Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Bestandsdichte von Erntegut.Method and device for measuring the density of crops.
Die Messung der Bestandsdichte von Erntegut mit Hilfe akustischer
Wellen für die Steuerung von landwirtschaftlichen Erntemaschinen, stellt ein besonders
schwieriges Problem dar, weil die LärmerzeugungWandwirtschaftlicher Erntemaschinen
sowie sonstige unvorherschbare Lärmquellen die akustische Messung stören können.
Auch wenn es gelingt, akustisch einwandfreie Meßergebnisse zu gewinnen, so ist die
Ermittlung der Bestandsdichte und die damit zusammenhängende Steuerung der Erntemaschine
ein zweites schwieriges Problem, da die akustischen Meßwerte nicht nur in allgemein
unbekannter Weise von der Bestandsdichte abhängen, sondern weil auch andere Einflüsse,
wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Reife zustand, Unkrautbewuchs und Art des Ernteguts
usw. die akustischen Meßwerte in unbekannter Weise beeinflussen. Diese Schwierigkeiten
haben bisher dazu geführt, daß kein praxisgerechtes und einsatzfähiges akustisches
Meßverfahren für die Bestandsdichtemessung für die Regelung von Erntemaschinen besteht.The measurement of the crop density of crops with the help of acoustic
Shafts for the control of agricultural harvesting machines, represents a special
difficult problem because of the noise generated by wall-mounted harvesters
as well as other unpredictable sources of noise can disrupt the acoustic measurement.
Even if it is possible to obtain acoustically perfect measurement results, this is the case
Determination of the crop density and the associated control of the harvesting machine
a second difficult problem, since the acoustic measurements are not only general
depend in an unknown way on the population density, but because other influences,
such as temperature, humidity, state of ripeness, weed growth and type of crop
etc. influence the acoustic measured values in an unknown manner. These difficulties
have so far led to the fact that there is no practical and usable acoustic
There is a measuring method for the stand density measurement for the regulation of harvesting machines.
Gegenstand der Erfindung sind ein neuartiges Verfahren und Vorrichtungen
zur Bestandsdichtemessung, die die oben genannten Schwierigkeiten weitestgehend
umgehen. Das Verfahren.ist dadurch gekennzeichnet, daß einerseits Schall-bzw. Ultraschallwellen
kontinuierlich ausgesendet und nach Durchlaufen einer bestimmten Strecke im Erntegut
empfangen werden, aiidererseits dadurch, daß aus den empfangenen Signalen der Signalanteil,
dessen Frequenz sich beim Durchlaufen des Erntegutes nicht oder nur geringfügig
geändert hat, durch extrem schmalbandige Filterung von allen anderen empfangenen
Signalen getrennt wird und aus der Schwächung der Amplitude dieses Signalanteils
ein Maß für die Bestandsdichte gewonnen wird.The invention relates to a novel method and devices
for the stock density measurement, which the above mentioned difficulties as far as possible
bypass. The method is characterized in that on the one hand sound or. Ultrasonic waves
sent out continuously and in the crop after passing a certain distance
are received, on the other hand by the fact that from the received signals the signal component,
whose frequency does not change or only slightly when the crop passes through
has changed, due to extremely narrow-band filtering from all other received
Signals is separated and from the weakening of the amplitude of this signal component
a measure of the population density is obtained.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen bestehen aus a) einem elektronischen
Signalerzeuger 1, der kontinuierlich ein Signal im Frequenzbereich zwischen ca.
10 und ca. 50 kHz erzeugt, b) einem elektro-akustischen Wandler 2, der das vom Signalerzeuger
1 zugeführte Signal kontinuierlich in die Meßstrecke 3 mit dem Erntegut abstrahlt,
c) einem elektro-akustischen Wandler 4, der die akustischen Wellen, die das Erntegut
in der Meßstrecke 3 durchlaufen haben, empfängt und in elektrische Signale umwandelt,
d) einer elektronischen Filterschaltung 5, die aus den vom Wandler 4 empfangenen
Signalen nur die Frequenzanteile durchläßt, deren Frequenzen sich nur geringfügig
(z.B.: weniger als 10 Hz) von der Frequenz des der Filterschaltung 5 ebenfalls zum
Vergleich zugeführten Signals des Signalerz-eugers 1 unterscheiden, e) einer elektronischen
Amplituden-Meßschaltung 6, die eine der Amplitude des von der Filterschaltung 5
durchgelassenen Signalanteils proportionale Spannung bildet und f) einem Anzeigegerät
7 oder einem Regelgerät 7 oder einem Rechengerät 7, dem das Ausgangssignal der Meßschaltung
6 zugeführt wird.The devices according to the invention consist of a) an electronic one
Signal generator 1, which continuously generates a signal in the frequency range between approx.
10 and approx. 50 kHz is generated, b) an electro-acoustic converter 2, which generates the signal from the signal generator
1 supplied signal continuously radiates into the measuring section 3 with the crop,
c) an electro-acoustic transducer 4, the acoustic waves that the crop
have passed through in the measuring section 3, receives and converts them into electrical signals,
d) an electronic filter circuit 5, the received from the transducer 4 from the
Signals only lets through the frequency components whose frequencies are only slightly different
(e.g .: less than 10 Hz) from the frequency of the filter circuit 5 also to the
Compare the supplied signal of the signal generator 1 differentiate, e) an electronic
Amplitude measuring circuit 6, the one of the amplitude of the filter circuit 5
the transmitted signal component forms proportional voltage and f) a display device
7 or a control device 7 or a computing device 7 to which the output signal of the measuring circuit
6 is fed.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestandsdichtemessung hat den Vorteil,
daß zwischen der von der Amplituden-Meßschaltung 6 ausgegebenen Spannung U und der
Bestandsdichte D ein allgemein gültiges eindeutiger Zusammenhang besteht, der durch
die Beziehung
gegeben ist.The method according to the invention for measuring the population density has the advantage that there is a generally valid, unambiguous relationship between the voltage U output by the amplitude measuring circuit 6 and the population density D, which is established by the relationship given is.
Hierbei ist UO die Ausgangsspannung der Amplituden-Meßschaltung 6,
wenn sich kein Erntegut in der Meßstrecke 3 befindet und Do ein von der Bestandsdichte
unabhängiger Kennwert, der für die gegebene Art des Erntegutes bei gegebenem Reifezustand,
Unkrautbewuchs, Luftfeuchtigkeit und Temperatur jeweils auf einfache Weise in einer
Meßstrecke mit bekannter Bestandsdichte aus der obigen Gleichung ermittelt werden
kann. Ein erfindungsgemäßes Anzeigegerät 7 oder Regelgerät 7 oder Rechengerät 7
ist dadurch gekennzeichnet, daß ein logarithmischer Zusammenhang zwischen der Bestandsdichte
D und der Ausgangsspannung U der Amplitudenmeßschaltung unter Benutzung eines gespeicherten
bestandsdichteunabhängigen Kennwertes für die Anzeige bzw. Regelung verwendet wird.Here UO is the output voltage of the amplitude measuring circuit 6,
if there is no crop in the measuring section 3 and Do one of the crop density
independent characteristic value for the given type of crop at a given state of ripeness,
Weed growth, humidity and temperature all in one easy way
Measurement section with known population density can be determined from the above equation
can. A display device 7 or control device 7 or computing device 7 according to the invention
is characterized in that there is a logarithmic relationship between the population density
D and the output voltage U of the amplitude measuring circuit using a stored
density-independent characteristic value is used for the display or control.