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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Wirkmittelkonzentration und/oder Steuern eines Vermischungsvorgangs in einer Spritzflüssigkeit in einem Spritzflüssigkeitstank einer Spritzvorrichtung zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, sowie eine derartige Spritzvorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Steuereinrichtung und ein Computerprogramm.
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Bei den heute verwendeten Feldspritzen werden die angemischten Spritzflüssigkeiten bzw. Spritzbrühen über eine gewisse Zeit mittels eines Rührwerks gerührt oder über ein Kreislaufsystem gepumpt und damit vermischt. Die Zeit, die dazu benötigt wird ergibt sich aus Erfahrungswerten und wird aus diesem Grund nicht exakt die Zeit entsprechen, die wirklich benötigt wird, die Spritzflüssigkeit soweit zu vermischen, dass eine nahezu homogene Konzentrationsverteilung der Wirkstoffe im Spritzflüssigkeitstank vorliegt. Wird zu kurz vermischt, so ergeben sich im Tank große Konzentrationsunterschiede, sodass entweder zu viel oder zu wenig von dem Wirkstoff ausgebracht wird, was wiederum den Erfolg der Applikation vermindert. Dies führt z.B. dazu, dass zu wenig Düngemittel ausgebracht wird, was zu einem verminderten Ertrag, oder zu wenig Pflanzenschutzmittel ausgebracht wird, was zu einer verminderten Unkrautvernichtung und auch zu Resistenzbildung führen kann. Wird zum anderen zu viel Düngemittel ausgebracht, so führt das zu einer Überdüngung. Die Pflanzen können den angebotenen Stickstoff nicht mehr aufnehmen, die Böden versauern, das Grundwasser wird verunreinigt und die Gewässer werden überdüngt. Bei zu viel Pflanzenschutzmittel werden die Nutzpflanzen unnötig geschädigt, was auch zu einer Ertragsminderung führt. Wird zu lange vermischt, so kostet das dem Landwirt unnötig Zeit. Neben einer fehlerhaften Vermischung vor der Applikation kann es aber auch zu einer Entmischung im Spritzflüssigkeitstank kommen. Die angesetzte Spritzflüssigkeit entmischt sich nach einer gewissen Zeit, es trennen sich vor allem feste und ölige Bestandteile. Auf jeden Fall hat der Landwirt heute keine Sicherheit über den Mischgrad und über die Zusammensetzung in seinem Spritzflüssigkeitstank.
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Die
DE 10 2009 006 803 A1 offenbart eine landwirtschaftliche Feldspritze mit einem Rührorgan, welches in Abhängigkeit von einem Füllstand eines Flüssigkeitstanks ansteuerbar ist.
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Die
DE 10 2009 026 234 A1 offenbart eine Feldspritze mit Sensoren zur Ermittlung und Einstellung einer Wirkstoffkonzentration in einer Spritzflüssigkeit.
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Offenbarung der Erfindung
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen einer Wirkmittelkonzentration und/oder Steuern eines Vermischungsvorgangs in einer Spritzflüssigkeit in einem Spritzflüssigkeitstank einer Spritzvorrichtung zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit den Schritten:
- - Empfangen zumindest eines Eigenschaftssignals mit einer mittels einer Sensoreinheit der Spritzvorrichtung in zumindest einem Durchflussbereich des Spritzflüssigkeitstanks 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 Vermischungseinheit des Spritzflüssigkeitstanks 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 dem Spritzflüssigkeitstank zu überwachen und/oder den Vermischungsvorgang zu steuern.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines vorangehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen.
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Spritzvorrichtung zum Ausbringen einer ein Wirkmittel aufweisenden Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit:
- - einem Spritzflüssigkeitstank zur Aufnahme der Spritzflüssigkeit;
- - einer Vermischungseinheit zum Vermischen der Spritzflüssigkeit in dem S pritzfl üssigkeitstan k;
- - einer Sensoreinheit zum Erfassen einer Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit in zumindest einem Durchflussbereich des Spritzflüssigkeitstanks, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelbar ist; und
- - einer vorangehend beschriebenen Steuereinrichtung, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit zu überwachen und/oder die Vermischungseinheit zu steuern.
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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.
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Unter einem Vermischungsvorgang kann im Rahmen der Erfindung ein Vermischen bzw. Durchmischen der Spritzflüssigkeit in dem Spritzflüssigkeitstank verstanden werden, um eine im Wesentlichen homogene Verteilung der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit zu erhalten. Der Vermischungsvorgang kann für eine definierte bzw. vorgegebene Dauer durchführbar sein, d.h. automatisch nach einer definierten bzw. vorgegebenen Dauer stoppen. Der Vermischungsvorgang wird mittels einer Vermischungseinheit durchgeführt. Die Vermischungseinheit ist hierbei ausgebildet, die Spritzflüssigkeit in dem Spritzflüssigkeitstank zu vermischen. Die Vermischungseinheit kann ausgebildet sein, nach Aktivierung den Vermischungsvorgang für eine definierte bzw. vorgegebene Dauer durchzuführen und dann automatisch zu stoppen. Die Vermischungseinheit kann - analog zu einer Mischeinheit - ein motorisch antreibbares Misch- und/oder Rührelement aufweisen, um die Spritzflüssigkeit in dem Spritzflüssigkeitstank zu vermischen. Das Rührelement kann als Rührflügel oder Propeller ausgebildet sein. Die Vermischungseinheit kann auch eine separate 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.
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Unter einem landwirtschaftlichen Zweck kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zweck verstanden werden, der auf eine wirtschaftliche Kultivierung von Nutzpflanzen gerichtet ist.
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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.
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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.
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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 dem Spritzflüssigkeitstank befindliche Teil an Spritzflüssigkeit sein.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 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.
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Der Durchflussbereich des Spritzflüssigkeitstanks, in dem die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit erfasst wird, ist ein mit Spritzflüssigkeit durchfließbarer Bereich. D.h., mit anderen Worten, dass der Durchflussbereich mit der Spritzflüssigkeit in Kontakt bzw. in Berührung kommt. Der Durchflussbereich ist somit in einem Innenraum des Spritzflüssigkeitstanks angeordnet. Der Durchflussbereich kann einen Abschnitt dieses Innenraums oder den gesamten Innenraum des Spritzflüssigkeitstanks umfassen. Der Durchflussbereich kann je nach Ausgestaltung bzw. Form des Spritzflüssigkeitstanks in einem Hinterschnitt und/oder einer Verengung und/oder einem Tankauslass des Spritzflüssigkeitstanks angeordnet sein. Der Durchflussbereich sollte derart angeordnet sein, dass er auch bei einem geringen Füllstand im Spritzflüssigkeitstank noch Kontakt zu der Spritzflüssigkeit hat. Bevorzugt wird die Eigenschaftsinformation jeweils in zumindest zwei Durchflussbereichen des Spritzflüssigkeitstanks erfasst.
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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.
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Das Eigenschaftssignal weist eine erfasste Eigenschaftsinformation bzw. einen erfassten Wert/Messwert der Eigenschaftsinformation 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Hierbei wird bevorzugt ein Schritt des Vergleichens zumindest eines Werts der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit mit zumindest einem vorgebbaren Referenzwert und/oder einem vorgebbaren Referenzwertebereich der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration durchgeführt, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal und/oder das Steuersignal auszugeben. Vorteilhaft ist es ferner, wenn alternativ oder zusätzlich ein Schritt des Vergleichens eines Referenzgradientenwertes der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit mit einem vorgebbaren Referenzgradientenwert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration vorgesehen ist, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal und/oder das Steuersignal 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 Vermischungseinheit ausgegeben, wenn der Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit den Referenzwert und/oder den Referenzwertebereich und/oder den Referenzgradientenwert erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung. 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 von 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.
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Das Steuersignal kann ausgebildet sein, die Vermischungseinheit zu aktivieren, um den Vermischungsvorgang zu starten. Hierbei kann das entsprechende Steuersignal ausgegeben werden, wenn der Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit einen ersten Referenzwert und/oder einen ersten Referenzwertebereich und/oder einen ersten Referenzgradientenwert erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon, um die Vermischungseinheit zu aktivieren und den Vermischungsvorgang zu starten. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal auch ausgebildet sein, die Vermischungseinheit zu deaktivieren, um den Vermischungsvorgang zu beenden. Hierbei kann das entsprechende Steuersignal ausgegeben werden, wenn der Wert der 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 Vermischungseinheit zu deaktivieren und den Vermischungsvorgang zu beenden. Demnach wird die Vermischungseinheit deaktiviert, wenn in dem Durchflussbereich die Endkonzentration (=zweiter Referenzwert bzw. Referenzwertebereich) erreicht ist oder die zeitliche Änderung dem Referenzgradientenwert entspricht. Dies ermöglicht eine einfache Steuerung bzw. Regelung des Vermischungsvorgangs mittels nur einer Sensoreinheit, d.h. der Erfassung der Eigenschaftsinformation in nur einem Durchflussbereich.
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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.
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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 Vermischungsvorgangs, insbesondere erst bzw. nur bzw. ausschließlich bei und/oder nach Beendigung des Vermischungsvorgangs, und/oder während des Vermischungsvorgangs, insbesondere während der gesamten Dauer des Vermischungsvorgangs an die Anzeigeeinheit ausgegeben werden.
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Das Verfahren zum Überwachen einer Wirkmittelkonzentration und/oder Steuern eines Vermischungsvorgangs kann automatisch oder manuell gestartet werden. Das Verfahren kann in Abhängigkeit von dem Vorhandensein einer Spritzflüssigkeit in dem Spritzflüssigkeitstank gestartet werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung ist es nunmehr möglich, auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Wirkmittelkonzentration bzw. Spritzmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit des Spritzflüssigkeitstanks zu überwachen, um dadurch den Vermischungsvorgang zu kontrollieren und zu optimieren. Durch das Erfassen der Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit in zumindest einem Durchflussbereich des Spritzflüssigkeitstanks kann zum einen die Anmischung der Spritzflüssigkeit im Spritzflüssigkeitstank automatisiert durchgeführt und die Mischdauer, in der das Gemisch mittels der Vermischungseinheit, d.h. über das Zirkulationssystem gepumpt oder über das Rührwerk gemischt werden muss, optimiert werden. Insbesondere kann sichergestellt werden, dass es zu keiner signifikanten Entmischung der Spritzflüssigkeit im Spritzflüssigkeitstank kommt, d.h. die Verteilung der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit homogen ist, und somit letztendlich die gewünschte Konzentration an Wirkmittel zu den Spritzdüsen geleitet und ausgebracht wird. Zum anderen kann überwacht bzw. kontrolliert werden, ob die Dosierung richtig durchgeführt wurde bzw. eine Fehldosierung vorliegt. Hierbei kann der Landwirt über eine Anzeigeeinheit darüber informiert werden, falls bspw. das Wirkmittel in einem falschen Verhältnis in dem Spritzflüssigkeitstank vorliegt bzw. eingefüllt wurde und/oder es zu einem Ausflocken kommt, wenn die verschiedene Wirkmittel gar nicht miteinander vermischbar sind. Wird folglich während des Ausbringens bzw. der Applikation oder vor allem nach Pausen (Stillstandszeiten) eine Inhomogenität in der Spritzflüssigkeit im Spritzflüssigkeitstank festgestellt, so kann die Vermischungseinheit aktiviert, d.h. der Vermischungsvorgang gestartet und/oder der Landwirt bzw. Fahrer darüber informiert werden, um ggf. entsprechende Maßnahmen einleiten zu können, bspw. die Ausbringung für die Zeitdauer des Vermischungsvorgangs zu unterbrechen. Die Unterbrechung der Ausbringung kann hierbei auch automatisch erfolgen (Zwangs-Stopp und Start Mischprozess).
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Vorteilhaft ist es auch, wenn ein weiterer Schritt des Empfangens zumindest eines weiteren Eigenschaftssignals mit einer mittels einer weiteren Sensoreinheit der Spritzvorrichtung in dem Durchflussbereich des Spritzflüssigkeitstanks erfassten Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit vorgesehen ist, um in Abhängigkeit beider Eigenschaftsinformationen das Informationssignal und/oder das Steuersignal auszugeben. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Eigenschaftsinformationen der Spritzflüssigkeit in verschiedenen Höhen im Spritzflüssigkeitstank und/oder in verschiedenen Entfernungen zum Tankauslass erfasst werden. Dementsprechend können die Sensoreinheiten in verschiedenen Höhen im Spritzflüssigkeitstank und/oder in verschiedenen Entfernungen zum Tankauslass angeordnet sein. Die optimale Anzahl und Position der Eigenschaftsinformationen bzw. Sensoreinheiten ergibt sich aus der Ausgestaltung bzw. Form des Spritzflüssigkeitstanks und den Positionen von Ein- und Auslass. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn ein Schritt des Vergleichens eines Werts der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration mit einem Wert der weiteren Eigenschaftsinformation und/oder der weiteren Wirkmittelkonzentration vorgesehen ist, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal und/oder das Steuersignal auszugeben. 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 Vermischungseinheit ausgegeben, wenn der Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit den Wert der weiteren Eigenschaftsinformation erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon. Der Schritt des Vergleichens kann mittels der Recheneinheit der Steuereinrichtung durchgeführt werden.
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Hierbei kann das Steuersignal ausgebildet sein, bei einer definierten Abweichung des Wertes der Eigenschaftsinformation und des Wertes der weiteren Eigenschaftsinformation, d.h. eines räumlichen Gradienten und damit einer Inhomogenität in der Spritzflüssigkeit, die Vermischungseinheit zu aktivieren, um den Vermischungsvorgang zu starten. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal auch ausgebildet sein, bei einer Gleichheit des Wertes der Eigenschaftsinformation und des Wertes der weiteren Eigenschaftsinformation, d.h. einer Homogenität in der Spritzflüssigkeit, die Vermischungseinheit zu deaktivieren, um den Vermischungsvorgang zu beenden. Demnach wird die Vermischungseinheit deaktiviert, wenn in den beiden Durchflussbereichen im Wesentlichen die gleichen Werte ermittelt werden. Durch diese Maßnahme kann der Vermischungsvorgang optimiert sowie weiter sichergestellt werden, dass die Spritzflüssigkeit homogen bzw. die Konzentrationsverteilung des Wirkmittels in der Spritzflüssigkeit homogen ist.
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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.
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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.
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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.
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Es ist auch vorteilhaft, wenn unter Verwendung der erfassten Eigenschaftsinformation ferner ein Füllstand der Spritzflüssigkeit in dem Spritzflüssigkeitstank ermittelt wird, um in Abhängigkeit davon ein weiteres Informationssignal an die Anzeigeeinheit und/oder ein weiteres Steuersignal an eine Fördereinheit, insbesondere die Flüssigkeitsfördereinheit und/oder die Wirkmittelfördereinheit zum Befüllen der Spritzflüssigkeitstanks auszugeben. Hierbei kann bspw. ein Steuersignal an die entsprechende Fördereinheit ausgegeben werden, wenn die erfasste Eigenschaftsinformation in dem Durchflussbereich gleich Null ist bzw. keine Eigenschaftssignal empfangen wird. Erreicht der Füllstand im Spritzflüssigkeitstank einen Minimalfüllstand, d.h. ein minimales Niveau, kann dies bspw. mittels der Sensoreinheit erfasst und die Flüssigkeitsfördereinheit bzw. die Flüssigkeitspumpe durch eine entsprechende Ansteuerung von der Steuereinheit aktiviert werden. Hierbei kann der Volumenstrom der Trägerflüssigkeit durch einen Sensor (Volumenstromzähler) erfasst werden. Aus dem Signal kann dann in Verbindung mit dem vorher eingestellten Mischungsverhältnis in der Steuereinheit der notwendige Dosiervolumenstrom für die Wirkstoffdosierpumpe ermittelt und die Wirkstoffdosierpumpe entsprechend angesteuert werden. Rückschlagventile stellen sicher, dass keine Trägerflüssigkeit in den Wirkstofftank gelangen kann und umgekehrt. Erreicht der Füllstand im Spritzflüssigkeitstank einen Maximalfüllstand, d.h. ein maximales Niveau, kann dies durch die weitere Sensoreinheit erfasst und die Flüssigkeitspumpe entsprechend ausgeschaltet werden. Das Dosiersystem bleibt so lange ausgeschaltet bis der Minimalfüllstand wieder erreicht ist. Durch diese Maßnahme kann mit der vorhandenen Sensoreinheit eine zusätzliche Funktion, nämlich die der Füllstandsermittlung und regulierten Befüllung des Spritzflüssigkeitstanks auf sehr einfache Art und Weise bereitgestellt werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Spritzvorrichtung;
- 2 eine schematische Detailansicht eines Spritzflüssigkeitstanks mit einer Vielzahl von Sensoreinheiten;
- 3 eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen einer Wirkmittelkonzentration und/oder Steuern eines Vermischungsvorgangs.
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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.
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In 1 ist eine schematische Darstellung einer Spritzvorrichtung dargestellt, welche in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Um einen Vermischungsvorgang in dem Spritzflüssigkeitstank 40 durchführen zu können, weist der Spritzflüssigkeitstank 40 eine Vermischungseinheit 54 auf. Die Vermischungseinheit 54 ist als motorisch antreibbarer Rührflügel 54 ausgebildet. Der Rührflügel 54 ist in einem unteren Bereich des Spritzflüssigkeitstanks 40 angeordnet und ausgebildet, die Spritzflüssigkeit 36 zu vermischen.
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Um nun die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 überwachen und den Vermischungsvorgang in dem Spritzflüssigkeitstank 40 optimiert durchführen zu können, um eine homogene Wirkmittelverteilung in der Spritzflüssigkeit 36 des Spritzflüssigkeitstanks 40 sicherstellen zu können, weist die Spritzvorrichtung 10 ferner Sensoreinheiten 56, 56' und eine Steuereinrichtung 58 zum Steuern der Vermischungseinheit 54 auf. Die Sensoreinheiten 56, 56' sind in dem Spritzflüssigkeitstank 40 bzw. in einem Durchflussbereich 60 des Spritzflüssigkeitstanks 40 angeordnet. Aus darstellerischen Gründen ist in 2 eine Detailansicht des Spritzflüssigkeitstanks 40 mit einer Vielzahl von Sensoreinheiten 56, 56' dargestellt. Hieraus wird ersichtlich, dass die Sensoreinheiten 56, 56' in verschiedenen Höhen im Spritzflüssigkeitstank 40 und verschiedenen Abständen zu einem Tankauslass 62 angeordnet sind. Die Sensoreinheiten 56, 56' sind an einer Tankwand des Spritzflüssigkeitstanks 40 angeordnet. Die Sensoreinheiten 56, 56' sind jeweils ausgebildet in dem Durchflussbereich 60 des Spritzflüssigkeitstanks 40 eine Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit 36 zu erfassen, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 ermittelbar ist. In 3 wird nachfolgend erläutert, wie die Überwachung der Wirkmittelkonzentration und Steuerung des Vermischungsvorgangs sowie ggf. eine Steuerung der Befüllung des Spritzflüssigkeitstanks 40 mittels der Steuereinrichtung 58 erfolgt.
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Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann die Spritzvorrichtung 10 selbstverständlich auch nur eine Sensoreinheit 56, bspw. im Bereich des Tankauslasses 62 aufweisen, wodurch die Wirkmittelkonzentration der Spritzflüssigkeit 36 auch überwacht und der Vermischungsvorgang optimiert durchgeführt werden können.
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Wie aus 3 näher ersichtlich, ist die Steuereinrichtung 58 eingerichtet, ein Eigenschaftssignal 64 mit einer mittels der Sensoreinheit 56 der Spritzvorrichtung 10 in dem Durchflussbereich 60 des Spritzflüssigkeitstanks 40 erfassten Eigenschaftsinformation 66 der Spritzflüssigkeit 36 zu empfangen. Die Steuereinrichtung 58 ist ferner eingerichtet, zumindest ein weiteres Eigenschaftssignal 64' mit einer mittels der weiteren Sensoreinheit 56' der Spritzvorrichtung 10 in dem Durchflussbereich 60 des Spritzflüssigkeitstanks 40 erfassten weiteren Eigenschaftsinformation 66' der Spritzflüssigkeit 36 zu empfangen. Die Eigenschaftsinformationen 66, 66' umfassen hierbei jeweils um eine elektrische Leitfähigkeit und eine Temperatur der Spritzflüssigkeit 36. Demnach weisen die Sensoreinheiten 56, 56'jeweils einen Sensor zur Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit und einen Sensor zur Erfassung der Temperatur auf. Die Steuereinrichtung 58 ist außerdem eingerichtet, ein Informationssignal 68 an eine Anzeigeeinheit 70 und/oder ein Steuersignal 72 an die Vermischungseinheit 54 in Abhängigkeit von zumindest einer der Eigenschaftsinformationen 66, 66' der Spritzflüssigkeit 36 und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 66, 66' ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 auszugeben, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 zu überwachen und/oder den Vermischungsvorgang zu steuern. Die Steuereinrichtung 58 ist auch eingerichtet, unter Verwendung der erfassten Eigenschaftsinformation 66, 66' ferner einen Füllstand der Spritzflüssigkeit 36 in dem Spritzflüssigkeitstank 40 zu ermitteln, um in Abhängigkeit davon ein weiteres Informationssignal 74 an die Anzeigeeinheit 70 und/oder ein weiteres Steuersignal 76 an die Fördereinheit 24, 32 zum Befüllen der Spritzflüssigkeitstanks 40 auszugeben.
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Hierbei ist die Steuereinrichtung 58 eingerichtet, mittels einer Recheneinheit 78 zumindest einen Wert der Eigenschaftsinformation 66 mit dem Wert der weiteren Eigenschaftsinformation 66' der Spritzflüssigkeit 36 zu vergleichen, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal 68, 74 an die Anzeigeeinheit 70 und/oder das Steuersignal 72 an die Vermischungseinheit 54 und/oder das Steuersignal 76 an die Fördereinheit 24, 32 auszugeben. Die Recheneinheit 78 ist ferner ausgebildet, unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 66, 66' eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 zu ermitteln. Das Steuersignal 72 wird zum einen bei einer definierten Abweichung zwischen dem Wert der Eigenschaftsinformation 66 und dem Wert der weiteren Eigenschaftsinformation 66' ausgegeben. Hierbei ist das Steuersignal 72 ausgebildet, die Vermischungseinheit zu aktivieren, um den Vermischungsvorgang zu starten, da in diesem Fall die Wirkmittelverteilung in der Spritzflüssigkeit 36 inhomogen ist. Das Steuersignal 72 wird zum anderen dann ausgegeben, wenn die Werte der Eigenschaftsinformation 66 und der weiteren Eigenschaftsinformation 66' gleich sind. Hierbei ist das Steuersignal 72 ausgebildet, die Vermischungseinheit zu deaktivieren, um den Vermischungsvorgang zu stoppen, da in diesem Fall die Wirkmittelverteilung in der Spritzflüssigkeit 36 durch den Vermischungsvorgang wieder homogen ist. Die Steuereinrichtung 58 weist ferner eine Speichereinheit 80 zum Speichern der Eigenschaftsinformationen 66, 66' und der ermittelten Werte auf.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Überwachen einer Wirkmittelkonzentration und/oder Steuern eines Vermischungsvorgangs in einer Spritzflüssigkeit 36 in einem Spritzflüssigkeitstank 40 einer Spritzvorrichtung 10 zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit 36, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 102 des Empfangens zumindest eines Eigenschaftssignals 64, 64' mit einer mittels einer Sensoreinheit 56, 56' der Spritzvorrichtung 10 in zumindest einem Durchflussbereich 60 des Spritzflüssigkeitstanks 40 erfassten Eigenschaftsinformation 66, 66' der Spritzflüssigkeit 36, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 66, 66' eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 ermittelbar ist. Das Verfahren 100 umfasst schließlich einen Schritt 106 des Ausgebens eines Informationssignals 68 an eine Anzeigeeinheit 70 und/oder eines Steuersignals 72 an eine Vermischungseinheit 54 des Spritzflüssigkeitstanks 40 in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation 66, 66' der Spritzflüssigkeit 36 und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 66, 66' ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36, um die Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 in dem Spritzflüssigkeitstank 40 zu überwachen und/oder den Vermischungsvorgang zu steuern. Optional umfasst das Verfahren 100 noch einen Schritt 104 des Vergleichens zumindest eines Werts der Eigenschaftsinformation 6) und/oder der Wirkmittelkonzentration aus dem Durchflussbereich 60 mit zumindest dem Wert der weitere Eigenschaftsinformation 66' und/oder der weiteren Wirkmittelkonzentration aus dem Durchflussbereich, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal 68 an die Anzeigeeinheit 70 und/oder das Steuersignal 72 an die Vermischungseinheit 54 auszugeben.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009006803 A1 [0003]
- DE 102009026234 A1 [0004]
