-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen zumindest eines Spritzflüssigkeitsdatensatzes einer mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit einer Spritzvorrichtung auf einer landwirtschaftlichen Fläche ausgebrachten Spritzflüssigkeit, sowie eine derartige Spritzvorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Informationseinrichtung und ein Computerprogramm.
-
Bei den heute verwendeten Feldspritzen werden die Präparate größtenteils flächig ausgebracht. Hierbei muss Pflanzenschutzanwendung manuell dokumentiert werden. Hierbei wird die Aufwandsmenge der Pflanzenschutzmittel für das gesamte behandelte Feld als konstant angesehen.
-
Bekannt ist der Einsatz von Durchflussmessern an Düsen, um die Funktionalität der Düsen zu überwachen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erfassen zumindest eines Spritzflüssigkeitsdatensatzes einer mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit einer Spritzvorrichtung auf einer landwirtschaftlichen Fläche ausgebrachten Spritzflüssigkeit, mit den Schritten:
- - Empfangen (zumindest eines Eigenschaftssignals mit einer mittels einer Sensoreinheit der Spritzvorrichtung in einem Durchflussbereich der zumindest einen Spritzdüseneinheit während eines Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit erfassten Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit;
- - Empfangen zumindest eines Positionssignals mit einer Positionsinformation der Spritzflüssigkeit mittels einer Positionseinheit, wobei die Positionsinformation eine geographische Position der Spritzflüssigkeit während des Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit repräsentiert; und
- - Speichern der Eigenschaftsinformation und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation ermittelten Spritzflüssigkeitsinformation der ausgebrachten Spritzflüssigkeit zusammen mit der zugehörigen Positionsinformation mittels einer Informationseinrichtung, um den Spritzflüssigkeitsdatensatz zu erfassen.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Informationseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines vorangehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen.
-
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine Spritzvorrichtung zum Ausbringen einer Spritzflüssigkeit mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit:
- - einer Sensoreinheit zum Erfassen einer Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit in einem Durchflussbereich der zumindest einen Spritzdüseneinheit während eines Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit;
- - einer Positionseinheit zum Erfassen einer Positionsinformation der Spritzflüssigkeit, wobei die Positionsinformation eine geographische Position der Spritzflüssigkeit während des Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit repräsentiert; und
- - einer vorangehend beschriebenen Informationseinrichtung, um einen Spritzflüssigkeitsdatensatz zu erfassen, und/oder einer Übertragungseinheit zum Übertragen der erfassten Eigenschaftsinformation zusammen mit der zugehörigen Positionsinformation und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation ermittelten Spritzflüssigkeitsinformation zusammen mit der zugehörigen Positionsinformation an eine Informationseinrichtung, um mittels der Informationseinrichtung einen Spritzflüssigkeitsdatensatz zu erfassen.
-
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 auszubringende bzw. ausgebrachte Spritzflüssigkeit weist zumindest ein Wirkmittel auf. 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 auszubringende bzw. ausgebrachte 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 bevorzugt 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 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 Ausbringvorgangsvorgangs 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 die erfasste Eigenschaftsinformation bzw. einen erfassten Wert/Messwert der Eigenschaftsinformation auf. Die Eigenschaftsinformation wird während des Ausbringvorgangs erfasst. Bevorzugt wird die Eigenschaftsinformation während der gesamten Dauer des Ausbringvorgangs erfasst. Die Eigenschaftsinformation kann eine physikalische und/oder chemische und/oder körperliche und/oder stoffliche Eigenschaft der Spritzflüssigkeit umfassen. Bevorzugt ist 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 erfasste Eigenschaftsinformation ist hierbei 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 umfasst die erfasste Eigenschaftsinformation eine elektrische Leitfähigkeit.
-
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.
-
Weiter bevorzugt umfasst die Eigenschaftsinformation einen Volumenstrom der Spritzflüssigkeit. Hierbei weisen die Sensoreinheiten einen Durchflusssensor bzw. Volumenstromzähler auf.
-
Unter Verwendung eines Wertes der Eigenschaftsinformation kann ein Wert der Spritzflüssigkeitsinformation ermittelt werden. Demnach ist die Spritzflüssigkeitsinformation eine von der Eigenschaftsinformation (direkt oder indirekt) ableitbare Größe. Bevorzugt ist die ermittelte Spritzflüssigkeitsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der ausgebrachten Spritzflüssigkeit und/oder eine Menge der ausgebrachten Spritzflüssigkeit.
-
Das Positionssignal weist eine Positionsinformation der Spritzflüssigkeit auf, wobei die Positionsinformation eine geographische Position der Spritzflüssigkeit während des Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit repräsentiert. D.h., mit anderen Worten, dass die Positionsinformation eine geographische Position der Spritzflüssigkeit aufweist, an der die Spritzflüssigkeit ausgebracht wurde. Die Positionsinformation wird bevorzugt während des Ausbringvorgangs, insbesondere während der gesamten Dauer des Ausbringvorgangs erfasst. Bevorzugt umfasst die Positionsinformation eine geographische Position, insbesondere eine GPS-Position der Spritzvorrichtung und/oder der jeweiligen Spritzdüseneinheit, mittels der die Spritzflüssigkeit ausgebracht wurde. Die Positionsinformation wird mittels einer Positionseinheit erfasst. Die Positionseinheit ist bevorzugt eine GPS-Einheit. Die GPS-Einheit kann hierbei eine in einem Fahrzeug, an dem die Spritzvorrichtung angeordnet ist, vorhandene bzw. integrierte GPS-Einheit sein.
-
Die Eigenschaftsinformation und die Positionsinformation der Spritzflüssigkeit werden bevorzugt während der gesamten Dauer des Ausbringvorgangs erfasst.
-
Bevorzugt wird im Schritt des Empfangens eine Vielzahl von Eigenschaftssignalen empfangen. Hierbei weist jedes Eigenschaftssignal jeweils eine Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit in je einem Durchflussbereich der Spritzdüseneinheiten, insbesondere jeder der Spritzdüseneinheiten auf. Die Eigenschaftsinformationen werden jeweils mittels einer Sensoreinheit der Spritzvorrichtung während eines Ausbringvorgangs erfassten. Demnach wird im Schritt des Empfangens entsprechend eine Vielzahl von Positionssignalen mit jeweils einer Positionsinformation der Spritzflüssigkeit empfangen, um im Schritt des Speicherns die Vielzahl von Eigenschaftsinformationen und/oder ermittelten Spritzflüssigkeitsinformationen der Spritzflüssigkeit jeweils zusammen mit der zugehörigen Positionsinformation zu speichern und dadurch eine Vielzahl von Spritzflüssigkeitsdatensätzen zu erfassen.
-
Die Schritte des Empfangens des Eigenschaftssignals und des Empfangens des Positionssignals können mittels einer Informationseinrichtung durchgeführt werden. Die Ermittlung bzw. Berechnung der Werte der Spritzflüssigkeitsinformation, insbesondere der Wirkmittelkonzentration in der ausgebrachten Spritzflüssigkeit und der Menge der ausgebrachten Spritzflüssigkeit kann ebenfalls mittels der Informationseinrichtung und dem Fachmann bekannter Rechenverfahren durchgeführt werden.
-
Die Informationseinrichtung ist ferner eingerichtet, die Eigenschaftsinformation und/oder die ermittelte Spritzflüssigkeitsinformation der ausgebrachten Spritzflüssigkeit zusammen mit der zugehörigen Positionsinformation in einer Speichereinheit zu speichern, um den Spritzflüssigkeitsdatensatz zu erfassen. Unter einem Spritzflüssigkeitsdatensatz kann ein Datensatz verstanden werden, in dem die Pflanzeninformation mit einer Eigenschaftsinformation und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation ermittelten Spritzflüssigkeitsinformation der ausgebrachten Spritzflüssigkeit zusammen mit der zugehörigen Positionsinformation enthalten sind. Der Spritzflüssigkeitsdatensatz ist insbesondere ausgebildet, 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.
-
Unter einer Informationseinrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das eingerichtet ist, Sensorsignale, Informationen und Daten zu empfange, zu verarbeiten und diese bzw. die verarbeiteten Informationen und Daten in einer Speichereinheit zu speichern. Hierzu kann die Informationseinrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten der Eigenschaftssignale bzw. Eigenschaftsinformationen und zum Ermitteln der Spritzflüssigkeitsinformation aufweisen. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein. Die Informationseinrichtung weist außerdem zumindest eine Speichereinheit zum Speichern der Eigenschaftsinformationen und/oder der Spritzflüssigkeitsinformationen jeweils zusammen mit den zugehörigen Positionsinformationen auf oder ist zu diesem Zweck mit einer Speichereinheit verbunden. Die Speichereinheit kann einen Cloud-Server, einen Flash-Speicher, einen EPROM oder eine magnetische Speichereinheit aufweisen. Die Informationseinrichtung kann außerdem zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen der Eigenschaftssignale und der Positionssignale aufweisen. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um die Signale drahtlos, bspw. über Funk, WLAN, Bluetooth etc., und/oder leitungsgebunden einzulesen und ggf. 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 Informationseinrichtung 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.
-
Die Informationseinrichtung kann vorteilhafterweise ausgebildet sein, eine Applikationskarte unter Verwendung der erfassten Spritzflüssigkeitsdatensätze, insbesondere mit Werten von Spritzflüssigkeitsinformationen zu erstellen.
-
Die Informationseinrichtung kann Teil der Spritzvorrichtung sein. Demnach kann die Informationseinrichtung an der Spritzvorrichtung angeordnet sein. Die Informationseinrichtung kann jedoch auch eine externe Einrichtung sein, an die die Eingangssignale von der Spritzvorrichtung über eine Übertragungseinheit übertragen werden.
-
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung ist es nunmehr möglich, auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine automatisierte, eigenschaftsspezifische und ortaufgelöste Dokumentation und Kartierung der auf einer landwirtschaftlichen Fläche tatsächlich ausgebrachten bzw. aufgewendeten Spritzflüssigkeit durchzuführen. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, dass zumindest eine Eigenschaftsinformation zusammen einer zugehörigen Positionsinformation der tatsächlich ausgebrachten Spritzflüssigkeit erfasst und gespeichert werden, um einen Spritzflüssigkeitsdatensatz zu erfassen. Durch bspw. eine ortsaufgelöste Dokumentation erfasster Wirkmittelkonzentrationen in der ausgebrachten Spritzflüssigkeit sowie erfasster ausgebrachter Spritzflüssigkeitsmengen können insbesondere genauere Angaben zu der Boden- und Pflanzenbelastung hinsichtlich der tatsächlich ausgebrachten Spritzflüssigkeit gemacht und entsprechende ortsaufgelöste Karten von Aufwandsmengen einzelner Wirkmittel für Spritzvorrichtungen erstellt werden. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren bzw. die Spritzvorrichtung bei sog. Spot-Anwendungen, bei denen nicht flächig immer die gleich Spritzflüssigkeit ausgetragen wird, sondern gezielt je nach Bedarf ausgebracht bzw. appliziert wird, evtl. zusätzlich noch mit variierenden Zusammensetzungen und/oder unterschiedlichen Mengen der Spritzflüssigkeit.
-
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Spritzflüssigkeitsinformation 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 der Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Spritzflüssigkeitsinformation unter Verwendung einer mittels der Sensoreinheit und/oder der weiteren 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.
-
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.
-
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Eigenschaftsinformation und die Positionsinformation der Spritzflüssigkeit während eines Behandlungsvorgangs, insbesondere während der gesamten Dauer eines Behandlungsvorgangs, in dem im Wesentlichen die gesamte zu behandelnde landwirtschaftliche Fläche behandelt wird, erfasst wird. D.h., mit anderen Worten, dass die Eigenschaftsinformation und die Positionsinformation der Spritzflüssigkeit von Beginn bis zum Ende der Behandlung der landwirtschaftlichen Fläche erfasst werden, so dass gleichzeitig der gesamte Fahrweg als auch die Eigenschaftsinformation der auf diesem Fahrweg ausgebrachten Spritzflüssigkeit erfasst werden kann. Hierdurch kann sehr einfach eine vollständige Applikationskarte erstellt werden.
-
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 Informationseinrichtung; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen eines S pritzfl üssigkeitsdatensatzes.
-
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 auf eine landwirtschaftliche Fläche 47 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 einen Spritzflüssigkeitsdatensatz der mittels der Spritzdüseneinheit 44 auf die landwirtschaftlichen Fläche 47 ausgebrachten Spritzflüssigkeit 36 erfassen zu können, weist die Spritzvorrichtung 10 jeweils eine Sensoreinheit 54 an den Spritzdüsen 46 der Spritzdüseneinheiten 44, eine Positionseinheit 56 zum Erfassen einer Positionsinformation und eine Informationseinrichtung 58 zum Speichern des Spritzflüssigkeitsdatensatz auf. Die Sensoreinheiten 54 sind jeweils ausgebildet - während des Ausbringvorgangsvorgangs der Spritzflüssigkeit 36 - in einem Durchflussbereich 60 der Spritzdüseneinheiten 44 bzw. der Spritzdüsen 46 der Spritzdüseneinheiten 44 eine Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit 36 zu erfassen, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit 36 ermittelbar ist. Die Positionseinheit 56 ist ausgebildet, eine Positionsinformation der Spritzflüssigkeit 36 zu erfassen, wobei die Positionsinformation eine geographische Position der Spritzflüssigkeit 36 während des Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit 36 repräsentiert. In 2 wird nachfolgend erläutert, wie das Erfassen des Spritzflüssigkeitsdatensatz mittels der Informationseinrichtung 58 erfolgt.
-
Wie aus 2 näher ersichtlich, ist die Informationseinrichtung 58 eingerichtet, ein Eigenschaftssignal 62 mit einer mittels einer Sensoreinheit 54 der Spritzvorrichtung 10 in dem entsprechenden Durchflussbereich 60 der Spritzdüseneinheit 44 erfassten Eigenschaftsinformation 64 der Spritzflüssigkeit 36 zu empfangen. Die Eigenschaftsinformation 64 umfasst hierbei eine elektrische Leitfähigkeit der Spritzflüssigkeit 36, eine Temperatur und einen Volumenstrom der ausgebrachten Spritzflüssigkeit 36. Demnach weist die Sensoreinheit 54 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 Informationseinrichtung 58 ist ferner ausgebildet, mittels einer Recheneinheit 66 unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 64 bzw. der elektrischen Leitfähigkeit eine Spritzflüssigkeitsinformation 68 der Spritzflüssigkeit 36 zu ermitteln. Die ermittelte Spritzflüssigkeitsinformation 68 umfasst demnach eine Menge der ausgebrachten Spritzflüssigkeit 36 und eine Wirkmittelkonzentration in der ausgebrachten Spritzflüssigkeit 36. Die Informationseinrichtung 58 ist außerdem eingerichtet, ein Positionssignal 70 mit einer Positionsinformation 72 der Spritzflüssigkeit 36 von der Positionseinheit 56 zu empfangen, wobei die Positionsinformation 72 eine geographische Position der Spritzflüssigkeit 36 während des Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit 36 repräsentiert. Die Informationseinrichtung 58 ist des Weiteren eingerichtet, die Eigenschaftsinformation 64 und/oder die ermittelte Spritzflüssigkeitsinformation 68 der ausgebrachten Spritzflüssigkeit 36 zusammen mit der zugehörigen Positionsinformation 72 mittels einer Speichereinheit 74 zu speichern, um einen Spritzflüssigkeitsdatensatz 76 zu erfassen. Schließlich ist die Informationseinrichtung 58 eingerichtet, unter Verwendung erfasster Spritzflüssigkeitsdatensätze 76, insbesondere mit Werten von Spritzflüssigkeitsinformationen 68 eine Applikationskarte 78 zu erstellen. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Erfassen zumindest eines Spritzflüssigkeitsdatensatzes 76 einer mittels zumindest einer Spritzdüseneinheit 44 einer Spritzvorrichtung 10 auf einer landwirtschaftlichen Fläche 47 ausgebrachten Spritzflüssigkeit 36. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 102 des Empfangens zumindest eines Eigenschaftssignals 62 mit einer mittels einer Sensoreinheit 54 der Spritzvorrichtung 10 in einem Durchflussbereich 60 der zumindest einen Spritzdüseneinheit 44 während eines Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit 36 erfassten Eigenschaftsinformation 64 der Spritzflüssigkeit 36. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt 104 des Empfangens zumindest eines Positionssignals 70 mit einer Positionsinformation 72 der Spritzflüssigkeit 36 mittels einer Positionseinheit 56, wobei die Positionsinformation 72 eine geographische Position der Spritzflüssigkeit 36 während des Ausbringvorgangs der Spritzflüssigkeit 36 repräsentiert. Das Verfahren 100 umfasst schließlich einen Schritt 108 des Speicherns der Eigenschaftsinformation 64 und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation 64 ermittelten Spritzflüssigkeitsinformation 68 der ausgebrachten Spritzflüssigkeit 36 zusammen mit der zugehörigen Positionsinformation 72 mittels einer Informationseinrichtung 58, um den Spritzflüssigkeitsdatensatz 76 zu erfassen. Optional umfasst das Verfahren 100 noch einen Schritt 106 des Ermittelns eines Wertes der Spritzflüssigkeitsinformation 68 unter Verwendung eines Wertes der Eigenschaftsinformation 64 mittels der Informationseinrichtung 58. Optional umfasst das Verfahren 100 außerdem einen Schritt 110 des Erstellens einer Applikationskarte 78 unter Verwendung der erfassten Spritzflüssigkeitsdatensätze 76, insbesondere mit Werten von Spritzflüssigkeitsinformationen 68 mittels der Informationseinrichtung 58.
-
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.