[发明专利]用于检测奶中的异常物质的光学器件

说明书

提供了一种用于检测流体的颜色变化的装置，其包括用于检测特定颜色频率强度的光学装置。该光学装置包括白色光发光器(410)以及被配置成生成代表所检测到的红色光、蓝色光、绿色光和白色光的强度的信号的检测器(420)。处理器(440)接收这些信号并计算表示检测的红色光与白色光的比率、蓝色光与白色光的比率以及绿色光与白色光的比率的值。该处理器进一步将这些比率与参考值进行比较并在比较结果指示这些比率与参考值不同时生成信号。通过生成每一个接收到的颜色强度与接收到的白色光强度的比率，导致这些值是实际上自补偿导致的，并因此在很大程度上对温度的改变和随着时间的经过可能由于组件老化发生的强度的改变不敏感。

技术领域

本发明涉及能够检测流体的颜色变化的光学装置，这种颜色变化指示了例如血液等污染物的存在。本发明尤其涉及用于在半自动和机器人技术挤奶系统中实时检测奶的颜色变化的光学装置。

背景技术

奶作为许多产品的初始原材料以及作为最终成品均为一种重要的食料。奶生产过程的一重要部分是确保奶具有良好的质量且特别是不含细菌和其它病原体或可能对奶的质量产生影响的污染物。当牛奶场动物罹患乳房感染时，最早的外在迹象通常是奶的变化。具体而言，奶中可能含有少量的血、脓或改变奶的颜色的其它污染物。许多国内和国际的法规都规定所有这样的奶都要分离出去而不能用于人类消费。在自动挤奶系统中，奶杯是自动连接至动物的奶头上的，对奶进行视觉检查是不切实际的，但是需要对奶进行质量核查和可能需要将奶分离出去，对于防止不合格的奶被混入健康动物生产的奶中以免造成对大批量牛奶的质量的损害是极为重要的。

DE 27 59 126描述了一种分离奶的装置，其包括光源和检测奶颜色的光敏二极管。当奶的颜色指示其包含血和脓时，将这些奶转移至一单独的容器。该系统，虽然其能够确定出一定程度的颜色变化，但不能提供任何高精度且因此存在将不合格的奶混入大批量奶中或将好奶废弃掉的风险。

WO 98/30084描述了一种自动挤奶装置，其配备有颜色传感系统，其对于红色、绿色和蓝色的光的频带较敏感。将来自每一种色带的强度信号相互比较并与参考值进行比较以确定颜色的变化。这些参考值可以是近来在以前进行的许多轮挤奶中针对每一个动物所确定的值的平均值，或从所有动物的奶中获取的公值。虽然这一系统能够通过检测不同颜色更精确地确定颜色变化，但是其仍需要仔细校准以保持这种精确性以及补偿温度的改变和不同组分的老化，这终将使其难于在实际中可靠地使用。

本发明的目的是克服现有技术中的问题并提供一种能够检测出指示奶、奶产品以及其它流体中存在一定污染物的颜色变化的传感器装置，并且这种传感器装置是内在精确的并且随时间的过去仍是可靠的。

发明内容

这一目的以及其它的目的以如随附的权利要求书中限定的检测流体中颜色变化的装置、挤奶装置、奶量计以及检测流体中颜色改变的方法来实现。

更具体地，依据本发明的一方面，提出一种用于检测流体中颜色变化的装置，其包括用于检测流体中特定颜色频率的强度的光学装置，该光学装置被布置成耦接至适于盛载流体的容器。该光学装置包括白光发光器和检测器，该检测器被布置成检测来自容器中包含的流体的光并生成表示检测到的红色光、蓝色光、绿色光和白色光的强度的信号。该光学装置进一步包括处理器，其被连接至检测器，并被布置成接收信号和计算代表检测到的红光与检测到的白光的比率、检测到的蓝光与检测到的白光的比率和检测到的绿光与检测到的白光的比率的值。该处理器进一步被配置成将获得的比率与参考值进行比较，并在比较的结果指示这些比率与参考值不同时生成信号。

通过生成每一个接收到的颜色的强度与接收到的白光的强度的比率或分数，致使这些值实质上是自补偿的，因此这些值在很大程度上对温度的改变和由于组件老化可能随时间发生的强度的改变不敏感。因此校准非常简单或者甚至不需要，这取决于所需要的准确度。