DE102017220006A1

DE102017220006A1 - Verfahren zum Überwachen und/oder Ändern einer Wirkmittelkonzentration in einer Spritzflüssigkeit einer Spritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102017220006A1
Application number: DE102017220006.5A
Authority: DE
Inventors: Bernd Stuke; Helmut Schomburg; Olaf Ohlhafer; Steffen Sies; Hans-Arndt Freudigmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-05-16
Also published as: EP3706563A1; RU2020118302A3; WO2019091758A1; US20200238322A1; BR112020008921A2; RU2020118302A

Abstract

Es wird vorgeschlagen ein Verfahren zum Überwachen und/oder Ändern einer Wirkmittelkonzentration in einer Spritzflüssigkeit einer Spritzvorrichtung mit einer Vielzahl von Spritzdüseneinheiten zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit den Schritten:
- Empfangen jeweils eines Eigenschaftssignalen (62) mit einer mittels einer Sensoreinheit (54) der Spritzvorrichtung in einem Durchflussbereich jeweils einer der Spritzdüseneinheiten erfassten Eigenschaftsinformation (64) der Spritzflüssigkeit, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (64) eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelbar ist; und
- Ausgeben eines Informationssignals (66) an eine Anzeigeeinheit (68) und/oder eines Steuersignals (70, 72) an eine Durchmischungseinheit (56) und/oder eine Fördereinheit (24, 32) der Spritzvorrichtung in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation (64) der Spritzflüssigkeit und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (64) ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit in den Spritzdüseneinheiten zu überwachen und/oder zu ändern.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen und/oder Ändern einer Wirkmittelkonzentration in einer Spritzflüssigkeit einer Spritzvorrichtung mit einer Vielzahl von Spritzdüseneinheiten zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke.
Bekannt sind Verfahren zur Kontrolle der Düsen, wobei der Spritzkegel jeder einzelnen Düse über eine LED-Einzeldüsenbeleuchtung optisch vom Landwirt während der Applikation kontrolliert wird.
DE 102011052030A1 beschreibt ein Verfahren zur automatischen Überwachung einer Strömung durch eine Düseneinheit mittels eines thermischen Strömungsüberwachungssensors zur Kontrolle der Funktionalität der Düsen an Feldspritzen.
Die DE 10 2009 026 234 A1 offenbart eine Feldspritze mit Sensoren zur Ermittlung und Einstellung einer Wirkstoffkonzentration in einer Spritzflüssigkeit.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen und/oder Ändern einer Wirkmittelkonzentration in einer Spritzflüssigkeit einer Spritzvorrichtung mit einer Vielzahl von Spritzdüseneinheiten zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit den Schritten:

- Empfangen jeweils eines Eigenschaftssignalen mit einer mittels einer Sensoreinheit der Spritzvorrichtung in einem Durchflussbereich jeweils einer, insbesondere jeweils jeder der Spritzdüseneinheiten erfassten Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelbar ist; und
- Ausgeben eines Informationssignals an eine Anzeigeeinheit und/oder eines Steuersignals an eine Durchmischungseinheit und/oder eine Fördereinheit der Spritzvorrichtung in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit in den Spritzdüseneinheiten zu überwachen und/oder zu ändern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines vorangehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Spritzvorrichtung mit einer Vielzahl von Spritzdüseneinheiten zum Ausbringen einer ein Wirkmittel aufweisenden Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit:

- einer Durchmischungseinheit zum Durchmischen der Spritzflüssigkeit und/oder einer Fördereinheit zum Einstellen einer Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit;
- Sensoreinheiten zum Erfassen jeweils einer Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit in einem Durchflussbereich jeweils einer der Spritzdüseneinheiten, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelbar ist; und
- einer vorangehend beschriebenen Steuereinrichtung, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzdüseneinheit zu überwachen und/oder zu ändern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich ein Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines vorangehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen sowie ein Maschinenlesbares Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Computerprogramm.
Unter einem landwirtschaftlichen Zweck kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zweck verstanden werden, der auf eine wirtschaftliche Kultivierung von Nutzpflanzen gerichtet ist.
Die Spritzvorrichtung kann insbesondere Teil einer landwirtschaftlichen Feldspritze bzw. eines Pflanzenschutzgerätes sein oder als eine landwirtschaftlichen Feldspritze bzw. ein Pflanzenschutzgerät ausgebildet sein. Die Spritzvorrichtung kann auf oder an einer mobilen Einheit anordenbar und/oder angeordnet sein. Die mobile Einheit kann als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder Anhänger ausgebildet sein kann. Die mobile Einheit kann insbesondere eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, bspw. eine Zugmaschine, ein Schlepper oder eine (selbstfahrende bzw. autonome) Feldspritze sein. Die Spritzvorrichtung kann auch an einer hydraulischen Vorrichtung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angebaut sein. Denkbar ist auch, dass die Spritzvorrichtung auf einer Ladefläche der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine aufgebaut ist. Alternativ kann die Spritzvorrichtung an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angehängt sein.
Das Ausbringen der Spritzflüssigkeit erfolgt hierbei bevorzugt auf einem Feld. Unter einem Feld kann vorliegend eine landwirtschaftliche Fläche bzw. eine landwirtschaftlich genutzte Fläche, eine Anbaufläche für Pflanzen oder auch eine Parzelle einer solchen Fläche bzw. Anbaufläche verstanden werden. Das Feld kann somit eine Ackerfläche, ein Grünland oder eine Weide sein. Die Pflanzen können beispielsweise Nutzpflanzen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird (beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze) sowie Beikräuter, Unkräuter und Ungräser umfassen. Die Pflanzen können Teil der landwirtschaftlichen Fläche sein.
Der Begriff „Spritzflüssigkeit“ umfasst im Rahmen der Erfindung sowohl die gesamte Spritzflüssigkeit als auch nur einen Teil bzw. Anteil, insbesondere eine räumlich begrenzten Teil bzw. Anteil der Spritzflüssigkeit in der Spritzvorrichtung. Der räumlich begrenzte Teil bzw. Anteil der Spritzflüssigkeit kann bspw. der in einer Spritzdüseneinheit befindliche Teil an Spritzflüssigkeit sein.
Die Spritzflüssigkeit weist zumindest ein Wirkmittel auf. Die Spritzflüssigkeit kann jedoch auch zwei oder mehrere Wirkmittel aufweisen. Das Wirkmittel kann ein Spritzmittel, d.h. ein Präparat bzw. Pflanzenschutzmittel, insbesondere ein Pflanzenschutzmittelkonzentrat aufweisen. Das Wirkmittel kann demnach bspw. ein Herbizid, Fungizid oder ein Insektizid (Pestizid) aufweisen. Die Spritzflüssigkeit kann eine Spritzbrühe sein. Das Wirkmittel kann jedoch auch ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat aufweisen. Das Wirkmittel kann demnach einen Flüssigdünger und/oder einen Wachstumsregulator aufweisen. Das Wirkmittel kann als Flüssigkeit oder als Feststoff, bspw. in Form von Granulaten oder als voraufgelöster Feststoff, bspw. in Form von voraufgelösten Granulaten ausgebildet sein.
Die Spritzflüssigkeit weist bevorzugt ferner eine Flüssigkeit, insbesondere eine Trägerflüssigkeit zum Verdünnen des Wirkmittels auf. Unter einer Trägerflüssigkeit kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkeit verstanden werden, die ausgebildet ist, mit dem Wirkmittel vermischt zu werden, um ein Ausbringen bzw. Abgeben des Wirkmittel, bspw. des Pflanzenschutzmittels oder des Düngemittels zu ermöglichen oder zu verbessern. Denkbar ist auch, dass ein als Feststoff oder Granulat vorliegendes Wirkmittel in der Trägerflüssigkeit suspendiert wird. Denkbar ist ferner, dass ein in der Trägerflüssigkeit nicht-lösliches Wirkmittel in der Trägerflüssigkeit emulgiert wird. Die Trägerflüssigkeit ist bevorzugt Wasser.
Die Spritzflüssigkeit kann demnach ausgebildet sein als: Flüssigkeit, Suspension, Emulsion, Lösung oder eine Kombination daraus. Die Spritzflüssigkeit ist bevorzugt als mit Wasser verdünntes Pflanzenschutzmittel oder mit Wasser verdünntes Düngemittel ausgebildet.
Die Spritzvorrichtung weist einen Spritzflüssigkeitstank zur Aufnahme der Spritzflüssigkeit und zumindest eine Spritzdüseneinheit zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit auf. Die Spritzflüssigkeit kann von dem Spritzflüssigkeitstank mittels einer Spritzflüssigkeitsleitung bzw. mehrerer Spritzflüssigkeitsleitungen zu der Spritzdüseneinheit geführt bzw. geleitet werden. Unter einer Leitung bzw. Spritzflüssigkeitsleitung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Abschnitt der entsprechenden Leitung bzw. der Spritzflüssigkeitsleitung verstanden werden. Die Leitung kann als fluidische Verbindungsleitung, bspw. in Form eines Rohrs, Schlauchs, Kanals oder einer Röhre ausgebildet sein.
Die Spritzflüssigkeit kann fertig angemischt in den Spritzflüssigkeitstank der Spritzvorrichtung eingefüllt werden. Die Spritzflüssigkeit kann jedoch auch erst in der Spritzvorrichtung angemischt werden. Zum Anmischen der Spritzflüssigkeit kann die Spritzvorrichtung (in Strömungsrichtung der Spritzflüssigkeit) stromaufwärts des Spritzflüssigkeitstanks eine Mischeinheit aufweisen, in die die Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitstank der Spritzvorrichtung und das Wirkmittel aus einem Wirkmitteltank der Spritzvorrichtung geführt bzw. geleitet werden. Hierbei kann eine Flüssigkeitsfördereinheit vorgesehen sein, welche ausgebildet ist, die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank über eine Flüssigkeitsleitung zu der Mischeinheit gezielt bzw. definiert zu leiten bzw. zu fördern. Ferner kann eine Wirkmittelfördereinheit vorgesehen sein, welche ausgebildet ist, das Wirkmittel aus dem Wirkmitteltank über eine Wirkmittelleitung zu der Mischeinheit gezielt bzw. definiert bzw. dosiert zu leiten bzw. zu fördern. Die Fördereinheiten können eine oder mehrere Dosiereinheiten bzw. Dosierkomponenten aufweisen. Die Dosiereinheiten bzw. Dosierkomponenten können eine oder mehrere Pumpen bzw. Dosierpumpen und Ventile umfassen. Zumindest eine der Fördereinheiten kann ausgebildet sein, den Spritzdruck an der Spritzdüseneinheit, d.h. den Druck, mit dem die Spritzflüssigkeit ausgebracht wird, zu erzeugen.
Unter einer Mischeinheit kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Einheit verstanden werden, die ausgebildet ist, zumindest die Flüssigkeit und das Wirkmittel miteinander zu der Spritzflüssigkeit, bevorzugt möglichst homogen zu vermischen bzw. anzumischen. Die Mischeinheit kann ein Misch- und/oder Rührelement aufweisen, um die Flüssigkeit und das Wirkmittel aktiv miteinander zu vermischen. Das Rührelement kann als Rührflügel oder Propeller ausgebildet sein. Die Mischeinheit kann einen Mischtank mit zumindest je einen Einlass für die Flüssigkeit und das Wirkmittel aufweisen. D.h., mit anderen Worten, dass die Flüssigkeit und das Wirkmittel separat, d.h. mittels separater Leitungen unmittelbar in die Mischeinheit bzw. den Mischtank geführt werden können. Alternativ kann ein gemeinsamer Einlass an der Mischeinheit in Form eines T-Stücks vorgesehen sein, wobei das Wirkmittel zunächst der Flüssigkeit zugeführt bzw. in diese eingespeist und anschließend gemeinsam mit der Flüssigkeit in die Mischeinheit geführt wird. Die Mischeinheit bzw. der Mischtank kann mindestens einen Auslass für die vermischte bzw. angemischte Spritzflüssigkeit, bspw. in einem unteren Bereich aufweisen. Denkbar ist auch, dass die Mischeinheit als statische Mischeinheit bzw. Statikmischer ausgebildet ist. Die Mischeinheit kann jedoch auch nur als T-Stück ausgebildet sein, so dass eine passive Vermischung in ihr erfolgt.
Die Mischeinheit kann auch in dem Spritzflüssigkeitstank integriert sein. Demnach kann der Spritzflüssigkeitstank als Mischtank der Mischeinheit ausgebildet sein. Hierbei kann das Misch- und/oder Rührelement an bzw. in dem Spritzflüssigkeitstank angeordnet sein, um die Spritzflüssigkeit zu vermischen bzw. anzumischen.
Der Spritzflüssigkeitstank kann jedoch auch in der Spritzflüssigkeitsleitung stromabwärts der Mischeinheit angeordnet sein. D.h., mit anderen Worten, dass der Spritzflüssigkeitstank in Strömungsrichtung der Spritzflüssigkeit von der Mischeinheit zu der Spritzdüseneinheit hin hinter bzw. nach der Mischeinheit angeordnet ist. Der Spritzflüssigkeitstank kann somit räumlich in der Spritzflüssigkeitsleitung zwischen der Mischeinheit und der Spritzdüseneinheit angeordnet sein. Der Spritzflüssigkeitstank kann als Puffertank ausgebildet sein, so dass die Spritzflüssigkeit aus der Mischeinheit zunächst in den Puffertank führbar bzw. füllbar und aus dem Puffertank bedarfsgemäß zu der Spritzdüseneinheit führbar bzw. beförderbar bzw. leitbar ist.
Des Weiteren kann die Spritzvorrichtung eine Spritzflüssigkeitsfördereinheit aufweisen, welche in der Spritzflüssigkeitsleitung stromabwärts des Spritzflüssigkeitstanks bzw. Puffertanks angeordnet und/oder in diesem integriert ist. Die Spritzflüssigkeitsfördereinheit kann dann ausgebildet sein, die Spritzflüssigkeit aus dem Spritzflüssigkeitstank bzw. Puffertank unter Druck bzw. unter einem definierten Druck zu den Spritzdüsen bzw. Spritzdüseneinheiten zu leiten. Die Spritzflüssigkeitsfördereinheit kann insbesondere ausgebildet sein, einen konstanten Druck zu erzeugen, d.h. als Konstantdrucksystem ausgebildet sein, um einen konstanten bzw. gleichmäßigen Spritzdruck an den Spritzdüsen bzw. Spritzdüseneinheiten zu erzeugen. Da der definierte Spritzdruck von der Spritzflüssigkeitsfördereinheit erzeugt wird, können die Fördereinheiten stromaufwärts des Puffertanks, d.h. die Flüssigkeitsfördereinheit und die Wirkmittelfördereinheit sehr einfach ausgestaltet sein, da sie lediglich die Aufgabe der Zuführung der Flüssigkeit bzw. des Wirkmittels in den Puffertank übernehmen müssen.
Ist die Spritzflüssigkeitsfördereinheit in dem Puffertank integriert, kann der Puffertank als Druckspeicher, bspw. mit Medientrennung (Spritzflüssigkeit - Luft) ausgebildet sein. Die Druckregelung in dem Puffertank kann dann über ein pneumatisches Druckregelventil erfolgen, so dass mögliche Druckschwankungen im System reduziert werden können. Bevorzugt ist die Spritzflüssigkeitsfördereinheit jedoch stromabwärts des Spritzflüssigkeitstanks angeordnet, wodurch der Puffertank drucklos ausgebildet sein kann. Hierbei kann der Puffertank bspw. mittels einer Entlüftungsbohrung drucklos ausgebildet sein. Die Entlüftungsbohrung kann ein Entlüftungsventil aufweisen. D.h., mit anderen Worten, dass der Puffertank mit der Umgebung fluidisch verbunden bzw. bei einem definierten Innendruck verbindbar ist, so dass er drucklos ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme müssen die Flüssigkeitsfördereinheit und die Wirkstofffördereinheit vorteilhafterweise nicht mehr gegen den hohen Systemdruck sondern lediglich gegen den Umgebungsdruck (und den sich aufgrund von Strömungsverlusten einstellenden Gegendruck) arbeiten, so dass die Druckanforderungen an die entsprechenden Pumpen bzw. Dosierpumpen weiter reduziert werden. Beispielsweise kann die Flüssigkeitsfördereinheit eine einfache Strömungspumpe bzw. Förderpumpe aufweisen, die über eine reine Ein/Aus-Funktionalität verfügt. In Verbindung mit einem Volumenstromzähler kann dann über das Volumenstromsignal und dem vorher eingestellten Mischungsverhältnis der notwendige Dosiervolumenstrom des Wirkstoffs ermittelt und die Wirkstoffdosierpumpe angesteuert werden. Alternativ kann die Flüssigkeitsfördereinheit eine Dosierpumpe mit festem Förderverhältnis (ohne Messung des Fördervolumens) aufweisen. Außerdem ist es denkbar, dass die Flüssigkeitsfördereinheit ein einfaches Ventil oder Proportionalventil in Verbindung mit einem Volumenstromzähler und einer Konstantdruckquelle in der Flüssigkeitsleitung aufweist. Denkbar ist auch, dass die Flüssigkeitsfördereinheit eine Konstantdruckquelle und eine Dosierblende aufweist. Die Wirkstofffördereinheit kann alternativ zu der Dosierpumpe eine einfache Förderpumpe in Verbindung mit einem Volumenstromzähler (Regelung) aufweisen. Die Wirkstofffördereinheit kann hierbei zusätzlich mindestens eine Dosierblende aufweisen. Außerdem kann der Pufferspeicher sehr einfach und im Wesentlichen ohne statische Erfordernisse ausgelegt werden, wodurch die Gesamtkosten weitere reduziert werden können.
Die Spritzdüseneinheit weist jeweils mindestens eine Spritzdüse zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit und mindestens ein Ventil zum Steuern bzw. Regeln der ausgebrachten Spritzflüssigkeitsmenge auf. Demnach ist die Spritzdüseneinheit steuerbar bzw. betätigbar, d.h. öffenbar und schließbar ausgebildet. Bevorzugt ist jede der Spritzdüseneinheiten, insbesondere in Abhängigkeit von der Eigenschaftsinformation in dem zugehörigen Durchflussbereich separat ansteuerbar. Das Ventil kann in der Spritzdüse angeordnet bzw. integriert sein. Das Ventil kann jedoch auch der Spritzdüse vorgeschaltet, d.h. (in Strömungsrichtung der Spritzflüssigkeit) stromaufwärts der Spritzdüse angeordnet sein. Die Spritzdüseneinheit kann jedoch auch mehrere Spritzdüsen mit jeweils einem vorgeschalteten Ventil aufweisen. Die Spritzdüseneinheit kann ferner auch mehrere Spritzdüsen mit nur einem den Spritzdüsen vorgeschalteten Ventil aufweisen, so dass bei Betätigung des Ventils die Spritzflüssigkeit mittels aller Spritzdüsen der Spritzdüseneinheit ausgebracht wird. Demnach kann die Spritzdüseneinheit als Teilbreite eines Düsensystems ausgebildet sein. Die Spritzdüseneinheit kann außerdem eine Endmischeinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, die Spritzflüssigkeit mit der Flüssigkeit und/oder dem Wirkmittel und/oder einem weiteren Wirkmittel - welche mittels entsprechender Leitungen zu der Endmischeinheit leitbar bzw. führbar sind - zu vermischen. Hierbei ist es vorteilhaft eine Kombination der Endmischeinheit mit der vorangehend beschriebenen Mischeinheit, welche in diesem Fall als Vormischeinheit ausgebildet wäre, vorzusehen, um ein zweistufiges Mischsystem zu erhalten.
Der Durchflussbereich der Spritzdüseneinheit, in dem die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit erfasst wird, ist ein mit Spritzflüssigkeit durchfließbarer Bereich. Hierbei handelt es sich demnach um einen Bereich, welcher insbesondere während eines Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit mit der Spritzflüssigkeit in Kontakt bzw. in Berührung kommt. Der Durchflussbereich ist bevorzugt angeordnet in zumindest einer Komponente, welche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Spritzdüse, Ventil, Spritzflüssigkeitsleitung der Spritzflüssigkeitseinheit. Der Durchflussbereich kann einen Abschnitt eines Innenraums oder den gesamten Innenraum der entsprechenden Komponente umfassen. Bevorzugt ist der Durchflussbereich in oder unmittelbar vor der bzw. den Spritzdüsen angeordnet.
Die Sensoreinheit kann ein Sensorelement bzw. einen Sensor oder auch mehrere Sensorelemente bzw. Sensoren aufweisen. Die Sensoreinheit kann in dem Durchflussbereich angeordnet sein. Hierbei kann die Sensoreinheit in direktem Kontakt mit der Spritzflüssigkeit sein, um die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit zu erfassen. Die Sensoreinheit kann jedoch auch außerhalb des Durchflussbereiches angeordnet sein. Hierbei kann die Sensoreinheit ausgebildet sein, die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit kontaktlos zu erfassen. Die Sensoreinheit kann ausgebildet sein, zusätzlich zu der Eigenschaftsinformation eine Temperatur der Spritzflüssigkeit in dem Durchflussbereich zu erfassen. Die Sensoreinheit kann eine Übertragungseinheit aufweisen. Die Übertragungseinheit kann ausgebildet sein, das Eigenschaftssignal mit erfassten Werten bzw. Messwerten der Eigenschaftsinformation drahtlos, bspw. über Funk, WLAN, Bluetooth etc., und/oder leitungsgebunden zu übertragen bzw. zu senden.
Das Eigenschaftssignal weist eine erfasste Eigenschaftsinformation bzw. einen erfassten Wert/Messwert der Eigenschaftsinformation auf. Hierbei wird jeweils ein Eigenschaftssignal jeweils eine Spritzdüseneinheit bzw. jeweils jede der Spritzdüseneinheiten empfangen. Jedes der Eigenschaftssignale weist wiederum jeweils eine Eigenschaftsinformation der entsprechenden Spritzflüssigkeit bzw. des entsprechenden Spritzflüssigkeitsanteils aus der jeweiligen Spritzdüseneinheit auf. Unter Verwendung der erfassten Eigenschaftsinformation bzw. des erfassten Werts der Eigenschaftsinformation ist eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelbar. D.h., mit anderen Worten, dass aus der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (direkt oder indirekt) ableitbar ist. Insbesondere sind die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit und die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit im Wesentlichen eindeutig voneinander abhängig. Die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit und die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit können hierbei linear voneinander abhängig sein. Demnach kann mittels der erfassten Eigenschaftsinformation bzw. des erfassten Werts der Eigenschaftsinformation auf die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit geschlossen werden. Die Eigenschaftsinformation kann eine physikalische und/oder chemische und/oder körperliche und/oder stoffliche Eigenschaft der Spritzflüssigkeit umfassen. Die erfasste Eigenschaftsinformation ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: elektrische Eigenschaft, insbesondere elektrische Leitfähigkeit oder Permitivität, optische Eigenschaft, insbesondere Absorptionseigenschaft, Emissionseigenschaft, Fluoreszenz, Schallgeschwindigkeit, oder Kombinationen daraus. Hierdurch kann sehr einfach mittels dem Fachmann bekannter Rechenverfahren eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelt werden. Bevorzugt ist die erfasste Eigenschaftsinformation eine elektrische Leitfähigkeit. Bevorzugt umfasst die erfasste Eigenschaftsinformation ferner einen Volumenstrom der Spritzflüssigkeit, so dass eine Menge der ausgebrachten Spritzflüssigkeit ermittelbar ist.
So ist beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit einer Lösung eine universelle physikalische Größe und gibt die Fähigkeit eines Stoffes an, elektrischen Strom zu leiten. Diese Leitfähigkeit hängt stark von der Menge gelöster Salze ab, die entweder bereits in den Wirkmitteln bzw. Spritzmitteln zu finden sind, bzw. extra von den Herstellern oder den Landwirten den Wirkmitteln hinzugefügt werden könnten. Neben der Leitfähigkeit können auch andere physikalisch messbaren Stoffgrößen zur Konzentrationsbestimmung des Wirkmittels genutzt werden. So ändert sich mit der Konzentration der Wirkmittel im Wasser aufgrund des Anteils ungelöster Partikel in der Lösung auch die Trübung der Lösung (und somit der Absorptionskoeffizient für Licht) oder auch die Schallgeschwindigkeit (insbesondere Abhängig von der Dichte und Kompressibilität des Mediums). Ebenso besteht die Möglichkeit z.B. über Fluoreszenzmessungen auf die Konzentration des Wirkmittels zu schließen. Hier könnte ebenfalls eine Art Tracer (z.B. Farbstoff) den Wirkmitteln hinzugefügt werden.
Die Schritte des Empfangens des Eigenschaftssignals und des Ausgebens des Informationssignals und/oder Steuersignals können mittels einer Steuereinrichtung durchgeführt werden. Die Ermittlung bzw. Berechnung der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit kann ebenfalls mittels der Steuereinrichtung und dem Fachmann bekannter Rechenverfahren durchgeführt werden. Unter einer Steuereinrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale und/oder Informations-/Datensignale ausgibt. Hierzu kann die Steuereinrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten der Eigenschaftssignale bzw. Eigenschaftsinformationen aufweisen. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein. Die Steuereinrichtung kann ferner zumindest eine Speichereinheit zum Speichern der Eigenschaftssignale bzw. Eigenschaftsinformationen aufweisen oder zu diesem Zweck mit einer Speichereinheit verbunden sein. Die Speichereinheit kann einen Cloud-Server, einen Flash-Speicher, einen EPROM oder eine magnetische Speichereinheit aufweisen. Die Steuereinrichtung kann außerdem zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen der Eigenschaftssignale und Ausgeben der Informationssignale und/oder Steuersignale aufweisen. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um die Signale drahtlos, bspw. über Funk, WLAN, Bluetooth etc., und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Kommunikationsschnittstelle kann hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung kann die Schnittstelle beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Steuereinrichtung umfasst. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstelle eigene, integrierte Schaltkreise aufweist oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen besteht. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung kann die Schnittstelle ein Softwaremodul sein, das bspw. auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden ist. Der Schritt des Ausgebens erfolgt in Abhängigkeit von dem Eigenschaftssignal bzw. der empfangenen Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit. D.h., mit anderen Worten, dass in Abhängigkeit von der Eigenschaftsinformation bzw. dem erfassten Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration bzw. dem ermittelten Wert der Wirkmittelkonzentration entschieden wird, ob ein Signal und/oder welche Art von Signal, ggf. auch mit welchem Inhalt ausgegeben wird.
Hierbei wird bevorzugt ein Schritt des Vergleichens der Werte der Eigenschaftsinformationen und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit mit einem vorgebbaren Referenzwert und/oder einem vorgebbaren Referenzwertebereich der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration durchgeführt, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal an die Anzeigeeinheit und/oder das Steuersignal an die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit auszugeben. Vorteilhaft ist es ferner, wenn alternativ oder zusätzlich ein Schritt des Vergleichens der Referenzgradientenwerte der Eigenschaftsinformationen und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit mit einem vorgebbaren Referenzgradienten der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration vorgesehen ist, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal an die Anzeigeeinheit und/oder das Steuersignal an die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit auszugeben. Im Rahmen dieser Erfindung umfasst der Begriff „vorgebbar“ auch den Begriff „vorgegeben“. Ferner umfasst im Rahmen dieser Erfindung der Schritt des Vergleichens von Werten auch einen Vergleich eines Verlaufs von Werten. In Abhängigkeit vom Vergleich kann dann wiederum entschieden werden, ob ein Signal ausgegeben wird und ggf. welche Art von Signal, d.h. mit welchem Inhalt. Bevorzugt wird das Informationssignal an die Anzeigeeinheit und/oder das Steuersignal an die Durchmischungseinheit ausgegeben, wenn zumindest der Wert einer Eigenschaftsinformation und/oder einer Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit den Referenzwert und/oder Referenzwertebereich und/oder Referenzgradientenwert erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon. Die Referenzwerte und/oder der Referenzgradientenwert kann insbesondere manuell eingegeben, berechnet und/oder aus einer Tabelle ausgelesen werden. Der Referenzwert und/oder der Referenzwertebereich und/oder der Referenzgradientenwert hängt insbesondere dem Wirkmittel ab. Bspw. könnte das Informationssignal und/oder Steuersignal bei einer Abweichung von 1% vom Mittelwert der Werte der Eigenschaftsinformation ausgegeben werden. Der Schritt des Vergleichens kann mittels der Recheneinheit der Steuereinrichtung durchgeführt werden.
Die Ändern der Wirkmittelkonzentration umfasst sowohl eine Änderung des Konzentrationswertes als auch eine Änderung der Konzentrationsverteilung in der Spritzflüssigkeit. Hierbei handelt es sich um eine definierte Änderung des Konzentrationswertes bzw. eine definierte Änderung der Konzentrationsverteilung.
Die Durchmischungseinheit ist ausgebildet, einen Durchmischungsvorgang in der Spritzflüssigkeit durchzuführen. Unter einem Vermischungsvorgang kann im Rahmen der Erfindung ein Durchmischen bzw. Vermische der Spritzflüssigkeit einem Durchflussbereich, insbesondere dem Spritzmitteltank und den Leitungen verstanden werden, um eine im Wesentlichen eine homogene Verteilung der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit zu erhalten. Der Durchmischungsvorgang kann für eine definierte bzw. vorgegebene Dauer durchführbar sein, d.h. automatisch nach einer definierten bzw. vorgegebenen Dauer stoppen. Die Durchmischungseinheit ist ausgebildet, die Spritzflüssigkeit mittels einer Zirkulationsleitung und/oder eines in einem Spritzflüssigkeitstank der Spritzvorrichtung angeordneten Rührelements zu durchmischen, um das Wirkmittel in der Spritzflüssigkeit gleichmäßig zu verteilen. Demnach kann die Durchmischungseinheit - analog zu einer Mischeinheit - ein motorisch antreibbares Misch- und/oder Rührelement aufweisen, um die Spritzflüssigkeit in dem Spritzflüssigkeitstank zu durchmischen. Das Rührelement kann hierbei als Rührflügel oder Propeller ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Durchmischungseinheit auch eine Zirkulationsleitung, mit bspw. einer separaten Zirkulationsfördereinheit mit einer Pumpe aufweisen, um die Spritzflüssigkeit über eine Zirkulationsleitung bzw. ein Zirkulationsleitungssystem aus dem Spritzflüssigkeitstank und wieder in diesen herein zu befördern bzw. leiten und dadurch zu vermischen. Anstatt einer separaten Zirkulationsfördereinheit kann auch die Spritzflüssigkeitsfördereinheit verwendet werden. Die Durchmischungseinheit kann ausgebildet sein, nach Aktivierung den Durchmischungsvorgang für eine definierte bzw. vorgegebene Dauer durchzuführen und dann automatisch zu stoppen.
Die Fördereinheit ist ausgebildet, mittels einer Pumpe, insbesondere einer Förderpumpe und einer Dosierpumpe die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit zu erhöhen bzw. einzustellen. Hierbei umfasst die Fördereinheit zur Erhöhung bzw. Einstellung der Wirkmittelkonzentration insbesondere die Flüssigkeitsfördereinheit mit der zugehörigen Pumpe, insbesondere Förderpumpe, sowie die Wirkmittelfördereinheit mit der zugehörigen Pumpe, insbesondere Dosierpumpe.
Das Steuersignal kann ausgebildet sein, die Durchmischungseinheit zu aktivieren, um den Durchmischungsvorgang zu starten. Hierbei kann das entsprechende Steuersignal ausgegeben werden, wenn zumindest der Wert einer Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit einen ersten Referenzwert und/oder einen ersten Referenzwertebereich und/oder einen ersten Referenzgradientenwert und/oder erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon, um die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit zu aktivieren und die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit zu ändern. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal auch ausgebildet sein, die Durchmischungseinheit zu deaktivieren, um den Durchmischungsvorgang zu beenden. Hierbei kann das entsprechende Steuersignal ausgegeben werden, wenn zumindest der Wert einer Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit einen zweiten Referenzwert und/oder einen zweiten Referenzwertebereich und/oder einen zweiten Referenzgradientenwert erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon, um die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit zu deaktivieren.
Das Informationssignal kann ausgebildet sein, die Anzeigeeinheit derart ansteuern, dass ein „einfaches“ Alarmsignal, bspw. in Form eines optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Signals von der Anzeigeeinheit ausgegeben wird. Hierbei kann in Abhängigkeit von dem Vergleich bspw. ein entsprechendes farbliches Signal ausgegeben werden. Das Informationssignal kann jedoch auch den Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration der Spritzflüssigkeit aufweisen, und ausgebildet sein, um auf der Anzeigeeinheit angezeigt zu werden. Die Anzeigeeinheit kann hierbei ein Display, ein Smartphone oder ein beliebiges anderes Endgerät, wie bspw. ein Tablet oder ein PC sein. Das Informationssignal kann bspw. ausgewählt sein aus der Liste bestehend aus: SMS, E-Mail, Push-Notification, Telefonanruf.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Informationssignal mit dem Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration der Spritzflüssigkeit „pauschal“ bei und/oder nach Beendigung des Durchmischungsvorgangs, insbesondere erst bzw. nur bzw. ausschließlich bei und/oder nach Beendigung des Durchmischungsvorgangs, und/oder während des Durchmischungsvorgangs, insbesondere während der gesamten Dauer des Durchmischungsvorgangs an die Anzeigeeinheit ausgegeben werden.
Das Verfahren zum Überwachen und/oder Ändern der Wirkmittelkonzentration kann automatisch oder manuell gestartet werden. Das Verfahren kann in Abhängigkeit von dem Vorhandensein einer Spritzflüssigkeit in dem Spritzflüssigkeitstank gestartet werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung ist es nunmehr möglich, auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Fehlapplikation im Sinne einer überhöhten oder verminderten (als der notwendigen) auf einem Feld ausgebrachten Wirkmittelmenge zu verhindern sowie eine Fehlererkennung bei Komponenten der Spritzvorrichtung durchzuführen. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, dass die jeweils tatsächlich am Ausbringpunkt, d.h. den Spritzdüseneinheiten anliegende und von der Wirkmittelkonzentration abhängige Eigenschaftsinformation in der Spritzflüssigkeit (sowie ggf. die Menge der ausgebrachten Spritzflüssigkeit) ermittelt und in Abhängigkeit davon dann ein Informationssignal ausgegeben wird, um bspw. den Landwirt in Kenntnis zu setzen, oder ein Steuersignal ausgegeben wird, um eine Abhilfemaßnahme durchzuführen. Dies ist äußerst wichtig, da die tatsächliche Wirkmittelkonzentration am Ausbringpunkt und damit an den einzelnen Spritzdüseneinheiten aus vielerlei Gründen von der gewünschten bzw. notwendigen Wirkmittelkonzentration abweichen kann.
Zum einen kann der anfängliche Mischvorgang der Spritzflüssigkeit zu kurz durchgeführt worden sein oder die Spritzflüssigkeit hat sich entmischt, so dass keine einheitlich Konzentrationsverteilung im Spritzflüssigkeitstank bzw. den Leitungen vorliegt. In diesem Fall schwankt der zeitliche Verlauf der Konzentration an den Spritzdüseneinheiten bzw. es liegt eine falsche Konzentration an den Spritzdüseneinheiten an. Als Abhilfemaßnahme kann die Durchmischungseinheit entweder durch den Landwirt manuell oder mittels der Steuereinrichtung automatisch gestartet werden, so dass die Spritzflüssigkeit durch die Zirkulationsleitung gepumpt oder über das Rührwerk durchmischt wird.
Zum anderen kann überwacht bzw. kontrolliert werden, ob die Dosierung richtig durchgeführt wurde bzw. eine Fehldosierung vorliegt oder gar das Wirkmittel absichtlich vom Händler / Zulieferer mit Wasser gestreckt und der Landwirt getäuscht wurde. Hierbei kann der Landwirt über eine Anzeigeeinheit darüber informiert werden, um die Applikation zu stoppen und/oder ggf. die Wirkmittelkonzentration über ein Nachdosieren von Wirkmittel und/oder Wasser zu korrigieren. Ferner besteht die Möglichkeit, die Qualität des Wirkmittels zu erkennen.
Es ist vorteilhaft, wenn ein Schritt des Vergleichens der Werte der Eigenschaftsinformationen und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit in den Spritzdüseneinheiten miteinander vorgesehen ist, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal an die Anzeigeeinheit und/oder das Steuersignal an die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit auszugeben. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Informationssignal an die Anzeigeeinheit und/oder das Steuersignal an die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit ausgegeben wird, wenn die Werte der Eigenschaftsinformationen und/oder Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit gleich sind und/oder bei einer definierten Abweichung der Werte zumindest zweier Eigenschaftsinformationen und/oder Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit. Hierbei kann das Steuersignal ausgegeben werden bei einer definierten Abweichung der Werte zumindest zweier Eigenschaftsinformationen und/oder Wirkmittelkonzentrationen, um die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit zu aktivieren und die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit zu ändern. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal auch ausgegeben werden, wenn die Werte der Eigenschaftsinformationen und/oder Wirkmittelkonzentrationen gleich sind, um die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit zu deaktivieren. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn ansonsten - d.h. keiner der vorangehend genannten Fälle eintritt - nach einer definierten Dauer nach Aktivierung der Durchmischungseinheit, die Durchmischungseinheit vorzeitig deaktiviert wird und anschließend die Fördereinheit aktiviert wird. Vorteilhaft ist es ferner, wenn ansonsten nach einer definierten Dauer nach Aktivierung der Durchmischungseinheit und/oder der Fördereinheit, die Durchmischungseinheit und/oder die Fördereinheit vorzeitig deaktiviert wird und das Informationssignal ausgegeben wird. Durch den Vergleich können insbesondere Spritzdüseneinheiten detektiert werden, in deren Durchflussbereich eine Spritzflüssigkeit mit einer von der gewünschten abweichenden Wirkmittelkonzentration vorliegt. In diesem Fall liegt eine Inhomogenität an den Spritzdüseneinheiten untereinander vor. Hierbei kann zunächst als Abhilfemaßnahme die Durchmischungseinheit aktiviert werden, um die Homogenität wieder herzustellen. Ist keine Durchmischungseinheit vorhanden oder liegt trotz Durchmischungsvorgang nach einer definierten Zeit immer noch keine Homogenität vor, so kann hier entweder - nach der Ausgabe des Informationssignals - durch den Landwirt selbst oder - nach der Ausgabe des Steuersignals - mittels der Fördereinheit die mittlere Wirkmittelkonzentration angehoben werden, damit an der Spritzdüseneinheit mit der geringsten Wirkmittelkonzentration das Wirkmittel in einer noch wirksamen Konzentration vorliegt, um eine Minderdosierung mit der Gefahr der Resistenzbildung zu vermeiden. Kann eine (Re-) Kalibrierung nicht erfolgen oder führt sie zu keinem Erfolg, so kann/muss die Applikation abgebrochen. Ferner deutet dies auf einen Mangel oder Defekt der Spritzdüseneinheit bzw. des entsprechenden Ventils hin, weshalb dieses beispielsweise gesäubert oder ausgetauscht werden könnte.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Wert und/oder Referenzwert und/oder Referenzwertebereich und/oder Referenzgradientenwert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration unter Verwendung der mittels einer weiteren Sensoreinheit erfassten Eigenschaftsinformation einer Trägerflüssigkeit der Spritzflüssigkeit ermittelt wird. Durch diese Maßnahme kann das Verfahren noch präziser durchgeführt werden, da die tatsächliche Eigenschaftsinformation der Trägerflüssigkeit ohne Wirkmittel als „Basiswert“ erfasst wird und bei der Ermittlung der o.g. Werte berücksichtigt bzw. herausgerechnet wird.
Vorteilhaft ist es auch, wenn zumindest ein Wert und/oder Referenzwert und/oder Referenzwertebereich und/oder Referenzgradientenwert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration unter Verwendung einer mittels der Sensoreinheit erfassten Temperatur der Spritzflüssigkeit und/oder der Trägerflüssigkeit ermittelt wird. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Temperatur an der Stelle erfasst wird, an der auch die entsprechende Eigenschaftsinformation erfasst wird. Da die Temperatur in der Regel einen Einfluss auf die Eigenschaftsinformation (Leitfähigkeit, Dichte, etc.) hat, kann durch Berücksichtigung dieses Faktors bei der Erfassung bzw. Ermittlung der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration das Verfahren noch präziser durchgeführt werden. Ferner kann hierdurch auch eine Entmischung der Spritzflüssigkeit (am Erfassungspunkt) detektiert werden.
Für die Detektion der Eigenschaftsinformation mittels Absorption kann analog zu der Temperatur auch der Druck gemessen werden, so dass die Sensoreinheit hierfür alternativ oder zusätzlich einen Drucksensor aufweisen kann.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Spritzvorrichtung;
2 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung; und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen und/oder Ändern einer Wirkmittelkonzentration.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird.
In 1 ist eine schematische Darstellung einer Spritzvorrichtung dargestellt, welche in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.
Die Spritzvorrichtung 10 weist einen Flüssigkeitstank 12 mit einer Flüssigkeit 14 und einen Wirkmitteltank 16 mit einem Wirkmittel 18 auf. Die Flüssigkeit 14 ist eine Trägerflüssigkeit 14 bzw. Wasser 14.
Die Spritzvorrichtung 10 weist ferner eine statische Mischeinheit 20 auf. Die statische Mischeinheit 20 ist über eine Flüssigkeitsleitung 22 fluidisch mit dem Flüssigkeitstank 12 verbunden. In der Flüssigkeitsleitung 22 ist eine Flüssigkeitsfördereinheit 24 angeordnet, um die Flüssigkeit 22 der statischen Mischeinheit 20 zuführen bzw. in diese leiten zu können. Die Flüssigkeitsfördereinheit 24 weist hierbei eine Förderpumpe 26 und einen Volumenstromzähler 28 auf. Analog ist die die statische Mischeinheit 20 ferner über eine Wirkmittelleitung 30 mit dem Wirkmitteltank 16 verbunden. In der Wirkmittelleitung 30 ist wiederum eine Wirkmittelfördereinheit 32 angeordnet, um das Wirkmittel 18 der statischen Mischeinheit 20 zuführen bzw. in diese leiten zu können. Die Wirkmittelfördereinheit 32 weist hierbei eine Dosierpumpe 34 auf.
Demnach erfolgt mittels der statischen Mischeinheit 20 eine Vermischung des Wirkmittels 18 mit der Trägerflüssigkeit 14 zu einer Spritzflüssigkeit 36.
Um eine größere Dosierbandbreite bei einer hohen Dosiergenauigkeit zu erreichen, ist stromabwärts der statischen Mischeinheit 20 in einer Spritzflüssigkeitsleitung 38 ein Spritzflüssigkeitstank 40 angeordnet Der Spritzflüssigkeitstank 40 ist hierbei als Puffertank 40 ausgebildet. Der Spritzflüssigkeitstank 40 bzw. Puffertank 40 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass die Spritzflüssigkeit 36 aus der statischen Mischeinheit 20 in diesen gefüllt wird, um dann aus dem Spritzflüssigkeitstank 40 an ein Düsensystem 42 mit Spritzdüseneinheiten 44 geleitet zu werden. Jede der Spritzdüseneinheiten 44 weist eine Spritzdüse 46 zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit 36 und ein Ventil 48 zum Steuern bzw. Regeln der ausgebrachten Spritzflüssigkeitsmenge auf.
Die Spritzvorrichtung 10 weist ferner zum Einstellen des Spritzdrucks an den Spritzdüseneinheiten 44 eine Spritzflüssigkeitsfördereinheit 50 auf, welche ausgebildet ist, das Spritzflüssigkeit 36 aus dem Spritzflüssigkeitstank 40 unter Druck bzw. unter einem definierten Druck dem Düsensystem 42 bzw. den Spritzdüseneinheiten 44 zuzuführen. Die Spritzflüssigkeitsfördereinheit 50 weist hierbei eine Konstantdruckquelle mit einer Pumpe 52 auf.
Um nun die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 in den Spritzdüsenvorrichtungen 44 überwachen und/oder ändern zu können, weist die Spritzvorrichtung 10 ferner Sensoreinheiten 54, eine Durchmischungseinheit 56 zum Durchmischen der Spritzflüssigkeit 36 und eine Steuereinrichtung 58 zum Steuern der Durchmischungseinheit 56 auf. Jeweils eine Sensoreinheit 54 ist in jeweils einem Durchflussbereich 60 einer der Spritzdüseneinheiten 44 bzw. Spritzdüse 46 angeordnet. Die Sensoreinheiten 54 sind jeweils ausgebildet in dem Durchflussbereich 60 der entsprechenden Spritzdüseneinheit eine Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit 36 zu erfassen, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 ermittelbar ist. Die Durchmischungseinheit 56 weist eine Zirkulationsleitung 61 auf, um die Spritzflüssigkeit 36 wieder in den Spritzflüssigkeitstank 40 leiten bzw. mittels der Spritzflüssigkeitsfördereinheit 50 pumpen zu können. In 2 wird nachfolgend erläutert, wie die Überwachung und/oder Änderung der Wirkmittelkonzentration mittels der Steuereinrichtung 58 erfolgt.
Wie aus 2 näher ersichtlich, ist die Steuereinrichtung 58 eingerichtet, Eigenschaftssignale 62 mit einer mittels der Sensoreinheiten 54 der Spritzvorrichtung 10 in den entsprechenden Durchflussbereichen 60 der Spritzdüseneinheiten 44 erfassten Eigenschaftsinformationen 64 der Spritzflüssigkeit 36 zu empfangen. Die Eigenschaftsinformationen 64 umfassen hierbei jeweils eine elektrische Leitfähigkeit und eine Temperatur der Spritzflüssigkeit 36 und einen Volumenstrom der ausgebrachten Spritzflüssigkeit 36. Demnach weisen die Sensoreinheiten 54 jeweils einen Sensor zur Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit und einen Sensor zur Erfassung der Temperatur sowie einen Durchflusssensor bzw. Volumenstromzähler zur Erfassung der ausgebrachten Spritzflüssigkeitsmenge auf. Die Steuereinrichtung 58 ist außerdem eingerichtet, ein Informationssignal 66 an eine Anzeigeeinheit 68 und/oder ein Steuersignal 70 an die Durchmischungseinheit 56 und/oder ein Steuersignal 72 an die Fördereinheit 24, 32 in Abhängigkeit von zumindest einer der Eigenschaftsinformationen 64 der Spritzflüssigkeit 36 und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 64 ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 auszugeben, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 zu überwachen und/oder zu ändern.
Hierbei ist die Steuereinrichtung 58 eingerichtet, mittels einer Recheneinheit 74 die Werte der Eigenschaftsinformationen 64 und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit 36 in den Spritzdüseneinheiten 44 miteinander zu vergleichen, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal 66 an die Anzeigeeinheit 68 und/oder das Steuersignal 70, 72 an die Durchmischungseinheit 56 und/oder die Fördereinheit 24, 32 auszugeben. Die Recheneinheit 74 ist ferner ausgebildet, unter Verwendung der Eigenschaftsinformationen 64 eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 zu ermitteln. Das Steuersignal 70, 72 wird zum einen bei einer definierten Abweichung der Werte zumindest zweier Eigenschaftsinformationen 64 und/oder Wirkmittelkonzentrationen ausgegeben. Hierbei ist das Steuersignal 70, 72 ausgebildet, die Durchmischungseinheit 54 und/oder die Fördereinheit 24, 32 zu aktivieren, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 zu ändern bzw. zu erhöhen. Das Steuersignal 70, 72 wird zum anderen dann ausgegeben, wenn die Werte der Eigenschaftsinformationen 64 und/oder Wirkmittelkonzentrationen gleich sind. Hierbei ist das Steuersignal 70, 72 ausgebildet, die Durchmischungseinheit 54 und/oder die Fördereinheit 24, 32 zu deaktivieren. Die Steuereinrichtung 58 weist ferner eine Speichereinheit 76 zum Speichern der Eigenschaftsinformationen 64 und der ermittelten Werte auf.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Überwachen und/oder Ändern einer Wirkmittelkonzentration in einer Spritzflüssigkeit 36 einer Spritzvorrichtung 10 mit einer Vielzahl von Spritzdüseneinheiten 44 zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit 36, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 102 des Empfangens jeweils eines Eigenschaftssignals 62 mit einer mittels einer Sensoreinheit 54 der Spritzvorrichtung 10 in einem Durchflussbereich 60 jeweils einer der Spritzdüseneinheiten 44 erfassten Eigenschaftsinformation 64 der Spritzflüssigkeit 36, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 64 eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 ermittelbar ist. Das Verfahren 100 umfasst schließlich einen Schritt 106 des Ausgebens eines Informationssignals 66 an eine Anzeigeeinheit 68 und/oder eines Steuersignals 70, 72 an eine Durchmischungseinheit 56 und/oder eine Fördereinheit 24, 32 der Spritzvorrichtung 10 in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation 64 der Spritzflüssigkeit 36 und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 64 ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 in den Spritzdüseneinheiten 44 zu überwachen und/oder zu ändern. Optional umfasst das Verfahren 100 noch einen Schritt 104 des Vergleichens der Werte der Eigenschaftsinformationen 64 und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit 36 in den Spritzdüseneinheiten 44 miteinander, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal 66 an die Anzeigeeinheit 68 und/oder das Steuersignal 70, 72 an die Durchmischungseinheit 56 und/oder die Fördereinheit 24, 32 auszugeben.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011052030 A1 [0003]
DE 102009026234 A1 [0004]

Claims

Verfahren (100) zum Überwachen und/oder Ändern einer Wirkmittelkonzentration in einer Spritzflüssigkeit (36) einer Spritzvorrichtung (10) mit einer Vielzahl von Spritzdüseneinheiten (44) zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit (36), insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit den Schritten: - Empfangen (102) jeweils eines Eigenschaftssignalen (62) mit einer mittels einer Sensoreinheit (54) der Spritzvorrichtung (10) in einem Durchflussbereich (60) jeweils einer der Spritzdüseneinheiten (44) erfassten Eigenschaftsinformation (64) der Spritzflüssigkeit (36), wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (64) eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) ermittelbar ist; und - Ausgeben (106) eines Informationssignals (66) an eine Anzeigeeinheit (68) und/oder eines Steuersignals (70, 72) an eine Durchmischungseinheit (56) und/oder eine Fördereinheit (24, 32) der Spritzvorrichtung (10) in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation (64) der Spritzflüssigkeit (36) und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (64) ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36), um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) in den Spritzdüseneinheiten (44) zu überwachen und/oder zu ändern.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: - Vergleichen (104) der Werte der Eigenschaftsinformationen (64) und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit (36) in den Spritzdüseneinheiten (44) miteinander, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal (66) an die Anzeigeeinheit (68) und/oder das Steuersignal (70, 72) an die Durchmischungseinheit (56) und/oder die Fördereinheit (24, 32) auszugeben.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: - Vergleichen (104') der Werte der Eigenschaftsinformationen (64) und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit (36) mit einem vorgebbaren Referenzwert und/oder einem vorgebbaren Referenzwertebereich der Eigenschaftsinformation (64) und/oder der Wirkmittelkonzentration, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal (66) an die Anzeigeeinheit (68) und/oder das Steuersignal (70, 72) an die Durchmischungseinheit (56) und/oder die Fördereinheit (24, 32) auszugeben.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: - Vergleichen (104") der Referenzgradientenwerte der Eigenschaftsinformationen (64) und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit (36) mit einem vorgebbaren Referenzgradienten der Eigenschaftsinformation (64) und/oder der Wirkmittelkonzentration, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal (66) an die Anzeigeeinheit (68) und/oder das Steuersignal (70, 72) an die Durchmischungseinheit (56) und/oder die Fördereinheit (24, 32) auszugeben.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wert und/oder Referenzwert und/oder Referenzwertebereich und/oder Referenzgradientenwert der Eigenschaftsinformation (64) und/oder der Wirkmittelkonzentration unter Verwendung der mittels einer weiteren Sensoreinheit (54) erfassten Eigenschaftsinformation (64) einer Trägerflüssigkeit (14) der Spritzflüssigkeit (36) ermittelt wird.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wert und/oder Referenzwert und/oder Referenzwertebereich und/oder Referenzgradientenwert der Eigenschaftsinformation (64) und/oder der Wirkmittelkonzentration unter Verwendung einer mittels der Sensoreinheit (54) erfassten Temperatur der Spritzflüssigkeit (36) und/oder der Trägerflüssigkeit (14) ermittelt wird.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal (66) an die Anzeigeeinheit (68) und/oder das Steuersignal (70, 72) an die Durchmischungseinheit (56) und/oder die Fördereinheit (24, 32) ausgegeben wird, wenn die Werte der Eigenschaftsinformationen (64) und/oder Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit (36) gleich sind und/oder bei einer definierten Abweichung der Werte zumindest zweier Eigenschaftsinformationen (64) und/oder Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit (36).
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal (66) an die Anzeigeeinheit (68) und/oder das Steuersignal (70, 72) an die Durchmischungseinheit (56) und/oder die Fördereinheit (24, 32) ausgegeben wird, wenn zumindest der Wert einer Eigenschaftsinformation (64) und/oder einer Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) den Referenzwert und/oder Referenzwertebereich und/oder Referenzgradientenwert erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das entsprechende Steuersignal (70, 72) ausgegeben wird, - bei einer definierten Abweichung der Werte zumindest zweier Eigenschaftsinformationen (64) und/oder Wirkmittelkonzentrationen, und/oder - wenn zumindest der Wert einer Eigenschaftsinformation (64) und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) einen ersten Referenzwert und/oder einen ersten Referenzwertebereich und/oder einen ersten Referenzgradientenwert und/oder erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon, um die Durchmischungseinheit (56) und/oder die Fördereinheit (24, 32) zu aktivieren und die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) zu ändern.
Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das entsprechende Steuersignal (70, 72) ausgegeben wird, wenn - die Werte der Eigenschaftsinformationen (64) und/oder Wirkmittelkonzentrationen gleich sind, und/oder - zumindest der Wert einer Eigenschaftsinformation (64) und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) einen zweiten Referenzwert und/oder einen zweiten Referenzwertebereich und/oder einen zweiten Referenzgradientenwert erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon, um die Durchmischungseinheit (56) und/oder die Fördereinheit (24, 32) zu deaktivieren.
Verfahren (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ansonsten nach einer definierten Dauer nach Aktivierung der Durchmischungseinheit (56), die Durchmischungseinheit (56) vorzeitig deaktiviert wird und anschließend die Fördereinheit (24, 32) aktiviert wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ansonsten nach einer definierten Dauer nach Aktivierung der Durchmischungseinheit (56) und/oder der Fördereinheit (24, 32), die Durchmischungseinheit (56) und/oder die Fördereinheit (24, 32) vorzeitig deaktiviert wird und das Informationssignal (66) ausgegeben wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmischungseinheit (56) ausgebildet ist, die Spritzflüssigkeit (36) mittels einer Zirkulationsleitung (61) und/oder eines in einem Spritzflüssigkeitstank (40) der Spritzvorrichtung (10) angeordneten Rührelements zu durchmischen, um das Wirkmittel in der Spritzflüssigkeit (36) gleichmäßig zu verteilen und/oder die Fördereinheit (24, 32) ausgebildet ist, mittels einer Pumpe (26, 34), insbesondere einer Förderpumpe (26) und einer Dosierpumpe (34) die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) zu erhöhen.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal (66) Werte der Eigenschaftsinformationen (64) und/oder der Wirkmittelkonzentrationen in der Spritzflüssigkeit (36) aufweist, um auf der Anzeigeeinheit angezeigt zu werden.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Eigenschaftsinformation (64) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: elektrische Eigenschaft, insbesondere elektrische Leitfähigkeit oder Permitivität, optische Eigenschaft, insbesondere Absorptionseigenschaft, Emissionseigenschaft, Fluoreszenz, Schallgeschwindigkeit, oder Kombinationen daraus.
Verfahren (100) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Eigenschaftsinformation (64) ferner einen Volumenstrom der Spritzflüssigkeit (36) umfasst, so dass eine Menge der ausgebrachten Spritzflüssigkeit (36) ermittelbar ist.
Steuereinrichtung (58) die dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Spritzvorrichtung (10) mit einer Vielzahl von Spritzdüseneinheiten (44) zum Ausbringen einer ein Wirkmittel (18) aufweisenden Spritzflüssigkeit (36), insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit: - einer Durchmischungseinheit (56) zum Durchmischen der Spritzflüssigkeit (36) und/oder einer Fördereinheit (24, 32) zum Einstellen einer Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36); - Sensoreinheiten (54) zum Erfassen jeweils einer Eigenschaftsinformation (64) der Spritzflüssigkeit (36) in einem Durchflussbereich (60) jeweils einer der Spritzdüseneinheiten (44), wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (64) eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) ermittelbar ist; und - einer Steuereinrichtung (58) nach Anspruch 15, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzdüseneinheit (44) zu überwachen und/oder zu ändern.
Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 19.