JPH10155330A - 農業用機械におけるパラメータ測定のための測定装置 - Google Patents

農業用機械におけるパラメータ測定のための測定装置

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JPH10155330A
JPH10155330A JP9321294A JP32129497A JPH10155330A JP H10155330 A JPH10155330 A JP H10155330A JP 9321294 A JP9321294 A JP 9321294A JP 32129497 A JP32129497 A JP 32129497A JP H10155330 A JPH10155330 A JP H10155330A
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JP
Japan
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crop
attenuation
frequency
microwave
sensor
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JP9321294A
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English (en)
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Norbert Dr Diekhans
ディークハンス ノルベルト
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Claas KGaA mbH
Original Assignee
Claas KGaA mbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 できるだけ整備が不要で機械的システムを持
たず高精度で収穫物通過量及び他の収穫物に固有のパラ
メータ又は搬送に固有のパラメータを測定する装置を提
供することである。 【解決手段】 上記課題は機械の中を貫く収穫物の通路
の少なくとも1つの箇所において、少なくとも1つのマ
イクロ波センサによって、搬送に固有のパラメータ及び
/又は収穫物に固有のパラメータが定められることによ
って解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレーム、車輪、
採り入れ用付属装置、前記収穫物の処理のための少なく
とも1つの処理装置、放出装置及び個々の機械コンポー
ネントを駆動するための駆動装置から構成される収穫物
の採り入れ及び処理のための農業用機械におけるパラメ
ータ測定のための測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ特許第19524752号明細書
には次のようなシステムが記述されている。すなわち、
農業用機械の中の通過する収穫物の流れの高さと搬送速
度とを機械的に検出することによって収穫量を求めるた
めに体積測定的通過量測定が行われるようなシステムが
記述されている。少なくとも部分的に機械的なシステム
として収穫物通過量測定装置の可動コンポーネントは磨
耗を免れないので整備しなくてはならない。このことは
若干のコストの原因となりうる。機械的なコンポーネン
トなしで収穫用機械の通過量を測定できるために、ドイ
ツ特許第4105857号明細書では容量性測定システ
ムが提案されている。この容量性測定システムは収穫物
通過量を電界の変化によって測定する。しかし、このよ
うな装置は、例えば高い湿度のような悪条件の下では精
度の点で必ずしもあらゆる要求には答えることができな
い測定値を供給してしまう。ASAE(American Society of
Agricultural Engeneers)Paper No.951757には自走式
刈り取り収穫機のための収穫量測定機器が記述されてい
る。この自走式刈り取り収穫機のための収穫量測定機器
の量センサは放射性ビーム源に基づいて作動する。(た
とえ僅少であろうとも)収穫物のビーム負荷に加えてこ
のセンサの放射性材料に近づくことは操作者にとって危
険である。また従来技術の不利な点は、体積測定による
通過量検出が質量検出のためには近似的な値しか供給し
ないことである。できるだけ正確な質量値を求める必要
がある場合、体積測定で測定された収穫物量の重量測定
がしばしば必要となる。よって、体積の重量に対する比
を設定することができ、これによって測定システムを相
応に較正しなければならない。このような較正過程はコ
ストがかかる。さらにたとえ頻繁に較正してもまだ比較
的大きな測定精度の不足が発生しうる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、でき
るだけ整備が不要で機械的システムを持たず高精度で収
穫物通過量及び他の収穫物に固有のパラメータ又は搬送
に固有のパラメータを測定する装置を提供することであ
る。質量検出、貯蔵及び販売可能性に対して、そして収
穫量の他の成分の評価に対しても収穫物の湿度成分は大
きな意味を有するので、付加的に収穫物の湿度成分の検
出が相応の装置によって可能であることは望ましいこと
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題は機械の中を貫
く収穫物の通路の少なくとも1つの箇所において、少な
くとも1つのマイクロ波センサによって、搬送に固有の
パラメータ及び/又は収穫物に固有のパラメータが定め
られることによって解決される。
【0005】
【発明の実施の形態】マイクロ波センサとは次のような
センサである。すなわち、このセンサの電磁波は、ほぼ
0.5GHz(この0.5GHzの下から電波が始まる)
から1000GHz(この1000GHzから赤外線領
域へ移行する)までの周波数領域で、つまり1mからほ
ぼ0.5mmまでの相応する波長で作動するセンサであ
る。このマイクロ波センサはセンサデータを供給する。
このセンサデータはマイクロプロセッサ及び適当なソフ
トウェアから形成される評価電子装置によって計算され
て、搬送チャネルの中の層の厚さと密度とから算出され
る積ならびに湿度を表すデータが導出される。この場
合、この評価電子装置は方程式系によって作動する。こ
の方程式系には、求められるパラメータは未知数として
含まれており、伝達されるセンサデータに基づいて計算
される。測定される層の厚さ、密度、搬送チャネルの幅
及び搬送速度を乗算することから通過量が計算されう
る。さらに、補正係数が既知である場合には、測定され
るセンサデータから他の乗算を介して搬送される収穫物
通過量の正確な質量が求められる。この補正値自体は全
て、収穫物に固有の補正値を呼び出し可能なように格納
したメモリから、基準値による較正又は手動入力による
較正を介して、場合によっては測定された湿度を補正係
数として利用して設定される。しかし、この補正とは別
に、湿度値は他の農業的評価にとっても関心の的であ
る。マイクロ波センサを使用する本発明の装置は、機械
的コンポーネントなしで作動しうる。
【0006】有利には複数のパラメータを求めるために
1つ又は複数のマイクロ波センサを介して複数の評価可
能なセンサデータを検出する。少なくとも2つのセンサ
データに対して次のようにすれば有利である。すなわ
ち、これら少なくとも2つのセンサデータが、1つの周
波数における減衰及び位相シフト、2つの周波数におけ
るそれぞれの減衰、それぞれの周波数における減衰及び
位相シフト又は2つの周波数におけるそれぞれの位相シ
フトを評価することを介して求められるようにすれば有
利である。検出される2つより多くのセンサデータに対
しては、減衰、位相シフト及び周波数などの測定パラメ
ータを必要に応じて互いに組み合わせることができる。
【0007】本発明の変形実施形態として次のようなこ
とも考えられる。すなわち、収穫物の処理装置の例えば
回転数センサか又は(搬送速度が変化する場合には)速
度センサのような少なくとも1つの他のセンサによっ
て、機械の中を通過する収穫物の通過速度を求め、さら
にマイクロ波センサ及び他のセンサから求められる値を
評価電子装置で計算することによって収穫物通過量を求
めることも考えられる。
【0008】本発明の有利な実施形態では、マイクロ波
センサが農業用機械の内壁に配置され、このマイクロ波
センサは静止状態の又は流動状態の収穫物の流れに電磁
波を送信し、1つ又は複数の周波数におけるこのマイク
ロ波の減衰及び/又は位相シフトを少なくとも1つのア
ンテナによって測定し、このアンテナによって測定され
たセンサデータは評価電子装置によって評価される。第
2の周波数帯域での透過に基づいて較正曲線を介して層
の厚みが帰納的に推定されることによって、この層の厚
みは評価される。
【0009】本発明のセンサ装置によって、静止状態の
又は流動状態の収穫物の密度乃至は計算されて質量及び
/又は湿度が機械の中のマイクロ波センサによって求め
られる。このために、マイクロ波センサは第1の周波数
L1及び第2の周波数L2で送信し、この第1の周波数
L1の減衰はまず第1に密度の尺度でありそしてこの第
2の周波数L2の減衰は収穫物の湿度に関連する。
【0010】有利には、マイクロ波は比較的広い周波数
帯域で送信され、特別な比較的狭い周波数帯域における
吸収が求められ、この吸収から収穫物の成分が帰納的に
推定される。またこの場合、第1の周波数領域L1にお
ける吸収は密度の尺度であり、第2の周波数領域L2に
おける吸収は収穫物の湿度の尺度である。しかしまた湿
度測定はただ1つの周波数領域において間接的にマイク
ロ波(1GHz)の伝播時間の変化(位相シフト)を介
して行われ、質量測定は減衰を介して行われる。
【0011】本発明の有利な実施形態では、農業用機械
の中を貫く収穫物の通路の箇所に少なくとも1つの湿度
センサが配置される。有利には、湿度測定はマイクロ波
センサのセンサデータから導出される。しかしまた湿度
センサはこのマイクロ波による方法とは別の方法で作動
することができる。この場合、湿度測定は機械の処理装
置による収穫物処理の後で行われる。この際、収穫物の
表面湿度を求めるだけで充分である。この表面湿度はマ
イクロ波センサの代わりに選択的に赤外線センサによっ
ても求められる。この赤外線センサの測定値は評価電子
装置において他のマイクロ波センサの測定値と組み合わ
せることができる。
【0012】
【実施例】次に本発明を実施例に基づいて詳しく説明す
る。
【0013】図1は農業用機械の例として自走式刈り取
り収穫機2のマイクロ波センサの概略図を示す。この自
走式刈り取り収穫機2には車輪4、車両フレーム6、採
り入れ用付属装置8、わら刻み装置10の形の処理装
置、放出曲管12の形の放出装置ならびに作業器具及び
機械コンポーネントを駆動するエンジン15が装備され
ている。放出曲管12にはマイクロ波センサ14が取り
付けられている。このマイクロ波センサ14は送信ユニ
ット14a及び受信ユニット乃至はアンテナ14bから
成る。この刈り取り収穫機は規定通りに使用すれば採り
入れ用付属装置8で収穫物を刈り取り、これを吸入開口
部に搬送する。そこで収穫物は前置プレスローラによっ
て圧縮され、連続的にわら刻み装置10に供給される。
このわら刻み装置10は回転する刃ドラムによってこの
供給される収穫物を対向刃で切り刻み加速して搬送たて
穴の中に放出する。収穫物は収穫物の通過貫流としてこ
の搬送たて穴を通過し放出曲管12に達し、この放出曲
管12の放出端部からトラックの方向に放出される。収
穫物のある農地を刈り取り収穫機2が常に他に優先して
走行するならば、この刈り取り収穫機2の内部にほぼ一
定の収穫物の流れが生じる。この収穫物の流れは高速で
この機械の中を通過貫流する。収穫物の性質及び収穫前
の及び収穫中の気象条件に応じて、処理される収穫物は
異なる湿度及び固有の重さを有する。現代の刈り取り収
穫機は1時間当たり150tより多い収穫物を通過貫流
させる能力を有する。通過貫流する収穫物の量及びこの
収穫物の不安定な特性のために、通過量をできるだけ正
確に定めることは困難である。
【0014】所定の境界条件を遵守すれば、収穫物の物
理的特性によって連続動作の際でもマイクロ波領域にお
いてほぼ明確な測定ができる。誘電損失の原因である誘
電率の虚部は1GHzより上の周波数からようやくはっ
きりと上昇し、それゆえ減衰測定(透過)乃至は反射係
数絶対値測定が1GHzより上の周波数からようやく有
意味になる。マイクロ波測定方法は測定精度、測定速度
及び技術的コストの良好な関係を提供する。このマイク
ロ波測定方法では測定機器を簡単に操作できるし、さら
に操作者に危険を与えない。マイクロ波測定方法は測定
対象物を変化させないし、非接触測定も可能にする。マ
イクロ波法は、検査される測定対象物を貫通する際のG
Hz領域での測定対象物の誘電率に依存する電磁波の位
相定数(伝播速度)の変化及び減衰定数の変化を利用す
る。収穫物におけるマイクロ波センサの減衰係数及び位
相係数は温度、導電率、密度及び湿度などのパラメータ
に依存する。極限条件(低い温度、高い導電率)下では
センサデータの評価は困難であるが、学問的研究から次
のような公式が公知である。すなわち、この公式は通常
条件下の物質の既知の誘電率に基づいて減衰係数及び位
相係数に対する関係を高精度で記述する。
【0015】マイクロ波法は、収穫物の流れの測定の場
合、透過法、反射法、ドップラーレーダー法又はパルス
レーダー法として実施される。
【0016】透過法においては、2つのマイクロ波アン
テナ14aと14bとの間の伝送区間内に収穫物が存在
する。収穫物が通過する際に一方ではこの収穫物に依存
する伝播時間に応じてマイクロ波の位相位置が変化し、
他方で、受信器側で測定されるマイクロ波電力はこの収
穫物に依存する伝送区間の基本減衰の他に測定対象物の
誘電減衰に依存する。マイクロ波の位相シフト及び減衰
から位相定数及び減衰定数が別個に定まり、この結果例
えば通過量や収穫物の湿度のようなパラメータを別個に
求めることが可能になる。この方法においては、測定区
間の方向に均一な受信感度が前もって与えられている。
十分な横方向の均質性は相応の放射面及び方向特性を有
するアンテナ構造の使用によって保証されなければなら
ない。このことは相応の大きさのアパーチャを有するア
ンテナによって又は個々のアンテナを列状に配置するこ
と又は個々のアンテナをグループで配置することによっ
て行われる。関連する比較値(測定区間0.3m、水の
体積成分10〜40%、温度10〜60℃、周波数2.
45GHz)の場合には、減衰測定に有効なダイナミッ
クレンジは5〜20dB、そして位相定数は係数3だけ
変化する。
【0017】反射測定の場合には、同一のマイクロ波ア
ンテナ14aを送信器及び受信器として使用する。測定
パラメータはいわゆるアンテナの複素ベースインピーダ
ンス乃至はベース(基部)で生ずる複素反射率である。
このベースインピーダンスは所定のアンテナの幾何学的
構成に対しては収穫物の誘電特性に依存する。このベー
スインピーダンスの値に対して実質的にアンテナの周囲
の状況が決定的に重要である。従って、放出曲管12の
断面積又はリフトの断面積に関連する通過量の情報を得
ることはほとんどできない。よって、この方法はむしろ
収穫物の湿度検出に向いている。
【0018】ドップラーレーダー法においては、例えば
ガンダイオードが弱い連続マイクロ波信号を送信し、こ
の弱い連続マイクロ波信号が通過貫流する収穫物によっ
て反射される。センサによって、この反射され周波数シ
フトされたエネルギーの強度が検出される。この反射さ
れたビームはドップラー周波数を有する。このドップラ
ー周波数はばら物(Schuettgut)である収穫物の速度に
比例する。センサ信号としてのドップラー信号の強度か
ら、通過貫流する収穫物の速度が求められる。通過貫流
する収穫物の層の厚さに関して反射されたビームをさら
に評価すれば、有利には、実際に通過貫流する収穫物だ
けが層の厚さとして検出される。従って、この方法を使
用すれば側壁に固着した収穫物の破片による測定値の歪
曲が排除される。
【0019】他の可能性はパルスレーダー法を使用する
ことである。パルスエコーモードで送信パルスと受信さ
れるエコーとを時間的に分離し、電気的なゲート回路で
別個に測定することができる。アンテナに対向配置され
ている金属製の境界面(放出曲管12又はリフトの壁
面)で全反射することを前提とすれば、透過法と同じ考
察が当てはまる。検査される媒体の往復路に対する区間
長の2倍化を顧慮すれば、パルス伝播時間からこの媒体
の中での伝播速度が求められ、さらにパルスの大きさか
らこの媒体の減衰定数が求められる。パルスレーダー法
はただ1つのアンテナ構造乃至は測定対象物に対するた
だ1つのコンタクト面しか必要としないが、それにも関
わらず比較的容易に総括的に判定できるという利点を有
する。回路技術的なコスト(迅速なゲート回路)は減衰
測定と位相測定とを組み合わせるコストとほとんど同じ
である。しかし、完全に別の回路技術が必要となる。測
定対象物との相互作用は、当然十分なパルス周波数で反
復されうる短い期間に限定される。不利な点としては2
倍になる測定区間によって必然的に減衰も2倍になるこ
とであると考えられる。この結果、事情によっては非常
に大きいダイナミックレンジが発生する。
【0020】複数のパラメータを求めなければならない
場合、ただ1つの周波数領域で測定すると統計的エラー
が不均質な対象物での反射及び収穫物の流れの境界面及
び機械の側の振動によって重複して発生する危険があ
る。それゆえ、できるだけエラーを「均す(glaette
n)」ためには複数の周波数領域を評価すると有利であ
る。減衰測定にとって重要な測定周波数はほぼ10GH
zである。収穫物の破片の大きさはマイクロ波の散乱に
影響を及ぼすことを顧慮すべきである。そして波長はエ
ラー率ができるだけ小さくなるように選択すべきであ
る。平均的な破片の大きさが3〜5mmの場合、例えば
重要な測定周波数は2〜3GHzの領域にある。この測
定領域において透過する信号乃至は反射される信号の減
衰(反射係数の絶対値)及び位相シフトが測定される。
周波数に依存する統計的測定不確実性がもはや重要では
なくなるように、第2の測定周波数は第1の測定周波数
に対して比較的大きな間隔をとるべきである。許可規定
及びEMV規定に基づいていわゆるISM帯域が両方の
周波数に対して利用される場合、第2の周波数には例え
ば40.68MHz又は433MHzが提供される。測
定空間の僅少な寸法のために433MHzの周波数の方
が優先されるだろう。
【0021】図2には例として農業用機械に使用するた
めのマイクロ波センサの実施例が図示されている。広帯
域発振器20(又は2つの個別の発振器)が測定周波数
を発生する。この信号源の出力電力が例えば10mWな
らば測定目的にはもう十分である。位相測定は必要不可
欠なので、周波数は方向性結合器22を用いるフェーズ
ロックループ(PLL)によって安定化される。測定さ
れる収穫物の流れ24の測定パラメータ、すなわち減衰
及び位相シフトを求めるために透過係数をベクトル的に
測定するには、複数の方法が提案される。例えば、測定
信号と周波数シフトされた局部発振器信号とを混合し、
中間周波数(ZF)レベルで後続処理をしてもよい。そ
の場合、検出と検出器又は直接的なAD変換による増幅
との後で振幅の評価が行われる。第2の増幅及び混合に
よって非常に低いレベルでも検出される。別の方法は受
信センサ14bによって受信される信号を測定区間に供
給される信号と混合することである。この結果、両方の
信号は同一の周波数を有し、測定に利用される中間周波
数ZFの側波帯は周波数0を有する。
【0022】図2の実施例は、発振器20、方向性結合
器22、そして送信アンテナ14a及び受信アンテナ1
4bを有する同期検波器の原理的な回路を示す。入力結
合される基準信号Ref及び減衰している測定信号Me
ssはその都度検出器26a、26b及び前置増幅器2
8a、28b及び増幅器30を介して振幅表示器32に
供給される。この振幅表示器32には減衰係数に相応す
る電圧が印加される。中間周波数信号ZFは(少なくと
も)2つの成分を有する。この2つの成分は混合の理論
に従って差周波数及び和周波数である。乗算器36から
の和信号はローパスフィルタTPによってフィルタリン
グされる。差信号は測定信号及び基準信号の振幅情報及
び位相情報を含んでいる。基準信号の振幅及び位相位置
が安定しているならば、この差信号は測定信号の変化に
依存して変化する。高周波分岐HFの振幅情報及び位相
情報を分離するには、基準信号の振幅を減衰素子34を
介して調整しこの基準信号の振幅を測定信号の振幅と同
じ大きさにする。この減衰素子の制御電圧は測定信号の
振幅と等しい大きさの電圧として測定される。代わり
に、測定信号を基準信号のレベルにまで増幅調整するこ
とも考えられる。反射係数の絶対値は測定電圧と基準電
圧との商である。この反射係数の位相は乗算器36の出
力電圧によって再現される。そして振幅表示器38に位
相シフト率に相応する電圧が印加される。実際の配置で
は個々のコンポーネントは互いに絶縁され、システムの
調整のために基準信号分岐路にも測定信号分岐路にも付
加的な減衰素子及び移相器が組み込まれる。
【0023】図3はクワッドラチャ検波器の原理的な回
路図である。ここでは発振器信号は受信チャネルで90
°だけシフトされて、すなわち直角にシフトされて乗算
器36に局部発振器信号として供給される。乗算的混合
によって(絶対値及び位相すなわち複素表示によって特
徴づけられる)複素受信信号はその実部及び虚部(直交
形式)に変換される。選別はローパスフィルタTPが引
き受ける。このローパスフィルタTPは発生する上側波
帯(和周波数)をフィルタリングする。実部RE及び虚
部IMの値から簡単な複素演算によって局部発振器信号
を基準値として減衰及び位相シフトの値が求められる。
【0024】上述した各マイクロ波センサの出力信号は
アナログ形式である。デジタル的に後続処理を行うため
には、信号を増幅しA/D変換しなくてはならない。あ
り得るエラーを低減するには、この信号を収穫物の温度
値によっても計算すべきである。この温度値は適当なセ
ンサ装置によって付加的に求められる。測定速度を期待
する場合には、マイクロコントローラと結合されるシグ
ナルプロセッサをデジタル化された信号の評価のために
使用する。これらのデジタルモジュールはPLL発振器
の周波数を制御し切り換える。これらのデジタルモジュ
ールは、測定周波数における減衰及び位相シフトを算定
する。これらのデジタルモジュールは、これらの値から
収穫物の湿度及び/又は測定対象物の密度を求め、さら
に体積換算することによって通過量を計算する。これら
のデジタルモジュールは、収穫物及び温度に依存して測
定値を補正する。これらのデジタルモジュールは、イン
ターフェース機能を果たし、複数のアプリケータにおけ
る測定箇所切り換えを行う。インターフェースを介して
後置される評価電子装置に例えば収穫物湿度、通過量及
び/又は収穫物温度のようなパラメータのためのセンサ
データが伝達される。
【0025】図4は、詳細には図示されてはいないコン
バインの中のマイクロ波センサの配置の例を示す。リフ
トのケーシングが見える。このリフトケーシングの中に
は回転するチェーンに固定された搬送パドルで収穫物が
搬送され穀物タンクの中にリフト放出部を通して投げ入
れられる。マイクロ波センサのアンテナをこのリフト放
出部の境界壁面の側面に固定することが提案される。同
じやり方で1つ又は複数のマイクロ波センサを農業用機
械の収穫物搬送路の他の箇所にも取り付けることができ
る。
【0026】上述の記述は収穫物のパラメータを測定す
るためにマイクロ波センサを使用することを説明してい
る。しかし収穫物の他にも同様のやり方で又は目的に応
じて容易にやり方を変更して、他の湿り気のある媒体又
は乾いた媒体、例えば水肥え、化学肥料、種子、農薬等
々のパラメータも本発明の方法で求めることができるこ
とは当然のことながら言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】自走式刈り取り収穫機の側面図である。
【図2】同期検波器の原理的な回路図である。
【図3】クワッドラチャ検波器の原理的な回路図であ
る。
【図4】コンバインの中のリフトの部分図による長手方
向断面図である。
【符号の説明】
2 刈り取り収穫機 4 車輪 6 車両フレーム 8 採り入れ用付属装置 10 わら刻み装置 14 マイクロ波センサ 14a マイクロ波送信アンテナ 14b マイクロ波受信アンテナ 15 エンジン 20 広帯域発振器 22 方向性結合器 24 収穫物の流れ 26a 検出器 26b 検出器 28a 前置増幅器 28b 前置増幅器 30 増幅器 32 振幅表示器 34 減衰素子 36 乗算器 38 振幅表示器 Ref 基準信号 Mess 測定信号 TP ローパスフィルタ RE 実部 IM 虚部

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 収穫物の採り入れ及び処理のための農業
    用機械におけるパラメータ測定のための測定装置であっ
    て、フレーム、車輪、採り入れ用付属装置、前記収穫物
    の処理のための少なくとも1つの処理装置、放出装置及
    び個々の機械コンポーネントを駆動するための駆動装置
    から構成される収穫物の採り入れ及び処理のための農業
    用機械におけるパラメータ測定のための測定装置におい
    て、 前記機械の中を貫く収穫物の通路の少なくとも1つの箇
    所において、少なくとも1つのマイクロ波センサによっ
    て、搬送に固有のパラメータ及び/又は収穫物に固有の
    パラメータが定められる、収穫物の採り入れ及び処理の
    ための農業用機械におけるパラメータ測定のための測定
    装置。
  2. 【請求項2】 搬送に固有のパラメータ及び/又は収穫
    物に固有のパラメータを定めるための少なくとも2つの
    センサデータが、少なくとも1つのマイクロ波センサか
    ら、周波数における減衰及び位相シフト、2つの周波数
    におけるそれぞれの減衰、それぞれの周波数における減
    衰及び位相シフト又は2つの周波数におけるそれぞれの
    位相シフトを評価することを介して求められることを特
    徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 少なくとも1つの他のセンサによって機
    械の中を通過する収穫物の通過速度が求められ、 さらにマイクロ波センサ及び他のセンサから求められる
    値を評価電子装置で計算することによって収穫物通過量
    が求められることを特徴とする請求項1又は2記載の装
    置。
  4. 【請求項4】 少なくとも1つのマイクロ波センサは農
    業用機械の内壁に配置され、前記少なくとも1つのマイ
    クロ波センサは、静止状態の又は流動状態の収穫物の流
    れに電磁波を送信し、1つ又は複数の周波数におけるこ
    のマイクロ波の減衰及び/又は位相シフトを少なくとも
    1つのアンテナによって測定し、 該アンテナによって測定されるセンサデータは評価電子
    装置によって評価されることを特徴とする請求項1〜3
    までのうちの1項記載の装置。
  5. 【請求項5】 第2の周波数帯域での透過に基づいて較
    正曲線を介して層の厚みが帰納的に推定されることによ
    って、該層の厚みが求められることを特徴とする請求項
    1〜4までのうちの1項又は複数項記載の装置。
  6. 【請求項6】 求められるパラメータのうちの1つは搬
    送される収穫物の湿度であることを特徴とする請求項1
    〜5までのうちの1項又は複数項記載の装置。
  7. 【請求項7】 マイクロ波センサは第1の周波数L1及
    び第2の周波数L2で送信し、 前記第1の周波数L1の減衰はまず第1に密度の尺度で
    あり、 前記第2の周波数L2の減衰は収穫物の湿度に関連する
    ことを特徴とする請求項1〜6までのうちの1項又は複
    数項記載の装置。
  8. 【請求項8】 マイクロ波は比較的広い周波数帯域で送
    信され、 特別な比較的狭い周波数帯域における吸収が求められ、 この吸収から収穫物の成分が帰納的に推定されることを
    特徴とする請求項1〜7までのうちの1項記載の装置。
  9. 【請求項9】 第1の周波数領域L1における吸収は密
    度の尺度であり、 第2の周波数領域L2における吸収は収穫物の湿度の尺
    度であることを特徴とする請求項8記載の装置。
  10. 【請求項10】 湿度測定は間接的にマイクロ波(1G
    igaHz)の伝播時間の変化(位相シフト)を介して
    行われ、 質量測定は減衰を介して行われることを特徴とする請求
    項1〜9までのうちの1項又は複数項記載の装置。
  11. 【請求項11】 機械の中を貫く収穫物の通路の箇所に
    別個の湿度センサが配置されることを特徴とする請求項
    1〜10までのうちの1項又は複数項記載の装置。
  12. 【請求項12】 湿度測定は機械の中で収穫物の処理の
    後で行われることを特徴とする請求項11記載の装置。
  13. 【請求項13】 収穫物の表面湿度が求められることを
    特徴とする請求項11及び12記載の装置。
  14. 【請求項14】 表面湿度は赤外線センサによって求め
    られることを特徴とする請求項1〜13までのうちの1
    項又は複数項記載の装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101878697A (zh) * 2010-06-08 2010-11-10 洛阳中收机械装备有限公司 玉米剥皮机清草刀
CN111226577A (zh) * 2020-02-20 2020-06-05 江苏大学 一种田间收获状态的输粮在线干燥装置和收获机
CN111684934A (zh) * 2020-05-29 2020-09-22 江苏大学 一种自动高效玉米秸秆粉碎机

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163158A (en) 1996-02-20 2000-12-19 Hauni Maschinenbau Ag Method of and apparatus for ascertaining at least one characteristic of a substance
EP0902277A1 (de) * 1997-08-13 1999-03-17 Hauni Maschinenbau Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung zum Erfassen mindestens einer Eigenschaft eines Stoffes
DE19743884C2 (de) * 1997-10-04 2003-10-09 Claas Selbstfahr Erntemasch Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erkennung von Bearbeitungsgrenzen oder entsprechenden Leitgrößen
DE19744483A1 (de) 1997-10-09 1999-04-15 Claas Selbstfahr Erntemasch Feuchtemeßeinrichtung und Verfahren zur Feuchtemessung in Erntemaschinen
DK0931446T3 (da) * 1998-01-16 2003-06-10 Claas Selbstfahr Erntemasch Måleindretning på en mobil høstmaskine
US6083103A (en) * 1998-02-25 2000-07-04 New Holland North America, Inc. Sensor apparatus with butterfly valve for maintaining packing density of moving material
DK30498A (da) * 1998-03-06 1999-09-07 Dronningborg Ind As Fremgangsmåde til bestemmelse af massestrømhastighed
US20020073770A1 (en) 1998-10-08 2002-06-20 Norbert Diekhans Device and method for measuring the moisture of crop material in agricultural machines
DE19918552A1 (de) * 1999-04-23 2000-10-26 Deere & Co Erntemaschine
DE19921466A1 (de) * 1999-05-08 2000-11-09 Deere & Co Einrichtung zum Regeln der Vortriebsgeschwindigkeit einer Erntemaschine mit unscharfer Logik
DE19922867C5 (de) * 1999-05-19 2015-04-23 Deere & Company Erntemaschine mit einer Meßeinrichtung zur Messung von Inhaltsstoffen in und/oder Eigenschaften von Erntegut
US6431981B1 (en) * 1999-06-30 2002-08-13 Wisconsin Alumni Research Foundation Yield monitor for forage crops
DE10021663A1 (de) * 2000-05-04 2001-11-15 Krone Bernhard Gmbh Maschf Erntemaschine, insbesondere selbstfahrender Feldhäcksler
DE10030505A1 (de) * 2000-06-21 2002-01-03 Deere & Co Vorrichtung zum Einstellen des Abstandes und/oder der Anpresskraft zweier Walzen einer Nachzerkleinerungseinrichtung
DE10130665A1 (de) * 2001-06-28 2003-01-23 Deere & Co Vorrichtung zur Messung der Menge von auf einem Feld stehenden Pflanzen
DE10154874C2 (de) 2001-11-08 2003-09-04 Case Harvesting Sys Gmbh Durchsatzmeßvorrichtung in einer Erntemaschine
DE10220699A1 (de) * 2002-05-10 2003-12-24 Deere & Co Vorrichtung zur Einstellung der Schnittlänge einer Häckseleinrichtung
DE10236515C1 (de) * 2002-08-09 2003-09-25 Case Harvesting Sys Gmbh Verfahren und Meßeinrichtung zur Bestimmung von Inhaltsstoffen und/oder Eigenschaften von Erntegut in Häckslern
DE10241788A1 (de) * 2002-09-06 2004-04-01 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Vorrichtung zum Zerkleinern von landwirtschaftlichem Erntegut
DE10306725A1 (de) * 2003-02-17 2004-09-16 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Erntegutparametern
DE10348040A1 (de) * 2003-10-15 2005-05-19 Deere & Company, Moline Messeinrichtung
DE50306862D1 (de) 2003-11-28 2007-05-03 Lely Entpr Ag Feuchte-Messeeinrichtung und -Verfahren
DE102004038408A1 (de) 2004-08-07 2006-02-23 Deere & Company, Moline Messeinrichtung
DE102004058641B4 (de) * 2004-12-01 2007-03-01 Agueeva, Olga, Dr. Verfahren zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Bestimmung der Konzentration der enthaltenen Bestandteile in einem Medium mittels Auswertung der das Medium durchdringende Mikrowellen
DE102005017121A1 (de) * 2005-04-14 2006-10-19 Deere & Company, Moline Auswurfkrümmer für einen Feldhäcksler
DE102005039596B4 (de) * 2005-08-19 2009-10-29 Maschinenfabrik Bernard Krone Gmbh Landwirtschaftliche Erntemaschine
EP1795885B1 (de) * 2005-12-07 2011-10-05 Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Dichte eines landwirtschaftichen Gutes
EP1795884A1 (de) 2005-12-07 2007-06-13 Leibnitz-Inst. für Agrartechnik-Potsdam-Bornim e.V Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Dichte eines landwirtschaftichen Gutes
DE102006050663A1 (de) 2006-09-28 2008-04-17 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Messvorrichtung zur Messung von Parametern
DE102007053910A1 (de) 2007-11-09 2009-05-14 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine
RU2372769C1 (ru) * 2008-04-07 2009-11-20 ГНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В.Р. Вильямса" Устройство для внесения сыпучих консервантов
DE102008043377A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-06 Deere & Company, Moline Messanordnung zur spektroskopischen Untersuchung und Durchsatzerfassung eines Erntegutstroms
DE102011100244A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Mso Messtechnik Und Ortung Gmbh Verfahren zur Messung eines leitungsgeführten Gutstroms mittels Microwellen, Sensoranordnung und Vorrichtung mit einer Sensoranordnung
DE102013112080B4 (de) 2013-11-04 2023-06-01 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einer optischen Sensoreinheit
DE102014102221B4 (de) * 2014-02-20 2024-09-19 Claas Saulgau Gmbh Verfahren und Steuerungssystem zum Betreiben eines Feldhäckslers sowie Feldhäcksler
DE102014010586B4 (de) * 2014-07-17 2016-04-07 Maschinenfabrik Bernard Krone Gmbh Landwirtschaftliche Erntemaschine
NL1041042B1 (en) 2014-11-11 2016-10-06 Beheermaatschappij Schuitemaker B V Loader wagon system and method for collecting halm material and measuring contents of the collected halm material.
US10194587B2 (en) 2015-02-24 2019-02-05 MSO Meßtechnik und Ortung GmbH Method and device for measuring a crop mass flow on a forage harvester
US10051787B2 (en) 2016-05-17 2018-08-21 Deere & Company Harvesting head with yield monitor
US10481105B2 (en) * 2016-08-31 2019-11-19 Deere & Company Measurement device and method for estimating yield of a harvested crop
US10371558B2 (en) 2016-08-31 2019-08-06 Deere & Company System and method for measuring a bin level via an electromagnetic signal
US10863672B2 (en) 2017-11-06 2020-12-15 Deere & Company Radio frequency measurement device for measuring harvested agricultural material
US10871458B2 (en) 2017-11-06 2020-12-22 Deere & Company Radio frequency measurement device for measuring grain loss
US10660268B2 (en) 2017-12-16 2020-05-26 Deere & Company Harvester with electromagnetic plane crop material flow sensor
US12575496B2 (en) 2019-10-14 2026-03-17 Deere & Company System and method for terahertz frequency crop contamination detection and handling
US12644848B2 (en) 2019-10-14 2026-06-02 Deere & Company System and method for terahertz frequency object and crop contamination and constituent detection and handling
US11696529B2 (en) 2019-10-14 2023-07-11 Deere & Company Radio frequency grain mass and constituent measurement systems for combine harvesters
IT201900022422A1 (it) 2019-11-28 2021-05-28 Cnh Ind Italia Spa Sistema e metodo per determinare le proprieta' di balla di una balla di materiale raccolto utilizzando una rilevazione basata a micro-onde
RU2748994C1 (ru) * 2020-02-20 2021-06-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского" Фуражир
CA3175292A1 (en) 2020-04-24 2021-10-28 Agco Corporation Agricultural machines comprising capacitive sensors, and related methods and apparatus
US12372496B2 (en) 2020-04-24 2025-07-29 Agco Corporation Methods of measuring harvested crop material
US12063885B2 (en) 2020-11-03 2024-08-20 Deere & Company Kernel-level grain monitoring systems for combine harvesters
WO2023009581A1 (en) * 2021-07-27 2023-02-02 Deere & Company Measuring seed cotton properties using near infrared sensing
US12471527B2 (en) * 2021-12-09 2025-11-18 Cnh Industrial America Llc System and method for monitoring crop material thickness within an agricultural harvester
DE102021133187A1 (de) * 2021-12-15 2023-06-15 Deere & Company Verfahren zur Ermittlung einer Dichte eines Erntegutes
DE102022112043A1 (de) * 2022-05-13 2023-11-16 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Erntemaschine

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2445046A1 (de) * 1974-09-20 1976-04-01 Fahr Ag Maschf Vorrichtung zur laufenden ermittlung der druschleistung eines maehdreschers
US4239010A (en) * 1979-06-29 1980-12-16 Dickey-John Corporation Microwave seed sensor for field seed planter
DE3045728A1 (de) * 1980-12-04 1982-07-08 Claas Ohg, 4834 Harsewinkel Fahrzeug mit elevator, insbesondere selbstfahrender maehdrescher
DE3232746A1 (de) * 1982-09-03 1984-03-08 Gerhard Dipl.-Ing. 4930 Detmold Römer Fahrbare halmgut-erntemaschine, wie ballenpresse und ladewagen mit aufsammelvorrichtung (pickup) oder maehdrescher
DK286083A (da) * 1983-06-21 1984-12-22 Dronningborg Maskinfab As Apparat til kontinuerlig maaling af massestroem i en mejetaersker
CA1292369C (en) * 1987-05-15 1991-11-26 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Ministe Unthreshed head grain loss monitor
DE3884602T2 (de) * 1988-04-26 1994-02-17 Ford New Holland Inc Körnerverlustmonitoren für Mähmaschinen.
GB8818512D0 (en) * 1988-08-04 1988-09-07 Ici Plc Microwave moisture sensing arrangement
DE4105857C2 (de) * 1991-02-25 1994-07-07 Claas Ohg Vorrichtung zur Messung eines Massestromes
US5343761A (en) * 1991-06-17 1994-09-06 Allen Myers Method and apparatus for measuring grain mass flow rate in harvesters
FR2683425B1 (fr) * 1991-11-23 1996-05-31 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Dispositif de mesure d'un flux de grains d'une moisonneuse-batteuse.
DE4138533A1 (de) * 1991-11-23 1993-05-27 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Messvorrichtung
DE4444248A1 (de) * 1994-12-13 1996-06-20 Conrads Hans Georg Dipl Ing Vorrichtung zur berührungsfreien Messung des Massedurchsatzes in Förderleitungen bei Zweiphasenströmungen mit Hilfe von Mikrowellen
DK6996A (da) * 1995-06-02 1996-12-03 Dronningborg Ind As Fremgangsmåde og apparat til bestemmelse af masseflowet af en kornstrøm
DE19524752B4 (de) * 1995-07-07 2004-08-12 Claas Kgaa Mbh Vorrichtung und Verfahren zur Durchsatzmessung in einer landwirtschaftlichen Erntemaschine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101878697A (zh) * 2010-06-08 2010-11-10 洛阳中收机械装备有限公司 玉米剥皮机清草刀
CN111226577A (zh) * 2020-02-20 2020-06-05 江苏大学 一种田间收获状态的输粮在线干燥装置和收获机
CN111684934A (zh) * 2020-05-29 2020-09-22 江苏大学 一种自动高效玉米秸秆粉碎机

Also Published As

Publication number Publication date
DE19648126A1 (de) 1998-05-28
EP0843959A1 (de) 1998-05-27
DE19648126B4 (de) 2009-01-22

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