DD293429A5 - METHOD AND DEVICE FOR THE OPTOELECTRONIC COLLECTION OF ETERNAL HEALTH AND MILK QUALITY - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optoelektronischen Erfassung der Eutergesundheit und der Milchqualitaet. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Eutergesundheitskontrolle mit dem Ziel, verschiedene Schadmerkmale von Milch wie Flocken, Eiter, Gerinnsel, Schmutz, Blut und Schleim mit einem optischen Sensor zu erfassen und dem Melker Informationen ueber die Eutergesundheit zu geben. Die aufgenommene Bildinformation wird nach Methoden der Merkmalsextraktion ausgewertet, so dasz mastitisgeschaedigte und verschmutzte Milch ausgesondert werden kann, bevor sie mit Milch anderer Kuehe in Verbindung kommt. Fig. 1{Eutergesundheitskontrolle; Milch; Schadmerkmale; optischer Sensor; Auswertung nach Methoden der Merkmalsextraktion; Aussonderung mastitisgeschaedigter und verschmutzter Milch}The invention includes a method and apparatus for opto-electronic detection of udder health and milk quality. The invention relates to a method and a device for automatic udder health control with the aim of detecting various maladies of milk such as flakes, pus, clots, dirt, blood and mucus with an optical sensor and to give the milker information about udder health. The recorded image information is evaluated by means of feature extraction methods, so that mastitis-damaged and contaminated milk can be separated out before it comes into contact with milk from other cows. Fig. 1 {udder health control; Milk; Harmful characteristics; optical sensor; Evaluation by methods of feature extraction; Disposal of mastitis-stained and contaminated milk}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Milchinspektion. Damit können optisch wahrnehmbare Abweichungen vom normalen Eutersekretcharakter im Hinblik auf Farbe, Konsistenz und Beimengungen erkannt werden, die ihre Ursache in einer Mastitiserkrankung haben. Gleichfalls wird verändertes Eutersekret ausgesondert. Anwendbar sind das Verfahren und die Vorrichtung in Milchproduktions- und Verarbeitungsbetrieben, in denen Milch auf die oben genannten Abweichungen untersucht werden muß.The invention relates to a method and a device for automatic milk inspection. In this way visually discernible deviations from normal udder secretiveness can be recognized in terms of color, consistency and admixtures, which are caused by mastitis. Likewise, altered udder secretion is eliminated. Applicable are the method and apparatus in dairy and processing plants where milk must be examined for the above deviations.

Die automatische Bestimmung wesentlicher Qualitätsparameter der Milch ist Voraussetzung für die Anwendung des automatischen Milchentzuges.The automatic determination of essential quality parameters of milk is a prerequisite for the use of automatic milk removal.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Bisher wird die Eutergesundheit und die Milchqualität im Produktionsprozeß von einer Arbeitskraft eingeschätzt. Die TGL 22 (Melken) schreibt vor, daß zu Melkbeginn von jedem Euterviertel ein Vorgemelk(2-3 Strahlen) auf eine schwarze Prüfplatte von Hand abgemolken wird. Der Melker schätzt diese Vormel!<probe auf visuell wahrnehmbare Abweichungen vom normalen Eutersekretcharakter ein und entscheidet, ob diese Milch verwendet oder verworfen werden muß. Es wird geprüft, ob sich in ihr feste Teilchen, wie Eiweißgerinnsel, Schmutz und Blut bzw. flockenartige, blutige, eitrige, wäßrig-schleimige oder andere Veränderungen befinden.So far, the udder health and milk quality in the production process is assessed by a worker. The TGL 22 (milking) dictates that at dairy onset of each udder quarter a foremilk (2-3 blasts) is milked by hand on a black test plate. The milker assesses this pre-meal sample for visually discernible deviations from the normal udder secret character and decides whether this milk must be used or discarded. It is examined whether they are solid particles such as protein clots, dirt and blood or flaky, bloody, purulent, aqueous-slimy or other changes.

Es sind bereits technische Lösungen bekannt, die an dieser Stelle des technologischen Prozesses eingesetzt werden können. Sie basieren zumeist auf physikalischen Prüfmethoden.There are already known technical solutions that can be used at this point of the technological process. They are mostly based on physical test methods.

Mechanische Prüf-und Aussonderungsverfahren basieren zumeist auf dem Einsatz von Filtern oder Sieben. Die Aussonderung von Gebilden aus der Milch mittels Filtern und die verschiedensten technischen Lösungen zur automatisierten Kontrolle des Filterverschmutzungsgrades als Maß für die Milchqualität (Mastitisstatus), sind als weitere technische Lösungen unter anderen aus US-PS 4385590 und DD-PS 221625 bekannt.Mechanical testing and sorting procedures are mostly based on the use of filters or sieves. The separation of structures from the milk by means of filters and various technical solutions for the automated control of the degree of filter contamination as a measure of the quality of milk (mastitis status) are known as further technical solutions among others from US-PS 4385590 and DD-PS 221625.

Mit Hilfe von elektrischen Verfahren kann auf indirektem Weg der Mastitisstatus und damit die Milchqualität erfaßt werden. Über die Temperatur und die elektrische Leitfähigkeit bestimmt ein Prüfgerät nach DE-PS 2334069 die Qualität der Milche während des Melkprozesses. Bei verschiedenen Lösungen werden auch Leitfähigkeitsmessungen beim Spritzen auf die Prüfplatte durchgeführt.By means of electrical methods, the mastitis status and thus the milk quality can be detected indirectly. About the temperature and electrical conductivity determines a tester according to DE-PS 2334069 the quality of the milk during the milking process. Various solutions also conduct conductivity measurements when spraying onto the test plate.

Weitere Lösungen nutzen optische Methoden zur Erfassung von Eutergesundheit und Milchqualität. Eine kontinuierliche Dichtemeßanlage, die Veränderungen im Reflexions-, Brechungs- und Streuungsverhalten von Milch über eine Fotodiode erfaßt, ist in DD-PS 134893 beschrieben.Other solutions use optical methods for the detection of udder health and milk quality. A continuous density measuring system which detects changes in the reflection, refraction and scattering behavior of milk via a photodiode is described in DD-PS 134893.

Das in US-PS 4190020 bzw. DD-PS 135271 angegebene Verfahren und die Vorrichtung zur Gewinnung blut- und eiterfreier, keimarmer Milch scheinen noch am ehesten direkt in den technologischen Prozeß einpaßbar. Über die Ermittlung des Transmissionsgrades soll die Erfassung von Qualitätsmängeln erfolgenThe method described in US Pat. Nos. 4,199,020 and DD-PS 135271 and the device for obtaining blood-free and purum-free germ-lean milk still appear to be directly adaptable to the technological process. By determining the degree of transmission, the detection of quality defects should take place

Als Nachteile aller bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen sind zu nennen: As disadvantages of all previously known methods and devices may be mentioned:

- Mechanische Verfahren ermöglichen nur eine Aussonderung fester Bestandteile der Milch. Das übrige veränderte Eutersekret wird nicht ausgesondert;- Mechanical processes allow only a separation of solid components of the milk. The remaining altered udder secretion is not discarded;

- Bei elektrischen Leitfähigkeitsmessungen sprechen Ungenauigkeiten, die durch die verschiedenen Einflußfaktoren auf die Leitfähigkeit begründet werden können, gegen einen Einsatz;- In electrical conductivity measurements speak inaccuracies that can be justified by the various factors influencing the conductivity against use;

- Die optischen Verfahren ermöglichen keine Struktur- bzw. Texturanalyse. Eine Erkennung von Farbveränderungen, Konsistenz und Beimengungen kann nicht realisiert werden, da nur eine Veränderung der Transmission der Milch gemessen wird;- The optical methods do not allow structure or texture analysis. A recognition of color changes, consistency and admixtures can not be realized, since only a change in the transmission of milk is measured;

- Die bekannten Lösungen sind im Bereich der Vormelkprobe unter Produktionsbedingungen technisch nicht genügend zuverlässig und praktikabel.The known solutions are technically not sufficiently reliable and practicable in the field of preliminary sample under production conditions.

- Für die Anwendung von elektrischen und mechanischen Verfahren ist eine Erhöhung des Reinigungs- und Desinfektionsaufwandes erforderlich, so daß der Mensch noch nicht aus diesem Teil des Produktionsprozesses herausgelöst werden kann.- For the application of electrical and mechanical methods, an increase in the cleaning and disinfection effort is required so that the human can not be removed from this part of the production process.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Erkennung und Aussonderung von Milch, die Abweichungen vom normalen Eutersekretcharakter in Farbe, Konsistenz und Beimengungen aufweist, zu schaffen. Dabei wird es möglich, optisch-wahrnehmbare Veränderungen des Eutersekretes zu erkennen und die Milch einer ihr entsprechenden Verwendung zuzuführen.The object of the invention is to provide a method and an apparatus for the automatic detection and elimination of milk, which has deviations from the normal udder secret character in color, consistency and admixtures. This makes it possible to recognize visually perceptible changes in the udder secret and to supply the milk to a use corresponding to it.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem Verfahren und einer Vorrichtung Abweichungen vom normalen Eutersekretcharakter der Milch automatisch zu erkennen und Stellsignale für eine Einrichtung zur Aussonderung derartiger, optisch-wahrnehmbar veränderter Milch auszulösen.The invention has for its object to automatically detect deviations from the normal Eutersekretcharakter milk with a method and a device and to trigger control signals for a device for the separation of such optically perceptible altered milk.

Da Eutererkrankungen in der Regel zu einer Veränderung des Eutersekrets führen, müssen erkrankte Tiere erkannt, dem Melker signalisiert und ihre Milch separat gesammelt werden.Since udder diseases usually lead to a change in the udder secretion, diseased animals must be recognized, signaled to the milker and their milk collected separately.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Melken in den Milchstrom, eine Prüfvorrichtung eingeordnet und die Milch über eine beleuchtete Szene geführt wird. Ein optischer Sensor erfaßt die optisch wahrnehmbaren Eigenschaften desAccording to the invention the object is achieved in that when milking in the milk stream, a test device classified and the milk is passed over a lit scene. An optical sensor detects the visually perceptible properties of the

Eutersekrets. Als Information über den optischen Zustand der Szene werden diese in Bildform gepackt und zu einerUdder secretion. As information about the optical state of the scene they are packed in picture form and become a

Auswerteeinheit weitergeleitet und die Szenengestalt mit der unveränderter Milch verglichen. Es erfolgt eine Untersuchung auf Vorhandensein von verändertem Eutersekret im Bereich der aktuellen Szene. Über eine nach bekannten technischen Lösungen, intern durchgeführte Analyse von Struktur, Textur, mittlerem Grauwert und Grauwertunterschied zwischen benachbarten Bildpunkten der aufgenommenen Szene, werden Verklumpungen, Flocken, Gerinnsel, Schmutz, Blut, Farbveränderungen und andere optisch wahrnehmbaren Veränderungen in der Milch erkannt.Evaluation unit forwarded and compared the scene shape with the unchanged milk. There is an investigation for the presence of altered udder secretions in the area of the current scene. An analysis of structure, texture, average gray value and gray-scale difference between adjacent pixels of the recorded scene carried out internally by known technical solutions identifies clots, flakes, clots, dirt, blood, color changes and other visually discernable changes in the milk.

Werden Abweichungen vom normalen Eutersekretcharakter festgestellt, wird die ermolkene Milch ausgesondert. Dazu wird ein Stellsignal an eine Aussonderungseinrichtung gegeben. Es werden Ventile geschaltet, die die veränderte Milch aus dem Leitungssystem der verkehrsfähigen Milch aussondern. Über separate Leitungen wird dann die Milch gegebenenfalls in einen Sammelbehälter geleitet und einer ihrem veränderten Eutersekretcharakter entsprechenden Verwendung zugeführt.If deviations from the normal udder secret character are detected, the milked milk is discarded. For this purpose, a control signal is given to a screening device. Valves are switched, which separate the changed milk from the piping system of the marketable milk. About separate lines, the milk is then optionally passed into a collection container and fed to their changed udder secret character use.

Wird das untersuchte Eutersekret seinem Charakter nach, als ohne besonderen Befund eingestuft, erfolgt die Ansteuerung derIf the examined udder secretion is classified according to its character, as without special finding, the control of the

Aussonderungseinrichtung. Entsprechend dem verwendeten Milchgewinnungsverfaliren erfolgt der Milchtransport zumRejecting device. According to the milk production method used, milk transport takes place for

Sammelbehälter. Zur Durchführung des Verfahrens ist eine "'orrichtung mit nachfolgend beschriebenem technischen Aufbau erforderlich.Collection container. To carry out the process, an apparatus with the following technical structure is required.

Die Vorrichtungsbestandteile sind zur Abschirmung vor Fr imdlichteinfall in einem Gehäuse untergebracht. Zwischen der Milchzuflußleitung und der Abflußleitung für Qualitätsrohmi'ch wird die Inspektionsvorrichtung in die Förderstrecke der Milch eingeordnet.The device components are housed in a housing for shielding from incident light. Between the milk supply line and the discharge line for Qualitätsrohmi'ch the inspection device is classified in the conveying path of the milk.

An die Abflußleitung „veränderte Rohmilch" wird ein gesondertes Leitungssystem angeschlossen.To the drain line "modified raw milk" a separate line system is connected.

In der Milchzuflußleitung befindet sich zwischen einer Beleuchtungseinrichtung und einem optischen Sensor eine, im Leitungsprofil verbreiterte Meßstrecke.In the milk supply line is located between a lighting device and an optical sensor, a widened in the line profile test section.

Das vom optischen Sensor abgegebene Signal wird an die Auswerteeinheit geleitet. Die Bildauswertung kann softwaremäßig über einen Mikrorechner oder durch eine entsprechende Hardwarestruktur erfolgen.The signal emitted by the optical sensor is sent to the evaluation unit. The image evaluation can be done by software via a microcomputer or by a corresponding hardware structure.

Bei Erkennung von unverändertem Eutersekret wird ein Stellsignal an die Aussonderungseinrichtung geleitet.Upon detection of unchanged udder secretion, a control signal is sent to the rejection device.

Das Ventil wird dann auf Durchfluß Milchzuflußleitung-Abflußleitung „Qualitätsrohmilch" geschalten. Solange verändertes Eutersekret festgestellt wird, ist durch das Ventil Durchfluß Milchzuflußleitung -Abflußleitung „veränderte Rohmilch" geschalten.The valve is then switched to flow-through milk feed line-drain line "raw quality milk." As long as altered udder secretion is detected, through the valve flow-through milk supply line -flow line "modified raw milk" is switched.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show

Fig, 1: Schnitt B-B der Milchinspektionseinrichtung und in Fig.2: Schnitt A-A der Milchinspektionseinrichtung.Fig. 1: Section B-B of the milk inspection device and in Fig. 2: Section A-A of the milk inspection device.

Nach Anschluß der Milchzuflußleitung 1, fließt die Milch über die Meßstrecke 6. Hier erfolgt eine Beleuchtung durch die Beleuchtungseinrichtung 4. Der optische Sensor 5 erfaßt den Eutersekretcharakter im Bereich der Meßstrjcke 6 in Bildform. Diese Information wird als elektrisches Signal in die Auswerteeinheit 7 übernommen. Über eine Bildanalyse wird das Eutersekret auf charakteristische Merkmale wie Verklumpungen, Verfärbungen, Gerinnsel, Schmutz, Blut und andere untersucht. Werden keine Abweichungen vom charakteristischen Eutersekret erkannt, wird über die Aussonderungseinrichtung 8 das Ventil 9 geschalten. Der Abfluß erfolgt über die Abflußleitung „Qualitätsrohmilch" 2.After connection of the milk supply line 1, the milk flows over the measuring path 6. Here is a lighting by the illumination device 4. The optical sensor 5 detects the Eutersekretcharakter in the field of Meßstrjcke 6 in image form. This information is taken as an electrical signal in the evaluation unit 7. An image analysis examines the udder secretion for characteristic features such as clots, discoloration, clots, dirt, blood and others. If no deviations from the characteristic udder secretion are detected, the valve 9 is switched via the rejection device 8. The drainage takes place via the drain line "quality raw milk" 2.

Werden Eutersekretstörungen festgestellt, erfolgt der Weitertransport über die Abflußleitung „veränderte Rohmilch" 3. Das Ventil 9 bleibt hier in Ruhestellung. Die Vorrichtungsbestandteile sind zur Abschirmung von Fremdlichteinfall in einem Gehäuse 10 untergebracht.If udder secretions are detected, the further transport takes place via the discharge line "modified raw milk" 3. The valve 9 remains in the rest position here.The components of the device are housed in a housing 10 for the purpose of shielding them from external light.

Claims (3)

1. Verfahren zur optoelektronischen Erfassung der Eutergesundheit und der Milchqualität, dadurch gekennzeichnet, daß beim Melken in den Milchstrom, eine Prüfvorrichtung eingeordnet, dabei die Milch über eine beleuchtete Szene geführt wird, wobei mittels optischer Sensoren (5) die optisch wahrnehmbaren Eigenschaften des Eutersekrets erfaßt, der optische Zustand der Szene in Bildform gepackt zu einer Auswerteeinheit (7) weitergeleitet, die Szenengestalt mit der von optischwahrnehmbar unveränderter Milch verglichen, wahrnehmbare Veränderungen in der Milch wie Verklumpungen, Flocken, Gerinnsel, Schmutz, Blut, Farbveränderungen und andere über Methoden der Merkmalsextraktion erkannt, festgestellte Abweichungen mittels übermittelter Steuersignale an die Aussonderungseinrichtung (P) weitergeleitet, verändertes Eutersekret dem Melker angezeigt, erforderliche Ventile (9) geschaltet werden, so daß mastitisgeschädigte und verschmutzte Milch aus dem Leitungssystem verkehrsfähiger Milch ausgesondert und über sepet ate Leitungen in andere Sammelbehälter geleitet wird und daß der, durch verändertes Eutersekret benetzte Teil des Leitungssystem vor der weiteren Benutzung gereinigt und desinfiziert wird.1. A method for optoelectronic detection of udder health and milk quality, characterized in that when milking in the milk flow, a test device classified, while the milk is passed over an illuminated scene, wherein by means of optical sensors (5) detects the optically perceptible properties of the udder secretion , the optical state of the scene in image form packed forwarded to an evaluation unit (7), the scene shape compared with the visually unchanged milk, perceptible changes in the milk such as clumps, flakes, clots, dirt, blood, color changes and others on methods of feature extraction recognized, detected deviations by means of transmitted control signals to the screening device (P) forwarded, changed udder secret the milker displayed, required valves (9) are switched so that mastitisgeschädigte and polluted milk from the piping traffic capable Mi I segregated and sepet ate lines in other collection container is passed and that the wetted by altered udder secretion part of the piping system before further use is cleaned and disinfected. 2. Vorrichtung zur optoelektronischen Erfassung der Eutergesundheit und der Milchqualität, dadurch gekennzeichnet, daß nach Anschluß der Milchzuflußleitung (1) die Milch über eine, im Leitungsprofil verbreiterte, Meßstrecke (6) fließt, bei der eine Beleuchtungseinrichtung (4) so angeordnet ist, daß damit der vorhandene optische Sensor (5) den optisch wahrnehmbaren Eutersekretcharakter im Bereich der Meßstrecke (6) erfaßt, der als elektrisches Signal in Bildform an die Auswerteeinheit (7) übergeben wird, so daß das konstruktiv angeordnete Ventil (9) auf Durchfluß Milchzuflußleitung (1)-Abflußleitung „veränderte Rohmilch" (3) bei verändertem Eutersekretcharakter bzw. Milchzuflußleitung (1)-Abflußleitung „Qualitätsrohmilch" (2) bei unverändertem Eutersekretcharakter automatisch geschalten ist.2. A device for optoelectronic detection of udder health and milk quality, characterized in that after connection of the milk supply line (1) the milk over a widened in the line profile, measuring section (6) flows, in which a lighting device (4) is arranged so that so that the existing optical sensor (5) detects the optically perceivable Eutersekretcharakter in the region of the measuring section (6), which is passed as an electrical signal in image form to the evaluation unit (7), so that the structurally arranged valve (9) to flow milk supply line (1 ) -Abflußleitung "changed raw milk" (3) with changed udder secret character or milk supply line (1) -Abflußleitung "quality raw milk" (2) is automatically switched with unchanged Eutersekretcharakter. 3. Vorrichtung zur optoelektronischen Erfassung der Eutergesundheit und der Milchqualität, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Vorrichtungsbestandteile zwecks Abschirmung von Fremdlichteinfall in einem Gehäuse (10) untergebracht sind.3. A device for optoelectronic detection of udder health and milk quality, according to claim 2, characterized in that all device components for the purpose of shielding external light incident in a housing (10) are housed.