必要である。

１ その計測装置が搾乳における毎日毎日のルー
チンな作業を阻害しないこと。すなわち、でき
るだけ小型であり、取扱いが簡単容易であり、
特に洗浄容易であること。これはその装置が家
畜小屋で使用されることを考慮すれば当然であ
る。

２ その計測装置が万能的に使用可能であるこ
と。すなわち、特に搾乳導管が高位置にある場
合にも低位置にある場合にも各種の真空条件下
並びに脈動条件下において機能しうるものであ
ること。

３ 測定誤差、特に毎日の全乳量の測定における
誤差が５％以下であること。

４ その乳量測定装置が搾乳機の毎日の洗浄に際
して分解することなく一緒に洗うことのできる
ように構成されているべきこと。

５ 乳流量計にあつては、使用者固有のミスが最
小限にとどめられなければならない。すなわ
ち、その測定装置は姿勢、位置にほとんど無関
係に動作し、構造が複雑でなく且つできるだけ
簡単に操作しうるものでなければならない。

乳流量の測定は実際には牛の乳房と、別々の牛
達の乳がそこに集められてくる集乳管との間のあ
る１つの地点において測定されねばならない。し
たがつて、乳流量の測定は比較的むずかしい。な
ぜならば、その測定点で測定されるべき乳は多く
の点で互に相違し且つ不連続な二相流として存在
するからである。すなわち、乳の特性たとえば粘
度、導電性などはそれぞれ牛ごとに変り、しかも
同一の牛であつても１回の搾乳中においてさえそ
の乳の組成、たとえばその乳のタンパク、脂肪ま
たはミネラルの含有率に依つて変化する。例え
ば、乳の中の脂肪含量が搾乳の終期に近づくに従
つて増加しそして特に後搾りの時にほとんど最高
の脂肪含量となることがよく知られている。

さらにまた、乳をよく押し出すために、乳排出
導管内に常時ほぼ同じ量の常圧の空気が導入され
るので、乳の中の相対的空気比率は乳流の高さに
よつて変動する。しかも、この導入される常圧空
気の量は使用される搾乳器によりまちまちであ
る。相対的空気比率はまた常圧空気の入口の汚れ
または傷み具合によつて変る。この場合、所望さ
れない漏れ空気の割合が所望の空気導入量の何倍
にも達することが少なくない。さらに、相対的空
気量が一定であつたとしても、各位相間の乳／空
気の混合比は大きく相違する。この場合比の変化
は実質的に全く空気を含まない乳部分から大きな
泡の形状、次に細かい泡の形状の混合物の中間段
階、そしてさらに非常に細かい空気の泡を生じさ
せる段階に至る広い範囲に及ぶ。乳流量測定のい
ま１つのむずかしさは測定点における乳流が機械
搾乳に固有なものとして強くまたは弱くそして不
規則的に脈動することである。さらに乳流量測定
のむずかしさは測定点における乳の流速度が多く
の変動値から結集することである。たとえば、瞬
間的真空度、通過流量、乳の内部および外部摩
擦、あるいは移送高さなどの可変要素によつて乳
速度は総合的に決まる。しかも実際上、乳流量の
測定は搾乳真空中においてこの搾乳真空を乱すこ
となく実施されなければならない。

ドイツ公開明細書第2810376号および第2839101
号から、乳が上部集乳室内に接線方向から導入さ
れるようになつており、その上部集乳室が測定室
の上方に配置されていて該測定室はその下端部が
乳排出管に結合されている乳量測定装置が公知で
ある。この装置の場合では、その集乳室から乳は
周期的に該集乳室と測定室との結合が開きそして
同時的に乳排出管が閉じることによつて測定室内
に導入される。測定室内の乳の充填高さが浮きを
用いて測定され、そして確定された量の乳が集乳
室と測定室との間の結合を閉じそして乳排出管を
開いたのち排出される。この公知装置は比較的構
造複雑で且つ比較的大きいスペースを必要とす
る。装置を斜めの姿勢にすると可動部分が押しつ
ぶされる危険がある。この装置の測定精度は垂直
アライメント状態からどの位ずれているかによつ
て大きく影響される。しかも、測定はある一定の
時間区分中においてのみ実施可能である。すなわ
ち、連続流量測定は不可能である。

ミユンヘン聖ステフアン工科大学農業技術研究
所（das Institut fur Landtechnik der
Technischen Universitat Munchen−
Weihenste−phanにおいては、すでにリング電極
乳流量測定装置が開発されて公知となつている。
この測定装置では、乳は垂直に直立した管を通つ
て案内される。この直立管はその上端が腹のよう
にふくらんで集乳室を形成しており、この集乳室
に搾られた乳が接線方向に流入される。直立測定
管の下部は円筒状であり、この円筒状下部の中に
２個のリング電極が互に離隔して配置されてい
る。この２個のリング電極の間で丁度その時に両
電極間に存在する乳流（電極間コードとなる）に
よつて定まる電気抵抗が測定される。しかしなが
ら、電気伝導値に基く乳流量測定には問題があ
る。すなわち、乳の電気伝導率はその乳の中の相
対的空気量により、脂肪、タンパクまたは無機成
分などの成分量により、さらにはまたその時の乳
温度により変る。しかも、測定管内の流速はその
時々の乳流量に依存するからして、乳量測定はき
わめて問題の多いものとなる。さらに、最高流量
約６／分に合わせて設計された装置では、低流
量域（１／分以下）での正確な測定がほとんど
不可能である。最近の高産乳牛にとつては６／
分は最低線である。

米国特許第4122718号から液体容器の液充填水
位を測定するための装置が公知となつている。合
成材料内に挿入された２個の電極が液の水位を測
定するために容器の中に入れられる。この電極に
交流電圧を印加して容器内の充填液水位によつて
変化する両電極間の容量を測定するのである。

また米国特許第4173892号から１頭の牛から搾
られた乳総量を測定するための装置が公知となつ
ている。この装置の場合では、乳は集乳容器に案
内される。この集乳容器の外側と内側に互に向き
合わせて２つの電極が配置されている。交流電圧
を印加して容器内の液水位によつて変化する両電
極間の容量を測定するのである。この公知装置で
は１回の搾乳の全乳量の測定ができるだけであ
る。測定精度は乳表面上に存在している乳の泡に
よつて著しく影響される。

本発明はできるだけ正確にそして連続して乳流
量を測定できる乳量測定装置を提供することを目
的とする。

本発明は、集乳室４，４６の内壁の直径が、接
線方向の入り口下方の域に於いて制限部分５，４
８に達するまで徐々に下方へ減じており、該集乳
室は、測定室７，４９を経て及び該測定室を迂回
して乳導出管１１，５７に集乳室を接続するよう
になつているバイパスを経て乳導出管に通じてお
り、そして該測定室には電気的測定手段１９，２
０；６６，６７が設置されている、乳流が接線方
向に導入されるようになつている集乳室を含んで
成る、搾乳機によつて引かれた二相脈動乳流を連
続的に測定するための乳流量測定装置であつて、
該集乳室が、該制限部分の上方に位置した第一部
分、及びその下向きに拡がつていて、狭窄部を定
める該制限部分を経て第一部分に接続する、該制
限部分の下方に位置する第二部分を含んで成り、
該第二部分は隔壁２７，５６の下端に形成される
流通口３２，７３を経て該測定室下端と連通して
おり、該測定室は、本質的にその高さに沿つて同
じ幅である測定スロツト１４，６０を経て該乳導
出管と接続しており、そして該測定室に設置され
た該測定手段は該測定スロツトにおいて生じる保
持された乳のレベルを電気的に測定するように設
計されることを特徴とする乳流量測定装置であ
る。

本発明によれば、上述の目的は下記の構成によ
つて達成される。すなわち、測定室を実質的に垂
直にのびる測定スロツトを介して乳導出管と連通
させ、該測定スロツトを該測定スロツトを包囲し
且つその下端部に流通口を有する隔壁によつて残
余の測定室に対して遮蔽しそしてその隔壁の内側
に水位を測定するための装置を設けるのである。

上記した流通口を介して下から乳を送り出す隔
壁を用いることによつて、該隔壁の内側に存在す
る乳が実際上動力学的エネルギーと乳泡から解放
され、したがつて測定スロツトを通つて流出する
乳流量は水位を測定するだけで正確に測定できる
ようになる。水位測定はたとえば熱線計器を用い
た抵抗測定あるいは容量測定によつて非常に正確
に実施することができる。なぜならば、主たる測
定誤差源である乳泡と表面の波立ちが排除されて
いるからである。隔壁によつて仕切られている空
間内への測定室内の乳の流入は下からその流通口
を通じてのみ可能であり、また隔壁として潜水鐘
が使用される場合には、その潜水鐘の下端縁と測
定室の床面との間の狭い隙間を通じてのみ可能で
あるから、測定室内の乳は隔室ないしは潜水鐘の
外側においてすでに静められ、乳の回転エネルギ
ーはそこですでに消滅されそして同伴された空気
は乳が測定スロツト前の空間に到達する以前集乳
室および測定室内での乳の滞留時間によつてにす
でにほとんど乳から分離されるようになる。測定
室内で表面になお残存する乳泡は隔壁によつて測
定スロツトへ侵入するのを阻止される。同様にし
て測定室内でなお存在している乳の表面波は隔壁
の存在のためにまつたく乳の水位に影響を及ぼさ
なくなり、したがつて乳の液面高さの測定の不正
確さは排除される。しかして、本発明の特別な構
成によつて、乳が測定スロツトを通つて流れ出る
前に乳／空気の分離が達成され、実際に存在する
乳量のみが測定されるようになる。さらに、乳が
隔壁内側の室内に到達した時にはその運動エネル
ギーは実際上もはや完全に消滅させられており、
したがつて測定は表面の波立ちや乳泡のない、ま
た空気泡を含まない実際上全く鎮静状態にある帯
域内で実施されるようになる。したがつて、乳流
量は乳の水位の測定にのみ基いて測定することが
可能となる。

乳がその固有の流量測定がなされる測定スロツ
トを通つて流出されるため、スロツトの形状およ
びスロツトの高さと共に幅を変えることによつて
特性曲線の変更を行なうことができるという利点
が得られる。スロツト幅をｓ、液面高さすなわち
乳の水位をｈ、有効スリツト高さをｙ、通過流量
をｖそして重力加速度をｇとすれば、通過流量は
下記式によつて求めることができる。

ｖ＝∫^h ₀√2（−）・ｓ（ｙ）・ｄ（ｙ） (1) 測定スロツトの幅が一定の場合には、流量は下
記式で与えられる。

ｖ＝2/3・√2・ｓ・h^3/2 (2) 測定スロツトは測定室の壁内に形成してもよい
が、乳導出管を測定室内に突出する管と連結し、
その測定室内の管に測定スロツトを形成するのが
好ましい。この場合には、隔壁はその管を包囲す
る潜水鐘として形成され、その潜水鐘の下方に比
較的大きい容積が生じ、その空間内では実際上完
全に静まつた乳が存在するように構成される。乳
の鎮静は、その潜水鐘の下の空間を測定スロツト
とは反対側の方を向いた１つの流出口を通じての
み出入りできるものとすれば一層向上される。

搾乳カツプに印加される搾乳真空ができるだけ
乳流量測定装置によつて影響を受けないようにす
るためには、上記管を集乳室内まで突出させて、
その上端部に空気のバイパス開口部を設けるのが
好ましい。これによつて集乳室と乳導出路との間
に１つのバイパスを形成することができ、このバ
イパスを通じて乳から分離された空気を同時的に
測定域から迂回させることができるようになる。

乳の水位の測定は測定スロツトの前方にわずか
に該スロツトから離隔させ且つそれと平行に配置
した熱線の抵抗測定などによつて実施することが
できる。空気に比較して乳は実質的に熱伝導率が
高く且つ電気伝導性も高いのできわめて正確に測
定しうる範囲で熱線の抵抗は乳の水位に依存して
変化する。測定の精度を向上させるためにその水
位測定中に乳ならびに空気の温度を連続的に関連
させて測定するようにしてもよい。

しかし乳の水位は少なくとも２個の電極を測定
室内に配置して、これによつて容量的に測定する
のが好ましい。垂直に対する流量計の傾きによつ
て特に流量測定が影響されるのを防止するために
一方の電極を測定室の底面に配設するとよい。こ
のようにすれば、その電極は装置作動中実際に一
般に生じる流量計のいかなる傾斜姿勢においても
乳によつて覆われているようになる。他方の電極
は測定スロツトからわずかに離れた距離に該測定
スロツトに対し平行に配置された電極棒の形状と
するのが望ましい。

両電極は疎水性で且つ脂肪を付着せしめない合
成材料、好ましくはポリテトラフルオロエチレン
またはパラフインで被覆するのが有利である。こ
のようにすれば液面上に突出する電極が液体で湿
潤されるのが防止される。もし電極が液面より上
の方まで液体によつて湿潤されると、拡大された
見かけの電極表面積が生じ、これによつて実際に
存在する乳水位よりも高い水位が測定されてしま
うことになろう。このことは隔壁の内側において
なお場合によつて存在する乳の表面の波立ちを考
慮した場合には特に重要である。なぜならば、こ
の場合被覆は水位が素早く変化する間実水位に対
応する電極面のみが濡らされることを確実にする
からである。

集乳室第一部分を集乳室第二部分の上方に設け
そして両部分の間の制限部分によつて形成された
狭窄部を介して集乳室第一部分を集乳室第二部分
と連通させるようにすれば測定室内での乳の鎮静
化が実質的に一層向上される。この場合、集乳室
第一部分の内壁ならびに集乳室第二部分の内壁を
回転対称形に形成し、集乳室第一部分の内壁をそ
の下端部において該流通口に向つて下方内向きに
先細りとし、そしてその集乳室第二部分の内壁を
その上部において該流通口から出発して下方外向
きに拡大するのが特に好ましい。さらに、この場
合、集乳室第一部分内壁の下端部および集乳室第
二部分の上端部の形状が放物面の形状を呈するの
が格別に好ましい。乳は集乳室にその接線方向か
ら導入されてくるから、乳はここで回転運動を与
えられる。これはその遠心力および求心力により
乳からの空気の分離を促進する働きをする。集乳
室第一部分と集乳室第二部分との間の上記狭窄部
によつて、そしてまた両部分内壁の上記した特別
な形状によつて、流量が少ない場合でもまたほと
んど強い回転がない場合でも集乳室内で乳に十分
な滞留時間が保証され、これによつて可能最大限
までの空気と乳との分離が達成される。集乳室内
の滞留時間は流量の少ない場合でも次の乳インパ
ルスによる乳がすでに集乳室に到達した時点にお
いても、なおその前に先行インパルスによる乳が
まだ集乳室に存在している程度まで長く設定する
のが好ましい。これによつて一方においては先行
インパルスの乳の回転が高められ、他方において
は次の乳インパルスのパルスピークが縮減され、
乳の流れの平均化が達成される。集乳室第一部分
およびそれに後続する集乳室第一部分と集乳室第
二部分との間の狭窄部内での乳の回転によつて全
体としての乳と空気との分離は向上される。同時
に、集乳室内での乳の滞留時間が長くされるので
乳の流れの均等性が向上される。

集乳室第一部分と集乳室第二部分の狭窄部を通
過した後になお存在する乳の回転運動は集乳室第
二部分の内壁の上部分を下方外向きに拡張するこ
とによつて実際上完全に消滅させられる。集乳室
第一部分から集乳室第二部分へ移行する時の乳の
回転運動の減衰はいかなる場合にも乳の流れを横
切る方向に存在する障害物を用いて行なつてはな
らない。なぜならばかかる障害物を用いた場合、
そこに渦巻流が生じ、これが新らたな泡形成の原
因となるからである。さらに、乳にきわめて大き
い機械的荷重を負荷するようなこのような手段は
バター化、遊離脂肪酸の増加の危険があり、場合
によつては精製の問題が生じかねない。

搾乳の異なる時間帯における乳流量および特に
乳のコンシステンシーを監視するために乳試料採
集容器を設けるのが好都合である。この場合、そ
の容器は乳導出路内に挿入された、その自由端開
口が乳流の方を向いている圧力管の形状の第１の
管およびその第１の管よりも下流側で開口してい
る第２の管と連通しているのが好ましい。乳の流
れから真に代表的な試料を採取するためには、試
料採取をその管内で乳が上方に吸引されそしてそ
の管の自由端開口が下方を向いて乳流中に存在す
る乳導出管中で実施するのが好ましい。同じく試
料採取管のための開口は試料採取管の自由端開口
が乳導出管に関して偏心配置となるように設ける
のが好ましい。

以下、本発明を図示した実施例を参照しながら
さらに詳細に説明する。

乳流量装置１はほぼ円筒形のケーシング２を有
し、乳導入管３がケンシーグ２内の集乳室４に接
線方向に開口している。集乳室はその第一部分下
端部に制限部分５を有し、これが狭窄部６を定め
ている。この狭窄部が集乳室４第一部分をその下
方の集乳室第二部分及び測定室７と連通させてい
る。ケーシング２内にはこれと同心的に配置され
た管８がのびている。この管８は測定室を貫通し
そしてさらにほぼ集乳室４をも貫通する長さであ
り、その開放上端９はケーシング２の天井１０の
すぐ下で開口している。管８の下端である乳導出
管１１は乳導出管の図示してない部分と連結され
ている。

測定室７を貫通してのびる領域部分において管
８は導入管３よりも断面積の大きい管部分１２を
形成するように拡大されている。この管部分１２
の外壁内にはこの管部分の長手方向軸と平行に測
定スロツト１４が設けられており、この測定スロ
ツト１４は測定室７の底１３にまで達している。
第２図からよく分るように、測定スロツト１４を
形成している壁は測定室７の方に外向きにＶ字形
に拡がるように切欠かれている。このため、スロ
ツト１４の両側には面１５と１６とが形成されて
いる。この両面には金属層が付与されているかあ
るいは金属箔１７，１８が接着されており、両者
は共同して１つの測定電極を形成している。この
測定電極は全体として参照数字１９で示される。
測定スロツト１４とは反対側の管部分１２の面上
にはさらに接地電極２０が取りつけられている。
この接地電極２０は好ましくは測定スロツト１４
と同じ長さだけ管部分１２の長さ全体に亘つて測
定室７の底面までのびている。接地電極２０の長
手方向の２つの縁返２１と２２とは、測定電極１
９の対応する縁辺２３と２４とから十分に離隔さ
れており、両者間に管部分１２の表面を介して電
流が流れることがないようになつている。測定電
極１９と接地電極２０とは薄に合成材料層で被覆
されている。なお、その合成材料は乳および脂肪
をはねつける性質を持つものであり、したがつ
て、その合成材料層に乳がくつつくことがなくな
ると共に、脂肪や乳残渣が直接分離して残留する
のが回避される。この合成材料とその層の厚み
は、乳と電極との電気分解による分解（局部腐
食）が回避されるようにガス不透過性でなければ
ならない。特に好ましい合成材料はポリテトラフ
ルオロエチレン（テフロン）またはパラフインで
ある。

測定電極１９と接地電極２０とはそれぞれケー
シング２を通つて外部に導出された絶縁接続線２
５と２６に接続されている。

狭窄部６の下方に距離をおいて管８にこれを同
心的に包囲してほぼ測定室７の底１３まで達して
いる隔壁２７が設けられている。この隔壁は本実
施例では潜水鐘の形状につくられている。この潜
水鐘の外表面は好ましくは管８の縦軸を中心に回
転した放物線、すなわち放物面の形状を呈する。
図示した実施例では、潜水鐘の下端縁は床面から
一様にある距離だけ離されている。しかしなが
ら、この距離は不均一に、測定スロツトの直前に
おける距離が測定スロツトとは反対の側における
距離よりも実質的に小さくなるよう選択するのが
有利である。ただし、その距離は水洗による自動
洗滌が保証されるだけの大きさがなければならな
い。

潜水鐘の下縁辺は（図示してないが）測定スロ
ツトの下端よりさらに下までのびていてもよい。
この場合、測定室の底面はそれに相応してくぼま
せておく。このようにすると測定スロツトの前で
の乳の鎮静化が特に都合よく達成される。また、
この場合には、測定スロツトを越えて乳が流れ出
す以前にまず最初に小量の乳が室の床面をひたす
ようになろう。

集乳室４第一部分の内壁はその下側部分が下方
内向きに傾斜した、ケーシング２の長軸２９を回
転軸とした放物面３０の形状に形成されている。
この放物面は下方に向つて狭窄部６に移行してお
り、この狭窄部６はさらに下方に向つて集乳室第
二部分の内壁上部の回転対称形部分３１に移行し
ている。集乳室第二部分の内壁にこの部分３１は
好ましくは上記と同様にケーシング２の長軸２９
を回転軸とした下方外向きに拡がる放物面の形状
に形成される。集乳室４第一部分の内壁の上記下
側部分３０と集乳室第二部分の内壁の上記した上
側部分３１とは両者共同して制限部分５を形成し
ている。この最も狭い地点において集乳室４第一
部分は狭窄部６を介して集乳室第二部分及び測定
室７に直接的に連通している。

次に上記した乳流量測定装置の動作の仕方を説
明する。

本乳流量測定装置は１つの乳房からの乳流量の
みが測定されるべき場合であれば搾乳カツプと集
乳部との間の任意の地点に挿入設置することがで
きる。あるいはまた、集乳部と集乳管または乳導
出通路内の集乳容器との間の任意の地点に挿入設
置することができる。乳はパルセータの動作リズ
ムに対応して間欠的に乳導入管３に案内されてく
る。乳導入管３は集乳室４に接線方向に開口して
いる。なお乳導入管は水平線に対して０乃至25゜、
好ましくは10乃至20゜の角度をなし傾斜させてお
くことができる。乳が接線方向から集乳室４第一
部分に導入されてくるから、その乳は集乳室４第
一部分の内壁に沿つて旋回する。この際に遠心力
と求心力との作用によつて乳とこれに同伴された
空気とはかなりの程度まで分離される。上記の面
３０の特別な形状のために乳の集乳室４第一部分
内の滞留時間は長くなつており、特に乳流量が少
ない場合でも、この室内ですでに空気と乳との分
離が実際上達成される。さらに、滞留時間が延長
されていることによつて、少なくとも２つの、そ
して好ましくはさらに多くの相連続する乳インパ
ルスが集乳室内に同時に存在することとなり、乳
の流れは実質的に均等化されるようになる。制限
部分５の存在によつて乳の回転は下方に狭窄部６
の断面のところまで増加する。集乳室第二部分の
内壁が下方に向つて漸次拡大されているので、乳
の回転はここで大幅に低減され、乳が測定室の底
１３に達した時には実際上その乳の全運動エネル
ギーがすべて消失された状態となる。ついで、乳
は潜水鐘２７の下端縁とその下の測定室床面との
間３２に入りそして各時点における流量に応じて
潜水鐘の下の乳の液面はある一定高さまで上昇す
る。そのあと乳は測定スロツト１４を通つて流れ
出て管８の拡大管部分１２に入る。なお、本実施
例では測定スロツト１４の幅はその全長に亘つて
一定である。拡大管部分１２から乳は次に搾乳真
空の作用によつて管８の下端の乳導出管１１を通
つて吸引される。圧力平衡のためおよび特に集乳
室４と乳導出通路との間の空気移送のためそして
搾乳真空をできるだけ変更なく乳導入管３に作用
させるために管８の上端である空気バイパス開口
部９は開放されている。

乳流量の測定は測定スロツト１４のところの乳
の水位を測ることによつて上記した方程式(1)に従
つて行なわれる。乳の水位の測定は前記の２個の
電極１９と２０によつて容量的に行なわれる。

第３図は接続線２６を有する測定電極１９と接
続線２５を有する接地電極２０の回路を示す概略
図である。両電極１９，２０にはそれぞれ薄い合
成材料の被覆層３７，３８が付与されている。合
成材料層３７，３８の電極１９，２０とは反対の
側の面は測定媒質（この場合では乳）によつて液
面高さまで、すなわち面３４，３５上の同一高さ
まで湿らされる。この２つの面３４と３５とは45
乃至75μs／ｍの非常に高い伝導率を持つ測定媒質
（乳）３６によつて電気的に結ばれるから面３４
と３５とは実際上測定媒質３６によつて電気的に
短絡された状態になる。すなわち、この回路は２
つの直列に接続されたコンデンサーを表わす。こ
の場合、誘電性媒質は電極２０，１９上の合成材
料層３７，３８によつて与えられる。合成材料層
３７と３８との厚さがしたがつて実際上コンデン
サーの厚さを決定する。それ故、この合成材料の
厚さの値は測定誤差に非常に大きく関係する。し
たがつて、合成材料層は極めて均一な厚さを有し
ている必要がある。この装置全体の容量変化Δc
は濡れた面３４と３５との合計面積の変化に正比
例する。（乳泡および充填液面高さを越えた電極
の湿潤はそれだけ水位が高められたと同じ結果を
生む）。一方、上記面積の変化は水位の変化Δhに
正比例する。したがつて、水位の変化は上記回路
の容量変化によつて直接的に測定することができ
る。

容量変化の測定のためには任意の公知回路を使
用することができる。好ましいのはたとえばドイ
ツ特許公報第1121824号に記載されている回路で
ある。その回路構成は測定抵抗と測定されるべき
容量とからなる分圧器に交流電圧が印加され、そ
してその測定抵抗に加わる交流電圧が整流されて
測定されるようになつている。

回路はたとえば必要な交流電圧を発生させるた
め三角出力を持つ発振器を設けた構成とすること
ができる。そして、測定抵抗には測定間隔によつ
て、すなわち電極１９，２０によつて形成された
コンデンサーによつて定まる矩形電圧が加えられ
る。後に接続された広帯域演算増幅器内において
測定電圧は約100倍増幅され、高い直線性を持つ
能動整流器により整流されそしてRC−回路によ
り平滑化される。次いでその信号はインピーダン
ス変成器を介してフイルタに入力される。このフ
イルタは付加的に数値検知器として構成されてお
り、測定電極における波と泡の影響が補償され
る。この数値検知器は波や泡のごとき過剰に電極
を濡らす液体が消滅する迄に経過した時間を控除
する。すなわち、まだ存在している乳表面波のた
めに急速に変動する水位変化によつて生じる電気
的ピーク信号は数値検知器によつて低く比例按分
して、好ましくはほぼ３分の１程度だけ評価され
る。乳流量信号のための出力として１乃至1.5の
増幅定数を持つ後検定のための演算増幅器が後置
接続される。

乳流量のみならず乳総量をも測定したい場合に
は、乳流量信号がデジタル化されそして次に加算
され、しかして総乳量が直接的に求められる。

第４図乃至６図は第１図に示した流量測定装置
の変更例を示す。したがつて説明は変更部分につ
いてのみ主として行ない、同様部分の説明は省略
する。

この実施例の流量測定装置４０は同じく円筒形
ケーシング４１を有し、その端部は蓋４２と４３
とによつて閉鎖されている。これらの蓋はケーシ
ングの長軸と平行にのびる３本のロツドによつて
組合わせられた位置に保持されている。図には３
本のロツドのうちナツト４５を有するロツド４４
のみが示されている。集乳室４６第一部分には乳
導入管４７が接線方向に開口している。この集乳
室４６は狭窄部４８を介して集乳室第二部分及び
測定室４９と連通している。狭窄部４８は前記実
施例と同様に下方内向きに傾斜された集乳室第一
部分内壁５０の下側部分と、下方外向きに傾斜さ
れた集乳室第二部分内壁５１の上側部分とによつ
て形成されている。管５３がその上端部において
空気バイパス開口部５４を介して集乳室４６と連
通している。この管５３は集乳室と測定室との全
体より上方に突出しており且つ測定室の底面４５
をわずかに超えてさらに下方にのびている。この
管５３の断面は潜水鐘５６が固定されている地点
から始つてその下端まで漸次拡大されている。該
５３と同心的に且つ該管の内部に乳導出管５７が
導入されている。この乳導出器５７の下端５８は
管５３の側壁にその長手方向に形成されている測
定スロツト６０の下方にまでのびている。測定ス
ロツト６０の全長に亘つて該測定スロツトを通つ
て乳がなんら妨げられることなく管５３内に入る
ことができるようにするために、乳導出管５７は
測定スロツトの長さに対応し且つ該測定スロツト
に向きあつた部分６１において乳の管５３内への
移動を妨げない程度に内側へ凹屈されている。

管５３の下端部においてその管５３から乳導入
管５７へ乳ができるだけ都合よく流入しうるよう
にするため、且つ簡単に洗滌液を通すだけで乳流
量測定装置が困難なく洗滌できるようにするため
に蓋４３の内壁６２は回転面の形状に成形されて
いる。すなわち、乳導出管５７の長手方向中心線
６３が接線となるような２つの半円弧（円の下半
分）をその中心線６３のまわりに回転せしめて形
成される回転面の形状になつている。閉じられて
いる管５３の下端はできるだけ小さくして使用後
にそこに残留する液体が搾乳真空印加時に短時間
導入される空気によつて空にされるようにしなけ
ればならない。

測定スロツト６０の形状は第６図によく示され
ている。流量と水位との間に望ましく、しかも簡
単な対応関係を持たせるために、測定スロツトは
全体として管５３の長軸に平行にのびる細長いス
ロツトの形状となつている。ただし、その測定ス
ロツトは下端から上端に向つてわずかながら先細
りとなつている。たとえば、スロツトの全長が65
mmていどとするとその下端の幅は約4.5mmそして
上端の幅は約4.2mmである。さらに、スロツトは
その最下端部約５mmの高さ部分において拡大され
ていて、底辺６４の幅が６mmまで拡がつていると
好ましいことが確認されている。

第４図および第５図から理解されるように、接
地電極６６は測定室の底面４５に配設されたほぼ
Ｃ字形状の電極としてつくられている。このＣ字
形電極はその流量測定装置の作動中に常に乳によ
つて覆われており、したがつて第３図に示した回
路において、面３５は実際上常に面積一定であ
り、乳の水位によつて変らないという利点があ
る。したがつて、第３図に示した回路において２
つの面１９と３５との間には容量変化は生ぜず、
直列回路のこの部分は実際上一定と見なされる。

他方の測定電極６７は本実施例の場合ではスロ
ツト６０からやや離れて該スロツトと平行にのび
る棒状電極としてつくられている。この棒状電極
は完全に潜水鐘５６の内側にあり、そして測定室
の底面４５′を貫通して突出されている。接地電
極６６と測定電極６７とはそれぞれケーシングの
外部に導出された接続線６８と６９とに接続され
ている。

接地電極６６ならびに測定電極６７はそれぞれ
水および脂肪と非親和性の合成材料の薄い層で被
覆されている。本実施例の場合では、乳の水位に
依存する全容量変化は乳によつて濡らされる電極
６７の面の面積の増減にのみ対応する。したがつ
て本実施例の場合では、測定電極６７上の合成材
料被覆層の厚さのみが重要となる。この層の厚さ
にばらつきがあると測定誤差が生じる。これに対
し、接地電極６６の被覆層の厚さは重要ではな
く、この電極上の被覆層の厚みは測定電極６７上
の被覆層の厚みと相違していてもよい。ただし、
棒状電極６７の軸方向の各高さ位置でその棒を包
囲する層の厚さの積分値の変動が最小限であると
いう条件が満足されるのであれば、測定電極６７
についても被覆層の厚さの多少のばらつきは許容
されうる。

さらに、接地電極の表面積は測定電極の表面積
より大きい、好ましくは少なくとも２乃至2.5倍
大きいのが望ましいことが判明している。

測定電極６７はできるだけ接近してスロツト６
０の前に配置すべきである。ただしその距離はス
ロツト６０を通つて流れる乳の流れを妨げない程
度の大きさがなければならない。このような測定
電極の配置はその乳流量測定装置が実際に運転さ
れている間に起りうる範囲の傾斜姿勢によつてそ
の測定装置および測定された乳流量が影響されな
くなるという点からして特に好ましいものであ
る。

さらに、測定技術上の理由から接地電極６６の
両端７１，７２と測定電極６７との距離（第５図
参照）は少なくとも15mmはあるように選択するの
が好ましい。なお、少なくとも15mmという数値は
ケーシング４１の直径が80mmである乳流量測定装
置についての数値である。測定室４９から潜水鐘
５６の下端縁の下を通つて測定スロツト６０の中
へ円滑に乳が流れるようにしそしてこれによつて
測定室４９内に存在する乳に常に一致する水位が
直接的に形成されるようにするために、潜水鐘５
６の下端縁と測定室の底面との間の隙間である流
通口７３の面積はスロツト６０の全面積のほぼ２
倍となるよう選択される。

本実施例の乳流量測定装置の１つの特徴は搾乳
の間に試料を乳流から採取することが可能である
という点である。これは搾乳の間に乳組成が変化
することからして特に重要である。一般に乳の脂
肪含量は搾乳の終期に近づくに従つて増加する。
試料採取のために試料容器８０が設けられてい
る。この試料容器８０は第１の通路８１を介して
乳導出管５７内に位置し、ピトー管の仕方で乳流
に向かつている。曲り採取短管８２と連結されて
いる。曲り採取短管８２の開口自由端８３は乳導
出管５７内の乳流の水頭圧力を測定する管の形状
を呈している。試料容器８０はさらに第２の通路
８４を介して乳導出管５７に設けた接続ニツプル
８５と連結されている。この接続ニツプル８５は
開口８６を介して乳導出管５７の内部と連通して
いる。乳の採取は好ましくは垂直に上昇する流れ
の中で行なわれるべきである。垂直上昇流の場合
では乳導出管の断面全体に亘つて乳−空気混合物
は均一に分布しているから試料採取に当つて代表
的組成の試料が得られる。開口８６は曲り短管８
２が乳導出管５７内に導入されている地点よりも
下流側そして該地点に対して半径方向にずれた位
置に存在するのが好ましい。曲り短管８２の開口
端８３は乳導出管５７に関して偏心位置に配置さ
れているのが好ましい。

水頭圧力ならびに開口８６に加わる搾乳真空の
ために試料は容易に容器８０へ導かれる。試料の
採取はかなり長い時間間隔をおいて実施されるも
のであるから、試料採取以外の時には曲り短管８
２の管５７から外へ突出している方の端部をホー
ス８７を介して接続ニツプル８５と連結しておく
とよい。このようにすれば、試料採取から通常運
転への迅速な切換えが可能となる。

第４図から第６図までに示した乳流量測定装置
の動作は実際上前記した第１実施例の場合と全く
同様である。この第２の実施例の場合では第１の
実施例の場合とは逆に、乳は乳導出管５７を通つ
て上方へ送り出されるのであつて下方へ送り出さ
れるのではない。この点が第１実施例と相違す
る。水位に依存する容量変化の測定および場合に
よつてはさらに総乳量の測定は前記実施例の場合
と同じ方法で実施される。

本発明は全く新規な乳流量測定装置を提供する
ものであり、その装置はきわめて重量が軽く且つ
サイズが小さいので搾乳時の定常的なルーチン作
業を全く妨げない。その構造の故に、本装置はユ
ニバーサルに使用可能である。すなわち、搾乳導
管の位置が高い場合でも低い場合でも、また種々
の真空およびパルス条件下でも機能しうる。本装
置によれば簡単に高い測定精度が達成され、測定
誤差はせいぜい２乃至３パーセントにすぎない。
その測定精度は実施において生じる正常垂直姿勢
から逸脱した装置の姿勢によつて実際上影響され
ることはない。装置の洗浄についても全く問題が
ない。それどころか本装置は他の搾乳器で常用さ
れている注水洗滌によつて洗うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて構成された乳流量測定
装置の縦断面図である。第２図は第１図の−
線に沿つて取つた断面図である。第３図は電極の
容量回路を図式的に示す回路図である。第４図は
本発明による乳流量測定装置の別の実施例の断面
図である。第５図は第４図の−線に沿つて取
つた断面図である。第６図はその測定スリツトを
前から見た図である。 主要部分の符号の説明、７，４９……測定室、
１４，６０……測定スロツト、１１，５７……乳
導出管、３２，７３……流通口、２７，５６……
隔壁、４，４６……集乳室、９，５４……空気バ
イパス開口部、１９，２０；６６，６７……乳水
位測定用の電極、３７，３８……合成材料被覆
層、２７，５６……潜水鐘、６，４８……狭窄
部、５，４８′……制限部分、３，４７……乳導
入管、８０……乳試料採取容器、８１……第１の
通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 集乳室４，４６の内壁の直径が、接線方向の
   入り口下方の域に於いて制限部分５，４８に達す
   るまで徐々に下方へ減じており、該集乳室は、測
   定室７，４９を経て及び該測定室を迂回して乳導
   出管１１，５７に集乳室を接続するようになつて
   いるバイパスを経て乳導出管に通じており、そし
   て該測定室には電気的測定手段１９，２０，６
   ６，６７が設置されている、乳流が接線方向に導
   入されるようになつている集乳室を含んで成る、
   搾乳機によつて引かれた二相脈動乳流を連続的に
   測定するための乳流量測定装置であつて、該集乳
   室が、該制限部分の上方に位置した第一部分、及
   びその下向きに広がつていて、狭窄部を定める該
   制限部分を経て第一部分に接続する、該制限部分
   の下方に位置する第二部分を含んで成り、該第二
   部分は隔壁２７，５６の下端に形成される流通口
   ３２，７３を経て該測定室下端と連通しており、
   該測定室は、本質的にその高さに沿つて同じ幅で
   ある測定スロツト１４，６０を経て該乳導出管と
   接続しており、そして該測定室に設置された該測
   定手段は該測定スロツトにおいて生じる保持され
   た乳のレベルを電気的に測定するように設計され
   ることを特徴とする乳流量測定装置。 ２ 乳導出管１１が測定室へ突き出ていて且つ測
   定スロツト１４を形成する管８に接続している、
   特許請求の範囲第１項記載の乳流量測定装置。 ３ 管８が集乳室４の上及びその中に突き出てお
   り、且つ空気バイパス開口部９を画せられている
   その上端を有している、特許請求の範囲第２項記
   載の乳流量測定装置。 ４ 保持された乳のレベルを測定するための測定
   手段が、測定スロツト１４，６０の長軸の前方に
   離隔して且つ平行に配置した熱せられた針金を含
   む、特許請求の範囲第１乃至３項記載の乳流量測
   定装置。 ５ 温度を補償するために影響手段が乳と空気の
   両方の温度を測定するように設けられている、特
   許請求の範囲第４項記載の乳流量測定装置。 ６ 保持された乳のレベルを測定する装置は乳レ
   ベルの容量的測定のための電極１９，２０，６
   ６，６７を含んで成る、特許請求の範囲第１乃至
   ３項記載の乳流量測定装置。 ７ 測定作業の間、液体によつて好ましくは完全
   に覆われた第一電極２０，６６及び少なくとも測
   定スロツトの高さにわたる第二電極１９，６７が
   設置されている、特許請求の範囲第６項記載の乳
   流量測定装置。 ８ 第二電極１９が測定スロツト１４の片側、好
   ましくは両側に沿つてわたつている切片１７，１
   ８として形成されている、特許請求の範囲第７項
   記載の乳流量測定装置。 ９ 第二電極６７が測定スロツト６０と離隔して
   その前方に且つ平行にわたつているロツドとして
   形成されている、特許請求の範囲第７項記載の乳
   流量測定装置。 １０ 電極１９，２０，６６，６７が撥水性合成
   物で被覆されている、特許請求の範囲第６乃至９
   項記載の乳流量測定装置。 １１ 合成物がポリテトラフルオロエチレン若し
   くはパラフインである特許請求の範囲第１０項記
   載の乳流量測定装置。 １２ 各電極１９，２０，６６，６７の合成被覆
   ３７，３８が均一の薄さである、特許請求の範囲
   第１０または１１項記載の乳流量測定装置。 １３ 第一電極６６が測定室の底部４５′に配置
   されている、特許請求の範囲第７乃至１２項記載
   の乳流量測定装置。 １４ 第一２０，６６及び第二１９，６７電極の
   容量的測定のための有効表面は、第一電極の表面
   が第二電極の表面よりも大きいように選択され
   る、特許請求の範囲第７乃至１３項記載の乳流量
   測定装置。 １５ 第一２０，６６と第二１９，６７電極との
   表面比が少なくとも２：１、好ましくは2.5：１
   である、特許請求の範囲第１４項記載の乳流量測
   定装置。 １６ 保持された乳のレベルを測定する測定装置
   から受けた信号が、起こり得る乳の表面波立ちに
   起因する瞬間測定信号ピークを小さくした比率で
   評価する数値検出器に入る、特許請求の範囲第１
   乃至１５項記載の乳流量測定装置。 １７ 隔壁が潜水鐘２７，５６で形成されてお
   り、流通口が潜水鐘の下方端と測定室７，４９の
   底部１３，４５との間隔によつて形成されてい
   る、特許請求の範囲第１乃至１６項記載の乳流量
   測定装置。 １８ 流通口の面積が測定スロツト１４，６０の
   面積のおよそ２倍の大きさである、特許請求の範
   囲第１乃至１７項記載の乳流量測定装置。 １９ 集乳室４，４６の上部分の内壁３０，５０
   が放物面の形状で形成されている、特許請求の範
   囲第１乃至１８項記載の乳流量測定装置。 ２０ 集乳室４，４６の下部分の内壁３１，５１
   が放物面の形状で形成されている、特許請求の範
   囲第１乃至１８項記載の乳流量測定装置。 ２１ 隔壁２７，５６の外面が放物面の形状で形
   成されている、特許請求の範囲第１乃至２０項記
   載の乳流量測定装置。 ２２ 隔壁２７，５６の外面の回転軸が、集乳室
   ４，４６の上部分と下部分の間の流路の縦軸２
   ９，６３に同軸に配置される、特許請求の範囲第
   ２１項記載の乳流量測定装置。