DE3731080C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verlustkornsensor für Erntemaschinen der im Gattungsbegriff des Patentan­ spruchs 1 näher bezeichneten Art.

Ein derartiger Verlustkonsensor ist aus der DE-OS 28 35 895 bekannt. Der auf der der Aufprallseite des Sensorblechs oder -rohrs abgelegenen Seite angeordnete Schwingungsaufnehmer des akustischen Wandlers ist mit dem Sensorblech mittels eines Stegs verbunden, der zwei akustische Koppelstellen bedingt. Solche Koppelstellen sind anfällig für Korrosion, Ermüdungen und verursachen unkontrollierbare Signalverfälschungen. Außerdem sind dort die übrigen Elemente des akustischen Wandlers nicht am Sensorblech direkt angeordnet, womit eine längere elektrische Übertragungsstrecke der sehr schwachen elektrischen Signale verbunden ist.

Aus der DE-PS 24 48 745 ist weiter ein Verlustkorn­ sensor gebräuchlicher Art bekannt, bei dem das Aufnahmeteil des elektro­ akustischen Wandlers in unmittelbarem, körperlichen Kontakt mit der Unterseite einer Aufprallplatte steht, die das Sensorblech bildet und an der der elektroakus­ tische Wandler befestigt ist. Das erwähnte Aufnahmeteil bei dem bekannten Verlustkornsensor ist ein Mikrophon, welches vornehmlich vom Körperschall der Prallplatte beaufschlagt werden soll, um beim Auftreffen eines Ver­ lustkorns ein ausreichend hohes Signal zu erhalten.

Wenn man bei solchen bekannten Ausführungen auch schon bemüht war, das Mikrophon unmittelbar am Sensorblech zu befestigen, so hat man bis zum eigentlichen Schwin­ gungsaufnehmer im Mikrophon, bei dem sich die Umwand­ lung der akustischen Signale in elektrische Signale vollzieht, immer noch mehrere akustische Koppelstellen, welche die Meßgenauigkeit beeinträchtigen und die durch äußere Beeinträchtigungen zudem noch ihren akustischen Widerstand ändern können.

So besitzen die herkömmlicherweise verwendeten Mikro­ phone ein Gehäuse, das unmittelbar mit dem Sensorblech verbunden ist. Es kann sich bei dem mit dem Sensorblech verbundenen Gehäuseteil auch schon um eine Mikrophon­ membran handeln, diese stellt jedoch im Sinne der vor­ liegenden Erfindung nicht den Schwingungsaufnehmer dar, der als Teil des elektroakustischen Wandlers unmittel­ bar die ihn beaufschlagenden akustischen Signale in elektrische Signale umwandelt. Vielmehr ist dieser Schwingungsaufnehmer bei den bekannten Mikrophonen mit der Gehäuse-Membran mittels eines Stößels verbunden, über den erst von der Membran die akustischen Schwin­ gungen auf den Schwingungsaufnehmer übertragen werden. Man hat daher bei der bekannten Ausführung drei Koppel­ stellen im akustischen Leitungssystem, die den akusti­ schen Übertragungswiderstand erhöhen. Die erste Koppel­ stelle liegt zwischen dem Sensorblech und dem Mikro­ phongehäuse bzw. der -Membran. Hier können Oxydation und/oder Korrosion bzw. Verschmutzung zu Übertragungs­ fehlern führen. Die zweite Koppelstelle liegt zwischen dem Mikrophongehäuse und dem Stößel und die dritte Koppelstelle zwischen dem Stößel und dem eigentlichen Schwingungsaufnehmer des elektroakustischen Wandlers. Bei den beiden letzteren Koppelstellen handelt es sich um Klebpunkte, die in der Praxis nicht mit hoher Gleichmäßigkeit ausgeführt werden können.

Aus der DE-Z "Grundlagen der Landtechnik" Bd. 35 (1985) Nr. 4 ist ein Verlustkornsensor bekannt, der im wesentlichen aus auf eine Metallplatte aufgeklebten piezoelektrischen Folien besteht. Die Metallplatte ist hier lediglich Trägerorgan für die piezoelektrischen Folien, die darauf auf der Aufprallseite angeordnet sind. Diese Platte muß besonders steif ausgeführt werden, um ein die Signale der piezoelektrischen Folien verfälschendes Nachschwingen zu vermeiden. Bei dieser Art von Körnerverlustsensoren gibt es naturgemäß keine akustischen Koppelstellen mehr, allerdings sind die piezoelektrischen Folien einem hohen Verschleiß ausgesetzt, was deren Lebensdauer beeinträchtigt, wodurch im Laufe der Zeit Signalschwächungen unvermeidbar sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Verlustkornsensor der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem nur noch eine einzige akustische Koppelstelle zwischen dem Sensorblech und dem akustischen Wandler besteht und die Übertragungsverluste verringert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verlustkornsensor der ein­ gangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der besondere Vorteil eines erfindungsgemäßen Verlust­ kornsensors liegt darin, daß der akustisch-elektrisch aktive Schwingungsaufnehmer an dem direkt die den akus­ tischen Signalen proportionalen elektrischen Signale abgenommen werden können unmittelbar mit dem Sensor­ blech verbunden ist, so daß die betreffende Verbin­ dungsstelle die einzige Koppelstelle in der akustischen Übertragung zwischen dem Sensorblech und dem elektro­ akustischen Wandler ist.

Nach der Erfindung besteht der Schwingungsaufnehmer aus einem Piezoquarz, der unmit­ telbar an das Sensorblech angeklebt oder angelötet sein kann wobei im letzteren Falle der Körper des Quarzes vor­ zugsweise eine metallisierte Oberfläche besitzt, um gu­ te Haftungseigenschaften für das Lötmaterial zu haben. Um die einzige Koppelstelle zwischen dem Sensorblech und dem Schwingungsaufnehmer gegen Korrosion oder Oxy­ dation zu schützen, wird vorteilhaft der Schwingungs­ aufnehmer in eine Dichtmasse eingebettet, die dicht abschließend bis auf das Sensorblech aufgebracht ist.

Um die Schwingungseigenschaften bei länglichen Sensor­ blechen nicht zu beeinträchtigen bestehen die einzigen Versteifungen des Sensorbleches selbst vorteilhaft aus längsseitigen Abkantungen. An diesen Abkantungen grei­ fen dann zweckmäßig auch die für den Anbau des Sensor­ bleches notwendigen Stützen an, außerdem können vor­ teilhaft die Abkantungen so angebracht sein, daß der betreffende Rand des Sensorbleches einen Kanal um­ schließt, der zur Aufnahme elektrischer Leitungen die­ nen kann.

Weitere Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines Verlustkornsensors von der Seite des Sensorblechs, an der der elektroakustische Wandler angeordnet ist,

Fig. 2 eine Seitansicht des Verlustkornsensors nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Einzelheit aus dem Randbereich des Sensorblechs,

Fig. 4 eine Einzelheit des Sensorblechs im Bereich der Befestigungsstelle des Schwingungsauf­ nehmers des elektroakustischen Wandlers und

Fig. 5 das Blockschaltbild der Auswertvorrichtung für den elektroakustischen Wandler.

Im einzelnen erkennt man in Fig. 1 ein Sensorblech, das eine schmal-rechteckige Grundform hat. An der der Auf­ prallseite abgelegenen Seite ist ein Gehäuse 2 befes­ tigt, das einen elektroakustischen Wandler 3 um­ schließt. Über elektrische Leitungen 4 ist dieser elek­ troakustische Wandler 3 mit einer Auswertvorrichtung verbunden, auf die weiter unten noch eingegangen werden wird.

Wie insbesondere Fig. 2 veranschaulicht, finden sich an den Längsrändern des Sensorblechs 1 ein- oder mehrfache Abkantungen 5 und 6, welche die einzigen Versteifungen des Sensorblechs 1 darstellen, damit dessen Schwin­ gungsfähigkeit und damit dessen akustische Leitfähig­ keit in Längsrichtung möglichst wenig beeinträchtigt ist. Man kann daher den elektroakustischen Wandler 3 auch in Querrichtung außermittig auf dem Sensorblech 1 anordnen, wobei dennoch die Schaltschwingungen von auf das Sensorblech 1 am oder nahe dem gegenüberliegenden Ende aufprallenden Körnern erfaßt werden können. Damit ist der besondere Vorteil verbunden, daß man infolge der einseitigen Anordnung des elektroakustischen Wand­ lers 3 an der gegenüberliegenden Seite das Sensorblech 1 beliebig ablängen kann, um es an vorgegebene Einbau­ maße leicht anpassen zu können. Man braucht bei dieser Maßnahme folglich die Lage des elektroakustischen Wand­ lers 3 nicht zu verändern.

Der in den Fig. 1 und 2 obenliegende Rand des Sen­ sorbleches 1 weist mehrfache Abkantungen 5 auf, wodurch ein Kabelkanal 7 gebildet ist, in dem die elektrischen Leitungen 4, die zu dem elektroakustischen Wandler 3 führen, verlegt werden können. Wie Fig. 3 dazu zeigt, können durch geeignete Ausstanzungen noch von Hand umbiegbare Laschen 8 am Rand des Sensorblechs 1 gebil­ det sein, die um die betreffende Leitung 4 herumgebogen werden können.

Zur Befestigung des Sensorblechs 1 dienen quer über­ greifende Stützen 9, die ausschließlich im Bereich der versteifenden Abkantungen 5 und 6 mit dem Sensorblech 1 verbunden sind. Auch dies dient dazu, die akustische Leitfähigkeit des Sensorblechs 1 in seiner Längsrich­ tung nicht zu beeinträchtigen. An den Stützen 9 sind noch Schwingungsdämpfer 10 angeordnet, über welche die Befestigung des Verlustkornsensors am Maschinengestell erfolgt.

Fig. 4 zeigt dasjenige Bauelement des elektroakus­ tischen Wandlers 3, an dem unmittelbar die Umwandlung der aufgenommenen akustischen Schwingungen in elek­ trische Signale erfolgt. Es handelt sich um einen Schwingungsaufnehmer 11 vorzugsweise in Gestalt eines Piezoquarzes, der unmittelbar mit dem Sensorblech 1 fest verbunden ist. Dazu kann der Piezoquarz 11 auf das Leiterblech 1 aufgeklebt oder mit diesem verlötet sein, wobei im letzteren Falle eine metallisierte Oberfläche an der Befestigungsseite die Hafteigenschaften des Piezoquarzes 11 verbessert. Über flexible Leitungen 12 ist der Piezoquarz 11 mit den übrigen Elementen des elektroakustischen Wandlers 3 (Fig. 1) verbunden, die über das Gehäuse 2 am Sensorblech 1 festgelegt sind.

Fig. 5 gibt die wesentlichen Elemente der Auswertvor­ richtung wieder, mit der der elektroakustische Wandler 3 zusammengeschaltet ist. Sie umfaßt einen Verstärker 14, dem ein Filterglied 15 nachgeschaltet ist. Bei­ spielsweise können über das Filterglied 15 anhand ihrer Frequenzen erkennbare Störsignale ausgesondert werden, die nicht vom Aufprall von Körnern auf das Sen­ sorblech 1 herrühren. Die gefilterten Signale werden über einen Gleichrichter 16 einem Glied 17 zugeführt, das den Effektivwert der Spannungssignale bildet. Damit können die für das Meßergebnis maßgeblichen elektri­ schen Signale, die den akustischen Signalen vom Auf­ prall der Körner auf das Sensorblech 1 entsprechen ihrer Intensität nach bewertet werden. In einer nach­ geschalteten Trägerstufe 18 werden schließlich die ausgewählten Signale in signifikante Zählimpulse umge­ setzt, die in einem geeigneten Anzeigegerät 19 sichtbar gemacht werden.

Claims (10)

1. Verlustkornsensor für Erntemaschinen, wie Mähdrescher, mit einem am Auswurf für das Stroh anzuordnenden Sensorblech, an dem an der der Aufprallseite abgelegten Seite ein damit akustisch verbundener Schwingungsaufnehmer eines elektroakustischen Wand­ lers angeordnet ist, welcher mit einer Auswertvor­ richtung in elektrischer Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsaufnehmer (11) ein unmittelbar mit dem Sensorblech (1) fest verbundener Piezoquarz ist und die übrigen Elemente des Wandlers (3) am Sensorblech (1) in räumlicher Trennung von dem Schwingungsaufnehmer (11) angeordnet sind.

2. Verlustkornsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsaufnehmer (11) auf das Sensorblech (1) aufgeklebt ist.

3. Verlustkornsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsaufnehmer (11) eine metallisierte Befestigungsseite hat und auf das Sensorblech (1) aufgelötet ist.

4. Verlustkornsensor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsaufnehmer (11) in eine mit dem Sensorblech (1) dicht abschließende Dichtmasse (13) eingebettet ist.

5. Verlustkornsensor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß um die Befestigungsstelle des Schwingungsaufnehmers (11) herum ein Gehäuse (2) auf das Sensorblech (1) aufgesetzt ist, an dem die übrigen Elemente des Wandlers (3) angeordnet sind, die über flexible Leitungen (12) mit dem Schwingungsaufnehmer (11) verbunden sind.

6. Verlustkornsensor nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorblech (1) eine länglich-rechteckige Grundform hat und längsseitige Abkantungen (5, 6) aufweist.

7. Verlustkornsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (3) mit dem Schwingungsfühler (11) zu einem der in Querrichtung liegenden Enden des Sensorblechs (1) hin angeordnet ist und am gegen­ überliegenden Ende das Sensorblech (1) entsprechend der Breite des Mähdreschers ablängbar ist.

8. Verlustkornsensor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der längsseitigen Abkantungen (5, 6) des Sensorblechs (1) einen Kabelkanal (7) bildet, in dem eine den Wandler (3) mit der Auswertvorrich­ tung (14-19) verbindende Leitung (4) angeordnet ist.

9. Verlustkornsensor nach einem der Ansprüche 7-8, dadurch gekennzeichnet, daß Stützen (9) für den Anbau des Sensorblechs (1) ausschließlich an den Abkantungen (5, 6) befestigt sind.

10. Verlustkornsensor nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertvorrichtung (14-19) ein Filter­ glied (15), ein Glied (17) zur Effektivwertbildung der Wandlersignale und eine Triggerstufe (18) auf­ weist.