WO2019002337A1 - Devices and methods for examining plant growth substrates - Google Patents

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WO2019002337A1
WO2019002337A1 PCT/EP2018/067184 EP2018067184W WO2019002337A1 WO 2019002337 A1 WO2019002337 A1 WO 2019002337A1 EP 2018067184 W EP2018067184 W EP 2018067184W WO 2019002337 A1 WO2019002337 A1 WO 2019002337A1
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concentration
water
accumulation body
measuring
sensor
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PCT/EP2018/067184
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Inventor
Walter Schmidt
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Plantcare Ag
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G01N33/245—Earth materials for agricultural purposes

Definitions

  • the invention relates to the field of investigation, in particular the in-situ investigation, of a hydrous substance mixture, in particular to the in-situ investigation of the fertilizer content of growth substrates such as naturally grown soils. It relates to devices, methods and uses according to the preamble of the independent claims.
  • An embodiment of the invention can be used for examination, in particular for in-situ examination, of growth substrates for plants, ie, for example, naturally grown soils and / or others.
  • used in agriculture substrates such as nutrient solutions, be established.
  • Agriculturally used soils or soils consist of a multiplicity of different components.
  • organic components such as rotting plant parts, roots, soil organisms as well as pores, which are filled with water or air, are still present. Physical or chemical measurements in such a heterogeneous conglomerate with different large proportions of the components are practically difficult.
  • Another agricultural problem is the field of soil salinity measurement.
  • saline water is often used to irrigate agricultural crops.
  • the salt accumulates in the soil, which can have very negative effects on the crops.
  • the salt is washed out from time to time by a high water content, so that the salt gets into deeper soil layers and / or is transported away via drainage.
  • the possibility of in-situ measurement of the ion concentration would be very helpful to determine the optimal time of leaching or to start leaching automatically as soon as a critical concentration is reached.
  • Another problem, especially in outdoor crops, is soil contamination with pesticides.
  • US 2004/0145379 A1 discloses an apparatus and a method for measuring the water content and the salinity (ion content) of soils. These measurements take place capacitively within a preformed moisture migration medium, where radio frequency signals are applied to the moisture migration medium to determine the complex dielectric constant of the moisture migration medium
  • the moisture migration medium comprises, for example, silica-containing earth or fine sand or glass beads
  • a soil sensor for the detection and analysis of nutrients such as nitrates and phosphates is described.
  • the sensor has a sensor module which has an ion-selective electrode or an ion-sensitive field-effect transistor and is to be used in field.
  • the sensor has a
  • a conductive Flydrogel within which a conductive Flydrogel is arranged, wherein between the metal housing and hydrogel, a microporous polymer layer is arranged.
  • the sensor module electrode or transistor
  • the polymer layer which is preferably cellulose-based, should, like the metal housing, the sensor module from damage by solids
  • the hydrogel should allow ion transport from the polymer layer to the sensor module and also protect the sensor module from solids.
  • the sensor may additionally include temperature and humidity sensors for compensation or error correction. It is an object of the invention to provide devices and methods of the type mentioned, which are improved over the prior art.
  • Another object of the invention is to enable at least partial automation of care steps in agricultural crops, e.g. a (partially) automated dosing of fertilizer. At least one of these objects is at least partially solved by devices, methods and uses according to the claims.
  • the invention is based on the idea of investigating a water-containing substance mixture in situ by collecting water present in the water-containing substance mixture by means of an accumulation body and determining within the accumulation body a property of the water collected in the accumulation body.
  • An apparatus for the in-situ examination of a water-containing substance mixture may in particular comprise:
  • An accumulation body for receiving water of the mixture; and one or more within the accumulation body
  • the water-containing substance mixture can be examined without having to take samples of the water-containing substance mixture, which would then be examined elsewhere.
  • results of the study such as readings determined by the probes, can be made essentially without corresponding time delays, and thus often directly be displayed and / or transmitted after the examination has been carried out, which allows prompt reaction to the result.
  • the absorbed water may be an aqueous solution in which substances of the water-containing substance mixture are dissolved.
  • the property determined by means of the at least one measuring probe may relate, for example, to ions which are dissolved in the water, for example their general concentration, their type, and / or one or more individual concentrations of specific ions.
  • properties of the ingested water are determined directly on the water itself.
  • the water taken up in the accumulation body can be examined in the same way, that is, while it is in the accumulation body.
  • ingredients of the water may be assayed, for example detected, while in the water.
  • This for example, in contrast to the sensors of the above-mentioned document WO 2009/157755 A2, in which ions must first emerge from the water to get into the hydrogel, which they have to go through to finally reach the sensor module, where they then can be detected.
  • the direct examination of the water or the ingredients while they are present in the water various sources of error are excluded.
  • compositions of the water are determined which is distorted by the fact that various ingredients (in particular different ions) migrate noticeably differently slowly through the hydrogel.
  • compositions would be determined that may never have been present in the water.
  • relatively fast determination of the properties of the water is possible, whereas the relatively small one Diffusion constant for (most) ions in hydrogel (relative to diffusion constants in water) leads to delays in the detection of ingredients, so that measurement results are not very timely and are accordingly problematic controls / automations based on the properties thus determined.
  • the accumulation body may be that it provides mechanical protection to the at least one sensor, in particular protection against force, such as protection from forces acting on insertion of the device into the composition, or forces otherwise may act on the device from the mixture of substances, for example due to soil drying processes or erosion.
  • the accumulation body can be dimensionally stable, for example also be formed spherical. All this in contrast to the microporous polymer layer of the above-mentioned document WO 2009/157755 A2, which is just a single layer and thus can not provide such mechanical protection, which is also the reason that in WO 2009/157755 A2 a protective Metal housing is provided.
  • the accumulation body described here can absorb and store the water which is to be investigated. And the stored water can, depending on the embodiment, then also in place, so while it lingers in the accumulation body, are examined.
  • the accumulation body can be in direct contact with the substance mixture.
  • Another possible effect of the accumulation body may be that it can cause a homogenization of the water absorbed in it.
  • temporal and / or spatial averaging of the properties of the absorbed water can be achieved.
  • the accumulation body at several Where the composition of matter is in contact and the composition of the mixture (in particular of the water contained therein) is different in the respective regions of the different sites, the accumulated water in the accumulation body may have average (spatially averaged) properties due to diffusion processes in the accumulated water. so that accordingly averaged or average properties can be determined by means of the sensor.
  • the device may be used in an agro-economic context to study a growth substrate for plants.
  • the nutrient content in the growth substrate can be examined by embedding the device, for example at the level of the roots, in the growth substrate.
  • the nutrient content of the water can be measured in situ exactly where the plants absorb the nutrients.
  • the device can be set up to examine in situ a concentration of plant nutrients, in particular a concentration of plant nutrient ions, in a growth substrate.
  • Plant nutrients are substances that plants need for their growth.
  • N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na and Cl belong to the most important chemical nutrient elements that plants (besides C, O and H) need for their growth in higher plants Co and Ni.
  • Nutrient elements or nutrient elements containing compounds can be added to the growth substrate as a fertilizer, for example in the form of salts and / or organometallic compounds.
  • the nutrient elements - such as N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co, Ni - or these compounds are mostly dissolved as ions , Ions of nutrient elements or compounds containing nutrient elements are also called nutrient ions.
  • Major nutrient ions are, for example, H 2 P0 4 ⁇ , HP0 4 2, NFLf, P0 4 3 ⁇ , nitrates (eg N0 3 ⁇ ), nitrites, K +, sulfates (such as S0 4 2 "), Na 1" , Cl "
  • nitrates eg N0 3 ⁇
  • nitrites eg N0 3 ⁇
  • K + nitrites
  • K + sulfates
  • Na 1 , Cl "
  • the device may also be adapted for in-situ examination of a concentration of pesticides, in particular a concentration of dissolved in water components of pesticides or in particular of pesticides active ingredients, such as pesticidal active substance ions in a growth substrate.
  • This may relate in particular to artificial and / or chemical pesticides.
  • Plant protection products are, in particular, those active substances which protect crops and their products from harmful organisms or prevent the action of harmful organisms (for example insecticides or other pesticides) or active substances which destroy unwanted plants or plant parts or inhibit undesired growth of plants or growth of undesired plants or plants Prevent plant parts (for example herbicides).
  • the plant protection products include in particular bactericides, fungicides, herbicides, insecticides and virucides. From a chemical point of view, crop protection agents can have very different structures, for example they can be neonicotinoids, carbamates, pyrethroids or phosphoric esters, to name just a few examples.
  • the device can be used in solid growth substrates such as grown soils, but also in predominantly liquid growth substrates commonly used in hothouse crops (Hors-Sol production).
  • the device may be configured to monitor the concentration of problematic substances such as poisons or other pollutants in a soil, and thus to encourage the timely adoption of appropriate countermeasures upon reaching a limit concentration.
  • problematic substances such as poisons or other pollutants in a soil
  • countermeasures upon reaching a limit concentration.
  • Possible examples of application relate to overfertilization with nitrates, hyperacidity, too high a content of pesticides and / or exposure to heavy metals, such as, for example by lead, cadmium and / or mercury, for example in the vicinity of industrial plants.
  • the accumulation body can be hygroscopic.
  • the accumulation body may be configured to bind liquid, in particular water, from an environment adjacent to the accumulation body.
  • the accumulation body may have a suction body for sucking in liquid.
  • the accumulation body may be formed as a suction body for sucking liquid.
  • the accumulation body may be configured to attract liquid from an environment of the accumulation body and to be in dynamic equilibrium with respect to the fluid exchange with that environment.
  • the accumulation body may have a capillary system.
  • the capillary system may be suitable for sucking and / or binding liquid from an environment of the accumulation body.
  • the accumulation body may be configured to receive and / or store water.
  • the accumulation body may comprise a hygroscopic material.
  • the accumulation body may consist of more than 50% by weight of a hygroscopic material.
  • the accumulation body may in particular consist of more than 90 percent by weight of a hygroscopic material.
  • the accumulation body can consist entirely of a hygroscopic material.
  • An example of a hygroscopic material is felt.
  • An example of a hygroscopic material is gauze.
  • An example of a hygroscopic material is nonwoven.
  • An example of a hygroscopic material is knitted fabric.
  • An example of a hygroscopic material is tissue.
  • the hygroscopic material may contain fibers.
  • the hygroscopic material may for example consist of fibers.
  • the accumulation body (or at least the hygroscopic material) is porous due to its fiberiness.
  • the accumulation body (or at least the hygroscopic material) is hygroscopic due to its fiberiness.
  • the fibers may be, for example, synthetic fibers, in particular synthetic polymer fibers; for example polyamide fibers.
  • water can be attracted by capillary action from the mixture of substances of an accumulation body of a fibrous material adjacent to a water-containing substance mixture.
  • the accumulation body By appropriate design of the accumulation body (hygroscopic and / or capillary action and / or fiber-based, etc., as described), it may be sufficient if it is only selectively or only a few and possibly small points in contact with the mixture. Nevertheless, in the accumulation body, a moisture can then be obtained which corresponds to the moisture present in the substance mixture, and the composition of the water absorbed in the accumulation body can correspond to the composition of the water present in the growth substrate.
  • the accumulation body may be designed so that it does not substantially change the chemical properties of the water taken up in it.
  • the accumulation body can be chemically inert.
  • the accumulation body may be formed so that it does not react with water substantially not chemically.
  • the accumulation body may be configured to be substantially non-chemically reactive with the ingested water (including its non-aqueous constituents).
  • the accumulation body may be intertile, in particular chemically inert. And this may be the case in particular with regard to the hydrous substance mixture.
  • Synthetic fibers such as polyamide fibers, but also other synthetic polymer fibers, may exhibit this property. This in contrast to many natural fibers such as cellulose. Cellulosic fibers tend to be decomposed within a relatively short time (a few weeks or a few months) of microbes such as occur in most naturally grown soils. Accordingly, in some embodiments, the accumulation body is free of natural fibers or at least free of cellulose.
  • a contribution to the long-term stability of the device or, more precisely, of the accumulation body can also be afforded by embodiments in which the device has a biocide body.
  • the biocide body may in particular be arranged close to the accumulation body, for example it may be in mechanical contact with the accumulation body and / or surround the accumulation body.
  • the biocide body contains a biocide. It can even consist of the biocide.
  • the biocide may be, for example, copper. By biocide, for example, a root penetration of the accumulation body can be prevented.
  • the biocide body may be, for example, a copper body.
  • the device has a copper body, in particular for the protection of the accumulation body from rooting.
  • the copper body may surround the accumulation body, for example, by the copper body having a copper ring disposed around the accumulation body.
  • the accumulation body may, for example, comprise material which is essentially electrically nonconductive, in particular it may consist of such a material. As a result, it may be possible for the accumulation body not to substantially influence measurements of electrical conductivity.
  • the accumulation body may be adapted to be in dynamic fluid exchange equilibrium with a water-containing substance mixture surrounding it and adjacent to it. As a result, it may be possible for the water contained in the accumulation body to be similar or even identical in its chemical composition to the water of the water-containing substance mixture.
  • the accumulation body may have an outer area and an inner area, for example, wherein the outer area surrounds the inner area.
  • the outer region may be adapted to be contacted with the aqueous mixture.
  • the outer area may have different material properties than the inner area.
  • the inner and outer regions have the same material properties.
  • the accumulation body can be homogeneous. It can thus be a piece of a single material, for example a piece of a (homogeneous) felt. This can simplify the production of the accumulation body.
  • the outer region may have a different material density than the inner region.
  • the outer area may be adapted to filter ingress of water.
  • the outer region may in particular have a filter characteristic for filtering ingress of water. If, for example, the outer region has a greater material density and / or a smaller pore size than the inner region, it is possible that the outer region has a particularly good filtering effect, while in the inner region a Influence of the accumulation body on measurements taking place therein is particularly small, because there the volume ratio of the material of the accumulation body to the absorbed water is lower.
  • the accumulation body may be configured to filter water entering the accumulation body before it contacts at least one of the one or more probes.
  • the device may be designed such that water must first penetrate through the outer region in order to penetrate into the inner region (from the outside or from the substance mixture). By filtering, suspended particles as well as other solid impurities can be filtered out of the penetrating water.
  • the filtering out of suspended parts can have a positive influence on the measurements that are carried out by means of the at least one sensor. On the one hand, a greater accuracy of measurement can be achieved. On the other hand, however, a greater long-term stability of the measurement results can be achieved or a longer life of the at least one sensor can be achieved.
  • the accumulation body may have a fine-pored material. Fine-pored materials can be particularly well suited for filtering.
  • the accumulation body can be relatively small. For example, it may have a volume of less than 5 cm 3 , in particular less than 2 cm 3 , in particular less than 2 cm 3 or even less than 0.5 cm 3 .
  • an absorbent body of the accumulation body may be relatively small. For example, it may have a volume of less than 5 cm 3 , in particular less than 2 cm 3 , in particular less than 2 cm 3 , in particular less than 0.5 cm 3 . Due to the small volumes, a relatively rapid mass transfer may be possible, so that changes in the properties of the water in the environment can be reflected relatively quickly, ie with a short time delay, in corresponding changes in the properties of the water in the accumulation body. So if so If, for example, an ion concentration changes in the substance mixture to be examined, it can soon be detectable by correspondingly altered measured values of the at least one measuring probe.
  • the at least one sensor is in direct (mechanical) contact with the accumulation body.
  • the at least one sensor may be embedded in the accumulation body.
  • the probe may also be in direct contact with the water received in the accumulation body.
  • the probe, embedded in the accumulation body may be in direct contact with the water and fibers of the accumulation body, the at least one probe, for example, having a felt of said fibers, which is in direct (mechanical) contact with the accumulation body ,
  • a contact area between the at least one sensor and the accumulation body is constant over time. This may make it possible to obtain relatively accurate measurements in a relatively simple manner, even over long periods of time. For example, it may be sufficient to perform initial calibration measurements without the need for periodic replenishment.
  • At least two sensors may be arranged in the accumulation body.
  • At least three sensors are arranged in the accumulation body.
  • At least four sensors are arranged in the accumulation body.
  • the device may be configured to be able to determine a plurality of properties of the water received in the accumulation body.
  • the combination of different measured values can contribute to a more accurate evaluation, for example by using one measured value to compensate for another value.
  • the electrical conductivity of a liquid is dependent on the ion concentration as well as the temperature.
  • the temperature can So be used as a correction variable for the determination of the ion concentration from a measurement of the electrical conductivity of the liquid.
  • the device can have, for example, a first measuring sensor for determining an electrical conductivity, which has, for example, a pair of electrodes, and a second measuring sensor for determining a temperature, which for example has a negative temperature coefficient (NTC) and / or a PTC (FIG. positive temperature coefficient) resistance.
  • NTC negative temperature coefficient
  • PTC PTC
  • the device may comprise at least two sensors arranged in the accumulation body, of which a first sensor is adapted to detect a correction variable which is suitable for correcting a variable detected by a second sensor, e.g. to normalize.
  • the first sensor may have, for example, an NTC resistor and / or a PTC resistor.
  • Another example of a correction quantity is the mass of the water taken up in the accumulation body and / or the water content of the substance mixture (these may be related by a dynamic water exchange equilibrium).
  • the first sensor may include a heat pulse sensor that is capable of measuring, by measuring the decay time of a heat pulse (or a corresponding temperature rise time), a mass of the water received in the accumulator body and / or the water content of the composition determine.
  • At least one of the probes may be configured to determine at least one of a temperature of the water received in the accumulation body different property.
  • the device may be configured to examine at least one of a water content of the substance different size.
  • One of the probes may be configured to measure a physical and / or chemical property of the water received in the accumulation body.
  • WO2006 / 081693A1 discloses a water content sensor for determining the water content in soil and an interface arranged between the water content sensor and the earth.
  • the water content sensor described is based on a so-called heat-pulse sensor, which can be closed by means of the decay curve of a heat excitation on the water content of surrounding soil.
  • the disclosed interface should consist of an absorbent, mechanically easily deformable material with the lowest possible thermal conductivity, which influences the heat measurement and thus the determination of the water content as little as possible.
  • a standardized interface for improving the interaction between soil moisture sensor and soil is also known from WO2006 / 131008A1.
  • the mechanical deformable interface described therein is intended to compensate for differences in surface morphology between a water content sensor and the surrounding earth and thus contribute to improving the accuracy of the water content sensor.
  • a water content sensor with interface according to one of the two publications can be combined with one of the devices according to the invention, the water content measured by the known water content sensors being used as a correction or normalization parameter for measurement results of the devices according to the invention, e.g. the nutrient content of a soil, can be used.
  • One of the sensors can be used to measure - an ion concentration
  • Plant protection active substance concentration a concentration of water soluble plant protection ingredients, especially plant protection agent ingredients; a concentration of organometallic compounds; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co and / or Ni; a concentration of H2PO4 "" , HP0 4 2 ⁇ , P0 4 3 ⁇ NH 4 + , nitrate ions (eg N0 3 ⁇ ), nitrites, K + , sulfate ions (eg S0 4 2 ⁇ ), Na + and / or Cl " ; a trace element concentration such as Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn or their ions; a salt concentration such as NaC
  • One of the probes may be arranged to measure an electrical conductivity of the water received in the accumulation body. From the electrical conductivity, for example, it is possible to infer properties of the ion concentration of the water absorbed in the accumulation body.
  • One of the probes may have an electrode.
  • one of the probes may have a pair of electrodes and / or two probes may each have one electrode of a pair of electrodes.
  • an electrode pair may be adapted to determine an electrical conductivity of the water received in the accumulation body.
  • the electrodes or electrode pairs can be, for example, graphite electrodes or graphite electrode pairs.
  • a pair of electrodes designed to determine an electrical conductivity can be arranged within the accumulation body such that the electrical conductivity of the water received within the accumulation body can be determined independently of the electrical conductivity of the accumulation body.
  • the accumulation body may have a recess and at least one of the one or more probes may be arranged in the recess.
  • a pair of electrodes may be disposed in the recess and configured to determine the electrical conductivity of the water received within the accumulation body, regardless of the electrical conductivity of the accumulation body.
  • the electrical conductivity can be measured, for example, by conductometry. For example, between two electrodes, an electrical voltage or an electrical Current are applied, and the resulting electric current or the resulting voltage is determined. A value for the electrical conductivity can then be obtained by quotient formation.
  • the voltages or currents used for this purpose can be alternating voltages or alternating currents, for example 5 between 1 Hz and 100 kHz, in particular between 1 kHz and 50 kHz.
  • the determination of the electrical conductivity can also by means of others
  • Methods can be determined, for example by means of FDR (time-domain reflectometry) or by means of TDR (time-domain reflectometry;
  • the measuring sensor has two electrodes, which are subjected to a high-frequency signal, for example within a frequency range between 10 MHz and 500 MHz. A waveform of a reflected signal is then evaluated.
  • One of the probes may be configured to measure a pH of the water taken up in the accumulation body.
  • the pH value can be measured, for example, by potentiometry and / or by ion-sensitive field-effect transistors.
  • One of the sensors can be designed as an ion-sensitive sensor.
  • ISFETs Ion-sensitive field effect transistors
  • the ion-sensitive measuring sensor can be designed, for example, as an ion-sensitive field-effect transistor. This applies in particular to the ion-sensitive probes listed below.
  • An ion-sensitive probe may, for example, be designed as an ion-sensitive probe for measuring nitrogen-containing ions, for example for measuring concentrations of NH 4 + , nitrates and / or nitrites.
  • An ion-sensitive probe may, for example, be designed as an ion-sensitive probe for measuring potassium-containing ions, for example for measuring concentrations of K + .
  • an ion-sensitive probe can be designed as an ion-sensitive probe for measuring phosphorus-containing ions, for example for measuring concentrations of H2PO4, HPO 4 2 ⁇ and / or PO 4 3 " .
  • an ion-sensitive measurement probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring sulfate-containing ions, for example for measuring concentrations of SO4 2 "" .
  • an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring ions containing manganese.
  • an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring copper-containing ions.
  • an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring zinc-containing ions.
  • an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring sodium-containing ions.
  • an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring chloride-containing ions.
  • One of the sensors may comprise an optical sensor, that is a sensor which measures by means of electromagnetic radiation.
  • the sensor can emit electromagnetic radiation, which then interacts with the water to be examined (in particular with the ions contained therein), and the sensor then detects these and / or an optionally newly formed electromagnetic radiation.
  • the water can be examined spectroscopically by means of one of the sensors, for example by absorption spectroscopy and / or by
  • the sensor may be adapted for measurement by means of electromagnetic radiation ranging from infrared to ultraviolet.
  • the sensor can be set up be measured in the visible range, ie in the range of about 380 nm to 780 nm.
  • the sensor can be set up for measurement by means of electromagnetic radiation in the near-infrared region, as about 780 nm to 3 ⁇ .
  • the sensor can be set up for measurement by means of electromagnetic radiation in the visible range and in the near-infrared range.
  • the sensor may be configured to perform an optical analysis process.
  • the device has a sensor configured to emit electromagnetic radiation and to detect electromagnetic radiation.
  • the wavelength range of the emissive radiation may be within the j o wavelength range of the detectable radiation, for example when the sensor is an absorption spectroscopic sensor. In other cases, the wavelength range of the emissive radiation may be outside the wavelength range of the detected radiation, for example, when the sensor is a
  • the sensor may comprise a light guide for irradiating the water received in the accumulation body with electromagnetic radiation, in particular with optical radiation.
  • a light guide for irradiating the water received in the accumulation body with electromagnetic radiation, in particular with optical radiation.
  • one end (outlet end) of the light guide may be in contact with the accumulation body, for example, brought up to it, or even disposed within the accumulation body
  • the light guide may be, for example, a glass rod or a quartz rod or a glass fiber or a glass fiber bundle.
  • the light guide may have an outer layer that the
  • Optical fibers are used, for example, when measured in reflection or when electromagnetic radiation of another wavelength range is excited and detected.
  • the sensor may have a further optical fiber, for example, if it is measured by absorption spectroscopy.
  • Spectroscopic measurement methods can have the advantage that they have a
  • Fingerprint-like detection of certain substances such as atoms, ions or molecules allow.
  • spectroscopic measurement methods may also provide quantitative results such that, for example, after appropriate calibration, quantitative results regarding a phosphate content or content of a particular crop protection agent, etc. (as described herein) of a subject matter mixture such as a soil or other plant growth substrate are obtained can.
  • an intensity of a signal due to the accumulation body relative to an intensity of a signal due to water such as a signal characteristic of a particular molecule vibration of the water molecule (H20) may be evaluated to provide a measure of the water content of the water molecule Accumulation body to get 15, and from this can be concluded that the water content of the substance mixture studied.
  • characteristics of the water taken up in the accumulation body are determined directly on the water itself, especially while in the accumulation body
  • the senor is adapted for measurement by means of optical radiation (be it infrared, optical or ultraviolet or radiation in a combination of the regions), for example as described above.
  • the probe may be a spectroscopic probe, such as a spectrometer for infrared spectroscopy.
  • Such embodiments may be in situ a quantitative
  • the device has a measuring sensor for determining a temperature of the water received in the accumulation body and a measuring sensor for determining a moisture of the accumulation body (corresponding to a water concentration in the accumulation body) and a sensor for determining a further property of the water, in particular a property relating to the chemical composition of the water, for example pH, electrical conductivity, specific and / or general ion concentration and / or other properties mentioned herein ,
  • the first two sensors may be identical, for example in the form of a heat pulse sensor, which is suitable on the one hand for temperature measurement and on the other hand suitable for determining temporal progression of heating and / or cooling - for the already (at least relative) temperature measurements be performed.
  • results of the third sensor can be corrected using the measurement results of the other two sensors.
  • Such corrections can allow much more accurate results.
  • results of conductivity measurements are usually highly temperature-dependent and also often strongly dependent on how strongly the accumulation body is soaked in water.
  • the more (ion-containing, electrically conductive) water is present in the accumulation body the less an influence of the material of the accumulation body contributes to the measurement result.
  • the third-mentioned measuring sensor may for example be a spectroscopic sensor having, for example, at least one light guide, as described above.
  • the spectroscopic sensor may emit and / or detect in the visible range, or may emit and / or detect, for example, in the near infrared (about 700 nm wavelength to about 2500 nm).
  • the device can allow relatively extensive examinations of the water absorbed in the accumulation body and thus of the water-containing substance mixture.
  • One of the probes may have an emitter for electromagnetic radiation.
  • One of the probes may include an electromagnetic radiation detector.
  • One of the probes may be disposed within the accumulation body such that the probe is in direct contact with the accumulation body.
  • One of the probes may be embedded in the accumulation body.
  • One of the probes may be disposed within the accumulation body so that the probe does not touch the accumulation body.
  • One of the sensors may be arranged inside the accumulation body such that the accumulation body does not or only slightly influences a measurement of the sensor.
  • a minor influence of the measured value may be an influence that does not change the measured value by more than 10%.
  • the material of the accumulation body in particular the material of an inner region of the accumulation body, can be designed in such a way that it does not or only slightly influences the measurement by the measuring sensors. For example, felts (made of natural and / or synthetic fibers) may have this property.
  • the invention further relates to a combination having one of the previously described devices and an evaluation unit for evaluating properties determined by the device, in particular for the evaluation of data determined by the device, such as measured values.
  • the evaluation unit can be set up to conclude from data acquired by means of the at least one sensor of the water received in the accumulation body on a property of the substance mixture.
  • a property of the substance mixture may be, for example:
  • a plant protection product concentration in particular a plant protection agent concentration
  • a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant for the agricultural industry, in particular for crop production comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn , Na, Cl, Co and / or Ni;
  • a trace element concentration such as Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn or their ions;
  • a salt concentration such as, for example, NaCl, CaCl 2 , NaHCO 3 , Na 2 CO 3 or their ions;
  • a heavy metal concentration e.g. of Pb, Cd, Pu, Hg, Tl;
  • the evaluation unit may be configured to deduce a property of the substance mixture from measured values of two or more measuring sensors.
  • the evaluation unit can be set up to correct a variable detected by a measuring sensor by a correction variable detected by another measuring sensor, for example to normalize it.
  • the evaluation unit can be set up to conclude from data determined by the device to a property of the substance mixture which is different from temperature.
  • the evaluation unit can be set up to close data determined by the device on a property of the substance mixture that is different from a water content.
  • the evaluation unit can be set up to take account of calibration data during the evaluation.
  • the evaluation unit can be set up to take account of preset stored data during the evaluation.
  • the evaluation unit may be configured to evaluate data of an optical analysis method.
  • the evaluation unit may be configured to evaluate data of an electromagnetic analysis method.
  • the evaluation unit may be configured to evaluate data of an electromagnetic radiation-based analysis method.
  • the evaluation unit should be set up to evaluate data from a spectroscopic analysis method.
  • the evaluation unit can be connected to the device via cable.
  • the evaluation unit can be wirelessly connected to the device, for example via a radio link.
  • the combination comprising a device for in-situ examination of a water-containing substance mixture and an evaluation unit can be means for wireless Transmission of data.
  • the device may have a transmitter and the evaluation unit may have a receiver.
  • the combination comprising a device for in-situ examination of a water-containing substance mixture and an evaluation unit can furthermore be operatively connected to a unit for carrying out a care step, in particular for the automatic performance of a care step, for a growth substrate.
  • a care step in particular for the automatic performance of a care step, for a growth substrate.
  • the automatic execution of a care step can be triggered by an evaluation result of the evaluation unit.
  • the grooming step includes fertilizing the growth substrate.
  • the care step includes rinsing the growth substrate.
  • the rinsing care step may, for example, serve to regulate, in particular reduce, the salinity of the growth substrate.
  • the devices described above for the in-situ examination of a water-containing substance mixture can also be devices for in-situ determination of a nutrient content in a growth substrate.
  • the devices described above for the in situ examination of a water-containing substance mixture can also be devices for the in-situ determination of a mineral concentration in a growth substrate.
  • the devices described above for the in-situ examination of a water-containing substance mixture can also be devices for in-situ determination of an ion concentration of a growth substrate.
  • the ion concentration may be, for example, one or more of the following concentrations:
  • a nutrient ion concentration a mineral ion concentration; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant for the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe,
  • the devices described above for the in-situ examination of a water-containing substance mixture can also be devices for the in-situ determination of a salt content, in particular rock salt content, of a growth substrate.
  • the device described above for the in-situ examination of a water-containing substance mixture is a device for in-situ determination of a pH of a growth substrate.
  • a method for the in-situ examination of a water-containing substance mixture may in particular comprise:
  • Accumulator body arranged sensor is determined at least one property of the recorded in the accumulation body water.
  • the invention basically comprises methods having features that correspond to the features of described devices, and conversely also devices having features that correspond to the features of described methods, even if the features are explicit only in connection with methods or with devices are called. The same applies to the uses described below.
  • the property determined by the probe may be a physical quantity of the water received in the accumulation body.
  • the property determined by the probe may be a chemical quantity of the water taken up in the accumulation body.
  • the property is at least one non-temperature characteristic of the water received in the accumulation body.
  • the examination of the water-containing substance mixture is at least one property of the substance mixture which is different from a water content.
  • the determination may, for example, relate to at least one of the following properties of the water taken up in the accumulation body: an ion concentration; a total ion concentration; - a plant nutrient ion concentration;
  • a concentration of metal-organic compounds a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant for the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe,
  • the first step may comprise embedding the accumulation body, in particular with one or more sensors arranged therein, in a water-containing substance mixture formed as a growth substrate for plants, for example in a soil.
  • the first step may include embedding one of the devices described herein in such a growth substrate.
  • a device described herein for the in-situ examination of a water-containing substance mixture or a combination thereof with an evaluation unit can be set up or used for carrying out a method described herein for the in situ examination of a water-containing substance mixture.
  • the described methods can be part of a method for the care of plants growing on a growth substrate.
  • Such a method of maintaining plants growing on a growth substrate may include:
  • the care step may include fertilizing the growth substrate.
  • the described methods can be part of a method for the care of plants growing on a growth substrate.
  • Such a method of maintaining plants growing on a growth substrate may include:
  • the care step may include, for example, fertilizing the growth substrate.
  • the care step may comprise rinsing the growth substrate, in particular wherein the rinsing is suitable for the regulation, in particular reduction, of the salt content, for example of the rock salt content (NaCl), of the growth substrate.
  • the care step can be triggered and / or performed automatically depending on the result of the examination.
  • a parameter of the care step is selected depending on the result of the examination, for example set automatically. For example, a lot of added fertilizer can be selected depending on it how much fertilizer has been detected by means of the examination method and / or by means of the device in the water absorbed in the accumulation body.
  • the method of cultivating plants growing on a growth substrate may comprise the use of a previously described apparatus for in situ examination of a hydrous substance mixture or a combination thereof described above with an evaluation unit.
  • an accumulation body which is suitable for receiving water of a water-containing substance mixture, for in-situ examination of a water-containing substance mixture, wherein in the investigation of one or more arranged within the accumulation body sensor determines a property of the recorded water within the accumulation body becomes.
  • This use may, for example, relate to the accumulation bodies described herein.
  • the property may relate to at least one non-temperature property of the water received within the accumulation body.
  • the investigation may relate to at least one property of the substance mixture which is different from a water content of the substance mixture.
  • a capacity and / or an absorbency of the accumulation body can be selected depending on the purpose and / or location.
  • the material of the accumulation body can be adjusted depending on the purpose and / or site.
  • the accumulation body could comprise a fibrous material and the fiber density adjusted according to the purpose and / or location of use.
  • the accumulation body depending on the nature of the water-containing substance mixture or growth substrate
  • a low-power accumulation body can be used; for drier growth substrates, a more absorbent absorbent body can be used.
  • the above-described devices and methods may be configured such that the accumulation body remains stationary during the uptake of the water and during the determination of the at least one property of the ingested water (by means of the at least one sensor disposed within the accumulation body) and in the intermediate time.
  • Water is examined in the same place where it was also included in the accumulation body. And they may also be “in situ” in the sense that the water is in the determination of the at least one property of the
  • Processes such as care steps can be linked relatively easily in automated form.
  • the devices and methods described above may also be "in situ" in a somewhat less narrow sense:
  • the accumulation body or a portion of the accumulation body may between the intake of the water and the determination of the at least one property of the ingested water
  • the device may comprise a displacement device, by means of which the
  • the Device is movable. For example, the accumulation body or the said part of the accumulation body from a first position in which it receives the water, are brought into a second position in which the determination of the at least one property of the absorbed water takes place.
  • Shifting device may also be adapted to bring the accumulation body or said part thereof from the second position back to the first position. Then, for example, one and the same accumulation body can be used for a plurality of successive measurements.
  • the displacement device can be operated automatically. For that, the
  • a motor such as an electric motor
  • an energy storage such as a rechargeable
  • the movement from the first to the second position may take place, for example, due to switching signals given manually or due to automatically generated switching signals, for example such that the
  • Determinations of at least one property of the absorbed water take place at predetermined times.
  • the displacement device is manually operable. This can result in lower energy consumption as well as a simplified construction of the device. For example, it can be provided that for a determination of the at least one property of the absorbed water, a part of the
  • the displacement device may, for example, a holding portion for holding the accumulation body (or said part of the
  • the device has a hollow body, for example a tube, and by axially displacing the rod body within the hollow body, the holding section and with it also the accumulation body (or the part thereof) is displaced within the hollow body.
  • the first position may, for example, be located at one end of the hollow body and the second position at an opposite end of the hollow body or in a central area between the two ends of the hollow body.
  • the determination of the at least one property of the ingested water does not need to be "in-situ" in the true sense of the word, for example at a later time and / or at a different location water-containing substance mixture according to the second aspect is an accumulation body for
  • At least one property of the water, which was taken up by the accumulation body in the first step is determined by means of at least one sensor.
  • the accumulation body may comprise a hygroscopic material and may even consist of more than 90% by weight of a hygroscopic material (in the dry state).
  • the hygroscopic material may for example consist of fibers and / or be a felt.
  • the accumulation body can serve to attract by capillary force water from the adjacent water-containing mixture.
  • the hydrous substance mixture may be a growth substrate for plants, for example a naturally grown soil and / or any other substrate used in agriculture, such as a Be nutrient solution.
  • said property of the water may relate to its chemical composition, in particular a fertilizer content and / or a
  • Plant nutrient content and / or a pesticide content of the water Plant nutrient content and / or a pesticide content of the water.
  • the second aspect may also include a use, namely, use of an accumulation body (for example, having the characteristics described herein) for receiving water from a mixture of substances to be investigated (for example, with the properties described herein), with which
  • Accumulator body is brought into contact, wherein by means of at least one sensor at least one property of the water is determined, in particular a property relating to the chemical composition of the water. From the certain characteristics of the water can then on properties of the
  • Substance mixtures for example, on the chemical composition, closed.
  • the water from which the at least one probe determines the at least one property is (still) in the accumulation body during the determination.
  • the at least one sensor may be disposed within the accumulation body (as described for the first aspect of the invention).
  • the water from which the at least one sensor is determined by means of the at least one sensor is no longer in the accumulation body during the determination. It may, for example, be pressed out of the accumulation body (or of a part of the accumulation body). In this way, influences that the accumulation body on the
  • Measurements by means of the probe can have, be minimized and / or
  • Calibration processes for eliminating influences of the accumulation body are eliminated or simplified. And depending on the type of sensor (s), measurements can be simplified or made possible. For example, in the case of spectroscopic investigations, absorption and emission measurements can be simplified and / or have better signal-to-noise ratios, for example because there is no scattering on the accumulation body.
  • the accumulation body may have the above-described filter property. As a result, the water absorbed in it free or at least
  • water can be examined from the inner region described above. Or. such water can be examined which is present in a region ("clean" region) of the accumulation body, which is different from regions io, in particular removed, in which the accumulation body was in contact with the substance mixture or water which consists of such "Clean" areas, can be investigated. Suspended particles and similar contaminants remain in a thin outer layer or in the outer area of the
  • Shifter already mentioned be multi-part, especially in two parts.
  • the parts can be separated from each other. For example, while receiving the water from the mixture, a first part of the
  • the first part may have the described filter function and suck in and take up the water from the mixture of substances, but also some of the absorbed (and therefore filtered) water to the second part of the
  • the second part via the first part with the mixture of substances can be in a dynamic equilibrium of water exchange. That way, the second part may be ahead
  • Solid contaminants should be protected by the substance mixture. Accordingly, properties of the water taken up in the second part, in particular its chemical composition, without solid contaminants making the measurements more difficult.
  • properties of the water taken up in the second part, in particular its chemical composition, without solid contaminants making the measurements more difficult With respect to the materials constituting the parts of the accumulation body, the same thing as that generally described above for the accumulation body may apply.
  • the parts of the accumulation body may be similar in terms of material or else formed differently.
  • the property determinations are made in some embodiments while the water is still in the second part of the accumulation body. This can simplify the determination of absolute values (for example of ion concentrations in the mixture of substances).
  • a measuring sensor during the measurement in the accumulation body may be arranged and possibly initially introduced into this.
  • influences of material that make up the accumulation body (more precisely its second part) can be minimized to the measurements.
  • the water is no longer in the accumulation body while the at least one property is determined by means of the at least one sensor, it may nevertheless be possible to determine moisture values and to determine absolute concentrations of ingredients of the substance mixture.
  • the amount of water present in the accumulation body may be determined, for example, by removing the water from the
  • Accumulation body (or from a part of the accumulation body) is extracted and the amount or volume of the extracted water is determined.
  • the accumulation body (or part of the accumulation body
  • Accumulation body are pressed out, in particular in a reproducible manner. If the accumulation body does not remain in the device during the measurements, this may favor the use of complex analysis methods or expensive and / or large measuring sensors.
  • FIG. 1 shows a device for in-situ examination of a water-containing i o substance mixture with a probe
  • Fig. 2 shows an apparatus for in situ examination of a hydrous
  • Fig. 3 shows an apparatus for in situ examination of a hydrous
  • Fig. 4 shows a device for in situ examination of a hydrous
  • Fig. 5 shows an apparatus for in situ examination of a hydrous
  • Fig. 6 shows a combination of a previously shown device with a
  • Evaluation unit which are wirelessly connected to each other.
  • the device comprises:
  • the device 1 is 1 5 embedded in a water-containing mixture 2 embedded.
  • a hydrous substance mixture 2 may be, for example, a growth substrate for plants.
  • the accumulation body 10 is designed so that water from the water-containing substance mixture 2 can be received therein.
  • the accumulation body 10 may be hygroscopic. He may be trained to bind moisture from the environment.
  • the sensor 20 is arranged so that it can determine a property of the water accommodated in the accumulation body 10. From the detected property of the water absorbed in the accumulation body, it is possible to deduce a property of the water-containing substance mixture 2.
  • An interesting application of the device 1 is the measurement of physical and / or chemical properties of growth substrates for plants, such as the nutrient or salinity of the growth substrate.
  • Agricultural growth substrates are often inhomogeneous, which makes analysis, and particularly in situ analysis, difficult.
  • the apparatus 1 described makes it possible to examine the growth substrate in situ in a relatively simple manner by taking water from the growth substrate in the accumulation body 10 and examining it by means of one or more measuring probes 20. The knowledge of the substances dissolved in the water allow conclusions about the state of the growth substrate.
  • These in situ collected data allow to determine optimal times for maintenance steps such as fertilizing or rinsing the growth substrate. There is no delay due to sampling and subsequent examination of the sample far away from the measuring point. In an automated context, it may allow the device 1 to automatically perform such a care step.
  • FIG. 2 a further embodiment of the invention is shown. It largely corresponds to the embodiment shown in FIG. 1, except that the device 1 in the example shown here comprises two sensors 20.
  • Two probes 20 may allow to detect two different magnitudes. As a result, it may be possible to determine two properties of the water received in the accumulation body 10. For example, the two properties may be output as independent properties and / or combined for closure to another property. Another possibility is that a first detected property is used to correct a second detected property. If, for example, an essentially temperature-dependent variable is measured, eg an electrical conductivity of the water, the temperature of the water can additionally be determined, so that by combining the measured values a correct (temperature-corrected) value of the size, for example a correct (temperature-corrected) electrical conductivity, can be determined.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention. It largely corresponds to the embodiment shown in FIG. 1, except that the device 1 in the example shown here comprises three sensors 20.
  • the accumulation body 10 has an outer region 11 and an inner region 12, the outer I G region 11 surrounding the inner region 12.
  • the two areas can have different material properties.
  • the outer region 11 may have a higher material density.
  • the outer region 1 1 can be set up to filter water entering the accumulation body 10, as a result of which, for example, suspended particles can be filtered out of the water before the water reaches the measuring sensors 20.
  • the device 1 has three sensors 20:
  • a second sensor having an ion-sensitive sensor ion-sensitive probe 24, and
  • the electrode pair 21 may be configured to measure an electrical conductivity of the water received in the accumulation body. As a result, it is possible, for example, to deduce a (summed) ion concentration in the water.
  • Conductivity measurement can be done, for example, conductometrically, or by FDR (time-domain reflectometry) or by TDR (time-domain reflectometry).
  • the ion-sensitive probe 24 may be formed, for example, as an ion-sensitive field effect transistor (ISFET) and configured to measure the nitrogen ion concentration in the water. Both the measurement of the electrical conductivity and the measurement by means of the ion-sensitive sensor 24 can provide results that depend on the temperature of the water. Temperature measurement by the third sensor makes it possible to determine the temperature of the water at the location of the measurement and thereby correct the results of the other measurements, for example by means of appropriate calibrations.
  • ISFET ion-sensitive field effect transistor
  • FIG. 6 shows a combination of one of the previously described devices 1 and an evaluation unit 30, which is designed to evaluate data from the device 1.
  • the device 1 and the evaluation unit 30 are connected by means 40 for the wireless transmission of data (for example by two transponders).
  • means 40 for the wireless transmission of data (for example by two transponders).
  • other compounds such as e.g. a wired connection possible.
  • the evaluation unit 30 can be set up to conclude properties of the water-containing substance mixture from properties which were detected by means of the measuring sensors 20 of the device 1.
  • the evaluation unit 30 may itself in turn be in contact with another unit 50, for example for transmitting evaluation results or data derived therefrom.
  • the unit 50 may, depending on the Evaluation results, control certain processes, for example, set in motion.
  • unit 50 may be used to perform care.
  • the evaluation unit 30 may, for example, be in contact with an automatic fertilizer unit and encourage it to detect a nutrient deficiency for automatic fertilization of the agricultural growth substrate. Based on the evaluated results (from evaluation unit 30), a composition of the fertilizer can be adapted exactly to the (actual) needs of the growth substrate or the plants growing thereon.
  • the use of several devices 1 may make it possible to detect a local distribution of nutrient requirements and to adjust the fertilization locally.

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Abstract

The invention relates to a device (1) for the in situ determination of a plant nutrient content of a water-containing growth substrate (2) for plants, having: - an accumulation body (10) for receiving water of the growth substrate (2); and - one or more sensors (20) which are arranged within the accumulation body (10) for determining a property of the water received in the accumulation body (10). The property relates to a plant nutrient content of the water received in the accumulation body (10). The invention additionally relates to corresponding methods and uses. In particular, the property can be a plant nutrient content of the water received in the accumulation body (10).

Description

VORRICHTUNGEN UND VERFAHREN ZUR UNTERSUCHUNG VON PFLANZENWACHSTUMSSUBSTRATEN  DEVICES AND METHOD FOR STUDYING PLANT GROWTH SUBSTRATES
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Untersuchung, insbesondere der in-situ- Untersuchung, eines wasserhaltigen Stoffgemisches, insbesondere auf die in-situ- Untersuchung des Düngergehaltes von Wachstumssubstraten wie natürlich gewachsenen Böden. Sie bezieht sich auf Vorrichtungen, Verfahren und Verwendungen gemäss den Gattungsbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to the field of investigation, in particular the in-situ investigation, of a hydrous substance mixture, in particular to the in-situ investigation of the fertilizer content of growth substrates such as naturally grown soils. It relates to devices, methods and uses according to the preamble of the independent claims.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann zur Untersuchung, insbesondere zur in-situ- Untersuchung, von Wachstumssubstraten für Pflanzen, also zum Beispiel natürlich gewachsenen Böden und/oder sonstige. in der Landwirtschaft verwendete Substrate wie z.B. Nährlösungen, eingerichtet sein. Landwirtschaftlich genutzte Böden bzw. Erden bestehen aus einer Vielzahl von verschiedenen Komponenten. Neben anorganischen Stoffen, wie Steinen verschiedenster Grösse, bis zum Lehm, sind noch organische Komponenten wie verrottende Pflanzenteile, Wurzeln, Bodenorganismen wie auch Poren, die mit Wasser oder Luft gefüllt sind, vorhanden. Physikalische oder chemische Messungen in einem derartig heterogenen Konglomerat mit verschiedenen grossen Anteilen der Komponenten, sind praktisch nur schwer möglich. An embodiment of the invention can be used for examination, in particular for in-situ examination, of growth substrates for plants, ie, for example, naturally grown soils and / or others. used in agriculture substrates such as nutrient solutions, be established. Agriculturally used soils or soils consist of a multiplicity of different components. In addition to inorganic substances, such as stones of various sizes, to clay, organic components such as rotting plant parts, roots, soil organisms as well as pores, which are filled with water or air, are still present. Physical or chemical measurements in such a heterogeneous conglomerate with different large proportions of the components are practically difficult.
Landwirtschaftliche Kulturen benötigen zum Wachstum neben Wasser, Licht und COa auch Nährstoffe wie zum Beispiel Kalium, Stickstoff, Phosphor und Spurenelemente wie zum Beispiel Mangan, Kupfer, Zink usw. Die mengenmässige Bestimmung solcher Stoffe ist durch eine chemische Analyse möglich, bei der Bodenproben nach den gängigen Methoden analysiert werden. In addition to water, light and COa, agricultural crops also need nutrients such as potassium, nitrogen, phosphorus and trace elements such as manganese, copper, zinc, etc. Quantitative determination of such substances is possible by chemical analysis common methods are analyzed.
In der Praxis ist dies bislang aber nicht vor Ort und noch weniger in-situ möglich, da jeder Landwirt ein eigenes chemisches Labor betreiben müsste. Daher ist es üblich, in gewissen Zeitabständen Proben an ein spezialisiertes Labor zu schicken und die Analyse dort durchführen zu lassen. Dabei besteht die Möglichkeit, Pflanzenteile wie Blätter chemisch zu analysieren und daraus den Düngerbedarf der Pflanze festzustellen, was aufwändige Analysengeräte, geschultes Personal und Zeit benötigt. In practice, however, this has not been possible on site and even less in situ since every farmer would have to operate his own chemical laboratory. It is therefore customary to send samples to a specialized laboratory at certain intervals and have the analysis carried out there. It is possible to analyze plant parts such as leaves chemically and determine the fertilizer requirements of the plant, which requires complex analyzers, trained personnel and time.
Ein weiteres landwirtschaftliches Problemfeld liegt im Bereich der Messung der Bodenversalzung. In ariden Gebieten wird notgedrungen oft salzhaltiges Wasser zur Bewässerung landwirtschaftlicher Kulturen verwendet. Da das Wasser oberflächlich rasch verdunstet, reichert sich das Salz im Erdreich an, was für die Kulturen sehr negative Auswirkungen haben kann. Um dieses Problem zu mildern, wird von Zeit zu Zeit das Salz durch eine hohe Wassergabe ausgewaschen, so dass das Salz in tiefere Bodenschichten gelangt und/oder über Drainagen abtransportiert wird. In diesen Fällen wäre die Möglichkeit einer in-situ Messung der Ionenkonzentration sehr hilfreich, um den optimalen Zeitpunkt einer Auswaschung zu bestimmen bzw. eine Auswaschung automatisch zu starten, sobald eine kritische Konzentration erreicht ist. Eine weitere Problematik, besonders bei Freilandkulturen, ist die Bodenbelastung mit Pflanzenschutzmitteln. Another agricultural problem is the field of soil salinity measurement. In arid areas, saline water is often used to irrigate agricultural crops. As the water evaporates superficially, the salt accumulates in the soil, which can have very negative effects on the crops. To alleviate this problem, the salt is washed out from time to time by a high water content, so that the salt gets into deeper soil layers and / or is transported away via drainage. In these cases, the possibility of in-situ measurement of the ion concentration would be very helpful to determine the optimal time of leaching or to start leaching automatically as soon as a critical concentration is reached. Another problem, especially in outdoor crops, is soil contamination with pesticides.
Aus US 2004/0145379 AI ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung des 5 Wassergehalts und des Salzgehalts (Ionengehalts) von Böden bekannt. Diese Messungen finden kapazitiv innerhalb eines vorgefertigten Feuchtigkeitsmigrationsmediums („moisture migration medium") statt, wobei das Feuchtigkeitsmigrationsmedium mit Radiofrequenzsignalen beaufschlagt wird, um die komplexe Dielektrizitätskonstante des Feuchtigkeitsmigrationsmediums zu bestimmen. i o Aus der komplexen Dielektrizitätskonstanten wird auf den Wassergehalt und auf das Matrixpotential sowie auf den Salzgehalt des Bodens geschlossen, der das Feuchtigkeitsmigrationsmedium umgibt und mit diesem in Feuchtigkeitsaustausch steht. Das Feuchtigkeitsmigrationsmedium weist beispielsweise kieselalgenhaltige Erde oder feinen Sand oder Glasperlen auf. Mittels eines integrierten Temperatursensors kannUS 2004/0145379 A1 discloses an apparatus and a method for measuring the water content and the salinity (ion content) of soils. These measurements take place capacitively within a preformed moisture migration medium, where radio frequency signals are applied to the moisture migration medium to determine the complex dielectric constant of the moisture migration medium The moisture migration medium comprises, for example, silica-containing earth or fine sand or glass beads
25 zusätzlich noch auf die Bodentemperatur geschlossen werden. 25 additionally be closed to the floor temperature.
In WO 2009/157755 A2 ist ein Bodensensor zur Detektion und Analyse von Nährstoffen wie Nitraten und Phosphaten beschrieben. Der Sensor weist ein Sensormodul auf, das eine ionenselektive Elektrode oder einen ionensensitiven Feldeffekttransistor aufweist, und soll in Feld eingesetzt werden. Der Sensor weist einIn WO 2009/157755 A2 a soil sensor for the detection and analysis of nutrients such as nitrates and phosphates is described. The sensor has a sensor module which has an ion-selective electrode or an ion-sensitive field-effect transistor and is to be used in field. The sensor has a
20 schützendes löchriges Metallgehäuse auf, innerhalb dessen ein leitfähiges Flydrogel angeordnet ist, wobei zwischen Metallgehäuse und Hydrogel eine mikroporöse Polymerschicht angeordnet ist. Innerhalb des Hydrogels ist das Sensormodul (Elektrode bzw. Transistor) angeordnet. Die Polymerschicht, die bevorzugt zellulosebasiert ist, soll, wie auch das Metallgehäuse, das Sensormodul vor Beschädigung durch Feststoffe20 protective holey metal housing, within which a conductive Flydrogel is arranged, wherein between the metal housing and hydrogel, a microporous polymer layer is arranged. Within the hydrogel, the sensor module (electrode or transistor) is arranged. The polymer layer, which is preferably cellulose-based, should, like the metal housing, the sensor module from damage by solids
25 schützen. Das Hydrogel soll einen Ionentransport von der Polymerschicht zum Sensormodul ermöglichen sowie ebenfalls das Sensormodul vor Feststoffen schützen. Der Sensor kann zusätzlich noch Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren aufweisen, für eine Kompensation oder Fehlerkorrektur. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert sind. 25 protect. The hydrogel should allow ion transport from the polymer layer to the sensor module and also protect the sensor module from solids. The sensor may additionally include temperature and humidity sensors for compensation or error correction. It is an object of the invention to provide devices and methods of the type mentioned, which are improved over the prior art.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, wichtige Eigenschaften von Pflanzenwachstumssubstraten, insbesondere natürlich gewachsener Böden, in-situ zu bestimmen. It is a further object of the invention to provide a means of determining in-situ important properties of plant growth substrates, particularly naturally grown soils.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine zumindest teilweise Automatisierung von Pflegeschritten in landwirtschaftlichen Kulturen zu ermöglichen, wie z.B. ein (teil-) automatisiertes Dosieren von Dünger. Mindestens eine dieser Aufgaben wird zumindest teilweise durch Vorrichtungen, Verfahren und Verwendungen gemäss den Patentansprüchen gelöst. Another object of the invention is to enable at least partial automation of care steps in agricultural crops, e.g. a (partially) automated dosing of fertilizer. At least one of these objects is at least partially solved by devices, methods and uses according to the claims.
In einem ersten Aspekt liegt der Erfindung die Idee zugrunde, ein wasserhaltiges Stoffgemisch in-situ zu untersuchen, indem in dem wasserhaltigen Stoffgemisch vorhandenes Wasser mittels eines Akkumulationskörpers gesammelt und innerhalb des Akkumulationskörper eine Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper gesammelten Wassers bestimmt wird. In a first aspect, the invention is based on the idea of investigating a water-containing substance mixture in situ by collecting water present in the water-containing substance mixture by means of an accumulation body and determining within the accumulation body a property of the water collected in the accumulation body.
Eine Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches kann insbesondere aufweisen: An apparatus for the in-situ examination of a water-containing substance mixture may in particular comprise:
- einen Akkumulationskörper zur Aufnahme von Wasser des Stoffgemisches; und - einen oder mehrere innerhalb des Akkumulationskörpers angeordnete- An accumulation body for receiving water of the mixture; and one or more within the accumulation body
Messfühler zur Bestimmung einer Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers. Sensor for determining a property of the water absorbed in the accumulation body.
Mittels der Vorrichtung kann das wasserhaltige Stoffgemisch untersucht werden, ohne dass Proben des wasserhaltigen Stoffgemisches entnommen werden müssen, die dann anderenorts untersucht würden. Durch die in-situ Untersuchung können Ergebnisse der Untersuchung, wie Messwerte, die mittels der Messfühler bestimmt wurden, im Wesentlichen ohne entsprechende Zeitverzögerungen und somit oft sogar unmittelbar nach der Durchführung der Untersuchung angezeigt und/oder übermittelt werden, wodurch zeitnah auf das Ergebnis reagiert werden kann. By means of the device, the water-containing substance mixture can be examined without having to take samples of the water-containing substance mixture, which would then be examined elsewhere. By in-situ investigation, results of the study, such as readings determined by the probes, can be made essentially without corresponding time delays, and thus often directly be displayed and / or transmitted after the examination has been carried out, which allows prompt reaction to the result.
Das aufgenommene Wasser kann eine wässrige Lösung sein, in welcher Stoffe des wasserhaltigen Stoff gemisches gelöst sind. Die mittels des mindestens einen Messfühlers bestimmte Eigenschaft kann beispielsweise Ionen betreffen, die in dem Wasser gelöst sind, beispielsweise deren generelle Konzentration, deren Art, und/oder eine oder mehrere Einzelkonzentration bestimmter Ionen. The absorbed water may be an aqueous solution in which substances of the water-containing substance mixture are dissolved. The property determined by means of the at least one measuring probe may relate, for example, to ions which are dissolved in the water, for example their general concentration, their type, and / or one or more individual concentrations of specific ions.
Durch die Bestimmung von Eigenschaften des aufgenommenen Wassers, wie zu Beispiel dessen chemischer Zusammensetzung, kann auf Eigenschaften des wasserhaltigen Stoffgemisches geschlossen werden. By determining properties of the absorbed water, such as, for example, its chemical composition, it is possible to conclude properties of the water-containing substance mixture.
In manchen Ausführungsformen werden Eigenschaften des aufgenommenen Wassers direkt an dem Wasser selber bestimmt. Das in den Akkumulationskörper aufgenommene Wasser kann ebenda, also während es sich in dem Akkumulationskörper befindet, untersucht werden. Insbesondere können Inhaltsstoffe des Wassers untersucht, zum Beispiel nachgewiesen, werden, während sie sich in dem Wasser befinden. Dies beispielsweise im Gegensatz zu der Sensorik aus der oben genannten Schrift WO 2009/157755 A2, bei welcher Ionen zunächst aus dem Wasser austreten müssen, um ins Hydrogel zu gelangen, welches sie durchwandern müssen, um schliesslich zu dem Sensormodul zu gelangen, wo sie dann nachgewiesen werden können. Durch die direkte Untersuchung des Wassers bzw. der Inhaltsstoffe, während diese in dem Wasser vorhanden sind, werden diverse Fehlerquellen ausgeschlossen. Zum Beispiel wird verhindert, dass eine Zusammensetzung des Wassers bestimmt wird, die dadurch verzerrt ist, dass verschiedene Inhaltsstoffe (insbesondere verschiedene Ionen) merklich verschieden langsam durch das Hydrogel wandern. Bei zeitlich variierenden Wasserzusammensetzungen würden dann nämlich Zusammensetzungen bestimmt, die im Wasser möglicherweise niemals vorlagen. Und es ist ein relativ schnelles Bestimmen der Eigenschaften des Wassers möglich, wohingegen die relativ kleine Diffusionskonstante für (die meisten) Ionen in Hydrogel (relativ zu Diffusionskonstanten in Wasser) zu Verzögerungen des Nachweises von Inhaltsstoffen führt, so dass Messergebnisse nicht sehr aktuell sind und entsprechend Steuerungen / Automatisierungen auf Basis der so bestimmten Eigenschaften problematisch sind. Eine weitere mögliche Wirkung des Akkumulationskörpers kann sein, dass er dem mindestens einen Messfühler mechanischen Schutz gibt, insbesondere Schutz vor Krafteinwirkung, wie zum Beispiel Schutz vor Kräften, die beim Einbringen der Vorrichtung in das Stoffgemisch auf die Vorrichtung wirken, oder vor Kräften, die anderweitig von dem Stoffgemisch auf die Vorrichtung wirken können, beispielsweise aufgrund von Bodentrockungsvorgängen oder Erosion. Zum Beispiel kann der Akkumulationskörper formstabil sein, beispielsweise auch ballig ausgebildet sein. All dies im Gegensatz zu der mikroporösen Polymerschicht aus der oben genannten Schrift WO 2009/157755 A2, die eben nur eine Schicht ist und somit keinen derartigen mechanischen Schutz bieten kann, was auch der Grund dafür ist, dass in WO 2009/157755 A2 ein schützendes Metallgehäuse vorgesehen ist. In some embodiments, properties of the ingested water are determined directly on the water itself. The water taken up in the accumulation body can be examined in the same way, that is, while it is in the accumulation body. In particular, ingredients of the water may be assayed, for example detected, while in the water. This, for example, in contrast to the sensors of the above-mentioned document WO 2009/157755 A2, in which ions must first emerge from the water to get into the hydrogel, which they have to go through to finally reach the sensor module, where they then can be detected. The direct examination of the water or the ingredients while they are present in the water, various sources of error are excluded. For example, it is prevented that a composition of the water is determined which is distorted by the fact that various ingredients (in particular different ions) migrate noticeably differently slowly through the hydrogel. In fact, with time-varying water compositions, compositions would be determined that may never have been present in the water. And relatively fast determination of the properties of the water is possible, whereas the relatively small one Diffusion constant for (most) ions in hydrogel (relative to diffusion constants in water) leads to delays in the detection of ingredients, so that measurement results are not very timely and are accordingly problematic controls / automations based on the properties thus determined. Another possible effect of the accumulation body may be that it provides mechanical protection to the at least one sensor, in particular protection against force, such as protection from forces acting on insertion of the device into the composition, or forces otherwise may act on the device from the mixture of substances, for example due to soil drying processes or erosion. For example, the accumulation body can be dimensionally stable, for example also be formed spherical. All this in contrast to the microporous polymer layer of the above-mentioned document WO 2009/157755 A2, which is just a single layer and thus can not provide such mechanical protection, which is also the reason that in WO 2009/157755 A2 a protective Metal housing is provided.
Während in der genannten WO 2009/157755 A2 Wasser aus der Umgebung des Bodensensors nur durch die mikroporöse Polymerschicht durchgeleitet wird, dort aber nicht untersucht wird, kann der hier beschriebene Akkumulationskörper das Wasser, das untersucht werden soll, aufnehmen und speichern. Und das gespeicherte Wasser kann, je nach Ausführungsform, dann auch noch an Ort und Stelle, also während es in dem Akkumulationskörper verweilt, untersucht werden. While in the mentioned WO 2009/157755 A2 water from the environment of the soil sensor is only passed through the microporous polymer layer, but is not examined there, the accumulation body described here can absorb and store the water which is to be investigated. And the stored water can, depending on the embodiment, then also in place, so while it lingers in the accumulation body, are examined.
Der Akkumulationskörper kann in direktem Kontakt mit dem Stoffgemisch stehen. Insbesondere kann zwischen Akkumulationskörper und Stoffgemisch ein dynamisches Gleichgewicht des Wasseraustausches bestehen. Eine weitere mögliche Wirkung des Akkumulationskörpers kann sein, dass er eine Homogenisierung des in ihm aufgenommenen Wassers bewirken kann. Dadurch kann eine zeitliche und/oder eine räumliche Mittelung der Eigenschaften des aufgenommenen Wassers erreicht werden. Wenn zum Beispiel der Akkumulationskörper an mehreren Stellen mit dem Stoffgemisch in Kontakt ist und die Zusammensetzung des Stoffgemisches (insbesondere des darin enthaltenen Wassers) in den jeweiligen Bereichen der verschiedenen Stellen unterschiedlich ist, kann das im Akkumulationskörper akkumulierte Wasser aufgrund von Diffusionsvorgängen in dem akkumulierten Wasser durchschnittliche (räumlich gemittelte) Eigenschaften haben, so dass mittels des Messfühlers entsprechend gemittelte bzw. durchschnittliche Eigenschaften bestimmbar sind. The accumulation body can be in direct contact with the substance mixture. In particular, there may be a dynamic equilibrium of the water exchange between the accumulation body and the substance mixture. Another possible effect of the accumulation body may be that it can cause a homogenization of the water absorbed in it. As a result, temporal and / or spatial averaging of the properties of the absorbed water can be achieved. For example, if the accumulation body at several Where the composition of matter is in contact and the composition of the mixture (in particular of the water contained therein) is different in the respective regions of the different sites, the accumulated water in the accumulation body may have average (spatially averaged) properties due to diffusion processes in the accumulated water. so that accordingly averaged or average properties can be determined by means of the sensor.
Die Vorrichtung kann zum Beispiel in einem agrarwirtschaftlichen Kontext verwendet werden, um ein Wachstumssubstrat für Pflanzen zu untersuchen. So kann beispielsweise der Nährstoffgehalt in dem Wachstumssubstrat untersucht werden, indem die Vorrichtung, zum Beispiel auf Höhe der Wurzeln, in dem Wachstumssubstrat eingebettet wird. Dadurch kann mittels der Vorrichtung der Nährstoffgehalt des Wassers in-situ genau dort gemessen werden, wo die Pflanzen die Nährstoffe aufnehmen. Die Vorrichtung kann zur in-situ Untersuchung einer Konzentration von Pflanzennährstoffen, insbesondere einer Konzentration von Pflanzennährstoff-Ionen, in einem Wachstumssubstrat eingerichtet sein. Pflanzennährstoffe sind Stoffe, welche Pflanzen für ihr Wachstum brauchen. Zu den wichtigsten chemischen Nährstoffelemente, die Pflanzen (neben C, O und H) für ihr Wachstum brauchen, gehören N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na und Cl sowie bei höheren Pflanzen Co und Ni. Nährstoffelemente bzw. Nährstoffelemente enthaltende Verbindungen können dem Wachstumssubstrat als Düngemittel z.B. in Form von Salzen und/oder metallorganischen Verbindungen zugefügt werden. Im Wasser eines Nährstoffsubstrates sind die Nährstoffelemente - wie z.B. N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co, Ni - bzw. dieser Verbindungen zumeist als Ionen gelöst. Ionen von Nährstoffelementen bzw. von Nährstoffelementen enthaltende Verbindungen werden auch von Nährstoff-Ionen genannt. Wichtige Nährstoff-Ionen sind zum Beispiel H2P04 ~, HP04 2 , NFLf, P04 3~, Nitrate (z.B. N03 ~), Nitrite, K+, Sulfate (wie z.B. S04 2"), Na1", Cl". Das Wissen um die Konzentration der für den Pflanzenbau relevanten Nährstoffe in einem Wachstumssubstrat hilft dem Anwender zu bestimmen, wann und/oder welche Düngemittel dem Wachstumssubtrat zugeführt werden sollten. For example, the device may be used in an agro-economic context to study a growth substrate for plants. For example, the nutrient content in the growth substrate can be examined by embedding the device, for example at the level of the roots, in the growth substrate. Thereby, by means of the device, the nutrient content of the water can be measured in situ exactly where the plants absorb the nutrients. The device can be set up to examine in situ a concentration of plant nutrients, in particular a concentration of plant nutrient ions, in a growth substrate. Plant nutrients are substances that plants need for their growth. N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na and Cl belong to the most important chemical nutrient elements that plants (besides C, O and H) need for their growth in higher plants Co and Ni. Nutrient elements or nutrient elements containing compounds can be added to the growth substrate as a fertilizer, for example in the form of salts and / or organometallic compounds. In the water of a nutrient substrate, the nutrient elements - such as N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co, Ni - or these compounds are mostly dissolved as ions , Ions of nutrient elements or compounds containing nutrient elements are also called nutrient ions. Major nutrient ions are, for example, H 2 P0 4 ~, HP0 4 2, NFLf, P0 4 3 ~, nitrates (eg N0 3 ~), nitrites, K +, sulfates (such as S0 4 2 "), Na 1" , Cl " The knowledge of the concentration of the relevant for the crop Nutrients in a growth substrate help the user determine when and / or which fertilizer should be delivered to the growth substrate.
Die Vorrichtung kann auch zur in-situ Untersuchung einer Konzentration von Pflanzenschutzmitteln, insbesondere einer Konzentration von in Wasser gelösten Bestandteilen von Pflanzenschutzmitteln oder insbesondere von Pflanzenschutzmittel Wirkstoffen, zum Beispiel von Pflanzenschutzmittel wirkstoffionen, in einem Wachstumssubstrat eingerichtet sein. Dies kann inbesondere künstliche und/oder chemische Pflanzenschutzmittel betreffen. Pflanzenschutzmittel sind insbesondere solche Wirkstoffe, die Nutzpflanzen und deren Erzeugnisse vor Schadorganismen schützen oder einer Einwirkung von Schadorganismen vorbeugen (zum Beispiel Insektizide oder andere Pestizide) oder Wirkstoffe, die unerwünschte Pflanzen oder Pflanzenteile vernichten oder ein unerwünschtes Wachstum von Pflanzen hemmen oder einem Wachstum unerwünschter Pflanzen oder Pflanzenteile vorbeugen (zum Beispiel Herbizide). Zu den Pflanzenschutzmitteln gehören insbesonder Bakterizide, Fungizide, Herbizide, Insektizide und Viruzide. Chemisch gesehen können Pflanzenschutzmittel sehr verschieden aufgebaut sein, zum Beispiel können sie Neonicotinoide, Carbamate, Pyrethroide oder Phosphorsäureester sein, um nur wenige Beispiele zu nennen. The device may also be adapted for in-situ examination of a concentration of pesticides, in particular a concentration of dissolved in water components of pesticides or in particular of pesticides active ingredients, such as pesticidal active substance ions in a growth substrate. This may relate in particular to artificial and / or chemical pesticides. Plant protection products are, in particular, those active substances which protect crops and their products from harmful organisms or prevent the action of harmful organisms (for example insecticides or other pesticides) or active substances which destroy unwanted plants or plant parts or inhibit undesired growth of plants or growth of undesired plants or plants Prevent plant parts (for example herbicides). The plant protection products include in particular bactericides, fungicides, herbicides, insecticides and virucides. From a chemical point of view, crop protection agents can have very different structures, for example they can be neonicotinoids, carbamates, pyrethroids or phosphoric esters, to name just a few examples.
Die Vorrichtung kann in festen Wachstumssubstraten wie beispielsweise gewachsenen Böden, aber auch in vorwiegend flüssigen Wachstumssubstraten verwendet werden, wie sie in Treibhauskulturen häufig genutzt werden (Hors-Sol-Produktion). The device can be used in solid growth substrates such as grown soils, but also in predominantly liquid growth substrates commonly used in hothouse crops (Hors-Sol production).
Eine weitere mögliche Anwendung der vorgestellten Vorrichtung ist der Umweltschutz. So kann die Vorrichtung zum Beispiel eingerichtet sein, die Konzentration von problematischen Stoffen wie Giften oder sonstigen Schadstoffen in einem Boden zu überwachen und so beim Erreichen einer Grenzkonzentration das rechtzeitige Ergreifen geeigneter Gegenmassnahmen anzuregen. Mögliche Anwendungsbeispiele betreffen eine Überdüngung mit Nitraten, eine Übersäuerung, ein zu hoher Gehalt an Pflanzenschutzmitteln und/oder Belastungen durch Schwermetalle, wie zum Beispiel durch Blei, Cadmium und/oder Quecksilber, beispielsweise in der Nähe von industriellen Anlagen. Another possible application of the presented device is environmental protection. For example, the device may be configured to monitor the concentration of problematic substances such as poisons or other pollutants in a soil, and thus to encourage the timely adoption of appropriate countermeasures upon reaching a limit concentration. Possible examples of application relate to overfertilization with nitrates, hyperacidity, too high a content of pesticides and / or exposure to heavy metals, such as, for example by lead, cadmium and / or mercury, for example in the vicinity of industrial plants.
Der Akkumulationskörper kann hygroskopisch sein. The accumulation body can be hygroscopic.
Der Akkumulationskörper kann dazu eingerichtet sein, Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus einer an den Akkumulationskörper angrenzenden Umgebung zu binden. The accumulation body may be configured to bind liquid, in particular water, from an environment adjacent to the accumulation body.
Der Akkumulationskörper kann einen Saugkörper zum Ansaugen von Flüssigkeit aufweisen. The accumulation body may have a suction body for sucking in liquid.
Zum Beispiel kann der Akkumulationskörper als Saugkörper zum Ansaugen von Flüssigkeit ausgebildet sein. Der Akkumulationskörper kann eingerichtet sein, Flüssigkeit aus einer Umgebung des Akkumulationskörpers anzuziehen und sich in einem dynamischen Gleichgewicht bezüglich des Flüssigkeitsaustauschs mit dieser Umgebung zu befinden. For example, the accumulation body may be formed as a suction body for sucking liquid. The accumulation body may be configured to attract liquid from an environment of the accumulation body and to be in dynamic equilibrium with respect to the fluid exchange with that environment.
Der Akkumulationskörper kann ein Kapillar-System aufweisen. Insbesondere kann das Kapillar-System dazu geeignet sein, Flüssigkeit aus einer Umgebung des Akkumulationskörpers anzusaugen und/oder zu binden. The accumulation body may have a capillary system. In particular, the capillary system may be suitable for sucking and / or binding liquid from an environment of the accumulation body.
Der Akkumulationskörper kann dazu eingerichtet sein Wasser aufzunehmen und/oder zu speichern. The accumulation body may be configured to receive and / or store water.
Der Akkumulationskörper kann ein hygroskopisches Material aufweisen. The accumulation body may comprise a hygroscopic material.
Der Akkumulationskörper kann zu mehr als 50 Gewichtsprozent aus einem hygroskopischen Material bestehen. Der Akkumulationskörper kann insbesondere zu mehr als 90 Gewichtsprozent aus einem hygroskopischen Material bestehen. Der Akkumulationskörper kann insbesondere vollständig aus einem hygroskopischen Material bestehen. The accumulation body may consist of more than 50% by weight of a hygroscopic material. The accumulation body may in particular consist of more than 90 percent by weight of a hygroscopic material. In particular, the accumulation body can consist entirely of a hygroscopic material.
Ein Beispiel für ein hygroskopisches Material ist Filz. Ein Beispiel für ein hygroskopisches Material ist Gaze. Ein Beispiel für ein hygroskopisches Material ist Vlies. Ein Beispiel für ein hygroskopisches Material ist Gestrick. Ein Beispiel für ein hygroskopisches Material ist Gewebe. An example of a hygroscopic material is felt. An example of a hygroscopic material is gauze. An example of a hygroscopic material is nonwoven. An example of a hygroscopic material is knitted fabric. An example of a hygroscopic material is tissue.
Das hygroskopische Material kann Fasern enthalten. Das hygroskopische Material kann zum Beispiel aus Fasern bestehen. In manchen Ausführungsformen ist der Akkumulationskörper (oder zumindest das hygroskopische Material) aufgrund seiner Fasrigkeit porös. The hygroscopic material may contain fibers. The hygroscopic material may for example consist of fibers. In some embodiments, the accumulation body (or at least the hygroscopic material) is porous due to its fiberiness.
In manchen Ausführungsformen ist der Akkumulationskörper (oder zumindest das hygroskopische Material) aufgrund seiner Fasrigkeit hygroskopisch. In some embodiments, the accumulation body (or at least the hygroscopic material) is hygroscopic due to its fiberiness.
Die Fasern können beispielsweise synthetische Fasern, insbesondere synthetische Polymerfasern sein; zum Beispiel Polyamidfasern. The fibers may be, for example, synthetic fibers, in particular synthetic polymer fibers; for example polyamide fibers.
Zum Beispiel kann aus dem Stoffgemisch von einem an ein wasserhaltiges Stoffgemisch angrenzenden Akkumulationskörper aus einem faserhaltigen Material Wasser durch Kapillarkraft angezogen werden. For example, water can be attracted by capillary action from the mixture of substances of an accumulation body of a fibrous material adjacent to a water-containing substance mixture.
Durch entsprechende Ausbildung des Akkumulationskörper (hygroskopisch und/oder kapillar wirkend und/oder faserbasiert usw., wie beschrieben) kann es ausreichend sein, wenn dieser nur punktuell bzw. nur an wenigen und ggf. kleinen Stellen mit dem Stoffgemisch in Kontakt ist. Trotzdem kann sich dann in dem Akkumulationskörper eine Feuchtigkeit einstellen, die sich entsprechend der im Stoffgemisch vorhandenen Feuchtigkeit verhält, und die Zusammensetzung des im Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers kann der Zusammensetzung des im Wachstumssubstrat vorhandenen Wassers entsprechen. By appropriate design of the accumulation body (hygroscopic and / or capillary action and / or fiber-based, etc., as described), it may be sufficient if it is only selectively or only a few and possibly small points in contact with the mixture. Nevertheless, in the accumulation body, a moisture can then be obtained which corresponds to the moisture present in the substance mixture, and the composition of the water absorbed in the accumulation body can correspond to the composition of the water present in the growth substrate.
Der Akkumulationskörper kann so ausgebildet sein, dass er die chemischen Eigenschaften des in ihm aufgenommenen Wassers im Wesentlichen nicht verändert. The accumulation body may be designed so that it does not substantially change the chemical properties of the water taken up in it.
Der Akkumulationskörper kann chemisch inert sein. Der Akkumulationskörper kann so ausgebildet sein, dass er mit Wasser im wesentlichen nicht chemisch reagiert. Der Akkumulationskörper kann so ausgebildet sein, dass er mit dem aufgenommenen Wasser (einschliesslich seiner nichtwässrigen Bestandteile) im Wesentlichen nicht chemisch reagiert. The accumulation body can be chemically inert. The accumulation body may be formed so that it does not react with water substantially not chemically. The accumulation body may be configured to be substantially non-chemically reactive with the ingested water (including its non-aqueous constituents).
Der Akkumulationskörper kann intert sein, insbesondere chemisch inert. Und dies kann insbesondere in Bezug auf das wasserhaltige Stoffgemisch der Fall sein. Synthetische Fasern, wie beispielsweise Polyamidfasern aber auch andere synthetische Polymerfasern, können diese Eigenschaft aufweisen. Dies im Gegensatz zu vielen natürlichen Fasern wie zum Beispiel Zellulose. Zellulosefasern tendieren dazu, innerhalb relativ kurzer Zeit (wenige Wochen oder wenige Monate) von Mikroben, wie sie beispielsweise in den meisten natürlich gewachsenen Böden vorkommen, zersetzt zu werden. Entsprechend ist der Akkumulationskörper in manchen Ausführungsformen frei von natürlichen Fasern oder zumindest frei von Zellulose. The accumulation body may be intertile, in particular chemically inert. And this may be the case in particular with regard to the hydrous substance mixture. Synthetic fibers, such as polyamide fibers, but also other synthetic polymer fibers, may exhibit this property. This in contrast to many natural fibers such as cellulose. Cellulosic fibers tend to be decomposed within a relatively short time (a few weeks or a few months) of microbes such as occur in most naturally grown soils. Accordingly, in some embodiments, the accumulation body is free of natural fibers or at least free of cellulose.
Einen Beitrag zur Langzeitstabilität der Vorrichtung oder, genauer, des Akkumulationskörpers, können auch Ausführungsformen leisten, in denen die Vorrichtung einen Biozidkörper aufweist. Der Biozidkörper kann insbesondere nahe dem Akkumulationskörper angeordnet sein, zum Beispiel kann er in mechanischem Kontakt mit dem Akkumulationskörper sein und/oder den Akkumulationskörper umgeben. Der Biozidkörper enthält ein Biozid. Er kann sogar aus dem Biozid bestehen. Das Biozid kann beispielsweise Kupfer sein. Durch das Biozid kann beispielsweise eine Durchwurzel ung des Akkumulationskörpers verhindert werden. Der Biozidkörper kann zum Beispiel ein Kupferkörper sein. A contribution to the long-term stability of the device or, more precisely, of the accumulation body can also be afforded by embodiments in which the device has a biocide body. The biocide body may in particular be arranged close to the accumulation body, for example it may be in mechanical contact with the accumulation body and / or surround the accumulation body. The biocide body contains a biocide. It can even consist of the biocide. The biocide may be, for example, copper. By biocide, for example, a root penetration of the accumulation body can be prevented. The biocide body may be, for example, a copper body.
In manchen Ausführungsformen weist die Vorrichtung einen Kupferkörper auf, insbesondere zum Schutz des Akkumulationskörpers vor Durchwurzelung. Der Kupferkörper kann den Akkumulationskörper umgeben, zum Beispiel, indem der Kupferkörper einen Kupferring aufweist, der um den Akkumulationskörper herumgehend angeordnet ist. In some embodiments, the device has a copper body, in particular for the protection of the accumulation body from rooting. The copper body may surround the accumulation body, for example, by the copper body having a copper ring disposed around the accumulation body.
Der Akkumulationskörper kann beispielsweise Material aufweisen, das im wesentlichen elektrisch nicht leitfähig ist, insbesondere kann er raus einem solchen Material bestehen. Dadurch kann ermöglicht sein, dass der Akkumulationskörper Messungen einer elektrischen Leitfähigkeit im Wesentlichen nicht beeinflusst. The accumulation body may, for example, comprise material which is essentially electrically nonconductive, in particular it may consist of such a material. As a result, it may be possible for the accumulation body not to substantially influence measurements of electrical conductivity.
Der Akkumulationskörper kann dazu eingerichtet sein, mit einem ihn umgebenden und an ihn angrenzenden wasserhaltigen Stoffgemisch im dynamischen Flüssigkeitsaustausch-Gleichgewicht stehen zu können. Dadurch kann es möglich sein, dass das im Akkumulationskörper aufgenommen Wasser in seiner chemischen Zusammensetzung dem Wasser des wasserhaltigen Stoffgemisches ähnlich oder sogar identisch ist. The accumulation body may be adapted to be in dynamic fluid exchange equilibrium with a water-containing substance mixture surrounding it and adjacent to it. As a result, it may be possible for the water contained in the accumulation body to be similar or even identical in its chemical composition to the water of the water-containing substance mixture.
Der Akkumulationskörper kann einen äusseren Bereich und einen inneren Bereich aufweisen, zum Beispiel wobei der äussere Bereich den inneren Bereich umgibt. The accumulation body may have an outer area and an inner area, for example, wherein the outer area surrounds the inner area.
Der äussere Bereich kann dazu eingerichtet sein, mit dem wasserhaltigen Stoffgemisch in Kontakt gebracht zu werden. The outer region may be adapted to be contacted with the aqueous mixture.
Der äussere Bereich kann andere Materialeigenschaften als der innere Bereich aufweisen. In manchen Ausführungsformen haben der innere und der äussere Bereich dieselben Materialeigenschaften. Beispielsweise kann der Akkumulationskörper homogen sein. Er kann somit ein Stück aus einem einzigen Material sein, zum Beispiel ein Stück aus einem (homogenen) Filz. Das kann die Herstellung des Akkumulationskörpers vereinfachen. Der äussere Bereich kann zum Beispiel eine andere Materialdichte als der innere Bereich aufweisen. The outer area may have different material properties than the inner area. In some embodiments, the inner and outer regions have the same material properties. For example, the accumulation body can be homogeneous. It can thus be a piece of a single material, for example a piece of a (homogeneous) felt. This can simplify the production of the accumulation body. For example, the outer region may have a different material density than the inner region.
Der äussere Bereich kann zum Filtern von eindringendem Wasser eingerichtet sein. Der äussere Bereich kann insbesondere eine Filtereigenschaft zum Filtern von eindringendem Wasser aufweisen. Wenn zum Beispiel der äussere Bereich eine grössere Materialdichte und/oder eine geringere Porengrösse aufweist als der innere Bereich, ist es möglich, dass der äussere Bereich eine besonders gute Filterwirkung aufweist, während im inneren Bereich ein Einfluss des Akkumulationskörper auf darin stattfindende Messungen besonders klein ist, weil dort das Volumenverhältnis des Materials des Akkumulationskörpers zum aufgenommenen Wasser geringer ist. The outer area may be adapted to filter ingress of water. The outer region may in particular have a filter characteristic for filtering ingress of water. If, for example, the outer region has a greater material density and / or a smaller pore size than the inner region, it is possible that the outer region has a particularly good filtering effect, while in the inner region a Influence of the accumulation body on measurements taking place therein is particularly small, because there the volume ratio of the material of the accumulation body to the absorbed water is lower.
Der Akkumulationskörper kann ausgebildet sein, in den Akkumulationskörper eindringendes Wasser zu filtern, bevor es mit mindestens einem der einen oder mehreren Messfühler in Kontakt kommt. The accumulation body may be configured to filter water entering the accumulation body before it contacts at least one of the one or more probes.
Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, dass Wasser, um (von aussen bzw. aus dem Stoffgemisch) in den inneren Bereich einzudringen, zunächst durch den äusseren Bereich hindurchdringen muss. Durch ein Filtern können aus dem eindringenden Wasser Schwebeteile wie auch andere feste Verunreinigungen herausgefiltert werden. Das Herausfiltern von Schwebeteilen kann einen positiven Einfluss auf die Messungen haben, die mittels des mindestens einen Messfühlers durchgeführt werden. Einerseits kann eine grössere Messgenauigkeit erreicht werden. Andererseits kann aber auch eine grössere Langzeitstabilität der Messergebnisse erreicht werden bzw. eine grössere Lebensdauer des mindestens einen Messfühlers erreicht werden. The device may be designed such that water must first penetrate through the outer region in order to penetrate into the inner region (from the outside or from the substance mixture). By filtering, suspended particles as well as other solid impurities can be filtered out of the penetrating water. The filtering out of suspended parts can have a positive influence on the measurements that are carried out by means of the at least one sensor. On the one hand, a greater accuracy of measurement can be achieved. On the other hand, however, a greater long-term stability of the measurement results can be achieved or a longer life of the at least one sensor can be achieved.
Der Akkumulationskörper kann ein feinporiges Material aufweisen. Feinporige Materialien können besonders gut zur Filterung geeignet sein. The accumulation body may have a fine-pored material. Fine-pored materials can be particularly well suited for filtering.
Der Akkumulationskörper kann relativ klein sein. Zum Beispiel kann er ein Volumen von weniger als 5 cm3, insbesondere von weniger als 2 cm3, insbesondere von weniger als 2 cm3 oder auch von weniger als 0.5 cm3, aufweisen. The accumulation body can be relatively small. For example, it may have a volume of less than 5 cm 3 , in particular less than 2 cm 3 , in particular less than 2 cm 3 or even less than 0.5 cm 3 .
Auch ein Saugkörper des Akkumulationskörpers kann relativ klein sein. Zum Beispiel kann er ein Volumen von weniger als 5 cm3, insbesondere von weniger als 2 cm3, insbesondere von weniger als 2 cm3, insbesondere von weniger als 0.5 cm3, aufweisen. Durch die geringen Volumina kann ein relativ schneller Stoffaustausch möglich sein, so dass sich Änderungen der Eigenschaften des Wassers in der Umgebung relativ schnell, also mit geringer Zeitverzögerung, in entsprechenden Änderungen der Eigenschaften des Wassers im Akkumulationskörper widerspiegeln können. Wenn sich also beispielsweise eine lonenkonzentration in dem zu untersuchenden Stoffgemisch ändert, kann diese bald darauf durch entsprechend veränderte Messwerte des mindestens einen Messfühlers nachweisbar sein. Also, an absorbent body of the accumulation body may be relatively small. For example, it may have a volume of less than 5 cm 3 , in particular less than 2 cm 3 , in particular less than 2 cm 3 , in particular less than 0.5 cm 3 . Due to the small volumes, a relatively rapid mass transfer may be possible, so that changes in the properties of the water in the environment can be reflected relatively quickly, ie with a short time delay, in corresponding changes in the properties of the water in the accumulation body. So if so If, for example, an ion concentration changes in the substance mixture to be examined, it can soon be detectable by correspondingly altered measured values of the at least one measuring probe.
In einem Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine Messfühler in direktem (mechanischen) Kontakt mit dem Akkumulationskörper. Insbesondere kann der mindestens eine Messfühler in den Akkumulationskörper eingebettet sein. So kann der Messfühler zum Beispiel auch in direktem Kontakt mit dem Wasser sein, das in dem Akkumulationskörper aufgenommen ist. Beispielsweise kann der Messfühler, eingebettet in den Akkumulationskörper, direkt mit dem Wasser und mit Fasern des Akkumulationskörpers in Kontakt sein, wobei der mindestens eine Messfühler zum Beispiel einen Filz aus den genannten Fasern aufweisen kann, der in direktem (mechanischen) Kontakt mit dem Akkumulationskörper steht. In one embodiment, the at least one sensor is in direct (mechanical) contact with the accumulation body. In particular, the at least one sensor may be embedded in the accumulation body. For example, the probe may also be in direct contact with the water received in the accumulation body. For example, the probe, embedded in the accumulation body, may be in direct contact with the water and fibers of the accumulation body, the at least one probe, for example, having a felt of said fibers, which is in direct (mechanical) contact with the accumulation body ,
In einem Ausführungsbeispiel ist eine Berührungsfläche zwischen dem mindestens einen Messfühler und dem Akkumulationskörper zeitlich konstant. Dadurch kann es möglich sein, auf relativ einfache Weise relativ genaue Messungen zu erhalten, auch über lange Zeiträume hinweg. Zum Beispiel kann es ausreichend sein, initiale Eichmessungen durchzuführen, ohne die Notwendigkeit, periodisch nachzureichen. In one embodiment, a contact area between the at least one sensor and the accumulation body is constant over time. This may make it possible to obtain relatively accurate measurements in a relatively simple manner, even over long periods of time. For example, it may be sufficient to perform initial calibration measurements without the need for periodic replenishment.
In dem Akkumulationskörper können mindestens zwei Messfühler angeordnet sein. At least two sensors may be arranged in the accumulation body.
In einem Ausführungsbeispiel sind in dem Akkumulationskörper mindestens drei Messfühler angeordnet. In one embodiment, at least three sensors are arranged in the accumulation body.
In einem Ausführungsbeispiel sind in dem Akkumulationskörper mindestens vier Messfühler angeordnet. In one embodiment, at least four sensors are arranged in the accumulation body.
Die Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, mehrere Eigenschaften des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers bestimmen zu können. Die Kombination verschiedener gemessener Werte kann zu einer genaueren Auswertung beitragen, zum Beispiel indem ein gemessener Wert zur Kompensation eines anderen Wertes genutzt wird. Zum Beispiel ist die elektrische Leitfähigkeit einer Flüssigkeit abhängig von der Ionenkonzentration sowie von der Temperatur. Die Temperatur kann also als Korrekturgrösse für die Bestimmung der lonenkonzentration aus einer Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit genutzt werden. The device may be configured to be able to determine a plurality of properties of the water received in the accumulation body. The combination of different measured values can contribute to a more accurate evaluation, for example by using one measured value to compensate for another value. For example, the electrical conductivity of a liquid is dependent on the ion concentration as well as the temperature. The temperature can So be used as a correction variable for the determination of the ion concentration from a measurement of the electrical conductivity of the liquid.
Zur Bestimmung einer lonenkonzentration kann die Vorrichtung beispielsweise einen ersten Messfühler zur Bestimmung einer elektrischen Leitfähigkeit aufweisen, welcher zum Beispiel ein Elektrodenpaar aufweist, sowie einen zweiten Messfühler zur Bestimmung einer Temperatur, welcher zum Beispiel einen NTC (negative temperature coefficient) und/oder einen PTC (positive temperature coefficient) Widerstand aufweist. In order to determine an ion concentration, the device can have, for example, a first measuring sensor for determining an electrical conductivity, which has, for example, a pair of electrodes, and a second measuring sensor for determining a temperature, which for example has a negative temperature coefficient (NTC) and / or a PTC (FIG. positive temperature coefficient) resistance.
Die Vorrichtung kann mindestens zwei in dem Akkumulationskörper angeordnete Messfühler aufweist, wovon ein erster Messfühler dazu eingerichtet ist, eine Korrekturgrösse zu erfassen, welche geeignet ist, eine von einem zweiten Messfühler erfasste Grösse zu korrigieren, z.B. zu normieren. The device may comprise at least two sensors arranged in the accumulation body, of which a first sensor is adapted to detect a correction variable which is suitable for correcting a variable detected by a second sensor, e.g. to normalize.
Ein Beispiel für eine Korrekturgrösse ist die Temperatur des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers. Der erste Messfühler kann zum Beispiel einen NTC- Widerstand und/oder einen PTC- Widerstand aufweisen. Ein weiteres Beispiel für eine Korrekturgrösse ist die Masse des in dem Akkumulationskörper aufgenommen Wassers und/oder der Wassergehalt des Stoffgemisches (diese können durch ein dynamisches Wasseraustauschgleichgewicht zusammenhängen). Der erste Messfühler kann beispielsweise einen Hitze-Puls-Sensor aufweisen, welcher geeignet ist, durch die Messung der Abklingzeit eines Hitze-Pulses (oder einer entsprechenden Temperatur- Anstiegszeit) eine Masse des in dem Akkumulationskörper aufgenommen Wassers und/oder den Wassergehalt des Stoffgemisches zu bestimmen. An example of a correction quantity is the temperature of the water taken up in the accumulation body. The first sensor may have, for example, an NTC resistor and / or a PTC resistor. Another example of a correction quantity is the mass of the water taken up in the accumulation body and / or the water content of the substance mixture (these may be related by a dynamic water exchange equilibrium). For example, the first sensor may include a heat pulse sensor that is capable of measuring, by measuring the decay time of a heat pulse (or a corresponding temperature rise time), a mass of the water received in the accumulator body and / or the water content of the composition determine.
Mindestens einer der Messfühler kann dazu eingerichtet sein, mindestens eine von einer Temperatur des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers verschiedene Eigenschaft zu bestimmen. At least one of the probes may be configured to determine at least one of a temperature of the water received in the accumulation body different property.
Die Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein mindestens eine von einem Wassergehalt des Stoffgemisches verschiedene Grösse zu untersuchen. Einer der Messfühler kann zur Messung einer physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers eingerichtet sein. The device may be configured to examine at least one of a water content of the substance different size. One of the probes may be configured to measure a physical and / or chemical property of the water received in the accumulation body.
Aus WO2006/081693A1 ist ein Wassergehalt-Sensor zur Bestimmung des Wassergehaltes in Erde sowie ein zwischen dem Wassergehalt-Sensor und der Erde angeordnetes Interface bekannt. Der beschriebene Wassergehalt-Sensor basiert auf einem sogenannten Hitze-Puls Sensor, mit dem mittels der Abklingkurve einer Wärmeanregung auf den Wassergehalt von umgebender Erde geschlossen werden kann. Das offenbarte Interface soll aus einem saugfähigen, mechanisch leicht deformierbaren Material mit möglichst kleiner Wärmeleitfähigkeit bestehen, welches die Wärmemessung und somit die Bestimmung des Wassergehaltes möglichst wenig beeinflusst. Ein standardisiertes Interface zur Verbesserung der Wechselwirkung zwischen Bodenfeuchtigkeits-Sensor und Erde ist auch aus WO2006/131008A1 bekannt. Das dort beschriebene mechanisch deformierbare Interface soll Unterschiede in der Oberflächenmorphologie zwischen einem Wassergehalt-Sensor und der umgebenden Erde ausgleichen und so zur Verbesserung der Genauigkeit des Wassergehalt-Sensors beitragen. Ein Wassergehalt-Sensor mit Interface gemäss einer der beiden Veröffentlichungen kann mit einer der erfmdungsgemässen Vorrichtungen kombiniert werden, wobei der von den bekannten Wassergehalt-Sensoren gemessene Wassergehalt als Korrektur- bzw. Normalisierungsparameter für Messergebnisse der erfmdungsgemässen Vorrichtungen, z.B. dem Nährstoffgehalt eines Bodens, verwendet werden kann. WO2006 / 081693A1 discloses a water content sensor for determining the water content in soil and an interface arranged between the water content sensor and the earth. The water content sensor described is based on a so-called heat-pulse sensor, which can be closed by means of the decay curve of a heat excitation on the water content of surrounding soil. The disclosed interface should consist of an absorbent, mechanically easily deformable material with the lowest possible thermal conductivity, which influences the heat measurement and thus the determination of the water content as little as possible. A standardized interface for improving the interaction between soil moisture sensor and soil is also known from WO2006 / 131008A1. The mechanical deformable interface described therein is intended to compensate for differences in surface morphology between a water content sensor and the surrounding earth and thus contribute to improving the accuracy of the water content sensor. A water content sensor with interface according to one of the two publications can be combined with one of the devices according to the invention, the water content measured by the known water content sensors being used as a correction or normalization parameter for measurement results of the devices according to the invention, e.g. the nutrient content of a soil, can be used.
Zurück zur vorliegenden Erfindung. Einer der Messfühler kann zur Messung - einer Ionenkonzentration; Back to the present invention. One of the sensors can be used to measure - an ion concentration;
- einer summarischen Ionenkonzentration; - a summary ion concentration;
- einer Pflanzennährstoff-Ionenkonzentration; einer Nährstoff-Ionenkonzentration; einer Mineralstoff-Konzentration, insbesondere einer Mineralstoff- Ionenkonzentration; einer Düngemittel-Konzentration: einer Pflanzenschutzmittel-Konzentration, insbesondere einer- a plant nutrient ion concentration; a nutrient ion concentration; a mineral concentration, in particular a mineral ion concentration; fertilizer concentration: a concentration of plant protection products, in particular one
Pflanzenschutzmittelwirkstoff-Konzentration; einer Konzentration von in Wasser löslichen Pflanzenschutzmittelbestandteilen, insbesondere Pflanzenschutzmittelwirkstoftbestandteilen; einer Konzentration von metallorganischen Verbindungen; einer Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen; einer Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen aufweisend mindestens eines der Elemente N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co und/oder Ni; einer Konzentration von H2PO4"", HP04 2~, P04 3~ NH4 +, Nitrationen (z.B. N03 ~), Nitriten, K+, Sulfationen (z.B. S04 2~), Na+ und/oder Cl"; einer Spurenelement-Konzentration, wie zum Beispiel von Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn oder deren Ionen; einer Salzkonzentration, wie zum Beispiel von NaCl, CaCl2, NaHC03, Na2C03 oder deren ionische Bestandteile (wie Na+, Cl" usw.); einer Schwermetall-Konzentration, wie z.B. von Pb, Cd, Pu oder deren Ionen; einer elektrischen Leitfähigkeit; und/oder eines pH-Wertes dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers eingerichtet sein. Einer der Messfühler kann zur Messung einer elektrischen Leitfähigkeit des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers eingerichtet sein. Aus der elektrischen Leitfähigkeit kann zum Beispiel auf Eigenschaften der Ionenkonzentration des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers geschlossen werden. Einer der Messfühler kann eine Elektrode aufweisen. Plant protection active substance concentration; a concentration of water soluble plant protection ingredients, especially plant protection agent ingredients; a concentration of organometallic compounds; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co and / or Ni; a concentration of H2PO4 "" , HP0 4 2 ~ , P0 4 3 ~ NH 4 + , nitrate ions (eg N0 3 ~ ), nitrites, K + , sulfate ions (eg S0 4 2 ~ ), Na + and / or Cl " ; a trace element concentration such as Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn or their ions; a salt concentration such as NaCl, CaCl 2 , NaHCO 3 , Na 2 CO 2 3 or their ionic constituents (such as Na + , Cl " , etc.); heavy metal concentration such as Pb, Cd, Pu or their ions; an electrical conductivity; and / or a pH value of the accumulation body water. One of the probes may be arranged to measure an electrical conductivity of the water received in the accumulation body. From the electrical conductivity, for example, it is possible to infer properties of the ion concentration of the water absorbed in the accumulation body. One of the probes may have an electrode.
Zum Beispiel kann einer der Messfühler ein Elektrodenpaar aufweisen und/oder zwei Messfühler können je eine Elektrode eines Elektrodenpaars aufweisen. Ein Elektrodenpaar kann zum Beispiel dazu geeignet sein, eine elektrische Leitfähigkeit des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers zu bestimmen. Die Elektroden bzw. Elektrodenpaare können zum Beispiel Graphit-Elektroden bzw. Graphit-Elektrodenpaare sein. For example, one of the probes may have a pair of electrodes and / or two probes may each have one electrode of a pair of electrodes. For example, an electrode pair may be adapted to determine an electrical conductivity of the water received in the accumulation body. The electrodes or electrode pairs can be, for example, graphite electrodes or graphite electrode pairs.
Ein zur Bestimmung einer elektrischen Leitfähigkeit ausgebildetes Elektrodenpaar kann innerhalb des Akkumulationskörpers so angeordnet sein, dass die elektrische Leitfähigkeit des innerhalb des Akkumulationskörpers aufgenommen Wassers unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Akkumulationskörpers bestimmt werden kann. Insbesondere kann durch eine ausreichende zeitliche Konstanz der Anordnung des Elektrodenpaars relativ zu dem Akkumulationskörper ein anderenfalls auftretender systematischer Messfehler, der sich aufgrund die Leitfähigkeit des Akkumulationskörpers ergibt, durch eine Kalibrierung kompensiert werden. Der Akkumulationskörper kann eine Ausnehmung aufweisen und mindestens einer der einen oder mehreren Messfühler kann in der Ausnehmung angeordnet sein. A pair of electrodes designed to determine an electrical conductivity can be arranged within the accumulation body such that the electrical conductivity of the water received within the accumulation body can be determined independently of the electrical conductivity of the accumulation body. In particular, by a sufficient temporal constancy of the arrangement of the electrode pair relative to the accumulation body, a otherwise occurring systematic measurement error, which results from the conductivity of the accumulation body, be compensated by a calibration. The accumulation body may have a recess and at least one of the one or more probes may be arranged in the recess.
Zum Beispiel kann ein Elektrodenpaar in der Ausnehmung angeordnet sein und eingerichtet sein, die elektrische Leitfähigkeit des innerhalb des Akkumulationskörpers aufgenommen Wassers unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit des Akkumulationskörpers zu bestimmen. For example, a pair of electrodes may be disposed in the recess and configured to determine the electrical conductivity of the water received within the accumulation body, regardless of the electrical conductivity of the accumulation body.
Mittels des Messfühlers zur Bestimmung einer elektrischen Leitfähigkeit kann die elektrische Leitfähigkeit beispielsweise konduktrometrisch gemessen werden. Zum Beispiel kann zwischen zwei Elektroden eine elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom angelegt werden, und der resultierende elektrische Strom bzw. die resultierende elektrische Spannung wird bestimmt. Ein Wert für die elektrische Leitfähigkeit kann dann durch Quotientenbildung gewonnen werden. Die dafür verwendeten Spannungen bzw. Ströme können Wechsel Spannungen bzw. Wechselströme sein, beispielsweise 5 zwischen 1 Hz und 100 kHz, insbesondere zwischen 1 kHz und 50 kHz. By means of the measuring sensor for determining an electrical conductivity, the electrical conductivity can be measured, for example, by conductometry. For example, between two electrodes, an electrical voltage or an electrical Current are applied, and the resulting electric current or the resulting voltage is determined. A value for the electrical conductivity can then be obtained by quotient formation. The voltages or currents used for this purpose can be alternating voltages or alternating currents, for example 5 between 1 Hz and 100 kHz, in particular between 1 kHz and 50 kHz.
Die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit kann aber auch mittels anderer The determination of the electrical conductivity can also by means of others
Methoden bestimmt werden, zum Beispiel mittels FDR (Time-domain reflectometry; Frequenzbereichsreflektometrie) oder mittels TDR (Time-domain reflectometry;  Methods can be determined, for example by means of FDR (time-domain reflectometry) or by means of TDR (time-domain reflectometry;
Zeitbereichsreflektometrie). Beispielsweise weist der Messfühler zwei Elektroden auf, l o die mit einem Hochfrequenzsignal beaufschlagt werden, zum Beispiel innerhalb eines Frequenzbereichs zwischen 10 MHz und 500 MHz. Eine Wellenform eines reflektierten Signals wird dann ausgewertet.  Time Domain Reflectometry). By way of example, the measuring sensor has two electrodes, which are subjected to a high-frequency signal, for example within a frequency range between 10 MHz and 500 MHz. A waveform of a reflected signal is then evaluated.
Einer der Messfühler kann zur Messung einer pH-Wertes des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers eingerichtet sein. Der pH- Wert kann 15 zum Beispiel durch Potentiometrie und/oder durch Ionen-sensitive Feldeffekt- Transistoren gemessen werden. One of the probes may be configured to measure a pH of the water taken up in the accumulation body. The pH value can be measured, for example, by potentiometry and / or by ion-sensitive field-effect transistors.
Einer der Messfühler kann als Ionen-sensitiver Messfühler ausgebildet sein. One of the sensors can be designed as an ion-sensitive sensor.
Ionen-sensitive Feldeffekttransistoren (ISFET) sind heutzutage kommerziell erhältliche Produkte. Ion-sensitive field effect transistors (ISFETs) are today commercially available products.
20 Der Ionen-sensitive Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Feldeffekttransistor ausgebildet sein. Das gilt insbesondere auch für die im folgenden aufgeführten Ionen-sensitiven Messfühler. The ion-sensitive measuring sensor can be designed, for example, as an ion-sensitive field-effect transistor. This applies in particular to the ion-sensitive probes listed below.
Ein Ionen-sensitiver Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Stickstoff aufweisenden Ionen ausgebildet sein, beispielsweise zur 25 Messung von Konzentrationen von NH4 +, Nitraten und/oder Nitriten. An ion-sensitive probe may, for example, be designed as an ion-sensitive probe for measuring nitrogen-containing ions, for example for measuring concentrations of NH 4 + , nitrates and / or nitrites.
Ein Ionen-sensitiver Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Kalium aufweisenden Ionen ausgebildet sein, beispielsweise zur Messung von Konzentrationen von K+. Ein Ionen-sensitiver Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Phosphor aufweisenden Ionen ausgebildet sein, beispielsweise zur Messung von Konzentrationen von H2PO4-, HP04 2~~ und/oder PO43". An ion-sensitive probe may, for example, be designed as an ion-sensitive probe for measuring potassium-containing ions, for example for measuring concentrations of K + . For example, an ion-sensitive probe can be designed as an ion-sensitive probe for measuring phosphorus-containing ions, for example for measuring concentrations of H2PO4, HPO 4 2 ~~ and / or PO 4 3 " .
Ein Ionen-sensitiver Messiühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Sulfat aufweisenden Ionen ausgebildet sein, beispielsweise zur Messung von Konzentrationen von SO42"". For example, an ion-sensitive measurement probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring sulfate-containing ions, for example for measuring concentrations of SO4 2 "" .
Ein Ionen-sensitiver Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Mangan aufweisenden Ionen ausgebildet sein. For example, an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring ions containing manganese.
Ein Ionen-sensitiver Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Kupfer aufweisenden Ionen ausgebildet sein. For example, an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring copper-containing ions.
Ein Ionen-sensitiver Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Zink aufweisenden Ionen ausgebildet sein. For example, an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring zinc-containing ions.
Ein Ionen-sensitiver Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Natrium aufweisenden Ionen ausgebildet sein. Ein Ionen-sensitiver Messfühler kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung von Chlorid aufweisenden Ionen ausgebildet sein. For example, an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring sodium-containing ions. For example, an ion-sensitive probe may be formed as an ion-sensitive probe for measuring chloride-containing ions.
Einer der Messfühler kann einen optischen Sensor aufweisen, also einen Sensor, der mittels elektromagnetischer Strahlung misst. Zum Beispiel kann der Sensor elektromagnetische Strahlung emittieren, die dann mit dem zu untersuchenden Wasser (insbesondere mit den darin enthaltenen Ionen) wechselwirkt, und der Sensor detektiert dann diese und/oder eine gegebenenfalls neu entstandene elektromagnetische Strahlung. One of the sensors may comprise an optical sensor, that is a sensor which measures by means of electromagnetic radiation. For example, the sensor can emit electromagnetic radiation, which then interacts with the water to be examined (in particular with the ions contained therein), and the sensor then detects these and / or an optionally newly formed electromagnetic radiation.
Beispielsweise kann das Wasser mittels eines der Messfühler spektroskopisch untersucht werden, zum Beispiel durch Absorptionsspektroskopie und/oder durchFor example, the water can be examined spectroscopically by means of one of the sensors, for example by absorption spectroscopy and / or by
Emissionsspektroskopie und/oder durch Floureszenz-Spektroskopie und/oder durch Raman-Spektroskopie. Emission spectroscopy and / or by fluorescence spectroscopy and / or by Raman spectroscopy.
Der Sensor kann zur Messung mittels elektromagnetischer Strahlung eingerichtet sein, die im Bereich infrarot bis ultraviolett liegt. Zum Beispiel kann der Sensor eingerichtet sein im sichtbaren Bereich messen, also im Bereich von etwa 380 nm bis 780 nm. Der Sensor kann zur Messung mittels elektromagnetischer Strahlung im Nah-Infrarot- Bereich, als etwa 780 nm bis 3 μιη eingerichtet sein. Der Sensor kann zur Messung mittels elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich und im Nah-Infrarot- 5 Bereich eingerichtet sein. Der Sensor kann zur Durchführung eines optischen Analyseverfahrens eingerichtet sein. The sensor may be adapted for measurement by means of electromagnetic radiation ranging from infrared to ultraviolet. For example, the sensor can be set up be measured in the visible range, ie in the range of about 380 nm to 780 nm. The sensor can be set up for measurement by means of electromagnetic radiation in the near-infrared region, as about 780 nm to 3 μιη. The sensor can be set up for measurement by means of electromagnetic radiation in the visible range and in the near-infrared range. The sensor may be configured to perform an optical analysis process.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Messfühler auf, der eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und elektromagnetische Strahlung zu delektieren. Der Wellenlängenbereich der emittierbaren Strahlung kann innerhalb des j o Wellenlängenbereichs der detektierbaren Strahlung liegen, beispielsweise wenn der Messfühler ein absorptionsspektroskopischer Sensor ist. In anderen Fällen kann der Wellenlängenbereich der emittierbaren Strahlung ausserhalb des Wellenlängenbereichs der detektierten Strahlung liegen, beispielsweise wenn der Messfühler ein In one embodiment, the device has a sensor configured to emit electromagnetic radiation and to detect electromagnetic radiation. The wavelength range of the emissive radiation may be within the j o wavelength range of the detectable radiation, for example when the sensor is an absorption spectroscopic sensor. In other cases, the wavelength range of the emissive radiation may be outside the wavelength range of the detected radiation, for example, when the sensor is a
floureszenzspektroskopischer Sensor oder wenn er ein Raman-Sensor ist.  flourescence spectroscopic sensor or if it is a Raman sensor.
25 Der Messfühler kann einen Lichtleiter aufweisen, zum Bestrahlen des Wassers, das in dem Akkumulationskörper aufgenommen wurde, mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere mit optischer Strahlung. Ein Ende (Auslassende) des Lichtleiters kann beispielsweise mit dem Akkumulationskörpers in Kontakt sein, zum Beispiel bis an diesen herangeführt sein, oder sogar innerhalb des Akkumulationskörpers angeordnetThe sensor may comprise a light guide for irradiating the water received in the accumulation body with electromagnetic radiation, in particular with optical radiation. For example, one end (outlet end) of the light guide may be in contact with the accumulation body, for example, brought up to it, or even disposed within the accumulation body
20 sein, zum Beispiel so, dass das Ende von dem Akkumulationskörper umgeben ist, 20, for example so that the end is surrounded by the accumulation body,
insbesondere in den Akkumulationskörper eingebettet ist. Der Lichtleiter kann beispielsweise ein Glasstab oder ein Quarzstab sein oder auch eine Glasfaser oder ein Glasfaserbündel. Der Lichtleiter kann eine Aussenschicht aufweisen, die die  is embedded in particular in the accumulation body. The light guide may be, for example, a glass rod or a quartz rod or a glass fiber or a glass fiber bundle. The light guide may have an outer layer that the
Lichtleitung durch Reflexion oder durch Totalreflexion begünstigt.  Light conduction by reflection or by total reflection favors.
25 Zur Aufnahme von zu detektierender elektromagnetischer Strahlung kann derselbe 25 For recording of electromagnetic radiation to be detected, the same
Lichtleiter verwendet werden, zum Beispiel wenn in Reflexion gemessen wird oder wenn elektromagnetische Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs angeregt und detektiert wird . Oder der Messfühler kann dafür einen weiteren Lichtleiter aufweisen, zum Beispiel wenn absorptionsspektroskopisch gemessen wird. Spektroskopische Messmethoden können den Vorteil haben, dass sie eine Optical fibers are used, for example, when measured in reflection or when electromagnetic radiation of another wavelength range is excited and detected. Or the sensor may have a further optical fiber, for example, if it is measured by absorption spectroscopy. Spectroscopic measurement methods can have the advantage that they have a
fingerabdruck-artige Detektion bestimmter Stoffe, zum Beispiel Atome, Ionen oder Moleküle, erlauben. Und spektroskopische Messmethoden können auch quantitave Ergebnisse zeitigen, so dass zum Beispiel, nach entsprechender Eichung, quantitative 5 Ergebnisse betreffend einen Phospatgehalt oder einen Gehalt an einem bestimmten Pflanzenschutzmittel usw. (wie hierin beschrieben) eines untersuchten Stoffgemisches wie eines Bodens oder eines sonstigen Pflanzenwachstumssubstrates erhalten werden können.  Fingerprint-like detection of certain substances, such as atoms, ions or molecules allow. And spectroscopic measurement methods may also provide quantitative results such that, for example, after appropriate calibration, quantitative results regarding a phosphate content or content of a particular crop protection agent, etc. (as described herein) of a subject matter mixture such as a soil or other plant growth substrate are obtained can.
Mittels spektroskopischer Messmethoden kann auch eine Feuchtemessung des i o untersuchten Stoff gemisches durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Intensität eines auf den Akkumulationskörper zurückgehenden Signals relativ zu einer Intensität eines auf Wasser zurückgehenden Signals, wie zum Beispiel eines Signal, das für einer bestimmte Molekül Schwingung des Wassermoleküls (H20) charakteristisch ist, ausgewertet werden, um ein Mass für einen Wassergehalt des Akkumulationskörpers zu 15 erhalten, und aus diesem kann auf einen Wassergehalt des untersuchten Stoffgemisches geschlossen werden. By means of spectroscopic measuring methods it is also possible to carry out a moisture measurement of the substance mixture investigated. For example, an intensity of a signal due to the accumulation body relative to an intensity of a signal due to water, such as a signal characteristic of a particular molecule vibration of the water molecule (H20), may be evaluated to provide a measure of the water content of the water molecule Accumulation body to get 15, and from this can be concluded that the water content of the substance mixture studied.
In manchen Ausführungsformen werden, zum Beispiel wie weiter oben beschrieben, Eigenschaften des im Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers direkt an dem Wasser selber bestimmt, insbesondere während es sich in dem AkkumulationskörperIn some embodiments, for example, as described above, characteristics of the water taken up in the accumulation body are determined directly on the water itself, especially while in the accumulation body
20 befindet, und ausserdem ist der Sensor zur Messung mittels optischer Strahlung (sei es infrarot, optisch oder ultraviolett oder Strahlung in einer Kombination der Bereiche) eingerichtet, beispielsweise wie oben beschrieben. Insbesondere zum Beispiel kann der Messfühler ein spektroskopischer Messfühler sein, wie zum Beispiel ein Messiiihler für Infrarotspektroskopie. Solche Ausführungsformen können in-situ eine quantitative20, and in addition, the sensor is adapted for measurement by means of optical radiation (be it infrared, optical or ultraviolet or radiation in a combination of the regions), for example as described above. In particular, for example, the probe may be a spectroscopic probe, such as a spectrometer for infrared spectroscopy. Such embodiments may be in situ a quantitative
25 Bestimmung von Inhaltsstoffen des Wassers ermöglichen, noch dazu relativ schnell und auch sehr dauerhaft (wartungsarm). 25 determination of ingredients of the water, in addition relatively fast and also very durable (low maintenance).
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Messfühler zur Bestimmung einer Temperatur des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers auf und einen Messfühler zur Bestimmung einer Feuchtigkeit des Akkumulationskörpers (entsprechend einer Wasserkonzentration im Akkumulationskörper) auf sowie einen Messfühler zur Bestimmung einer weiteren Eigenschaft des Wassers, insbesondere eine die chemische Zusammensetzung des Wassers betreffende Eigenschaft, beispielweise pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, spezifische und/oder allgemeine Ionenkonzentration und/oder andere hierin genannte Eigenschaften. Dabei können die beiden erstgenannten Messfühler identisch sein, beispielsweise in Form eines Hitze-Puls-Sensors, der einerseits zur Temperaturmessung geeignet ist und andererseits zur Bestimmung von zeitlichen Verläufen von Aufheiz- und/oder Abkühlvorgängen geeignet ist - für die ohnehin (zumindest relative) Temperaturmessungen durchgeführt werden. Ergebnisse des drittgenannten Messfühlers können gegebenenfalls mithilfe der Messergebnisse der anderen beiden Messfühler korrigierbar sein. Derartige Korrekturen können wesentlich genauere Ergebnisse ermöglichen. Beispielsweise sind Ergebnisse von Leitfähigkeitsmessungen (aber auch von den anderen Messungen) meist stark temperaturabhängig und ebenfalls oft stark abhängig davon, wie stark der Akkumulationskörper mit Wasser getränkt ist. Zum Beispiel: Je mehr (ionenhaltiges, elektrisch leitfahiges) Wasser im Akkumulationskörper vorhanden ist, desto weniger trägt ein Einfluss des Materials des Akkumulationskörpers zum Messergebnis bei. In one embodiment, the device has a measuring sensor for determining a temperature of the water received in the accumulation body and a measuring sensor for determining a moisture of the accumulation body (corresponding to a water concentration in the accumulation body) and a sensor for determining a further property of the water, in particular a property relating to the chemical composition of the water, for example pH, electrical conductivity, specific and / or general ion concentration and / or other properties mentioned herein , In this case, the first two sensors may be identical, for example in the form of a heat pulse sensor, which is suitable on the one hand for temperature measurement and on the other hand suitable for determining temporal progression of heating and / or cooling - for the already (at least relative) temperature measurements be performed. If necessary, results of the third sensor can be corrected using the measurement results of the other two sensors. Such corrections can allow much more accurate results. For example, results of conductivity measurements (but also of the other measurements) are usually highly temperature-dependent and also often strongly dependent on how strongly the accumulation body is soaked in water. For example, the more (ion-containing, electrically conductive) water is present in the accumulation body, the less an influence of the material of the accumulation body contributes to the measurement result.
Der drittgenannte Messfühler kann beispielsweise ein spektroskopischer Sensor sein, der zum Beispiel mindestens einen Lichtleiter aufweist, wie weiter oben beschrieben. Der spektroskopische Sensor kann zum Beispiel im sichtbaren Bereich emittieren und/oder detektieren, oder er kann zum Beispiel im nahen Infrarot (etwa 700 nm Wellenlänge bis etwa 2500 nm) emittieren und/oder detektieren. Zusammen mit dem Leitfähigkeitssensor sowie dem Feuchtigkeitssensor und dem (darin gegebenenfalls integrierten) Temperatursensor kann die Vorrichtung relativ umfassende Untersuchungen des im Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers und somit des wasserhaltigen Stoffgemisches ermöglichen. The third-mentioned measuring sensor may for example be a spectroscopic sensor having, for example, at least one light guide, as described above. For example, the spectroscopic sensor may emit and / or detect in the visible range, or may emit and / or detect, for example, in the near infrared (about 700 nm wavelength to about 2500 nm). Together with the conductivity sensor as well as the moisture sensor and the (possibly integrated therein) temperature sensor, the device can allow relatively extensive examinations of the water absorbed in the accumulation body and thus of the water-containing substance mixture.
Einer der Messfühler kann einen Emitter für elektromagnetische Strahlung aufweisen. Einer der Messfühler kann einen Detektor für elektromagnetische Strahlung aufweisen. Einer der Messfühler kann so innerhalb des Akkumulationskörpers angeordnet sein, dass der Messfühler in direktem Kontakt mit dem Akkumulationskörper ist. One of the probes may have an emitter for electromagnetic radiation. One of the probes may include an electromagnetic radiation detector. One of the probes may be disposed within the accumulation body such that the probe is in direct contact with the accumulation body.
Einer der Messfühler kann in den Akkumulationskörper eingebettet sein. One of the probes may be embedded in the accumulation body.
Einer der Messfühler kann so innerhalb des Akkumulationskörpers angeordnet sein, dass der Messfühler den Akkumulationskörper nicht berührt. One of the probes may be disposed within the accumulation body so that the probe does not touch the accumulation body.
Einer der Messfühler kann so innerhalb des Akkumulationskörpers angeordnet sein, dass der Akkumulationskörper eine Messung des Messfühlers nicht oder nur geringfügig beeinflusst. Ein geringfügiger Einfluss des Messwertes kann zum Beispiel ein Einfluss sein, der den Messwert um höchstens 10% verändern. Das Material des Akkumulationskörpers, insbesondere das Material eines inneren Bereiches des Akkumulationskörper, kann derart ausgebildet sein, dass es die Messung durch die Messfühler nicht oder nur geringfügig beeinflusst. Beispielsweise Filze (aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern) können diese Eigenschaft aufweisen. One of the sensors may be arranged inside the accumulation body such that the accumulation body does not or only slightly influences a measurement of the sensor. For example, a minor influence of the measured value may be an influence that does not change the measured value by more than 10%. The material of the accumulation body, in particular the material of an inner region of the accumulation body, can be designed in such a way that it does not or only slightly influences the measurement by the measuring sensors. For example, felts (made of natural and / or synthetic fibers) may have this property.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kombination aufweisend eine der zuvor beschriebenen Vorrichtungen und eine Auswertungseinheit zur Auswertung von durch die Vorrichtung bestimmten Eigenschaften, insbesondere zur Auswertung von durch die Vorrichtung ermittelte Daten wie Messwerten. The invention further relates to a combination having one of the previously described devices and an evaluation unit for evaluating properties determined by the device, in particular for the evaluation of data determined by the device, such as measured values.
Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet sein, aus mittels des mindestens einen Messfühlers ermittelten Daten des im Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers auf eine Eigenschaft des Stoffgemisches zu schliessen. Eine solche Eigenschaft des Stoffgemisches kann zum Beispiel sein: The evaluation unit can be set up to conclude from data acquired by means of the at least one sensor of the water received in the accumulation body on a property of the substance mixture. Such a property of the substance mixture may be, for example:
- eine Ionenkonzentration; - an ion concentration;
- eine summarische Ionenkonzentration; a total ion concentration;
- eine Pflanzennährstoff-Ionenkonzentration; - eine Nährstoff-Ionenkonzentration; - eine Mineralstoff-Konzentration, insbesondere eine Mineraistoff- Ionenkonzentration; - a plant nutrient ion concentration; a nutrient ion concentration; - a mineral concentration, in particular a Mineraistoff- ion concentration;
- eine Pflanzenschutzmittel-Konzentration, insbesondere eine Pflanzenschutzmittelwirkstoff-Konzentration; - a plant protection product concentration, in particular a plant protection agent concentration;
- eine Konzentration von in Wasser löslichen Pflanzenschutzmittelbestandteilen, insbesondere Pflanzenschutzmittelwirkstofftestandteilen; a concentration of water soluble plant protection ingredients, especially plant protection ingredients;
- eine Düngemittel-Konzentration; - a fertilizer concentration;
- eine Konzentration von metall-organischen Verbindungen; a concentration of metal-organic compounds;
- eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen; - a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production;
- eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen aufweisend mindestens eines der Elemente N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co und/oder Ni; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant for the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn , Na, Cl, Co and / or Ni;
- eine Konzentration von H2P04 ~, HP04 2", P04 3", NH4 +, Nitraten (z.B. N03 ~), Nitriten, K+, Sulfaten (z.B. S04 2~), Na+ und/oder Cf; - a concentration of H 2 P0 4 ~ , HP0 4 2 " , P0 4 3" , NH 4 + , nitrates (eg N0 3 ~ ), nitrites, K + , sulphates (eg S0 4 2 ~ ), Na + and / or Cf;
- eine Spurenelement-Konzentration, wie zum Beispiel von Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn oder deren Ionen; a trace element concentration, such as Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn or their ions;
- eine Salzkonzentration, wie zum Beispiel von NaCl, CaCl2, NaHC03, Na2C03 oder deren Ionen; a salt concentration, such as, for example, NaCl, CaCl 2 , NaHCO 3 , Na 2 CO 3 or their ions;
- eine Schwermetall-Konzentration, wie z.B. von Pb, Cd, Pu, Hg, Tl; a heavy metal concentration, e.g. of Pb, Cd, Pu, Hg, Tl;
- eine elektrischen Leitfähigkeit; und/oder an electrical conductivity; and or
- ein pH- Wert. - a pH value.
Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet sein, aus Messwerten zweier oder mehrerer Messfühler auf eine Eigenschaft des Stoffgemisches zu schliessen. Zum Beispiel kann die Auswertungseinheit dazu eingerichtet sein, eine von einem Messfühler erfasste Grösse durch eine von einem weiteren Messfühler erfasste Korrekturgrösse zu korrigieren, z.B. zu normieren. The evaluation unit may be configured to deduce a property of the substance mixture from measured values of two or more measuring sensors. To the For example, the evaluation unit can be set up to correct a variable detected by a measuring sensor by a correction variable detected by another measuring sensor, for example to normalize it.
Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet sein, aus durch die Vorrichtung ermittelten Daten auf eine von Temperatur verschiedene Eigenschaft des Stoffgemisches zu schliessen. The evaluation unit can be set up to conclude from data determined by the device to a property of the substance mixture which is different from temperature.
Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet ist aus durch die Vorrichtung ermittelte Daten auf eine von einem Wassergehalt verschiedene Eigenschaft des Stoffgemisches zu schliessen. Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet sein, bei der Auswertung Kalibrierungs- Daten zu berücksichtigen. The evaluation unit can be set up to close data determined by the device on a property of the substance mixture that is different from a water content. The evaluation unit can be set up to take account of calibration data during the evaluation.
Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet sein, bei der Auswertung voreingestellte gespeicherte Daten zu berücksichtigen. The evaluation unit can be set up to take account of preset stored data during the evaluation.
Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet sein, Daten eines optischen Analyseverfahrens auszuwerten. The evaluation unit may be configured to evaluate data of an optical analysis method.
Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet sein, Daten eines elektro-magnetischen Analyseverfahrens auszuwerten. The evaluation unit may be configured to evaluate data of an electromagnetic analysis method.
Die Auswertungseinheit kann dazu eingerichtet sein, Daten eines auf elektromagnetischer Strahlung basierenden Analyseverfahrens auszuwerten. Die Auswertungseinheit dazu eingerichtet sein, Daten eines spektroskopischen Analyseverfahrens auszuwerten. The evaluation unit may be configured to evaluate data of an electromagnetic radiation-based analysis method. The evaluation unit should be set up to evaluate data from a spectroscopic analysis method.
Die Auswertungseinheit kann mit der Vorrichtung über Kabel verbunden sein. The evaluation unit can be connected to the device via cable.
Die Auswertungseinheit kann drahtlos mit der Vorrichtung verbunden sein, zum Beispiel über eine Funkverbindung. Die Kombination aufweisend eine Vorrichtungen zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches und eine Auswertungseinheit kann Mittel zur drahtlosen Übertragung von Daten aufweisen. Insbesondere kann die Vorrichtung einen Transmitter und die Auswertungseinheit einen Empfänger aufweisen. The evaluation unit can be wirelessly connected to the device, for example via a radio link. The combination comprising a device for in-situ examination of a water-containing substance mixture and an evaluation unit can be means for wireless Transmission of data. In particular, the device may have a transmitter and the evaluation unit may have a receiver.
Die Kombination aufweisend eine Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches und eine Auswertungseinheit kann ferner mit einer Einheit zur Durchführung eines Pflegeschritts, insbesondere zur automatischen Durchführung eines Pflegeschrittes, für ein Wachstumssubstrat wirkverbunden sein. Zum Beispiel kann die automatische Durchführung eines Pflegeschrittes durch ein Auswertungsergebnis der Auswertungseinheit auslösbar sein. The combination comprising a device for in-situ examination of a water-containing substance mixture and an evaluation unit can furthermore be operatively connected to a unit for carrying out a care step, in particular for the automatic performance of a care step, for a growth substrate. For example, the automatic execution of a care step can be triggered by an evaluation result of the evaluation unit.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Pflegeschritt ein Düngen des Wachstumssubstrats umfasst. In one embodiment, the grooming step includes fertilizing the growth substrate.
In einem Ausiührungsbeispiel ist der Pflegeschritt ein Spülen des Wachstumssubstrats umfasst. Der Pflegeschritt des Spülens kann zum Beispiel dazu dienen, den Salzgehalt des Wachstumssubstrates zu regulieren, insbesondere zu reduzieren. In one embodiment, the care step includes rinsing the growth substrate. The rinsing care step may, for example, serve to regulate, in particular reduce, the salinity of the growth substrate.
Die zuvor beschrieben Vorrichtungen zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches können auch Vorrichtungen zur in-situ Bestimmung eines Nährstoffgehaltes in einem Wachstumssubstrat sein. The devices described above for the in-situ examination of a water-containing substance mixture can also be devices for in-situ determination of a nutrient content in a growth substrate.
Die zuvor beschrieben Vorrichtungen zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches können auch Vorrichtungen zur in-situ Bestimmung einer Mineralstoff- Konzentration in einem Wachstumssubstrat sein. Die zuvor beschrieben Vorrichtungen zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches können auch Vorrichtungen zur in-situ Bestimmung einer Ionenkonzentration eines Wachstumssubstrates sein. Die Ionenkonzentration kann zum Beispiel eine oder mehrere der folgenden Konzentrationen sein: The devices described above for the in situ examination of a water-containing substance mixture can also be devices for the in-situ determination of a mineral concentration in a growth substrate. The devices described above for the in-situ examination of a water-containing substance mixture can also be devices for in-situ determination of an ion concentration of a growth substrate. The ion concentration may be, for example, one or more of the following concentrations:
- eine summarische Ionenkonzentration; - eine Pflanzennährstoff-Ionenkonzentration; a total ion concentration; - a plant nutrient ion concentration;
- eine Nährstoff-Ionenkonzentration; eine Mineralstoff-Ionenkonzentration; eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen; eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen aufweisend mindestens eines der Elemente N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe,a nutrient ion concentration; a mineral ion concentration; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant for the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe,
B, Mn, Na, Cl, Co und/oder Ni; B, Mn, Na, Cl, Co and / or Ni;
- eine Konzentration von H2P04 ~, HP04 2~, P04 3~ NH4 +, Nitraten (z.B. N03 ~ ), Nitriten, K+, Sulfaten (z.B. S04 2~), Na+ und/oder Cl'. - a concentration of H 2 PO 4 ~ , HPO 4 2 ~ , P0 4 3 ~ NH 4 + , nitrates (eg N0 3 ~ ), nitrites, K + , sulfates (eg S0 4 2 ~ ), Na + and / or Cl ' .
Die zuvor beschrieben Vorrichtungen zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches können auch Vorrichtungen zur in-situ Bestimmung eines Salzgehaltes, insbesondere Steinsalzgehaltes, eines Wachstumssubstrates sein. The devices described above for the in-situ examination of a water-containing substance mixture can also be devices for the in-situ determination of a salt content, in particular rock salt content, of a growth substrate.
In einem Ausführungsbeispiel ist die zuvor beschriebe Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches eine Vorrichtung zur in-situ Bestimmung eines pH- Wertes eines Wachstumssubstrates. Ein Verfahren zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches kann insbesondere aufweisen: In one embodiment, the device described above for the in-situ examination of a water-containing substance mixture is a device for in-situ determination of a pH of a growth substrate. A method for the in-situ examination of a water-containing substance mixture may in particular comprise:
- einen ersten Schritt, in welchem ein Akkumulationskörper zur Aufnahme von Wasser mit dem Stoffgemisch in Kontakt gebracht wird und Wasser aus dem Stoffgemisch aufnimmt; und - einen zweiten Schritt, in welchem mittels eines oder mehrerer innerhalb desa first step in which an accumulation body for receiving water is brought into contact with the substance mixture and absorbs water from the substance mixture; and - a second step in which one or more within the
Akkumulationskörpers angeordneten Messfühlers mindestens eine Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers bestimmt wird. Accumulator body arranged sensor is determined at least one property of the recorded in the accumulation body water.
Die Erfindung umfasst grundsätzlich Verfahren mit Merkmalen, die den Merkmalen von beschriebenen Vorrichtungen entsprechen, und umgekehrt auch Vorrichtungen mit Merkmalen, die den Merkmalen von beschriebenen Verfahren entsprechen, auch wenn die Merkmale nur im Zusammenhang mit Verfahren oder mit Vorrichtungen explizit genannt sind. Entsprechendes gilt auch für die weiter unten beschriebenen Verwendungen. The invention basically comprises methods having features that correspond to the features of described devices, and conversely also devices having features that correspond to the features of described methods, even if the features are explicit only in connection with methods or with devices are called. The same applies to the uses described below.
Die mittels des Messfühlers bestimmte Eigenschaft kann eine physikalische Grösse des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers sein. Die mittels des Messfühlers bestimmte Eigenschaft kann eine chemische Grösse des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers sein. The property determined by the probe may be a physical quantity of the water received in the accumulation body. The property determined by the probe may be a chemical quantity of the water taken up in the accumulation body.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Eigenschaft mindestens eine von einer Temperatur verschiedene Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers. In one embodiment, the property is at least one non-temperature characteristic of the water received in the accumulation body.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Untersuchung des wasserhaltigen Stoffgemisches mindestens eine von einem Wassergehalt verschiedene Eigenschaft des Stoffgemisches. In one embodiment, the examination of the water-containing substance mixture is at least one property of the substance mixture which is different from a water content.
Die Bestimmung kann beispielsweise mindestens eine der folgenden Eigenschaften des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers betreffen: eine Ionenkonzentration; eine summarischen lonenkonzentration; - eine Pflanzennährstoff-Ionenkonzentration; The determination may, for example, relate to at least one of the following properties of the water taken up in the accumulation body: an ion concentration; a total ion concentration; - a plant nutrient ion concentration;
- eine Nährstoff-Ionenkonzentration; a nutrient ion concentration;
- eine Mineralstoff-Konzentration, insbesondere einer Mineralstoff- Ionenkonzentration ; - a mineral concentration, in particular a mineral ion concentration;
- eine Düngemittel-Konzentration; - eine Pflanzenschutzmittel-Konzentration, insbesondere eine- a fertilizer concentration; - a plant protection product concentration, in particular a
Pflanzenschutzmittelwirkstoff-Konzentration; Plant protection active substance concentration;
- eine Konzentration von in Wasser löslichen Pflanzenschutzmittelbestandteilen, insbesondere Pflanzenschutzmittelwirkstoffbestandteilen; a concentration of water soluble plant protection ingredients, especially plant protection ingredients;
- eine Konzentration von metall-organischen Verbindungen; eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen; eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen aufweisend mindestens eines der Elemente N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe,a concentration of metal-organic compounds; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant for the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe,
B, Mn, Na, CL Co und/oder Ni; B, Mn, Na, CL Co and / or Ni;
- eine Konzentration von H2P04 ", HP04 2~, P04 3~, NH4 +, Nitraten (z.B. ΝΟ ), Nitriten, K+, Sulfaten (z.B. S0 2"), Na+ und/oder Cl"; eine Spurenelement-Konzentration, wie zum Beispiel von Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn oder deren Ionen; eine Salzkonzentration, wie zum Beispiel von NaCl, CaCl2, NaHC03, Na2C03 oder deren Ionen; eine Schwermetall-Konzentration, wie z.B. von Pb, Cd, Pu, Hg, Tl oder deren Ionen; - eine elektrischen Leitfähigkeit; und/oder a concentration of H 2 P0 4 " , HPO 4 2 ~ , P0 4 3 ~ , NH 4 + , nitrates (eg ΝΟ), nitrites, K + , sulfates (eg S0 2" ), Na + and / or Cl " a trace element concentration such as Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn or their ions, a salt concentration such as NaCl, CaCl 2 , NaHCO 3 , Na 2 C0 3 or their ions, a heavy metal concentration, such as Pb, Cd, Pu, Hg, Tl or their ions, - an electrical conductivity, and / or
- ein pH-Wert. - a pH.
Der erste Schritt kann ein Einbetten des Akkumulationskörpers, insbesondere mit einem oder mehreren darin angeordneten Messfuhlern, in ein als Wachstumssubstrat für Pflanzen ausgebildetes wasserhaltiges Stoffgemisch umfassen, zum Beispiel in einen Boden. The first step may comprise embedding the accumulation body, in particular with one or more sensors arranged therein, in a water-containing substance mixture formed as a growth substrate for plants, for example in a soil.
Insbesondere kann der erste Schritt ein Einbetten einer der hierin beschriebenen Vorrichtungen in ein solches Wachstumssubstrat beinhalten. In particular, the first step may include embedding one of the devices described herein in such a growth substrate.
Eine hierin beschriebene Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches oder Kombination einer solchen mit einer Auswertungseinheit kann zur Durchführung eines hierin beschriebenen Verfahrens zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches eingerichtet sein bzw. verwendet werden. Die beschriebenen Verfahren können Teil eines Verfahrens zur Pflege von auf einem Wachstunissubstrat wachsenden Pflanzen sein. Ein solches Verfahren zur Pflege von auf einem Wachstumssubstrat wachsenden Pflanzen kann umfassen: A device described herein for the in-situ examination of a water-containing substance mixture or a combination thereof with an evaluation unit can be set up or used for carrying out a method described herein for the in situ examination of a water-containing substance mixture. The described methods can be part of a method for the care of plants growing on a growth substrate. Such a method of maintaining plants growing on a growth substrate may include:
- eine Untersuchung eines als Wachstumssubstrat für Pflanzen ausgebildeten wasserhaltigen Stoffgemisches gemäss einem der zuvor beschriebenenan examination of a water-containing substance mixture formed as a growth substrate for plants according to one of the previously described
Verfahren zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches; und Method for the in-situ examination of a water-containing substance mixture; and
- danach, in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Untersuchung, ein Pflegeschritt durchgeführt wird. - thereafter, depending on a result of the examination, a care step is performed.
Der Pflegeschritt kann ein Düngen des Wachstumssubstrates umfassen. Die beschriebenen Verfahren können Teil eines Verfahrens zur Pflege von auf einem Wachstumssubstrat wachsenden Pflanzen sein. Ein solches Verfahren zur Pflege von auf einem Wachstumssubstrat wachsenden Pflanzen kann umfassen: The care step may include fertilizing the growth substrate. The described methods can be part of a method for the care of plants growing on a growth substrate. Such a method of maintaining plants growing on a growth substrate may include:
- eine Untersuchung eines als Wachstumssubstrat für Pflanzen ausgebildeten wasserhaltigen Stoffgemisches gemäss einem der hierin beschriebenen Verfahren zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches; und an examination of a water-containing substance mixture formed as a growth substrate for plants according to one of the methods described herein for the in situ examination of a water-containing substance mixture; and
- danach, das Durchführen eines Pflegeschrittes in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Untersuchung, wie beispielsweise von einem gemessen Dünger gehalt. - after that, performing a care step depending on a result of the examination, such as from a measured fertilizer content.
Der Pflegeschritt kann beispielsweise ein Düngen des Wachstumssubstrates umfassen. Der Pflegeschritt kann ein Spülen des Wachstumssubstrates umfassen, insbesondere wobei das Spülen zur Regulierung, insbesondere Verringerung, des Salzgehaltes, beispielsweise des Steinsalzgehaltes (NaCl), des Wachstumssubstrates geeignet ist. The care step may include, for example, fertilizing the growth substrate. The care step may comprise rinsing the growth substrate, in particular wherein the rinsing is suitable for the regulation, in particular reduction, of the salt content, for example of the rock salt content (NaCl), of the growth substrate.
In einer Variante kann der Pflegeschritt abhängig von dem Ergebnis der Untersuchung automatisch ausgelöst und/oder durchgeführt werden. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Parameter des Pflegeschrittes abhängig von dem Ergebnis der Untersuchung gewählt, beispielsweise automatisch eingestellt. Zum Beispiel kann eine Menge zugesetzten Düngers davon abhängig gewählt werden, wieviel Dünger mittels des Untersuchungsverfahrens und/oder mittels der Vorrichtung in dem im Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers nachgewiesen wurde. In a variant, the care step can be triggered and / or performed automatically depending on the result of the examination. In one embodiment, a parameter of the care step is selected depending on the result of the examination, for example set automatically. For example, a lot of added fertilizer can be selected depending on it how much fertilizer has been detected by means of the examination method and / or by means of the device in the water absorbed in the accumulation body.
Das Verfahren zur Pflege von auf einem Wachstumssubstrat wachsenden Pflanzen kann die Verwendung einer zuvor beschriebenen Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches oder zuvor beschriebenen Kombination einer solchen mit einer Auswertungseinheit umfassen. The method of cultivating plants growing on a growth substrate may comprise the use of a previously described apparatus for in situ examination of a hydrous substance mixture or a combination thereof described above with an evaluation unit.
Weiter beschreiben wir die Verwendung eines Akkumulationskörpers, welcher zur Aufnahme von Wasser eines wasserhaltigen Stoffgemisches geeignet ist, zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches, wobei bei der Untersuchung von einem oder mehrere innerhalb des Akkumulationskörpers angeordneten Messfühler eine Eigenschaft des innerhalb des Akkumulationskörpers aufgenommenen Wassers bestimmt wird. Diese Verwendung kann zum Beispiel die hierin beschriebenen Akkumulationskörper betreffen. We further describe the use of an accumulation body, which is suitable for receiving water of a water-containing substance mixture, for in-situ examination of a water-containing substance mixture, wherein in the investigation of one or more arranged within the accumulation body sensor determines a property of the recorded water within the accumulation body becomes. This use may, for example, relate to the accumulation bodies described herein.
Die Eigenschaft kann mindestens eine von einer Temperatur verschiedene Eigenschaft des innerhalb des Akkumulationskörpers aufgenommenen Wassers betreffen. The property may relate to at least one non-temperature property of the water received within the accumulation body.
Die Untersuchung kann mindestens eine von einem Wassergehalt des Stoffgemisches verschiedene Eigenschaft des Stoffgemisches betreffen. The investigation may relate to at least one property of the substance mixture which is different from a water content of the substance mixture.
Die Untersuchung mindestens eine der bereits beschriebenen Eigenschaft und/oder Grössen umfassen. Ein Aufnahmevermögen und/oder eine Saugfähigkeit des Akkumulationskörpers kann je nach Einsatzzweck und/oder Einsatzort gewählt werden. Examine the investigation at least one of the already described property and / or sizes. A capacity and / or an absorbency of the accumulation body can be selected depending on the purpose and / or location.
Das Material des Akkumulationskörpers kann je nach Einsatzzweck und/oder Einsatzort angepasst werden. Zum Beispiel könnte der Akkumulationskörper ein faserhaltiges Material aufweisen, und die Faserdichte je nach Einsatzzweck und/oder Einsatzort angepasst werden. The material of the accumulation body can be adjusted depending on the purpose and / or site. For example, the accumulation body could comprise a fibrous material and the fiber density adjusted according to the purpose and / or location of use.
In einem agrarwirtschaftlichen Szenario kann der Akkumulationskörper je nach Beschaffenheit des wasserhaltigen Stoffgemisches bzw. Wachstumssubstrates ausgewählt werden: Für sehr feuchte Wachstumssubstrate kann ein Akkumulati onskörper mit wenig Saugkraft verwendet werden; für trockenere Wachstumssiibstrate kann ein Akkumulationskörper mit stärkerer Saugkraft verwendet werden. Die oben beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können dergestalt ausgebildet sein, dass der Akkumulationskörper während der Aufnahme des Wassers und während der Bestimmung der mindestens einen Eigenschaft des aufgenommenen Wassers (mittels des mindestens einen innerhalb des Akkumulationskörpers angeordneten Messfühlers) sowie in der dazwischenliegenden Zeit ortsfest bleibt. Solche In an agricultural scenario, the accumulation body, depending on the nature of the water-containing substance mixture or growth substrate For very moist growth substrates, a low-power accumulation body can be used; for drier growth substrates, a more absorbent absorbent body can be used. The above-described devices and methods may be configured such that the accumulation body remains stationary during the uptake of the water and during the determination of the at least one property of the ingested water (by means of the at least one sensor disposed within the accumulation body) and in the intermediate time. Such
Vorrichtungen und Verfahren können somit in dem Sinne„in-situ" sein, als das dasDevices and methods may thus be "in situ" in the sense that the
Wasser an dem selben Ort untersucht wird, an dem es auch in den Akkumulationskörper aufgenommen wurde. Und sie können auch in dem Sinne„in-situ" sein, als dass das Wasser während der Bestimmung der mindestens einen Eigenschaft des Water is examined in the same place where it was also included in the accumulation body. And they may also be "in situ" in the sense that the water is in the determination of the at least one property of the
aufgenommenen Wassers (mittels des mindestens einen innerhalb des absorbed water (by means of at least one within the
Akkumulationskörpers angeordneten Messfühlers) mit dem wasserhaltigen Accumulation body arranged probe) with the water-containing
Stoffgemisch in direktem Kontakt steht und/oder mit diesem in einem dynamischen Gleichgewicht des Wasseraustauschs steht. In solchen Ausführungsformen kann eine kontinuiertliche oder quasi-kontinuierliche (zeitlich engmaschig wiederholte)  Mixture is in direct contact and / or stands with this in a dynamic equilibrium of water exchange. In such embodiments, a continuous or quasi-continuous (repeated in a timely manner)
Bestimmung der Eigenschaften des Wassers stattfinden. Und eine Automatisierung des Vorgangs kann relativ leicht realisiert werden. Ausserdem können nachgeschalteteDetermination of the properties of the water take place. And automation of the process can be realized relatively easily. In addition, downstream can
Prozesse wie Pflegeschritte relativ einfach in automatisierter Form angeknüpft werden. Processes such as care steps can be linked relatively easily in automated form.
Die oben beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können aber auch in einem etwas weniger engen Sinne„in-situ" sein. In solchen Ausführungsformen kann zum Beispiel der Akkumulationskörper oder ein Teil des Akkumulationskörpers zwischen der Aufnahme des Wassers und der Bestimmung der mindestens einen Eigenschaft des aufgenommenen Wassers innerhalb der Vorrichtung bewegt werden Beispielsweise kann die Vorrichtung eine Verschiebevorrichtung aufweisen, mittels der der However, the devices and methods described above may also be "in situ" in a somewhat less narrow sense: In such embodiments, for example, the accumulation body or a portion of the accumulation body may between the intake of the water and the determination of the at least one property of the ingested water For example, the device may comprise a displacement device, by means of which the
Akkumulationskörper oder ein Teil des Akkumulationskörpers innerhalb der Accumulation body or part of the accumulation body within the
Vorrichtung bewegbar ist. Zum Beispiel kann der Akkumulationskörper oder der genannte Teil des Akkumulationskörpers von einer ersten Position, in welcher er das Wasser aufnimmt, in eine zweite Position gebracht werden, in welcher die Bestimmung der mindestens einen Eigenschaft des aufgenommenen Wassers stattfindet. Die Device is movable. For example, the accumulation body or the said part of the accumulation body from a first position in which it receives the water, are brought into a second position in which the determination of the at least one property of the absorbed water takes place. The
Verschiebevorrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, den Akkumulationskörper oder den genannten Teil davon von der zweiten Position zurück in die erste Position zu bringen. Dann kann zum Beispiel ein und derselbe Akkumulationskörper für eine Vielzahl von hintereinander ausgeführten Messungen verwendet werden. Shifting device may also be adapted to bring the accumulation body or said part thereof from the second position back to the first position. Then, for example, one and the same accumulation body can be used for a plurality of successive measurements.
Die Verschiebevorrichtung kann automatisiert betreibbar sein. Dafür kann die The displacement device can be operated automatically. For that, the
Vorrichtung zum Beispiel einen Motor, wie beispielsweise einen Elektromotor, aufweisen sowie einen Energiespeicher, wie beispielsweise eine wiederaufladbarDevice, for example, a motor, such as an electric motor, and having an energy storage, such as a rechargeable
Batterie, zur Speisung des Motors. Die Bewegung von der ersten zur zweiten Position (und ggf. auch die Bewegung von der zweiten Position in die erste Position) kann zum Beispiel aufgrund von Schaltsignalen stattfinden, die manuell gegeben werden, oder aufgrund von automatisiert erzeugten Schaltsignalen, zum Beispiel so, dass die Battery, for powering the engine. The movement from the first to the second position (and possibly also the movement from the second position to the first position) may take place, for example, due to switching signals given manually or due to automatically generated switching signals, for example such that the
Bestimmungen der mindestens einen Eigenschaft des aufgenommenen Wassers zu vorgegebenen Zeiten stattfinden. Determinations of at least one property of the absorbed water take place at predetermined times.
In manchen Ausführungsformen ist die Verschiebevorrichtung manuell betreibbar. Daraus kann ein geringerer Energieverbrauch sowie ein vereinfachter Aufbau der Vorrichtung resultieren. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass für eine Bestimmung der mindestens einen Eigenschaft des aufgenommenen Wassers ein Teil der In some embodiments, the displacement device is manually operable. This can result in lower energy consumption as well as a simplified construction of the device. For example, it can be provided that for a determination of the at least one property of the absorbed water, a part of the
Vorrichtung, wie zum Beispiel mindestens einer der Messfühler, zu demjenigen Teil der Vorrichtung gebracht wird, der den Akkumulationskörper beinhaltet, und an diesen angeschlossen wird. Der Akkumulationskörper (oder der genannte Teil davon) wird, wie gesagt beispielsweise manuell, in die zweite Position gebracht, und mindestens mittels des so angeschlossene Messfühlers wird die mindestens eine Eigenschaft des Wassers bestimmt (wie beschrieben). Ein solches Vorgehen kann sich beispielsweise dann anbieten, wenn der genannte angeschlossene Messfühler gross und/oder schwer und/oder teuer ist. Grundsätzlich kann die Verschiebevorrichtung beispielsweise einen Halteabschnitt zum Halten des Akkumulationskörpers (oder des genannten Teils des Device, such as at least one of the sensors, is brought to that part of the device that includes the accumulation body, and is connected to this. The accumulation body (or the said part thereof) is, as mentioned, for example manually, brought into the second position, and at least by means of the probe thus connected, the at least one property of the water is determined (as described). Such a procedure can be used, for example, when the said connected measuring sensor is large and / or heavy and / or expensive. Basically, the displacement device may, for example, a holding portion for holding the accumulation body (or said part of the
Akkumulationskörpers) und einen damit verbundenen Stangenkörper aufweisen. In einer Ausfuhrungsform weist die Vomchtung einen Hohlkörper, zum Beispiel ein Rohr, auf, und durch ein axiales Verschieben des Stangenkörpers innerhalb des Hohlkörpers wird der Halteabschnitt und mit diesem auch der Akkumulationskörper (oder der genannte Teil davon) innerhalb des Hohlkörpers verschoben. Die erste Position kann sich beispielsweise an einem Ende des Hohlköipers befinden und die zweite Position an einem entgegengesetzten Ende des Hohlkörpers oder in einem mittleren Bereich zwischen den zwei Enden des Hohlkörpers. Accumulation body) and an associated rod body. In one embodiment, the device has a hollow body, for example a tube, and by axially displacing the rod body within the hollow body, the holding section and with it also the accumulation body (or the part thereof) is displaced within the hollow body. The first position may, for example, be located at one end of the hollow body and the second position at an opposite end of the hollow body or in a central area between the two ends of the hollow body.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung muss die Bestimmung der mindestens einen Eigenschaft des aufgenommenen Wassers nicht im eigentlichen Sinne„in-situ" stattfinden. Sie kann zum Beispiel zu einem späteren Zeitpunkt und/oder an einem anderen Ort stattfinden. In einem Verfahren zur Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches gemäss dem zweiten Aspekt wird ein Akkumulationskörper zur In a second aspect of the invention, the determination of the at least one property of the ingested water does not need to be "in-situ" in the true sense of the word, for example at a later time and / or at a different location water-containing substance mixture according to the second aspect is an accumulation body for
Aufnahme von Wasser in einem ersten Schritt mit dem Stoffgemisch in Kontakt gebracht und nimmt Wasser aus dem Stoffgemisch auf. In einem zweiten Schritt wird mittels mindestens eines Messfühlers mindestens eine Eigenschaft des Wassers bestimmt, das in dem ersten Schritt von dem Akkumulationskörper aufgenommen wurde. Für den Akkumulationskörper (und auch für das Stoff gemisch sowie für die genannte Eigenschaft des Wassers) gelten selbstverständlich die in dieser Schrift gemachten Angaben. Er kann also beispielsweise ein hygroskopisches Material aufweisen und sogar zu mehr als 90 Gewichtsprozent aus einem hygroskopischen Material bestehen (im trockenen Zustand). Und das hygroskopische Material kann zum Beispiel aus Fasern bestehen und/oder ein Filz sein. Und der Akkumulationskörper kann dazu dienen, durch Kapillarkraft Wasser aus dem angrenzenden wasserhaltigen Stoffgemisch anzuziehen. Und das wasserhaltige Stoffgemisch kann insbesondere ein Wachstumssubstrat für Pflanzen, also zum Beispiel ein natürlich gewachsener Boden und/oder ein sonstiges in der Landwirtschaft verwendetes Substrat wie z.B. eine Nährlösung sein. Und die genannte Eigenschaft des Wassers kann dessen chemische Zusammensetzung betreffen, insbesondere einen Düngergehalt und/oder einen Absorption of water in a first step brought into contact with the mixture of substances and absorbs water from the mixture. In a second step, at least one property of the water, which was taken up by the accumulation body in the first step, is determined by means of at least one sensor. For the accumulation body (and also for the substance mixture and for the said property of the water) of course, the information given in this document apply. Thus, for example, it may comprise a hygroscopic material and may even consist of more than 90% by weight of a hygroscopic material (in the dry state). And the hygroscopic material may for example consist of fibers and / or be a felt. And the accumulation body can serve to attract by capillary force water from the adjacent water-containing mixture. In particular, the hydrous substance mixture may be a growth substrate for plants, for example a naturally grown soil and / or any other substrate used in agriculture, such as a Be nutrient solution. And said property of the water may relate to its chemical composition, in particular a fertilizer content and / or a
Pflanzennährstoffgehalt und/oder einen Pflanzenschutzmittelgehalt des Wassers. Plant nutrient content and / or a pesticide content of the water.
Der zweite Aspekt kann entsprechend auch eine Verwendung umfassen, nämlich eine Verwendung eines Akkumulationskörpers (zum Beispiel mit den hierin beschriebenen Eigenschaften) zur Aufnahme von Wasser aus einem zu untersuchenden Stoffgemisch (zum Beispiel mit den hierin beschriebenen Eigenschaften), mit dem der Accordingly, the second aspect may also include a use, namely, use of an accumulation body (for example, having the characteristics described herein) for receiving water from a mixture of substances to be investigated (for example, with the properties described herein), with which
Akkumulationskörper in Kontakt gebracht wird, wobei mittels mindestens eines Messfühlers mindestens eine Eigenschaft des Wassers bestimmt wird, inbesondere ein Eigenschaft betreffend die chemische Zusammensetzung des Wassers. Aus den bestimmten Eigenschaften des Wassers kann dann auf Eigenschaften des Accumulator body is brought into contact, wherein by means of at least one sensor at least one property of the water is determined, in particular a property relating to the chemical composition of the water. From the certain characteristics of the water can then on properties of the
Stoffgemisches, beispielsweise auf dessen chemische Zusammensetzung, geschlossen werden. Substance mixtures, for example, on the chemical composition, closed.
In manchen Ausführungsformen ist das Wasser, von dem mittels des mindestens eines Messfühlers die mindestens eine Eigenschaft bestimmt wird, während des Bestimmens (noch) in dem Akkumulationskörper. Zum Beispiel kann dann auch der mindestens eine Messfühler innerhalb des Akkumulationskörpers angeordnet sein (wie für den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben). In some embodiments, the water from which the at least one probe determines the at least one property is (still) in the accumulation body during the determination. For example, then also the at least one sensor may be disposed within the accumulation body (as described for the first aspect of the invention).
In anderen Ausführungsformen aber ist das Wasser, von dem mittels des mindestens eines Messfühlers die mindestens eine Eigenschaft bestimmt wird, während des Bestimmens nicht mehr im Akkumulationskörper. Es kann beispielsweise aus dem Akkumulationskörper (bzw. aus einem Teil des Akkumulationskörpers) herausgepresst sein. Auf diese Weise können Einflüsse, die der Akkumulationskörper auf die In other embodiments, however, the water from which the at least one sensor is determined by means of the at least one sensor is no longer in the accumulation body during the determination. It may, for example, be pressed out of the accumulation body (or of a part of the accumulation body). In this way, influences that the accumulation body on the
Messungen mittels des Messfühlers haben kann, minimiert werden und/oder Measurements by means of the probe can have, be minimized and / or
Eichprozesse zur Eliminierung von Einflüssen des Akkumulationskörpers wegfallen oder vereinfacht werden. Und je nach Art des oder der Messfühler können Messungen vereinfacht oder erst ermöglicht werden. Beispielsweise im Falle spektroskopischer Untersuchungen können Absorptions- und auch Emissionsmessungen vereinfacht werden und/oder bessere Signal-zu-Rauschen-Verhältnisses haben, zum Beispiel weil keine Streuung am Akkumulationskörper stattfindet. Calibration processes for eliminating influences of the accumulation body are eliminated or simplified. And depending on the type of sensor (s), measurements can be simplified or made possible. For example, in the case of spectroscopic investigations, absorption and emission measurements can be simplified and / or have better signal-to-noise ratios, for example because there is no scattering on the accumulation body.
Der Akkumulationskörper kann die weiter oben beschriebene Filtereigenschaft aufweisen. Dadurch kann das in ihm aufgenommene Wasser frei oder zumindest The accumulation body may have the above-described filter property. As a result, the water absorbed in it free or at least
5 weitgehend befreit sein von Schwebeteilchen, die Messungen oftmals stark behindern können. Insbesondere kann für die Eigenschaftsbestimmung mittels des mindestens einen Messfühlers Wasser aus dem oben beschriebenen inneren Bereich untersucht werden. Bzw. es kann solches Wasser untersucht werden, das in einem Bereich („sauberen" Bereich) des Akkumulationskörpers vorhanden ist, der von Bereichen i o verschieden, insbesondere entfernt, ist, in denen der Akkumulationskörper mit dem Stoffgemisch in Kontakt war; oder Wasser, das aus solchen„sauberen" Bereichen stammt, kann untersucht werden. Schwebeteilichen und ähnliche Verschmutzungen verbleiben in einer dünnen Aussenschicht bzw. in dem äusseren Bereich des  5 largely freed from suspended particles, which can often hinder measurements. In particular, for the determination of the properties by means of the at least one measuring sensor, water can be examined from the inner region described above. Or. such water can be examined which is present in a region ("clean" region) of the accumulation body, which is different from regions io, in particular removed, in which the accumulation body was in contact with the substance mixture or water which consists of such "Clean" areas, can be investigated. Suspended particles and similar contaminants remain in a thin outer layer or in the outer area of the
Akkumulationskörpers, angrenzend an Aussenflächen, in denen der  Accumulation body, adjacent to external surfaces in which the
15 Akkumulationskörper mit dem Stoffgemisch in Kontakt war.  15 accumulation body was in contact with the mixture.
Der Akkumulationskörper kann, wie oben im Zusammenhang mit der The accumulation body, as above in connection with the
Verschiebeeinrichtung bereits erwähnt, mehrteilig sein, insbesondere zweiteilig. Dabei können die Teile voneinander separierbar sein. Zum Beispiel kann, während der Aufnahme des Wassers aus dem Stoffgemisch, ein erster Teil des  Shifter already mentioned, be multi-part, especially in two parts. The parts can be separated from each other. For example, while receiving the water from the mixture, a first part of the
20 Akkumulationskörpers mit dem Stoffgemisch in direktem Kontakt sein, während ein zweiter Teil nicht mit dem Stoffgemisch in Kontakt ist, aber mit dem ersten Teil in direktem Kontakt ist. So kann der erste Teil die beschriebene Filterfunktion haben und das Wasser aus dem Stoffgemisch ansaugen und aufnehmen, aber auch einen Teil des aufgenommenen (und darum gefilterten) Wassers an den zweiten Teil des 20 accumulation body with the mixture of substances in direct contact, while a second part is not in contact with the mixture of substances, but is in direct contact with the first part. Thus, the first part may have the described filter function and suck in and take up the water from the mixture of substances, but also some of the absorbed (and therefore filtered) water to the second part of the
5 Akkumulationskörpers abgeben. Während der Wasseraufnahme kann der zweite Teil via den ersten Teil mit dem Stoffgemisch in einem dynamischen Gleichgewicht des Wasseraustausches stehen. Auf diese Weise kann der zweite Teil vor  Deliver 5 accumulation body. During water uptake, the second part via the first part with the mixture of substances can be in a dynamic equilibrium of water exchange. That way, the second part may be ahead
Feststoffverschmutzungen durch das Stoffgemisch geschützt sein. Entsprechend können Eigenschaften des in dem zweiten Teil aufgenommenen Wassers, insbesondere dessen chemische Zusammensetzung, bestimmt werden, ohne dass Feststoffverschmutzungen die Messungen erschweren würden. Bezüglich der Materialien, aus denen die Teile des Akkumulationskörpers bestehen, kann das gleiche gelten, wie das, was oben für den Akkumulationskörper allgemein beschrieben ist. Die Teile des Akkumulationskörpers können materialbezüglich gleichartig oder aber auch verschieden ausgebildet sein. Solid contaminants should be protected by the substance mixture. Accordingly, properties of the water taken up in the second part, in particular its chemical composition, without solid contaminants making the measurements more difficult. With respect to the materials constituting the parts of the accumulation body, the same thing as that generally described above for the accumulation body may apply. The parts of the accumulation body may be similar in terms of material or else formed differently.
Die Eigenschaftsbestimmungen werden in manchen Ausführungsformen durchgeführt, während das Wasser noch in dem zweiten Teil des Akkumulationskörpers ist. Das kann das Bestimmen von Absolutwerten (zum Beispiel von lonenkonzentrationen in dem Stoffgemisch) vereinfachen. Dabei kann ein Messfühler während der Messung in dem Akkumulationskörper (genauer: in dessen zweitem Teil) angeordnet sein und allenfalls zunächst in diesen eingebracht werden. Andererseits kann auch so vorgegangen werden, dass das Wasser von dem Akkumulationskörper (genauer: von dessen zweitem Teil) getrennt wird, beispielsweise durch Auspressen des zweiten Teils, und dann mittels mindestens eines Messfühlers untersucht wird. Dadurch können Einflüsse von Material, aus denen der Akkumulationskörper (genauer: dessen zweiter Teil) besteht, auf die Messungen minimiert werden. The property determinations are made in some embodiments while the water is still in the second part of the accumulation body. This can simplify the determination of absolute values (for example of ion concentrations in the mixture of substances). In this case, a measuring sensor during the measurement in the accumulation body (more precisely, in the second part) may be arranged and possibly initially introduced into this. On the other hand, it is also possible to proceed in such a way that the water is separated from the accumulation body (more precisely, from its second part), for example by pressing out the second part, and then examined by means of at least one measuring probe. As a result, influences of material that make up the accumulation body (more precisely its second part) can be minimized to the measurements.
Wenn das Wasser, nicht mehr im Akkumulationskörper ist, während die mindestens eine Eigenschaft mittels des mindestens eines Messfühlers bestimmt wird, kann es trotzdem möglich sein, Feuchtewerte zu bestimmen und Absolutkonzentrationen von Inhaltsstoffen des Stoffgemisches zu bestimmen. Zum Beispiel kann die Menge des im Akkumulationskörper (oder in einem Teil des Akkumulationskörpers) vorhandenen Wassers bestimmt werden, beispielsweise, indem das Wasser aus dem If the water is no longer in the accumulation body while the at least one property is determined by means of the at least one sensor, it may nevertheless be possible to determine moisture values and to determine absolute concentrations of ingredients of the substance mixture. For example, the amount of water present in the accumulation body (or in a part of the accumulation body) may be determined, for example, by removing the water from the
Akkumulationskörper (oder aus einem Teil des Akkumulationskörpers) extrahiert wird und die Menge oder das Volumen des extrahierten Wassers bestimmt wird. Accumulation body (or from a part of the accumulation body) is extracted and the amount or volume of the extracted water is determined.
Beispielsweise kann der Akkumulationskörper (oder ein Teil des For example, the accumulation body (or part of the
Akkumulationskörpers) ausgepresst werden, insbesondere in einer reproduzierbaren Art und Weise. Wenn der Akkumulationskörper während der Messungen nicht in der Vorrichtung verbleibt, kann dies die Verwendung aufwendiger Analysemethoden bzw. teurer und/oder grosser Messfühler begünstigen. Accumulation body) are pressed out, in particular in a reproducible manner. If the accumulation body does not remain in the device during the measurements, this may favor the use of complex analysis methods or expensive and / or large measuring sensors.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile gehen aus den abhängigen Patentansprüchen 5 und den Figuren hervor. Further embodiments and advantages will become apparent from the dependent claims 5 and the figures.
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausführungsbeispielen und den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch: In the following the subject invention will be explained in more detail with reference to embodiments and the accompanying drawings. They show schematically:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen i o Stoffgemisches mit einem Messfühler, 1 shows a device for in-situ examination of a water-containing i o substance mixture with a probe,
Fig. 2 eine Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Fig. 2 shows an apparatus for in situ examination of a hydrous
Stoffgemisches mit zwei Messfühlern,  Mixture with two sensors,
Fig. 3 eine Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Fig. 3 shows an apparatus for in situ examination of a hydrous
Stoffgemisches mit drei Messfühlern,  Substance mixture with three sensors,
15 Fig. 4 eine Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen 15 Fig. 4 shows a device for in situ examination of a hydrous
Stoffgemisches mit einem äusseren Bereich, der sich von einem inneren Bereich in mindestens einer Materialeigenschaft unterscheidet,  A mixture of substances having an outer region which differs from an inner region in at least one material property,
Fig. 5 eine Vorrichtung zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Fig. 5 shows an apparatus for in situ examination of a hydrous
Stoffgemisches mit drei Messfühlern,  Substance mixture with three sensors,
20 Fig. 6 eine Kombination aus einer zuvor gezeigten Vorrichtung mit einer 20 Fig. 6 shows a combination of a previously shown device with a
Auswertungseinheit, welche miteinander drahtlos verbunden sind.  Evaluation unit, which are wirelessly connected to each other.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Teile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Für das Verständnis der Erfindung nichtBasically, the same or equivalent parts are provided with the same or similar reference numerals in the figures. Not for the understanding of the invention
25 wesentliche Teile sind zum Teil nicht dargestellt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand oder dienen seiner Erläuterung und haben keine beschränkende Wirkung. 25 essential parts are partly not shown. The described Embodiments are exemplary of the subject invention or serve its explanation and have no limiting effect.
Die weiter oben und im folgenden aufgeführten Alternativen und/oder zusätzlichen Merkmale sind optional und untereinander sowie mit den in der sonstigen Beschreibung 5 dargestellten Ausführungsbeispielen beliebig kombinierbar. The alternatives listed above and below and / or additional features are optional and can be combined as desired with one another and with the exemplary embodiments illustrated in the other description 5.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Vorrichtung 1 zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches 2. Die Vorrichtung weist auf: 1 shows in cross-section a device 1 for the in-situ examination of a water-containing substance mixture 2. The device comprises:
- einen Akkumulationskörper 10 zur Aufnahme von Wasser des Stoffgemisches; l o und - An accumulation body 10 for receiving water of the mixture; l o and
- mindestens einen innerhalb des Akkumulationskörpers 10 angeordneten Messfühler 20 zur Bestimmung einer Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper 10 aufgenommenen Wassers. - At least one arranged within the accumulation body 10 sensor 20 for determining a property of the recorded in the accumulation body 10 water.
In dem gezeigten Beispiel ist lediglich ein Messfühler 20 gezeigt. Die Vorrichtung 1 ist 1 5 in einem wasserhaltigen Stoffgemisch 2 eingebettet dargestellt. Ein solches wasserhaltiges Stoffgemisch 2 kann zum Beispiel ein Wachstumssubstrat für Pflanzen sein. In the example shown, only one sensor 20 is shown. The device 1 is 1 5 embedded in a water-containing mixture 2 embedded. Such a hydrous substance mixture 2 may be, for example, a growth substrate for plants.
Der Akkumulationskörper 10 ist so ausgebildet, dass Wasser aus dem wasserhaltigen Stoffgemisch 2 darin aufgenommen werden kann. Zum Beispiel kann der 20 Akkumulationskörper 10 hygroskopisch ausgebildet sein. Er kann dazu ausgebildet sein, Feuchtigkeit aus der Umgebung zu binden. The accumulation body 10 is designed so that water from the water-containing substance mixture 2 can be received therein. For example, the accumulation body 10 may be hygroscopic. He may be trained to bind moisture from the environment.
Der Messfühler 20 ist so angeordnet, dass er eine Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper 10 aufgenommenen Wassers bestimmen kann. Aus der erfassten Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers kann auf eine 25 Eigenschaft des wasserhaltigen Stoffgemisches 2 geschlossen werden. The sensor 20 is arranged so that it can determine a property of the water accommodated in the accumulation body 10. From the detected property of the water absorbed in the accumulation body, it is possible to deduce a property of the water-containing substance mixture 2.
Eine interessante Anwendung der Vorrichtung 1 ist die Messung physikalischer und/oder chemischer Eigenschaften von Wachstumssubstraten für Pflanzen, wie z.B. der Nährstoff- oder der Salzgehalt des Wachstumssubstrats. Agrarwirtschaftliche Wachstumssubstrate sind oft inhomogen ausgebildet, wodurch eine Analyse und insbesondere eine in-situ Analyse nur schwer möglich sind. Die beschriebene Vorrichtung 1 erlaubt es, das Wachstumssubstrat in-situ auf relativ einfache Weise zu untersuchen, indem Wasser aus dem Wachstumssubstrat in dem Akkumulationskörper 10 aufgenommen wird und durch eine oder mehrere Messfühler 20 untersucht wird. Das Wissen um die in dem Wasser gelösten Stoffe lassen Rückschlüsse auf den Zustand des Wachstumssubstrates zu. Diese in-situ erhobenen Daten erlauben es, optimale Zeitpunkte für Pflegeschritte wie Düngen oder Spülen des Wachstumssubstrates zu bestimmen. Eine Verzögerung durch eine Probenentnahme und ein anschliessendes Untersuchen der Probe fern ab der Mess-Stelle entfällt. In einem automatisierten Kontext kann es die Vorrichtung 1 erlauben, einen solchen Pflegeschritt automatisch durchzuführen. An interesting application of the device 1 is the measurement of physical and / or chemical properties of growth substrates for plants, such as the nutrient or salinity of the growth substrate. Agricultural growth substrates are often inhomogeneous, which makes analysis, and particularly in situ analysis, difficult. The apparatus 1 described makes it possible to examine the growth substrate in situ in a relatively simple manner by taking water from the growth substrate in the accumulation body 10 and examining it by means of one or more measuring probes 20. The knowledge of the substances dissolved in the water allow conclusions about the state of the growth substrate. These in situ collected data allow to determine optimal times for maintenance steps such as fertilizing or rinsing the growth substrate. There is no delay due to sampling and subsequent examination of the sample far away from the measuring point. In an automated context, it may allow the device 1 to automatically perform such a care step.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Sie entspricht weitgehend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, ausser, dass die Vorrichtung 1 in dem hier gezeigten Beispiel zwei Messfühler 20 umfasst. 2, a further embodiment of the invention is shown. It largely corresponds to the embodiment shown in FIG. 1, except that the device 1 in the example shown here comprises two sensors 20.
Zwei Messfühler 20 können es erlauben, zwei unterschiedliche Grössen zu erfassen. Dadurch kann es möglich sein, zwei Eigenschaften des in dem Akkumulationskörper 10 aufgenommenen Wassers bestimmen. Die beiden Eigenschaften können zum Beispiel als unabhängige Eigenschaften ausgegeben werden und/oder zum Schliessen auf eine andere Eigenschaft kombiniert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass eine erste erfasste Eigenschaft genutzt wird, um eine zweite erfasste Eigenschaft zu korrigieren. Wenn zum Beispiel eine grundsätzlich temperaturabhängige Grösse gemessen wird, z.B. eine elektrische Leitiähigkeit des Wassers, kann zusätzlich noch die Temperatur des Wassers bestimmt werden, so dass durch die Kombination der Messwerte ein korrekter (temperaturkorrigierter) Wert der Grösse, zum Beispiel eine korrekte (temperaturkorrigierte) elektrische Leitfähigkeit, bestimmt werden kann. In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Sie entspricht weitgehend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, ausser, dass die Vorrichtung 1 in dem hier gezeigten Beispiel drei Messfühler 20 umfasst. Two probes 20 may allow to detect two different magnitudes. As a result, it may be possible to determine two properties of the water received in the accumulation body 10. For example, the two properties may be output as independent properties and / or combined for closure to another property. Another possibility is that a first detected property is used to correct a second detected property. If, for example, an essentially temperature-dependent variable is measured, eg an electrical conductivity of the water, the temperature of the water can additionally be determined, so that by combining the measured values a correct (temperature-corrected) value of the size, for example a correct (temperature-corrected) electrical conductivity, can be determined. FIG. 3 shows a further embodiment of the invention. It largely corresponds to the embodiment shown in FIG. 1, except that the device 1 in the example shown here comprises three sensors 20.
5 5
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Sie entspricht weitgehend der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform (mit einem oder mehreren Messfühlern). In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel weist der Akkumulationskörper 10 einen äusseren Bereich 11 und einen inneren Bereich 12 auf, wobei der äussere I G Bereich 1 1 den inneren Bereich 12 umgibt. 4, a further embodiment of the invention is shown. It largely corresponds to the embodiment shown in FIG. 1 (with one or more sensors). In the example shown in FIG. 4, the accumulation body 10 has an outer region 11 and an inner region 12, the outer I G region 11 surrounding the inner region 12.
Die beiden Bereiche können unterschiedliche Materialeigenschaften haben. Zum Beispiel kann der äussere Bereich 1 1 eine höhere Materialdichte aulweisen. Dadurch kann der äussere Bereich 1 1 zum Filtern von in den Akkumulationskörper 10 eindringenden Wasser eingerichtet sein, wodurch zum Beispiel Schwebeteile aus dem 25 Wasser gefiltert werden können, bevor das Wasser die Messfühler 20 erreicht. The two areas can have different material properties. For example, the outer region 11 may have a higher material density. As a result, the outer region 1 1 can be set up to filter water entering the accumulation body 10, as a result of which, for example, suspended particles can be filtered out of the water before the water reaches the measuring sensors 20.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Sie entspricht weitgehend der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform. 5, a further embodiment of the invention is shown. It largely corresponds to the embodiment shown in Fig. 3.
Auch in dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel weist die Vorrichtung 1 drei Messfühler 20 auf: Also in the example shown in FIG. 5, the device 1 has three sensors 20:
- einen erste Messfühler aufweisend ein Elektrodenpaar 21, a first sensor having a pair of electrodes 21,
- einen zweiten Messfühler aufweisend einen Ionen-sensitiven Messfühler ionensensitiver Messfühler 24, sowie - A second sensor having an ion-sensitive sensor ion-sensitive probe 24, and
- einen dritten Messfühler aufweisend einen Temperatur-Sensor 23. Das Elektrodenpaar 21 kann dazu eingerichtet sein, eine elektrische Leitfähigkeit des in dem Akkumulationskörper aufgenommenen Wassers zu messen. Dadurch kann zu Beispiel auf eine (summierte) Ionenkonzentration in dem Wasser geschlossen werden. a third sensor having a temperature sensor 23. The electrode pair 21 may be configured to measure an electrical conductivity of the water received in the accumulation body. As a result, it is possible, for example, to deduce a (summed) ion concentration in the water.
Die Leitfähigkeitsmessung kann beispielsweise konduktometrisch erfolgen, oder mittels FDR (Time-domain reflectometry; Frequenzbereichsreflektometrie) oder mittels TDR (Time-domain reflectometry; Zeitbereichsreflektometrie). Conductivity measurement can be done, for example, conductometrically, or by FDR (time-domain reflectometry) or by TDR (time-domain reflectometry).
Der Ionen-sensitive Messfühler 24 kann zum Beispiel als Ionen-sensitiver Feldeffekt- Transistor (ISFET) ausgebildet sein und dazu eingerichtet sein, die Stickstoff- Ionenkonzentration in dem Wasser zu messen. Sowohl die Messung der elektrischen Leitfähigkeit als auch die Messung mittels des Ionen-sensitiven Messfühlers 24 können Ergebnisse liefern, die von der Temperatur des Wassers abhängen. Durch die Temperaturmessung durch den dritten Messfühler ist es möglich, die Temperatur des Wassers am Ort der Messung zu ermitteln und dadurch die Ergebnisse der anderen Messungen, beispielsweise mit Hilfe entsprechender Kalibrierungen, zu korrigieren. The ion-sensitive probe 24 may be formed, for example, as an ion-sensitive field effect transistor (ISFET) and configured to measure the nitrogen ion concentration in the water. Both the measurement of the electrical conductivity and the measurement by means of the ion-sensitive sensor 24 can provide results that depend on the temperature of the water. Temperature measurement by the third sensor makes it possible to determine the temperature of the water at the location of the measurement and thereby correct the results of the other measurements, for example by means of appropriate calibrations.
Fig. 6 zeigt eine Kombination aus einer der zuvor beschriebenen Vorrichtungen 1 und einer Auswertungseinheit 30, welche zur Auswertung von Daten aus der Vorrichtung 1 ausgebildet ist. Die Vorrichtung 1 und die Auswertungseinheit 30 sind durch Mittel 40 zur drahtlosen Übertragung von Daten (zum Beispiel durch zwei Transponder) verbunden. Prinzipiell sind auch andere Verbindungen wie z.B. eine kabelgebundene Verbindung möglich. FIG. 6 shows a combination of one of the previously described devices 1 and an evaluation unit 30, which is designed to evaluate data from the device 1. The device 1 and the evaluation unit 30 are connected by means 40 for the wireless transmission of data (for example by two transponders). In principle, other compounds such as e.g. a wired connection possible.
Die Auswertungseinheit 30 kann dazu eingerichtet sein, von Eigenschaften, die mittels der Messfühler 20 der Vorrichtung 1 erfasst wurden, auf Eigenschaften des wasserhaltigen Stoffgemisches zu schliessen. The evaluation unit 30 can be set up to conclude properties of the water-containing substance mixture from properties which were detected by means of the measuring sensors 20 of the device 1.
Die Auswertungseinheit 30 kann ihrerseits wieder mit einer weiteren Einheit 50 in Kontakt stehen, zum Beispiel zum Übermitteln von Auswertungsergebnissen oder von davon abgeleiteten Daten. Die Einheit 50 kann, abhängig von den Auswertungsergebnissen, bestimmte Prozesse steuern, beispielsweise in Gang setzen. Zum Beispiel kann die Einheit 50 der Durchführung von Pflegeschritten dienen. The evaluation unit 30 may itself in turn be in contact with another unit 50, for example for transmitting evaluation results or data derived therefrom. The unit 50 may, depending on the Evaluation results, control certain processes, for example, set in motion. For example, unit 50 may be used to perform care.
In einem agrarwirtschaftlichen Szenario kann die Auswertungseinheit 30 zum Beispiel mit einer automatischen Düngungseinheit in Kontakt stehen und diese beim Feststellen eines Nährstoffmangels zur automatischen Düngung des agrarwirtschaftlichen Wachstumssubstrates anregen. Ausgehend von den ausgewerteten Ergebnissen (aus Aus wertungseinheit 30) kann eine Zusammensetzung des Düngers genau an die (aktuellen) Bedürfnisse des Wachstumssubstrates bzw. der darauf wachsenden Pflanzen angepasst werden. Der Einsatz mehrerer Vorrichtungen 1 kann es ermöglichen, eine lokale Verteilung des Nährstoffbedarfes zu erfassen und die Düngung lokal anzupassen. In an agricultural scenario, the evaluation unit 30 may, for example, be in contact with an automatic fertilizer unit and encourage it to detect a nutrient deficiency for automatic fertilization of the agricultural growth substrate. Based on the evaluated results (from evaluation unit 30), a composition of the fertilizer can be adapted exactly to the (actual) needs of the growth substrate or the plants growing thereon. The use of several devices 1 may make it possible to detect a local distribution of nutrient requirements and to adjust the fertilization locally.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (1 ) zur in-situ Bestimmung eines Pflanzennährstoffgehaltes eines wasserhaltigen Wachstumssubstrats (2) für Pflanzen, aufweisend 1. Device (1) for in-situ determination of a plant nutrient content of a hydrous growth substrate (2) for plants, comprising
5 - einen Akkumulationskörper (10) zur Aufnahme von Wasser des 5 - an accumulation body (10) for receiving water of the
Wachstumssubstrates (2); und  Growth substrate (2); and
- einen oder mehrere innerhalb des Akkumulationskörpers (10) angeordnete Messfühler (20) zur Bestimmung einer Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers, l o wobei die Eigenschaft einen Pflanzennährstoffgehalt des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers betrifft, insbesondere wobei die Eigenschaft ein Pflanzennährstoffgehalt des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers ist. - One or more within the accumulation body (10) arranged sensor (20) for determining a property of the accumulation body (10) recorded water, lo wherein the property relates to a plant nutrient content of the accumulation in the body (10) water, in particular wherein the property a plant nutrient content of the water taken up in the accumulation body (10).
2. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 1 , die mindestens zwei innerhalb des 15 Akkumulationskörpers (10) angeordnete Messfühler (20) aufweist, von denen einer ein2. Device (1) according to claim 1, which has at least two inside the 15 accumulation body (10) arranged sensor (20), one of which a
Messfühler (20) zur Bestimmung einer Ionenkonzentration des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers ist und ein anderer ein Messfühler (20) zur Bestimmung einer Temperatur des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers ist, insbesondere wobei die Ionenkonzentration eine 20 Nährstoff-Ionenkonzentration ist. A sensor (20) for determining an ion concentration of the water taken up in the accumulation body (10) and another is a sensor (20) for determining a temperature of the water taken up in the accumulation body (10), in particular wherein the ion concentration is a nutrient ion concentration is.
3. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Akkumulationskörper (10) zu mehr als 80 Gewichtsprozent aus einem faserhaltigen hygroskopischen Material besteht, insbesondere wobei das faserhaltige hygroskopische Material Filz ist. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the accumulation body (10) consists of more than 80% by weight of a fibrous hygroscopic material, in particular wherein the fibrous hygroscopic material is felt.
25 4. Kombination aufweisend eine Auswertungseinheit (30) zur Auswertung von Daten und eine Vorrichtung (1 ) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, die innerhalb des Akkumulationskörpers (10) mindestens einen ersten und einen zweiten Messfühler (20) aufweist, wobei die Auswertungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, Daten, die mittels des ersten Messfühlers (20) ermittelt sind, zur Korrektur von Daten, die mittels des zweiten Messfühlers (20) ermittelt sind, zu verwenden, insbesondere um mittels der korrigierten Daten auf einen Pflanzennährstoffgehalt des Wachstumssubstrates zu schliessen. 25 4. Combination comprising an evaluation unit (30) for evaluating data and a device (1) according to one of the preceding claims, which within the accumulation body (10) at least a first and a second Measuring sensor (20), wherein the evaluation unit (30) is adapted to data, which are determined by the first sensor (20), for the correction of data, which are determined by the second sensor (20) to use, in particular to using the corrected data to conclude a plant nutrient content of the growth substrate.
5. Vorrichtung (1 ) zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches (2), aufweisend 5. Device (1) for in-situ examination of a water-containing substance mixture (2), comprising
- einen Akkumulationskörper (10) zur Aufnahme von Wasser des Stoffgemisches; und - einen oder mehrere innerhalb des Akkumulationskörpers (10) angeordnete- An accumulation body (10) for receiving water of the mixture; and one or more within the accumulation body (10)
Messfühler (20) zur Bestimmung einer Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers. A sensor (20) for determining a property of the water received in the accumulation body (10).
6. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eigenschaft eine von einer Temperatur des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers verschiedene Eigenschaft ist. The apparatus (1) according to any one of the preceding claims, wherein the property is a property different from a temperature of the water accommodated in the accumulation body (10).
7. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Untersuchung mindestens eine von einem Wassergehalt des Stoffgemisches (2) verschiedene Grösse betrifft. 7. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the examination relates to at least one of a water content of the mixture (2) different size.
8. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Akkumulationskörper (10) ein hygroskopisches Material aufweist, insbesondere wobei das hygroskopische Material Filz ist. 8. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the accumulation body (10) comprises a hygroscopic material, in particular wherein the hygroscopic material is felt.
9. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 8, wobei der Akkumulationskörper (10) zu mehr als 50 Gewichtsprozent, insbesondere zu mehr als 90 Gewichtsprozent, insbesondere vollständig, aus dem hygroskopischen Material besteht. 9. Device (1) according to claim 8, wherein the accumulation body (10) to more than 50 weight percent, in particular more than 90 weight percent, in particular completely, consists of the hygroscopic material.
10. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Akkumulationskörper (10) einen äusseren Bereich (1 1) und einen inneren Bereich (12) aufweist, wobei der äussere Bereich (1 1 ) den inneren Bereich ( 12) umgibt, und der äussere Bereich (1 1) andere Materialeigenschaften als der innere Bereich (12) aufweist. 10. The device according to claim 1, wherein the accumulation body has an outer region and an inner region , wherein the outer region (1 1) surrounds the inner region (12), and the outer region (1 1) has different material properties than the inner region (12).
1 1. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 10, wobei der äussere Bereich (1 1) dazu eingerichtet ist mit dem wasserhaltigen Stoffgemisch (2) in Kontakt gebracht zu werden. 1 1. A device (1) according to claim 10, wherein the outer region (1 1) is adapted to be brought into contact with the aqueous mixture of substances (2).
12. Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 10 bis 1 1 , wobei der äussere Bereich (1 1 ) aus einem anderen Material als der innere Bereich (12) besteht. 12. Device (1) according to any one of claims 10 to 1 1, wherein the outer region (1 1) consists of a different material than the inner region (12).
13. Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der äussere Bereich (1 1) eine andere Materialdichte als der innere Bereich (12) aufweist, insbesondere wobei der äussere Bereich (1 1 ) und der innere Bereich (12) aus dem gleichen Material bestehen, aber unterschiedliche Materialdichten aufweisen. 13. Device (1) according to one of claims 10 to 12, wherein the outer region (1 1) has a different material density than the inner region (12), in particular wherein the outer region (1 1) and the inner region (12). consist of the same material, but have different material densities.
14. Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der äussere Bereich (11 ) eine Filtereigenschaft zum Filtern von eindringendem Wasser aufweist. 14. Device (1) according to one of claims 10 to 13, wherein the outer region (11) has a filter property for filtering ingress of water.
15. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Akkumulationskörper (10) einen Saugkörper aufweist. 15. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the accumulation body (10) has an absorbent body.
16. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 15, wobei der Saugkörper ein Volumen von weniger als 1cm3 hat. 16. Device (1) according to claim 15, wherein the absorbent body has a volume of less than 1cm 3 .
17. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei innerhalb des Akkumulationskörpers (10) zwei, drei, vier oder mehr Messfühler (20) angeordnet sind. 17. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein within the accumulation body (10) two, three, four or more sensors (20) are arranged.
18. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer Ionenkonzentration des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 18. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) is arranged for measuring an ion concentration of the water absorbed in the accumulation body (10).
19. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer summarischen Ionenkonzentration des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 19. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) is arranged to measure a total ion concentration of the water absorbed in the accumulation body (10).
20. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer Konzentration von Stickstoff aufweisenden Ionen des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 20. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) for measuring a concentration of nitrogen having ions of the water received in the accumulation body (10) is set up.
21. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer Konzentration von Kalium aufweisenden21. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) for measuring a concentration of potassium having
5 Ionen des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 5 ions of the accumulated in the accumulation body (10) water is set up.
22. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer Konzentration von Phosphor aufweisenden Ionen des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 22. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) for measuring a concentration of phosphorus-containing ions of the accumulation in the body (10) recorded water is set up.
23. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens o einer der Messfühler (20) zur Messung einer Konzentration von Mangan aufweisenden23. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least o one of the measuring sensor (20) for measuring a concentration of manganese having
Ionen des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. Ion of the accumulation in the body (10) recorded water is set up.
24. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer Konzentration von Kupfer aufweisenden Ionen des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 524. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring probes (20) is arranged to measure a concentration of copper-containing ions of the water accommodated in the accumulation body (10). 5
25. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer Konzentration von Zink aufweisenden Ionen des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 25. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) is adapted to measure a concentration of zinc-containing ions of the water accommodated in the accumulation body (10).
26. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer Steinsalz-Konzentration des in dem0 Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 26. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring probes (20) is adapted to measure a rock salt concentration of the water taken up in the accumulation body (10).
27. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung einer Spurenelement-Konzentration des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 27. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) is adapted to measure a trace element concentration of the water absorbed in the accumulation body (10).
28. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens5 einer der Messfühler (20) zur Messung einer elektrischen Leitfähigkeit des in dem28. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least 5 one of the measuring sensors (20) for measuring an electrical conductivity of the in the
Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. Accumulation body (10) of recorded water is set up.
29. Vorrichtung (1 ) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) eine Elektrode (21) aufweist. 29. Device according to claim 1, wherein at least one of the measuring sensors has an electrode.
30. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vonichtung (1) ein Elektrodenpaar aufweist. 30. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the direction (1) comprises a pair of electrodes.
31. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) zur Messung eines pH- Wertes des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers eingerichtet ist. 31. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) is adapted to measure a pH of the water received in the accumulation body (10).
32. Vonichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) als Ionen-sensitiver Messfühler (20, 24) ausgebildet ist, insbesondere wobei der mindestens eine Messfühler (20) als Ionen-sensitiven Feldeffekttransistor ausgebildet ist. 32. Vonichtung (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the sensor (20) as an ion-sensitive sensor (20, 24) is formed, in particular wherein the at least one sensor (20) is designed as an ion-sensitive field effect transistor.
33. Vorrichtung (1 ) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) als 33. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) as
- Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Stickstoff aufweisenden Ionen, insbesondere zur Messung einer Konzentration von NH4 +,- Ion-sensitive probe for measuring a concentration of nitrogen-containing ions, in particular for measuring a concentration of NH 4 + ,
Nitraten und/oder Nitriten; Nitrates and / or nitrites;
- Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Kalium aufweisenden Ionen, insbesondere zur Messung einer Konzentration von K+; - Ion-sensitive probe for measuring a concentration of potassium-containing ions, in particular for measuring a concentration of K + ;
- Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Phosphor aufweisenden Ionen, insbesondere zur Messung einer Konzentration von- Ion-sensitive probe for measuring a concentration of phosphorus-containing ions, in particular for measuring a concentration of
H2PO4", HPO42" und/oder P04 3~; H2PO4 " , HPO4 2" and / or P0 4 3 ~ ;
- Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Sulfat aufweisenden Ionen, insbesondere zur Messung einer Konzentration von S04 2~; - Ion-sensitive probe for measuring a concentration of sulfate-containing ions, in particular for measuring a concentration of S0 4 2 ~ ;
- Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Mangan aufweisenden Ionen; - Ion-sensitive probe for measuring a concentration of manganese-containing ions;
- Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Kupfer aufweisenden Ionen: - Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Zink aufweisenden Ionen; - Ion-sensitive probe for measuring a concentration of copper-containing ions: - Ion-sensitive probe for measuring a concentration of zinc-containing ions;
- Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Natrium aufweisenden Ionen; - Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von Chlorid aufweisenden Ionen; und/oder - Ion-sensitive probe for measuring a concentration of sodium ions; - Ion-sensitive probe for measuring a concentration of chloride containing ions; and or
- Ionen-sensitiver Messfühler zur Messung einer Konzentration von H2PO4", HPO42", P04 3~, NH4 +, Nitrat, Nitrit, K+, Sulfat, Na+ und/oder Cl¬ ausgebildet ist. - Ion-sensitive probe for measuring a concentration of H2PO4 " , HPO4 2" , P0 4 3 ~ , NH 4 + , nitrate, nitrite, K + , sulfate, Na + and / or Cl ¬ is formed.
34. Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Messfühler (20) einen Sensor zur Messung mittels elektromagnetischer Strahlung aufweist, insbesondere ein Spektrometer aufweist. 34. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the measuring sensors (20) has a sensor for measuring by means of electromagnetic radiation, in particular a spectrometer.
35. Vorrichtung (1) gemäss Anspruch 34, wobei der Sensor zur Messung mittels elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich eingerichtet ist. 35. Device (1) according to claim 34, wherein the sensor is arranged for measurement by means of electromagnetic radiation in the visible range.
36. Vorrichtung (1 ) gemäss einem Ansprüche 34 bis 35, wobei der Sensor zur Messung mittels elektromagnetischer Strahlung im Nah-Infrarot-Bereich eingerichtet ist. 36. Device (1) according to one of claims 34 to 35, wherein the sensor for measuring by means of electromagnetic radiation in the near-infrared region is set up.
37. Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 34 bis 36, wobei mindestens einer der Messfühler (20) einen Emitter und/oder einen Detektor für elektromagnetische Strahlung aufweist. 37. Device (1) according to one of claims 34 to 36, wherein at least one of the measuring sensors (20) has an emitter and / or a detector for electromagnetic radiation.
38. Vorrichtung (1 ) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) mindestens zwei in dem Akkumulationskörper (10) angeordnete Messfühler (20) aufweist, wovon ein erster Messfühler (20) dazu eingerichtet ist eine Korrekturgrösse zu erfassen, welche geeignet ist, eine von einem zweiten Messfühler (20) erfasste Grösse zu korrigieren, insbesondere zu normieren. 38. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the device (1) has at least two in the accumulation body (10) arranged sensor (20), of which a first sensor (20) is adapted to detect a correction variable, which suitable is to correct a detected by a second sensor (20) size, in particular to normalize.
39. Vorrichtung ( 1) gemäss Ansprüche 38, wobei der erste Messfühler (20) dazu eingerichtet ist, eine Temperatur des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers zu erfassen, insbesondere wobei der . erste Messfühler (20) einen NTC- Widerstand und/oder PTC-Widerstand aufweist. 39. Device (1) according to claim 38, wherein the first measuring sensor (20) is adapted to a temperature of the in the accumulation body (10) recorded Detecting water, in particular the. first sensor (20) has an NTC resistor and / or PTC resistor.
40. Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 38 bis 39, wobei der erste Messfühler (20) dazu eingerichtet ist, einen Wassergehalt des Stoffgemisches (2) zu erfassen.  40. Device (1) according to one of claims 38 to 39, wherein the first measuring sensor (20) is adapted to detect a water content of the substance mixture (2).
41. Vorrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 38 bis 40, wobei der erste Messfühler (20) dazu eingerichtet ist, eine Menge des in dem Akkumulationskörpers (10) aufgenommenen Wassers zu erfassen, insbesondere wobei erste Messfühler (20) einen Hitze-Puls-Sensor (23) aufweist.  41. Device (1) according to one of claims 38 to 40, wherein the first measuring sensor (20) is adapted to detect a quantity of the water received in the accumulation body (10), in particular wherein first measuring sensors (20) have a heat pulse Sensor (23).
42. Kombination aufweisend eine Vorrichtung (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche und eine Auswertungseinheit (30) zur Auswertung von Daten. 42. Combination comprising a device (1) according to one of the preceding claims and an evaluation unit (30) for evaluating data.
43. Kombination gemäss Anspruch 42, wobei die Auswertungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, Daten auszuwerten, die mittels des mindestens einen Messfühlers bestimmt wurden, insbesondere wobei die Auswertungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, aus mittels der Vorrichtung (1) ermittelten Daten des im Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers auf eine Eigenschaft des Stoffgemisches (2) zu schliessen. 43. The combination as claimed in claim 42, wherein the evaluation unit (30) is configured to evaluate data which has been determined by means of the at least one sensor, in particular wherein the evaluation unit (30) is adapted from data determined by means of the device (1) in the accumulation body (10) absorbed water on a property of the substance mixture (2) to close.
44. Kombination gemäss Anspruch 43, wobei die Eigenschaft des Stoffgemisches (2) mindestens eine der folgenden ist: 44. A combination according to claim 43, wherein the property of the substance mixture (2) is at least one of the following:
- eine Ionenkonzentration; - eine summarische lonenkonzentration; - an ion concentration; a summary ion concentration;
- eine Pflanzennährstoff-Ionenkonzentration; - a plant nutrient ion concentration;
- eine Nährstoff-Ionenkonzentration; a nutrient ion concentration;
- eine Mineralstoff-Konzentration, insbesondere einer Mineralstoff- ionenkonzentration; - eine Düngemittel-Konzentration; - eine Pflanzenschutzmittel-Konzentration, insbesondere eine Pflanzenschutzmittelwirkstoff-Konzentration; a mineral concentration, in particular a mineral ion concentration; - a fertilizer concentration; - a plant protection product concentration, in particular a plant protection agent concentration;
- eine Konzentration von in Wasser löslichen Pflanzenschutzmittelbestandteilen, insbesondere Pflanzenschutzmittelwirkstoffbestandteilen; a concentration of water soluble plant protection ingredients, especially plant protection ingredients;
- eine Konzentration von metall-organischen Verbindungen; a concentration of metal-organic compounds;
- eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen; - a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production;
- eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen aufweisend eines der Elemente N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co und/oder Ni; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to the agricultural industry, in particular for crop production, comprising one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co and / or Ni;
- eine Konzentration von H2PO<f , HP04 2~, P04 3~, NH4 +, Nitraten (z.B. Ν03 ~), Nitriten, K+, Sulfaten (z.B. S04 2~), Na+ und/oder Cl"; - a concentration of H 2 PO <f, HP0 4 2 ~ , P0 4 3 ~ , NH 4 + , nitrates (eg Ν0 3 ~ ), nitrites, K + , sulfates (eg S0 4 2 ~ ), Na + and / or Cl " ;
- eine Spurenelement-Konzentration, wie zum Beispiel von Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn oder deren Ionen; a trace element concentration, such as Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn or their ions;
- eine Salzkonzentration, wie zum Beispiel von NaCl, CaCl2, NaHC03, Na2C03 oder deren Ionen; a salt concentration, such as, for example, NaCl, CaCl 2 , NaHCO 3 , Na 2 CO 3 or their ions;
- eine Schwermetall-Konzentration, wie z.B. von Pb, Cd, Pu, Hg, Tl oder deren Ionen; a heavy metal concentration, e.g. of Pb, Cd, Pu, Hg, Tl or their ions;
- eine elektrischen Leitfähigkeit; und/oder an electrical conductivity; and or
- ein pH- Wert. - a pH value.
45. Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 44, wobei die Auswertungseinheit (30) dazu eingerichtet ist aus Messwerten zweier oder mehrerer Messfühler (20) auf eine Eigenschaft des Stoffgemisches (2) zu schliessen. 45. Combination according to one of claims 42 to 44, wherein the evaluation unit (30) is adapted to conclude from measured values of two or more sensors (20) on a property of the substance mixture (2).
46. Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 45, wobei die Auswertungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, mittels der durch die Vorrichtung (1) ermittelten Daten auf eine von einer Temperatur verschiedene physikalische Eigenschaft und/oder auf eine chemische Eigenschaft des Stoffgemiscb.es (2) zu schliessen. 46. A combination according to any one of claims 42 to 45, wherein the evaluation unit (30) is adapted to, by means of the by the device (1) determined data on a non-temperature physical property and / or on a chemical property of the Stoffgemiscb.es (2) to close.
47. Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 46, wobei die Auswertungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, mittels der die Vorrichtung (1) ermittelten Daten auf eine, von einem Wassergehalt verschiedene physikalische Eigenschaft und/oder auf eine chemische Eigenschaft des Stoffgemisches (2) zu schliessen. 47. A combination according to any one of claims 42 to 46, wherein the evaluation unit (30) is adapted, by means of the device (1) determined data on a, different from a water content physical property and / or on a chemical property of the substance mixture (2 ) close.
48. Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 47, wobei die Auswertungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, bei der Auswertung Kalibrierungs-Daten zu berücksichtigen. 48. A combination according to any one of claims 42 to 47, wherein the evaluation unit (30) is adapted to account for calibration data in the evaluation.
49. Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 48, wobei die Auswertungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, bei der Auswertung voreingestellte gespeicherte Daten zu berücksichtigen. 49. A combination according to any one of claims 42 to 48, wherein the evaluation unit (30) is adapted to take into account in the evaluation preset stored data.
50. Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 49, wobei die Auswertungseinheit (30) ausserhalb des Akkumulationskörpers (10) angeordnet ist. 50. A combination according to any one of claims 42 to 49, wherein the evaluation unit (30) outside the accumulation body (10) is arranged.
51. Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 50, wobei die Kombination Mittel zur drahtlosen Übertragung von Daten von der Vorrichtung (1) zu der Auswertungseinheit (30) aufweist, insbesondere Mittel zur drahtlosen Kommunikation zwischen der Vorrichtung (1) und der Auswertungseinheit (30). 51. The combination according to claim 42, wherein the combination comprises means for the wireless transmission of data from the device to the evaluation unit, in particular means for wireless communication between the device and the evaluation unit ).
52. Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 51 , wobei die Kombination eine Einheit zur Durchführung eines Pflegeschritts für ein Wachstumssubstrat aufweist. 52. A combination according to any one of claims 42 to 51, wherein the combination comprises a unit for performing a growth substrate maintenance step.
53. Kombination gemäss Anspruch 52, wobei die Einheit zur automatischen Durchführung eines Pflegeschrittes eingerichtet ist und die automatische Durchführung des Pflegeschrittes in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Untersuchung auslösbar ist. 53. A combination according to claim 52, wherein the unit is adapted to automatically perform a care step and the automatic execution of the care step is triggered in response to a result of the investigation.
54. Kombination gemäss einem der Ansprüche 52 bis 53, wobei die Einheit eingerichtet ist, mindestens einen Parameter des Pflegeschrittes in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Untersuchung einzustellen. 54. A combination according to any one of claims 52 to 53, wherein the unit is arranged to adjust at least one parameter of the grooming step depending on a result of the examination.
55. Kombination gemäss einem der Ansprüche 52 bis 54, wobei der Pflegeschritt ein 5 Düngen des Wachstumssubstrats umfasst. A combination according to any one of claims 52 to 54, wherein the conditioning step comprises fertilizing the growth substrate.
56. Kombination gemäss einem der Ansprüche 52 bis 55, wobei der Pflegeschritt ein Spülen des Wachstumssubstrats umfasst, insbesondere zur Reduktion eines Salzgehaltes des Wachstumssubstrats. 56. A combination according to any one of claims 52 to 55, wherein the care step comprises rinsing the growth substrate, in particular for reducing a salt content of the growth substrate.
57. Vorrichtung zur in-situ Bestimmung einer Ionenkonzentration eines als i o Wachstumssubstrat für Pflanzen ausgebildeten wasserhaltigen Stoffgemisches (2), aufweisend eine Vorrichtung (1) zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoff gemisches (2) gemäss einem der Ansprüche 5 bis 41 oder einer Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 56. 57. Apparatus for in-situ determination of an ion concentration of a water-containing substance mixture (2) formed as a growth substrate for plants, comprising a device (1) for in situ examination of a water-containing substance mixture (2) according to one of claims 5 to 41 or one Combination according to one of Claims 42 to 56.
58. Vorrichtung zur in-situ Bestimmung eines Salzgehaltes eines als l 5 Wachstumssubstrat für Pflanzen ausgebildeten wasserhaltigen Stoff gemisches (2), aufweisend eine Vorrichtung (1) zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches (2) gemäss einem der Ansprüche 5 bis 41 oder einer Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 56. 58. Apparatus for in-situ determination of a salt content of a water-containing substance mixture formed as oil growth substrate for plants (2), comprising a device (1) for in-situ analysis of a water-containing substance mixture (2) according to one of claims 5 to 41 or A combination according to any one of claims 42 to 56.
59. Vorrichtung zur in-situ Bestimmung eines pH-Wertes eines als 20 Wachstumssubstrat für Pflanzen ausgebildeten wasserhaltigen Stoff gemisches (2), aufweisend eine Vorrichtung (1) zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches (2) gemäss einem der Ansprüche 5 bis 41 oder einer Kombination gemäss einem der Ansprüche 42 bis 56. 59. Device for in-situ determination of a pH of a water-containing substance mixture formed as a growth substrate for plants (2), comprising a device (1) for the in situ examination of a water-containing substance mixture (2) according to one of claims 5 to 41 or a combination according to any one of claims 42 to 56.
60. Verfahren zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches (2), 25 aufweisend einen ersten Schritt, in welchem ein Akkumulationskörper (10) zur Aufnahme von Wasser mit dem Stoffgemisch (2) in Kontakt gebracht wird und Wasser aus dem Stoffgemisch (2) aufnimmt; und einen zweiten Schritt, in welchem mittels mindestens eines innerhalb des Akkumulationskörpers (10) angeordneten Messfühlers (20) mindestens eine Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers bestimmt wird. 60. Method for in-situ examination of a water-containing substance mixture (2), 25 comprising a first step in which an accumulation body (10) for receiving water is brought into contact with the substance mixture (2) and water from the substance mixture (2) receives; and a second step, wherein at least one property of the water received in the accumulation body (10) is determined by means of at least one measuring sensor (20) arranged inside the accumulation body (10).
61. Verfahren gemäss Anspruch 60, wobei die bestimmte Eigenschaft eine 5 physikalische Grösse und/oder chemische Grösse des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers betrifft. 61. A method according to claim 60, wherein the determined property relates to a physical quantity and / or chemical size of the water received in the accumulation body (10).
62. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 60 bis 61 , aufweisend einen dritten Schritt, in welchem aus den Messdaten des mindestens einen Messfühlers mindestens eine physikalische Grösse und/oder chemische Grösse des wasserhaltigen l o Stoffgemisches (2) berechnet wird. 62. Method according to claim 60, comprising a third step, in which at least one physical variable and / or chemical quantity of the water-containing oil mixture (2) is calculated from the measured data of the at least one sensor.
63. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 60 bis 62, wobei die Bestimmung mindestens eine von einer Temperatur verschiedene Eigenschaft des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers betrifft. 63. A method according to any one of claims 60 to 62, wherein the determination relates to at least one non-temperature characteristic of the water received in the accumulation body (10).
64. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 60 bis 63, wobei die Untersuchung 15 mindestens eine von Wassergehalt verschiedene Eigenschaft des Stoffgemisches (2) betrifft. 64. The method according to any one of claims 60 to 63, wherein the examination 15 relates to at least one of water content different property of the mixture (2).
65. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 60 bis 64, wobei die Bestimmung mindestens eine der folgenden Eigenschaften des in dem Akkumulationskörper (10) aufgenommenen Wassers betrifft: 65. A method according to any one of claims 60 to 64, wherein the determination relates to at least one of the following properties of the water received in the accumulation body (10):
20 - eine Ionenkonzentration; 20 - an ion concentration;
- eine summarischen lonenkonzentration; a summary ion concentration;
- eine Pflanzennährstoff-Ionenkonzentration; - a plant nutrient ion concentration;
- eine Nährstoff-Ionenkonzentration; a nutrient ion concentration;
- eine Mineralstoff-Konzentration, insbesondere einer Mineralstoff- 25 Ionenkonzentration; a mineral concentration, in particular a mineral ion concentration;
- eine Düngemittel-Konzentration; - eine Pflanzenschutzmittel-Konzentration, insbesondere eine Pflanzenschutzmittelwirkstoff-Konzentration; - a fertilizer concentration; - a plant protection product concentration, in particular a plant protection agent concentration;
- eine Konzentration von in Wasser löslichen Pflanzenschutzmittelbestandteilen, insbesondere Pflanzenschutzmittelwirkstoffbestandteilen; a concentration of water soluble plant protection ingredients, especially plant protection ingredients;
5 - eine Konzentration von metall-organischen Verbindungen; 5 - a concentration of metal-organic compounds;
- eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen; - a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production;
- eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen l o aufweisend mindestens eines der Elemente N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, a concentration of chemical elements, ions and / or compounds 1o relevant for the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe,
B, Mn, Na, Cl, Co und/oder Ni;  B, Mn, Na, Cl, Co and / or Ni;
- eine Konzentration von H2P( , HP04 2~, P04 3~, NH4 +, Nitraten (z.B. ΝΟ ), Nitriten, K+, Sulfaten (z.B. S04 2"), Na+ und/oder Cl"; - a concentration of H 2 P (, HP0 4 2 ~ , P0 4 3 ~ , NH 4 + , nitrates (eg ΝΟ), nitrites, K + , sulfates (eg S0 4 2 " ), Na + and / or Cl " ;
- eine Spurenelement-Konzentration, wie zum Beispiel von Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, 15 Mo, Se, Si, Zn oder deren Ionen; a trace element concentration such as Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn or their ions;
- eine Salzkonzentration, wie zum Beispiel von NaCl, CaCl2, NaHC03, Na2C03 oder deren Ionen; a salt concentration, such as, for example, NaCl, CaCl 2 , NaHCO 3 , Na 2 CO 3 or their ions;
- eine Schwermetall-Konzentration, wie z.B. Pb, Cd, Pu, Hg, Tl; a heavy metal concentration, e.g. Pb, Cd, Pu, Hg, Tl;
- eine elektrischen Leitfähigkeit; und/oder 20 - ein pH- Wert. an electrical conductivity; and / or 20 - a pH.
66. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 60 bis 65, wobei der erste Schritt ein Einbetten eines Akkumulationskörpers (10) mit darin angeordneten Messfühlern (20) in das zu untersuchende wasserhaltige Stoffgemisch (2) umfasst. 66. The method according to any one of claims 60 to 65, wherein the first step comprises embedding an accumulation body (10) with sensors (20) arranged therein into the water-containing substance mixture (2) to be examined.
67. Verfahren zur Pflege von auf einem als Wachstumssubstrat ausgebildeten 25 wasserhaltigen Stoffgemisch (2) wachsenden Pflanzen, wobei gemäss einem Verfahren nach einem der Ansprüche 60 bis 66 das Wachstumssubstrat untersucht wird und danach in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Untersuchung ein Pflegeschritt durchgeführt wird. 67. A method for the care of plants growing on a growth medium formed as a water-containing substance mixture (2), wherein according to a method according to any one of claims 60 to 66, the growth substrate is examined and thereafter, a care step is performed depending on a result of the examination.
68. Verfahren gemäss Anspruch 67, wobei der Pflegeschritt ein Düngen des Wachstumssubstrates umfasst. 68. The method of claim 67, wherein the grooming step comprises fertilizing the growth substrate.
69. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 67 bis 68, wobei der Pflegeschritt ein Spülen des Wachstumssubstrates umfasst, insbesondere wobei das Spülen zum Auswaschen von Salz aus dem Wachstumssubstrat geeignet ist. 69. A method according to any one of claims 67 to 68, wherein the care step comprises rinsing the growth substrate, in particular wherein the rinsing is suitable for washing out salt from the growth substrate.
70. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 67 bis 69, wobei der Pflegeschritt automatisch ausgelöst wird und ein Zeitpunkt des Auslösens automatisch in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Untersuchung gewählt wird. 70. A method according to any one of claims 67 to 69, wherein the care step is automatically initiated and a time of triggering is automatically selected in response to a result of the examination.
71. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 67 bis 70, wobei mindestens ein Parameter des Pflegeschrittes abhängig von einem Ergebnis der Untersuchung eingestellt wird, insbesondere automatisch. 71. The method according to any one of claims 67 to 70, wherein at least one parameter of the care step is set depending on a result of the examination, in particular automatically.
72. Verwendung eines Akkumulationskörpers (10), welcher zur Aufnahme von Wasser eines wasserhaltigen Stoffgemisches (2) geeignet ist, zur in-situ Untersuchung eines wasserhaltigen Stoffgemisches (2), wobei bei der Untersuchung von einem oder mehreren innerhalb des Akkumulationskörpers (10) angeordneten Messfühlern (20) eine Eigenschaft des innerhalb des Akkumulationskörpers (10) aufgenommenen Wassers bestimmt wird. 72. Use of an accumulation body (10), which is suitable for receiving water of a water-containing substance mixture (2), for in-situ examination of a water-containing substance mixture (2), wherein in the investigation of one or more within the accumulation body (10) arranged Measuring sensors (20) a property of within the accumulation body (10) recorded water is determined.
73. Verwendung gemäss Anspruch 72, wobei die Eigenschaft mindestens eine von einer Temperatur verschiedenen Eigenschaft des innerhalb des Akkumulationskörpers (10) aufgenommenen Wassers betrifft. 73. Use according to claim 72, wherein the property relates to at least one non-temperature property of the water received within the accumulation body (10).
74. Verwendung gemäss einem der Ansprüche 72 bis 73, wobei die Untersuchung mindestens eine von einem Wassergehalt verschiedene Eigenschaft des Stoffgemisches (2) betrifft. 74. Use according to any one of claims 72 to 73, wherein the investigation relates to at least one of a water content different property of the mixture (2).
75. Verwendung gemäss einem der Ansprüche 72 bis 74, wobei die Untersuchung mindestens eine der folgenden Eigenschaften des Stoffgemisches (2) betrifft: - eine lonenkonzentration; 75. Use according to any one of claims 72 to 74, wherein the investigation relates to at least one of the following properties of the mixture (2): an ion concentration;
- eine summarischen Ionenkonzentration; - a summary ion concentration;
- eine Pflanzennährstoff-Ionenkonzentration; - a plant nutrient ion concentration;
- eine Nährstoff-Ionenkonzentration; a nutrient ion concentration;
- eine Mineralstoff-Konzentration, insbesondere einer Mineralstoff- ionenkonzentration; a mineral concentration, in particular a mineral ion concentration;
- eine Düngemittel-Konzentration; - a fertilizer concentration;
- eine Pflanzenschutzmittel-Konzentration, insbesondere eine Pflanzenschutzmittelwirkstoff-Konzentration; - a plant protection product concentration, in particular a plant protection agent concentration;
- eine Konzentration von in Wasser löslichen Pflanzenschutzmittelbestandteilen, insbesondere Pflanzenschutzmittelwirkstoffbestandteilen; a concentration of water soluble plant protection ingredients, especially plant protection ingredients;
- eine Konzentration von metall-organischen Verbindungen; a concentration of metal-organic compounds;
- eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen; - a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant to agriculture, in particular crop production;
- eine Konzentration von für die Agrarwirtschaft, insbesondere für den Pflanzenbau, relevanten chemischen Elementen, Ionen und/oder Verbindungen aufweisend mindestens eines der Elemente N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn, Na, Cl, Co und/oder Ni; a concentration of chemical elements, ions and / or compounds relevant for the agricultural industry, in particular for crop production, comprising at least one of the elements N, P, K, S, Ca, Mg, Mo, Cu, Zn, Fe, B, Mn , Na, Cl, Co and / or Ni;
- eine Konzentration von H2PO4"", HPO42", P04 3~~, NH4 +, Nitraten (z.B. NO3"), Nitriten, K+, Sulfaten (z.B. SO42"), Na+ und/oder Cl"; - a concentration of H2PO4 "" , HPO4 2 " , P0 4 3 ~~ , NH 4 + , nitrates (eg NO3 " ), nitrites, K + , sulfates (eg SO4 2 " ), Na + and / or Cl " ;
- eine Spurenelement-Konzentration, wie zum Beispiel von Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn oder deren Ionen; a trace element concentration, such as Cr, Co, Fe, I, Cu, Mn, Mo, Se, Si, Zn or their ions;
- eine Salzkonzentration, wie zum Beispiel von NaCl, CaCb, NaHCC , NaaCOa oder deren Ionen; - eine Schwermetall-Konzentration, wie z.B. von Pb, Cd, Pu, Hg, Tl oder deren Ionen; a salt concentration, such as NaCl, CaCb, NaHCC, NaaCOa or their ions; a heavy metal concentration such as Pb, Cd, Pu, Hg, Tl or their ions;
- eine elektrischen Leitfähigkeit; und/oder an electrical conductivity; and or
- einen pH- Wert. - a pH value.
76. Verwendung der Vorrichtung (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 bis 41 oder 57 bis 59 oder der Kombination gemäss einem der Ansprüche 4 oder 42 bis 56 in einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 60 bis 71. 76. Use of the device (1) according to one of claims 1 to 3, 5 to 41 or 57 to 59 or the combination according to one of claims 4 or 42 to 56 in a method according to any one of claims 60 to 71.
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