DD267650A1

DD267650A1 - ARRANGEMENT FOR MEASURING THE RECOVERY THROUGHPUT AND STRAW THROUGHPUT IN MAEHESCHESCHERN

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. 1Arrangement for measuring the throughput rate and the straw throughput of combine harvesters, which makes it possible to arrive at accurate and evaluable measured values. According to the invention, this is achieved by arranging specially designed sensors with piezoelectric components on the combine harvester so that the crop exerts a pressure on it dependent on its mass and on the periodic movements of the functional elements of the combine harvester and thus generates an analog measurement signal which is generated an electrical measuring device is available for evaluation. Fig. 1

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Anordnung zur Messung des Beimengungsdurchsatzes und des Strohdurchsatzes bei MähdreschernArrangement for measuring the admixture throughput and straw throughput in combine harvesters

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung des Beimengungsdurchsatzes auf dem Stufenboden und des Strohdurchsatzes auf dem Schüttler bei Mähdreschern.The invention relates to an arrangement for measuring the admixture flow rate on the stepped bottom and the straw throughput on the shaker in combines.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

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.When using harvesters during harvest, it is important to harvest under optimal conditions. This means that the combine harvester is driven close to its capacity limit, while keeping crop losses as low as possible. For this purpose, it is common practice to monitor losses during harvesting in order to draw conclusions about the amount of losses to change the operation of the combine harvester. There are a number of solutions in which the current parameters during the harvest are compared with predetermined parameters, from which signals for controlling or regulating various drive or working components of the combine harvester are derived. The determination of these signals, which are used as reference variables for process control and process monitoring, takes place according to various methods.

ZCfCSO 2 ZCfCSO 2

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.One of these process control, control and regulation variables is a measurement derived from admixture and straw throughput. To determine the throughput solutions are already known.

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.Thus, DE-OS 30 23 606 and DE-AS 11 99 039 solutions for determining the throughput are described, which apply the torques of the threshing drum and other rotating working organs in the catchment area. In these solutions, the crop properties such as dry matter content, half length and halo texture have great influence on the accuracy of the measurement signal generated. A compensation of the measurement errors is not possible because solutions for a continuous humidity measurement and Halmlängebestimmung missing.

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.Further solutions are described in SU 143 614 and SU 184 038. These solutions determine the throughput by means of mechanical layer thickness scanning in the inclined feed chute of the combine harvester Due to this embodiment of the scanning elements as rollers or slide rails, the mechanical parts and the susceptibility to interference are high due to the moving parts.

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.There are already solutions that use piezoelectric components to detect certain measured variables. Thus, a solution is described in DE-OS 28 35 895, in which the grain loss is detected by means of piezoelectric components. In this case, the sensing element, a sensor, is arranged swinging in the path of the grains ejected from the combine. This sensor consists of a tubular plate, which is connected via a metallic spacer with a piezoelectric crystal, which provides an electrical signal from the grains impinging on the sensor. The corresponding pulse is fed via a filter an amplifier and then a measuring device for evaluation. The disadvantage of this solution is that only pulses are available to obtain measured values.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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 AufwandThe invention has the object to provide an arrangement for measuring the admixture flow rate on the Stufenbodan and the straw throughput on the shaker of a combine harvester, with economically feasible effort

realisierbar ist, die Störanfälligkeit senkt und somit eine Gebrauchswerterhöhung des Mähdreschers bewirkt.can be realized, the susceptibility lowers and thus causes an increase in utility of the combine.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to develop an arrangement for measuring the admixture flow rate on the bottom of the stage and the straw throughput on the shaker, which provides an analog measurement signal as a reference variable for process monitoring, control and regulation, with sufficient accuracy in each working position of the combine proportional to the throughput. In this case, the sensing element, the sensor is to be designed so that the material flow is little impeded and no Meßwertverfälschungen occur by the sensor itself.

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.According to the invention the object is achieved in that a particularly ausgestalteter rod-shaped sensor, the sensing element, respectively on or above the stepped bottom of the cleaning device and is arranged on or above the shaker of the combine. The sensor includes a piezoelectric device. The crop flows around the sensor and exerts a periodic pressure on it as a result of the oscillatory movement of the said working members. The piezoelectric element converts this pressure into an analog measuring signal. Decisive for the size of the measurement signal is the force occurring according to the relationship F = m ×. A change in throughput means a mass and thus a Kraftändsrung. This causes a voltage change via the sensor with the piezoelectric component immediately. The same effect occurs when a sensor is attached to any periodically operating functional element of the combine harvester.

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.At the work of the combine z. B. under slope creates an uneven distribution of the crop. In order to measure the flow rate sufficiently accurately even in such working positions of the combine, sensors are arranged distributed over the entire width of the crop flow. Thus, the measured signal determined by each sensor can be used as a reference variable. The measuring signals are fed via a filter and an impedance converter to an evaluation unit.

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.In order not to falsify the state of the crop of the MeQ result, a special design of the sensor is necessary. The rod-shaped sensor consists of a combined with the combine base plate and an elastic pad thereon, which carries the piezoelectric device. Above is an insulating intermediate layer. The connection forms a cover with ground potential.

Ausführungsbeispielembodiment

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

Fig. 1: ein Blockschaltbild der Meßanordnung, Fig. 2: einen Schnitt durch einen Sensor.Fig. 1: a block diagram of the measuring arrangement, Fig. 2: a section through a 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.During the harvest, the crop flows past the sensors 1 attached to the bottom of the stage and to the shaker of the combine harvester. In this case, a voltage U is generated by the pressure exerted and the vibrations of the functional elements via a piezoelectric component. In order to suppress natural vibrations of the machine and other disturbances, the filtering of the measuring signal takes place in a filter 2. This is fed via an impedance converter 3 to an evaluation unit 4. The measurement signals resulting from the admixture throughput from the stepped bottom and from the straw throughput from the shaker are important parameters for process monitoring and process control. The arrangement of sensors 1 distributed over the width of the Erntegutstromes also provides accurate measurement results at a working position of the combine, which deviates from the horizontal.

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.The sensor 1 consists of a fixed base plate 5, on which an elastic pad 6 is befes + igt. This carries the piezoelectric component 7, on which the voltage U is removed. An insulating intermediate layer 8 serves to avoid unwanted electrical shunts, as z. B. may occur due to moist crop.

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.An electrically conductive cover 9 serves on the one hand together with the insulating intermediate layer 8, the mechanical protection of the piezoelectric device 7, on the other hand prevents the connected to ground potential cover 9 unwanted electrical charges, which could be caused by mechanical friction of the crop with the sensor 1. For the realization of a sensor 1 with a plurality of piezoelectric components 7, these are mounted side by side on an elastic base 6 and a fixed base plate 5 and electrically connected.

Claims

claims

1. Arrangement for measuring the admixing throughput and the straw throughput in combines, which is formed using arranged at certain points of the combine mechanical Abfühlelementsn, so-called sensors or with sensors that comprise a piezoelectric element, characterized in that a rodfcrniger sensor (1 ) is arranged with a piezoelectric component (7) on or above the stepped bottom of the cleaning device and on or via cem shaker or on any periodically operating functional element of the combine so that the crop flowing around him one of the mass of the crop and the periodic movement the function of the element dependent pressure exerted on it, which is converted into analog electrical signals, individually or as a sum in the sensors (1) downstream electrical measuring device consisting of filter (2), impedance converter (3) and evaluation unit (4) To be available.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the rod-shaped sensor (1) of a fixedly connected to the combine base plate (5) on which an elastic pad (6) for a piezoelectric component (7), of which as a measured variable Voltage (U) can be removed, is fixed, and the piezoelectric Bauelemept (7) by an insulating intermediate layer (8) and a ground potential cover (9) is mechanically protected, wherein the insulating intermediate layer (8) electrical discharges and the at ground potential cover (9) prevents electrical charges.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that distributed over the width of the crop stream a plurality of sensors (1) are arranged.

- For this 1 sheet drawings -