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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten insbesondere innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes, sowie eine Landwirtschaftsmaschine zur Verarbeitung eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der Ansprüche 4 und 5.
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Unter einem landwirtschaftlichen Verbrauchsgut kann insbesondere ein Erntegut, zum Beispiel ein Getreidegut verstanden werden. Beispielsweise handelt es sich bei dem Verbrauchsgut um verderbliches, biologisches Anbaumaterial.
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Das hier beschriebene Verfahren umfasst einen ersten Schritt, mittels welchem eine Vorrichtung zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes bereitgestellt wird.
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Unter einem Fremdkörper kann ein solcher Körper, innerhalb des Materialflusses des Verbrauchsgutes verstanden werden, welcher eine Dichte aufweist, die wenigstens 10%, vorzugsweise mehr als 20% größer oder kleiner als eine mittlere Dichte des Verbrauchsgutes beträgt.
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Unter einer mittleren Dichte eines Verbrauchsgutes wird im Sinne der Erfindung ein solcher Dichtwert verstanden, welcher beispielsweise für eine entsprechende Sorte des Verbrauchsgutes steht. Jeder Sorte kann daher ein, vorzugsweise genau ein, mittlerer Dichtewert zugeordnet werden.
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Zudem ist vorstellbar, dass die Dichte des Materials des Fremdkörpers und/oder des Basismaterials (= das Material oder der Materialtyp welcher eigentlich gefördert werden möchte, z.B. Erntegut etc.) des Materialflusses mittels, einer, insbesondere automatischen, Erfassung der Dichte durch eine Messtrecke und/oder Transportstrecke. Dies kann die Nutzung entsprechender Sensorik entlang der Messstrecke beinhalten. Hierzu kann eine Zeitmessung durchgeführt werden, aus welcher sich ein Durchschnittswert ableiten lässt. Der Durchschnittswert kann ein somit ein Durchschnittsdichtewert des Fremdkörpermaterials in dem Materialfluss sein und in eine Datenbank abgespeichert werden.
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Die oben genannte Erfindung kann jedoch nicht nur im Bereich der landwirtschaftlichen Nutzung angewandt werden, sondern kann seine Anwendung auch auf anderen Gebieten finden, wie zum Beispiel der Lebensmittelindustrie.
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Auch können zur Detektion mehrere Funkfrequenzen und/oder mehrere Funkfrequenzbänder verwendet werden. Die Funkfrequenzen und/oder Funkfrequenzbänder können auch nacheinander oder in Gruppen abgefahren werden. Damit kann man besonders einfach Dichten der Fremdkörper und/oder Dichten der Basismaterial voneinander unterscheiden. Auch können Fremdkörper gleicher Substanz jedoch unterschiedlicher Dichte voneinander unterschieden werden (Korn, Stroh etc.).Zudem kann es sich bei einem Fremdkörper um einen solchen Körper handeln, welcher nicht nur aus dem gleichen Material unterschiedlicher Dichte, sondern aus einem anderen Material gebildet ist. Beispielsweise ist der Materialfluss des landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes durch einen Getreidestrom gebildet, wobei etwaige Metallsplitter solche Fremdkörper darstellen.
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Andersartige Fremdkörper in Dichte, Ausdehnung, Magnetismus und/oder dielektrischer Wert sind jedoch ebenso vorstellbar.
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Die hier beschriebene Vorrichtung umfasst zumindest einen Strahlungssender, welcher elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise im Mikrowellenbereich, emittiert.
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Dabei umfasst der hier beschriebene Mikrowellenbereich einen solchen Frequenzbereich, welcher von wenigstens einem bis 300 GHz reicht, was einer Wellenlänge von ca. 1 Millimeter bis 30 Centimeter entspricht.
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Andere Frequenzbänder sind jedoch ebenso vorstellbar. Beispielsweise ist die hier beschriebene Vorrichtung ebenso auf den Hochfrequenzmessbereich anwendbar. Hierzu würde dann der Strahlungssender elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise im Hochfrequenzbereich emittieren.
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Des Weiteren umfasst die hier die beschriebene Vorrichtung zumindest einen Strahlungsempfänger zum Empfangen zumindest eines Teils der vom Strahlungssender emittierten elektromagnetischen Strahlung.
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Bei dem Strahlungsempfänger kann es sich um einen Strahlungsdetektor handeln, welcher die elektromagnetische Strahlung detektiert.
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Des Weiteren umfasst die hier beschriebene Vorrichtung zumindest ein Erfassungsmodul, welches die auf den Strahlungsempfänger auftreffende elektromagnetische Strahlung in Bilddaten umwandelt, wobei die Bilddaten durch eine Auswertung von Amplitude, Phase und/oder Frequenz der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung erzeugt werden. Beispielsweise sind die Bilddaten solche Daten, welche unmittelbar auf die Amplitude, Phase und/oder Frequenz zurückführbar sind. Beispielsweise umfassen die Bilddaten solche Daten oder Datenpakete, welche das Triple aus Amplitude, Phase und Frequenz aufweist, oder zumindest Informationen hierüber ableitbar sind.
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Dabei werden die Bilddaten in zumindest einer Ausführungsform an ein Übertragungselement übermittelt, wobei das Übertragungselement in graphischer, haptischer, akustischer und/oder numerischer Weise auf die Fremdkörper und/oder die Materialinhomogenitäten hinweist und/oder solche, vorzugsweise vollautomatisch, identifiziert.
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Unter einem „Identifizieren“ kann in vorliegender Anmeldung derjenige Verfahrensschritt verstanden werden, welcher auf Basis von graphischen Darstellungsmitteln erst dem Benutzer, beispielsweise dem erntenden Bauern, oder Maschinentechniker, oder Maschineninspekteur, oder Maschinenwärter es ermöglicht, die entsprechenden Fremdkörper oder Materialinhomogenitäten feststellen und/oder entlang eines Weges oder einer Zeitachse nachverfolgen zu können. Bei einer Nachverfolgung entsprechend einer Zeitachse oder einer Wegachse kann daher in entsprechenden Zeitabständen ein entsprechender Übertragungsweg gegen die entsprechende Zeitachse eines einzigen Fremdkörpers oder einer ganzen Gruppe von Fremdkörpern nachgezeichnet werden. Beispielsweise wird nach 0,5 Sekunden nach Inbetriebnahme der Vorrichtung in einem kleinen bildlich dargestellten Subfenster auf einem Bildschirm ein solcher Verlaufsweg des Fremdkörpers oder der ganzen Gruppe von Fremdkörpern nachgezeichnet, wobei ein solches Update entsprechend jedem neu beginnenden Zeitfenster durchgeführt wird. Insofern kann eine Rückverfolgung der einzelnen Fremdkörper innerhalb des Materialflusses sogar besonders einfach gewährleistet sein.
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Hier vorgestellt wird ein Verfahren zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes, umfassend die Schritte eines Bereitstellens einer Vorrichtung zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes, wobei die Vorrichtung zumindest einen Strahlungssender, welcher elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise im Mikrowellenbereich, emittiert, zumindest einen Strahlungsempfänger zum Empfangen zumindest eines Teils der vom Strahlungssender emittierten elektromagnetischen Strahlung, zumindest einem Erfassungsmodul, welches die auf den Strahlungsempfänger auftreffende elektromagnetische Strahlung in Bilddaten umwandelt, wobei die Bilddaten durch eine Auswertung von Amplitude, Phase und/oder Frequenz der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung erzeugt werden, wobei die Bilddaten an ein Übertragungselement übermittelt, wobei das Übertragungselement in graphischer, haptischer, numerischer und/oder akustischer Weise auf die Fremdkörper und/oder die Materialinhomogenitäten hinweist und/oder solche, vorzugsweise vollautomatisch, identifiziert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die von dem Erfassungsmodul erfassten Werte in Echtzeit, also innerhalb von wenigstens einer Mikrosekunde bis höchstens 500 Mikrosekunden ab der Erfassung durch den Strahlungsempfänger detektiert.
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Auch kann die Erfassung der Werte variabel gesteuert werden. Hierzu ist denkbar, dass die Erfassung auf Basis einer gesteuerten Taktfrequenz, insbesondere direkten Anfrage der Messung / Messwerte und/oder in vorbestimmten Zeitfenstern erfolgen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform klassifiziert das Erfassungsmodul aus den erfassten Bilddaten die Fremdkörper und/oder Materialinhomogenitäten, sodass der Vergleich dieser Bilddaten mit in einer Datenbank hinterlegten Material- und/oder Ausdehnungs- und/oder Orientierungsdaten der Fremdkörper und/oder Materialinhomogenitäten einen Klassifikationsdurchführung umfasst.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes, zumindest einen Strahlungssender, welcher elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise im Mikrowellenbereich, emittiert, sowie zumindest einen Strahlungsempfänger zum Empfangen zumindest eines Teils der vom Strahlungssender emittierten elektromagnetischen Strahlung, sowie zumindest ein Erfassungsmodul, welches die auf den Strahlungsempfänger auftreffende elektromagnetische Strahlung in Bilddaten umwandelt, wobei die Bilddaten durch eine Auswertung von Amplitude, Phase und/oder Frequenz der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung erzeugt werden, wobei die Bilddaten an ein Übertragungselement übermittelbar sind, wobei das Übertragungselement in graphischer, haptischer, numerischer und/oder akustischer Weise auf die Fremdkörper und/oder die Materialinhomogenitäten hinweist und/oder solche, vorzugsweise vollautomatisch, identifiziert.
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Die Erfassung der Strahlung durch den Strahlungsempfänger kann mittels Strahlungsreflexion in Richtung des Strahlungssenders erfolgen. Hierzu ist denkbar, dass der Strahlungssender und der Strahlungsempfänger auf der gleichen Seite relativ zum Materialfluss angeordnet sind. Zum Beispiel sind Strahlungssender und Strahlungsempfänger in dem gleichen Gehäuse verbaut und/oder ein und dasselbe Bauteil.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich in vorliegender Erfindung um eine Landwirtschaftsmaschine- und/oder Maschine zur Verarbeitung eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes, umfassend zumindest ein Transport- und/oder Verarbeitungselement zum Transport und/oder Verarbeiten eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes, zumindest eine Vorrichtung zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses des landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes nach Anspruch 4, wobei die Vorrichtung an dem Transport- und/oder Verarbeitungselement derart montiert ist, dass der Materialfluss auf die Fremdkörper und/oder Materialinhomogenitäten untersuchbar ist.
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Die Landwirtschaftsmaschine kann ein Mähdrescher sein.
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Sowohl die hier beschriebene Landwirtschaftsmaschine, als auch die obig beschriebene Vorrichtung können mittels des obig beschriebenen Verfahrens betrieben werden, sodass alle für das hier beschriebene Verfahren offenbarten Merkmale sowohl für Vorrichtung, als auch für die Landwirtschaftsmaschine offenbart sind und umgekehrt.
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Bei dem hier beschriebenen Transport- und/oder Verarbeitungselement kann es sich um jedwedes Transport- und/oder Verarbeitungselement handeln. Zum Beispiel handelt es sich bei einem solchen Verarbeitungselement um einen Häcksler oder ein sonstiges Wendeelement oder Transportband.
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Auch kann das Transport- und/oder Verarbeitungselement Transportrollen, Transportrutschen oder Transportrohre umfassen.
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Im Folgenden wird die hier beschriebene Erfindung anhand einer Figur und der dazugehörigen Beschreibung näher dargestellt.
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In der Figur sind manche Teile möglicherweise übertrieben groß dargestellt, was jedoch keiner einschränkenden Bedeutung gleichkommt.
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In der 1 ist in einer schematisch perspektivischen Seitenansicht erkennbar, dass das dort beschriebene Verfahren 100 zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes dient.
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Erkennbar sind gemäß eines hier vorgestellten Verfahren 100 die Schritte des Bereitstellens einer Vorrichtung 200 zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes, wobei die Vorrichtung 200 zumindest einen Strahlungssender 201, welcher elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise im Mikrowellenbereich, emittiert, aufweist. Zudem ist eine Strahlungsempfänger 202 zum Empfangen zumindest eines Teils der vom Strahlungssender 201 emittierten elektromagnetischen Strahlung erkennbar, sowie ein Erfassungsmodul 203, welches die auf den Strahlungsempfänger 202 auftreffende elektromagnetische Strahlung in Bilddaten umwandelt, wobei die Bilddaten durch eine Auswertung von Amplitude, Phase und/oder Frequenz der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung erzeugt werden. Die Bilddaten werden an ein Übertragungselement 400 übermittelt, wobei das Übertragungselement 400 in graphischer, haptischer, numerischer und/oder akustischer Weise auf die Fremdkörper und/oder die Materialinhomogenitäten hinweist und/oder solche, vorzugsweise vollautomatisch, identifiziert.
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Dabei erfasst das Erfassungsmodul 203 die erfassten Werte in Echtzeit, also innerhalb von wenigstens einer Mikrosekunde bis höchstens 500 Mikrosekunden ab der Erfassung durch den Strahlungsempfänger 202, detektiert werden.
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Zudem klassifiziert das Erfassungsmodul 203 aus den erfassten Bilddaten die Fremdkörper und/oder Materialinhomogenitäten, sodass der Vergleich dieser Bilddaten mit in einer Datenbank hinterlegten Material- und/oder Ausdehnungs- und/oder Orientierungsdaten der Fremdkörper und/oder Materialinhomogenitäten einen Klassifikationsdurchführung umfasst.
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Das in der 1 beschriebene Verfahren 100 wird mittels einer Vorrichtung 200 zur Erfassung von Fremdkörpern und/oder Materialinhomogenitäten innerhalb eines Materialflusses eines landwirtschaftlichen Verbrauchsgutes durchgeführt. Dabei ist erkennbar, dass eine Landwirtschaftsmaschine 500 der 1 die hier beschriebene Vorrichtung 200 umfasst, wobei die Vorrichtung 200 an einem Transport- und/oder Verarbeitungselement 501 angeordnet ist, auf welchem das Verbrauchsgut entlang eines Transportweges transportiert wird. Zwischen dem Strahlungssender 201 und dem Strahlungsempfänger 202 wird gemäß der 1 das entsprechende Verbrauchsgut geführt.
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Eine derartige Zwischendurchführung des Verbrauchsgutes zwischen dem Sender 201 und dem Empfänger 202 ist, unabhängig von der 1, in aller Regel auch für andere Ausführungsformen erforderlich.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verfahren
- 200
- Vorrichtung
- 201
- Strahlungssender
- 202
- Strahlungsempfänger
- 203
- Erfassungsmodul
- 400
- Übertragungselement
- 500
- Landwirtschaftsmaschine
- 501
- Transport- und/oder Verarbeitungselement
