DE102020124656A1 - Hochfrequenz-kornmasse- und bestandteilmesssysteme für mähdrescher - Google Patents

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Abstract

Ein an Bord eines Mähdreschers verwendetes Hochfrequenz- (HF-) Kornmasse- und Bestandteilmesssystem beinhaltet ein HF-Sensor-Subsystem zum Erfassen von HF-Sensormesswerten eines geernteten Korns innerhalb eines Bereichs des Mähdreschers. In einem Speicher ist eine HF-Eigenschaftendatenbank gespeichert, die HF-Eigenschaftentestdaten enthält, die für getestete Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche gesammelt wurden. Eine Steuerung, die betriebsfähig mit dem HF-Sensor-Subsystem und dem Speicher gekoppelt ist, ist konfiguriert, um: (i) die HF-Sensorwerte von dem HF-Sensor-Subsystem zu empfangen; (ii) Kornmasse und einen ersten Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage eines analytischen Vergleichs zwischen den HF-Sensorwerten und den HF-Eigenschaftentestdaten zu bestimmen; und (iii) mindestens eine Aktion als Reaktion auf das Bestimmen der Kornmasse und des ersten Bestandteilgehalts des geernteten Korns durchzuführen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Nicht zutreffend.
  • ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
  • Nicht zutreffend.
  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf hochfrequenzbasierte Messsysteme zum Schätzen der Kornmasse und -zusammensetzung (z. B. Prozentsätze des Bestandteilgehalts) von Körnern, die von Mähdreschern verarbeitet werden.
  • HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
  • Mähdrescher (auch als „landwirtschaftliche Mähdrescher“ bezeichnet) haben die Effizienz, mit der Mais, Raps, Sojabohnen, Weizen, Hafer, Sonnenblumen und anders Erntegut geerntet, gedroschen, gereinigt und zur Verteilung an die Verbraucher gesammelt werden, erheblich verbessert. Im Allgemeinen sind Mähdrescher relativ komplexe, selbstfahrende Maschinen, die in der Lage sind, große Schwaden von Erntegutpflanzen zu ernten, wenn sich die Erntemaschine über ein Feld mit Erntegut bewegt, während Korn von anderem Material als Korn (MOG) innerhalb der Erntemaschine getrennt wird. Nach der Reinigung wird das geerntete Korn in einen Kornvorratstank gefördert, typischerweise indem es durch einen Reinkornelevator gefördert wird. Mit zunehmender Weiterentwicklung der Mähdrescher werden nun Sensor-Subsysteme in Erntemaschinen integriert, um die Kornmasse und den Feuchtigkeitsgehalt von geerntetem Korn zu messen. Insbesondere die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts verbessert die Genauigkeit der Messung der Kornmasse, was wiederum die Genauigkeit der Durchflussrate der Kornmasse und die Kornertragsberechnungen verbessert. Solche kornbezogenen Messungen können in einem Speicher gespeichert und auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden, die sich innerhalb der Bedienerkabine des Mähdreschers befindet, um von einem Bediener als Referenz verwendet zu werden. Zusätzlich oder alternativ können Anpassungen im laufenden Betrieb an betätigten Komponenten als Reaktion auf Änderungen der Kornmasse, des Feuchtigkeitsgehalts oder anderer verwandter Parameter umgesetzt werden, um die Leistung des Mähdreschers besser zu optimieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • An Bord von Mähdreschern werden Hochfrequenz- (HF) Kornmasse- und Bestandteilmesssysteme verwendet. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem ein HF-Sensor-Subsystem, das konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte eines geernteten Korns in einem Bereich des Mähdreschers, der das aktuell geerntete Korn enthält, zu erfassen. In einem Speicher ist eine HF-Eigenschaftendatenbank mit HF-Eigenschaftentestdaten gespeichert, die für getestete Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche beobachtet werden. Eine Steuerung ist operativ mit dem HF-Sensor-Subsystem und dem Speicher gekoppelt. Die Steuerung ist konfiguriert, um: (i) die HF-Sensormesswerte von dem HF-Sensor-Subsystem zu empfangen; (ii) Kornmasse und einen ersten Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage der HF-Sensormesswerte im Vergleich zu den HF-Eigenschaftentestdaten zu bestimmen; und (iii) als Reaktion auf das Bestimmen der Kornmasse und des ersten Bestandteilgehalts des aktuell geernteten Korns mindestens eine Aktion durchzuführen, einschließlich Anzeigen oder Speichern von Werten im Zusammenhang mit oder Einstellen einer Komponente des Mähdreschers.
  • In weiteren Ausführungsformen beinhaltet das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem ein HF-Sensor-Subsystem, einen Speicher, der eine HF-Eigenschaftendatenbank speichert, und eine Steuerung, die operativ mit dem HF-Sensor-Subsystem und dem Speicher gekoppelt ist. Das HF-Sensor-Subsystem wiederum beinhaltet einen ersten und einen zweiten HF-Sensor. Der erste HF-Sensor ist konfiguriert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer ersten Frequenz oder einem ersten Frequenzbereich zu erfassen. Vergleichsweise ist der zweite HF-Sensor konfiguriert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer zweiten Frequenz oder einem zweiten Frequenzbereich zu erfassen, die/der sich von der ersten Frequenz oder dem ersten Frequenzbereich unterscheidet. Die HF-Eigenschaftendatenbank enthält HF-Eigenschaftentestdaten, die für getestete Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche beobachtet wurden. Die Steuerung ist konfiguriert, um: (i) die HF-Sensorwerte von dem HF-Sensor-Subsystem zu empfangen; (ii) Kornmasse und einen Feuchtigkeitsgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage der HF-Sensorwerte im Vergleich zu den HF-Eigenschaftentestdaten zu bestimmen; und (iii) mindestens eine Aktion als Reaktion auf das Bestimmen der Kornmasse und des Feuchtigkeitsgehalts des aktuell geernteten Korns durchzuführen.
  • Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen sind in den beigefügten Zeichnungen sowie in der nachstehenden Beschreibung festgelegt. Andere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
  • Figurenliste
  • Mindestens ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben:
    • 1 ist ein schematische Darstellung eines Mähdreschers, der mit dem Hochfrequenz- (HF-)Korn- und Massebestandteilmesssystem ausgestattet ist, wie entsprechend einem Ausführungsbeispiel dargestellt;
    • 2 stellt schematisch zusätzliche Komponenten dar, die in Ausführungsformen des beispielhaften HF-Korn- und Massebestandteilmesssystems enthalten sein können;
    • 3 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses, der in geeigneter Weise durch eine Steuerung des HF-Korn- und Massebestandteilmesssystems durchgeführt wird (1 und 2), um mehrere Parameter (z. B. Kornmasse, Feuchtigkeitsgehalt und/oder Gehalte an Bestandteilen) eines Korns zu bestimmen, das durch den Mähdrescher verarbeitet wird, wie in 1 gezeigt;
    • 4 stellt HF-Eigenschaften (hier ausgedrückt in Phasenverschiebung) über einen getesteten Frequenzbereich für eine Anzahl getesteter Kornproben grafisch dar, die von der Steuerung bei der Bestimmung der Kornmasse und eines ersten Bestandteilgehalts (hier Ölgehalt) in Ausführungsformen verwendet werden können; und
    • 5 stellt eine HF-Sensorablesung (hier gemessen in Wellenamplitude oder -größe) einer getesteten Kornprobe über einen vorbestimmten Frequenzbereich grafisch dar, die von der Steuerung ferner zum Bestimmen der Kornmasse und eines ersten Bestandteilgehalts eines geernteten Korns in Ausführungsformen verwendet werden kann.
  • Gleiche Referenzsymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente. Aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Darstellung können Beschreibungen und Details bekannter Merkmale und Techniken weggelassen werden, um unnötiges Verdecken der in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beschriebenen beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungsformen der Erfindung zu vermeiden. Es versteht sich ferner, dass Merkmale oder Elemente, die in den begleitenden Figuren erscheinen, nicht zwangsläufig maßstabsgetreu gezeichnet sind, sofern nicht anders vermerkt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind in den beigefügten Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt. Verschiedene Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen können von Fachleuten in Betracht gezogen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen festgelegt.
  • ÜBERSICHT
  • Wie oben kurz erörtert, sind moderne Mähdrescher mit Sensorsystemen zur Messung der Kornmasse und des Feuchtigkeitsgehalts von geerntetem Korn ausgestattet. Bei einem gemeinsamen Ansatz wird die Kornmasse bestimmt, indem die Kraft erfasst wird, mit der geerntetes Korn auf eine im Auslassende des Reinkornelevators positionierte Fläche auftrifft. Insbesondere kann die Aufprallkraft des Reinkorns mithilfe einer Kraftmesszelle gemessen werden, die hinter einer Aufprallplatte positioniert ist, auf die das Reinkorn auftrifft, wenn es von den rotierenden Paddeln des Kornelevators geschleudert oder ausgeworfen wird. Wenn das Korn auf die Aufprallplatte auftrifft, bevor es in den Reinkornbehälter fällt, erfasst die Kraftmesszelle die Kraft, mit der das Korn auf die Aufprallplatte auftrifft. Diese Aufschlagkraft in Verbindung mit der Geschwindigkeit des Kornelevators wird dann zur Ermittlung der Kornmasse verwendet. Einmal bestimmt, kann die Kornmasse dann zusammen mit anderen bekannten Parametern, wie Erntevorsatzbreite und Erntemaschinengeschwindigkeit, für die Berechnung des Kornmassedurchsatzes und des Kornertrags verwendet werden.
  • Neben der Kornmasse wird auch der Kornfeuchtigkeitsgehalt wünschenswerterweise von Mähdreschern verfolgt. Der Feuchtigkeitsgehalt eines geernteten Korns beeinflusst die Neigung des Korns, während der Verarbeitung und Lagerung zu verderben, zu schrumpfen oder beschädigt zu werden. Außerdem können Schwankungen des Kornfeuchtigkeitsgehalts die Genauigkeit der oben beschriebenen Kornmassemessungen beeinflussen und werden somit bei der Berechnung der Kornmasse in wünschenswerter Weise kompensiert. Aus diesen Gründen sind Mähdrescher auch üblicherweise mit Sensoren zur Abschätzung des Feuchtigkeitsgehalts von geerntetem Korns ausgestattet. In vielen Fällen wird der Kornfeuchtigkeitsgehalt geschätzt, indem die Kapazität über ein bekanntes Kornvolumen gemessen wird, das in einen Testkanal oder „Bypass“ aus dem Reinkornstrom umgeleitet wird. Die Abmessungen des Bypasses bestimmen das abgetastete Kornvolumen, und Elektroden (z. B. Metallplatten) grenzen an die Seiten des Bypasses, um zu ermöglichen, dass ein elektrischer Strom durch das abgetastete Kornvolumen geleitet wird, um die Kapazität zu messen. Die Kapazitätsmessung wird dann unter Verwendung einer im Voraus festgelegten Korrelation oder Gleichung in eine Feuchtigkeitsgehaltsschätzung umgewandelt, wobei festgestellt wird, dass die elektrische Leitfähigkeit tendenziell zunimmt (und somit die Kapazität tendenziell abnimmt), wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Korns zunimmt. Die Kapazitätsschätzung kann dann von der Verarbeitungsarchitektur oder „Steuerung“ des Mähdreschers berücksichtigt werden, um die Kornmasse genauer zu beurteilen. In anderen Fällen kann das entnommene Kornvolumen gewogen und das Gewicht verwendet werden, um den Kornfeuchtigkeitsgehalt (oder die Kornmasse) zusätzlich oder anstelle einer Kapazitätsmessung zu schätzen. Nach dem Schätzen der Kornfeuchtigkeit auf diese Weise kann das entnommene Kornvolumen dann in den Reinkornstrom zurückgeführt werden, und solche Prozessschritte können wiederholt werden, um den Kornfeuchtigkeitsgehalt auf iterativer Basis zu schätzen.
  • Die oben beschriebenen Verfahren zur Messung der Kornmasse und des Feuchtigkeitsgehalts sind zwar im Allgemeinen sinnvoll, bleiben aber in mehrfacher Hinsicht begrenzt. Solche Messtechniken können etwas ungenau und zu komplex sein, und erfordern eine wiederholte Kalibrierung. Betrachten wir zum Beispiel die oben beschriebene Technik zum Schätzen des Feuchtigkeitsgehalts eines Korns, das von einem Mähdrescher verarbeitet wird. Die Notwendigkeit, wiederholt Fraktionen des neu geernteten Korns aus dem Reinkornstrom in einen dedizierten Bypass umzuleiten oder zu binden, die Kapazität (oder das Gewicht) des abgetasteten Korns zu messen und dann das abgetastete Korn in den Reinkornstrom zurückzuführen, ist ein umständlicher Prozess, der unerwünschte Kosten und Komplexität für den Mähdrescher hinzufügt. Ferner werden aufgrund der Art eines solchen quasizufälligen Abtastungsverfahrens die Kornfeuchtigkeitsschätzungen zu diskreten Zeitpunkten vorgenommen, während der Strom des Reinkornstroms in begrenztem Maße unterbrochen wird. In bestimmten Fällen können die Kornfeuchtigkeitsschätzungen vorübergehend von den Aufprallkraftmessungen um eine signifikante Zeitverzögerung versetzt sein, was Ungenauigkeiten beim Schätzen der Kornmasse unter sich ändernden Kornbedingungen verschärft.
  • Angesichts dieser Mängel wurden verschiedene alternative Techniken zur Messung der Kornmasse und des Feuchtigkeitsgehalts vorgeschlagen und in bestimmten Fällen umgesetzt. Solche alternativen Techniken sind jedoch auch mit verschiedenen Mängeln verbunden. Als konkretes Beispiel wurde vorgeschlagen, dass die Kornmasse gemessen werden kann, indem geerntetes Korn mit hoher Energie, ionisierender Strahlung in Form von Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen beschossen wird. Ein solcher Ansatz kann die Bestimmung der Kornmasse und/oder des Feuchtigkeitsgehalts durch Messen des Grads ermöglichen, in dem die hochenergetische ionisierende elektromagnetische Strahlung (EM-Strahlung) in das geerntete Korn absorbiert wird. Ungeachtet dessen neigen vorgeschlagene Systeme, die hochenergetische Sender- und Empfängerantennen enthalten, dazu, dem Sensor-Subsystem erhebliche Kosten und Komplexität hinzuzufügen, und können verschiedenen behördlichen Vorschriften unterliegen. Ebenso wie herkömmlichere Techniken der oben beschriebenen Art bleiben solche alternativen Techniken zum Messen der Kornmasse und des Feuchtigkeitsgehalts in einer anderen signifikanten Hinsicht begrenzt, da auch solche Messtechniken wenig, wenn überhaupt, zusätzliche nützliche Informationen über die Zusammensetzung eines geernteten Korns über den Feuchtigkeitsgehalt hinaus selbst bereitstellen.
  • Zur Behebung der oben genannten Mängel, die mit derartigen herkömmlichen Kornmassenmesssystemen verbunden sind, werden im Folgenden hochfrequenzbasierte Kornmasse- und Bestandteilmesssysteme offenbart, die sich gut für den Einsatz in Mähdreschern eignen. Wie durch den Begriff „hochfrequenzbasiert“ angedeutet, verwenden die nachfolgend beschriebenen Messsysteme Hochfrequenzmessungen (HF), um die Kornmasse und den Bestandteilgehalt eines aktuell geernteten Korns zu messen oder zu schätzen, d. h. ein Korn, das aus Kulturpflanzen extrahiert wird, die von einem Mähdrescher aufgenommen und dann verarbeitet werden, der mit dem Messsystem ausgestattet ist. Der Einfachheit halber werden die HF-basierten Kornmasse- und Bestandteilmesssysteme im Folgenden alternativ als „HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssysteme“ bezeichnet. Eine solche Terminologie bedeutet, dass das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem HF-Signale zur Bewertung der Kornmasse und des Bestandteilgehalts verwendet, schließt jedoch nicht aus, dass das Messsystem andere Nicht-HF-Eingabedaten zur Durchführung solcher Bewertungen verwenden kann (und häufig verwenden wird). Ferner bezieht sich der Begriff „Bestandteilgehalt“ auf den Grad oder das Niveau, in dem das Korn mindestens einen Bestandteil enthält, ob Feuchtigkeit oder ein Nicht-Feuchtigkeitsbestandteil. Beispiele für Nichtfeuchtigkeitsbestandteile sind Protein, Cellulose, Stärke oder Öl, die im Korn enthalten sind. Solche Gehalte oder Mengen an Bestandteilen werden oft als Volumen- oder Gewichtsprozentsatz ausgedrückt, wie z. B. ein Protein-, Cellulose-, Stärke- oder ÖI-Gewichtsprozentsatz (%); andere Arten, die Bruchmenge eines bestimmten Bestandteils innerhalb des Korns auszudrücken, sind jedoch ebenso sinnvoll.
  • Wie oben angegeben, können Ausführungsformen des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems auch Nicht-HF-Sensoreingaben und andere Nicht-HF-Eingabedaten bei der Bestimmung von Kornmasse, Feuchtigkeitsgehalt, Nicht-Feuchtigkeitsbestandteilmessung(en) und anderen kornbezogenen Parametern, wie etwa eine Kornmassedurchflussrate oder einen Gesamtkornertrag, berücksichtigen. Das Messsystem kann im Voraus festgelegte Umwandlungsfaktoren und Gleichungen aus dem Speicher abrufen und gegebenenfalls anwenden; z. B. beim Umwandeln eines gemessenen Kornvolumens (abgeleitet aus den nachfolgend beschriebenen HF-Antwortsignalen) in Kornmasse verwendet. Die Reinkornelevatorgeschwindigkeit oder ein ähnlicher Parameter kann berücksichtigt werden, wenn die Kornmasse weiter in die Kornmassedurchflussrate durch den Mähdrescher umgewandelt wird. Bedienereingabedaten können auch berücksichtigt werden, wenn sie relevant sind, wobei eine solche Bedienereingabe möglicherweise eine bestimmte Erntegutart oder Erntegutkategorie angibt, die derzeit durch den Mähdrescher in Ausführungsformen verarbeitet wird.
  • Die HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssysteme können eine beliebige praktische Anzahl von HF-Sensoren (Sender, Empfänger und andere zugehörige Hardware) umfassen, die zusammen ein HF-Sensor-Subsystem bilden. In bestimmten Ausführungsformen kann das HF-Sensor-Subsystem ein einzelnes HF-Empfänger- und -Senderpaar beinhalten, das während des Betriebs mehrere feste Frequenzen durchläuft; oder stattdessen die emittierte HF-Energie über einen vorbestimmten Frequenzbereich moduliert. In anderen Fällen kann das HF-Sensor-Subsystem zwei oder mehr HF-Sensoren enthalten, wobei jeder HF-Sensor in einem eindeutigen Frequenz- oder Frequenzbereich innerhalb des HF-Bereichs arbeitet. Wenn es zwei oder mehr HF-Sensoren beinhaltet, kann das Sensor-Subsystem Echtzeitdaten verwenden, um mehrere Parameter in Bezug auf das geerntete Korn aufzulösen, während es einen kontinuierlichen, ununterbrochenen Fluss des Reinkornstroms ermöglicht. Ferner kann jeder HF-Sensor optimiert sein, um in einer einzigartigen Frequenz oder einem Frequenzbereich zu arbeiten, und angepasst sein, um das Signal-Rausch-Verhältnis innerhalb seiner lokalen strukturellen Umgebung zu maximieren, z. B. durch Anpassen der Antennenform und -abmessungen an den Bereich des Mähdreschers, in den der HF-Sensor integriert ist. Jeder HF-Sensor ist vorteilhaft optimiert, um einen Sensor-Sichtfeld- (FOV) oder Abfragebereich bereitzustellen, durch den im Wesentlichen das gesamte Korn, das in dem Reinkornstrom enthalten ist, fließt, während strukturelle Störungen durch beliebige HFinteraktive Komponenten (z. B. Metall) innerhalb des Abfragebereichs weiter minimiert werden.
  • In verschiedenen Implementierungen, in denen das Sensor-Subsystem mindestens einen ersten und einen zweiten HF-Sensor beinhaltet, ist ein erster HF-Sensor positioniert, um HF-Sensormesswerte des Korns innerhalb des Reinkornstroms an einer Stelle zu erfassen, an der das Korn relativ kompakt oder zu einer konsolidierten Masse aggregiert ist; z. B. wenn das Korn in diskrete Stapel verteilt wird, die von den Paddeln des Reinkornelevators getragen werden. Zusätzlich kann der zweite HF-Sensor in solchen Implementierungen positioniert sein, um HF-Sensormesswerte des Reinkorns zu erfassen, wenn es sich in einer stärker verteilteren Verteilung befindet, wie wenn es in der Luft getragen und von den Paddeln durch den Auslass des Reinkornelevators entladen wird. In diesem Fall kann dem zweiten HF-Sensor ein ausgedehnteres FOV oder Abfragebereich verliehen werden als dem ersten HF-Sensor, um sicherzustellen, dass die wesentliche Gesamtheit des durch den Auslass des Reinkornelevators abgegebenen Korns mit HF-Energie beaufschlagt und von den entsprechenden HF-Sensormesswerten erfasst wird.
  • Die Frequenzen, mit denen der Sensor oder die Sensoren innerhalb des HF-Sensor-Subsystems arbeiten, variieren je nach Ausführungsform. Die Betriebsfrequenzen der HF-Sensoren können an einen bestimmten Sensorort angepasst oder optimiert werden, um eine gewünschte Signalantwort hervorzurufen, die eine höhere Auflösung bereitstellt zum Unterscheiden zwischen den HF-Eigenschaften, die im Speicher als „Ground Truth“-Testdaten gespeichert sind. Im Allgemeinen arbeiten die HF-Sensoren im HF-Bereich, der hierin so definiert ist, dass er von 3 Hertz (Hz) bis 3 Terahertz (THz) reicht. In bestimmten Ausführungsformen arbeiten der/die HF-Sensor(en) innerhalb des Sensor-Subsytems im Mikrowellenband (hier definiert als Bereich von 1 Gigahertz (GHz) bis 30 GHz) oder im Millimeterwellenband (MMW) (hier definiert als Bereich von 30 GHz bis 300 GHz). Ein Kompromiss besteht darin, dass die Datenauflösung und die Genauigkeit der Kornparameterschätzung bei höheren Frequenzen (z. B. Frequenzen über 1 GHz) zunehmen, während die Kosten und Komplexität solcher Sensorsysteme bei diesen höheren Frequenzen zunehmen. Aus diesen Gründen wird in zumindest einigen Anwendungen vorteilhaft ein Frequenzbereich zwischen 1 und 100 GHz gewählt, mit dem jeder Sensor betrieben wird. Beispielsweise kann in solchen Ausführungsformen ein erster HF-Sensor mit einer ersten festen Frequenz oder einer maximalen Frequenz (wenn HF-Energie über einen Frequenzbereich emittiert wird) von f1 arbeiten, während ein zweiter Sensor mit einer zweiten festen Frequenz oder einer minimalen Frequenz (wenn HF-Energie über einen Frequenzbereich emittiert wird) von f2 arbeiten kann, wobei f2 einen Wert aufweist, der mindestens doppelt so groß ist wie der von f1.
  • Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem beinhaltet ferner eine Art Verarbeitungsarchitektur, die im Folgenden allgemein als „Steuerung“ bezeichnet wird. Während des Betriebs des Systems empfängt die Steuerung die HF-Sensorwerte von dem HF-Sensor-Subsystem und vergleicht diese Werte mit den Informationen (Testdaten), die in einer HF-Eigenschaftendatenbank gespeichert sind, die sich in einem computerlesbaren Speicher an Bord des Mähdreschers befindet oder anderweitig für die Steuerung zugänglich ist. Wie oben angegeben, enthält die HF-Eigenschaftendatenbank HF-Eigenschaftentestdaten, die für getestete Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche beobachtet werden. Solche HF-Eigenschaftentestdaten werden vorteilhafterweise als Ground Truth-Daten erzeugt, indem HF-Signaturen oder Signalantworteigenschaften eines Bereichs von Kornproben mit bekannten Eigenschaften (z. B. bekannte Kornarten, bekannte Massen- oder Volumenmessungen, bekannte Feuchtigkeitsgehalte und bekannte Bestandteilgehaltsmessungen) über ausgewählte Frequenzbereiche erfasst werden, die die Frequenzen umfassen, mit denen die HF-Sensoren arbeiten. Solche HF-Eigenschaftentestdaten können unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Datenstruktur, wie mehrdimensionalen Nachschlagetabellen, in einem Speicher gespeichert werden, auf den die Steuerung zugreifen kann. Ungeachtet dessen werden die HF-Eigenschaftentestdaten zweckmäßigerweise als ein oder mehrere HF-Signalantwortkarten abgespeichert, die HF-Signaleigenschaften der getesteten Kornproben über dem/den getesteten Frequenzbereich(en) graphisch darstellen. Die Spuren solcher Karten können als diskrete Plotpunkte gespeichert werden oder, wenn möglich, in Form von multivariablen Gleichungen oder Formeln.
  • Für eine erhöhte Vielseitigkeit können solche HF-Signalantwortkarten für Körner verschiedener Arten, Kornkategorien, verschiedener Feuchtigkeitsgehalte oder dergleichen erzeugt werden; und die entsprechenden HF-Signalantwortkarten können von der Steuerung bei Bedarf abgerufen werden. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass das aktuell geerntete Korn Mais mit einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt (z. B. 16 % nach Gewicht) ist, kann die Steuerung die HF-Signalantwortkarte (oder den HF-Eigenschaftendatensatz) für die getesteten Maisproben mit dem spezifizierten Feuchtigkeitsgehalt abrufen; und dann die abgerufene HF-Signalantwortkarte verwenden, um die Kornmasse und einen Gehalt an Nichtfeuchtigkeitsbestandteilen zu bestimmen, wie etwa einen Ölgehalt, wie er in dem nachfolgenden Beispiel in Verbindung mit den 4 und 5 erörtert wird.
  • Wie gerade angegeben, bestimmt die Steuerung beim Empfangen der HF-Sensormesswerte von den HF-Sensoren dann die Kornmasse, den Feuchtigkeitsgehalt und/oder einen Nichtfeuchtigkeitsbestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage eines Vergleichs zwischen den HF-Sensormesswerten und HF-Eigenschaftentestdaten. In Ausführungsformen, in denen mehrere HF-Sensormesswerte bei unterschiedlichen Frequenzen oder Frequenzbereichen erfasst werden, ermöglicht dies der Steuerung, durch Querverweis nach mehreren unbekannten Parametern zu suchen. Somit kann die Steuerung mithilfe eines solchen Ansatzes in Ausführungsformen eine Messung des Kornvolumens (zur anschließenden Umwandlung in Kornmasse), des Feuchtigkeitsgehalts und eines ersten Bestandteilgehalts (z. B. Protein-, Cellulose-, Stärke- oder Ölgehalt) lösen. Zusätzliche Gehalte an Bestandteilen können auch wie gewünscht gemessen werden, indem zusätzliche HF-Sensormesswerte gesammelt und eine angemessene Anzahl von Frequenzkorrelationsgleichungen verwendet werden.
  • Mehrere verschiedene HF-Eigenschaften können beobachtet und bei der Beurteilung der Korneigenschaften oder -attribute verwendet werden. Als nicht einschränkendes Beispiel konzentriert sich das Folgende hauptsächlich auf HF-Messungen, die als Dämpfung (Abnahme der Amplitude oder Größe der HF-Energie) und Phasenänderung (Ausbreitungsverzögerung der HF-Energie) beobachtet werden. Insbesondere im Hinblick auf die Phasenänderung ist diese Eigenschaft im HF-Bereich gut messbar, jedoch schwierig, wenn nicht gar unpraktisch für Kornbewertungszwecke, wenn energiereiche ionisierende EM-Strahlung (Röntgen- oder Gammastrahlen) eingesetzt wird. Während sich die folgende Beschreibung hauptsächlich auf die HF-Signalantwort konzentriert, die in Bezug auf HF-Energiedämpfung und Phasenänderung gemessen wird, können alternative Ausführungsformen des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems ferner andere HF-bezogene Messungen berücksichtigen, einschließlich unter anderem Polarisation, Leistungsdichteverteilung, Reflexion und Rückstreuung. Nach dem Bestimmen des Kornmasseparameters und der Kornbestandteilmengenschätzung befiehlt die Steuerung dann eine oder mehrere Aktionen basierend auf dem bestimmten Kornmasseparameter und der Kornbestandteilmengenschätzung. Solche Aktionen können eine beliebige Kombination aus Folgendem beinhalten: (i) Anzeigen der bestimmten Parameter (z. B. als numerische Anzeige oder Symbol) auf einer Anzeigevorrichtung, die sich in einer Bedienerkabine des Mähdreschers befindet, (ii) Speichern der bestimmten Parameter als zeitgestempelte Daten in einem Speicher, auf den die Steuerung zugreifen kann, (iii) Offboarding der bestimmten Parameter an eine zentrale Steuerquelle oder eine andere entfernt angeordnete Einheit und/oder (iv) Befehlen an ein Stellglied an Bord des Mähdreschers, eine Komponente in einer Weise als Reaktion auf die neu bestimmten Parameter einzustellen.
  • Aufgrund der oben beschriebenen Funktionen erzielen Ausführungsformen der HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssysteme mehrere bemerkenswerte Vorteile gegenüber herkömmlichen Sensorsystemen, die verwendet werden, um Korneigenschaften in Mähdreschern zu messen. Echtzeitkornbewertung wird ermöglicht, indem HF-Signalantwortmesswerte des Reinkornstroms vor Ort und ohne Unterbrechung in Ausführungsformen erfasst werden, in denen ein erster HF-Sensor eine erste HF-Signalantwort des Reinkornstroms an einer vorgelagerten Stelle erfasst, während ein zweiter nachgelagerter HF-Sensor eine zweite HF-Signalantwort des Reinkornstroms an einer nachgelagerten Stelle erfasst, was Messungen im Wesentlichen desselben Kornkörpers ermöglicht. Kalibrierungsanforderungen werden verringert oder eliminiert, während die Genauigkeit der Kornmasse- und Kornfeuchtigkeitsschätzungen beibehalten, wenn nicht im Ergebnis verbessert werden kann. Die Verwendung von Sensoren, die im HF-Bereich und vielleicht im Mikrowellen- oder MMW-Bereich arbeiten, vermeidet eine Exposition von Korn gegenüber energiereicher ionisierender EM-Strahlung. Ferner können nun als besonders nützlicher Vorteil in Echtzeit Informationen über die Zusammensetzung der von einem Mähdrescher verarbeiteten Körner gesammelt werden. Zum Beispiel kann die prozentuale Zusammensetzung eines oder mehrerer Bestandteile bestimmt werden (z. B. Protein, Cellulose, Stärke, Öl oder dergleichen), die in dem Korn enthalten sind, was neue Möglichkeiten zur Verwendung solcher Daten auf verschiedene Arten eröffnet.
  • Im Folgenden werden nun Beispiele für das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem im Kontext eines beispielhaften Mähdreschers beschrieben, wie im Folgenden in Verbindung mit den 1 und 2 erörtert. Zusätzlich werden Verfahren oder Prozesse, die von der Steuerung des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems durchgeführt werden können, um mehrere unbekannte Parameter (Kornmasse, Feuchtigkeitsgehalt und/oder die Kornzusammensetzung einer oder mehrerer Nichtfeuchtigkeitsbestandteile) zu bestimmen, weiter unten in Verbindung mit 3 erörtert. Schließlich werden Beispiele für HF-Eigenschaftentestdaten, die in der HF-Eigenschaftendatenbank als HF-Antwortkarten gespeichert werden können, weiter unten in Verbindung mit den 4 und 5 erörtert. Die folgende Beschreibung dient nur zur nicht einschränkenden Veranschaulichung und ist in keiner Weise als unzulässige Einschränkung des Umfangs der beigefügten Ansprüche auszulegen.
  • BEISPIEL EINES MÄHDRESCHERS MIT HOCHFREQUENZ-KORNMASSE- UND BESTANDTEILMESSSYSTEM
  • Bezugnehmend auf 1 ist ein beispielhafter Mähdrescher 10, der mit einem HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 ausgestattet ist, schematisch dargestellt. Der Mähdrescher 10 ist als Veranschaulichung dargestellt, um einen nicht einschränkenden beispielhaften Kontext festzulegen, in dem Ausführungsformen des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems 12 besser verstanden werden können. In weiteren Ausführungsformen kann der Mähdrescher 10 andere Formen annehmen und verschiedene Kombinationen von Komponenten beinhalten, die zum Verarbeiten von Erntegutpflanzen geeignet sind, die in den Mähdrescher 10 aufgenommen werden, wenn er über ein Feld 14 fährt. Ferner sind nur ausgewählte Komponenten des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems 12, wie etwa eine Steuerung 16, in 1 veranschaulichend gezeigt. Die weitere Veranschaulichung und Erörterung des beispielhaften HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems 12 wird im Folgenden in Verbindung mit 2 bereitgestellt.
  • Der beispielhafte Mähdrescher 10 beinhaltet einen Fahrgestellkörper oder Hauptrahmen 18, der von einer Anzahl von Bodeneingriffsrädern 20 getragen wird. Die Bodeneingriffsräder 20 werden von einem nicht dargestellten Motor- und Antriebsstrang angetrieben, der beispielsweise ein elektronisch gesteuertes Hydraulikgetriebe beinhaltet. Auf einem vorderen Abschnitt des Hauptrahmens 18 umschließt eine Kabine 22 eine Bedienerstation, die einen Bedienersitz (nicht gezeigt), mindestens eine Anzeigevorrichtung 24 und eine Bedienerschnittstelle 26 beinhaltet. Ein Zuführgehäuse 28 ist an einem vorderen Abschnitt des Hauptrahmens 18 des Mähdreschers 10 in einer Höhe im Allgemeinen unter der Kabine 22 montiert. Verschiedene Erntevorsätze, oder einfacher „Vorsätze“ sind austauschbar an dem Zuführgehäuse 28 anbringbar, um zum Beispiel eine Anpassung des Mähdreschers 10 zum Ernten einer bestimmten Art von Erntegut zu ermöglichen. Ein Beispiel für einen solchen Vorsatz, hier eine Ernteplattform 30, ist in 1 dargestellt.
  • Wenn sich der Mähdrescher 10 in einer Vorwärtsrichtung über das Feld 14 bewegt, sammelt die Ernteplattform 30 abgetrennte Erntegutpflanzen in den Zuführbehälter 28, der dann die abgetrennten Erntegutpflanzen zur Förderung (z. B. über ein nicht dargestelltes Förderband, das in dem Zuführbehälter 28 enthalten ist) in das Innere des Mähdreschers 10 verdichtet. Innerhalb des Mähdreschers 10 werden die Erntegutpflanzen von einem rotierenden Trommelförderer 32 erfasst, der die Erntegutpflanzen im Allgemeinen nach oben in einen rotierenden Dresch- und Trennabschnitt 34 leitet. Der rotierende Dresch- und Trennabschnitt 34 kann verschiedene Komponenten zum Ausführen der gewünschten Funktionen des Trennens von Korn und Spreu von anderem Pflanzenmaterial beinhalten. Der dargestellte rotierende Dresch- und Trennabschnitt 34 beinhaltet beispielsweise einen Rotor oder eine Trommel 36 mit Dreschfunktionen und ist drehbar in einem Gehäuse oder Rotorgehäuse 38 montiert. Die Drehung der Dreschtrommel 36 innerhalb des Rotorgehäuses 38 bewirkt, dass sowohl Korn als auch Spreu durch die Abscheideroste eines Dreschkorbs 40 und in den Einlass eines unteren Kornreinigungsabschnitts 42 fallen. Gleichzeitig wird Stroh und ähnliches MOG zu einem Auslassende 44 des rotierenden Dresch- und Trennabschnitts 34 geleitet und schließlich einer anderen rotierenden Trommel oder „Auswurftrommel“ 46 zum Auswerfen von einem hinteren Ende des Mähdreschers 10 zugeführt.
  • Nun wird auf den Kornreinigungsabschnitt 42 näher eingegangen, wobei dieser Abschnitt des Mähdreschers 10 verschiedene Komponenten umfasst, die angepasst sind, um das frisch geerntete Korn zu reinigen, während die Spreu davon getrennt wird. Solche Komponenten können einen Häcksler 48, ein Sieb 50 und eine beliebige Anzahl von Lüftern beinhalten (nicht dargestellt). Durch die Einwirkung des Kornreinigungsabschnitts 42 wird das frisch gereinigte Korn in einen Reinkornelevator 52 geleitet, um es nach oben in einen Vorratsbehälter oder Reinkorntank 53 des Mähdreschers 10 zu fördern. Der Pfad, den das saubere Korn von dem Kornreinigungsabschnitt 42 zum Reinkorntank 53 zurücklegt, wird hier als „Reinkornströmungspfad“ bezeichnet, während das entlang dieses Strömungspfads bewegende Korn allgemein als „Reinkornstrom“ bezeichnet wird. Eine Anzahl von HF-Sensoren 54, 56, die in dem HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 enthalten sind, kann an verschiedenen Stellen entlang des Reinkornströmungspfads positioniert sein. Beispielsweise können die HF-Sensoren 54, 56 strategisch positioniert sein, um HF-Sensormesswerte des Korns zu erfassen, wenn es durch den Reinkornelevator 52 befördert wird, wie in 1 allgemein durch die Platzierung der kreisförmigen Symbole dargestellt ist, die für die HF-Sensoren 54, 56 stehen. Die HF-Sensoren 54, 56 erfassen HF-Sensorwerte des neu geernteten Korns, wenn das Korn in den Reinkornbehälter 53 transportiert wird. Solche HF-Sensormesswerte werden dann von der Steuerung 16 verwendet, um die Kornmasse und einen oder mehrere Bestandteilgehalte des Korns zu schätzen oder zu berechnen, wie weiter unten in Verbindung mit 3 erörtert.
  • Wenn der Reinkornelevator 52 das frisch geerntete Korn in den Reinkorntank 53 transportiert, fallen Überreste auf einen Rückführelevator 58, der sich über einen unteren Abschnitt des Reinkornelevators 52 erstreckt. Der Rückführelevator 58 führt dann das Überkehrgut zurück zum Einlass der Dreschtrommel 36 zum weiteren Dreschen, damit die oben beschriebenen Kornverarbeitungsschritte den Kornertrag des Mähdreschers 10 wiederholen und maximieren können. Auf diese Weise nimmt der Mähdrescher 10 abgetrennte Erntegutpflanzen effektiv von dem Feld 14 auf, extrahiert das Korn von den Erntegutpflanzen, reinigt das frisch extrahierte Korn und lagert das Korn dann in dem Reinkornbehälter 53 zum anschließenden Entladen, beispielsweise mittels einer Entladeschnecke 60. Auch können während des Betriebs des Mähdreschers 10 bestimmte Komponenten innerhalb des Mähdreschers 10 mithilfe einer beliebigen Anzahl von Stellgliedern 62, wie etwa hydraulisch oder elektrisch gesteuerte lineare oder rotierende Stellglieder, von denen einer allgemein durch das Symbol 62 in 1 dargestellt ist. Dabei können die Betriebsgeschwindigkeiten einer beliebigen Anzahl von Gebläsen oder Förderbändern variiert werden, ebenso wie die Position einer beliebigen Anzahl von nicht dargestellten Deflektoren, Häckslerkomponenten, Siebkomponenten oder dergleichen. Solche Stellglieder 62 können als Reaktion auf Bedienereingaben gesteuert werden, die über die Bedienerschnittstelle 26 empfangen werden, die sich in der Kabine 22 befindet, über Befehlssignale gesteuert werden, die von der Steuerung 16 ausgegeben werden, die in dem HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 enthalten ist, oder anderweitig von einer anderen Steuerung oder Steuereinheit an Bord des Mähdreschers 10 befohlen werden.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 sowie ein oberer Abschnitt des Reinkornelevators 52 detaillierter dargestellt. Die Bezugszeichen werden aus 1 übernommen soweit angebracht. Zu beachten ist beispielsweise die Einbeziehung von Kästen, die in der schematischen Darstellung von 2 für die Steuerung 16, die Anzeigevorrichtung 24, die Bedienerschnittstelle 26 und die HF-Sensoren 54, 56 repräsentativ sind. Zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten kann das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 ferner eine beliebige Anzahl zusätzlicher Nicht-HF-Sensoren 64, die in den Mähdrescher 10 integriert sind, eine drahtlose Datenverbindung 66 mit einer Antenne 68 und einen computerlesbaren Speicher 70, der eine HF-Eigenschaftendatenbank 72 speichert, beinhalten. Die verschiedenen Datenverbindungen zwischen diesen Komponenten sind in 2 durch eine Anzahl von Signalleitungen dargestellt, die in Pfeilspitzen enden, wobei solche Signalleitungen im Allgemeinen eine beliebige Kombination von drahtgebundenen oder drahtlosen Datenverbindungen darstellen.
  • Die Steuerung 16 des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems 12 kann jede Form annehmen, die geeignet ist, um die in diesem Dokument beschriebenen Funktionen zu erfüllen. Ferner wird der Begriff „Steuerung“, wie er hierin erscheint, in einem nicht einschränkenden Sinne verwendet, um sich allgemein auf die Verarbeitungsarchitektur des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems 12 zu beziehen. Die Steuerung 16 kann eine beliebige praktische Anzahl von Prozessoren, Steuercomputern, computerlesbaren Speichern, Stromversorgungen, Speichergeräten, Schnittstellenkarten und anderen standardisierten Komponenten beinhalten oder damit verbunden sein. Die Steuerung 16 kann auch eine beliebige Anzahl von Firmware- und Softwareprogrammen oder computerlesbaren Anweisungen enthalten oder mit diesen interagieren, die zur Ausführung der verschiedenen hier beschriebenen Prozessaufgaben, Berechnungen und Steuer-/Anzeigefunktionen dienen. Solche computerlesbaren Anweisungen können in einem nichtflüchtigen Sektor des Speichers 70 zusammen mit der nachstehend beschriebenen HF-Eigenschaftendatenbank 72 gespeichert sein. Während allgemein in 2 als ein einzelner Block veranschaulicht, kann der Speicher 70 eine beliebige Anzahl und Art von Speichermedien umfassen, die sich zur Speicherung eines computerlesbaren Codes oder von Anweisungen eignen, sowie sonstige Daten, die zur Unterstützung des Betriebs des HF-Kornmasse- und -Bestandteilmesssystems 12 verwendet werden. Der Speicher 70 kann in Ausführungsformen wie beispielsweise einem System-in-Package, einem System-on-a-Chip oder einer anderen Art von mikroelektronischem Gehäuse oder Modul in die Steuerung 16 integriert sein.
  • Die Bedienerschnittstelle 26, die sich innerhalb der Kabine 22 befindet, kann eine beliebige Vorrichtung oder Gruppe von Vorrichtungen sein, die von einem Bediener verwendet wird, um Befehle in das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 einzugeben oder es anderweitig zu steuern. In verschiedenen Implementierungen kann die Bedienerschnittstelle 26 in die Anzeigevorrichtung 24 integriert oder anderweitig damit verbunden sein. In dieser Hinsicht kann die Bedienerschnittstelle 26 physische Eingaben (z. B. Tasten, Schalter, Drehknöpfe oder dergleichen) beinhalten, die sich auf oder in der Nähe der Anzeigevorrichtung 24 befinden, ein Touchscreen-Modul, das in die Anzeigevorrichtung 24 integriert ist, oder eine Cursoreingabevorrichtung (z. B. einen Joystick, Trackball oder eine Maus) zum Positionieren eines Cursors, der zur Schnittstelle mit GUI-Elementen verwendet wird, die auf der Anzeigevorrichtung 24 erzeugt werden. Vergleichsweise kann die Anzeigevorrichtung 24 eine beliebige Bilderzeugungsvorrichtung sein, die für den Betrieb innerhalb der Kabine 22 des Mähdreschers 10 konfiguriert ist. Die Anzeigevorrichtung 24 kann an der statischen Struktur der Kabine 22 befestigt und in Ausführungsformen in einer Head-down-Anzeige (HDD)-Konfiguration realisiert sein.
  • Wenn sie in dem HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 enthalten ist, kann die drahtlose Datenverbindung 66 die Form eines HF-Transceivers annehmen, der drahtloses Senden und Empfangen von Daten mit einer entfernt gelegenen Steuerzentrale oder Datenquelle ermöglicht. In verschiedenen Implementierungen kann die Datenverbindung 66 Informationen empfangen, die zum Bewerten von Ernte- oder Bodenbedingungen, Wetterbedingungen und möglicherweise zum periodischen Aktualisieren oder Verfeinern der HF-Eigenschaftendatenbank 72 verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Datenverbindung 66 verwendet werden, um die von der Steuerung 16 gesammelten Daten offboard zu senden (d. h. an eine entfernt gelegene Quelle zu übertragen), wobei die entfernte Quelle dann die Daten aggregiert oder andere die Daten in irgendeiner Weise verwenden. In weiteren Ausführungsformen kann die Datenverbindung 66 aus dem HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 weggelassen werden, wie viele der anderen Komponenten, die in 2 gezeigt sind.
  • Schließlich können die Nicht-HF-Sensoren 64 verschiedene Sensoren beinhalten, die Eingabedaten bereitstellen, die von der Steuerung 16 beim Bewerten eines oder mehrerer Parameter in Bezug auf das aktuell geerntete Korn, das von dem Mähdrescher 10 verarbeitet wird, verwendet werden. Solche Sensoren 64 können beispielsweise Sensoren zum Messen der Geschwindigkeit des Reinkornelevators 52 (nützlich beim Bestimmen der Massedurchflussrate) und/oder Sensoren zum Erfassen der Kornart (nützlich beim Filtern der HF-Eigenschaftentestdaten 90, um relevante HF-Eigenschaften beim Durchführen der unten beschriebenen Funktionen zum Bestimmen der Kornmasse und der Bestandteile zu isolieren) beinhalten. Zusätzlich ist die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, dass die Nicht-HF-Sensoren 64 Kapazitätssensoren, Gewichtssensoren oder andere derartige Sensoren beinhalten können, die zum Schätzen des Kornfeuchtigkeitgehalts verwendet werden. Wenn solche Sensoren vorhanden sind, können die von den Sensoren bereitgestellten Daten verwendet werden, um den Feuchtigkeitsgehalt unabhängig von oder in Kombination mit HF-Signalantwortsignalen zu bestimmen, die von den HF-Sensoren 54, 56 gesammelt werden, wie nachfolgend näher beschrieben. In anderen Fällen kann der Feuchtigkeitsgehalt ausschließlich unter Verwendung der HF-Signalantwortsignale bestimmt werden, die von den HF-Sensoren 54, 56 bereitgestellt werden; oder auf eine andere Weise bestimmt werden, wie etwa durch Bedienereingaben, die über die Bedienerschnittstelle 26 empfangen werden.
  • Wenn die HF-Sensoren 54, 56 detaillierter erörtert werden, beinhalten die HF-Sensoren 54, 56 jeweils mindestens einen HF-Sender 76 und mindestens einen HF-Empfänger 78. Wie oben angegeben, sind die HF-Sensoren 54, 56 zweckmäßigerweise an verschiedenen Stellen entlang des Reinkornströmungspfads angeordnet; jedoch können einer oder beide der HF-Sensoren 54, 56 potenziell positioniert sein, um HF-Sensormesswerte des geernteten Korns außerhalb des Reinkornströmungspfads in alternativen Ausführungsformen zu erfassen. In verschiedenen Implementierungen, und wie rechts in 2 angezeigt, sind die HF-Sensoren 54, 56 in die Struktur des Reinkornelevators 52 integriert. Insbesondere kann der HF-Sensor 54 strategisch positioniert sein, um HF-Sensormesswerte des geernteten Korns zu erfassen, wenn es innerhalb des Reinkornelevators nach oben transportiert wird, als Stapel oder konsolidierte Massen, die von den Kornelevatorpaddeln 80 getragen werden (von denen nur einige in 2 gekennzeichnet sind), die von einem Förderband 74 projiziert werden, das in dem Reinkornelevator 52 enthalten ist. Im Vergleich dazu kann der HF-Sensor 56 positioniert sein, um das geerntete Korn zu erfassen, wenn das Korn aus den Paddeln 80 geworfen und somit durch einen Auslass 82 des Reinkornelevators 52 abgegeben wird. Dementsprechend kann in solchen Ausführungsformen der Abfragebereich oder FOV 84 des HF-Sensors 56 relativ zu dem Abfragebereich oder FOV 86 des HF-Sensors 54 vergrößert werden, um sicherzustellen, dass der HF-Sensor 56 die Signalantwort von im Wesentlichen dem gesamten luftgetragenen Korn aufzeichnet, das durch den Auslassabschnitt 82 des Reinkornelevators 52 geleitet wird. Dies kann durch Anpassen der jeweiligen Antennenformen und Abmessungen des Senders 76 und Empfängers 78 erreicht werden. In noch weiteren Ausführungsformen können die HF-Sensoren 54, 56 an derselben Stelle oder im Wesentlichen derselben Stelle innerhalb des Reinkornelevators 52 positioniert sein; z. B. können die Sensoren 54, 56 gemeinsam positioniert sein, um HF-Sensormesswerte des Korns zu erfassen, wenn sie von einem Paddel 80 des Reinkornelevators 52 gestützt werden, oder gemeinsam positioniert sein, um HF-Sensormesswerte des Korns zu erfassen, wenn sie aus dem Reinkornelevator 52 durch den Auslass 82 abgegeben werden. Zusammen bilden die HF-Sensoren 54, 56, die in dem HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 enthalten sind, ein HF-Sensor-Subsystem 88.
  • In Ausführungsformen erfassen die HF-Sensoren 54, 56 gleichzeitig HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns, während sie entlang des Reinkornströmungspfads transportiert werden. Ferner ist der HF-Sensor 54 konfiguriert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer ersten Frequenz oder einem ersten Frequenzbereich zu erfassen. Im Vergleich dazu ist der HF-Sensor konfiguriert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer zweiten Frequenz oder einem zweiten Frequenzbereich zu erfassen, der sich von der ersten Frequenz oder dem ersten Frequenzbereich unterscheidet. Die Sensoren 54, 56 können in einem Sende- und/oder einem Reflexionsmodus betrieben werden. In Ausführungsformen weisen die erste Frequenz bzw. der erste Frequenzbereich und die zweite Frequenz bzw. der zweite Frequenzbereich jeweils Werte im Bereich zwischen 1 und 300 GHz oder gegebenenfalls zwischen 1 und 100 GHz auf, während sich die erste Frequenz bzw. der erste Frequenzbereich gegenüber der zweiten Frequenz bzw. dem zweiten Frequenzbereich unterscheidet (größer oder kleiner ist). Zusätzlich oder alternativ können die HF-Sensoren 54, 56 jeweils konfiguriert sein, um HF-Sensormesswerte des Korns zu erfassen, wenn sie HF-Energie ausgesetzt sind oder mit HF-Energie beaufschlagt werden, die in die Mikrowellen- und/oder MMW-Bänder fällt. Beispielsweise kann in solchen Ausführungsformen ein erster HF-Sensor mit einer ersten festen Frequenz oder einer maximalen Frequenz (wenn HF-Energie über einen Frequenzbereich emittiert wird) von f1 arbeiten, während ein zweiter Sensor mit einer zweiten festen Frequenz oder einer minimalen Frequenz (wenn HF-Energie über einen Frequenzbereich emittiert wird) von f2 arbeiten kann. Ferner kann der Wert von f2 mindestens doppelt so hoch sein wie der von f1, so dass die folgende Gleichung gilt: 1 GHz < f1 ≤ 2f2 < 100 GHz. Die Frequenzen, mit denen die HF-Sensoren 54, 56 arbeiten, variieren unter den Ausführungsformen ebenso wie die Sensorpositionierung; im Allgemeinen werden jedoch die Sensorfrequenzen und die Positionierung ausgewählt, um Signal-Rausch-Verhältnisse zu maximieren, eine strukturelle (z. B. metallische) Schnittstelle zu vermeiden und deutliche Signalantworten aus dem Korn hervorzurufen, um die Auflösung zu optimieren, wenn zwischen den HF-Eigenschaften unterschieden wird, die in der HF-Eigenschaftendatenbank 72 gespeichert sind, wie weiter unten in Verbindung mit den 3-5 erörtert.
  • Die von den HF-Sensoren 54, 56 erfassten HF-Sensormesswerte werden über verdrahtete oder drahtlose Datenverbindungen an die Steuerung 16 bereitgestellt. Die Steuerung 16 berücksichtigt dann die HF-Sensormesswerte, die von den HF-Sensoren 54, 56 bereitgestellt werden, in Verbindung mit Daten, die in der HF-Eigenschaftendatenbank 72 enthalten sind, beim Beurteilen unbekannter Parameter, die das von dem Mähdrescher 10 verarbeitete Korn betreffen. Insbesondere enthält die HF-Eigenschaftendatenbank 72 HF-Eigenschaftentestdaten 90, die für getestete Kornproben mit bekannten Eigenschaften beobachtet werden, während die Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche mit HF-Energie beaufschlagt werden. Eine „HF-Signalantwort“ kann jede HF-Signalmessung sein, die beim Auftreffen von HF-Energie auf ein geerntetes Korn erfasst wird, unabhängig davon, ob die HF-Energie durch das Korn geleitet oder von diesem reflektiert wird. Die HF-Signalantwort kann beispielsweise eine Messung von: (i) der Dämpfung von HF-Energie sein, wenn sie durch das geerntete Korn geleitet wird; oder (ii) der Ausbreitungsverzögerung (Phasenverschiebung) von HF-Energie sein, wenn sie durch das geerntete Korn geleitet wird. In weiteren Implementierungen können andere Arten von HF-Signalantworten zusätzlich oder anstelle der Dämpfung und/oder Ausbreitungsverzögerung der auf das geerntete Korn auftreffenden HF-Energie berücksichtigt werden. Eine nicht erschöpfende Liste solcher alternativen HF-Signalantworten, die von der Steuerung 16 berücksichtigt werden können, beinhaltet Polarisation, Leistungsdichteverteilung, Reflexion und Rückstreuung. Die Steuerung 16 verwendet solche HF-Sensormesswerte, um die Masse und eine oder mehrere Bestandteilmengen (z. B. Feuchtigkeitsgehalt und/oder einen oder mehrere Nichtfeuchtigkeitsgehaltsprozentsätze) des geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage einer Vergleichsanalyse mit den HF-Eigenschaftentestdaten 90, die in der Datenbank 72 gespeichert sind, zu bestimmen.
  • Die HF-Eigenschaftentestdaten 90 können als eine oder mehrere HF-Signalantwortkarten 92, 94, 96 gespeichert sein, wie allgemein links unten in 2 gezeigt. Alternativ können die HF-Eigenschaften unter Verwendung einer anderen Datenstruktur, wie etwa einer mehrdimensionalen Nachschlagetabelle, gespeichert werden. Wenn sie in einer oder mehreren Antwortkarten 92, 94, 96 gespeichert sind, können die HF-Eigenschaften als Bahnen, Linien oder Kurven in einem zweidimensionalen Diagramm des Frequenzbereichs gegenüber dem gemessenen HF-Signalantwortparameter aufgezeichnet werden. Solche Bahnen können als Folge von diskreten, verbundenen Punkten oder Koordinaten gespeichert werden; oder, wenn möglich, in Form von Formeln gespeichert werden. Beispiele für solche HF-Signalantwortkarten werden im Folgenden in Verbindung mit den 4 und 5 erörtert. Die HF-Eigenschaftendatenbank 72 kann eine Vielzahl solcher Karten speichern, die verschiedenen Kornarten zugeordnet sind oder diesen entsprechen, wobei die Steuerung 16 dann die geeignete(n) Antwortkarte(n) (z. B. die in 2 gezeigte(n) Antwortkarte(n) 92) basierend auf der Art oder Kategorie von Korn auswählt, das derzeit von dem Mähdrescher 10 verarbeitet wird. Anschließend kann die Steuerung 16 die Kornmasse, den Feuchtigkeitsgehalt und/oder einen ersten Bestandteil des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage des Abgleichs der HF-Sensormesswerte mit einer spezifischen HF-Signalantwort bestimmen oder schätzen, die in den HF-Signalantworten enthalten ist, die in der HF-Signalantwortkarte 92 eingetragen sind. Die Art und Weise, wie die Steuerung 16 eine solche Funktion ausführen kann, wird nun in Verbindung mit 3 erörtert.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist ein HF-Kornmasse- und - Bestandteilmessprozess 100 gemäß einer nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Der HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozess 100 kann durch die Steuerung 16 des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden. Der HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozess 100 beinhaltet eine Anzahl von PROZESSSCHRITTEN 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, von denen jeder nachfolgend beschrieben wird. Abhängig von der besonderen Art und Weise, in der der HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozess 100 implementiert wird, kann jeder der in 4 allgemein dargestellten Schritte einen einzelnen Prozess oder mehrere Teilprozesse beinhalten. Ferner sind die in 3 gezeigten und nachfolgend beschrieben Schritte nur als nicht einschränkendes Beispiel bereitgestellt. In alternativen Ausführungsformen des HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozesses 100 können zusätzliche Prozessschritte durchgeführt werden, bestimmte Schritte können weggelassen und/oder die veranschaulichten Prozessschritte in alternativen Sequenzen durchgeführt werden.
  • Der HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozess 100 beginnt bei SCHRITT 102 als Reaktion auf das Auftreten eines vorbestimmten Auslöseereignisses. In bestimmten Fällen kann das Auslöseereignis die Erfassung der Aufnahme von abgetrennten Erntegutpflanzen in den Mähdrescher 10 sein (1). In anderen Fällen kann der HF-Kornmasse- und -Bestandteilmessprozess 100 als Reaktion auf ein anderes Auslöseereignis beginnen, wie etwa als Reaktion auf Bedienereingaben, die über die Bedienerschnittstelle 26 empfangen werden und angeben, dass der HF-Kornmasse- und -Bestandteilmessprozess 100 wünschenswerterweise durchgeführt werden soll.
  • Nach Beginn (SCHRITT 102) geht der HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozess 100 zu SCHRITT 104 über. Bei SCHRITT 104 empfängt die Steuerung 16 HF-Sensormesswerte vom HF-Sensor-Subsystem 88 (2). Im veranschaulichten Beispiel empfängt die Steuerung 16 insbesondere HF-Sensormesswerte von HF-Sensoren 54, 56, die im Reinkornelevator 52 während SCHRITT 104 positioniert werden. Als nächstes (oder gleichzeitig mit oder vor SCHRITT 104) ruft die Steuerung 16 geeignete HF-Eigenschaften aus der HF-Eigenschaftendatenbank 72 ab (2). Wie in 3 durch den Pfeil 116 dargestellt, kann die Steuerung 16 die relevanten HF-Eigenschaften zur erneuten Sammlung und nachfolgenden Betrachtung unter Verwendung verschiedener Arten von Filterkriterien bestimmen. Generell kann in Ausführungsformen die HF-Eigenschaftendatenbank 72 mehrere Datensätze von HF-Eigenschaften enthalten, wobei jeder Datensatz einer bestimmten Kornart oder einer bestimmten Kornkategorie entspricht. In solchen Ausführungsformen kann die Steuerung 16 die bestimmte Kornart oder Kornkategorie identifizieren, die derzeit durch den Mähdrescher 10 verarbeitet wird; z. B. auf Grundlage von Bedienereingaben, die über die Bedienerschnittstelle 26 empfangen werden, auf Grundlage von GPS-Daten, wenn sie mit der Kornart korreliert sind, und/oder auf Grundlage einer beliebigen Art von automatisierter Kornidentifikationstechnik, wie etwa Bildverarbeitung einer Live-Kamerazufuhr oder Oberflächenreaktionsmessungen des geernteten Korns. Beispiele für Kornarten sind unter anderem Mais, Raps, Soja, Weizen, Hafer und Sonnenblumen. Kornkategorien können durch allgemeine Kornzusammensetzungen, wie protein- oder ölreiche Körner, unterschieden werden. Die Steuerung 16 kann dann die geeigneten HF-Eigenschaften aus der Datenbank 72 extrahieren, die mit der gegenwärtig verarbeiteten Kornart oder der gegenwärtig verarbeiteten Kornkategorie markiert oder verknüpft sind. Ein ähnlicher Ansatz kann auch verwendet werden, um nach Feuchtigkeitsgehalt zu filtern, nachdem ein Feuchtigkeitsgehalt durch die Steuerung 16 geschätzt wurde, wie nachfolgend beschrieben. In weiteren Ausführungsformen können andere Filterkriterien verwendet werden; oder die Steuerung 16 kann einfach alle in der Datenbank 72 gespeicherten HF-Eigenschaften mit den HF-Sensormesswerten während des nachfolgend durchgeführten SCHRITTS 108 vergleichen.
  • Als Nächstes bestimmt bei SCHRITT 108 des Prozesses 100 (3) die Steuerung 16 mehrere unbekannte Parameter, die das aktuell verarbeitete Korn beschreiben, das durch den Mähdrescher 10 geerntet wurde. In verschiedenen Ausführungsformen beinhalten solche Parameter die Kornmasse und den Anteil des geernteten Korns, der aus einem bestimmten Bestandteiltyp oder bestimmten Bestandteiltypen besteht; z. B. Protein-, Cellulose-, Stärke- oder Ölgehalt. Die Steuerung 16 schätzt auch nützlicherweise den Feuchtigkeitsgehalt des geernteten Korns während oder vor SCHRITT 108 und kompensiert dann die Feuchtigkeitsgehaltsschätzung beim Bestimmen der Kornmasse und des Gehalts an Bestandteilen für eine erhöhte Genauigkeit. In Ausführungsformen kann die Steuerung 16 die von den HF-Sensoren 54, 56 bereitgestellten HF-Sensormesswerte verwenden, um den Feuchtigkeitsgehalt zu schätzen; z. B. durch Vergleichen der HF-Sensormesswerte 54, 56 mit den abgerufenen HF-Eigenschaften für getestete Kornproben mit bekannten Feuchtigkeitsgehalten unterschiedlicher Pegel. Die weitere Erläuterung diesbezüglich wird im Folgenden in Verbindung mit 4. bereitgestellt. In anderen Fällen kann der Feuchtigkeitsgehalt auf andere Weise bestimmt werden; oder eine solche Feuchtigkeitsgehaltsschätzung, die unter Verwendung der HF-Sensordaten erstellt wird, kann mit anderen Feuchtigkeitsgehaltsschätzungen vermischt werden, falls verfügbar. Im Allgemeinen können dann verschiedene Arten von Nicht-HF-Sensordateneingaben 118 von der Steuerung 16 während SCHRITT 108 berücksichtigt werden, wie durch den Pfeil 118 angezeigt. In Fällen, in denen solche Daten 118 Bedienereingaben beinhalten, die Feuchtigkeitsgehalt, Gewicht oder Kapazitätsmessungen anzeigen, die Feuchtigkeitsgehalt anzeigen, oder andere derartige, den Feuchtigkeitsgehalt anzeigenden Informationen, können diese Daten alternativ verwendet werden, um Feuchtigkeitsgehalt zu bestimmen, oder anderweitig während SCHRITT 108 berücksichtigt werden.
  • Die HF-Sensorwerte werden mit den abgerufenen HF-Eigenschaften verglichen, um die Kornmasse und eine oder mehrere Bestandteilmengen innerhalb des geernteten Korns zu schätzen. Die Steuerung 16 kann eine bestimmte Eigenschaft auf Grundlage der HF-Sensormesswerte identifizieren, um unbekannte Parameter (Kornmasse und Kornattribut(e)) zu bestimmen, wobei anzumerken ist, dass die Verwendung mehrerer HF-Sensormesswerte, die bei unterschiedlichen Frequenzen oder Frequenzbereichen erfasst werden, ermöglicht, dass mehrere unbekannte Parameter mithilfe von Querverweistechniken erkannt werden. Anders ausgedrückt kann die Steuerung 16 die HF-Sensormesswerte mithilfe der abgerufenen HF-Eigenschaft oder Korrelationsgleichungen (wie durch die Testdaten festgelegt) analysieren; z. B. können Messungen von oben nach unten und von innen nach außen verwendet werden, um mehrere Variablen für die Bestandteile in Ausführungsformen bereitzustellen. Insbesondere in Bezug auf die Kornmasse können die HF-Sensorwerte verwendet werden, um zunächst ein Kornvolumen zu bestimmen, wenn das Korn einen bestimmten Sensorabfragebereich durchläuft. Dies kann beispielsweise als eine Kornstapeltiefe im Fall des in 2 gezeigten HF-Sensor 54 ausgedrückt sein, die dann in eine volumetrische Messung umgewandelt werden kann, da die Breite und Länge des Kornstapels allgemein bekannt ist (bestimmt durch den konfigurierten Raum zwischen dem Kornelevatorgehäuse 98, den Paddeln 80 und dem Förderband 74). Das Kornvolumen jedes Kornstapels kann dann mithilfe eines bekannten Umwandlungsfaktors in Masse (z. B. Anzahl von Gramm) umgewandelt werden, die dann unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Reinkornelevators 52 (der ferner in den Nicht-HF-Sensoreingaben 118 enthalten ist) und anderer solcher Faktoren in Kornmassendurchsatz und Ernteertrag umgewandelt werden kann.
  • Nach dem Bestimmen der Kornmasse, des Feuchtigkeitsgehalts und des Bestandteilgehalts des aktuell geernteten Korns (SCHRITT 108) geht die Steuerung 16 zu SCHRITT 110 über und führt eine beliebige Anzahl von Aktionen durch. Solche Aktionen können eine beliebige Kombination der folgenden beinhalten: (i) Anzeigen derartiger Informationen auf der Anzeigevorrichtung 24 zur Referenz durch einen Bediener; (ii) Speichern derartiger Informationen im Speicher 70, um zum Beispiel ein zeitgestempeltes Datenprotokoll für eine nachfolgende Referenz oder Analyse zu erstellen; (iii) Offboarding derartiger Informationen an eine andere Einheit oder ein anderes System über die Datenverbindung 66; oder (iv) Stellgliedern befehlen 62, einen Betriebsparameter oder eine Komponentenposition als Reaktion auf Änderungen der Kornmassenströmungsrate, des Feuchtigkeitsgehalts oder eines anderen kornbezogenen Parameters einzustellen. Im Anschluss an SCHRITT 110 bestimmt die Steuerung 16, ob der HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozess 100 beendet werden sollte (SCHRITT 112), beispielsweise aufgrund einer Deaktivierung durch einen Bediener oder einer Einstellung der Ernte durch den Mähdrescher 10. Wenn bestimmt wird, dass der HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozess 100 beendet werden soll, Fährt die Steuerung 16 mit SCHRITT 114 fort und beendet den Prozess 100 entsprechend. Andernfalls kehrt die Steuerung 16 zu SCHRITT 104 zurück und führt eine weitere Iteration des HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozesses 100 durch, wie zuvor beschrieben. Solche Schritte können auf einer relativ schnellen Basis durchgeführt werden, um es dem HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 zu ermöglichen, Kornmasse- und Bestandteilniveaus (Feuchtigkeitsgehalt und/oder Nichtfeuchtigkeitsgehalt) in sehr reaktiver Echtzeitweise zu messen.
  • 4 stellt eine beispielhafte HF-Antwortkarte 120 dar, die mehrere HF-Signalantworteigenschaften 122, 124, 126, 128, 130, 132 über einen getesteten Frequenzbereich für eine Anzahl von getesteten Kornproben darstellt. Konkret weist jede der getesteten Kornproben, die den HF-Eigenschaften 122, 124, 126, 128, 130, 132 entsprechen, in dem veranschaulichten Beispiel einen bekannten Feuchtigkeitsgehalt von 16 % nach Gewicht auf. Zusätzlich zu einem bekannten Feuchtigkeitsgehalt beinhalten die getesteten Kornproben auch bekannte Ölgehalte und Stapeltiefen in dem veranschaulichten Beispiel, wie durch Schlüssel 134 angezeigt. Im Falle der HF-Antwortkarte 120 ist die betrachtete HF-Signalantwort die Ausbreitungsverzögerung oder Phasenverschiebung der HF-Energie, wenn sie auf die getesteten Kornproben auftrifft (z. B. durch sie hindurchgeht). Verschiedene andere HF-Antworteigenschaften für getestete Kornproben mit 16 % Feuchtigkeitsgehalt, variierenden Ölständen und/oder variierenden Stapeltiefen können in Ausführungsformen ebenfalls in der beispielhaften HF-Antwortkarte 120 aufgezeichnet sein, sind jedoch in 4 für visuelle Klarheit nicht gezeigt.
  • Unter Bezugnahme auf die 1-3 in Kombination mit 4 kann die Steuerung 16 den Feuchtigkeitsgehalt des aktuell geernteten Korns während SCHRITT 106 des HF-Kornmasse- und Bestandteilmessprozesses 100 (3) in Ausführungsformen schätzen. Wiederum kann die Steuerung 16 den Feuchtigkeitsgehalt auf eine beliebige geeignete Weise bestimmen, tut dies jedoch zweckmäßigerweise mithilfe mehrerer Korrelationen, die durch die gespeicherten Testdaten und mehrere durch die HF-Sensoren 54, 56 erfassten Sensormesswerte festgelegt werden. Zum Beispiel können die HF-Signalantworteigenschaften 122, 124, 126, 128, 130, 132, die durch die HF-Antwortkarte 120 für getestete Kornprobe mit einem festgelegten Feuchtigkeitsgehalt aufgezeichnet sind, in Verbindung mit mehreren anderen aufgezeichneten HF-Signalantworteigenschaften 122 (oder Korrelationsgleichungen) mit anderen festgelegten Feuchtigkeitsgehalten betrachtet werden. Die aktuellen HF-Sensormesswerte, wie sie für verschiedene Frequenzen oder Frequenzbereiche erfasst werden, können dann verwendet werden, um den Feuchtigkeitsgehalt durch geometrische oder Musteranpassung an eine bestimmte Eigenschaft oder einen bestimmten Bereich von Kandidatenmerkmalen zu identifizieren. Der bestimmte Feuchtigkeitsgehalt kann dann verwendet werden, um die HF-Antwortkarte 120 zur Verwendung beim Bewerten der Stapeltiefe und des Ölgehalts des aktuell verarbeiteten Korns auszuwählen. Beispielsweis in einer Ausführungsform, in der ein HF-Sensormesswert bei einer Frequenz von 8 GHz erfasst wird (wie in 4 durch eine vertikale Linie 136 angedeutet), kann eine erkannte Phasenverschiebung (einheitslos in 4, aber in geeigneter Weise in Grad ausgedrückt) einer Markierung 138 entsprechen. Wenn die Markierung 138 auf oder neben die Eigenschaft 130 fällt, kann bestimmt werden, dass aktuell geerntetes Korn eine Stapeltiefe von 2 Zentimetern (cm) und einen Ölgehalt von ungefähr 46 % nach Gewicht aufweist. Einmal bestimmt, kann die Stapeltiefe in Volumen umgewandelt werden, um zur Bestimmung der Kornmasse verwendet zu werden. Ein ähnlicher Ansatz kann auch verwendet werden, um die anderen Gehalte an Bestandteilen des aktuell geernteten Korns zu bestimmen, wie es durch die HF-Erfassungsmesswerte und die HF-Eigenschaftentestdaten, die in der Datenbank 72 gespeichert sind, zulässig ist.
  • Im oben beschriebenen Beispiel wurde eine feste Testfrequenz von 8 GHz erörtert. Unter weiterer Bezugnahme auf 4 bezeichnet die vertikale Linie 140 ferner eine Testfrequenz von 16 GHz, wobei die Markierung 142 einen hypothetischen Phasenverschiebungswert entlang der Eigenschaft oder Spur 130 angibt, der in einem alternativen Übungsszenario erfasst werden kann. Somit geben die HF-Sensormesswerte in beiden Fällen an, dass das aktuell geerntete Korn eine Stapeltiefe von 2 cm (unterteilt in einen diskreten Stapel, der von einem der Paddel 80 des Reinkornelevators 52 getragen wird) und einen Ölgehalt von ungefähr 46 % nach Gewicht aufweist. Es versteht sich jedoch, dass im Vergleich der vertikale Abstand zwischen der Eigenschaft 130 und der nächstgelegenen Eigenschaft 132 (identifiziert als „G1“ für 8 GHz und „G2“ für 16 GHz in 4, wobei „G“ „Lücke“ bedeutet) zu erkennen ist, die Trennung bzw. Auflösung zwischen den Eigenschaften mit zunehmender Frequenz zunimmt. In Anbetracht dessen besteht ein allgemeiner Vorteil darin, den HF-Sensoren 54, 56 Betriebsfrequenzen oder Frequenzbereiche zuzuteilen, die höher sind, um die Auflösung und Genauigkeit zu verbessern. Gleichzeitig steigen jedoch auch die Kosten und Komplexität von HF-Sensoren bei höheren Frequenzen, die in den HF-Bereich fallen. Aus diesen Gründen arbeiten die HF-Sensoren 54, 56 zumindest in einigen Anwendungen in Ausführungsformen jeweils mit unterschiedlichen Frequenzen oder Frequenzbereichen zwischen 1 und 100 GHz. In anderen Ausführungsformen können jedoch einer oder beide der HF-Sensoren 54, 56 außerhalb des vorgenannten Bereichs arbeiten, vorausgesetzt, dass die Sensoren 54, 56 innerhalb des HF-Bereichs arbeiten.
  • Im Beispiel von 4 wird ein HF-Sensormesswert betrachtet, der bei einer einzelnen festen HF-Frequenz oder festen HF-Frequenzen erfasst wird. In weiteren Ausführungsformen können der HF-Sensor 54 und/oder der HF-Sensor 56 HF-Sensormesswerte über einen vorbestimmten Frequenzbereich erfassen und somit eine HF-Antwortsignatur für das aktuell geerntete Korn erzeugen. Die Steuerung 16 kann dann die sensorerfasste HF-Signatur geometrisch mit einer entsprechenden HF-Signatur oder -Eigenschaft, die in der HF-Eigenschaftendatenbank 72 enthalten ist, vergleichen (z. B. unter Verwendung eines Mustervergleichsbildanalysealgorithmus). Ein Beispiel für eine solche HF-Antworteigenschaft 146 ist in einer HF-Antwortkarte 144 aus 5 dargestellt. In der Karte 144 sind erkannte Änderungen der HF-Wellengröße oder -amplitude (und damit der Dämpfung) auf der vertikalen Achse dargestellt, während die Frequenz auf der horizontalen Achse dargestellt ist. Während die Größenachse in dem veranschaulichten Beispiel einheitslos ist (obwohl die Größenzunahme logarithmisch sein kann), können Dezibel oder eine ähnliche Einheit in tatsächlichen Implementierungen verwendet werden. Ferner kann in anderen Ausführungsformen eine andere HF-Antwort (z. B. Phasenverschiebung, Rückstreuung, Polarisation, Reflexion, Leistungsverteilung oder eine Kombination davon) auf ähnliche Weise dargestellt werden. Zu den charakteristischen geometrischen Merkmalen, die zur vergleichenden Analyse verwendet werden können, gehören ein Tiefstpunkt, der bei einer bestimmten Mindestgröße (MMIN) auftritt, und eine entsprechende Frequenz (f1), wie durch die Markierung 148 identifiziert. Zusätzlich können starke Änderungen der Steigung (wie durch Markierungen 150 angezeigt) auf jeder Seite der Tiefstpunktmarkierung 148 durch Position oder Abstand in der Frequenzdimension (wie durch Doppelpfeil 152 angezeigt) berücksichtigt werden. Somit kann die Steuerung 16 durch Vergleichen eines solchen Sensormesswerts mit einer ähnlichen, wenn nicht identischen HF-Eigenschaft oder Signatur, die in der HF-Eigenschaftendatenbank 72 enthalten ist, identifizieren, dass das aktuell geerntete Korn die gleichen Eigenschaften (z. B. Stapeltiefe, Feuchtigkeitsgehalt und/oder gleichbleibenden Gehalt) aufweist wie die getestete Kornprobe, die der identifizierten HF-Eigenschaft oder Signatur 146 entspricht.
  • Durch die oben beschriebene vergleichende Analyse der HF-Sensormesswerte mit den Testdaten, die in der HF-Eigenschaftendatenbank 72 gespeichert sind, können Kornmasse- und Kornbestandteilmessungen durch das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem 12 in einer hochgenauen und ansprechenden Weise bestimmt werden. Ferner können solche Kornparameter in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit bestimmt werden, während Kalibrierungsanforderungen durch die Verwendung von Ground Truth-Daten minimiert werden, wie in den Referenzmodellen oder Eigenschaften konsolidiert, die als HF-Eigenschaftentestdaten gespeichert sind. Die vorstehenden Verfahrensschritte dienen lediglich der Veranschaulichung und sind als nicht einschränkend zu betrachten, wobei anzumerken ist, dass andere Verarbeitungstechniken in weiteren Ausführungsformen verwendet werden können, die es ermöglichen, Kornmasse und Kornattribute (Feuchtigkeits- und/oder Nichtfeuchtigkeitsgehalte) durch vergleichende Analyse von HF-Sensormesswerten mit „Ground Truth“ oder Testdaten zu bestimmen, die in einer HF-Eigenschaftendatenbank gespeichert sind, die sich an Bord des Mähdreschers befindet oder anderweitig der Steuerung 16 des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems 12 zugänglich ist.
  • AUFZÄHLUNG VON BEISPIELEN FÜR DAS HOCHFREQUENZ-KORNMASSE-UND BESTANDTEILMESSSYSTEM
  • Die folgenden Beispiele für das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem sind ferner bereitgestellt und zur besseren Bezugnahme nummeriert.
  • 1.In einem ersten Ausführungsbeispiel beinhaltet ein HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem, das an Bord eines Mähdreschers verwendet wird, ein HF-Sensor-Subsystem, das konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte eines geernteten Korns innerhalb eines Bereichs des Mähdreschers, der das aktuell geerntete Korn enthält, zu erfassen. In einem Speicher ist eine HF-Eigenschaftendatenbank mit HF-Eigenschaftentestdaten gespeichert, die für getestete Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche beobachtet werden. Eine Steuerung, die betriebsfähig mit dem HF-Sensor-Subsystem und dem Speicher gekoppelt ist, ist konfiguriert, um: (i) die HF-Sensormesswerte von dem HF-Sensor-Subsystem zu empfangen; (ii) die Kornmasse und einen ersten Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage der HF-Sensormesswerte im Vergleich zu den HF-Eigenschaftentestdaten zu bestimmen; und (iii) mindestens eine Aktion durchzuführen, einschließlich Anzeige oder Speichern von Werten im Zusammenhang mit oder Einstellen von einer Komponente des Mähdreschers, als Reaktion auf das Bestimmen der Kornmasse und des ersten Bestandteilgehalts des aktuell geernteten Korns.
  • 2. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 1, wobei das HF-Sensor-Subsystem einen ersten HF-Sensor und einen zweiten HF-Sensor beinhaltet. Der erste HF-Sensor ist konfiguriert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer ersten Frequenz oder einem ersten Frequenzbereich zu erfassen. Der zweite HF-Sensor ist konfiguriert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer zweiten Frequenz oder einem zweiten Frequenzbereich zu erfassen, der sich von der ersten Frequenz oder dem ersten Frequenzbereich unterscheidet.
  • 3. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 2, wobei die erste Frequenz oder der erste Frequenzbereich zwischen 1 und 300 GHz liegt. Die zweite Frequenz oder der zweite Frequenzbereich liegt ebenfalls zwischen 1 und 300 GHz, unterscheidet sich jedoch von der ersten Frequenz oder dem ersten Frequenzbereich.
  • 4. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 2, wobei der Mähdrescher einen Reinkornströmungspfad beinhaltet, der sich von einem Kornreinigungsabschnitt zu einem Kornvorratstank erstreckt. Der erste HF-Sensor ist positioniert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns an einer ersten Position entlang des Reinkornströmungspfads zu erfassen, während der zweite HF-Sensor positioniert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns an einer zweiten Position entlang des Reinkornströmungspfads nachgelagert der ersten Position zu erfassen.
  • 5. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 4, wobei der erste HF-Sensor und der zweite HF-Sensor gleichzeitig HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns erfassen, ohne das aktuell geerntete Korn aus dem Reinkornströmungspfad zu entfernen.
  • 6. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 4, wobei der Mähdrescher einen Reinkornelevator beinhaltet, durch den sich der Reinkornströmungspfad erstreckt. Der erste HF-Sensor ist positioniert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns zu erfassen, wenn er von einem Paddel des Reinkornelevators gestützt wird, während der zweite HF-Sensor positioniert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns zu erfassen, wenn es durch einen Auslass des Reinkornelevators abgegeben wird.
  • 7. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: (i) aus HF-Eigenschaftentestdaten HF-Eigenschaften für getestete Kornproben mit variierenden Feuchtigkeitsgehalten abzurufen; und (ii) einen Feuchtigkeitsgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf der Grundlage des Feuchtigkeitsgehalts von zumindest einer der HF-Eigenschaften zu schätzen, die als den HF-Sensorablesungen entsprechend identifiziert wurden.
  • 8. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 1, wobei der erste Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns, wie durch die Steuerung bestimmt, aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Ölgehalt, einem Proteingehalt, einem Cellulosegehalt und einem Stärkegehalt besteht.
  • 9. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem von Beispiel 1, wobei mindestens eine Teilmenge der HF-Sensormesswerte, die durch das HF-Sensor-Subsystem erfasst werden, eine Phasenverschiebung der HF-Energie misst, wenn sie auf das aktuell geerntete Korn auftrifft. Ferner beinhalten die HF-Eigenschaftentestdaten Testdaten, die beobachtete HF-Energiephasenverschiebung über einen getesteten Frequenzbereich korrelieren.
  • 10. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 1, wobei mindestens eine Teilmenge der HF-Sensormesswerte, die durch das HF-Sensor-Subsystem erfasst werden, die Dämpfung der HF-Energie misst, wenn sie auf das aktuell geerntete Korn auftrifft. Ferner beinhalten die HF-Eigenschaftentestdaten Testdaten, die beobachtete HF-Energiedämpfung über einen getesteten Frequenzbereich korrelieren.
  • 11. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 1, wobei die HF-Eigenschaftentestdaten mindestens eine HF-Signalantwortkarte beinhalten, die HF-Signalantworten der getesteten Kornproben über einen getesteten Frequenzbereich aufzeichnet.
  • 12. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 11, wobei das HF-Sensor-Subsystem einen ersten HF-Sensor beinhaltet, der konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns über einen Frequenzbereich zu erfassen, der mit dem getesteten Frequenzbereich überlappt. Ferner ist die Steuerung konfiguriert, um die Kornmasse und den ersten Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf der Grundlage des Abgleichs der HF-Sensormesswerte mit einer spezifischen HF-Signalantwort zu bestimmen, die in den auf der HF-Signalantwortkarte aufgezeichneten HF-Signalantworten enthalten ist.
  • 13. Das HF-Kornmasse-und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: (i) eine Kornart des aktuell geernteten Korns zu identifizieren; (ii) ausgewählte HF-Eigenschaften aus der HF-Eigenschaftendatenbank abzurufen, die der identifizierten Kornart entsprechen; und (iii) die ausgewählten HF-Eigenschaften bei der Bestimmung der Kornmasse und des Bestandteilgehalts des aktuell geernteten Korns zu verwenden.
  • 14. Das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Beispiel 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: (i) einen Feuchtigkeitsgehalt des aktuell geernteten Korns zu schätzen; (ii) ausgewählte HF-Eigenschaften aus der HF-Eigenschaftendatenbank entsprechend dem geschätzten Feuchtigkeitsgehalt zurückzurufen; und (iii) die ausgewählten HF-Eigenschaften bei der Bestimmung der Kornmasse und des Bestandteilgehalts des aktuell geernteten Korns zu verwenden.
  • 15. In weiteren Ausführungsformen beinhaltet das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem ein HF-Sensor-Subsystem, einen Speicher, der eine HF-Eigenschaftendatenbank speichert, und eine Steuerung, die operativ mit dem HF-Sensor-Subsystem und dem Speicher gekoppelt ist. Das HF-Sensor-Subsystem wiederum beinhaltet einen ersten und einen zweiten HF-Sensor. Der erste HF-Sensor ist konfiguriert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer ersten Frequenz oder einem ersten Frequenzbereich zu erfassen. Vergleichsweise ist der zweite HF-Sensor konfiguriert, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer zweiten Frequenz oder einem zweiten Frequenzbereich zu erfassen, die/der sich von der ersten Frequenz oder dem ersten Frequenzbereich unterscheidet. Die HF-Eigenschaftendatenbank enthält HF-Eigenschaftentestdaten, die für getestete Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche beobachtet wurden. Die Steuerung ist konfiguriert, um: (i) die HF-Sensorwerte von dem HF-Sensor-Subsystem zu empfangen; (ii) Kornmasse und einen Feuchtigkeitsgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage der HF-Sensorwerte im Vergleich zu den HF-Eigenschaftentestdaten zu bestimmen; und (iii) mindestens eine Aktion als Reaktion auf das Bestimmen der Kornmasse und des Feuchtigkeitsgehalts des aktuell geernteten Korns durchzuführen.
  • FAZIT
  • Aus diesem Grund wurden Ausführungsformen für ein HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem für den Einsatz an Bord von Mähdreschern bereitgestellt. Ausführungsformen des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems ermöglichen vorteilhafterweise Kornmasse- und Kornbestandteilmessungen mit minimalen Kalibrieranforderungen. In Ausführungsformen erfolgt dies durch Erfassen von HF-Signalwerten des geernteten Korns bei mehreren Frequenzen innerhalb des HF-Bereichs und möglicherweise innerhalb der Mikrowellen- und/oder MMW-Frequenzbänder. Ferner werden Ground Truth-Daten experimentell gesammelt und verwendet, um HF-Eigenschaften zu konstruieren, die zur Speicherung in einer HF-Eigenschaftendatenbank konsolidiert werden. Solche Eigenschaften korrelieren messbare HF-Attribute mit bekannten Eigenschaften des Korns, wie etwa Gehalten an Kornmasse, Feuchtigkeitsgehalt und Nicht-Feuchtigkeitsbestandteilen (z. B. Öl-, Stärke-, Protein- oder Cellulosegehalt). Die HF-Attribute werden zweckmäßigerweise in Bezug auf Ausbreitungsverzögerung (Phase) und/oder Dämpfung (Änderungen der Größe oder Amplitude) gemessen, wobei andere Messungen (z. B. Polarisation, Leistungsdichteverteilung, Reflexion und Rückstreuung) in Ausführungsformen möglicherweise auch von der Steuerung des Messsystems berücksichtigt werden. Auf diese Weise können hochgenaue Echtzeitmessungen von Kornparametern unter Verwendung des HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystems ermittelt werden, das Bedienern und anderen Personen zusätzliche relevante Informationen zu verschiedenen Körnern bereitstellt, die mithilfe von Mähdreschern geerntet wurden.
  • Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei einer Verwendung in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
  • Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll aber nicht vollständig oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für Fachleute offensichtlich, ohne vom Umfang und Sinn der Offenbarung abzuweichen. Die hierin ausdrücklich genannten Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erklären und es anderen Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Änderungen und Abweichungen von den beschriebenen Beispielen zu erkennen. Dementsprechend liegen verschiedene Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims (20)

  1. Hochfrequenz- (HF-)Kornmasse- und Bestandteilmesssystem, das an Bord eines Mähdreschers eingesetzt wird, wobei das Kornmasse- und Bestandteilmesssystem Folgendes umfasst: ein HF-Sensor-Subsystem, das konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte eines aktuell geernteten Korns in einem Bereich des Mähdreschers, der das aktuell geerntete Korn enthält, zu erfassen; einen Speicher, der eine HF-Eigenschaftendatenbank speichert, wobei die HF-Eigenschaftendatenbank HF-Eigenschaftentestdaten enthält, die für getestete Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche beobachtet wurden; und eine Steuerung, die operativ mit dem HF-Sensor-Subsystem und mit dem Speicher gekoppelt ist und konfiguriert ist, um: HF-Sensormesswerte durch das HF-Sensor-Subsystem zu empfangen; Kornmasse und einen ersten Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage der HF-Sensormesswerte im Vergleich zu den HF-Eigenschaftentestdaten zu bestimmen; und als Reaktion auf das Bestimmen der Kornmasse und des ersten Bestandteilgehalts des aktuell geernteten Korns mindestens eine Aktion durchführen, einschließlich Anzeigen oder Speichern von Werten im Zusammenhang mit oder Einstellen einer Komponente des Mähdreschers.
  2. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei das HF-Sensor-Subsystem Folgendes umfasst: einen ersten HF-Sensor, der konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer ersten Frequenz oder einem ersten Frequenzbereich zu erfassen; und einen zweiten HF-Sensor, der konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns bei einer zweiten Frequenz oder einem zweiten Frequenzbereich zu erfassen, der sich von der ersten Frequenz oder dem ersten Frequenzbereich unterscheidet.
  3. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 2, wobei die erste Frequenz oder der erste Frequenzbereich zwischen 1 und 300 Gigahertz (GHz) liegt; und wobei die zweite Frequenz oder der zweite Frequenzbereich zwischen 1 und 300 GHz liegt, während er sich von der ersten Frequenz oder dem ersten Frequenzbereich unterscheidet.
  4. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 2, wobei der Mähdrescher einen Reinkornströmungspfad beinhaltet, der sich von einem Kornreinigungsabschnitt zu einem Kornvorratstank erstreckt; wobei der erste HF-Sensor positioniert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns an einer ersten Position entlang des Reinkornströmungspfads zu erfassen; und wobei der zweite HF-Sensor positioniert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns an einer zweiten Position entlang des Reinkornströmungspfads nachgelagert der ersten Position zu erfassen.
  5. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 4, wobei der erste HF-Sensor und der zweite HF-Sensor gleichzeitig HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns erfassen, ohne das aktuell geerntete Korn aus dem Reinkornströmungspfad zu entfernen.
  6. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 4, wobei der Mähdrescher einen Reinkornelevator beinhaltet, durch den sich der Reinkornströmungspfad erstreckt; wobei der erste HF-Sensor positioniert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns zu erfassen, wenn er von einem Paddel des Reinkornelevators gestützt wird; und wobei der zweite HF-Sensor positioniert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns zu erfassen, wenn es durch einen Auslass des Reinkornelevators abgegeben wird.
  7. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: aus HF-Eigenschaftentestdaten HF-Eigenschaften für getestete Körnerproben mit variierendem Feuchtigkeitsgehalt abzurufen; und einen Feuchtigkeitsgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage des Feuchtigkeitsgehalts von mindestens einer der HF-Eigenschaften, die als den HF-Sensormesswerten entsprechend identifiziert wurden, zu schätzen.
  8. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns, wie durch die Steuerung bestimmt, aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Ölgehalt, einem Proteingehalt, einem Cellulosegehalt und einem Stärkegehalt besteht.
  9. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Teilmenge der HF-Sensormesswerte, die durch das HF-Sensor-Subsystem erfasst werden, eine Phasenverschiebung der HF-Energie misst, wenn sie auf das aktuell geerntete Korn auftrifft; und wobei die HF-Eigenschaftentestdaten Testdaten beinhalten, die beobachtete HF-Energiephasenverschiebung über einen getesteten Frequenzbereich korrelieren.
  10. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Teilmenge der HF-Sensormesswerte, die durch das HF-Sensor-Subsystem erfasst werden, die Dämpfung der HF-Energie misst, wenn sie auf das aktuell geerntete Korn auftrifft; und wobei die HF-Eigenschaftentestdaten Testdaten beinhalten, die beobachtete HF-Energiedämpfung über einen getesteten Frequenzbereich korrelieren.
  11. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei die HF-Eigenschaftentestdaten mindestens eine HF-Signalantwortkarte umfassen, die HF-Signalantworten der getesteten Kornproben über einen getesteten Frequenzbereich aufzeichnet.
  12. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 11, wobei das HF-Sensor-Subsystem einen ersten HF-Sensor umfasst, der konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns über einen Frequenzbereich zu erfassen, der mit dem getesteten Frequenzbereich überlappt; und wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die Kornmasse und den ersten Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf der Grundlage eines Abgleichs der HF-Sensormesswerte mit einer spezifischen HF-Signalantwort zu bestimmen, die in den in der HF-Signalantwortkarte aufgezeichneten HF-Signalantworten enthalten ist.
  13. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: eine Kornart des aktuell geernteten Korns zu identifizieren; ausgewählte HF-Eigenschaften aus der HF-Eigenschaftendatenbank aburufen, die der identifizierten Kornart entsprechen; und die ausgewählten HF-Eigenschaften beim Bestimmen der Kornmasse und des Bestandteilgehalts des aktuell geernteten Korns zu verwenden.
  14. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um: den Feuchtigkeitsgehalts des aktuell geernteten Korns zu schätzen; ausgewählte HF-Eigenschaften aus der HF-Eigenschaftendatenbank abzurufen, die dem geschätzten Feuchtigkeitsgehalt entsprechen; und die ausgewählten HF-Eigenschaften beim Bestimmen der Kornmasse und des Bestandteilgehalts des aktuell geernteten Korns zu verwenden.
  15. Hochfrequenz- (HF)Kornmasse- und Bestandteilmesssystem, das an Bord eines Mähdreschers verwendet wird, wobei das HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem Folgendes umfasst: ein HF-Sensor-Subsystem, umfassend: einen ersten HF-Sensor, der konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer ersten Frequenz oder einem ersten Frequenzbereich zu erfassen; und einen zweiten HF-Sensor, der konfiguriert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns mit einer zweiten Frequenz oder einem zweiten Frequenzbereich zu erfassen, der sich von der ersten Frequenz oder dem ersten Frequenzbereich unterscheidet; einen Speicher, der eine HF-Eigenschaftendatenbank speichert, wobei die HF-Eigenschaftendatenbank HF-Eigenschaftentestdaten enthält, die für getestete Kornproben über einen oder mehrere getestete Frequenzbereiche beobachtet wurden; und eine Steuerung, die operativ mit dem HF-Sensor-Subsystem und mit dem Speicher gekoppelt ist und konfiguriert ist, um: HF-Sensormesswerte durch das HF-Sensor-Subsystem zu empfangen; Kornmasse und einen Feuchtigkeitsgehalt des aktuell geernteten Korns zumindest teilweise auf Grundlage der HF-Sensormesswerte im Vergleich zu den HF-Eigenschaftentestdaten zu bestimmen; und mindestens eine Aktion als Reaktion auf die Bestimmung der Kornmasse und des Feuchtigkeitsgehalts des aktuell geernteten Korns durchzuführen.
  16. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 15, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um den Feuchtigkeitsgehalt des aktuell geernteten Korns zu schätzen, indem: HF-Eigenschaftentestdaten von HF-Eigenschaften für getestete Körnerproben mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalten abgerufen werden; und der Feuchtigkeitsgehalt zumindest teilweise auf Grundlage des Identifizierens einer spezifischen HF-Eigenschaft, die den HF-Sensormesswerten entspricht, geschätzt werden.
  17. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 15, wobei die Steuerung ferner konfiguriert ist, um einen ersten Bestandteilgehalt des aktuell geernteten Korns unter Verwendung der HF-Sensorablesungen und der HF-Eigenschaftentestdaten zu bestimmen.
  18. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 15, wobei die HF-Sensormesswerte, die von dem HF-Sensor-Subsystem erfasst werden, wenigstens eine Phasenverschiebung und/oder Dämpfung der HF-Energie messen, die auf das aktuell geerntete Korn auftrifft; und wobei die HF-Eigenschaftentestdaten Testdaten beinhalten, die zumindest die Phasenverschiebung und/oder Dämpfung über einen getesteten Frequenzbereich für die getesteten Kornproben korrelieren.
  19. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 15, wobei der Mähdrescher einen Reinkornelevator beinhaltet; wobei der erste HF-Sensor positioniert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns zu erfassen, wenn er von einem Paddel des Reinkornelevators gestützt wird; und wobei der zweite HF-Sensor positioniert ist, um HF-Sensormesswerte des aktuell geernteten Korns zu erfassen, wenn es durch einen Auslass des Reinkornelevators abgegeben wird.
  20. HF-Kornmasse- und Bestandteilmesssystem nach Anspruch 15, wobei der erste HF-Sensor bei einer maximalen Frequenz von f1 arbeitet; wobei der zweite HF-Sensor bei einer Mindestfrequenz von f2 arbeitet; und wobei 1 Gigahertz < f1 ≤ 2f2 < 300 Gigahertz.
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