DD267650A1

DD267650A1 - Anordnung zur messung des beimengungsdurchsatzes und des strohdurchsatzes bei maehdreschern

Info

Publication number: DD267650A1
Application number: DD30986587A
Authority: DD
Inventors: Frank Adler; Matthias Suess; Burkhard Weiss; Werner Thuemer; Gerd Bernhardt
Original assignee: Fortschritt Veb K
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1989-05-10

Abstract

Anordnung zur Messung des Beimengungsdurchsatzes und des Strohdurchsatzes bei Maehdreschern, die es ermoeglicht, zu genauen und auswertbaren Messwerten zu gelangen. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass speziell gestaltete Sensoren mit piezoelektrischen Bauelementen am Maehdrescher so angeordnet werden, dass das Erntegut einen von seiner Masse und von den periodischen Bewegungen der Funktionselemente des Maehdreschers abhaengigen Druck auf sie ausuebt und so ein analoges Messsignal erzeugt wird, welches an einer elektrischen Messeinrichtung zur Auswertung zur Verfuegung steht. Fig. 1

Description

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Titel der Erfindung

Anordnung zur Messung des Beimengungsdurchsatzes und des Strohdurchsatzes bei Mähdreschern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung des Beimengungsdurchsatzes auf dem Stufenboden und des Strohdurchsatzes auf dem Schüttler bei Mähdreschern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Beim Einsatz von Mähdreschern während der Ernte kommt es darauf an, unter optimalen Bedingungen zu ernten. Das heißt, daß der Mähdrescher dicht an seiner Leistungsgrenze gefahren wird, dabei jedoch die Verluste an Erntegut so gering wie möglich bleiben. Zu diesem Zweck ist es allgemein üblich, die Verluste während der Ernte zu überwachen, um aus der Höhe der Verluste Schlußfolgerungen zur Änderung der Arbeitsweise des Mähdreschers zu ziehen. Es gibt eine Anzahl von Lösungen, bei denen die während der Ernte aktuellen Parameter mit vorgegebenen Parametern verglichen werden, woraus dann Signale zur Steuerung bzw. Regelung verschiedener Antriebsoder Arbeitsorgane des Mähdreschers abgeleitet werden. Die Ermittlung dieser Signale, die als Führungsgrößen zur Prozeßsteuerung und Prozeßüberwachung verwendet werden, erfolgt dabei nach verschiedenen Methoden.

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Eine dieser Führungsgrößen zur Prozeßüberwachung, -steuerung und -regelung ist ein Meßwert, der aus dem Beimengungs- und Strohdurchsatz ermittelt wird. Zur Ermittlung des Durchsatzes sind bereits Lösungen bekannt.

So werden in DE-OS 30 23 606 und DE-AS 11 99 039 Lösungen zur Ermittlung des Durchsatzes beschrieben, die die Drehmomente der Dreschtrommel und anderer rotierender Arbeitsorgane im Einzugsbereich zugrunde legen. Bei diesen Lösungen haben die Ernteguteigenschaften wie Trockensubstanzgehalt, Halmlänge und Halmbeschaffenheit großen Einfluß auf die Genauigkeit des erzeugten Meßsignals. Eine Kompensation der Meßfehler ist nicht möglich, da Lösungen für eine kontinuierliche Feuchtmessung und Halmlängenbestimmung fehlen.

In"SU 143 614 und SU 184 038 sind weitere Lösungen beschrieben. Diese Lösungen ermitteln den Durchsatz mittels mechanischer Schichtdickenabtastung im Schrägförderschacht des Mähdreschers. Aufgrund dieser Ausführung der Abtastelemente als Rollen oder Gleitschienen sind durch die beweglichen Teile der mechanische Aufwand und die Störanfälligkeit hoch.

Es gibt bereits Lösungen, die zum Erfassen bestimmter Meßgrößen piezoelektrische Bauelemente benutzen. So wird in DE-OS 28 35 895 eine Lösung beschrieben, bei der der Körnerverlust mittels piezoelektrischer Bauelemente erfaßt wird. Dabei ist das Abfühlelement, ein Sensor, im Weg der aus dem Mähdrescher ausgeworfenen Körner schwingend angeordnet. Dieser Sensor besteht aus einem rohrförmigen Blech, welches über einen metallischen Abstandshalter mit einem Piezokristall verbunden ist, der aus den auf den Sensor auftreffenden Körnern ein elektrisches Signal zur Verfügung stellt. Der entsprechende Impuls wird über ein Filter einem Verstärker und danach einer Meßeinrichtung zur Auswertung zugeleitet. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß zur Erlangung von Meßwerten nur Impulse zur Verfügung stehen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine Anordnung zur Messung des Beimengungsdurchsatzes auf dem Stufenbodan und des Strohdurchsatzes auf dem Schüttler eines Mähdreschers zu schaffen, die mit ökonomisch vertretbarem Aufwand

realisierbar ist, die Störanfälligkeit senkt und somit eine Gebrauchswerterhöhung des Mähdreschers bewirkt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Messung des Beimengungsdurchsatzes auf dem Stufenboden und des Strohdurchsatzes auf dem Schüttler zu entwickeln, die als Führungsgröße zur Prozeßüberwachung, -steuerung und -regelung ein analoges Meßsignal bereitstellt, das mit hinreichender Genauigkeit in jeder Arbeitslage des Mähdreschers dem Durchsatz proportional ist. Dabei ist das Abfühlelement, der Sensor, so zu gestalten, daß der Gutstrom wenig behindert wird und durch den Sensor selbst keine Meßwertverfälschungen auftreten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein besonders ausgestalteter stabförmiger Sensor, das Abfühlelement, jeweils am bzw. über dem Stufenboden der Reinigungseinrichtung und am bzw. über dem Schüttler des Mähdreschers angeordnet wird. Der Sensor beinhaltet ein piezoelektrisches Bauelement. Das Erntegut umfließt den Sensor und übt infolge der Schwingbewegung der genannten Arbeitsorgane einen periodischen Druck|auf diesen aus. Das piezoelektrische Element wandelt diesen Druck in ein analoges Meßsignal um. Ausschlaggebend für die Größe des Meßsignals ist die auftretende Kraft nach der Beziehung F = m · x. Eine Änderung des Durchsatzes bedeutet eine Masse- und damit eine Kraftändsrung. Das bewirkt über den Sensor mit dem piezoelektrischen Bauelement unmittelbar eine Spannungsänderung. Der gleiche Effekt stellt sich ein, wenn ein Sensor an einem beliebigen periodisch arbeitenden Funktionselement des Mähdreschers angebracht ist.

Bei der Arbeit des Mähdreschers z. B. unter Hangneigung entsteht eine ungleichmäßige Verteilung des Erntegutes. Um auch in solchen Arbeitslagen des Mähdreschers den Durchsatz hinreichend genau zu messen, werden über die gesamte Breite des Erntegutstromes verteilt Sensoren angeordnet. Damit kann das von jedem Sensor ermittelte Meßsignal als Führungsgröße verwendet werden. Die Meßsignale werden über ein Filter und einen Impedanzwandler einer Auswerteeinheit zugeführt.

Um durch den Zustand des Erntegutes des MeQergebnis nicht zu verfälschen, macht sich eine besondere Ausgestaltung des Sensors notwendig. Der stabförmige Sensor besteht aus einer mit dem Mähdrescher verbundenen Grundplatte und einer darauf befindlichen elastischen Unterlage, die das piezoelektrische Bauelement trägt. Darüber befindet sich eine isolierende Zwischenschicht. Den Anschluß bildet eine Abdeckung mit Massepotential.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: ein Blockschaltbild der Meßanordnung, Fig. 2: einen Schnitt durch einen Sensor.

Während der Ernte strömt das Erntegut an den am Stufenboden und am Schüttler des Mähdreschers befestigten Sensoren 1 vorbei. Dabei wird durch den ausgeübten Druck und die Schwingungen der Funktionselemente über ein piezoelektrisches Bauelement eine Spannung U erzeugt. Um Eigenschwingungen der Maschine und andere Störgrößen zu unterdrücken, erfolgt in einem Filter 2 die Ausfilterung des Meßsignals. Dieses wird über einen Impedanzwandler 3 einer Auswerteeinheit 4 zugeleitet. Die aus dem Beimengungsdurchsatz vom Stufenboden und aus dem Strohdurchsatz vom · Schüttler resultierenden Meßsignale sind wichtige Führungsgrößen für die Prozeßüberwachung und Prozeßsteuerung. Die Anordnung von Sensoren 1 verteilt über die Breite des Erntegutstromes liefert auch genaue Meßergebnisse bei einer Arbeitslage des Mähdreschers, die von der Horizontalen abweicht.

Der Sensor 1 besteht aus einer festen Grundplatte 5, auf der eine elastische Unterlage 6 befes+igt ist. Diese trägt das piezoelektrische Bauelement 7, an welchem die Spannung U abgenommen wird. Eine isolierende Zwischenschicht 8 dient zur Vermeidung von unerwünschten elektrischen Nebenschlüssen, wie sie z. B. durch feuchtes Erntegut auftreten können.

Eine elektrisch leitende Abdeckung 9 dient zum einen zusammen mit der isolierenden Zwischenschicht 8 dem mechanischen Schutz des piezoelektrischen Bauelements 7, zum anderen verhindert die mit Massepotential verbundene Abdeckung 9 unerwünschte elektrische Aufladungen, die durch mechanische Reibung des Erntegutes mit dem Sensor 1 entstehen könnten. Für die Realisierung eines Sensors 1 mit mehreren piezoelektrischen Bauelementen 7 werden diese nebeneinander auf einer elastischen Unterlage 6 und einer festen Grundplatte 5 angebracht und elektrisch verbunden.

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung zur Messung des Beimengungsdurchsatzes und des Strohdurchsatzes bei Mähdreschern, die unter Verwendung von an bestimmten Stellen des Mähdreschers angeordneten mechanischen Abfühlelementsn, sogenannten Sensoren oder mit Sensoren, die ein piezoelektrisches Bauelement enthalten, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabfcrniger Sensor (1) mit einem piezoelektrischen Bauelement (7) am bzw über dem Stufenboden der Reinigungseinrichtung und am bzw. über cem Schüttler oder an einem beliebigen periodisch arbeitenden Funktionselement des Mähdreschers so angeordnet ist, daß das ihn umströmende Erntegut einen von der Masse des Erntegutes und der periodischen Bewegung des Funktionselementes abhängigen Druck auf ihn ausübt, der in analoge elektrische Signale umgewandelt wird, die einzeln oder als Summe in einer den Sensoren (1) nachgeordneten elektrischen Meßeinrichtung, bestehend aus Filter (2), Impedanzwandler (3) und Auswerteeinheit (4), zur Verfügung stehen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stabförmige Sensor (1) aus einer fest mit dem Mähdrescher verbundenen Grundplatte (5), auf der eine elastische Unterlage (6) für ein piezoelektrisches Bauelement (7), von dem als Meßgröße eine Spannung (U) abgenommen werden kann, befestigt ist, besteht und das piezoelektrische Bauelemept (7) durch eine isolierende Zwischenschicht (8) und eine auf Massepotential liegende Abdeckung (9) mechanisch geschützt wird, wobei die isolierende Zwischenschicht (8) elektrische Entladungen und die auf Massepotential liegende Abdeckung (9) elektrische Aufladungen verhindert.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß verteilt über die Breite des Gutstromes mehrere Sensoren (1) angeordnet sind.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -