DD263588A1

DD263588A1 - METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE PRESSURE TREATMENT OF FRUIT, ESPECIALLY POTATO CRYSTALS, IN TECHNOLOGICAL PROCESSES

Info

Publication number: DD263588A1
Application number: DD30660887A
Authority: DD
Inventors: Bernd Herold; Andreas Gohr
Original assignee: Mech Landwirtsch Forschzent
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1989-01-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Druckbeanspruchung von Fruechten, insbesondere von Kartoffelknollen, aber auch anderen aehnlich beschaedigungsempfindlichen Produkten in technologischen Prozessen. Mechanisierungsloesungen koennen hinsichtlich ihrer Beanspruchungswirkung gekennzeichnet und hinsichtlich ihrer Eignung fuer eine produktschonende Arbeitsweise beurteilt werden. Ein kartoffelaehnlich gestalteter Modell-Koerper mit eingebautem System zur Gewinnung, Verarbeitung und Speicherung der Messwerte der aeusserlich einwirkenden Druckbeanspruchungen, der die erfindungsgemaesse Vorrichtung darstellt, wird vor der Messung durch Anschluss an einen Messcomputer programmiert. Anschliessend wird der Modell-Koerper zur Messwertaufnahme in den technologischen Prozess gegeben und danach bei wieder angeschlossenem Messcomputer die weitere Auswertung und Dokumentation der Ergebnisse vorgenommen. Fig. 1The invention relates to a method and a device for determining the compressive stress of fruits, in particular potato tubers, but also other similar damage sensitive products in technological processes. Mechanization solutions can be characterized with regard to their effect on load and assessed with regard to their suitability for a product-friendly working method. A model-shaped model body with a built-in system for obtaining, processing and storing the measured values of the externally acting compressive stresses, which represents the device according to the invention, is programmed before the measurement by connection to a measuring computer. Subsequently, the model body is added to the measured value recording in the technological process and then carried out with re-connected measuring computer further evaluation and documentation of the results. Fig. 1

Description

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, bei welchen durch Wegfall der telemetrischen Datenübertragung die bei den bekannten Lösungen auftretenden Übertragungsfehler vermieden werden. Weiterhin ist die Erfassung von Belastungen bei ruhendem Modell-Körper sowie auch die Erfassung von Mehrfachbelastungen am gleichen Angriffspunkt zu gewährleisten.The invention has for its object to develop a method and an apparatus in which by eliminating the telemetric data transmission occurring in the known solutions transmission errors can be avoided. Furthermore, the detection of loads at rest model body as well as the detection of multiple loads at the same point to ensure.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei welchem mit Hilfe eines an den Modell-Körper anschließbaren Meßcomputers die Programmierung des in jenem installierten Meßsystems für das jeweilige Meßvorhaben vorgenommen, anschließend die Meßwertgewinnung mit dem den technologischen Prozeß bzw. Prozeßabschnitt durchlaufenden Modell-Körper durchgeführt und danach bei wieder angeschlossenem Meßcomputer die weitere Auswertung und Dokumentation der zwischengespeicherten Meßergebnisse realisiert wird. Bei Bedarf ist diese Arbeitsschrittfolge durch eine der Meßwertgewinnung analoge Kalibrierung des Modell-Körpers unter definierten Beanspruchungsbedingungen zu ergänzen.According to the invention this object is achieved by a method in which carried out by means of a connectable to the model body measuring computer programming of the installed in that measuring system for each measurement, then the measured value obtained with the technological process or process section passing model body and then with further connected measuring computer, the further evaluation and documentation of the buffered measurement results is realized. If required, this sequence of operations is to be supplemented by a calibration of the model body analogous to the acquisition of measured values under defined load conditions.

Am Meßcomputer wird nach den speziellen Meßbedingungen für den Modell-Körper ein Maschinenprogramm erzeugt und in den RAM des Mikrorechners im Modell-Körper geladen. Damit ist der Modell-Körper zur Meßwertgewinnung im technologischen Prozeß einsatzbereit. Bei Einwirkung von äußeren Druckbeanspruchungen werden von den Druckaufnehmern elektrische Signale erzeugt, die über spezielle Anpreßverp tärker und Analog-Multiplexer einen Analog-Digital-Umsetzer zugeführt werden. Entsprechend der Aufgabenstellung können die digitalisierten Meßwerte durch den Mikrorechner klassifiziert, ggf. untereinander verknüpft, verrechnet (zeitliche und amplitudenmäßige Auswertung, Extremwertbildung usw.) und zwischengespeichert werden. Nach Ende des Durchlaufs durch den technologischen Prozeß wird der Modell-Körper zur Auswertung wieder an den Meßcomputer angeschlossen. Die zwischengespeicherten Meßddten werden vom Mikrorechner über die serielle Interface-Baugruppe an den Meßcomputer übergeben, wo sie nach speziellem Anwenderprogramm weiter ausgewertet und dokumentiert werden.On the measuring computer, a machine program is generated according to the special measuring conditions for the model body and loaded into the RAM of the microcomputer in the model body. Thus, the model body is ready for measurement in the technological process. When exposed to external compressive stresses electrical signals are generated by the pressure transducers, which are supplied via special Anpreßverp amplifier and analog multiplexer an analog-to-digital converter. Depending on the task, the digitized measured values can be classified by the microcomputer, possibly linked together, calculated (temporal and amplitude evaluation, extreme value formation, etc.) and temporarily stored. After the end of the run through the technological process, the model body is reconnected to the measuring computer for evaluation. The cached Meßddten be transferred from the microcomputer via the serial interface module to the measuring computer, where they are further evaluated and documented according to a special user program.

Zur Durchführung des Verfahrens wurde oin kartoffelähnlicher Modell-Körper entwickelt, der aus einem Kern und zwei darüberliegenden Schalen aufgobaut ist, vo.. Jc .en die innere eine starre Struktur aufweist und die äußere elastisches Verhalten zeigt. Schalen und Kern sind fest miteinander verbunden. Zwischen der inneren (starr strukturierten) Schale und der darüber liegenden elastischen Schale sind die flächenhaften Meßwertaufnehmei (Druckaufnehmer) eingebracht. Sie sind über getrennte Eingänge mit einem im Kern befindlichen intelligenten Steuerungssystem zur Meßwertgewinnung, -verarbeitung und zwischenspeicherung verbunden, das eine flexible Verknüpfung der Meßsignale von verschiedenen Aufnehmern ermöglicht. Außerdem enthält der Kern das Energieversorgungssystem. Zwischen Kern und äußerer Schale ist eine Verbindungsleitung zum Anschluß eines Meßcomputers installiert.In order to carry out the method, a potato-like model body was developed, which is made up of a core and two shells overlying it, of which the inner one has a rigid structure and which exhibits external elastic behavior. Shells and core are firmly connected. Between the inner (rigidly structured) shell and the overlying elastic shell, the areal Meßwertaufnehmei (pressure transducer) are introduced. They are connected via separate inputs with an in-core intelligent control system for data acquisition, processing and caching, which allows flexible connection of the measurement signals from different transducers. In addition, the core contains the power supply system. Between core and outer shell, a connecting line for connecting a measuring computer is installed.

Bei Finwirkung von äußeren mechanischen Beanspruchungen erfolgt eine elastische Verformung der äußeren Schale mit Übertragung entsprechender Drücke in Richtung des Körperinneren. Die dabei auf den flächenhaften Druckaufnehmern wirksamen Drücke werden in analog elektrische Signale umgesetzt, die vom intelligenten Steuerungssystem übernommen und weiterverarbeitet werden.At Finwirkung of external mechanical stresses is an elastic deformation of the outer shell with the transmission of appropriate pressures in the direction of the body interior. The pressures acting on the planar pressure transducers are converted into analogue electrical signals, which are taken over by the intelligent control system and further processed.

embodiment

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

in Fig. 1: Blockschaltbild der elektronischen Baugruppen des Modell-Körpersin Fig. 1: Block diagram of the electronic components of the model body

in Fig. 2: Grobschema des mechanischen Aufbaus des Modell-Körpers unter besonderer Berücksichtigung der Anordnung der Druckaufnehmerin Fig. 2: rough outline of the mechanical structure of the model body with special consideration of the arrangement of the pressure transducer

Der Modell-Körper ist in Ellipsoidform ausgeführt und besteht aus der elastischen Schale 7, der inneren starren Schale 8, dem Kern mit den Baugruppen Meßwertgewinnungssystem 2, Meßwertverarbeitungssystem 3, serielle Interface-Baugruppe 4 und den zwischen den Schalen 7 und 8 angeordneten flächenhaften D'uckaufnehrm-rn 1. Die Verbindungsleitung 9 gestattet den Anschluß des Meßcomputers 6 an das intelligente Steuersystem im Kern.The model body is designed in ellipsoidal shape and consists of the elastic shell 7, the inner rigid shell 8, the core with the assemblies Meßwertgewinnungssystem 2, Meßwertverarbeitungssystem 3, serial interface assembly 4 and arranged between the shells 7 and 8 area D ' uchaufnehrm-rn 1. The connection line 9 allows the connection of the measuring computer 6 to the intelligent control system in the core.

Beispielsweise sind die Baugruppen im Kern in Epoxidharz eingegossen, das in eine ggf. mit Durchbrüchen versehene Metallkapsel als Schale 8 eingebettet ist, auf der—verteilt über Breit- und Schmalseiten sowie die Enden (Pole) des Ellipsoids— sechs Piezo-Polymer-Folienwandler als Druckaufnehmer 1 angeordnet sind. Gleichzeitig als Schutzhülle und Drucküboi tragungselement dient eine mehrere Millimeter starke Gummihülle, als elastische Schale 7. Di« in der starren Schale 8 vorhandenen Durchbrüche dienen als Anschlußführung für die Druckaufnehmer 1 sowie aucl. als Freiraum für elastische Deformationen der als Folienwandler ausgebildeten Druckaufnehmer 1. Von den Druckaufnehmern 1 gelangen die Meßsignale zum Mehrfach-Kleinleistungs-BIFET-Operationsverstärker 2.1. und weiter zum CMOS-Analog-Multiplexer 2.2., von wo sie seriell, mit Zwischenspeicherung im sample & hold-Kondensator 2.3. zu einem als Komparator geschalteton Operationsverstärker 2.1. und vorzugsweise weiter zum CMOS-Einchip-Mikrorechner (EMR) 3.1. geleitet werden, der durch einen Arbeitsspeicher 3.2., Programmspeicher 3.3. und Taktgenerator 3.4. ergänzt wird. Die Analog-Digi'al-Umsetzung der Meßwerte wird vom EMR 3.1. im Zusammenwirken mit dem als Digital-Analog-Wandler geschalteten Widerstnadsnetzwerk 2.4. und dem o.g. Komparator nach dem sukzessiven Approximationsverfahren vorgenommen. Danach werden vom Meßwertverarbeitungssystem 3 die Meßwerte entsprechend den vorgegebenen Programmen verarbeitet sowie zwischengespeichert. Der Zugriff von außen (Meßcomputer 6) zum Programmspeicher 3.3. und zu den im Arbeitsspeicher 3.2. zwischengespeicherten Meßergebnissen erfolgt über die serielle Interface-Baugruppe 4. Die Energieversorgungsbaugruppe 5 gestattet die Datenerhaltung bei automatischer Selbstabschaltung und kann beispielsweise mit austauschbaren Primärzellen ausgerüstet werden.For example, the assemblies are embedded in the core in epoxy resin, which is embedded in a possibly provided with openings metal capsule as a shell 8, on the distributed over broad and narrow sides and the ends (poles) of Ellipsoids- six piezo polymer film transducer as Pressure transducer 1 are arranged. At the same time as a protective cover and Drucküboi tragungselement serves a several millimeters thick rubber sleeve, as elastic shell 7. Di «in the rigid shell 8 existing breakthroughs serve as a connection guide for the pressure transducer 1 and aucl. as a free space for elastic deformations of the trained as a film transducer pressure transducer 1. From the pressure transducers 1 get the measuring signals to the multi-low-power BIFET operational amplifier 2.1. and on to the CMOS analog multiplexer 2.2., from where it is serial, with intermediate storage in the sample & hold capacitor 2.3. to an operational amplifier 2.1 switched as a comparator. and preferably on to the CMOS single-chip microcomputer (EMR) 3.1. be routed by a working memory 3.2., Program memory 3.3. and clock generator 3.4. is supplemented. The analogue-digital conversion of the measured values is performed by the EMR 3.1. in conjunction with the resistor network connected as a digital-to-analog converter 2.4. and the o.g. Comparator made by the successive approximation method. Thereafter, the Meßwertverarbeitungssystem 3, the measured values are processed according to the predetermined programs and cached. The access from the outside (measuring computer 6) to the program memory 3.3. and to the in memory 3.2. cached measurement results via the serial interface module 4. The power supply module 5 allows the data preservation with automatic self-shutdown and can be equipped, for example, with replaceable primary cells.

Bei der Verrechnung der Meßdat6n im Meßwertverarbeitungssystem 3 ist sowohl durch zeilliche Auswertung die Aufnahme von Einzelbeanspruchungen als auch durch Auswartung von Extremwerten (Beanspruchungsamplitude) und von Zeitverläufen (ßeanspruchungsdauer) eine Häufigkeitsklassierung nach diesen Merkmalen realisierbar. Insbesondere ist durch entsprechende Verknüpfung der Meßsignale von verschiedenen Druckaufnehmern 1 auch die Unterschiedung von ein- und mehrseitigen Beanspruchungen und somit eine Auswertung nach Lastfall möglich.When offsetting the measured data in the measured value processing system 3, the recording of individual stresses as well as the evaluation of extreme values (stress amplitude) and of time profiles (stress duration) make it possible to classify frequencies according to these characteristics. In particular, by appropriate combination of the measurement signals from different pressure transducers 1 and the difference of one-sided and multi-sided stresses and thus an evaluation by load case possible.

Claims

1. A method for determining the compression of fruits, in particular potato tubers, in technological processes using a potato-like designed model body, characterized in that contained in the potato-like model body measuring system consisting of Meßwertgewinnungssystem with multiple flexibly connectable inputs and Meßwertverarbeitungs- and storage system before measurements by a connectable to the model body measuring computer is programmed, then in given in the technological process model body, the data acquisition, processing and caching is made and after the measurement at re-connected measuring computer takeover and Further evaluation and documentation of the measured data takes place and, if necessary, a calibration of the measuring system in the model body is carried out under defined load conditions.

2. A device for determining the compressive stress of fruits, in particular of potato tubers, in technological processes consisting of a potato-like designed model body with built Meßsystern for externally applied compressive stresses, characterized in that the model body of a core with therein installed Meßwertgewinnungssystem (2 ) and Meßwertverarbeitungssystem (3) with memory (3.2.) And program memory (3.3.), An overlying rigid shell (8) with a plurality of distributed over the surface arranged planar pressure transducers (1) and an outer elastic shell (7), wherein the shells (7; 8) and the core are fixedly connected to each other and the pressure transducer (1) via separate inputs to the Meßwertgewinnungssystem (2) are connected and between the core and outer elastic shell (7) has a connecting line (9) for connecting a Measuring computer (6) is provided.

For this 2 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a method and a device for determining the compressive stress of fruits, in particular potato tubers, in technological processes by means of which detailed, objective information for identifying the damaging effect of mechanization solutions as a function of conditions of use and operation can be detected. In particular, the invention can be used in testing the quality of work of machines and equipment, in particular suitability for the product-friendly harvest and preparation of potatoes and similar damage-sensitive products.

Characteristic of the known state of the art

Known are devices and methods for determining the mechanical stress on potatoes and similar products susceptible to damage (fruits, vegetables) that provide information on permanent changes (deformations, loss of fluid, etc.) on the basis of model bodies or momentary effects (deformation state, shock acceleration, fluid pressure ) are transmitted by wire or wireless directly to a Meßsignalempfangs- and -anzeigevorrichtung. The former have the disadvantage that only one integrated over a particular technological section effect can be detected and detailed statements can be achieved only with great effort. Solutions with wired signal transmission have only a limited scope and information value, since the connection line does not allow unimpeded movement. Known solutions with wireless signal transmission provide meaningful and detailed information; However, their practical application is often associated with interference in signal transmission. Also due to the high technical complexity, these systems have so far found little use.

Devices are also known in which model body are equipped with accelerometers and internal electronic Meßwertverarbeitung and storage, the stored information can be taken after the measurement of a connectable computer and further evaluated. These devices have the disadvantage that they do not detect distorted or heavily distorted stresses, especially when the model body is at rest.

Object of the invention

The invention has the object to provide an apparatus and a method for determining the compressive stress of potato tubers in the technological process, with the help of which with great safety against Störxinflüssen detailed, suitable prepared by preprocessing compressed objective information to assess the associated with pressure damaging stress effect of mechanization solutions can be.