DD241003A1 - Vorrichtung zur verteilgenauigkeitsbestimmung von verteilgeraeten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilgenauigkeitsbestimmung von Verteilgeraeten, insbesondere fuer koerniges, kristallines und fluessiges Streu- und Spritzgut, und findet vorzugsweise im Bereich der Land- und Forstwirtschaft Verwendung. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine einfach aufgebaute Vorrichtung zur schnellen Ermittlung der Aufwandmenge und der Verteilgenauigkeit von Verteilgeraeten bei geringstem Handarbeitsaufwand zu schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Querverteilung und den Gesamtmasse- bzw. -volumendurchsatz pro Zeiteinheit von Verteilgeraeten durch eine automatische Messwerterfassung und Messdatenverarbeitung zu ermitteln. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung geloest, bei der die Masseverteilung quer zur Fahrtrichtung durch in Bodennaehe in definierten Abstaenden angeordnete Auffangvorrichtungen, insbesondere schraeggestellte Auffangflaechen, mit gekoppelten Sensoren, zum Beispiel piezoelektrischer Impulsaufnehmer, die mit einer Datenerfassungs- und -verarbeitungseinheit verbunden sind, erfasst wird. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilgenauigkeitsbestimmung von Verteilgeräten, insbesondere für körniges, kristallines und flüssiges Streu- und Spritzgut und findet vorzugsweise im Bereich der Land- und Forstwirtschaft Verwendung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Bestimmung der Querverteilung von Verteilgeräten werden Auffangschalen verwendet, die am Boden einzeln ausgelegt oder in einem Rahmen starr oder kippbar in Reihe quer zur Fahrtrichtung des Verteilgerätes angeordnet sind (DD-PS 202605, 211 051, 214279 und 214988).

Ein weiteres bekanntes Meßverfahren besteht darin, die an einem Träger oder Schlitten befestigten Auffangschalen bei Stillstand des Verteilgerätes durch den Streufächer zu fahren. Der Inhalt der Auffangschalen wird in Meßröhrchen gesammelt und volumetrisch oder gravimetrisch bestimmt. Die Meßwerte werden mittels eines Computers verrechnet, und die Röhrchen müssen einzeln gereinigt werden.

Es ist weiterhin bekannt, unterhalb des Streu-oder Spritzorganes in einem Rohrrahmen nebeneinander Auffangrinnen und/oder -behälter anzuordnen, deren Inhalt in gleicher Weise volumetrisch oder gravimetrisch bestimmt wird.

Zur Erleichterung des Einsammeins der Auffangschalen sind diese in einzelnen Meßanlagen auf ein querliegendes Förderband gestellt, so daß sie am Ende von diesem abgenommen und ausgekippt werden können.

Nachteilig ist, daß diese Meßmethoden für praktische Belange einen zu hohen Handarbeitszeitaufwand erfordern und die Ausbringmenge und die Querverteilung des Streu- und Spritzgutes und damit die mögliche Arbeitsbreite und durchzuführende Maschineneinstellung erst nach aufwendiger Meßwertermittlung und -verarbeitung Sichtbarwerden.

Auch ist das Erfassen der Verteilung des Streu- und Spritzgutes längs der Fahrbahn in unterschiedlichem Abstand von der Mitte des Streu- und Spritzgerätes nicht bzw. durch Parallelanordnung von Schalenreihen nur in sehr begrenztem Maße möglich.

Eine teilweise Verringerung des Arbeitsaufwandes wird erreicht, wenn zwischen den am Boden ausgelegten Auffangschalen große Lücken gelassen werden (DD-PS 211 051), wobei der Erfassungs- und Auswertungsaufwand bleibt. Weiterhin ist zu beachten, daß die Reproduzierbarkeit der Streukurve nur in einem eng begrenzten Fehlerbereich möglich ist, so daß die ertragsbeeinflussenden groben Abweichungen nicht oder nur ungenügend ermittelt werden können.

Weiterhin ist bekannt, daß man die Auffangschalen mit elektronischen Wägeeinrichtungen versehen hat, die direkt mit einem Rechner verbunden sind. Abgesehen von den für die breite Praxis nicht tragbaren ökonomischen Aufwendungen und die zur Vermeidung von Meßfehlern kaum einzuhaltenden Aufstellbedingungen bleibt das Ausschütten und Reinigen der Auffanggefäße per Hand, so daß ein automatisches Messen hintereinander im Selbstbedienungsverfahren nicht möglich ist.

Es ist weiterhin vorgeschlagen worden (DD-PS 210119), die Verteilgenauigkeit von Verteilgeräten durch Auffangen des Streugutes in geringem Abstand von der Schleuderscheibe und Bestimmung seiner Masse pro Zeiteinheit zu ermitteln. Unter Beachtung eines wechselnden Kornspektrums des Streugutes, der Kornzerschlagung durch die Schleuderscheibe, des Anteils staubförmiger Partikel und der Berücksichtigung der die Beschleunigung und den Flug der Teilchen beeinflussenden Faktoren

ist eine Korrelation zwischen der so ermittelten Gutverteilung und der Streugenauigkeit auf dem Feld nicht mit ausreichender Sicherheit gegeben. Ebenso ist die in der DE-OS 3033 666 dargelegte Meßeinrichtung zur Bestimmung der Streuweite und Aufwandmenge zu beurteilen.

In einzelnen Fällen werden die Meßeinrichtungen zur Bestimmung der Querverteilung der Verteilgeräte durch spezielle Auffangbeutel bzw. -behälter oder in Fahrtrichtung angeordnete Auffangschalen zur Ermittlung des Durchsatzes pro Zeiteinheit und damit der Aufwandmenge pro Flächeneinheit ergänzt (DD-PS 208746; DE-OS 3229149). Auch hier erschwert der hohe Handarbeitszeitaufwand die schnelle Bestimmung dieser Meßgröße.

Die Folge dieser Unzulänglichkeiten ist, daß die Verteilgenauigkeit der in der Praxis verwendeten Verteilgeräte in sehr großen Abständen, meistens jedoch überhaupt nicht ermittelt wird, so daß eine entsprechende Einstellkorrektur nicht erfolgt. Stichprobenartige Messungen zeigten erhebliche Abweichungen der tatsächlichen von der pflanzenbaulich begründeten Verteilgenauigkeit, was hohe Ertragsausfälle und wechselnden zum Teil unbekannt hohen Einsatz der verwendeten Agrochemikalien mit all den bekannten ökonomischen, technologischen, pflanzenbaulichen, ökologischen und gesundheitsgefährdenden Nachteilen nach sich zieht.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine billige und einfach aufgebaute, robuste und funktionssichere Vorrichtung zur schnellen Ermittlung der Aufwandmenge und der Verteilgenauigkeit von Verteilgeräten und darauf basierenden Einstellhinweisen für die Verteilgeräte bei geringstem Handarbeitszeitaufwand zu schaffen.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine entsprechende Vorrichtung die Quer- bzw. Längsverteilung und den Gesamtmasse- bzw. -volumendurchsatz pro Zeiteinheit von Verteilgeräten durch eine automatische und kostengünstige Meßwerterfassung der am Boden bzw. in Höhe des Pflanzenbestandes ankommenden Streu- und Spritzgutmenge zu ermitteln und damit eine Kopplung von Meßdatenerfassung und -verarbeitung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine relativ zum Verteilgerät bewegte Vorrichtung gelöst, bei dem die Masseverteilung eines Verteilgerätes quer oder längs zur Fahrtrichtung durch in Bodennähe bzw. in der dem Pflanzenbestand entsprechenden Höhe in definierten Abständen bzw. lückenlos angeordnete Auffangvorrichtungen mit gekoppelten Sensoren ermittelt wird, die ihrerseits über Kabei, Funk oder dergleichen mit einer Datenerfassungs-und-Verarbeitungseinheit verbunden sind. Aus dem Rechenergebnis sind Einstellhinweise ableitbar bzw. werden durch Vergleich mit typenspezifischen Abweichungen der Streukurve durch die Datenverarbeitungseinheit direkt gegeben.

Als Auffangvorrichtung dient vorzugsweise eine schräg gestellte Auffangfläche, die nach oben mit einem Auffangtrichter mit oder ohne gitterförmige Einbauten wahlweise versehen werden kann und die direkt oder über einen offenen Auslauf indirekt mit einem Masse- oder Volumenstromsensor verbunden ist. Die Auffangfläche kann bei direkter Kopplung mit dem Sensor, zum Beispiel piezoelektronischer Impulsaufnehmer, in ihrer Schrägstellung dem Kornspektrum des Streugutes angepaßt werden. Ist der Sensor der schrägen Auffangfläche, die eine annähernde Vergleichmäßigung der Geschwindigkeit der Partikel bewirkt, nachgeordnet, so ist ebenfalls in Abhängigkeit von der Gutart und dem gewünschten Selbstreinigungseffekt die Meßfläche des Sensors im Abstand zur Übergabekante der Auffangfläche und im Anstellwinkel veränderlich. Je nach Auslegung des Sensors wird die Anzahl der Körner des Streugutes, zum Beispiel.als Anzahl der Impulse oder die Masse als Impulsdichte, beides in der Zeit, ermittelt.

Soll die Verteilgenauigkeit von flüssigen Mitteln bestimmt werden, so ist der schräggestellten Auffangfläche über einen Trichtereinlauf ein in Länge und Innendurchmesser auf das Meßgut abgestimmtes und hinsichtlich Durchflußgeschwindigkeit geeichtes Meßröhrchen nachgeordnet, durch das die aufgefangene Spritzflüssigkeit bei vollständiger Ausfüllung des inneren Querschnittes des Röhrchens abfließt. Beginn und Ende des Abflusses werden zum Beispiel über eine Lichtschranke erfaßt, so daß sich daraus das aufgefangene Volumen errechnen läßt. Zum sicheren Schalten der Lichtschranke kann im Bedarfsfalle die Flüssigkeit, zum Beispiel mittels spezieller Farbstreifen, die auf die Auffangfläche geklebt werden, oder von vornherein angefärbt werden. Mit dem im äußeren Meßbereich wahlweise aufstellbaren Gebläse können unterschiedliche Witterungsbedingungen simuliert werden, und bei extrem großer Streubreite ist die Querverteilung des Streugutes definiert zusammendrängbar. Die seitliche Begrenzung der Ein- und Ausfahrstrecke sowie der Meßfläche dient dem Vermeiden von Streugutverlusten und der Wetterschutz zur Erhaltung der Meßeinrichtung. Die mittels des Computers errechneten Basisergebnisse beruhen ausschließlich auf Meßwerten, oder die Zwischen- und äußeren Werte der Streukurve sind in Fortsetzung ihres durch Stichprobenmessungen gegebenen Verlaufs errechnet worden.

Vorzugsweise werden der Variationskoeffizient der Quer- bzw. Längsverteilung und die zur jeweiligen Arbeitsbreite gehörende Höhe der Regressionsgeraden, die dem Gesamtmassestrom proportional ist, errechnet. Durch Vergleich des unter Beachtung der Überlappung errechneten Variationskoeffizienten der Querverteilung des Verteilgerätes mit dem durch Standard oder andere Richtlinien, wie einzuhaltende Masseverteilungszahl, festgelegten, können z. B. für eine gegebene Arbeitsbreite die Einhaltung der Verteilqualität bestätigt oder die maximal mögliche Arbeitsbreite angegeben werden. Aus der für die konkrete Arbeitsbreite errechneten Lage der Regressionsgeraden und Vergleich mit dem der vorgegebenen Aufwandmenge entsprechendem Fehlerbereich können Hinweise zur Korrektur der Aufwandmenge abgeleitet werden. Durch den Vergleich der tatsächlichen Verteilkurve mit abgespeicherten maschinentypischen Abweichungen der Verteilkurven einschließlich der dazu erforderlichen maschinenspezifischen Korrekturen sind sofort nach der Meßdurchfahrt die notwendigen Einstellgrundlagen verfügbar bzw. wird das Verteilgerät in Verbindung mit dem entsprechenden Streu- und Spritzgut zur Durchführung der Verteilarbeit in der geforderten Qualität und bei Einhaltung der Nebenbedingungen, wie zum Beispiel Arbeitsbreite und Variationskoeffizient, freigegeben.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Figur 1: Eine Auffangfläche mit direkt verbundenem Sensor (Seitenansicht — schematisch) Figur 2: Eine Auffangfläche mit Trichter und nachgeordnetem Sensor (Teilschnitt — schematisch) Figur 3: Eine Auffangfläche mit Trichter und nachgeordnetem Meßröhrchen (Teilschnitt — schematisch)

Die in Figur 1 dargestellte z.T. in unterschiedlicher Ebene aufstellbare Auffangfläche (1) ist entsprechend der Gutart im Anstellwinkel verstellbar und direkt mit dem Sensor (2), zum Beispiel piezoelektrischen Impulszähler, kombiniert. Sie wird lückenlos oder mit definiertem Abstand im Streufeld angeordnet und relativ zum Verteilgerät bewegt.

Die in Figur 2 dargestellte Auffangfläche (1) mit aufgesetztem Trichter (3), der mit Querblechen (4) versehen sein kann, wird analog der Auffangfläche nach Figur 1 aufgestellt und im Streufeld angeordnet, ebenso bewegt und mündet über einen offenen Auslauf (5) über der Meßfläche eines Sensors (2) bzw. geht in diese über. Die Meßfläche des Sensors (2), zum Beispiel ein piezoelektrischer Impulsmesser oder eine mit Dehnmeßstreifen bestückte Meßfläche, kann entsprechend des verwendeten Streugutesund der Empfindlichkeit des Sensors im Abstand zur Übergabekante (6) der Auffangfläche (1) und im Hinblick auf Anstellwinkel verstellt werden. Zum Messen von Flüssigkeiten mündet der Auslauf der Auffangfläche (1) gemäß Figur 3 in ein in Länge und Innendurchmesser auf das Meßgut abgestimmtes und hinsichtlich Durchflußgeschwindigkeit geeichtes Meßröhrchen (7). Als Sensor dient zum Beispiel eine den Flüssigkeitsfluß erfassende Lichtschranke (8). Wenn erforderlich kann Spezialfolie auf die Auffangfläche zum Anfärben der Flüssigkeit geklebt werden.

Zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit des Verteilgerätes oder des Trägers der Auffangflächen wird zum Beispiel eine nicht weiter dargestellte, seitlich am Verteilgerät bzw. Träger angebrachte federnde Meßfahne an in einem bestimmten Abstand zueinander angeordneten Näherungsinitiatoren vorbeigeführt.

Im äußeren Meßbereich kann ein in Strahlrichtung und-stärke variierbares Gebläse aufgestellt werden. Die Ein-und Ausfahrstrecke ist vorzugsweise mit flexiblem Material eingegrenzt und die Auffangflächen (1)sind im Bedarfsfalle abdeckbar.

Alle Sensoren und Näherungsinitiatoren sind über Kabel, Funk oder dergleichen mit einer Datenerfassungs- und Verarbeitungseinheit mit entsprechender Ergebnisdarstellung verbunden.

Mit Beginn der Meßfahrt werden die auf die'Auffangfläche (1) fallenden Teilchen bzw. Tröpfchen je nach Gutart und vorhandenem Sensor (2) Überzahlung, Impulsdichtemessung bzw. mittels Wägeplatte und Durchflußröhrchen bestimmt, bis zum Ende der Meßfahrt bzw. -fahrten je nach verwendetem Sensor elektronisch addiert und gespeichert und mittels Computer für vorgegebene Arbeitsbreiten und/oder Streugenauigkeiten und Ausbringmenge verrechnet.

Sind maschinentypische Einstellfehler einschließlich derdazugehörenden Einstellkorrektur gespeichert, können durch Vergleich entsprechende Einstellvorschriften für das Verteilgerät gegeben werden. Das wahlweise aufstellbare Gebläse erzeugt einen gegen den Flug der Partikel gerichteten definierten Luftstrom, so daß Witterungseinflüsse simuliert werden können.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wegfall der arbeitsaufwendigen und langwierigen Ermittlung der Quer- sowie Längsverteilung und Ausbringmenge von Verteilgeräten unterschiedlicher Bauart. Dadurch ist es möglich, die Arbeitsqualität dieser Geräte in kurzen Abständen zu messen und diese bei Mittelwechsel und geänderten Anforderungen wie Arbeitsbreite, Aufwandmenge und Höhe des Pflanzenbestandes optimal einzustellen. Durch die bedarfsgerechte Versorgung der Pflanzen mit Nährstoffen sind eine erhebliche Ertragssteigerung, ein geringerer Verbrauch von Agrochemikalien und eine reduzierte Umweltbelastung zu erwarten.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die bedeutende Rationalisierung wissenschaftlicher Untersuchungen zur Verteilung fester und flüssiger Stoffe. Dabei wird eine Erhöhung der Genauigkeit der Meßwerterfassung bei sofortiger Datenverarbeitung erreicht.

Claims (8)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Vorrichtung zur Verteilgenauigkeitsbestimmung von Verteilgeräten, insbesondere landwirtschaftliche Streu- und Spritzfahrzeuge, bei dem in ihrem Arbeitsbereich durchgängig oder lückenhaft angeordnete, relativ und definiert zum Verteilgerät bewegte oder stationär aufgestellte, und mit bekannten Volumen- oder Massestromsensoren, die direkt oder indirekt an einen Computer mit integrierter Ergebnisdarstellung und -auswertung angeschlossen sind, gekoppelte Auffangvorrichtungen verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die je nach Bedarf in unterschiedlicher Ebene aufstellbaren Auffangvorrichtungen eine schräg gestellte Auffangfläche (1) haben, die mit einem Auffangtrichter (3) oder -schacht mit oder ohne gitterförmige Einbauten (4) wahlweise versehen werden kann und die direkt oder über einen offenen Auslauf (5) indirekt mit einem Masse- oder Volumenstromsensor (2) verbunden sind.
2. 2. Auffangvorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (2) vorzugsweise eine Impuls-, Partikelzähl- bzw. -meßeinrichtung, eine Wiegeplatte oder ein mit einer Lichtschranke (8) oder dgl. versehen, auswechselbares kalibriertes Röhrchen (7), eine Kippschale oder ähnliches ist.
3. 3. Auffangvorrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfläche des Sensors (2) in Schrägstellung und bei indirekter Verbindung der Auffangfläche mit dem Sensor zusätzlich im Abstand zur Übergabekante verstellbar ist.
4. 4. Auffangvorrichtung nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangfläche wahlweise mit einer leicht löslichen, die Meßflüssigkeit ohne Volumenänderung anfärbenden Substanz versehen werden kann.
5. 5. Auffangvorrichtung nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie wahlweise einen herkömmlichen Wetterschutz besitzt und die dazugehörende Ein- und Ausfahrstrecke sowie Meßfläche durch vorzugsweise mit flexiblem Material bespannte, leicht aufstellbare Rahmen seitlich begrenzt sein kann.
6. 6. Auffangvorrichtung nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hohen Korrosionsschutzgrad besitzt und die beaufschlagten Flächen sich zeitweilig mit Schutzmaterial fest, jedoch lösbar, belegen lassen und/oder durch besondere Oberflächengüte leicht reinigen lassen.
7. 7. Auffangvorrichtung nach Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Fahrstecke des Verteilgerätes bzw. eines Trägers der Auffangvorrichtung in definiertem Abstand Näherungsinitiatoren, Lichtschranken oder dgl. installiert, die beispielsweise durch eine am Verteilgerät bzw. Träger federnd angebrachte Metallfahne geschaltet werden und die direktem Rechner angeschlossen sind.
8. 8. Auffangvorrichtung nach Punkt 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im seitlichen Außenbereich wahlweise ein Gebläse angeordnet werden kann.