DD251872A3 - Ankertausprengvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Ermittlung von Koernerverlusten, speziell am Schuettler- und/oder Reinigungsauslauf an Maehdreschern. Sie zielt auf eine sofort auswertbare Angabe der Koernerverluste ohne vorherige Eichung und hat demgemaess ein Verfahren und eine Einrichtung zur Aufgabe, die einen quantitativ exakten, flaechenbezogenen Verlustwert anzeigt. Erfindungsgemaess wird dazu der Verlustkoernerstrom durch Zaehlung innerhalb eines Zeitintervalls ermittelt, wobei Korrekturfaktoren zur Beruecksichtigung der Sensorgeometrie, der getreideartspezifischen Eigenschaften sowie der Tausendkornmasse einbezogen werden, und dieser Verlustkoernerstrom durch die im gleichen Zeitintervall abgeerntete Flaeche dividiert, die sich als Produkt der ermittelten weglaengenbezogenen Fahrimpulse und der effektiven Schneidwerksbreite ergibt.

Description

2. Verfahren zur Ermittlung der Körnerverluste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall so gewählt ist, daß einerseits eine große Streuung der Verlustwerte, bedingt durch den diskontinuierlichen Durchsatz eines Mähdreschers vermieden wird, andererseits eine Anpassung der Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers an die Ernte- und Bestandsbedingungen durch den Mechanisator noch gegeben ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes auf den Körnersensor (2) auftreffende Korn in Verbindung mit der elektronischen Aufbereitung (6) ein zählbares digitales Signal konstanter Größe liefert.

4. Einrichtung zur Ermittlung der Körnerverluste zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Aufbereitungseinheit (6) aus einem selektiven Verstärker (3), einem Komparator (4) und einem monostabilen Multivibrator (5) besteht.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektronischen Schwinger (1) des Körnersensors (2) so stark mechanisch gedämpft sind, daß der zeitliche Verlauf ihres Ausgangssignals nahezu dem eines aperiodischen Grenzfall entspricht.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung von Körnerverlusten, speziell am Schüttler- und/oder Reinigungsauslauf an Mähdreschern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Mähdrescher mit Kontrolleinrichtungen bekannt, bei denen bestimmte Maschinenfunktionen von jeweils separaten Kontrolleinrichtungen überwacht werden, z. B. durch Drehzahlanzeigeinstrumente oder analoge Verlustkontrollgeräte u. ä. Bekannt sind auch Verfahren und/oder Einrichtungen zur Kontrolle der Körnerverluste bei Mähdreschern, deren Meßwertgeber im Durchlaufweg des Gutstromes, am Strohauslauf, im Spreuauswurf oder im Rücklauf von Nachdruscheinrichtungen

angeordnet sind. .

Diese Meßwertgeber sind dabei als druckempfindliche Piezowandler elektrodynamische Wandler oder als mechanische Geber ausgebildet. Mit diesen Sensoren wird die Aufprallenergie eines Getreidekomes in eine elektrische Spannungsschwingung umgewandelt. Diese Schwingung wird geformt und verstärkt durch deren Schwingungsfolge mittels elektronischen Meßinstrumentes zur Anzeige gebracht, indem durch Integration der Einzelschwingungen eine elektrische Spannung erzeugt wird. Die Schwingungsdauer und Schwingungsamplitude sind ein Maß für die Körnermenge am Geber und diese bilden somit ein Verhältnis zu den jeweiligen Körnerverlusten. Bei dieser Kontroll- und Anzeigeeinrichtung werden keine einzelnen Körner betrachtet, sondern es wird durch Integration der Schwingungsamplitude auf den Körnerverluststrom geschlossen. Diese Messung ist fehlerhaft, da über den Verluststrom keine quantitative Körnerzählung erfolgt.

Weiterhin sind Kontrolleinrichtungen an Mähdreschern bekanntgeworden, die nach dem bereits beschriebenen Meßprinzip arbeiten und aus einem Meßwertgeber zur Erfassung der Schüttler-und Reinigungsverluste, einem Meßwertgeber zur Messung der Fahrgeschwindigkeit und einer mit beiden Gebern verbundenen der Quotientenbildung dienenden Elektronikbaugruppe bestehen, so daß eine qualitativ flächenbezogene Verlustkontrolle erreicht wird. Durch die Einstellung der Tausendkornmasse (TKM) wird auch die unterschiedliche Masse der Körner einer Getreideart in die Messung einbezogen. Alle genannten Verfahren und/oder Einrichtungen ermöglichen nur eine qualitative Aussage über den Verluststrom. Durch besondere Methoden der Eichung, z. B. das Ausbringen von Prüfschalen, ist mit diesen Verfahren nur eine Annäherung an die Quantität der realen Körnerverluste gegeben. Diese Eichverfahren müssen mehrmals und von Bestand zu Bestand wiederholt werden. Diese hier aufgeführten Verfahren ermöglichen nur die Ermittlung eines relativen Verlustverlaufes, der mittels mehrmaliger Eichung und/oder durch Vergleich zu den realen Verlusten eine quantitative Tendenzaussage ermöglicht.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, so daß die angeführten Mangel beseitigt werden und eine für den Mähdrescherfahrer sofort auswertbare quantitative und flächenbezogene Anzeige der Körnerverluste ohne vorherige ein- oder mehrmalige Eichung über eine universelle Überwachungseinrichtung erfolgt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen quantitativ exakten flächenbezogenen Verlustwert der Körnerverluste am Schüttler- und/oder Reinigungsauslauf eines Mähdreschers mittels eines Verfahrens und einer Einrichtung zu ermitteln und anschließend dem Mechanisator als Informationswert über eine numerische Anzeige zur Verfügung zu stellen. Die Merkmale der Erfindung sind die, daß ausgehend von einer numerisch exakten, durch Zählung einzelner Verlustkörner innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls bestimmten Teilmenge des Verlustkörnerstromes an Schüttler- und/oder Reinigungsauslauf, unter Einbeziehung von Korrekturfaktoren, die die Sensorgeometrie betreffen, sowie Korrekturfaktoren, die die getreideartspezifischen Eigenschaften der Verlustkörner berücksichtigen und der getreideartspezifischen durchschnittlichen Tausendkornmasse (TKM) der gesamte Verlustkörnerstrom an Schüttler- und/oder Reinigungsauslauf innerhalb des bestimmten Zeitintervalls errechnet wird. Durch Quotientenbildung dieses Gesamtkörnerverluststromes mit der im gleichen Zeitintervall durch das Produkt aus exakt gezählten, einer bestimmten Weglänge entsprechenden Wegimpuisen und der effektiven Schneidwerksbreite repräsentierten abgeernteten Fläche, wird der exakte flächenbezogene Verlustwert unter Einbeziehung eines wählbaren den jeweiligen Ernte- und Sestandbedingungen entsprechenden Korrekturfaktors errechnet. Die Ermittlung des flächenbezogenen Verlustwertes an Schüttler- und/oder Reinigungsauslauf wird durch folgende Gleichung beschrieben:

•EB

Es bedeuten:

V_Ges — flächenbezogener Verlustwert an Schüttler- und Reinigungsauslauf

K_EB — KorrekturfaktorzurAnpassungandieErnte-undBestandsbedingungen

n_s _ AnzahldergezähltenKömerdmpulseivondenVeriustsensorenamSchüttlerauslauf

Ks — Korrekturfaktor, der sich aus dem Quotienten der Durchsatzfläche des Gesamtschüttlerkömerverluststromes und der Schüttlersensorf lache ergibt

_n„ Anzahl der gezählten Körner (Impulse) von den Verlustsensoren am Reinigungsauslauf

Kr — Korrekturfaktor, der sich aus dem Quotienten der Durchsatzfläche des Gesamtreinigungskörnerverluststromes und

der Reinigungssensorfläche ergibt — durchschnittliche getreidespezifische Tausendkommasse

Δι — Zeitintervall, in dem Zählung von Körner-und Wegimpulsen erfolgt (Meßfenster)

K_G — getreideartspezifischer Sensorkorrekturfaktor, der durch die geometrische Form und die jeweiligen Eigenschaften der Körner einer Getreideart bestimmt wird. Dieser Faktor ergibt sich aus dem Quotienten von Sensorimpulsen des Verlustsensors und den tatsächlich auf dem Verlustsensor aufgetroffenen Körner der jeweiligen Getreideart n_f — Anzahl der gezählten Weglängen (Wegimpulse) vom Fahrimpulssensor Kw — Weglänge pro Wegimpuls

beff — Effektiv genutzte Scheidwerksbreite des Mähdreschers

Das bestimmte Zeitintervall At wird als Meßfenster bezeichnet. Wird At sehr klein gewählt, stellt VQ_es eine momentane Verlustgröße dar. Der diskontinuierliche Durchsatz eines Mähdreschers führt dabei zu einer großen Streuung solcher momentanen Verlustwerte, die dadurch für den Mechanisator nicht verarbeitbar werden. Eine Vergrößerung von At (Meßfenster) führt zu einem integrierenden Verhalten der Verlustwerte, aber gleichzeitig nimmt die Empfindlichkeit der Verlustmessung im Zusammenhang auf unterschiedliche Ernte- und Bestandsbedingungen ab. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Zeitintervall At (Meßfenster) von 30s als akzeptabler Kompromiß gewählt. Die absolute Größe des Zeitintervalls ist für die beschreibende Gleichung für die Verlustgröße unwichtig, da sie sich herauskürzt. '

Die beschreibende Gleichung für die Gesamtverluste an Schüttler- und Reinigungsauslauf besitzt dann folgende Form:

; = K_EB · I

(ns · K_s + n_R K_R)TKM

Τ

»Ges ^: '-cd ι _v . _v

L nf * l\_w · D_eff · i\G

Die Verluste am Reinigungsauslauf V_R werden durch die gleiche Gleichung beschrieben, wenn das Produkt n_s · K_s = 0 gesetzt wird. Das gleiche trifft auf die Verluste an den Schüttlerhorden zu, wenn n_R Kr = 0 gesetzt wird.

Die mathematische Verknüpfung der Ausgangsgrößen und die Anzeige des Verlustwertes erfolgt durch den Rechner des universellen Überwachungsgerätes. Dabei werden die Größen TKM und Kg durch die Wahl einer Getreideart, die Größe b_eff durch die Anwahl einer Schneidwerksbreite und K_EB durch Auswahl unter 7 möglichen Ernte- und Bestandsbedingungen eingegeben.

Kw ist eine konstruktiv bedingte Konstante; K_s und K_R sind durch Versuchsserien ermittelte ebenfalls konstruktiv bedingte Konstanten. n_s, n_R sowie nf stellen die zu ermittelnden Meßgrößen dar.

Dabei stellt die Erzeugung und Aufbereitung der Meßgrößen ns und n_R, die dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend die exakte quantitative Anzahl von im Meßfenster gezählten Verlustkörnern am Schüttler- bzw. Reinigungssensor darstellen, den erfindungsgemäßen Teil der Einrichtung dar.

Beim universellen Überwachungsgerät sind die Sensoren zur Messung der Verlustkörner am Reinigungsauslauf und an den Schüttlerhorden angeordnet. Sie sind erfindungsgemäß so gestaltet, daß jedes auftreffende Korn ein Signal liefert, das in einer nachfolgenden erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung, einem selektiven Verstärker, zu einem zählbaren Impuls geformt

wird.

Im Unterschied zu bekannten Verfahren, die die Aufprallenergie in eine elektrische Spannungsschwingung umwandeln, werden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung bekannte piezoelektrische Schwinger eingesetzt, die aber mechanisch so stark gedämpft werden, daß der erzeugte zeitliche Spannungsverlauf nahezu dem eines aperiodischen Grenzfalls entspricht (Fig. 2).

Die Ausstiegszeit des erzeugten Impulsverlaufes ist charakteristisch für das Aufprallen eines Kornes (Fig.3). Der Impulsverlauf beim Auftreffen eines Kornes ist nach Fourier-Analyse durch den Frequenzbereich von 4KHz-BKHz charakteristisch darstellbar.

Der selektive Verstärker (3) arbeitet nur in diesem Bereich und dämpft damit jegliche Maschinenschwingungen, Spreuauftreffen und andere Störgrößen (Fig. 4).

Ein Komperator (4) !egt die Körnersensorempfindlichkeit fest (Fig. 5). Ein monostabiler Multivibrator (5) mit einer bestimmten Kippzeit verhindert bei prellendem Kern einen Doppelimpuls (Fig.6). Durch diese Einheit, von piezoelektrischem mechanisch stark gedämpften Körnersensor mit aperiodischem Grenzverhalten und selektivem Verstärker einschließlich Signalaufbereitung, erzeugt ein Korn einen elektrisch digitalen Impuls konstanter Größe.

Diese digitalen Impulse der Körnersensoren sind eine charakteristische Teilmenge des Verluststromes und werden über einen konstanten Zeitraum (Meßfenster) addiert. Im gleichen Zeitraum werden die digitalen Fahrimpulse ebenfalls aufaddiert und mit den beschriebenen charakteristischen Proportionalitätsfaktoren mathematisch zur Verlustermittlung verknüpft.

Die mathematisch im o.g. Zeitraum errechneten Verluste werden anschließend numerisch in kg/ha angezeigt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden: Dabei zeigen:

Fig. 1: ein Biocfcschattbiid einer Einrichtung zur Ermittlung der Kömerverluste nach beschriebenem Verfahren mittels

universellem Überwachungsgerät Fig.2-6: Impulsformung des Verlustsensors einschließlich der Aufbereitungselektronik

Die Körnerimpulse, die verfahrensgemäß zur Ermittlung der Teilmengen des Verluststromes an Schüttler- und Reinigungsauslauf benötigt werden, werden durch Umwandlung der mechanischen Aufprallenergie eines Verlustkorns in einen elektrischen impuls durch piezoelektrische Schwinger 1, die durch ihren mechanisch stark gedämpften Zusammenbau zu Körnersensoren 2 einen Impuls liefern, der in seinem zeitlichen Spannungsverlauf dem eines aperiodischen Grenzfall entspricht und einem nachgeordneten Vorverstärker 6 der Recheneinheit des universellen Überwachungsgerätes 8 zur Verfügung gestellt. Dabei besteht der Vorverstärker 6 aus einem selektiven V/erstärker 3, der IV9aschinenstcrungen, sowie das Impulsverhalten von Spreu, Stroh und andere Störungen ausblendet, dem ein Komperator4 nachgeordnet ist, der die Ansprechschwelle der Körnersensoren 2 festfegt, dem wiederum ein monostab. Multivibrator 5 zur Vermeidung von Doppelzählung eines prellenden

Korns nachgeordnet ist. Die Wegimpulse für das beschriebene Verfahren werden über einen Fahrimpulssensor (7), der z. B. ein induktiver Näherungsinitiator sein kann, ebenfalls dem Rechner des universellen Überwachungsgeräts zur Verfügung gestellt. Über die Taste 9 wird eine Schneidwerksbreite angewählt. Über die Taste 10 wird die entsprechende Getreideart angewählt. Über die Taste 11 werden die entsprechend den Ernte- und Bestandsbedingungen gewählten Korrekturfaktoren eingegeben. Aus den gemessenen, eingegebenen und konstanten Ausgangswerten werden vom Rechner des universellen Überwachungsgerätes 8 nach vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren die Verlustwerte an Schüttler- und/ oder Reinigungsauslauf während des entsprechenden Zeitintervalls errechnet.

Dieses Zeitintervall, genannt Meßfenster, wird von einem Zeitgeber 14, der Bestandteil des universellen Überwachungsgerätes ist, erzeugt.

Die errechneten Verlustwerte werden durch eine numerische Anzeige 12 dem Mechanisator in kg/ha mitgeteilt. Eine Taste 13 ermöglicht wahlweise die Anzeige der Verluste am Reinigungsauslauf, am Schüttlerauslauf oder die Anzeige der Summenverluste.

Claims (1)

1. Verfahren (und Einrichtung) zur Ermittlung der Körnerverluste am Schüttler- und/oder
Reinigungsauslauf bei Mähdreschern unter Verwendung von Körnersensoren, sowie einer
universellen Überwachungseinrichtung, mit einer Anzeige der Körnerverluste, dadurch
gekennzeichnet, daß der gesamte Verlustkörnerstrom am Schüttler- und/oder Reinigungsauslauf innerhalb eines Zeitintervalls ermittelt wird durch die Zählung einzelner Verlustkömer dieses
Zeitintervalls als Teilmenge des Verlustkörnerstroms unter Einbeziehung von Korrekturfaktoren,
die die Sensorgeometrie betreffen, die die getreideartspezifischen Eigenschaften der Verlustkömer sowie die getreideartspezifische Tausendkornmasse (TKM) berücksichtigen und durch
Quotientenbildung dieser Verlustwerte mit der im gleichen Zeitintervall durch das Produkt aus der Weglänge entsprechenden Wegimpulsen und der effektiven Schneidwerksbereite ermittelten
abgeernteten Fläche, der quantitative flächenbezogene Verlustwert am Schüttler- und
Reinigungsauslauf nach der Gleichung

=Kp Γ ("s · Ks + n_R · K_R)TKM

r =Kp

nf-K_w-b_eff-K

in der universellen Überwachungseinrichtung errechnet wird, wobei

VGes — flächenbezogener Gesamtverlustwert

Keb — Korrekturfaktorfür Ernte-und Bestandsbedingungen

n_s — Anzahl der Schüttlersensorimpulse

K_s — Korrekturfaktor der Schüttlersensorgeometrie

n_R —Anzahl der Reinigungssensorimpulse

Kr — Korrekturfaktorder Reinigungssensorgeometrip

TKM — Tausendkornmasse .

n_f — Anzahl der Fahrimpulse

K_w — Weglänge pro Wegimpuls

b_eff — effektive Schneidwerksbreite

Kq —geireideartspezifischer Sensorkorrekturfaktor