DE4135329C2 - Waagengebundenes Meßverfahren zur Bestimmung des Erdmasse-Anteiles in Haufwerken landwirtschaftlicher Güter, speziell in Zuckerrüben - Google Patents
Waagengebundenes Meßverfahren zur Bestimmung des Erdmasse-Anteiles in Haufwerken landwirtschaftlicher Güter, speziell in ZuckerrübenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein integriertes Meßverfahren
und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Anteils, insbesondere
der Erdmasse in Haufwerken landwirtschaftlicher Güter auf
Transportfahrzeugen nach den Ansprüchen 1 und 6.
Die vom Feld transportierte oder in Verarbeitungsfabriken
angelieferte Erdmasse in Haufwerken landwirtschaftlicher Güter
ist aus ökonomischen und ökologischen Gründen unerwünscht.
Diese Erdmasse wird als Anteil an der Gesamtmasse angegeben
und als Erdanteil bezeichnet. In der BR Deutschland verursacht
z. B. bei der Zuckerrübenbergung der Erdanteil von
durchschnittlich 16% einen unerwünschten Erdtransport in die
Zuckerfabriken von jährlich ca. 4 Mio t und verursacht dadurch
Kosten von über 100 Mio DM/Jahr. Für eine Bewertung und
Senkung des Erdanteiles ist die reproduzierbare Messung der
Erdmasse in Haufwerken erforderlich. Zur Beurteilung und
Vergütung sollte die Erdanteilsbestimmung für jedes
Transportfahrzeug möglich sein. Die ungleiche Verteilung der
Erde im Haufen erfordert für eine statistisch gesicherte
Aussage eine Vielzahl von zerstörenden Rübenprobennahmen mit
anschließender Waschprobe.
Problematisch ist bislang die Echtzeitvermessung von
Transportfahrzeugen unterschiedlicher Abmessung und
unterschiedlicher Schüttungsprofile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einer
integrierenden Messung auf der Basis unterschiedlicher Roh- und
Schüttdichten der Bestandteile von Haufwerken, speziell
von landwirtschaftlichen Gütern und Erde, Steinen etc. deren
Massenanteile zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Gewicht und das Volumen des Haufwerks erfaßt und durch
Vergleich mit einer Standardschüttdichte der Masseanteil,
vorzugsweise der Erd- oder Steinanteil bestimmt wird, wobei
gilt
M % = [mL - (VL · DSt)] · 100/mL
wobei
mL = Masse des Haufwerks in kg (z. B. Gesamtfahrzeuggewicht minus Leergewicht)
VL = Volumen des Haufwerks in m³
DSt = Standardschüttdichte in kg/m³.
mL = Masse des Haufwerks in kg (z. B. Gesamtfahrzeuggewicht minus Leergewicht)
VL = Volumen des Haufwerks in m³
DSt = Standardschüttdichte in kg/m³.
Dem Verfahren liegt der physikalische Zusammenhang Masse =
Volumen × Dichte zugrunde, wodurch in Kenntnis der Masse
(Gewichtskraft), des Volumens und der Dichte der Bestandteile
deren Anteil ermittelt werden kann (1).
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach
Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 5, 10 und 11 angegeben.
Besonders vorteilhaft kann auf einer Waage die Volumenmessung
VL und die Bestimmung der Masse mL gleichzeitig durchgeführt
werden. Dabei kann die Volumenmessung und das Gewicht des
Haufwerks direkt auf dem Transportfahrzeug ermittelt werden,
wobei das Fahrzeugleergewicht und das Nettovolumen des
Transportfahrzeugs als feste Fahrzeugkennwerte vorgebbar
sind bspw. durch Kenntafeln, Identkarten mit elektronischer
Ablesung aller erforderlicher Kenndaten wie Lieferant,
Transportfahrzeugleergewicht, Nettovolumen.
Besonders rationell und zeitsparend kann die Volumenmessung
und ggf. die Erfassung der Fahrzeugkennwerte berührungslos
erfolgen und durch einen Rechner aufgenommen und ausgewertet
werden. Dabei können ggf. auch noch andere, notwendige weitere
Meßwerte gleich oder später miterfaßt und ausgewertet werden
bspw. der Zuckergehalt von Zuckerrüben.
Zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist eine Vorrichtung nach Anspruch 6 vorgesehen. Dabei ist oberhalb einer
Waage für die Erfassung des Gewichts des Transportfahrzeugs
eine Volumenmeßvorrichtung für die Erfassung des Volumens VL
des Haufwerks angeordnet. Die Volumenmeßbestimmung kann
mechanisch, optisch oder elektrooptisch erfolgen.
Weiterhin ist eine EDV-Anlage vorgesehen, durch die
die von der Waage und der Volumenmeßvorrichtung erfaßten Werte
aufgenommen und zusammen mit weiteren vorgegebenen Werten, wie
Standardschüttgewicht DSt, Transportfahrzeugkennwerte,
ermittelte Stoffwerte wie Zuckergehalt des Haufwerks,
ausgewertet werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind
in den Ansprüchen 7 bis 9 gekennzeichnet.
Besonders vorteilhaft kann zur Bestimmung des Volumens VL die
Oberfläche des Haufwerks durch einen Meßstrahl erfaßt und
durch die erfaßte Oberflächenkontur das Schüttvolumen VL
ermittelt werden, ggf. unter Einbeziehung weiterer fester
Grunddaten wie Transportfahrzeuggrundfläche, Nettovolumen.
Die Volumenmeßvorrichtung kann besonders leicht handhabbar
einen oberhalb der Waage angeordneten Meßstrahlemitter,
vorzugsweise einen Laser und einen Drehspiegel aufweisen,
durch den der Meßstrahl auf das Haufwerk umlenkbar ist, weiter
ist ein Detektor vorgesehen, durch den die reflektierten, vom
Drehspiel zurückgespiegelten Meßstrahlen erfaßt und zur
Auswertung weitergeleitet werden können. Durch die
Laufzeitdifferenz kann die Oberflächenkontur und damit das
Volumen VL berechnet werden. Besonders vorteilhaft kann der
Detektor einen Scanner aufweisen, wobei die durch den Scanner
erfaßten Meßwerte über eine Diode zur EDV weitergeleitet und
dort ausgewertet werden können.
Der Drehspiegel kann zur besonders rationellen
Meßwerterfassung um zwei Drehachsen EDV-gesteuert drehbar über
der Waage angeordnet sein. Die Oberflächenerfassung des
Haufwerks kann dann praktisch scheibenweise über die Länge
oder die Breite des Transportfahrzeugs erfolgen.
Weitere Ausbildungen sind den Unteransprüchen
zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der
beigefügten Skizzen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer
Meßanordnung und
Fig. 2 die Hardwareanordnung für ein
Laser-Scanner-System zur Volumenbestimmung
und Auswertung.
Auf einer Waage 1 ist ein Transportfahrzeug 2 aufgestellt zur
Gewichts- und Volumenbestimmung. Mit Abstand über der Waage 1
ist eine Volumenmeßvorrichtung 3 angeordnet. Diese weist einen
Emitter 4 bspw. einen IR-Diodenlaser auf, dessen Laserstrahl 8
über ein Prisma 5 zu einem Detektor 6 und einem Drehspiegel 7
umgelenkt werden. Der Laserstrahl 8 wird vom Drehspiegel auf
das Haufwerk 9 auf dem zu vermessenden Transportfahrzeugs 2
umgelenkt. Der von der Oberfläche des Haufwerks 9 reflektierte
Laserstrahl 10 wird wiederum über den Drehspiegel 7 und eine
Linse 11 zum Detektor 6 zurückreflektiert. Über den Detektor 6
kann so über die Laserstrahllaufzeit die Oberflächenkontur des
Haufwerks 9 durch Verdrehen des Drehspiegels 7 über dem
Haufwerk 9 punktweise bestimmt und so das Volumen des
Haufwerks 9 bestimmt werden, ggf. unter ergänzender
Berücksichtigung bekannter Abmessungen des Transportfahrzeugs
2.
In Fig. 2 ist die Hardwareanordnung für die Meßwertauswertung
schematisch dargestellt. Die reflektierten Strahlen des
Emitters 4 werden in einer Meßebene vom Scanner 12 erfaßt und
über eine Diode 13 einem PC zugeführt. Nach dem Verschwenken
des Drehspiegels, bspw. um einen bestimmten Winkelgrad über
der Fahrzeugbreite, erfolgt dann eine zweite Meßwerteaufnahme
über die Fahrzeuglänge bei Verdrehen des Drehspiegels über der
Fahrzeuglänge.
Claims (11)
1. Verfahren zur Ermittlung von Masseanteilen bei Haufwerken,
insbesondere zur Bestimmung des Erdmasseanteils in
Haufwerken landwirtschaftlicher Produkte wie Zuckerrüben,
bei dem das Gewicht (mL) und das Volumen (VL) des
Haufwerks (9) erfaßt und durch Vergleich mit einer
Standardschüttdichte (DSt) der Masseanteil vorzugsweise
der Erd- und/oder Steinanteil bestimmt wird, wobei gilt,
M % = [mL - (VL - DSt)] · 100/mLwobei
mL = Masse des Haufwerks in kg (z. B. Gesamtfahrzeuggewicht minus Leergewicht)
VL = Volumen des Haufwerks in m³
DSt = Standardschüttdichte in kg/m³.
mL = Masse des Haufwerks in kg (z. B. Gesamtfahrzeuggewicht minus Leergewicht)
VL = Volumen des Haufwerks in m³
DSt = Standardschüttdichte in kg/m³.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Volumenmessung (VL) und die Bestimmung der Masse (mL)
gleichzeitig durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Volumen (VL) und das Gewicht (mL) des Haufwerks (9) direkt
auf dem Transportfahrzeug (2) ermittelt werden, wobei
Fahrzeugleergewicht und Nettovolumen des
Transportfahrzeugs (2) als feste Fahrzeugwerte vorgegeben
sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Volumenmessung und ggf. die
Erfassung der Fahrzeugkennwerte berührungslos erfolgt und
durch einen Rechner aufgenommen und ausgewertet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Haufwerks (9) durch
einen Meßstrahl (8) erfaßt und durch die erfaßte
Oberflächenkontur das Schüttvolumen (VL) ermittelt wird,
ggf. unter Einbeziehung weiterer fester Grunddaten.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Waage (1) vorgesehen ist für die Erfassung des Gewichts
des Transportfahrzeugs, daß oberhalb der Waage (1) eine
Volumenmeßvorrichtung (3) für die Erfassung des Volumens
(VL) des Haufwerks (9) angeordnet ist, daß ferner eine
EDV-Anlage (PC 14) vorgesehen ist, durch die die von der
Waage (1) und der Volumenmeßvorrichtung (3) erfaßten
Werte aufgenommen und zusammen mit weiteren vorgegebenen
Werten, wie Standardschüttgewicht (DSt),
Transportfahrzeugkennwerte, ermittelte Stoffwerte z. B.
Zuckergehalt des Haufwerks (9), ausgewertet werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Volumenmeßvorrichtung (3) einen oberhalb der Waage (1)
angeordneten, einen Meßstrahl (8) emittierenden Emitter
(4), vorzugsweise einen Laser und einen den Meßstrahl (8)
auf das Haufwerk (9) umlenkenden Drehspiegel (7) aufweist
und daß durch den Drehspiegel (7) die reflektierten
Meßstrahlen (10) auf einen Detektor (6) zurücklenkbar
sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
als Detektor (6) ein Scanner (12) vorgesehen ist, daß die
vom Scanner erfaßten Meßwerte über eine Diode (13) zur
EDV weitergeführt und dort ausgewertet werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Drehspiegel (7) um zwei Drehachsen EDV-gesteuert
drehbar über der Waage (1) angeordnet ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß daß die Verknüpfungsfunktion von Roh- und
Schüttdichte (8) von landwirtschaftlichen Gütern, von
Beimengungen und von Fremdkörpern in einem Rechenprogramm
berücksichtigt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß nach dem Meßvorgang mit Hilfe eines
integrierten Rechenlogarithmus, der auf einem
Prozeßrechner abläuft, der Erdanteil angegeben wird (7).
Priority Applications (1)
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| DE19914135329 DE4135329C2 (de) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | Waagengebundenes Meßverfahren zur Bestimmung des Erdmasse-Anteiles in Haufwerken landwirtschaftlicher Güter, speziell in Zuckerrüben |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19914135329 DE4135329C2 (de) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | Waagengebundenes Meßverfahren zur Bestimmung des Erdmasse-Anteiles in Haufwerken landwirtschaftlicher Güter, speziell in Zuckerrüben |
Publications (2)
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|---|---|
| DE4135329A1 DE4135329A1 (de) | 1993-04-29 |
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Country Status (1)
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1991
- 1991-10-25 DE DE19914135329 patent/DE4135329C2/de not_active Expired - Fee Related
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