Dokumentenidentifikation |
EP1772048 24.05.2007 |
EP-Veröffentlichungsnummer |
0001772048 |
Titel |
Vorrichtung zum optischen Zählen kleiner Körperchen |
Anmelder |
Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG, 49205 Hasbergen, DE |
Erfinder |
Marquering, Johannes Dr., 49176 Borgloh, DE; Kötter, Heiner, 49086 Osnabrück, DE; Heitmeyer, Kilian, 49152 Bad Essen, DE |
Vertragsstaaten |
AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR |
Sprache des Dokument |
DE |
EP-Anmeldetag |
05.10.2006 |
EP-Aktenzeichen |
060209228 |
EP-Offenlegungsdatum |
11.04.2007 |
Veröffentlichungstag im Patentblatt |
24.05.2007 |
IPC-Hauptklasse |
A01C 7/10(2006.01)A, F, I, 20070313, B, H, EP
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Beschreibung[de] |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Zählen
kleiner Körperchen gemäß des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Eine derartige Vorrichtung, die bei einer Sämaschine
verwirklicht ist, ist durch die
DE 103 38 005 A1
bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist in zumindest einer der Saatleitungen
der Sämaschine ein mit optischen Sensoren besetzter Messraum vorgesehen, den
die kleinen Körperchen, hier Saatkörner passieren müssen. Hierbei
unterbrechen die Samenkörner den Lichtgang zwischen einem Lichtemitter und
einem Lichtdetektor der Sensoren. Die Häufigkeit der Unterbrechung des Lichtganges
wird von einer elektronischen Einrichtung ausgewertet und hieraus Rückschlüsse
auf die Anzahl der den Messraum passierenden Saatkörner gezogen. Bei einer
landwirtschaftlichen Sämaschine verschmutzen die Sensoren bzw. die die Sensoren
abdeckenden lichtdurchlässigen Scheiben durch an den Saatkörnern anhaftenden
Staub, Beizpartikel oder sich im Saatgut befindliche Staubpartikel. Wenn die Sensoren
bzw. der die Sensoren abdeckenden lichtdurchlässigen Elemente verschmutzt sind,
wird das Messergebnis verfälscht bzw. bei einer zu starken Verschmutzung gelangt
überhaupt kein Licht mehr vom Lichtemitter zu dem Lichtdetektor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einfacher
Weise den Sensor bzw. die den Sensor abschirmenden lichtdurchlässigen Elemente
vor Verunreinigung zu schützen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass dem Sensor eine Reinigungs- und/oder Reinhaltevorrichtung zugeordnet ist. Mittels
dieser Reinigungsvorrichtung und/oder Reinhaltevorrichtung werden die Staub- oder
Beizpartikel oder andere an Sensor oder den Sensor abschirmenden Elemente gereinigt
oder diese Partikel werden von dem Sensor lichtdurchlässigen oder den lichtdurchlässigen
Elemente ferngehalten.
In einfacher Weise kann die Reinigungs- oder Reinhaltevorrichtung
ein Luftstrom sein, der als Luftschleier zwischen dem Sensor bzw. dem den lichtdurchlässigen
Sensor abschirmenden Element und dem Körperchen bzw. Saatgutstrom eingeblasen
wird. Dieser Luftstrom bildet dann einen Luftschleier, der die Partikel von dem
Sensor bzw. dem den Sensor abschirmenden lichtdurchlässigen Element fernhält.
Dieser Luftstrom wird auch zusätzlich zu dem Förderluftstrom, welcher
die Körperchen bzw. Saatkörner innerhalb der Förderleitung transportiert,
eingeblasen. Zwischen dem Sensor bzw. den die Sensoren abschirmenden luftdurchlässigen
Elemente und dem Förderluftstrom wird ein zusätzlicher Luftstrom in die
Förderleitung eingeblasen, um einen Luftschleier zwischen dem Förderluftstrom
einerseits und dem Sensor bzw. den lichtdurchlässigen Elementen andererseits
zu bilden.
Eine vorteilhafte Anordnung der Sensoren mit einer effektiven
Reinhaltung der Sensoren wird dadurch erreicht, dass die Lichtemitter und Lichtdetektoren
der Sensoren beabstandet zu der Kontur der Innenwand der Förderleitung angeordnet
sind, dass die Reinigungsluft der Reinigungs- und/oder Reinhaltevorrichtung in dem
Bereich der Kontur der Innenwand der Förderleitung und dem Lichtemitter und
Lichtdetektor in zumindest etwa parallel zur Bewegungsrichtung der Körperchen
einblasbar ist.
In einfacher Weise kann das Einblasen der Luft zur Bildung
eines Luftschleiers zwischen dem Sensor bzw. den den Sensor abschirmenden lichtdurchlässigen
Elementen und dem Saatgut und Partikelstrom dadurch erreicht werden, dass ein luftdurchlässiger
Bereich zum Einblasen der Reinigungsluft in die Förderleitung im Bereich des
Messraumes angeordnet ist.
In einer anderen Ausführung ist ein Fernhalten der
Staubpartikel und Saatkörner von dem Sensor bzw. die den Sensor abschirmenden
lichtdurchlässigen Elemente dadurch zu erreichen, dass in dem Bereich des Messraumes
eine einen Unterdruck erzeugende Einrichtung angeordnet ist, um in dem Bereich der
Lichtemitter und Lichtdetektoren der Sensoren und/oder den diesen abschirmende Bauteilen
einen Unterdruck zu erzeugen.
Eine weitere Anordnung der Lichtdetektoren im Bereich der
Förderleitung und um deren Abschirmung vor Staub und Beizpartikeln lässt
sich dadurch erreichen, dass die Lichtemitter und um Lichtdetektoren der Sensoren
abgedichtet hinter beabstandet zu dem Durchmesser der Förderleitung angeordneten
lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben angeordnet sind, dass beabstandet vor
den lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben die Wandung der Förderleitung
angeordnet ist, dass in der Wandung der Förderleitung auf Höhe der Lichtemitter
und Lichtdetektoren zumindest ein blendenartiger Schlitz angeordnet ist. Infolge
dieser Maßnahmen ergibt sich eine geschützte Anordnung des Sensors und
der lichtdurchlässigen und den Sensor abschirmenden und als Dichtscheiben ausgebildeten
Elemente durch die blendenartige Abschirmung.
Um auch unter schwierigen Bedingungen sicher zu stellen,
dass keine Schmutzpartikel in den Hohlraum zwischen den lichtdurchlässigen
Dichtungsscheiben oder dem Sensor einerseits und der die blendenartigen Schlitze
aufweisenden Wandungen andererseits eintreten können, ist vorgesehen, dass
zwischen den lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben und der die blendenartigen
Schlitze aufweisenden Wandungen sich ein Hohlraum befindet, dass dieser Hohlraum
mit zumindest einem geringfügig höherem Luftdruck als der in der Förderleitung
herrschende Luftdruck beaufschlagbar ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den übrigen
Unteransprüchen, der Beispielsbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
Hierbei zeigen
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäß ausgestattete Sämaschine in Prinzipdarstellung,
- Fig. 2
- die Anordnung des Sensors zum Zählen kleiner Körperchen in Prinzipdarstellung,
- Fig. 3
- den erfindungsgemäßen Sensor im Schnitt und vergrößerter
Darstellung und in Prinzipdarstellung,
- Fig. 4
- den Sensor in der Ansicht IV - IV,
- Fig. 5
- den Sensor in der Ansicht V - V,
- Fig. 6
- einen weiteren erfindungsgemäßen Sensor im Längsschnitt und in
Prinzipdarstellung,
- Fig. 7
- den Sensor in der Ansicht VII - VII und
- Fig. 8
- einen weiteren Sensor in Längsschnitt und in Prinzipdarstellung.
Die Sämaschine ist als pneumatische Verteilmaschine
ausgebildet. Sie weist einen Rahmen 1 und Vorratsbehälter 2 auf. Der Rahmen
1 stützt sich auf Laufrädern 3 oder einer Bodenwalze auf dem Boden ab.
Dem Vorratsbehälter 2 ist ein Zentraldosierer 4 zugeordnet, der das sich im
Vorratsbehälter 2 befindliche Saatgut über eine Schleuse 5 in eine zentrale
Zuführleitung 6, die als Steigrohr ausgebildet ist, einleitet. Dieses Steigrohr
6 mündet an seinem oberen Ende in einem Verteilerkopf 7, über den das
dosierte Saatgut auf die einzelnen sich an dem Verteilerkopf anschließenden
Saatleitungen 8 aufgeteilt wird. Die Saatleitungen 8 führen zu den am Rahmen
1 angelenkten Säscharen 9. Dem Laufrad 3 ist eine Wegstreckenmesseinrichtung
zugeordnet, die Messdaten an eine als Bordcomputer 10 ausgebildete elektronische
Auswerteeinheit übermittelt. Der Dosierer 4 wird über einen Antriebsstrang
und ein einstellbares Getriebe 11 von einer Kraftquelle angetrieben. Das Getriebe
11 wird über einen Einstellmotor 12 eingestellt und von dem Bordcomputern 10
angesteuert.
Zumindest eine der Saatleitungen 8 gibt eine Vorrichtung
13 zum optischen Zählen kleiner Körperchen, die als Körnerzählsensor
13 ausgebildet ist, zugeordnet. Der Sensor 13 ist in der Saatleitung 8 angeordnet
und weist das Gehäuse 14 auf. In dem Gehäuse 14 befindet sich ein Messraum
15, den die in der Förderleitung 8 geförderten Saatkörner 16 passieren.
Der Sensor 13 weist zumindest einen Lichtemitter 17 und einen zumindest Lichtdetektor
18 auf, wobei der Lichtdetektor 18 als CCD-Zeile oder Zeilenkamera ausgebildet ist.
Der Lichtemitter 17 ist als Laserlichtquelle ausgebildet. Hierbei ist der jeweiligen
Laserlichtquelle 17 eine den Laserlichtstrahl 19 breit auffächernde und parallele
Lichtstrahlen 20 erzeugende Linse 21 angeordnet. Insgesamt weist der Sensor 13 zwei
um 90° versetzt Lichtdetektoren 18 und Lichtemitter 17 auf, wie Fig. 4 zeigt.
Die Lichtemitter 17 und Lichtdetektoren 18 der Sensoren 13 sind beabstandet zu der
Kontur der Innenwand 22 der Förderleitung 8 angeordnet.
Die Lichtemitter 17 und Lichtdetektoren 18 der Sensoren
13 sind abgedichtet hinter beabstandet zu dem Durchmesser der Förderleitung
8 angeordneten lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben 23 angeordnet. Beabstandet
von den lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben 23 ist die Innenwand 22 der Förderleitung
8 angeordnet.
In dem oberen Bereich des Gehäuses 14 des Körnerzählersensors
13 sind zwischen der Innenwand 22 der Förderleitung 8 und der der Förderleitung
8 zugeordneten Seite der lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben 23 Öffnungen
24, die einen luftdurchlässigen bilden, angeordnet, durch welche Luft 25 auf
die Seite der Dichtungsscheiben 23, die der Förderleitung 8 zugeordnet ist,
eingeblasen wird. Diese eingeblasene Luft soll die durch die Förderleitung
8 geblasene Luft und die sich in dieser Luft befindlichen Schmutzpartikel jeder
Art von den lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben 23 fernhalten. Somit bilden
die durch die in der Gehäusewand 26 des Gehäuses 14 des Körnerzählersensors
13 angeordnete Öffnungen 24 in Verbindung mit der eingeblasenen Luft 25 eine
Reinigungs- und Reinhaltevorrichtung 27. Die Reinigungs- und Reinhaltevorrichtung
27 für die lichtdurchlässigen Scheiben 23 ist der eingeblasene Luftstrom
25. Dieser Luftstrom 25 wird in Richtung der Förderrichtung 28 des Förderluftstromes
und der Bewegungsrichtung der zu zählenden Körper 16 eingeblasen. Der
Luftstrom 25 wird zumindest annähernd parallel zur Bewegungsrichtung 28 der
Körperchen 16 eingeblasen. Somit können die von der Linse 21 aufgefächerten
Lichtstrahlen 20 des Lasers 17 in ausreichender Weise ungehindert durch die lichtdurchlässigen
Scheiben 23 durchtreten und auf die CCD-Zeilen 17 oder Zeilenkamera auftreffen.
Durch Unterbrechen der durch den Messraum 15 tretenden Saatkörner 16 wird der
Lichtgang unterbrochen. Dieses wird von den CCD-Zeilen 18 oder der Zeilenkamera
registriert und an die elektronische Auswertevorrichtung 29 des Körnerzählers
13 mit entsprechenden Signalen weitergeleitet. Aus diesen Signalen lässt sich
dann die Anzahl der den Messraum 15 passierenden Körperchen 16 ermitteln. Aufgrund
dieser ermittelten Werte steuert der Bordcomputer 10 den Einstellmotor 12 des Dosierers
4 um die gewünschte Ausbringmenge einzustellen.
Der Sensor 30 gemäß Fig. 6 und 7 unterscheidet
sich von dem Sensor 13 gemäß Fig. 3 dadurch, dass vor den lichtdurchlässigen
Scheiben 23 und dem Lichtdetektor 18 und Lichtemitter 17 eine Ringblende 31 angeordnet
ist, die einen blendenartigen Schlitz 32 aufweist. Diese Ringblende 31 bildet im
Bereich des Messeraumes 15 des Sensors 30 die Wandung der Förderleitung 8.
Der blendenartige Schlitz 32 in der Ringblende 31 bzw. der Wandung der Förderleitung
8 ist auf Höhe der Lichtemitter 17 und Lichtdetektoren 18 angeordnet. Zwischen
den lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben 23 und der den blendenartigen Schlitze
32 aufweisenden Wandung befindet sich ein Hohlraum 33. In der Gehäusewand 14
des Sensors 30 sind im Bereich zwischen der Ringblende 31 bzw. der Wandung der Förderleitung
8 und den Dichtungsscheiben 23 Öffnungen 24 als Lufteinlässe zum Einblasen
von Luft 25 angeordnet. Die Öffnung 24 bilden den luftdurchlässigen Bereich.
Somit ist der Hohlraum 33 mit einem geringfügig höheren Luftdruck als
der in der Förderleitung 8 herrschende Luftdruck beaufschlagbar, so dass verhindert
wird, dass sich der durch die als Förderleitung ausgebildeten Saatleitungen
8 strömenden Förderluft sich befindenden Schmutzpartikel durch den blendenartigen
Schlitz 32 in den Hohlraum 33 bis an die lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben
33 bzw. die Lichtemitter 17 oder Lichtdetektoren 18 gelangen können. Die Lichtemitter
17 oder Lichtdetektotren 18 sind beabstandet zu dem Durchmesser der Förderleitung
8 angeordnet. Wie bereits vor erwähnt, ist beabstandet von den Sensoren 17,
18 die Wandung der Förderleitung 8 angeordnet und in der Wandung der Förderleitung
8 ist auf Höhe der Lichtemitter 17 und der Lichtdetektoren 18 zumindest ein
blendenartiger Schlitz 32 angeordnet, durch welchen die Lichtstrahlen 20 von dem
Lichtemitter 17 zu dem Lichtdetektor 18 gelangen können.
In den Hohlraum 33 wird saubere Luft eingeleitet, wobei
eine Filtervorrichtung zur Reinigung der in dem Hohlraum 33 eingeleiteten Luft vorgesehen
ist. Es ist auch möglich, sich in einem Druckbehälter befindliche gereinigte
Luft oder ein gereinigtes Gas in den Hohlraum 33 einzuleiten.
Der Körnerzählsensor 34 gemäß Fig.
8 unterscheidet sich von dem Körnerzähler 30 gemäß Fig. 6 dadurch,
dass die Wand 35 der Förderleitung 8 im Bereich des Messraumes 15 im Bereich
des blendenartigen Schlitzes 32 verengt und injektorartig ausgebildet sind, so dass
durch diese verengte und injektorartige Ausbildung im Bereich des blendenartigen
Schlitzes 32 bzw. der Lichtemitter 17 und Lichtdetektoren 18 bzw. den lichtdurchlässigen
Dichtungsscheiben 23, die die Sensoren 17, 18 abschirmen, ein Unterdruck 36 erzeugt
wird. Durch diesen in diem Bereich des Messraumes 15 erzeugten Unterdruck 36 wird
verhindert, dass sich in dem Förderluftstrom befindliche Schmutzteile an den
Lichtemitter 17 und dem Lichtdetektoren 18 bzw. die lichtdurchlässigen Scheiben
23 oder in den blendenartigen Schlitz 32 gelangen.
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Anspruch[de] |
Vorrichtung zum optischen Zählen kleiner Körperchen, insbesondere
die von einer Sämaschine auszubringenden Saatkörner, bei denen die zu
zählenden Körper einen mit optischen Sensoren besetzten und in einer Förderleitung
angeordneten Messraum passieren und dabei den Lichtgang zwischen einem Lichtemitter
und einem Lichtdetektor der Sensoren unterbrechen, dadurch gekennzeichnet, dass
dem Sensor (13,30,34) eine Reinigungs- und/oder Reinhaltevorrichtung (24,25,31,32,35,36)
zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Lichtemitter (17) als Laserlichtquelle ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Lichtdetektor (18) als CCD-Zeile oder Zeilenkamera ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Reinigungs- und/oder Reinhaltevorrichtung ein Luftstrom (25,36) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lichtemitter (17) und Lichtdetektoren (18) der Sensoren (13,30,34) beabstandet zu
der Kontur der Innenwand (22) der Förderleitung (8) angeordnet sind, dass die
Reinigungsluft (24,36) der Reinigungs- und/oder Reinhaltevorrichtung in dem Bereich
der Kontur der Innenwand (22) der Förderleitung (8) und dem Lichtemitter (17)
und Lichtdetektor (18) in zumindest etwa parallel zur Bewegungsrichtung (28) der
Körperchen (16) einblasbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
ein luftdurchlässiger Bereich (24) zum Einblasen der Reinigungsluft (25) in
die Förderleitung im Bereich des Messraumes (15) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereich des Messraumes (15) eine einen
Unterdruck (36) erzeugende Einrichtung (35) angeordnet ist, um in dem Bereich der
Lichtemitter (17) und Lichtdetektoren (8) der Sensoren (13,30,34) und/oder den diesen
abschirmende Bauteilen (23) einen Unterdruck (36) zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lichtemitter (17) und Lichtdetektoren (18) der Sensoren (13,30,34) abgedichtet hinter
beabstandet zu dem Durchmesser der Förderleitung (8) angeordneten lichtdurchlässigen
Dichtungsscheiben (23) angeordnet sind, dass beabstandet vor den lichtdurchlässigen
Dichtungsscheiben (23) die Wandung der Förderleitung (8) angeordnet ist, dass
in der Wandung der Förderleitung (8) auf Höhe der Lichtemitter (17) und
Lichtdetektoren (18) zumindest ein blendenartiger Schlitz (32) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich
zwischen den lichtdurchlässigen Dichtungsscheiben (23) und der die blendenartigen
Schlitze (32) aufweisenden Wandungen (31) sich ein Hohlraum (33) befindet, dass
dieser Hohlraum (33) mit zumindest einem geringfügig höherem Luftdruck
als der in der Förderleitung (8) herrschende Luftdruck beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lichtemitter (17) und Lichtdetektoren (18) der Sensoren (13,30,34) beabstandet zu
dem Durchmesser der Förderleitung (8) angeordnet sind, dass beabstandet vor
den Sensoren (17,18) die Wandung der Förderleitung (8) angeordnet ist, dass
in der Wandung der Förderleitung auf Höhe der Lichtemitter (17) und Lichtdetektoren
(18) zumindest ein blendenartiger Schlitz (31) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich
zwischen den Sensoren (17,18) und der die blendenartigen Schlitze (31) aufweisenden
Wandungen (32) sich ein Hohlraum (33) befindet, dass dieser Hohlraum (33) mit zumindest
einem geringfügig höherem Luftdruck als der in der Förderleitung
(8) herrschende Luftdruck beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass saubere Luft in den Hohlraum (33) einleitbar
ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Filtervorrichtung zur Reinigung der in
den Hohlraum (33) eingeleiteten Luft vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass gereinigte
Luft oder ein gereinigtes Gas in den Hohlraum (33) einleitbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Förderleitung (8) mit einem pneumatischen Förderluftstrom beaufschlagbar
ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck der die in den Hohlraum (33)
eingeleiteten Luft höher als der Druck des Förderluftstromes (28) ist.
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Patent Zeichnungen (PDF)
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