DE102017220024A1

DE102017220024A1 - Verfahren zum Überwachen und/oder Steuern eines Bereitstellungsvorgangs einer Spritzflüssigkeit an einer Spritzdüseneinheit

Info

Publication number: DE102017220024A1
Application number: DE102017220024.3A
Authority: DE
Inventors: Jochen Glasbrenner; Olaf Ohlhafer; Hans-Arndt Freudigmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2019-05-16
Also published as: RU2020118306A; US20210176976A1; WO2019091796A1; RU2020118306A3; BR112020009130A2; EP3706567A1

Abstract

Es wird vorgeschlagen ein Verfahren zum Überwachen und/oder Steuern eines Bereitstellungsvorgangs einer Spritzflüssigkeit mit einer definierten Wirkmittelkonzentration an zumindest einer Spritzdüseneinheit einer Spritzvorrichtung zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit den Schritten:
- Empfangen zumindest eines Eigenschaftssignals (60) mit einer mittels einer Sensoreinheit (54) der Spritzvorrichtung in einem Durchflussbereich der Spritzdüseneinheit erfassten Eigenschaftsinformation (62) der Spritzflüssigkeit, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (62) eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelbar ist; und
- Ausgeben eines Informationssignals (64) an eine Anzeigeeinheit (66) und/oder eines Steuersignals (68) an die Spritzdüseneinheit in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation (62) der Spritzflüssigkeit und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (62) ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit, um den Bereitstellungsvorgang zu überwachen und/oder zu steuern.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen und/oder Steuern eines Bereitstellungsvorgangs einer Spritzflüssigkeit mit einer definierten Wirkmittelkonzentration an zumindest einer Spritzdüseneinheit 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.
Bei den heutigen bekannten Systemen zur Direkteinspeisung von Pflanzenschutzmitteln auf einer Feldspritze verursachen die durch den zentralen Einspeisepunkt der Pflanzenschutzmittel in den Trägerstrom gegebenen Leitungslängen große Verzugszeiten bis das Pflanzenschutzmittel an der Düse ansteht. So können Verzugszeiten von über 20 sec zwischen der zentralen Dosierung und dem Ausbringen der Spritzflüssigkeit an der Düse auftreten. Aber auch bei Feldspritzen ohne Direkteinspeisung kommt es zu Verzugszeiten zu Beginn der Applikation, wenn die Feldspritze vorher mit Wasser gespült worden ist. Dieses Wasser muss erst aus dem System entfernt, bzw. zum Spritzflüssigkeitstank gepumpt werden.
Ist der Einspeisepunkt des Pflanzenschutzmittels in den Trägerstrom (Wasserstrom) bei direkteinspeisenden Systemen weit von den Düsen auf einer Feldspritze entfernt, so kommt es zu langen Verzugszeiten. Aufgrund unterschiedlicher Leitungslängen ergeben sich in der Mitte des Spritzbalkens kürzere und außen längere Verzugszeiten, so dass das Pflanzenschutzmittel bei einer flächigen Applikation innen eher ausgetragen wird als außen. Wird während der Fahrt auf dem Feld mit der Applikation begonnen kommt es zu dem sogenannten Schmetterlingseffekt. Dieser Schmetterlingseffekt tritt auch bei dem Beginn einer Applikation bei herkömmlichen Vormischsystemen auf, bei denen die Spritzflüssigkeit manuell vom Anwender dosiert und in einem zentralen Spritzflüssigkeitstank gemischt wird.
Um den Schmetterlingseffekt zu vermeiden, kann die Spritzflüssigkeit mit Hilfe von Ringleitungen im Kreis gepumpt werden. Dieses „Vorladen“ an den Düsen minimiert die Verzugszeiten. Das bei der Vorladung gepumpte Volumen muss allerdings entweder, wenn vorhanden, in einen Spritzflüssigkeitstank zurückgeführt werden oder in einem Auffangtank gespeichert werden. Wird die Spritzflüssigkeit in einen Spritzflüssigkeitstank zurückgeführt, so muss darauf geachtet werden, dass sich die Konzentration des Pflanzenschutzmittels in der Spritzflüssigkeit im Tank nicht durch die zusätzliche Menge an Wasser verändert. Dieses System ist also für ein Direkt-Einspeisesystem mit gar keinem oder einem kleinen Mischtank nicht unmittelbar geeignet. Auf jeden Fall werden für die Ringleitung zusätzlichen Rücklaufleitungen benötigt.
Die DE 10 2004 030 240 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Verteilen von Streugut, wobei bei Arbeitsbeginn die Dosierorgane für die Streuleitungen für die Teilbreiten von außen nach innen zugeschaltet werden, so dass der Verteilvorgang am Anfang des Feldes über die gesamte Arbeitsbreite gleichmäßig beginnt.
Die DE 10 2009 026 234 A1 offenbart eine Feldspritze mit Sensoren zur Ermittlung und Einstellung einer Wirkstoffkonzentration in einer Spritzflüssigkeit.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen und/oder Steuern eines Bereitstellungsvorgangs einer Spritzflüssigkeit mit einer definierten Wirkmittelkonzentration an zumindest einer Spritzdüseneinheit 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 einem Durchflussbereich der Spritzdüseneinheit - während des Bereitstellungsvorgangs - 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 die Spritzdüseneinheit in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit, um den Bereitstellungsvorgang zu überwachen und/oder zu steuern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines vorangehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine Spritzvorrichtung mit zumindest einer Spritzdüseneinheit zum Ausbringen einer Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit:

- einer Sensoreinheit zum Erfassen einer Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit in einem Durchflussbereich der Spritzdüseneinheit - während des Bereitstellungsvorgangs -, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelbar ist; und
- einer vorangehend beschriebenen Steuereinrichtung, um einen Bereitstellungsvorgang einer Spritzflüssigkeit mit einer definierten Wirkmittelkonzentration an der Spritzdüseneinheit zu überwachen und/oder zu steuern.

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 Bereitstellungsvorgang kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bereitstellen einer Spritzflüssigkeit mit einer definierten Wirkmittelkonzentration an zumindest einer, insbesondere jeder Spritzdüseneinheit der Spritzvorrichtung verstanden werden, um die Spritzvorrichtung „vorzuladen“. Hierbei erfolgt die Bereitstellung derart, dass - vor der eigentlichen Behandlung der landwirtschaftlichen Fläche - ein Teil der Spritzflüssigkeit mit einer geringeren als der gewünschten Wirkmittelkonzentration ausgebracht wird (bspw. Wasser ohne Wirkmittel bzw. mit einer geringen Wirkmittelkonzentration), so dass an den Spritzdüseneinheiten die Spritzflüssigkeit mit der gewünschten Wirkmittelkonzentration bei Beginn der Behandlung vorliegt. Der Bereitstellungsvorgang kann für eine definierte bzw. vorgegebene Dauer durchführbar sein, d.h. automatisch nach einer definierten bzw. vorgegebenen Dauer stoppen. Der Bereitstellungsvorgang kann mittels des Steuersignals gestoppt bzw. beendet werden. Der Bereitstellungsvorgang wird mittels der Spritzdüseneinheit bzw. Spritzdüseneinheiten durchgeführt. Der Bereitstellungsvorgang an einer Spritzdüseneinheit ist dann beendet, wenn die Spritzdüseneinheiten deaktiviert bzw. geschlossen ist. Der gesamte Bereitstellungsvorgang ist dann beendet, wenn jede der Spritzdüseneinheiten deaktiviert bzw. geschlossen ist.
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 vorliegenden Erfindung neben der für die landwirtschaftliche Behandlung auszubringende und die gewünschte Wirkmittelkonzentration aufweisende Flüssigkeit auch die Flüssigkeit, welche im Rahmen des Bereitstellungsvorgangs ausgebracht wird, um die Spritzflüssigkeit mit der gewünschten Wirkmittelkonzentration an der Spritzdüseneinheit bereitzustellen (bspw. Wasser ohne Wirkmittel bzw. mit einer geringen Wirkmittelkonzentration). Der Begriff „Spritzflüssigkeit“ umfasst ferner 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 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 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, insbesondere in Abhängigkeit von der Eigenschaftsinformation in dem zugehörigen Durchflussbereich separat ansteuerbar. Das Ventil kann in der Spritzdüse angeordnet bzw. integriert sein. Das Ventil kann jedoch auch der Spritzdüse vorgeschaltet, d.h. (in Strömungsrichtung der Spritzflüssigkeit) stromaufwärts der Spritzdüse angeordnet sein. Die Spritzdüseneinheit kann jedoch auch mehrere Spritzdüsen mit jeweils einem vorgeschalteten Ventil aufweisen. Die Spritzdüseneinheit kann ferner auch mehrere Spritzdüsen mit nur einem den Spritzdüsen vorgeschalteten Ventil aufweisen, so dass bei Betätigung des Ventils die Spritzflüssigkeit mittels aller Spritzdüsen der Spritzdüseneinheit ausgebracht wird. Demnach kann die Spritzdüseneinheit als Teilbreite eines Düsensystems ausgebildet sein. Die Spritzdüseneinheit kann außerdem eine Endmischeinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, die Spritzflüssigkeit mit der Flüssigkeit und/oder dem Wirkmittel und/oder einem weiteren Wirkmittel - welche mittels entsprechender Leitungen zu der Endmischeinheit leitbar bzw. führbar sind - zu vermischen. Hierbei ist es vorteilhaft eine Kombination der Endmischeinheit mit der vorangehend beschriebenen Mischeinheit, welche in diesem Fall als Vormischeinheit ausgebildet wäre, vorzusehen, um ein zweistufiges Mischsystem zu erhalten.
Der Durchflussbereich der Spritzdüseneinheit, in dem die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit erfasst wird, ist ein mit Spritzflüssigkeit durchfließbarer Bereich. Hierbei handelt es sich demnach um einen Bereich, welcher insbesondere während des Bereitstellungsvorgangs mit der Spritzflüssigkeit in Kontakt bzw. in Berührung kommt. Der Durchflussbereich ist bevorzugt angeordnet in zumindest einer Komponente, welche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Spritzdüse, Ventil, Spritzflüssigkeitsleitung der Spritzflüssigkeitseinheit. Der Durchflussbereich kann einen Abschnitt eines Innenraums oder den gesamten Innenraum der entsprechenden Komponente umfassen. Bevorzugt ist der Durchflussbereich in oder unmittelbar vor der bzw. den Spritzdüsen angeordnet.
Die Sensoreinheit kann ein Sensorelement bzw. einen Sensor oder auch mehrere Sensorelemente bzw. Sensoren aufweisen. Die Sensoreinheit kann in dem Durchflussbereich angeordnet sein. Hierbei kann die Sensoreinheit in direktem Kontakt mit der Spritzflüssigkeit sein, um die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit zu erfassen. Die Sensoreinheit kann jedoch auch außerhalb des Durchflussbereiches angeordnet sein. Hierbei kann die Sensoreinheit ausgebildet sein, die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit kontaktlos zu erfassen. Die Sensoreinheit kann ausgebildet sein, zusätzlich zu der Eigenschaftsinformation eine Temperatur der Spritzflüssigkeit in dem Durchflussbereich zu erfassen. Die Sensoreinheit kann eine Übertragungseinheit aufweisen. Die Übertragungseinheit kann ausgebildet sein, das Eigenschaftssignal mit erfassten Werten bzw. Messwerten der Eigenschaftsinformation drahtlos, bspw. über Funk, WLAN, Bluetooth etc., und/oder leitungsgebunden zu übertragen bzw. zu senden.
Das Eigenschaftssignal weist eine erfasste Eigenschaftsinformation bzw. einen erfassten Wert/Messwert der Eigenschaftsinformation auf. Die Eigenschaftsinformation wird während des Bereitstellungsvorgangs erfasst. 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.
So ist beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit einer Lösung eine universelle physikalische Größe und gibt die Fähigkeit eines Stoffes an, elektrischen Strom zu leiten. Diese Leitfähigkeit hängt stark von der Menge gelöster Salze ab, die entweder bereits in den Wirkmitteln bzw. Spritzmitteln zu finden sind, bzw. extra von den Herstellern oder den Landwirten den Wirkmitteln hinzugefügt werden könnten. Neben der Leitfähigkeit können auch andere physikalisch messbaren Stoffgrößen zur Konzentrationsbestimmung des Wirkmittels genutzt werden. So ändert sich mit der Konzentration der Wirkmittel im Wasser aufgrund des Anteils ungelöster Partikel in der Lösung auch die Trübung der Lösung (und somit der Absorptionskoeffizient für Licht) oder auch die Schallgeschwindigkeit (insbesondere Abhängig von der Dichte und Kompressibilität des Mediums). Ebenso besteht die Möglichkeit z.B. über Fluoreszenzmessungen auf die Konzentration des Wirkmittels zu schließen. Hier könnte ebenfalls eine Art Tracer (z.B. Farbstoff) den Wirkmitteln hinzugefügt werden.
Die Schritte des Empfangens des Eigenschaftssignals und des Ausgebens des Informationssignals und/oder Steuersignals können mittels einer Steuereinrichtung durchgeführt werden. Die Ermittlung bzw. Berechnung der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit kann ebenfalls mittels der Steuereinrichtung und dem Fachmann bekannter Rechenverfahren durchgeführt werden. Unter einer Steuereinrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale und/oder Informations-/Datensignale ausgibt. Hierzu kann die Steuereinrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten der Eigenschaftssignale bzw. Eigenschaftsinformationen aufweisen. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein. Die Steuereinrichtung kann ferner zumindest eine Speichereinheit zum Speichern der Eigenschaftssignale bzw. Eigenschaftsinformationen aufweisen oder zu diesem Zweck mit einer Speichereinheit verbunden sein. Die Speichereinheit kann einen Cloud-Server, einen Flash-Speicher, einen EPROM oder eine magnetische Speichereinheit aufweisen. Die Steuereinrichtung kann außerdem zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen der Eigenschaftssignale und Ausgeben der Informationssignale und/oder Steuersignale aufweisen. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um die Signale drahtlos, bspw. über Funk, WLAN, Bluetooth etc., und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Kommunikationsschnittstelle kann hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung kann die Schnittstelle beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Steuereinrichtung umfasst. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstelle eigene, integrierte Schaltkreise aufweist oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen besteht. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung kann die Schnittstelle ein Softwaremodul sein, das bspw. auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden ist. Der Schritt des Ausgebens erfolgt in Abhängigkeit von dem Eigenschaftssignal bzw. der empfangenen Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit. D.h., mit anderen Worten, dass in Abhängigkeit von der Eigenschaftsinformation bzw. dem erfassten Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration bzw. dem ermittelten Wert der Wirkmittelkonzentration entschieden wird, ob ein Signal und/oder welche Art von Signal, ggf. auch mit welchem Inhalt ausgegeben wird.
Hierbei wird bevorzugt ein Schritt des Vergleichens 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. 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 Spritzeinheit ausgegeben, wenn der Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit den Referenzwert und/oder den Referenzwertebereich erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon. Der Referenzwert bzw. die Referenzwerte können 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.
Das Steuersignal kann ausgebildet sein, die Spritzdüseneinheit zu deaktivieren bzw. zu schließen, um den Bereitstellungsvorgang zu beenden. Hierbei kann der Referenzwert ein oberer Grenzwert bzw. der Referenzwertebereich ein oberer Grenzwertebereich sein, wobei der Bereitstellungsvorgang beendet wird, wenn der Wert den oberen Grenzwert bzw. Grenzwertebereich erreicht hat. Das Steuersignal kann jedoch auch ausgebildet sein, die Spritzdüseneinheit zu aktivieren, um den Bereitstellungsvorgang erneut zu starten. Hierbei kann der Referenzwert ein unterer Grenzwert bzw. der Referenzwertebereich ein unterer Grenzwertebereich sein, wobei der Spritzvorgang erneut gestartet wird, wenn der Wert von dem unteren Grenzwert bzw. Grenzwertebereich abweicht.
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. Das Informationssignal kann ferner einen Wert der benötigten Dauer des Bereitstellungsvorgangs umfassen. Die Anzeigeeinheit kann hierbei ein Display, ein Smartphone oder ein beliebiges anderes Endgerät, wie bspw. ein Tablet oder ein PC sein. Das Informationssignal kann bspw. ausgewählt sein aus der Liste bestehend aus: SMS, E-Mail, Push-Notification, Telefonanruf.
Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Informationssignal mit dem Wert der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration der Spritzflüssigkeit „pauschal“ bei und/oder nach Beendigung des Bereitstellungsvorgangs, insbesondere erst bzw. nur bzw. ausschließlich bei und/oder nach Beendigung des Bereitstellungsvorgangs, und/oder während des Bereitstellungsvorgangs, insbesondere während der gesamten Dauer des Bereitstellungsvorgangs an die Anzeigeeinheit ausgegeben werden. Die Beendigung des Bereitstellungsvorgangs kann hierbei gezielt und/oder automatisch und/oder vorzeitig erfolgen.
Das Verfahren zum Überwachen und/oder Steuern kann automatisch oder manuell gestartet werden. Das Verfahren kann in Abhängigkeit von dem Bereitstellungsvorgang gestartet werden. Hierbei kann der Bereitstellungsvorgang ebenfalls automatisch oder manuell gestartet worden sein. Das Verfahren kann bei Beginn oder nach einer definierten Dauer nach dem Beginn des Bereitstellungsvorgangs gestartet werden. Das Verfahren kann während der gesamten Dauer des Bereitstellungsvorgangs oder zu definierten Zeitpunkten nach dem Beginn des Bereitstellungsvorgangs durchgeführt werden. Das Verfahren kann auch bei und/oder nach Beendigung des Bereitstellungsvorgangs, insbesondere erst bzw. nur bzw. ausschließlich bei und/oder nach Beendigung des Bereitstellungsvorgangs durchgeführt werden.
Das Verfahren zum Überwachen und/oder Steuern eines Bereitstellungsvorgangs einer Spritzflüssigkeit mit einer definierten Wirkmittelkonzentration an zumindest einer Spritzdüseneinheit einer Spritzvorrichtung zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit, insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, kann demnach folgende Schritte aufweisen:

- Aktivieren zumindest einer Spritzdüseneinheit der Spritzvorrichtung, um den Bereitstellungsvorgang zu starten;
- Erfassen einer Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit in einem Durchflussbereich der Spritzdüseneinheit mittels einer Sensoreinheit der Spritzvorrichtung, wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit ermittelbar ist; und
- Ausgeben eines Informationssignals an eine Anzeigeeinheit und/oder eines Steuersignals an die Spritzdüseneinheit in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit, um den Bereitstellungsvorgang zu überwachen und/oder zu steuern.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung ist es nunmehr möglich, auf einfache und kostengünstige Art und Weise den Bereitstellungsvorgang an den Spritzdüseneinheiten zu überwachen und zu optimieren. Durch das Erfassen der Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit in einem Durchflussbereich der Spritzdüseneinheit kann der überwachte Bereitstellungsvorgang dann gezielt gestoppt bzw. beendet werden, wenn die gewünschte definierte Wirkmittelkonzentration an der entsprechenden Spritzdüseneinheit vorliegt, bzw. die Wirkmittelkonzentration einen Referenzwert erreicht ist. Hierdurch wird zum einen während des Bereitstellungsvorgangs nur so viel Spritzflüssigkeit wie nötig ausgebracht, und zum anderen sichergestellt, dass an jeder der Spritzdüseneinheiten die gewünschte Wirkmittelkonzentration vorliegt, so dass der einleitend erläuterte Schmetterlingseffekt verhindert werden kann. Ist zu Beginn der Ausbringung bzw. Applikation die Spritzvorrichtung noch mit reinem Wasser vom letzten Spritzvorgang gefüllt, so kann dieses durch das Ausbringen aus den Spritzdüseneinheiten auf dem Feld ohne Bedenken ausgebracht werden. Dieser Bereitstellungsvorgang wird für jede Spritzdüseneinheit genau dann gestoppt, wenn eine definiert Wirkmittelkonzentration an oder in der Spritzdüseneinheit vorliegt. Die Spritzvorrichtung ist damit vorgeladen. Das Ausbringen des Wassers auf dem Feld hat zum einen den Vorteil, dass das noch in der Spritzvorrichtung vorhandene Wasser nicht mehr in einen Spritzflüssigkeitstank zurückgepumpt werden muss und dort evtl. die Konzentration des Wirkmittels im Spritzflüssigkeitstank vermindert, bzw. ein Auffangtank benötigt wird. Zum anderen entfällt das gesamte Leitungssystem für den Rücklauf. Zum anderen kann der Landwirt über eine Anzeigeeinheit darüber informiert werden, dass der Bereitstellungsvorgang nicht ausreichend bzw. erfolgreich war, wenn nach Beendigung des Bereitstellungsvorgangs eine zu geringe Wirkmittelkonzentration in zumindest einer der Spritzdüseneinheiten gemessen wird. Folglich kann er entsprechende Maßnahmen einleiten, wie bspw. einen weiteren Bereitstellungsvorgang starten.
Vorteilhaft ist es auch, wenn ein weiterer Schritt des Empfangens zumindest eines weiteren Eigenschaftssignals mit einer mittels einer weiteren Sensoreinheit der Spritzvorrichtung in einem Durchflussbereich einer weiteren Spritzdüseneinheit erfassten Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit vorgesehen ist, um in Abhängigkeit davon Eigenschaftsinformationen das Informationssignal an die Anzeigeeinheit und/oder das Steuersignal an die weitere Spritzdüseneinheit auszugeben. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn jeweils in einem Durchflussbereich jeder Spritzdüseneinheiten die Eigenschaftsinformation der Spritzflüssigkeit erfasst und ein entsprechendes Eigenschaftssignal empfangen wird, um in Abhängigkeit davon Eigenschaftsinformationen das Informationssignal an die Anzeigeeinheit und/oder ein entsprechendes Steuersignal an die jeweilige Spritzdüseneinheit auszugeben. Bspw. kann jeweils ein Steuersignal an die jeweilige Spritzdüseneinheit ausgegeben werden und der Bereitstellungsvorgang somit beendet werden, wenn in allen Spritzdüseneinheiten, in denen die Eigenschaftsinformation erfasst wird, die definierte Wirkmittelkonzentration detektiert wird bzw. die Wirkmittelkonzentration einen Referenzwert erreicht hat. Durch diese Maßnahme kann eine optimale und vollständige „Vorladung“ der Spritzvorrichtung erzielt werden.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Wert und/oder der Referenzwert und/oder der Referenzwertebereich der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration unter Verwendung der mittels einer weiteren Sensoreinheit erfassten Eigenschaftsinformation einer Trägerflüssigkeit der Spritzflüssigkeit ermittelt wird. Durch diese Maßnahme kann das Verfahren noch präziser durchgeführt werden, da die tatsächliche Eigenschaftsinformation der Trägerflüssigkeit ohne Wirkmittel als „Basiswert“ erfasst wird und bei der Ermittlung der o.g. Werte berücksichtigt bzw. herausgerechnet wird.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Wert und/oder der Referenzwert und/oder der Referenzwertebereich der Eigenschaftsinformation und/oder der Wirkmittelkonzentration 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.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

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

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

DE 102004030240 A1 [0005]
DE 102009026234 A1 [0006]

Claims

Verfahren (100) zum Überwachen und/oder Steuern eines Bereitstellungsvorgangs einer Spritzflüssigkeit (36) mit einer definierten Wirkmittelkonzentration an zumindest einer Spritzdüseneinheit (44) einer Spritzvorrichtung (10) zum Ausbringen der Spritzflüssigkeit (36), insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit den Schritten: - Empfangen (102) zumindest eines Eigenschaftssignals (60) mit einer mittels einer Sensoreinheit (54) der Spritzvorrichtung (10) in einem Durchflussbereich (58) der zumindest einen Spritzdüseneinheit (44) erfassten Eigenschaftsinformation (62) der Spritzflüssigkeit (36), wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (62) eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) ermittelbar ist; und - Ausgeben (106) eines Informationssignals (64) an eine Anzeigeeinheit (66) und/oder eines Steuersignals (68) an die Spritzdüseneinheit (44) in Abhängigkeit von der empfangenen Eigenschaftsinformation (62) der Spritzflüssigkeit (36) und/oder einer unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (62) ermittelten Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36), um den Bereitstellungsvorgang zu überwachen und/oder zu steuern.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: - Empfangen (102') zumindest eines weiteren Eigenschaftssignals (60) mit einer mittels einer weiteren Sensoreinheit (54) der Spritzvorrichtung (10) in einem Durchflussbereich (58) einer weiteren Spritzdüseneinheit (44) erfassten Eigenschaftsinformation (62) der Spritzflüssigkeit (36), um in Abhängigkeit davon das Informationssignal (64) an die Anzeigeeinheit (66) und/oder das Steuersignal (68) an die weitere Spritzdüseneinheit (44) auszugeben.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: - Vergleichen (104) zumindest eines Werts der Eigenschaftsinformation (62) und/oder der Wirkmittelkonzentration der Spritzflüssigkeit (36) mit zumindest einem vorgebbaren Referenzwert und/oder einem vorgebbaren Referenzwertebereich der Eigenschaftsinformation (62) und/oder der Wirkmittelkonzentration, um in Abhängigkeit davon das Informationssignal (64) und/oder das Steuersignal (68) auszugeben.
Verfahren (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert und/oder der Referenzwert und/oder der Referenzwertebereich der Eigenschaftsinformation (62) und/oder der Wirkmittelkonzentration unter Verwendung der mittels einer weiteren Sensoreinheit (54) erfassen Eigenschaftsinformation (62) einer Trägerflüssigkeit (14) der Spritzflüssigkeit (36) ermittelt wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert und/oder der Referenzwert und/oder der Referenzwertebereich der Eigenschaftsinformation (62) und/oder der Wirkmittelkonzentration unter Verwendung einer mittels der Sensoreinheit (54) erfassen Temperatur der Spritzflüssigkeit (36) und/oder der Trägerflüssigkeit (14) ermittelt wird.
Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal (64) an die Anzeigeeinheit (66) und/oder das Steuersignal (68) an die Spritzdüseneinheit (44) ausgegeben, wenn der Wert der Eigenschaftsinformation (62) und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) den Referenzwert und/oder den Referenzwertebereich erreicht hat und/oder bei einer definierten Abweichung davon.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal (64) bei und/oder nach Beendigung des Bereitstellungsvorgangs und/oder während des Bereitstellungsvorgangs, insbesondere während der gesamten Dauer des Bereitstellungsvorgangs ausgegeben wird.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationssignal (64) einen Wert der Eigenschaftsinformation (62) und/oder der Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) aufweist, um auf der Anzeigeeinheit (66) angezeigt zu werden.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal (68) ausgebildet ist, die jeweilige Spritzdüseneinheit (44) zu schließen, um den Bereitstellungsvorgang an dieser Spritzdüseneinheit (44) zu beenden.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Eigenschaftsinformation (62) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: elektrische Eigenschaft, insbesondere elektrische Leitfähigkeit oder Permitivität, optische Eigenschaft, insbesondere Absorptionseigenschaft, Emissionseigenschaft, Fluoreszenz, Schallgeschwindigkeit, oder Kombinationen daraus.
Steuereinrichtung (56) die dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Spritzvorrichtung (10) mit zumindest einer Spritzdüseneinheit (44) zum Ausbringen einer Spritzflüssigkeit (36), insbesondere für landwirtschaftliche Zwecke, mit: - einer Sensoreinheit (54) zum Erfassen einer Eigenschaftsinformation (62) der Spritzflüssigkeit (36) in einem Durchflussbereich (58) der zumindest einen Spritzdüseneinheit (44), wobei unter Verwendung der Eigenschaftsinformation (62) eine Wirkmittelkonzentration in der Spritzflüssigkeit (36) ermittelbar ist; und - einer Steuereinrichtung (56) nach Anspruch 11, um einen Bereitstellungsvorgang einer Spritzflüssigkeit (36) mit einer definierten Wirkmittelkonzentration an der Spritzdüseneinheit (44) zu überwachen und/oder zu steuern.
Computerprogramm das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 13.