DD289191A5

DD289191A5 - SENSOR FOR AGRICULTURAL MACHINES

Info

Publication number: DD289191A5
Application number: DD33489989A
Authority: DD
Inventors: Lutz Bischoff; Hagen Adam; Christian Noack; Gerd Bernhardt
Original assignee: Saechsische Maehdrescherwerke Ag,De
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1991-04-25
Also published as: EP0452544B1; DK280890A; DE59009693D1; DK280890D0; EP0452544A3; EP0452544A2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor fuer Landmaschinen zum Erfassen von Impulsen, die beim Auftreffen fallender Erntegutbestandteile auf einen Impulsaufnehmer entstehen, insbesondere zum Erfassen von Getreide- oder anderen Samenkoernern an Maehdreschern. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung bestehen darin, dasz der Impulsaufnehmer (1) als biegesteifer stabfoermiger Profilkoerper ausgebildet ist. Der Impulsaufnehmer (1) ist an beiden Endbereichen in Lagerstellen elastisch gelagert. An einer Stirnflaeche des Impulsaufnehmers (1) ist auszerhalb des Bereiches einer Lagerstelle ein elektromechanischer Wandler (8) angeordnet. Fig. 1{Maehdrescher; Landmaschine; Sensor; Impuls; Erntegut; Impulsaufnehmer; Wandler; Koernerverlust; Lagerung; Konstruktion; Anordnung}The invention relates to a sensor for agricultural machinery for detecting pulses that arise when hitting falling Erntegutbestandteile on a pickup, in particular for detecting grain or other Samenkoernern of combine harvesters. The essential features of the invention are that the pulse pickup (1) is designed as a rigid rod-shaped profile body. The pickup (1) is elastically mounted in bearing points at both end regions. An electromechanical transducer (8) is arranged outside the region of a bearing point on an end face of the pulse pickup (1). Fig. 1 {combine harvester; Agricultural machinery; Sensor; Pulse; crop; Pickup; converter; Koernerverlust; Storage; Construction; Arrangement}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für Landmaschinen zum Erfassen von Impulsen, die beim Auftreffen fallender Erntegutbestandteile auf einen beidseitig gelagerten und quer zur Erntegutflußrichtung angeordneten Impulsaufnehmer entstehen, wobei der Sensor über einen Wandler ein der erfaßten Erntegutmenge proportionales Ausgangssignal abgibt, insbesondere zum Erfassen von Erntegutströmen von Getreide- oder anderen Samenkörnern an Mähdreschern.The invention relates to a sensor for agricultural machinery for detecting pulses that arise when hitting falling Erntegutbestandteile on both sides and arranged transversely to Erntegutflußrichtung pickups, the sensor via a transducer outputs a crop of the detected crop proportional output signal, in particular for detecting Erntegutströmen of grain or other seeds on combines.

Characteristic of the known state of the art

Zum Erfassen der Körnerverluste an Mähdreschern sind am abgabeseitigen Ende der Schüttler und der Siebe verschiedenartig ausgeführte Sensoren angebracht.For detecting grain losses on combines, variously designed sensors are mounted on the discharge end of the shakers and strainers.

Aus der DE-OS 22 03 221 ist beispielsweise eine Sensorvorrichtung zum Ermitteln der Körnerverluste bekannt, bei der innerhalb eines mit einer Flüssigkeit gefüllten rohrförmigen Impulsaufnehmers ein Druckfühler angeordnet ist, der in Abhängigkeit von Druckimpulsen, die in der Flüssigkeit durch das Aufprallen von Körnern an der Oberfläche entstehen, elektrische Signale erzeugt. Da der elektromechanische Wandler innerhalb des Impulsaufnehmers angeordnet ist, erfordert der Aufnehmer einen relativ großen Durchmesser. Bei großen Et ntegutmengen kommt es deshalb im Aufnehmerbereich zu Stauungen, die dazu führen, daß sich die Körner gegenseitig beeinflussen und zum Teil die Oberfläche des Aufnehmers nich* erreichen, wodurch Ungenauigkeiten und Meßfehler auftreten. Des weiteren erfordert die Befestigung des Wandlers und die Herstellung und Wartung des mit einer Flüssigkeit gefüllten Aufnehmers einen erheblichen Aufwand.From DE-OS 22 03 221, for example, a sensor device for detecting the grain losses is known in which within a liquid-filled tubular pulse pickup, a pressure sensor is arranged in response to pressure pulses in the liquid by the impact of grains on the Surface arise, electrical signals generated. Since the electromechanical transducer is disposed within the pulse pickup, the pickup requires a relatively large diameter. Therefore, in the case of large amounts of added substances, congestion occurs in the receiving region, which causes the grains to influence one another and in some cases not reach the surface of the receiver, as a result of which inaccuracies and measuring errors occur. Furthermore, the attachment of the transducer and the manufacture and maintenance of the filled with a liquid receiver requires considerable effort.

Auch bei dem aus der DE-OS 2835895 bekannten Sensor zum Erfassen der Körnerverluste bei einem Mähdrescher treten aufgrund des großen erforderlichen Durchmessers des rohrförmigen Aufnehmers bei großen Erntegutdurchsätzen Stauungen auf. Der aus einem piezoelektrischen Kristall bestehende Wandler ist im Innenraum des Aufnehmers angeordnet und dadurch zwar vor Verschmutzungen und mechanischen Beschädigungen geschützt, jedoch erfordert eine solche Ausführung eine aufwendige Herstellung.Even with the known from DE-OS 2835895 sensor for detecting the grain losses in a combine occur due to the large required diameter of the tubular receptacle at high Erntegutdurchsätzen congestion. The existing of a piezoelectric crystal transducer is arranged in the interior of the transducer and thereby protected against contamination and mechanical damage, however, such a design requires a complex production.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine störungsfreie Funktionsweise des Sensors zu erreichen und den Herstellungsaufwand zu verringern.The aim of the invention is to achieve a trouble-free operation of the sensor and to reduce the production cost.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Sensor so auszubilden, daß auch bei einer großen Erntegutmenge und einer damit verbundenen großen Impulsanzahl ein hohes Auflösungsvermögen der Impulse erreicht wird. Erfindungsgemäß wird dies durch folgende Merkmale gelöst:The invention has the object of providing the sensor in such a way that even with a large Erntegutmenge and an associated large number of pulses, a high resolution of the pulses is achieved. According to the invention, this is achieved by the following features:

a) der Impulsaufnehmer ist als biegesteifer stabförmiger Profilkörper ausgebildet,a) the pickup is designed as a rigid rod-shaped profile body,

b) der Impulsaufnehmer ist an beiden Endbereichen in Lagerstellen elastisch gelagert undb) the pickup is elastically mounted at both end areas in bearings and

c) an einer Stirnfläche des Impulsaufnehmers ist außerhalb des Bereiches einer Lagerstelle ein elektromechanischer Wandler angeordnet.c) an electromechanical transducer is arranged on an end face of the pulse pickup outside the range of a bearing.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung besteht der Impulsaufnehmer vollständig oder teilweise aus einem korrosionsarmen Metall. Vorzugsweise ist der Impulsaufnehmer als Rundstab ausgebildet. Am Impulsaufnehmer sind ein oder mehrere elektromechanisch^ Wandler angeordnet, die vorzugsweise als piezoelektrische Elemente ausgebildet sind. Der Impulsaufnehmer ist beidseitig formschlüssig und schwingungsgedämpft in Lagerbuchsen der Lagerstellen angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Sensorausführung wird eine hohe Erfassungsgenauigkeit der abgeschiedenen Körner im gesamten Abscheidebereich ermöglicht. Kurzstroh- und Spreuteile beeinflussen nicht die Impulssignale. Der Sensor weist eine einfache konstruktive Gestaltung, einen geringen Herstellungsaufwand, eine große mechanische Belastbarkeit und eine Unempfindlichkeit gegen mechanische und akustische Maschinenschwingungen auf. Durch seine Anordnung an den Körnerabgangsbereichen erfolgt keine Behinderung des Erntegutflusses. Ablagerungen von Staub- und Erntegutbestandteilen werden wirksam verhindert.According to further features of the invention, the pickup is completely or partially made of a low-corrosion metal. Preferably, the pickup is designed as a round rod. At the pickup one or more electromechanical transducers are arranged, which are preferably designed as piezoelectric elements. The pickup is arranged on both sides positively and vibration damped in bearing bushes of the bearings. The sensor design according to the invention enables a high detection accuracy of the separated grains throughout the deposition area. Short straw and spreader parts do not influence the pulse signals. The sensor has a simple structural design, a low production cost, a high mechanical strength and insensitivity to mechanical and acoustic machine vibrations. Due to its arrangement at the grain outlet areas, there is no obstruction of the crop flow. Deposits of dust and crop components are effectively prevented.

AusfuhrungsbelsplelAusfuhrungsbelsplel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Sensors undFig. 1: a schematic representation of the sensor and

Fig. 2: eine perspektivische Ansicht einer Lagerstelle des Impulsaufnehmers mit dem Wandler.2 shows a perspective view of a bearing point of the pulse pickup with the converter.

Zum Erfassen der beim Auftreffen fallender Getreide- oder anderer Samenkörner auf ein Aufprallelement entstehenden Impulse ist im jeweiligen Körnerabgangsbereich eines nicht dargestellten Mähdreschers ein quer zur Erntegutflußrichtung verlaufender Impulsaufnehmer 1 in horizontaler Lage angeordnet. Der Impulsaufnehmer 1 besteht aus einem biegesteifen stabförmigon Profilkörper, vorzugsweise aus einem Rundstab mit einem vollflächigen Querschnitt. Er ist vollständig oder teilweise aus einem nichtrostenden Metall mit guten akustischen Leiteigenschaften hergestellt. Sein Durchmesser beträgt etwa 5 bis 10 mm und richtet sich nach der im jeweiligen Anwendungsfall zu erfassenden Körnermenge. Der Impulsaufnehmer 1 ist an beiden Endbereichen in Lagerbuchsen 2; 3, die aus einem elastischen Werkstoff bestehen, gelagert. Die Lagerbuchsen 2; 3 sind in Halterungen 4; 5 angeordnet, die über Schraubverbindungen 6 mit maschinenfesten Rahmenteilen schwingungsgedämpft verbunden sind. Durch die elastische Ausbildung der Lagerstellen wird die Übertragung von mechanischen und akustischen Maschinenschwingungen auf den Sensor gedämpft. An einer Stirnfläche des Impuisaufnehmers 1 ist außerhalb der Lagerstelle eine Platte 7 befestigt, an der ein elektromechanischer Wandler 8 angebracht ist. Als Wandler 8 dient eine piezokeramische Scheibe, ein Dehnmeßstreifen oder eine andere bekannte Wandlerausführung. Der Wandler 8 und die Anschlußelemente 9 sind durch eine Kapsel 10, die mit einer Schraube 11 mit der Halterung 5 verbunden ist, gegen äußere Einflüsse wie Staub, Feuchtigkeit und mechanische Beanspruchungen geschützt. Der Wandler 8 wandelt die beim Auftreffen von Körnern auf den Impulsaufnehmer 1 entstehenden Körperschallschwingungen in elektrische Signale um. Über die Anschlußelemente 9 und ein abgeschirmtes Kabel 12 worden diese Signale einer elektronischen Verarbeitungseinheit zugeführt. Da der Wandler 8 im biegefreien Bereich des Impulsaufnehmers 1 angeordnet ist, werden keine durch mechanische Eigenschwingungen hervorgerufene elektrische Signale erzeugt. Der Sensor weist deshalb keine Beeinträchtigung der Nutzsignale durch Störsignale auf. Außerdem führt die Wandlung von ausschließlich Körperschallwellen, die durch den stoßartigen Aufprall der Körner auf den Impulsaufnehmer 1 entstehen, zu schnell abklingenden Signalen, deren Zeitdauer vom Beginn bis zum Ende 1 bis 2 ms beträgt, so daß eine hohe Impulsauflösung ermöglicht wird. Da die Intensität der Schallwellen über die Länge des Impulsaufnehmers 1 kaum gedämpft wird, besitzt der Sensor eine nahezu gleichmäßige Empfindlichkeit über die gesamte Länge und ermöglicht die Erfassung einer großen Anzahl von Impulsaufnahmen in einer kurzen Zeiteinheit. Durch die stabförmige Ausbildung des Impulsaufnehmers 1 ist es trotz einer kleinen Aufnehmerf lache möglich, einen großen Körnerabscheidebereich zu erfassen, so daß das Meßergebnis nicht durch kleine örtliche Prozeßfehler verfälscht wird. Infolge der gekrümmten Aufnehmeroberfläche wird das Festsetzen von Staub und feuchten Erntegutbestandteilen verhindert und dadurch das Meßverhalten positiv beeinflußt. Durch die von der Oberfläche abprallenden Körner erfolgt keine gegenseitige Beeinflussung ihrer Bewegungsbahnen. Das Meßsignal verhält sich daher im gesamten Meßbereich linear zur Anzahl der abgeschiedenen Körner.For detecting the impinging on impact falling cereal grains or other seeds on an impact element impulses a transversely to Erntegutflußrichtung extending pickup 1 is arranged in a horizontal position in the respective grain exit area of a combine, not shown. The pickup 1 consists of a rigid bar-shaped profile body, preferably of a round rod with a full-surface cross-section. It is made entirely or partially of a stainless metal with good acoustic conduction properties. Its diameter is about 5 to 10 mm and depends on the amount of grain to be detected in each application. The pickup 1 is at both end in bearing bushes 2; 3, which consist of an elastic material stored. The bushings 2; 3 are in brackets 4; 5 arranged, which are connected via screw 6 vibration-damped with machine-fixed frame parts. The elastic design of the bearings, the transmission of mechanical and acoustic machine vibrations is damped on the sensor. On an end face of the Impuisaufnehmers 1 outside the bearing a plate 7 is fixed to which an electromechanical transducer 8 is mounted. As a transducer 8 is a piezoceramic disc, a strain gauge or other known converter design. The transducer 8 and the connecting elements 9 are protected by a capsule 10, which is connected to a screw 11 with the holder 5, against external influences such as dust, moisture and mechanical stresses. The transducer 8 converts the resulting when hitting grains on the pickup 1 structure-borne sound vibrations into electrical signals. Via the connecting elements 9 and a shielded cable 12, these signals have been supplied to an electronic processing unit. Since the transducer 8 is arranged in the bend-free region of the pulse pickup 1, no electrical signals caused by mechanical natural oscillations are generated. The sensor therefore has no impairment of the useful signals due to interference signals. In addition, the conversion of exclusively structure-borne sound waves, which arise due to the impact of the impact of the grains on the pickup 1, leads to rapidly decaying signals, the time from start to the end is 1 to 2 ms, so that a high pulse resolution is enabled. Since the intensity of the sound waves is hardly attenuated over the length of the pickup 1, the sensor has almost uniform sensitivity over the entire length and enables detection of a large number of pickups in a short time unit. Due to the rod-shaped design of the pulse pickup 1, it is possible despite a small Aufnehmerf laugh to detect a large Körnerabscheidebereich so that the measurement result is not corrupted by small local process errors. Due to the curved transducer surface, the setting of dust and damp crop constituents is prevented, thereby positively influencing the measurement behavior. Due to the bouncing off the surface grains no mutual influence of their trajectories. The measuring signal therefore behaves linearly in the entire measuring range to the number of separated grains.

Claims

1. A sensor for agricultural machinery for detecting pulses that occur when hitting falling Erntegutbestandteile on a bilaterally mounted and arranged transversely to Erntegutflußrichtung pickup, wherein the sensor via a transducer one of the detected crop output proportional output signal, in particular for detecting grain or other grains of combine harvesters , characterized by the following features:

a) the pickup (1) is designed as a rigid rod-shaped profile body,

b) the pickup (1) is elastically mounted at both Endbereichon in bearings u'.d

c) on an end face of the pulse pickup (1) outside the range of a bearing an electro-mechanical transducer (8) is arranged.

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the pickup (1) consists completely or partially of a low-corrosion metal.

3. Sensor according to claim 1 and 2, characterized in that the pulse pickup (1) is preferably designed as a round rod.

4. Sensor according to claim 1 to 3, characterized in that the pulse pickup (1) one or more electro-mechanical transducers (8) are arranged, which are preferably formed as piezoelectric elements.

5. Sensor according to claim 1 to 4, characterized in that the pulse pickup (1) on both sides positively and vibration-damped in bearing bushes (2, 3) of the bearing points is arranged.