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EP-3913807-B1 - COMBINE HARVESTER WITH A SENSOR SYSTEM

EP3913807B1EP 3913807 B1EP3913807 B1EP 3913807B1EP-3913807-B1

Inventors

  • Neitemeier, Dennis
  • BAUMGARTEN, JOACHIM
  • WILKEN, ANDREAS
  • Bormann, Bastian
  • WITTE, JOHANN

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20210311

Claims (7)

  1. Combine harvester (1) with a sieve-like element (8, 12, 16, 17) and a sensor system (26), wherein the sensor system (26) comprises an oscillating circuit and a measuring device (28), wherein the oscillating circuit consists of at least a capacitive component (25) with a capacitance and an inductive component (27), wherein the capacitive component (25) is attached in the immediate vicinity of the sieve-like element (8, 12, 16, 17), wherein elements (35) of a crop flow (50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58) that pass through the sieve-like element (8, 12, 16, 17) pass the capacitive component (25) and at least temporarily change the capacitance of the capacitive component (25), wherein the measuring device (28) determines the resonant frequency of the oscillating circuit, wherein the capacitive element (25) is arranged downstream of the sieve-like element (8, 12, 16, 17) in the direction of movement (37) of the crop flow (50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58), wherein the capacitive component (25) is formed as a planar capacitor (25), namely is designed as an interdigital capacitor (25).
  2. Combine harvester according to Claim 1, characterized in that the sieve-like element (8, 12, 16, 17) is a threshing concave (8), a rotor, a walker (12) or a cleaning sieve (16, 17).
  3. Combine harvester according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the surface normal of the capacitor (25) is oriented substantially perpendicularly to the direction of movement (37) of the crop flow (50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58).
  4. Combine harvester according to any of the preceding claims, characterized in that the capacitive component (25) is attached to a surface of the sieve-like element (8, 12, 16, 17).
  5. Combine harvester according to any of the preceding claims, characterized in that the measuring device (28) determines the resonant frequency with a predetermined measurement frequency.
  6. Combine harvester according to Claim 5, characterized in that the resonant frequency is greater than ten times the measurement frequency.
  7. Combine harvester according to Claim 5, characterized in that the measurement frequency multiplied by the length (36) of the capacitive component (25) in the direction of movement (36) of the crop flow (50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58) is greater than 2 m/s, preferably greater than 10 m/s, particularly preferably 25 m/s.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mähdrescher mit einem siebartigen Element und einem Sensorsystem. Aus der EP3222133A1 Verfahren zum Erfassen einer Kornzahl eines Erntegutstromes bekannt. Dabei werden Körner, die auf eine Prallfläche des Sensors aufprallen, mittels eines Messsignals erfasst. Der Sensor ist dabei nicht in der Lage zu erkennen, was für Elemente auf die Prallfläche des Sensors aufprallen. Aus der EP3301407A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Massenstromes bekannt. Dabei wird Kraft gemessen, die ein Massenstrom auf einen Sensor ausübt. Der Sensor ist dabei nicht in der Lage zu erkennen, was für Elemente die Kraft ausüben. Weitere bekannte Mähdrescher mit einem siebartigen Element und Sensorsystemen sind in DE19934881A1, US6121782A und US6700392B2 offenbart. Aufgabe der Erfindung ist es einen Sensor bereitzustellen, der mehr Informationen über die erfassten Elemente liefert. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Sensorsystem zur Erfassung von Elementen eines Erntegutstromes, insbesondere in einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, wobei das Sensorsystem einen Schwingkreis und eine Messeinrichtung umfasst, wobei der Schwingkreis aus zumindest einem kapazitiven Bauelement mit einer Kapazität und einem induktiven Bauelement mit einer Induktivität besteht, wobei der Schwingkreis eine Resonanzfrequenz aufweist, wobei die Resonanzfrequenz von der Kapazität und der Induktivität abhängt, wobei die Messeinrichtung zur Bestimmung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises vorgesehen und eingerichtet ist, wobei das kapazitive Bauelement im Bereich des Erntegutstromes angeordnet ist, wobei das kapazitive Bauelemente dazu eingerichtet ist, dass die Kapazität durch einzelne Elemente des Erntegutstromes beeinflusst wird, wobei das Sensorsystem dazu vorgesehen und eingerichtet ist aus der Resonanzfrequenz des Schwingkreises auf zumindest eine Eigenschaft des jeweiligen Elementes des Erntegutstromes zu schließen. Das Sensorsystem misst die Auswirkung des Elementes des Erntegutstromes auf die Kapazität des kapazitiven Bauelementes. Durch die Änderung der Kapazität wird die Resonanzfrequenz des Schwingkreises verändert. Die Änderung der Resonanzfrequenz bzw. der Kapazität kann gemessen werden und damit das Element des Erntegutstromes erfasst werden. Die erfassten Elemente des Erntegutstromes können gezählt werden. Das induktive Bauelement kann in die Messeinrichtung integriert sein, bspw. in Form eines integrierten Schaltkreises. Bei bekannter Induktivität kann aus der Resonanzfrequenz direkt auf die Kapazität geschlossen werden. Anstelle der Änderung der Resonanzfrequenz kann daher auch die Änderung der Kapazität bestimmt werden. Die Stärke der Änderung der Kapazität und der Resonanzfrequenz hängt von der Permittivität des Elementes des Erntegutstromes ab. Mit der Bestimmung der Resonanzfrequenz ist das Sensorsystem in der Lage auf die Permittivität des Elementes zu schließen. Die Permittivität wird auch Permittivitäts- oder Dielektrizitätszahl genannt. Das Sensorsystem ist bevorzugt dazu vorgesehen und eingerichtet ist zwischen Kornelementen und Nichtkornelementen, insbesondere Strohelementen, zu unterscheiden. Kornelemente besitzen eine wesentlich größere Permittivität als Strohelemente. Ein Kornelement ändert daher die Resonanzfrequenz stärker als ein Strohelement. Die zu unterscheidende Eigenschaft der Elemente des Erntegutstromes ist in diesem Fall ob das jeweilige Element ein Kornelement oder ein Strohelement ist. Die Messeinrichtung bestimmt die Resonanzfrequenz bevorzugt mit einer vorbestimmten Messfrequenz. Durch die regelmäßige Bestimmung der Resonanzfrequenz wird der zeitliche Verlauf der Messung von Elementen des Erntegutstromes durch das Sensorsystem bestimmt. Die Resonanzfrequenz ist bevorzugt größer ist als 1kHz. Je höher die Resonanzfrequenz ist, umso schneller kann sie genau vermessen werden. Die Messfrequenz ist bevorzugt kleiner als ein Zehntel der Resonanzfrequenz. Durch die im Verhältnis zur Resonanzfrequenz kleine Messfrequenz können in jeder Messung mindestens zehn Perioden der Schwingungen des Schwingkreises zur Bestimmung der Resonanzfrequenz vermessen werden. Dadurch wird die Bestimmung der Resonanzfrequenz genauer als wenn nur wenige Perioden vermessen werden. Die Messfrequenz multipliziert mit der Länge des kapazitiven Bauelementes in Bewegungsrichtung des Erntegutstromes ist bevorzugt größer ist als 2m/s, besonders bevorzugt größer als 30m/s, ganz besonders bevorzugt größer als 40m/s. Die Messfrequenz multipliziert mit der Länge des kapazitiven Bauelementes Bewegungsrichtung des Erntegutstromes gibt die Bewegungsgeschwindigkeit der Elemente des Erntegutstromes an, die noch mit Sicherheit von dem Sensorsystem erfasst werden. Bei einer Bewegungsgeschwindigkeit von 2m/s lassen sich Körner sicher erfassen, die vom Spelz getrennt lediglich von der Erdanziehungskraft beschleunigt werden. Dies ist bspw. in einem Mähdrescher am Schüttler oder am Reinigungssieb der Fall. Bei einer Bewegungsgeschw