DE4135329A1 - Wagengebundenes messverfahren zur bestimmung des erdmasse-anteiles in haufwerken landwirtschaftlicher gueter, speziell in zuckerrueben - Google Patents

Wagengebundenes messverfahren zur bestimmung des erdmasse-anteiles in haufwerken landwirtschaftlicher gueter, speziell in zuckerrueben

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein integriertes Meßverfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Anteils, insbesondere der Erdmasse in Haufwerken landwirtschaftlicher Güter auf Transportfahrzeugen.
Die vom Feld transportierte oder in Verarbeitungsfabriken angelieferte Erdmasse in Haufwerken landwirtschaftlicher Güter ist aus ökonomischen und ökologischen Gründen unerwünscht. Diese Erdmasse wird als Anteil an der Gesamtmasse angegeben und als Erdanteil bezeichnet. In der BR Deutschland verursacht z. B. bei der Zuckerrübenbergung der Erdanteil von durchschnittlich 16% einen unerwünschten Erdtransport in die Zuckerfabriken von jährlich ca. 4 Mio t und verursacht dadurch Kosten von über 100 Mio DM/Jahr. Für eine Bewertung und Senkung des Erdanteiles ist die reproduzierbare Messung der Erdmasse in Haufwerken erforderlich. Zur Beurteilung und Vergütung sollte die Erdanteilsbestimmung für jedes Transportfahrzeug möglich sein. Die ungleiche Verteilung der Erde im Haufen erfordert für eine statistisch gesicherte Aussage eine Vielzahl von zerstörenden Rübenprobennahmen mit anschließender Waschprobe.
Problematisch ist bislang die Echtzeitvermessung von Transportfahrzeugen unterschiedlicher Abmessung und unterschiedlicher Schüttungsprofile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer integrierenden Messung auf der Basis unterschiedlicher Roh- und Schüttdichten der Bestandteile von Haufwerken, speziell von landwirtschaftlichen Gütern und Erde, Steinen etc. deren Massenanteile zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gewicht und das Volumen des Haufwerks erfaßt und durch Vergleich mit einer Standardschüttdichte der Masseanteil vorzugsweise der Erd- oder Steinanteil bestimmt wird, wobei gilt
M % = [mL-(VL · DSt)] · 100/mL
wobei
mL = Masse des Haufwerks in kg (z. B. Gesamtfahrzeuggewicht minus Leergewicht)
VL = Volumen des Haufwerks in m3
DSt= Standardschüttdichte in kg/m3.
Dem Verfahren liegt der physikalische Zusammenhang Masse = Volumen· Dichte zugrunde, wodurch in Kenntnis der Masse (Gewichtskraft), des Volumen und der Dichte der Bestandteile deren Anteil ermittelt werden kann (1).
Besonders vorteilhaft kann auf einer Waage die Volumenmessung VL und die Bestimmung der Masse mL gleichzeitig durchgeführt werden. Dabei kann die Volumenmessung und das Gewicht des Haufwerks direkt auf dem Transportfahrzeug ermittelt werden, wobei das Fahrzeugleergewicht und das Nettovolumen des Transportfahrzeugs als gegebene Fahrzeugkennwerte vorgebbar sind bspw. durch Kenntafeln, Identkarten mit elektronischer Ablesung aller erforderlicher Kenndaten wie Lieferant, Transportfahrzeugleergewicht, Nettovolumen.
Besonders rationell und zeitsparend kann die Volumenmessung und ggf. die Erfassung der Fahrzeugkennwerte berührungslos erfolgen und durch einen Rechner aufgenommen und ausgewertet werden. Dabei können ggf. auch noch andere, notwendige weitere Meßwerte gleich oder später miterfaßt und ausgewertet werden bspw. der Zuckergehalt von Zuckerrüben.
Zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens kann über einer Waage für die Erfassung des Gewichts des Transportfahrzeugs eine Volumenmeßvorrichtung für die Erfassung des Volumens VL des Haufwerks angeordnet sein. Die Volumenmeßbestimmung kann mechanisch, optisch oder elektrooptisch erfolgen. Zweckmäßigerweise ist eine EDV-Anlage vorgesehen, durch die die von der Waage und der Volumenmeßvorrichtung erfaßten Werte aufgenommen und zusammen mit weiteren vorgegebenen Werten, wie Standardschüttgewicht DSt, Transportfahrzeugkennwerte, ermittelte Stoffwerte wie Zuckergehalt des Haufwerks, ausgewertet werden.
Besonders vorteilhaft kann zur Bestimmung des Volumens VL die Oberfläche des Haufwerks durch einen Meßstrahl erfaßt und durch die erfaßte Oberflächenkontur das Schüttvolumen VL ermittelt werden, ggf. unter Einbeziehung weiterer fester Grunddaten wie Transportfahrzeuggrundfläche, Nettovolumen.
Die Volumenmeßvorrichtung kann besonders leicht handhabbar einen über der Waage angordneten Meßstrahlemitter, vorzugsweise einen Laser und einen Drehspiegel aufweisen, durch den der Meßstrahl auf das Haufwerk umlenkbar ist, weiter ist ein Detektor vorgesehen, durch den die reflektierten, vom Drehspiel zurückgespiegelten Meßstrahlen erfaßt und zur Auswertung weitergeleitet werden können. Durch die Laufzeitdifferenz kann die Oberflächenkontur und damit das Volumen VL berechnet werden. Besonders vorteilhaft kann der Detektor einen Scanner aufweisen, wobei die durch den Scanner erfaßten Meßwerte über eine Diode zur EDV weitergeleitet und dort ausgewertet werden können.
Der Drehspiegel kann zur besonders rationellen Meßwerterfassung um zwei Drehachsen EDV-gesteuert drehbar über der Waage angeordnet sein. Die Oberflächenerfassung des Haufwerks kann dann praktisch scheibenweise über die Länge oder die Breite des Transportfahrzeugs erfolgen.
Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der beigefügten Skizzen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Meßanordnung und
Fig. 2 die Hardwareanordnung für ein Laser-Scanner-System zur Volumenbestimmung und Auswertung.
Auf einer Waage 1 ist ein Transportfahrzeug 2 aufgestellt zur Gewichts- und Volumenbestimmung. Mit Abstand über der Waage 1 ist eine Volumenmeßvorrichtung 3 angeordnet. Diese weist einen Emitter 4 bspw. einen IR-Diodenlaser auf, dessen Laserstrahl 8 über ein Prisma 5 zu einem Detektor 6 und einem Drehspiegel 7 umgelenkt werden. Der Laserstrahl 8 wird vom Drehspiegel auf das Haufwerk 9 auf dem zu vermessenden Transportfahrzeugs 2 umgelenkt. Der von der Oberfläche des Haufwerks 9 reflektierte Laserstrahl 10 wird wiederum über den Drehspiegel 7 und eine Linse 11 zum Detektor 6 zurückreflektiert. Über den Detektor 6 kann so über die Laserstrahllaufzeit die Oberflächenkontur des Haufwerks 9 durch Verdrehen des Drehspiegels 7 über dem Haufwerk 9 punktweise bestimmt und so das Volumen des Haufwerks 9 bestimmt werden, ggf. unter ergänzender Berücksichtigung bekannter Abmessungen des Transportfahrzeugs 2.
In Fig. 2 ist die Hardwareanordnung für die Meßwertauswertung schematisch dargestellt. Die reflektierten Strahlen des Emitters 4 werden in einer Meßebene vom Scanner 12 erfaßt und über eine Diode 13 einem PC zugeführt. Nach dem Verschwenken des Drehspiegels, bspw. um einen bestimmten Winkelgrad über der Fahrzeugbreite, erfolgt dann eine zweite Meßwerteaufnahme über die Fahrzeuglänge bei Verdrehen des Drehspiegels über der Fahrzeuglänge.

Claims (12)

1. Verfahren zur Ermittlung von Masseanteilen bei Haufwerken, insbesondere zur Bestimmung des Erdmasseanteils in Haufwerken landwirtschaftlicher Produkte wie Zuckerrüben, bei dem das Gewicht (mL) und das Volumen (VL) des Haufwerks (9) erfaßt und durch Vergleich mit einer Standardschüttdichte (DSt) der Masseanteil vorzugsweise der Erd- und/oder Steinanteil bestimmt wird, wobei gilt,
M% = [mL-(VL·DSt)]·100/mL
wobei
mL = Masse des Haufwerks in kg (z. B. Gesamtfahrzeuggewicht minus Leergewicht)
VL = Volumen des Haufwerks in m3
DSt= Standardschüttdichte in kg/m3.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmessung (VL) und die Bestimmung der Masse (mL) gleichzeitig durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (VL) und das Gewicht (mL) des Haufwerks (9) direkt auf dem Transportfahrzeug (2) ermittelt wird, wobei Fahrzeugleergewicht und Nettovolumen des Transportfahrzeugs (2) als feste Fahrzeugwerte vorgegeben sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmessung und ggf. die Erfassung der Fahrzeugkennwerte berührungslos erfolgt und durch einen Rechner aufgenommen und ausgewertet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Haufwerks (9) durch einen Meßstrahl (8) erfaßt und durch die erfaßte Oberflächenkontur das Schüttvolumen (VL) ermittelt wird, ggf. unter Einbeziehung weiterer fester Grunddaten.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Waage (1) vorgesehen ist für die Erfassung des Gewichts des Transportfahrzeugs, daß über der Waage (1) eine Volumenmeßvorrichtung (3) für die Erfassung des Volumens (VL) des Haufwerks (9) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine EDV-Anlage (PC 14) vorgesehen ist, durch die die von der Waage (1) und der Volumenmeßvorrichtung (3) erfaßten Werte aufgenommen und zusammen mit weiteren vorgegebenen Werten, wie Standardschüttgewichts (DSt), Transportfahrzeugkennwerte, ermittelte Stoffwerte z. B. Zuckergehalt des Haufwerks (9), ausgewertet werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmeßvorrichtung (3) einen über der Waage (1) angeordneten, einen Meßstrahl (8) emittierenden Emitter (4), vorzugsweise einen Laser und einen den Meßstrahl (8) auf das Haufwerk (9) umlenkenden Drehspiegel (7) aufweist und daß durch den Drehspiegel (7) die reflektierten Meßstrahlen (10) auf einen Detektor (6) zurücklenkbar sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor (6) ein Scanner (12) vorgesehen ist, daß die vom Scanner erfaßten Meßwerte über eine Diode (13) zur EDV weitergeführt und dort ausgewertet werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehspiegel (7) um zwei Drehachsen EDV-gesteuert drehbar über der Waage (1) angeordnet ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsfunktion von Roh- und Schüttdichte (8) von landwirtschaftlichen Gütern, von Beimengungen und von Fremdkörpern in einem Rechenprogramm berücksichtigt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Meßvorgang mit Hilfe eines integrierten Rechenalgorithmus, der auf einem Prozeßrechner abläuft, der Erdanteil angegeben wird (7).
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