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EP-4442101-B1 - SENSOR ARRANGEMENT

EP4442101B1EP 4442101 B1EP4442101 B1EP 4442101B1EP-4442101-B1

Inventors

  • Neitemeier, Dennis
  • LEHMANN, CHRISTOPH

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20240213

Claims (11)

  1. Sensor arrangement (21) for detecting at least one material property of a crop received by a self-propelled harvester and passing through the harvester, comprising at least one sensor element (44), which is arranged on a plate-like carrier (45), and an evaluation circuit (46) for evaluating signals, which generates the at least one sensor element (44) on account of physical contact between the carrier (45) and the crop, wherein the carrier (45) is embodied as a ceramic-containing plate with a contact surface (47), which is in contact with the crop, and a sensor surface (48) facing away from the contact surface (47), characterized in that the at least one sensor element (44) and the evaluation circuit (46) are arranged on the sensor surface (48) of the carrier (45) facing away from the crop, wherein the at least one sensor element (44) and the evaluation circuit (46) are integrated into the sensor surface (48) of the carrier (45) .
  2. Sensor arrangement (21) according to Claim 1, characterized in that the at least one sensor element (44) is embodied as two electrodes which are spaced apart from each other.
  3. Sensor arrangement (21) according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least one sensor element (44) and the evaluation circuit (46) are embodied as a printed circuit board.
  4. Sensor arrangement (21) according to any of Claims 1 to 3, characterized in that an electrical connection is arranged in a sensor housing (49) receiving the carrier in a manner spaced apart from the plate-like carrier (45) in order to connect a line to the sensor arrangement (21).
  5. Self-propelled harvester (1) which is configured for receiving and processing crop by means of various working members arranged on or in the harvester (1), wherein at least one sensor arrangement (21) that comes into physical contact with the crop is arranged in the harvester (1) for detecting a crop parameter, characterized in that the at least one sensor arrangement (21) is designed according to any of the preceding Claims 1 to 4.
  6. Self-propelled harvester (1) according to Claim 5, characterized in that the at least one sensor arrangement (21) is embodied as a capacitive sensor arrangement.
  7. Self-propelled harvester (1) according to Claim 5 or 6, characterized in that the harvester is embodied as a forage harvester (22) or as a combine harvester (23).
  8. Self-propelled harvester (1) according to Claim 7, characterized in that the at least one sensor arrangement (21) is arranged in at least one wall of an intake duct (2), a conveying shaft (10) and/or a discharge chute (13) of the forage harvester (22).
  9. Self-propelled harvester (1) according to Claim 7, characterized in that the at least one sensor arrangement (21) is arranged in at least one wall of an inclined conveyor (26), a grain elevator and/or a returns elevator of the combine harvester (23) and/or in that the at least one sensor arrangement (21) is assigned to a threshing device (27), a separating device (33) and/or a cleaning device (40) of the combine harvester (23).
  10. Self-propelled harvester (1) according to any of Claims 5 to 9, characterized in that the at least one sensor arrangement (21) is configured for detecting a crop moisture content, a crop throughput, a crop density and/or a lateral distribution.
  11. Self-propelled harvester (1) according to any of Claims 6 to 10, characterized in that the carrier of the sensor arrangement (21) is integrated into a sensor housing (49) or directly into a surface of one of the working members that comes into contact with the crop.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Weiterhin ist sie eine selbstfahrende Erntemaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5 Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Aus der EP 3 479 673 B1 ist eine Sensoranordnung für eine selbstfahrende Erntemaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt. Zum Schutz der auf dem plattenförmigen Träger angeordneten Sensorelemente vor der abrasiven Wirkung des die Sensorelemente überströmenden Erntegutes ist die Kontaktfläche mit einer dielektrischen Schutzbeschichtung versehen. Die Schutzbeschichtung umfasst einen keramischen Füllstoff, der in eine Polymer- oder Kunststoffmatrix oder ein Harz gebunden ist. Neben einer Erhöhung des Abstands zwischen den Sensorelementen und dem Erntegut durch die Aufbringung der Schutzbeschichtung kann der Prozess der Aufbringung Toleranzen unterliegen, wodurch es zu einem erhöhten Kalibrieraufwand kommt. Ein weiterer Aspekt besteht in der Feuchtigkeitsabsorption der Polymer- oder Kunststoffmatrix bzw. des Harzes, was zu Messunsicherheiten führen kann. Weitere Sensoranordnungen sind aus der DE 196 10 599 C2 und der EP 0 908 087 A1 bekannt. Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist es demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art weiterzubilden, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet sowie dass die Sensoranordnung durch einen bauraumeffizienteren Aufbau in einer selbstfahrenden Erntemaschine flexibler einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung Gegenstand der entsprechenden abhängigen Patentansprüche 2 bis 4 sind. Gemäß Anspruch 1 wird eine Sensoranordnung zur Erfassung wenigstens einer Guteigenschaft eines von einer selbstfahrenden Erntemaschine aufgenommenen und diese durchlaufenden Erntegutes vorgeschlagen, umfassend zumindest ein Sensorelement, welches auf einem plattenförmigen Träger angeordnet ist, sowie eine Auswerteschaltung zur Auswertung von Signalen, welche das zumindest eine Sensorelement aufgrund eines physischen Kontakts des Trägers mit dem Erntegut generiert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Träger als eine keramikhaltige Platte mit einer Kontaktfläche, welche im Kontakt mit dem Erntegut steht, und einer der Kontaktfläche abgewandten Sensorfläche ausgeführt ist, wobei auf der dem Erntegut abgewandten Sensorfläche des Trägers das zumindest eine Sensorelement und die Auswerteschaltung an dieser angeordnet sind. Die Sensoranordnung besteht lediglich aus einem einzelnen Träger, welcher direkt in einen Gutfluss montiert werden kann, ohne dass es des Einsatzes einer Schutzbeschichtung oder einer sonstigen Schutzmaßnahme bedarf. Zudem zeichnet sich die erfindungsgemäße Sensoranordnung durch eine geringere Bauhöhe aus, wodurch die Anordnung flexibler wird und weitere Einsatzpositionen und Einsatzmöglichkeiten eröffnet werden. Ein weiterer Vorteil bei der Ausführung des Trägers als keramikhaltige Platte, wobei sie vorzugsweise als Keramik ausgestaltet ist, besteht in den herausragenden elektrischen Eigenschaften bis in hohe Frequenzbereiche, was eine Auswertung der Permittivität auch in diesen Frequenzbereichen ermöglicht. Insbesondere kann das zumindest eine Sensorelement als zwei zueinander beabstandete Elektroden ausgeführt sein. Durch den reduzierten Abstand zwischen Erntegut und den als Elektroden ausgeführten Sensorelementen nimmt die Sensitivität der Sensoranordnung zu und die Auflösung bei einer lokalen Erfassung der Permittivität kann erhöht werden. Die notwendigen Elektroden können verkleinert oder die Anforderungen an die Auswerteelektronik kann gesenkt werden. Bevorzugt können das zumindest eine Sensorelement und die Auswerteschaltung als eine Leiterplatine ausgeführt sein. Eine direkte Bestückung des zumindest einen Sensorelements und der Auswerteschaltung auf dem Träger führt zum Wegfall von Bondingschritten. Mit einem Hintergießen des Trägers auf der der Kontaktfläche abgewandten Sensorfläche ist eine direkte Anordnung in der Erntemaschine denkbar. Insbesondere kann beabstandet zum plattenförmigen Träger ein elektrischer Anschluss in einem den Träger aufnehmenden Sensorgehäuse angeordnet sein, um eine Leitung an die Sensoranordnung anzuschließen. Der Träger kann dabei durch Einkleben in das Sensorgehäuse befestigt sein. Weiterhin wird die eingangs gestellte Aufgabe durch eine selbstfahrende Erntemaschine gemäß Anspruch 5 gelöst. Gemäß Anspruch 5 wird eine selbstfahrende Erntemaschine vorgeschlagen, welche zur Aufnahme und Bearbeitung von Erntegut mittels verschiedener an oder in der Erntemaschine angeordneter Arbeitsorgane eingerichtet ist, wobei in der Erntemaschine zumindest eine mit dem Erntegut in physischen Kontakt kommende Sensoranordnung zur Erfassung zumindest eines Erntegutparameters angeordnet ist, wobei die zumindest