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Stand der Technik sind Beregnungen für Pflanzenkulturen, wie gezeigt in Gebrauchsmusteranmeldung 20 2016 007 025.9. Auch Beregnungen, deren Gießmengen und -Zeiten gesteuert werden über Funkkommunikationsnetze sind bekannt. Die Aktor-Kommandoausgänge und die Sensor-Messeingänge solcher Netzwerke sind dann verbunden mit den zu steuernden Ventilen in der Beregnung und mit ihren abzufragenden Sensoren. Ebenfalls bekannt sind Beregnungnen, welche anstelle der früher ausschließlich verwendeten StahlrohrWasserleitungen Schläuche einsetzen. In letztere werden die Tropfer für den Wasseraustrag als miniaturisierte, eingegossene Plastikdüsen integriert. Die Zeichnung zeigt das Schema einer Tropfschlauchberegnung.
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Eine Wasserpumpe (1) versorgt ein Zentralrohr (2) und von dort aus über ein Ventil(3) eine Tropfdüsensnchlauchleitung(5). In letztere sind die miniaturisierten Tropfdüsen (6) eingegossen. Über eine Funksteuerungskassette (7) wird das Ventil(3) geöffnet oder geschlossen. Die durch den Schlauch(5) und seine Tropfdüsen(6) ausgetragene Wassermenge wird durch den Wasserzähler(4) gemessen. Seine Zählimpulse werden durch einen Interrupteingang in der Funksteuerungskassette (7) aufgenommen.
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Solche sogenannten Tropfschlauchbewässerungen haben den Vorteil, dass sie sich durch Eingraben der Schläuche(5) in den Ackerboden besser an die Pflanzenpflegearbeit anpassen lassen, weil sie weniger Arbeitshindernisse oberhalb der Bodenoberfläche bilden. Außerdem sind Tropfschlauchberegnungen sparsamer im Wasserverbrauch. Im Gegensatz dazu bringen Tropfschlauchbewässerungen aber auch viele Nachteile mit in ihre Verwendung. Ihr kleinerer Durchmesser innerhalb von flexiblen Wandungen, die sich bei Maschinenüberfahrten oft ganz verschließen, neigt zu Verstopfungen, spätestens bei kalkhaltigem Wasser und bei Düngeraustrag durch gelöste Düngermaterialien im Beregnungswasser. Diese Verstopfungsgefahr wird verstärkt durch den Wassereinsparvorteil von Tropfschläuchen. Der Ausgang der Schläuche wird zur Wassereinsparung verschlossen. Das Wasser fließt dann nur sehr langsam durch die engen Tropfdüsen(6) ab und bewirkt keinen Selbstreinigungseffekt mehr im Schlauch (5) wegen seiner Fließträgheit. Anders als bei konventionellen Beregnungsstahlrohren, welche oberhalb der Bodenoberfläche verlaufen und deshalb visuell kontrolliert werden können, arbeiten die Tropfschläuche(5) und ihre Tropfdüsen(6) meistens unsichtbar unterhalb der Bodenoberfläche, müssen also instrurmentell überwacht werden.
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In manchen Trofpschlauchberegnungen wird das Ende des Schlauchs(5) mit einem Ventil abgeschlossen zur Herstellung eines genügend großen Rückstaus im Schlauch(5) für die Erzeugung eines genügend hohen Fließdruckes durch die Tropfdüsen(6). Diese Aufgabe erledigen mechanische Ventile. Wenn beim Fluten der Schläuche(5) der sich aufbauende Fließdruck einen fest eingestellten Schwellwert übersteigt, schließt sich das mechanische Abschlussventil am Ende des Schlauches(5). Dann erhöht sich der Druck im Schlauch bis zum Betriebsdruck der Tropfdüsen(6). Umgekehrt, wenn der Schlauch(5) nicht mehr versorgt wird, sinkt der Druck in ihm bis unter den erwähnten fest eingestellten Ventil-Schwellwert. Dann öffnet sich das Abschlussventil und der Schlauch(5) leert sich. Viele Tropfschlauchberegnungen haben aber einfach eine fest verschließende Muffe als Schlauchabschluss..
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Die Erfindung und gezeigte Verbesserung hier löst zwei Aufgaben: das Detektieren von Fließhindernissen schon vor der endgültigen Verstopfung im Schlauch(5) und das reinigende Spülen im Schlauch(5). Zur Lösung dieser Aufgaben wird der Schlauch(5) mit einem steuerbar öffnenden und schließenden Ventil(8) verschlossen, anstelle eines Ventils, das bei einer fest eingestellten Druckschwelle öffnet und schließt. Eine bevorzugte Optimierung öffnet und schließt das Abschlussventil(8) über eine Funksteuerungskassette (7). Die Veränderung des Wasserdruckes und des Durchflussstromwertes im Schlauch(5) kann noch verstärkt werden durch eine Ansteuerung der Pumpe(1) aus der Funksteuerungskassette(7). Damit wird sowohl eine bessere Auflösung für die Messung des Fließwidertandes im Schlauch(5) und in den Tropfdüsen(6) für die Detektierung von langsam wachsenden Fließhindernissen erreicht, wie auch eine Verbesserung der Reinigungswirkung über die Spülung des Schlauches(5). Die Auswertung der gemessenen Wasserstromstärke im Schlauch(5) zur Feststellung seines offenen, vollnutzbaren, nicht verlegten und nicht verstopften Fließquerschnittes kann noch abgesichert werden durch die Messung des Wasserdrucks über die Druckmesssensoren (9 und 10). Alle Sensoren werden abgegriffen von der Funksteuerungskassette(7). Während der Messungen am Schlauch(5) und seinen Tropfdüsen sind möglich weitere Schlauchabzweigungen(parallell zu 5) vom Zentralrohr(2) über ihre Eingangsventile(parallel zu 3) auf geschlossen zu stellen, damit sich der verfügbare Messhub nur auf den Schlauch(5) verteilt.
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Im Detail gelten folgende Zusammenhänge:
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Reinigung.
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Sie verbessert sich, wenn das Abschlussventil(8) aufgestellt und die Pumpe(1) auf maximale Leistung gesteuert wird. Dann fließt das Wasser im Schlauch(5) nicht mehr nur träge, sondern mit hoher Fließgeschwindigkeit und erzeugt dadurch eine vielfach höhere, aggressive Reinigungsreibung.
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Detektierung von Fließveränderungen im Schlauch(5).
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Hier gilt das Gleiche wie oben 1.). Höchste Durchflussstärke im Schlauch(5) bringt dort höchsten Messhub im Sensor(4), sowie den höchsten Druckabfall im Schlauch(5) und dadurch größten Messhub in der Messdifferenz zwischen den Sensoren(10 und 9).
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Detektierungen von Fließveränderungen in den Tropfdüsen.
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Hier wird das Abschlussventil(8) geschlossen und die Pumpe auf höchste Leistung gestellt, damit der Druckabfall in den Tropfdüsen möglichst hoch, entlang von Schlauch(5) aber möglichst klein und der Messhub für den Sensor(4) sowie für die Differenz zwischen den Sensoren(10 und 9) ebenfalls möglichst hoch ausfällt. Zwar sind die meisten Tropfdüsen druckkompensiert. In einem bestimmten Druckbereich zwischen einer bestimmten Unter- und einer bestimmten Obergrenze ändert sich die Austragsmenge durch die Düse pro Zeiteinheit wenig. Bei einer Druckbeaufschlagung höher als der für die Beregnungsarbeit zugelassene düsenspezifische, druckkompensierte Arbeitsbereich steigt die messbare Durchsatzleistung der Düse und damit ihre Diagnoseauflösung.
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Bei den Diagnosen gem. oben 2.) und 3.) werden die aktuellen MessErgegbnisse verglichen mit den abgespeicherten Ursprungsergebnissen bei Einrichtung des jeweiligen DruckschlauchNetzwerks. Überschreitet der DiagnoseVergleich einen definierten Abweichungsabstand, weil weniger Wasser durchgesetzt wird, dann wird Alarm wie unten beschrieben, und im Fall oben 2.) auch die Reinigung gem. oben 1.) ausgelöst.
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Nach Detektierung von Fließeinschränkungen im Schlauch(5) kann das Reinigungsregime eingeschaltet werden (=Pumpe(1) max, Ventil(3) und Ventil(8) offen.). Nach Detektierung von Fließeinschränkungen in der Gesamtdurchflussmenge der Tropfdüsen müssen diese visuell und einzeln kontrolliert werden. Weitere Automatisierung verbietet sich hier wegen der Vielzahl der Düsen.
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Sämtliche geschilderten Prozesse können über Softwareprogramme in der Funkkassette(7) oder in ihrem Funkserversystem automatisiert werden. Es können also alle geschilderten Detektierungen wie auch die 'Reinigung zu wählbaren Zeitpunkten automatisch gestartet und ausgeführt werden. Ebenfalls kann die Auswertung und Protokollierung aller geschilderten Prozesse programmiert und so automatisiert werden. Das gilt auch für automatisch ausgelöste und an PCs oder Mobilfunkgeräte verschickte Alarme.
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Insgesamt wird durch die geschilderten Beobachtungen und die Reinigung eine höhere Transparenz und Verfügungssicherheit in Tropfschlauchberegnungen erreicht.
