DE102016110609A1 - Sensorsystem und Verfahren zur prozessintegrierten optischen Analyse von Schüttgütern - Google Patents
Sensorsystem und Verfahren zur prozessintegrierten optischen Analyse von Schüttgütern Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016110609A1 DE102016110609A1 DE102016110609.7A DE102016110609A DE102016110609A1 DE 102016110609 A1 DE102016110609 A1 DE 102016110609A1 DE 102016110609 A DE102016110609 A DE 102016110609A DE 102016110609 A1 DE102016110609 A1 DE 102016110609A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bulk material
- measuring
- sensor system
- sample space
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 title description 2
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 26
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 11
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 4
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 3
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 3
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 235000006008 Brassica napus var napus Nutrition 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 description 1
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
- A01D41/00—Combines, i.e. harvesters or mowers combined with threshing devices
- A01D41/12—Details of combines
- A01D41/127—Control or measuring arrangements specially adapted for combines
- A01D41/1277—Control or measuring arrangements specially adapted for combines for measuring grain quality
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/0303—Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N2021/036—Cuvette constructions transformable, modifiable
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
- G01N2021/8592—Grain or other flowing solid samples
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem und ein Verfahren zur prozessintegrierten optischen Analyse von Schüttgütern, beispielsweise zur optischen Analyse von Getreide oder ähnlichem. Dabei wird in einem Probenraum das zu untersuchende Schüttgut aufgenommen, wobei in dem Probenraum eine Messstrecke realisiert ist, welche in dem Schüttgut verläuft. Schüttgüter können dabei insbesondere im Hinblick auf ihren Feuchtegehalt oder den Anteil an bestimmten Inhaltsstoffen untersucht werden. Eine mögliche Anwendung für ein derartiges Sensorsystem besteht darin, beispielsweise Getreideproben auch während des Dreschvorganges auf dem Mähdrescher auf ihren Restfeuchtegehalt oder auch auf die enthaltenen Inhaltsstoffe hin zu untersuchen. Dabei kommt der Messstrecke, auf welcher die optische Untersuchung des Schüttgutes vorgenommen wird, eine besondere Bedeutung zu.
- Unter der Messstrecke ist im folgendem derjenige Längenabschnitt zu verstehen, auf welchem eine zur optischen Analyse verwendete Messstrahlung das Schüttgut durchtritt. Die optimale Länge der Messstrecke hängt dabei insbesondere auch von der Art des zu untersuchenden Schüttgutes ab. Sinnvollerweise trägt man dafür Sorge, dass bei einer körnigen Struktur der zu untersuchenden Schüttgüter für eine sinnvolle Mittelung des Messergebnisses eine Mehrzahl von Körnern entlang der Messstrecke angeordnet ist. Möchte man zum Beispiel während eines Dreschvorganges Raps untersuchen, so kommt man eventuell mit einer kürzeren Messstrecke aus, als dies im Fall der Untersuchung von Erbsen oder Bohnen erforderlich wäre.
- Nach oben hin ist die optimale Messstrecke insbesondere auch dadurch begrenzt, dass die Schichtdicke nicht so groß werden darf, dass die Messstrahlung auf ihrem Weg durch das zu untersuchende Schüttgut hindurch in einem derartigen Ausmaß abgeschwächt wird, dass einen zur Analyse verwendeten Empfänger keine verwertbaren Intensitäten mehr erreichen.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Sensorsystem anzugeben, welches flexibel für unterschiedlichste Schüttgüter einsetzbar ist.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren mit den in den unabhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmalen; die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung.
- Das erfindungsgemäße Sensorsystem zur optischen Analyse von Schüttgütern weist einen Probenraum zur Aufnahme des jeweils zu untersuchenden Schüttgutes auf. Dabei ist im Probenraum eine in dem Schüttgut verlaufende Messstrecke beispielsweise zwischen zwei Durchtrittsfenstern für elektromagnetische Messstrahlung realisiert. Erfindungsgemäß sind Mittel zur Änderung der Länge der Messstrecke vorhanden.
- Durch die genannten Mittel wird es möglich, die Messstrecke auf das jeweils zu analysierende Schüttgut anzupassen, beispielsweise vergleichsweise lange Messstrecken einzustellen, wenn Bohnen zu untersuchen sind und vergleichsweise kurze Messstrecken, wenn es sich bei dem zu untersuchenden Schüttgut um Raps handelt. Hierdurch wird erreicht, dass die Messstrecke dahingehend optimiert werden kann, dass eine sinnvolle Mittelung über eine Mehrzahl von zu untersuchenden Körnern vorgenommen werden kann und dennoch an einem Empfänger noch eine für eine Analyse ausreichende Intensität transmittierter bzw. transreflektierter Messstrahlung ankommt.
- Typische Werte für die Länge der Messstrecke liegen im Bereich von 3mm–40mm, insbesondere im Bereich von 6mm–25mm.
- In einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zur Änderung der Messstrecke mindestens ein auf einem Exzenter angeordnetes Exzentergehäuse mit einem Durchtrittsfenster für Messstrahlung. Dabei führt das Exzentergehäuse bei einer Drehung des Exzenters eine Bewegung aus, welche eine Komponente entlang der Messstrecke aufweist. Mit anderen Worten wird bei einer Drehung des Exzenters die Messstrecke entweder verlängert oder verkürzt. Durch die Verwendung eines Exzenters kann dabei vergleichsweise einfach eine rotatorische Bewegung in eine Bewegung mit mindestens einer translatorischen Komponente umgesetzt werden.
- Zusätzlich oder alternativ können die Mittel zur Änderung der Messstrecke auch ein an einem Sensorgehäuse angeordnetes Element umfassen, mittels welchem ein Durchtrittsfenster für Messstrahlung rein translatorisch bewegt werden kann, was ebenfalls eine einfache Möglichkeit zur Einstellung der jeweils interessierenden Messstrecke darstellt.
- Als einfach zu realisierende Möglichkeit hierzu kommt es zum Beispiel in Frage, das translatorisch bewegbare Element als einen verschiebbaren, an einer Stirnseite mit einem Durchtrittsfenster für die Messstrahlung versehenen Zylinder auszuführen. Dadurch, dass der Zylinder translatorisch, insbesondere axial bewegt wird, wird die Stirnseite mit dem Durchtrittsfenster entlang der Messstrecke verschoben und somit wird die Länge der Messstrecke eingestellt.
- Eine einfache und integrierte Bauform des erfindungsgemäßen Sensorsystems ergibt sich insbesondere dadurch, dass das translatorisch bewegbare Element beziehungsweise der axial bewegbare Zylinder in einer U-förmigen Struktur angeordnet ist und das Durchtrittsfenster einer Innenseite eines der Schenkel der U-förmigen Struktur gegenüberliegt. Die Stirnseite des Zylinders bspw. bewegt sich somit bei einer axialen Bewegung des Zylinders auf die Innenseite eines Schenkels des U´s zu oder davon weg; wenn an der Innenseite dieses Schenkels ein weiteres Durchtrittsfenster für die Messstrahlung oder ein für die Messstrahlung mindestens teilweise reflektierendes Element angeordnet ist, kann auf diese Weise vergleichsweise einfach die Länge der Messstrecke angepasst werden.
- Es ist ebenso denkbar, dass mindestens eine mit dem Sensorgehäuse verbundene Strebe vorhanden ist, an welcher ein Halter angeordnet ist; dabei ist an dem Halter ein Eintrittsfenster für die Messstrahlung oder ein die Messstrahlung mindestens teilweise reflektierendes Element angeordnet; hiermit ergeben sich beispielsweise durch eine entsprechende Wahl der Streben oder des Halters eine Vielzahl von möglichen jeweils an die entsprechende Messsituation angepassten einfach zu realisierenden Konfigurationen.
- Dadurch, dass Mittel vorhanden sind, den Probenraum kontinuierlich oder quasi kontinuierlich das zu untersuchende Schüttgut zuzuführen beziehungsweise das Schüttgut aus dem Probenraum abzuführen, kann eine Analyse des zu untersuchenden Schüttgutes praktisch in Echtzeit erfolgen.
- Diese Variante ist besonders dann von Vorteil, wenn es sich bei dem Sensorsystem um ein System handelt, welches auf einer Erntemaschine installiert ist. In Verbindung mit den leicht verfügbaren genauen Positionsdaten der Erntemaschine kann dann an Hand insbesondere der Inhaltsstoffe des geernteten Gutes beziehungsweise Schüttgutes eine Aussage über beispielsweise die Bodenqualität in einem bestimmten Bereich einer Anbaufläche getroffen werden. Somit kann in nachfolgenden Vegetationsphasen eine maßgeschneiderte, lokal optimierte Ausbringung von Mineraldünger oder ähnlichem erfolgen.
- In einer besonders vorteilhaften Variante handelt es sich bei der Erntemaschine um einen Mähdrescher; dabei kann der Probenraum vorteilhafterweise im Bereich zwischen dem Dreschwerk des Mähdreschers und einem Korntank angeordnet sein. Die gezeigte Lösung ist jedoch nicht nur für den Einsatz im Bereich der Erntemaschinen vorteilhaft, sondern auch in Anwendungen wo Schüttgüter gefördert werden und zu vermessen sind, wie beispielsweise in Getreideannahmestellen, Mühlen, Betrieben der Lebensmittelindustrie usw.. Insbesondere kann der mit den angesprochenen Mitteln zur Zu- bzw. Abfuhr des Schüttgutes versehene Probenraum als eigenständige Einheit – gegebenenfalls aber nicht zwingend versehen mit dem vorne beschriebenen Sensorsystem – ausgebildet sein. Dabei kann diese Einheit in einem Labor Anwendung finden oder als mobile abgesetzte Einheit beispielsweise auf Anbauflächen in der Landwirtschaft Verwendung finden. Bei den Schüttgütern kann es sich um Schüttgüter aller Art handeln wie z. B. auch Kunststoffgranulate oder Schüttgüter, die in der chemischen oder pharmazeutischen Industrie zur Anwendung kommen.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur optischen Analyse von Schüttgütern umfasst insbesondere die folgenden Schritte:
-
- – Zuführen von zu untersuchendem Schüttgutes in einen Probenraum
- – Führung elektromagnetischer Strahlung durch eine in dem im Probenraum befindlichen Schüttgut verlaufende Messstrecke variabler Länge während eines Einzelmesszeitraums und Auswertung der von einer Empfängereinheit während des Einzelmesszeitraums aufgenommenen Messstrahlung – Abführen von Schüttgut aus dem Probenraum
- Insbesondere kann die Messstrecke vor Aufnahme einer Messung auf das zu vermessende Schüttgut – beispielsweise unter Berücksichtigung der Körnung des Schüttgutes – angepasst werden.
- Durch die Möglichkeit, während bzw. direkt vor oder nach dem Messvorgang dem Probenraum und damit der Messstrecke gezielt Schüttgut zuzuführen bzw. aus dem Probenraum abzuführen, ergeben sich erweiterte Möglichkeiten im Hinblick auf die Gestaltung der Messung.
- Insbesondere kann das Zuführen bzw. Abführen von Schüttgut in bzw. aus dem Probenraum derart gesteuert werden, dass das Schüttgut im Bereich der Messstrecke während eines Einzelmesszeitraumes ruht. Auf diese Weise kann der Rauschanteil des Messsignals deutlich reduziert werden. Das Ruhen des Schüttgutes kann dabei dadurch erreicht werden, dass lediglich kein Abführen des Schüttgutes während der Messung erfolgt; es ist lediglich dafür Sorge zu tragen, dass sich Schüttgut im Bereich der Messtrecke befindet. Ein weiteres Anfüllen des Probenraumes oberhalb der Messstrecke wirkt sich dann nicht auf die im Bereich der Messstrecke befindlichen Körner des Schüttgutes aus. Eine gewisse Mittelung kann dann durch eine sogenannte Stop-Flow-Messung erreicht werden, bei welcher mehrere Messzyklen hintereinander bei ruhendem Schüttgut durchgeführt werden. Typische Werte für die Dauer eines Einzelmesszyklus liegen im Bereich von weniger als 1s; üblicherweise im Bereich von ca. 100ms.
- Es ist ebenfalls denkbar, dass das Zuführen bzw. Abführen von Schüttgut in bzw. aus dem Probenraum derart gesteuert wird, dass das Schüttgut im Bereich der Messstrecke während eines Einzelmesszeitraumes in Bewegung ist. Auf diese Weise kann eine gewisse zeitliche Mittelung bereits während eines Einzelmesszeitraumes erfolgen. Allerdings erhöht sich durch das bewegte Schüttgut der Rauschanteil an dem Messsignal.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele und Varianten der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
-
1 eine schematische Darstellung von Prozesskomponenten beim Transport von Schüttgütern; -
2a in einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Konfiguration; -
2b in einer perspektivischen Ansicht die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Konfiguration; -
3 in einer Querschnittsdarstellung eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
4 ebenfalls in einer Querschnittsdarstellung eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und -
5 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; ebenfalls in einer Querschnittsdarstellung. -
1 zeigt in einer schematischen Darstellung Prozesskomponenten beim Transport von Schüttgütern über eine Messbox1 , in einer übergeordneten Vorrichtung, in welcher die vorliegende Erfindung verwirklich sein kann. Dabei ist der Probenraum durch die Messbox1 verwirklicht. Der Zustrom des Schüttgutes in die Messbox1 ist dabei mittels des Pfeiles3 angedeutet. Die gezeigte Anordnung kann dabei in einem Mähdrescher verwirklicht sein; in diesem Fall kann es sich bei dem Schüttgut2 insbesondere aus gedroschenem Getreide, Mais oder Bohnen handeln. Dabei wird das Schüttgut2 aus einem in der Figur nicht darstellten Dreschwerk in die Messbox1 transportiert und anschließend mittels einer Förderschnecke4 , die üblicherweise auch als Elevator bezeichnet wird, in einen nicht dargestellten Korntank befördert, wie mittels des Pfeiles5 angedeutet. - In der Messbox
1 ist eine Füllstandsensoreinheit6 integriert, welche die Höhe des Schüttgutes2 auslesen kann. Die Füllstandsensoreinheit6 ist als Bauteil an die Messbox1 angeflanscht und kann deshalb mit geringem Aufwand abmontiert, ausgetauscht und gewartet werden. Für eine korrekte Messfunktion wird eine minimale Höhe des Schüttgutes2 in der Messbox1 benötigt. Dies wird über eine Antriebssteuerung der Förderschnecke4 gewährleistet, welche das Schüttgut2 in dem gewünschten Maße in den Korntank abtransportiert. Lediglich für die Kalibrierung der Füllstandsensoreinheit6 ist eine leere Messbox1 nötig. -
2a zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensorsystems in einer ersten Konfiguration. Das Sensorsystem zeigt dabei zwei an die Messbox1 angeflanschte, austauschbare Strahlführungseinheiten7 und8 , mittels welchen eine optische Messung des Schüttgutes über eine einstellbare Schichtdicke erfolgen kann. Dabei sind eine erste Umlenkeinheit73 und eine zweite Umlenkeinheit83 in ihrer relativen Position zur Messbox1 fixiert und durchtreten jeweils eine Ausnehmung in den Exzentern72 bzw.82 , auf welchen als Mittel zur Änderung der Messtrecke Exzentergehäuse71 bzw.81 angeordnet sind, welche in die Messbox1 ragen. Die Exzentergehäuse71 und81 sind dabei mit einem Austrittsfenster74 bzw. mit einem Eintrittsfenster84 versehen, welche im Betrieb des Systems jeweils von der Messstrahlung durchtreten werden können. Im Messbetrieb wird über die erste Umlenkeinheit73 Messstrahlung eingekoppelt, welche nachfolgend am ersten Umlenkspiegel731 umgeleitet wird, das Austrittsfester74 durchtritt und, nachdem sie das zu analysierende Schüttgut typischerweise im Wege der Transreflexion durchtreten hat, über das Eintrittsfenster84 und den Umlenkspiegel831 einen in der Figur nicht dargestellten Empfänger zur weiteren Analyse erreicht. Über eine Drehung eines der oder beider Exzenter72 und82 kann der Abstand der beiden Durchtrittsfenster74 und84 eingestellt werden. Der Abstand und die Ausrichtung der beiden Umlenkeinheiten73 und83 bleibt dabei unverändert; es ändert sich jedoch die Schichtdicke des zu analysierenden Schüttgutes2 . -
2b zeigt ebenfalls in einer perspektivischen Ansicht die beschriebene Ausführungsform der Erfindung in einer veränderten Drehstellung der Exzenter72 und82 zu einander. Es ist zu sehen, dass sich durch die Drehung der Exzenter die Schichtdicke und somit die Weglänge, die der Strahl durch das Schüttgut2 zurücklegt, verringert hat. Die Variation der Schichtdicke ist insbesondere vorteilhaft, um bei verschiedener Art, Größe und Struktur des Schüttgutes2 um die Messung zu optimieren. -
3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung. In der in3 gezeigten Variante muss nur noch ein Gehäuse an die Messbox1 angebracht werden muss. Das angeflanschte Sensorgehäuse ist als U-Systemgehäuse11 realisiert. Die Mittel zur Änderung der Messstrecke umfassen dabei insbesondere den verschiebbaren Zylinders12 , an dem das Austrittsfenster74.3 für die Messstrahlung angeordnet ist, und über welchen die Schichtdicke eingestellt werden kannn. Der Strahl passiert das Schüttgut2 und gelangt aufgrund der U-Struktur des Gehäuses11 zu einem gegenüberliegenden Eintrittsfenster84.3 , von wo es, wie durch den gestrichelt dargestellten Strahlverlauf angedeutet, durch die U-Struktur aus des Messbox heraus- und einem nicht dargestellten Empfänger zugeführt wird. Vorteilhaft an dem gezeigten „U“ System ist, dass die Messstrahlung komplett in einer Vorrichtung geführt wird, welche von einer Seite in die Messbox eingeführt werden kann, so dass durch einen Montagevorgang die komplette Sensoranordnung beispielsweise in einem Fahrzeug verbaut werden kann. Ein Vorteil der gezeigten Anordnung für Transreflexionsmessungen besteht darin, dass beispielsweise im Falle einer Referenzmessung die beiden medienberührenden Fenster mit berücksichtigt werden. Darüber hinaus ermöglich eine Transreflexionsmessung die Verwendung von am Markt in verschiedensten Konfigurationen erhältlichen Siliziumdetektoren. -
4 stellt eine dritte Ausführungsform der Erfindung dar. Das Sensorsystem zeigt auch hier ein angeflanschtes Gehäuse11.4 . Die variable Schichtdicke kann mittels des verschiebbaren Zylinders12.4 , an dem das Austrittsfenster74.4 für die Messstrahlung angebracht ist, eingestellt werden. An dem Gehäuse11.4 sind zwei Streben13 und14 angebracht, an welchen mittels eines Halters15 ein Eintrittsfenster84.4 für die Messstrahlung angeordnet ist. Die Messstrahlung durchtritt das Schüttgut2 und das Eintrittsfenster84.4 und gelangt durch die hohl ausgebildete Strebe14 zu einem in der Figur nicht dargestellten Empfänger. - In
5 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Im Unterschied zur dritten Variante wird an die Streben13.5 und14.5 eine transparente Platte15.5 als Halter angebracht. An dieser ist, gegenüber dem Durchtrittsfenster der Messstrahlung74.5 auf dem verschiebbaren Zylinder12.5 , ein Hohlspiegel16 angeordnet. Die Messstrahlung wird aus dem Durchtrittsfenster74.5 ausgekoppelt, passiert das Schüttgut2 und gelangt durch die transparente Platte15.5 auf den Hohlspiegel16 , wo sie zurück reflektiert wird. Somit durchläuft die Messstrahlung zweimal den Weg durch das Schüttgut2 und gelangt wieder zum Durchtrittsfenster74.5 , von welchem aus sie einem Empfänger zugeleitet wird. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Messbox; Probenraum
- 2
- Schüttgut
- 3
- Pfeil (Zustrom Schüttgut)
- 4
- Förderschnecke
- 5
- Pfeil
- 6
- Füllstandssensoreinheit
- 7, 8
- Strahlführungseinheiten
- 11
- U-Systemgehäuse
- 11.4
- Angeflanschtes Gehäuse
- 12, 12.4
- Verschiebbarer Zylinder
- 13, 14, 13.5, 14.5
- Streben
- 15, 15.5
- Halter, Transparente Platte
- 16
- Hohlspiegel
- 71, 81
- Exzentergehäuse
- 72, 73
- Exzenter
- 73, 83
- Umlenkeinheiten
- 74, 84, 74.3, 84.3, 74.4, 84.4, 74.5,
- Durchtrittsfenster
- 731, 831
- Umlenkspiegel
Claims (14)
- Sensorsystem zur optischen Analyse von Schüttgütern (
2 ), mit einem Probenraum (1 ) zur Aufnahme des zu untersuchenden Schüttgutes (2 ), wobei in dem Probenraum (1 ) eine in dem Schüttgut (2 ) verlaufende Messstrecke realisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (71 ,81 ,72 ,82 ,12 ,12.4 ,12.5 ) zur Änderung der Länge der Messstrecke vorhanden sind. - Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Änderung der Messstrecke mindestens ein auf einem Exzenter (
72 ,82 ) angeordnetes Exzentergehäuse (71 ,81 ) mit einem Durchtrittsfenster (74 ,84 ) für Messstrahlung umfassen, welches bei einer Drehung des Exzenters (72 ,82 ) eine Bewegung mit einer Komponente entlang der Messtrecke ausführt. - Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein an einem Sensorgehäuse (
11 ,11.4 ,11.5 ) angeordnetes Element (12 ,12.4 ,12.5 ) umfassen, mittels welchem ein Durchtrittsfenster (74.3 ,74.4 ,74.5 ) für Messstrahlung rein translatorisch bewegt werden kann. - Sensorsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Element (
12 ,12.4 ,12.5 ) um einen axial verschiebbaren, an einer Stirnseite mit dem Durchtrittsfenster (74.3 ,74.4 ,74.5 ) für die Messstrahlung versehenen Zylinder handelt. - Sensorsystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (
12 ) bzw. der Zylinder in einer u-förmigen Struktur angeordnet ist und das Durchtrittsfenster einer Innenseite eines der Schenkel der u-förmigen Struktur gegenüber liegt. - Sensorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Schenkels der u-förmigen Struktur ein weiteres Durchtrittsfenster (
84.3 ) für die Messstrahlung oder ein die Messstrahlung mindestens teilweise reflektierendes Element angeordnet ist. - Sensorsystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mit dem Sensorgehäuse (
11.4 ) verbundene Strebe (13 ,14 ) vorhanden ist, an welcher ein Halter (15 ,15.5 ) angeordnet ist und wobei an dem Halter (15 ) ein Eintrittsfenster (84.4 ) für die Messstrahlung oder ein die Messstrahlung mindestens teilweise reflektierendes Element (16 ) angeordnet ist. - Sensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, dem Probenraum kontinuierlich oder quasikontinuierlich das zu untersuchende Schüttgut zuzuführen bzw. Schüttgut aus dem Probenraum abzuführen.
- Erntemaschine mit einem Sensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche.
- Erntemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Erntemaschine um einen Mähdrescher handelt.
- Erntemaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das der Probenraum im Bereich zwischen dem Dreschwerk und dem Korntank des Mähdreschers angeordnet ist.
- Verfahren zur optischen Analyse von Schüttgütern (
2 ), umfassend die folgenden Schritte: – Zuführen von zu untersuchendem Schüttgutes in einen Probenraum (1 ) – Führung elektromagnetischer Strahlung durch eine in dem im Probenraum befindlichen Schüttgut (2 ) verlaufende Messstrecke variabler Länge während eines Einzelmesszeitraums und Auswertung der von einer Empfängereinheit während des Einzelmesszeitraums aufgenommenen Messstrahlung – Abführen von Schüttgut (2 ) aus dem Probenraum - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen bzw. Abführen von Schüttgut (
2 ) in bzw. aus dem Probenraum derart gesteuert wird, dass das Schüttgut im Bereich des Messstrecke während eines Einzelmesszeitraumes ruht. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführen bzw. Abführen von Schüttgut (
2 ) in bzw. aus dem Probenraum derart gesteuert wird, dass das Schüttgut (2 ) im Bereich der Messstrecke während eines Einzelmesszeitraumes in Bewegung ist.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016110609.7A DE102016110609B4 (de) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Sensorsystem und Verfahren zur prozessintegrierten optischen Analyse von Schüttgütern |
PCT/EP2017/063487 WO2017211722A1 (de) | 2016-06-08 | 2017-06-02 | Sensorsystem und verfahren zur prozessintegrierten optischen analyse von schuettguetern |
CN201780034843.5A CN109716103A (zh) | 2016-06-08 | 2017-06-02 | 用于散装货物的流程集成的光学分析的传感器系统和方法 |
US16/215,062 US11054369B2 (en) | 2016-06-08 | 2018-12-10 | Sensor system and method for the process-integrated optical analysis of bulk cargo |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016110609.7A DE102016110609B4 (de) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Sensorsystem und Verfahren zur prozessintegrierten optischen Analyse von Schüttgütern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016110609A1 true DE102016110609A1 (de) | 2017-12-14 |
DE102016110609B4 DE102016110609B4 (de) | 2024-05-08 |
Family
ID=59034755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016110609.7A Active DE102016110609B4 (de) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Sensorsystem und Verfahren zur prozessintegrierten optischen Analyse von Schüttgütern |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11054369B2 (de) |
CN (1) | CN109716103A (de) |
DE (1) | DE102016110609B4 (de) |
WO (1) | WO2017211722A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018133411A1 (de) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Messsystem und Verfahren |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11737394B2 (en) * | 2020-05-29 | 2023-08-29 | Deere & Company | Crop flow nozzle |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9319750U1 (de) * | 1993-12-22 | 1994-02-17 | Hellma GmbH u.Co KG Glastechnische-optische Werkstätten, 79379 Müllheim | Meßvorrichtung, bei welcher ein Lichtstrahl durch ein flüssiges Medium geleitet wird |
DE69826896T2 (de) * | 1998-02-06 | 2005-11-24 | Textron Systems Corp., Wilmington | Einrichtung zur überwachung der kornqualität |
DE102007029536A1 (de) * | 2007-06-25 | 2009-01-02 | GEA Process Engineering (NPS) Ltd., Eastleigh | Vorrichtung zur optischen Messung von Stoffkonzentrationen |
DE102009017210A1 (de) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Fritz Kunkel | Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Verunreinigungen in Schüttgütern |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3652152A (en) * | 1970-07-10 | 1972-03-28 | Us Air Force | Adjustable optical equipment holder |
US4115009A (en) * | 1977-03-14 | 1978-09-19 | Bindicator Company | Optical sight tube for flowing fluid materials |
JPS5923380B2 (ja) * | 1979-07-07 | 1984-06-01 | 株式会社 堀場製作所 | 連続測光分析計 |
US4692620A (en) | 1985-05-31 | 1987-09-08 | Trebor Industries, Inc. | Near infrared measuring instrument with sample holder |
US5092819A (en) * | 1990-05-17 | 1992-03-03 | Schroeder Michael J | Method and apparatus for qualitatively measuring characteristics of grain to be harvested |
US5616923A (en) * | 1990-05-23 | 1997-04-01 | Novametrix Medical Systems Inc. | Gas analyzer cuvettes |
US5693944A (en) * | 1994-09-02 | 1997-12-02 | Ntc Technology, Inc. | Gas analyzer cuvettes |
US20040000592A1 (en) * | 2002-02-20 | 2004-01-01 | Welch Allyn, Inc. | Adjustable illumination system for a barcode scanner |
RU2264610C2 (ru) * | 2004-01-16 | 2005-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ВИНТЕЛ" | Способ измерения спектроскопических свойств сыпучих продуктов и устройство для его осуществления |
JP4459662B2 (ja) * | 2004-03-05 | 2010-04-28 | Hoya株式会社 | 調節機構 |
US7369226B1 (en) * | 2004-12-01 | 2008-05-06 | Hewitt Joseph P | Optical sensor device having variable optical path length |
JP4189412B2 (ja) * | 2006-06-26 | 2008-12-03 | ニスカ株式会社 | 電磁駆動装置及びこれを用いた光量調整装置 |
US7593101B2 (en) * | 2007-04-10 | 2009-09-22 | Schlumberger Technology Corporation | High-pressure cross-polar microscopy cells having adjustable fluid passage and methods of use |
-
2016
- 2016-06-08 DE DE102016110609.7A patent/DE102016110609B4/de active Active
-
2017
- 2017-06-02 WO PCT/EP2017/063487 patent/WO2017211722A1/de active Application Filing
- 2017-06-02 CN CN201780034843.5A patent/CN109716103A/zh active Pending
-
2018
- 2018-12-10 US US16/215,062 patent/US11054369B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9319750U1 (de) * | 1993-12-22 | 1994-02-17 | Hellma GmbH u.Co KG Glastechnische-optische Werkstätten, 79379 Müllheim | Meßvorrichtung, bei welcher ein Lichtstrahl durch ein flüssiges Medium geleitet wird |
DE69826896T2 (de) * | 1998-02-06 | 2005-11-24 | Textron Systems Corp., Wilmington | Einrichtung zur überwachung der kornqualität |
DE102007029536A1 (de) * | 2007-06-25 | 2009-01-02 | GEA Process Engineering (NPS) Ltd., Eastleigh | Vorrichtung zur optischen Messung von Stoffkonzentrationen |
DE102009017210A1 (de) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Fritz Kunkel | Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Verunreinigungen in Schüttgütern |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018133411A1 (de) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Messsystem und Verfahren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11054369B2 (en) | 2021-07-06 |
US20190107494A1 (en) | 2019-04-11 |
DE102016110609B4 (de) | 2024-05-08 |
WO2017211722A1 (de) | 2017-12-14 |
CN109716103A (zh) | 2019-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2042858B1 (de) | Mikrowellenresonatormesseinrichtung | |
EP0179108B1 (de) | Infrarot messvorrichtung zur kontinuierlichen untersuchung von mahlgütern | |
EP2057883B2 (de) | Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine | |
EP3158325B1 (de) | Mikrowellenmessvorrichtung, anordnung und verfahren zur überprüfung von stabförmigen artikeln oder eines materialstrangs der tabak verarbeitenden industrie sowie maschine der tabak verarbeitenden industrie | |
DE102015226349B4 (de) | Probenvorrichtung zur Einführung eines vereinzelten Saatgutkornes in eine Messeinrichtung sowie System und Verfahren zum Sortieren einer Vielzahl von Saatgutkörnern und dessen Verwendung | |
EP3527059A1 (de) | Mähdrescher sowie verfahren zu dessen betrieb | |
DE102016110609A1 (de) | Sensorsystem und Verfahren zur prozessintegrierten optischen Analyse von Schüttgütern | |
EP3279618B1 (de) | Kalibriereinrichtung und verfahren zur dosierung von darreichungseinheiten | |
DE102017117966A1 (de) | Stellvorrichtung eines Häckselwerks eines Feldhäckslers | |
EP1381850B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur getreideanalyse | |
DE102016116508A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung und Analyse von Bodenproben | |
DE102004010217A1 (de) | Anordnung und Verfahren zur spektroskopischen Bestimmung der Bestandteile und Konzentrationen pumpfähiger organischer Verbindungen | |
DE4427605A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Gewichts stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Industrie | |
DE19919447B4 (de) | Vorrichtung zum Zuführen von Fasern | |
EP3130213B1 (de) | Messeinrichtung zur untersuchung geernteten korns in einem mähdrescher | |
EP2006022B1 (de) | Probenbehandlungsanordnung für eine Flüssigkeitsdosiervorrichtung | |
EP4014712A1 (de) | Verfahren zum sammeln einer erntegut-laborprobe in einem mähdrescher | |
DE102009051641B4 (de) | Röntgenanalysegerät mit senkrechter Fallstrecke der Produkte | |
DE102021111827A1 (de) | Sensoranordnung zur Erfassung von Inhaltsstoffen | |
DE102008031080B4 (de) | Vorrichtung zur Strahlungsanalyse | |
DE102021111063A1 (de) | Erntegutstromdüse | |
DE102009051643A1 (de) | Röntgen-Analysegerät und Verfahren zur Röntgenanalyse | |
DE102022129832A1 (de) | Mähdrescher mit einem Kornelevator und einer daran angeordneten Bypass-Vorrichtung | |
DE10201094B4 (de) | Einzelkornanalysator und Verfahren zur Einzelkornanalyse | |
EP3961165A2 (de) | Landwirtschaftliche arbeitsmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01N0001200000 Ipc: G01N0021850000 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KOSLOWSKI, CHRISTINE, DR., DE Representative=s name: KOSLOWSKI, CHRISTINE, DIPL.-CHEM. DR. RER. NAT, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KOSLOWSKI, CHRISTINE, DR., DE Representative=s name: KOSLOWSKI, CHRISTINE, DIPL.-CHEM. DR. RER. NAT, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ENDRESS+HAUSER CONDUCTA GMBH+CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: BLUE OCEAN NOVA AG, 73569 ESCHACH, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KOSLOWSKI, CHRISTINE, DIPL.-CHEM. DR. RER. NAT, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |