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Merkblatt303Ertragsermittlungim Mähdrescher- Ertragsmessgerätefür die lokale Ertragsermittlung -Ergänzte und überarbeitete Neuauflageln den 60er Jahren löste der Mähdrusch diebis dahi n praktizierten absätzigen Formender Getreideernte ab. Er ersetzte denBansendrusch, den Einmanndrescher undden Häckseldrusch.Sehr schnell wurde danach der gezogeneMähdrescher durch den Selbstfahrer abgelöst. Durch den erhöhten Kapitalbedarfbildeten sich erste Formen des überbetrieblichen Maschineneinsatzes. Gewissermaßen setzte sich damit die alte Form desGenossenschaftsdrusches fort. Größerwerdende Maschinen und extrem ansteigender Investitionsbedarf beschleunigten die überbetriebl iche Nutzung.Neben der reinen Arbeitserledigung wurdedamit auch die Information über dieVariation der Erträge innerhalb der Schlägeaus dem Betrieb herausgenommen. Der bisdahin geschlossene Informationskreislaufder Eigenbewirtschaftung mit umfassenderKenntnis der lokalen Gegebenheiten wurdeunterbrochen.
Zugleich wurde in den letzten 30 Jahrendie mineralische und die organischeDüngung immer mehr intensiviert. Sehr ofttrat dabei lokal Überversorgung mit Pflanzennährstoffen auf. Durch die zunehmendeSensibilität der Bevölkerung für alle Fragender Umweltbelastung und des Pflanzenschutzes, aber auch durch den Zwang zurProduktionskostenreduzierung erhielt dieseProblematik eine zunehmende Bedeutung.wirken mit einem Ortungssystem die lokaleErtragsermittlung realisiert und damitdie Information über die Ertragsfähigkeitund Ertragsstruktur der Felder automatisiertund präzise gewonnen werden. DieseDokumentation der Ertragsverhältnisse istein erster Schritt zum Precision Farming(Präziser Ackerbau). Zusammen mit anderen Informationen ermöglicht die lokaleErtragsermittlung den teilschlagspezifischenP{lanzenbau (Teilflächenbewirtschaftung).Mit einer in den Mähdrescher integriertenErtragsmessung können im Zusammen-1. Ertragsmessgeräte1. ErtragsmessgeräteFür die Ertragsmessung im Mähdrescherwurden unterschiedliche Messgeräte, auchErtragssensoren genannt, entwickelt undin die Praxis eingeführt. Sie ermittelnkontinuierlich den Durchsatz und werdenim oberen Teil bzw. im Kopf des Körnerelevators installiert. Die verfügbaren Messsysteme beruhen auf zwei unterschiedlichen Messprinzipien:der Länge der Dunkelphase und ausKalibrierfunktionen wird die Höhe und daraus das Volumen der Getreideschüttungauf den Paddeln berechnet. Als NullElevator1.1 VolumenmessungBei diesem Messprinzip wird das Volumendes Getreidestroms ermittelt und über dasspezifische Gewicht (hi-Gewicht) zumMassestrom umgerechnet. Die Erfassungdes Volumens erfolgt durch Ermittlung derGetreidemengen auf den Elevatorpaddeln(offener Volumenstrom).Die Ertragsmesssysteme QUANTIMETERder Firma CLAAS und CERES 2 der FirmaRDS (Großbritannien) arbeiten mit einerLichtschranke im oberen Teil der Förderstromseite des Körnerelevators (Abb. 1).2Das von den Elevatorpaddeln geförderteGetreide unterbricht den Lichtstrahl. AusAbbildung 1: Arbeitsweise des QUANT/METERErtragsmesssystems von CLASS bzw.CER ES 2 /PRO SERIES 8000 Ertragsmessgerätes von RDS.Tarawert dient die Verdunkelungsrate beileer laufendem Elevator. Ein Neigungs-
sensorsoll den Einfluss einer ungleichförmigen Beladung der Elevatorpaddel amHang (Quer- und z.T. auch Längsneigung)kompensieren. Mit Hilfe des hi-Gewichtes,das manuell mit Messzylinder und Waagebestimmt werden muss, leitet die Auswertelektron ik den Massenstrom (t/h) ab. Wiebei allen anderen Messsystemen wird dieser durch die Verrechnung mit der abgeernteten Fläche aus eingegebener Schnittbreite und gemessenem Fahrweg (Radsensor) in den Flächenertrag (t/ha) umgewandelt. Zusätzlich erfolgt über die abgeernteteFläche die Ermittlung der Flächenleistung(ha/h).Die Ertragsmesswerte werden beim Einsatzeines kontinuierlich arbeitenden Feuchtesensors auf Standardfeuchte korrigiert.Das Messsystem QUANTIMETER der FirmaCLAAS ist für den Anschluss an die CEBISBordelektronik (Wahlausrüstung für alleLEXION-Mähdrescher) bzw. an das ACTTerm inal (Nachrüstung LEXION mit IMOBordelektronik, DOMINATOR undMEDION sowie Mähdrescher andererHersteller) vorgesehen. Die Verrechnungder Messwerte erfolgt entweder direkt inder Bordelektronik (CEBIS) oder im ACTTerm inal. Das ACT Terminal entspri cht derDIN 96-84 "landwirtschaftliches BUSSystem LBS" (siehe auch DLC-Merkblatt 317)und kan n zusammen mit anderen normkonformen el ektroni schen Gerätesteuerungen und Regelungen verwendetwerden.CERES 2 der Firma RDS besitzt nur eineeinfache Bedien- und Auswerteelektronik.Zur Datenaufzeichnung ist zusätzl ich dasModul Hermes erforderlich. Seit 1999 bietet RDS das Lichtschranken Messsystem miteiner funktionell erweiterten Elektronik mitintegrierter Datenaufzeichnung und einemSensor zur Kompensation von Seiten- undLängsneigung unter der Bezeichnung PROSERIES 8000 an. Für beide Systeme stehteine spezielle Ankoppelung an das lnfoViewBordelektroniksystem der TF- und TXMähdrescher von NEW HOLLAND zurVerfügung.1.2 MasseermittlungBei der Masseermittlung des Getreidestroms wird entweder auf das Prinzip derKraft-/Impulsmessung oder auf die Absorption von Gammastrahlen durch Massein einem radiometrischen Messsystemzu rückgegriffen.Das Ertragsmesssystem DATAVISIONFLOWCONTROL von MASSEY FERCUSON(für die Baureihen MF32-40 und MF 7200)ist im Elevatorkopf angeordnet und arbeitetnach dem radiometrischen Prinzip (Abb. 2).StrahlungsdetektorAbbildung 2: Arbeitsweise des DATAV/5/0NFLOWCONTROL I FIELDSTARErtragsmessgerätes von MASSEYFERGUSON I FENOT3
Das von den El evatorpaddeln abgeworfeneGetreide passiert den Bereich zwischenschwach radioaktiver Quelle (Americium241, Aktivität 35 M Bq) und Strahlungssensor. Dabei wird Strahlung absorbiert.Der Grad der Absorption entspricht demFlächengewicht des Getreides im Bereichdes Messfensters. Mit Hilfe der Gutgeschwin digkeit, die von der Elevatordrehzahl abgeleitet w ird, w ird der M assestromberechnet. Ähnl iche Systeme werden heutein großen Stückzahlen auch in der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt.Seit 1997 wird das Messsystem in Verbi ndung mit einer neuen Elektronik (CANBUS-System) und neuem Terminal (Touchscreen) eingesetzt und führt den Nam enDATAVISION II. Es kommt unter derBezeichnung FIELDSTAR ebenfalls in denMähdreschern der Firma FENDT (Baureihen 5000, 6000 und 8000) zum Einsatz.Terminal und ComUnit entsprechengrößtenteils der DIN 9684 (LBS) undkönnen zusammen mit anderen normkonformen elektron ischen Gerätesteuerungenund Regelungen verwendet werden.Das Ertragsmesssystem YI ELD MONITORYM 2000 von AGLEADER (USA), baugleichLH 565 von LH AGRO bzw. Sensoranordnung identisch AFS von CASE und TCS vonDEUTZ FAHR, nutzt die Kraft-/Impulsmessungund w ird ebenfalls im Elevatorkopf in dieAbwurfbahn des Getreides eingebaut (Abb. 3).4Der Sensor besteht aus einer Prallplatte, diean eine Kraftmesszelle montiert ist. Auf diePrallplatte auftreffendes Getreide verursachteine Kraftwirkung am Biegestab, die elektrisch mit Dehnungsmessstreifen (DMS)erfasst wird. D a dieser Impuls das Produktaus M asse und Geschw indigkeit ist, bestehtdie Möglichkeit, den Massestrom zu berechnen. Die Gutgeschwindigkeit wird vonder Elevatorgeschwindigkeit abgeleitet.LeitblechAbbildung 3: Arbeitsw eise des YIELD MONITORYM2000/PF3000 Ertragsmessgerätesvon ACLEADER ibaugleich LH 565/LH665 von LH ACRO bzw. Sensoranordnung identisch AFS von CASEund TCS von DEUTZ FAHR).Seit 1999 wird das Messsystem mit einererweiterten Elektronik als AGLEADERPF3000 bzw. LH AGRO LH 665 angeboten. Die neue Bedieneinheit hat einengraphikfähigen Bildschirm und die Ansteuerung von elektronischen Ausbringregelungen ist möglich.CASE verwendet die Sensorik des AGLEADER Ertragsmesssystems zur Ertragsermittlung in ihren M ähdreschern (Axialflussmaschinen der Baureihen 2300 undCF Schüttlermaschinen). Während bis 1999sowohl die Sensorik als auch die Elektronikvon AGLEADER zur Ertragsermittlung im"Advanced Farming System AFS" in denAxialflussmähdreschern verwendet wurde,kommen heute eine eigene Elektronik undeigene Anzeigegeräte ("Touch-Screen"Monitor, auch für die Bedienung von CASESämaschinen verwendbar) zum Einsatz.
Ebenso verfährt DEUTZ FAHR mit demTerminal Control System TCS in ihren Mähdreschern (8XL Serienausstattung, TOPLINERund Baureihe 5600).Das Ertragsmesssystem GREENSTAR vonJOHN DEERE (für die Baureihen 2200,9000, CTS und STS) basiert ebenfalls aufder Kraft-/Impulsmessung im Elevatorkopf.Es wird jedoch eine an einem Federkörpermontierte gekrümmte Platte verwendet unddie Kraft über die vom Getreidestrom verursachte Auslenkung ermittelt (Abb. 4).Federelementmir HallsensorAuch das im Juli 2001 neu vorgestellteErtragsmesssystem von NEW HOLLANDfür die CX Mähdrescherbaureihe basiert aufder Kraft-/Impulsmessung mit einer gekrümmten Platte. Der Kraftsensor ist dabeiso angeordnet, das Reibungseinflüsse aufgrund unterschiedlicher Guteigenschaftenbzw. Gutfeuchte keine Auswirkungen aufdie Kraft haben sollen (Entwicklung mit derUniversität Leuven, Belgien). Dadurch sollmit einer Kalibrierung für alle Getreidearten gearbeitet werden können. Die Materialgeschwindigkeit wird von der Elevatorgeschwindigkeit abgeleitet. Die Messwertewerden in der Bordelektronik verrechnetund auf dem lnfoView Monitor dargestellt.Auch das Ertragsmesssystem FIELDSTARN-SET von AGCO / DRONNINGBORGnutzt die Kraft-/lmpulsmessung. Es wirdebenfalls im Elevatorkopf in die Abwurfbahndes Getreides eingebaut (Abb. 5).Abbildung 4: Arbeitsweise des GREENSTARErtragsmessgerätes von }OHN DEERE.Da der Impuls das Produkt aus Masse undGeschwindigkeit ist, besteht die Möglichkeit, den Massestrom zu berechnen. DieGutgeschwindigkei t wird von der Elevatorgeschwindigkeit abgeleitet. Die Anzeigeund die gesamte Bedienung erfolgt überdas GREENSTAR Terminal, das auchzusammen mit JOHN DEERE Sämaschinenund Pflanzenschutzspritzen verwendetwerden kann.Abbildung 5: Arbeitsweise des FIELDSTAR N-SETErtragsmessgerätes von AGCO IORONNINGBORG.Der Sensor besteht aus zwei Prallfingern,die an eine Kraftmesszelle montiert in den5
Getreidestrom ragen (Sensorentwicklungund -fertigung MICRO TRAK, USA). Aufdie Finger auftreffendes Getreide verursachteine Kraftwirkung, die elektrisch mitDehnungsmessstreifen (DMS) gemessenwird. Die Gutgeschwindigkeit wird wiederum von der Elevatorgeschwindigkeit abgeleitet. Ein Neigungssensor kompensiert dieEinflüsse unterschiedlicher Hangneigungen.Zur Anzeige und Bedienung werdenFJELDSTAR Terminal und ComUnit eingesetzt. Sie entsprechen größtenteils derDIN 9684 (LBS) und können zusammenmit anderen normkonformen elektronischenGerätesteuerungen und Regelungen verwendet werden. Dieses Sensorsystem wirdvon FENDT und MASSEY FERGUSONauch alternativ zum radiometrischenErtragsmesssystem angeboten.1.3 Verfügbarkeil - NachrüstbarkeitDie CASE Axialflussmähdrescher der Baureihe 2300 und die CF Schüttlermaschinen(nur mit "Touch Screen" Steuerung) könnenmit dem "neuen" AFS Ertragsmesssystemausgerüstet werden. Für Mähdrescher derBaureihen 1600 und 21 00 kommt dasLHAGRO I AG LEADER Nachrüstsystemin einer spezifischen Ausführung zurAnwendung.Das CLAAS QUANTIMETER wird fürLEXION, DOMINATOR und MEDIONMähdrescher angeboten. Außer amLEXION mit CEBIS Bordelektronik ist derEinsatz des ACT Terminals notwendig.Das GREENSTAR System von JOHN DEEREist ausschließlich auf Mähdrescher derBaureihen 2200 (ab 1999), 9000, CTS undSTS einzusetzen.und TX existiert eine spezielle Anbindungdes RDS Volumenstrom-Messsystems andas lnfoView Bordcomputer System.Das TCS System von DEUTZ FAHR ist aufdem Topliner 8XL serienmäßig vorhandenund kann bei allen TOPLINER Modellenund der neuen Modellreihe 5600 (mit TCSBordelektronik, Ausrüstung ab Werk) eingesetzt werden.Die Verwendung des radiometrischenDATAVISION FLOWCONTROL bzw.FJELDSTAR ist auf die MASSEY FERGUSONMähdrescher MF 32-40, die neue SerieMF 7200 und auf die Mähdrescherbaureihen 5000/6000/8000 von FENDT beschränkt.Die Messsysteme QUANTIMETER mit ACTvon AGROCOM, CERES 2 I PRO SERIES8000 von RDS, LH AGRO LH565 I LH665(baugleich YM 2000 bzw. PF 3000 vonAGLEA-DER) und FJELDSTAR N-SET vonAGCO/DRONNINGBORG sind universellnachrüstbar. Für die am meisten verbreiteten Mähdreschertypen gibt es Nachrüstund Montagesätze.Von der Ausrüstung von Mähdreschern,für die keine Angabe der optimalen Montageorte der Sensoren und keine angepassten Parametersätze (Lichtschrankenmesssysteme) vorliegen, bzw. für die keineMontagesätze verfügbar sind (Kraftmesssysteme), sollte Abstand genommenwerden, da die spezifische Anpassung derErtragssensoren sehr viel Erfahrung mitdem Materialfluss im Elevator und demjeweiligen Messsystem voraussetzt.1.4 Feuchteermittlung6Das Ertragsmesssystem von NEW HOLLANDwird nur für die neue Mähdrescherbaureihe CX angeboten. Für die Baureihen TFHeute werden alle Ertragsmessgeräte fürMähdrescher serienmäßig oder optionalmit einer Möglichkeit der Feuchteermitt-
lung ausgerüstet, um die Getreidefeuchtekontinuierlich anzuzeigen und den Getreidedurchsatz und -ertrag auf eine einstellbare Standardfeuchte (zumeist 15%)umzurechnen. Es wird ausschließlich daskapazitive Messverfahren eingesetzt, dasbis zu einer Getreidefeuchte von 20% miteinem Messfehler von etwa 1%, bis etwa35% von etwa 2% arbeitet und über 40%Feuchte nicht mehr funktionsfähig ist. DieSensoren werden entweder in der Korntankbefüllschnecke (AGLEADER, LHAGRO,RDS) oder in Bypasssystemen am Körnerelevator (AGLEADER, CASE, CLAAS,FENDT, JOHN DEERE, LH AGRO, MF)installiert. D ie Nutzung eines Bypass hatden Vorteil, das bei auftretendenVerschmutzungen (häufig z.B. beimErbsendrusch) das Sensorelem ent leichtgereinigt werden kann und die Förderleistung der Korntankbefüllschnecke auchunter schwierigen Erntebedingungen nichtbeeinträchtigt wird.Der Einsatz von Ertragsmesssystemen ohnekontinuierliche Feuchtemessung liefert nurschwer vergleichbare Ertragsdaten (Feuchtertrag) und ist deshalb wenig sinnvoll.1 .5 KalibrierungDie fabrikatsbezogenen Messsysteme(CASE AFS, CLAAS QUANTIMETER,DEUTZ FAHR TCS, FENDT FIELDSTAR,JOHN DEERE GREENSTAR, MF DATAVISION II) werden bereits mit Grundkalibrierungen versehen ausgeliefert. Dieseermöglichen einen Ersteinsatz mit Fehlernkleiner 10% (95 %der Messwerte).Gegenwiegungen auf Fuhrwerkswaagenermöglichen über eine Feinkalibrierungeine Reduzierung der Fehler.Auch bei den universell nachzurüstendenMesssystemen geben die Hersteller für einige Mähdreschertypen Grundkalibrierungenan. Da jedoch bei weitem nicht alle Fabri kate, Typen und Getreidearten abgedecktwerden können, ist sehr oft eine umfassende und aufwendige Erstkalibrierung notwendig.Während sich bei fast allen MesssystemenKal ibrierungen nur auf die folgendenMessungen auswirken, nehmen die Messsysteme von LH AGRO I AG LEADER, CASEund DEUTZ-FAHR Korrekturen bei allenaufgezeichneten Messergehnissen derbetreffenden Fruchtart vor. Das ausschließliche Abspeichern von Rohmesswertenermöglicht dabei auch die nachträglicheKorrektur der alle Sekunde aufgezeichnetenlokalen Ertragsmesswerte.Aufgrund der unterschiedlichen Guteigenschaften ist es bei den lichtschrankenmesssystemen und den Ertragsmessgeräten mitKraft-/Impulsmessung notwendig die Kalibrierung bzw. Feinkalibrierung spezifischnach Fruchtarten, unter Umständen sogarnach Sorten vorzunehmen. Dadurchsteigen der Kalibrieraufwand und dieFehlermögt ichkeiten.Zusätzlich ist es bei den volumetrischenMesssystemen (CLAAS QUANTIMETER,RDS CERES 2, RDS PRO SERIES) erforderlich, das Hektolitergewicht des Erntegutesmanuell zu ermitteln und einzugeben. Diessollte bei Druschbeginn, beim Wechsel desSchlages oder der Fruchtart bzw. Sorteerfolgen, also immer dann, wenn es sichdeutlich verändern kann.Neben der korrekten Kalibrierung derDurchsatzermittlung ist auch die richtigeJustierung der Flächenermittlung notwendig. Hierfür müssen sowohl die Streckenmessung als auch die Arbeitsbreite desSchneidwerks-(bzw. der Teilbreiten) voreingestellt werden. Die Einstellung der Strek-7
kenmessung erfolgt über das Abfahreneiner Messstrecke bzw. die Eingabe deswirksamen Radumfanges (muss gemessenwerden- keinen Tabellenwert verwenden).Als effektive Arbeitsbreite sollte ein Wertangegeben werden, der etwa 3-5% niedriger ist als die Schneidwerksbreite.Auch die Feuchteermittlung benötigt beiallen Messsystemen die Einstellung eines"Offsetwertes" für jede Gutart Dieser Wertwird über eine Probenahme bei relativ stabilem Anzeigewert und einer Vergleichsmessung mit einem geeichten Feuchtemessgerät ermittelt und dann eingegeben.1.6 MessgenauigkeitUmfangreiche Untersuchungen zur Messgenauigkeit der einzelnen Messsystemeim Feldeinsatz erfolgten in den Jahren1991 bis 1995. Sie wurden durchPrüfstandsversuche aller fünf Systeme inden Jahren 1997 bis 2001 ergänzt. DieseUntersuchungen erfassen jeweils die Fehlerder Durchsatz- und Masseermittlungnicht jedoch die Abweichungen derFlächenerträge, die durch eine fehlerhafteFlächenermittlung verursacht werden.Die Ermittlung der Genauigkeit im praktischen Einsatz erfolgte durch Gegenwiegung der Korntankladungen auf geeichtenBrückenwaagen. Die Messsysteme wurdenzum Teil an verschiedene Mähdreschertypen bei unterschiedlichen Getreideartenin leicht bis mittelstark kupiertem Geländeuntersucht (Tab. 1).Tabelle 1: Fehler von Ertragsmesssystemen für Mähdrescher im praktischen Einsatz (Messungen derLandtechnik Weihenstephan 1991-1994).MessgerätHerstellerCE RESRDSFLOWCONTROLMASSEYFERGUSONYM 2000AG LEADERLH 565LH AGRO8UntersuchungszeitGesamtflächeAnzahl Korntankladungen3 Jahre140 ha1 79 Korntankl.2 Jahre140 ha132 Korntankl.3 Jahre130 ha182 r relativerFehler, relativerKalibrierfehlerStandard Abweichungdes relativenFehlers%%3 MD-Typen4 Getreidearten- 0,14 3,432 MD-Typen2 Getreidearten- 1,01:t3 MD-Typen4 Getreidearten- 1,83 4,06Der mittlere relative Fehler stellt das Maßfür die Güte der Kalibrierung dar. Im Idealfall müsste er Null oder zumindest nahe Nullsein. Diese Anforderung konnte von allenMessgeräten erreicht werden. Die Standardabweichung (s) ist das Maß für die Mess-4,07genauigkeit. Sie gibt an, in welchemBereich etwa 2/3 aller Messfehler liegen.Trotz der unterschiedlichen Messprinzipienweisen alle Messsysteme annäherndgleiche Fehlerbereiche zwischen 3,5 und 4% auf.
Die Messsysteme QUANTIMETER vonCLAAS, FJELDSTAR N-SET von AGCO IDRONNINGBORG und GREENSTAR vonJOHN DEERE wurden von der LandtechnikWeihenstephan bisher nicht im praktischenEinsatz untersucht.Da für die Prüfstandsuntersuchungen dieMessgeräte von CLAAS, AGCO I DRONNINGBORG, )OHN DEERE und RDS (PROSERIES 2000) nicht für den komplettenUntersuchungszeitraum zur Verfügu ngstanden, erfolgten die Untersuchungen dieser Messsysteme nur mit Winterweizen(Tab. 2 und 4).in den Untersuchungen auf einem Prüfstand sollten die Genauigkeit der Messsysteme unter gleichen, klar definierten Bedingungen ermittel t werden. Dabei wurdebesonders der Einfluss unterschiedlicherDurchsatzniveaus (Tab. 2 und 3) und derQuer- und Längsneigung berücksichtigt(Tab . 4 und 5).Die M essgeräte wurden entsprechend derHerstellervorgaben, teilweise durch dieHersteller selbst, vor den Messungen sorgfältig kalibriert.Tabelle 2: Fehler von Ertragsmesssystemen für Mähdrescher bei unterschiedlichen Durchsätzen bei Winterweizen- Prüfstandsuntersuchungen der Landtechnik Weihenstephan 2000/2007, ebene Position,10, 15, 20, 25 und 30 tlh Durchsatz, 5 Wiederholungen I Variante, n 25 I Messgerät,Referenzmenge I Variante 1 ndard Abweichungdes relativen FehlersoloCERES 2RDS-0,57:!:5,50FLOWCONTROLMASSEY FERGUSON- 1,64:!:3,02YM 2000 AGLEADERLH 565 LH AGRO- 1,71:!:3,65QUANTIMETERCLAAS- 2,71:!:1,72PRO SERIES 2000RDS-3,89:!:5,54GREENSTARJOHN DEERE- 2,89 2,812FJELDSTAR N-SETDRONNINGBORG I AGCO-0,22:!:Die Gegenüberstellung aller Ergebnissebei unterschiedlichen Getreidearten(W-Weizen, W-Gerste, W -Roggen) zeigt,1,52dass die erzielbare Genauigkeit in dergleichen Größenordnung liegt {Tab.3).9
Tabelle 3: Fehler von Ertragsmesssystemen für Mähdrescher bei unterschiedlichen Durchsätzen bei Winterweizen, Winterroggen, Wintergerste - Prüfstandsuntersuchungen der Landtechnik Weihenstephan199912000, ebene Position, 10, 15, 20, 25 und 30 tlh Durchsatz, 5 Wiederholungen I Variante,n 75 I Messgerät,Referenzmenge I Variante 1 Standard Abweichungdes relativen Fehlers%CERES 2RDS-2,22 FLOWCONTROLMASSEY FERGUSON- 1,21 3,58YM 2000 AGLEADERLH 565 LH AGRO- 1,13 2,835,51sind. Die Standardabweichungen schwankenbei den einzelnen Durchsatzniveauszwischen 0,5 und 3 %, über alle Durchsätzehinweg variierten sie zwischen 2 und 6 %.Bei der Überprüfung der Messgenauigkeitder verschiedenen Ertragsmesssysteme imPrüfstand unter ebenen Bedingungen mitunterschiedlichen Durchsätzen ergebensich mittlere Kalibriertehier 3 %. Nur beiniedrigen Durchsätzen (1 0 t/h) tretengrößere Abweichungen (3 - 10 %) auf. Diesdeutet darauf hin, dass die in den Gerätenabgelegten Kalibrierkurven an niedrigeDurchsätze noch nicht optimal angepasstEinen sehr viel größeren Einfluss übenSeiten- und Längsneigungen der Mähdrescher bei konstanten Durchsätzen (20 t!h)auf die Genauigkeit der Messgeräte aus(Tab. 4 und 5).Tabelle 4: Fehler von Ertragsmesssystemen für Mähdrescher bei unterschiedlichen Neigungen bei Winterweizen - Prüfstandsuntersuchungen der Landtechnik Weihenstephan 200012001, 20 tlhDurchsatz, 5, 10 und 13 Grad Seitenneigung links und rechts und 5, 70 und 13 GradLängsneigung vor und zurück, sowie Kombinationen daraus, 5 Wiederholungen I Variante, n 60 I Messgerät, Referenzmenge I Variante 1 tandard Abweichungdes relativen Fehlers%8,07CERES 2 - RDS- 3,38 FLOW CONTROLMASSEY FERGUSON- 1,11 2,17YM 2000 AGLEADERLH 565 LH AGRO-0,24 QUANTIMETER - CLAAS- 0,91PRO SE RIES 2000- RDS-0,90GREENSTAR- JOHN DEERE- 1,364,31 3,74 11,73 3,37FIELDSTAR N -SETDRONNINGBORG I AGCO- 0,02 2,38
Auch bei unterschiedlichen Neigungennehmen die Gesamtfehler bei allenMessgeräten bei Einbeziehung mehrererGetreidearten (W -Weizen, W-Gerste, WRoggen) leicht zu.Tabelle 5: Fehler von Ertragsmesssystemen für Mähdrescher bei unterschiedlichen Neigungen bei Winterweizen, Winterroggen und Wintergerste- Prüfstandsuntersuchungen der LandtechnikWeihenstephan 199912000, 20 tlh Durchsatz, 5, 10 und 13 Grad Querneigung links und rechtsund 5, 10 und 13 Grad Seitenneigung vor und zurück, sowie Kombinationen daraus,5 Wiederholungen I Variante, n 180 I Messgerät, Referenzmenge RES 2RDSVariante 1 t.Standard Abweichungdes relativen Fehlerso/o1,32:1:12,16FLOWCONTROLMASSEY FERGUSON-0,34:1:2,18YM 2000 AGLEADERLH 565 LH AGRO-OA7:1:5,33Am geringsten reagiert das radiometrischeMesssystem auf Neigungseinflüsse. Die beiden volumetrischen Messsysteme sind zurKompensation dieser Einflüsse mit einemoder zwei Neigungssensoren ausgerüstet.Trotzdem geli ngt es nicht unter allen Bedingungen die durch Seiten- und Längsneigung veru rsachten Fehler auszugleichen. Die Einbeziehung von unterschiedlichen Getreidearten (Gerste und Roggen)verstärken diesen Effekt. Die Kraftmesssysteme nehmen diesbezüglich eineMittelstellung zwischen radiometrischenund volumetrischen Messgeräten ein.Zur Erzielung der beschriebenen Messgenauigkeiten ist eine sorgfältige Kalibrierungdie Voraussetzung. Diese ist bei Systemenzum Nachrüsten zunächst deutlich aufwendiger als bei Systemen, die für den jeweiligen Mähdrescher entwickelt wurden.Fruchtartspezifische Kalibrierungen erfolgten bei den Messgeräten von LHAGROIAGLEADER und RDS.Ebenso ist es notwendig, die Lichtschranken(RDS und CLAAS) bzw. das Prallblech I diePrallfinger (LHAGRO I AG LEADER,GREENSTAR, NEW HOLLAND bzw.DRONNING-BORGIAGCO) aufVerschmutzungen zu überprüfen und gegebenenfalls zu reinigen.1.6 Fehlervermeidung beim EinsatzEine exakte Kalibrierung ist die Voraussetzung für ein genau arbeitendes Durchsatz- und Ertragsmessgerät Durch bestimmteEinsatzverhältnisse bzw. durch ein nichtangepasstes Verhalten des Fahrers könnendennoch größere Abweichungen des gemessenen vom realen Flächenertrag auftreten -auch wenn die gemessenen unddie gegengewogenen Erntemengen übereinstimmen.Eine typische Ursache hierfür ist dieSchwankung der Arbeitsbreite, die nichtmit Sensoren erfasst werden kann und überdie Flächenleistung den Flächenertrag beeinflusst. Wird bei einer eingestellten11
Arbeitsbreite von 5 m nur 4,5 m Getreideaufgenommen, so verrechnet das Ertragsmesssystem den Flächenertrag von 4,5 mau f die eingestellten 5 m Schnittbreite-derErtrag wi rd um 10 % unterschätzt. DieseAbweichu ng ist deutlich größer als die festgestellten "Messfehler" der Durchsatzmessung. Die Einhaltung der im Ertragsmesssystem eingestellten Schnittbreite ist deshalb eine der Hauptvoraussetzungen fürkorrekte Flächenertragsmesswerte.Zum Ausgleich der möglichen Abweichungensind "Teilbreitenschaltungen" vorgesehen.Sie müssen manuell eingestellt werden,ihre Abstufung ist jedoch grob (3/4, 1/2,1/4 Arbeitsbreitel und sie sind damiteigentlich nur für den Drusch von "Reststreifen" geeignet.Schnelle Geschwindigkeitswechsel führenebenfalls zu stark verfälschten Ertragswerten. Eine abrupte Verlangsamung reduziert die Flächenleistung stark, während imMähdrescher nach wie vor der "alte"Durchsatz gemessen wird. Der aus beidenWerten berechnete Flächenertrag steigtdadurch oft extrem an. Ähn lich wird beieiner Beschleunigung der Flächenertragunterschätzt. Deshalb ist eine gleichmäßigeArbeitsgeschwindigkeit ohne abrupteGeschwindigkeitsänderung eine weiterezentrale Voraussetzung für qualitativ guteErtragsmesswerte.2. Lokale ErtragsermittlungDie alleinige Ertragsmessung im Mähdrescher ergibt lediglich Aussagen zumGesamtertrag je Schlag oder je Einsatz.Sinnvollerweise kann diese Technik aber inVerbindung mit der Ortung und einer Datenaufzeichnung zur lokalen Ertragsermittlungerweitert werden. H ierzu sind die obengenannten Ertragsmesssysteme vorbereitet.Bis auf das Messgerät CERES 2 verfügenalle Ertragsmesssysteme über eine Schnittstelle zum Empfangen der Positionsinformationen von Satellitenortungsempfängernund können in festgelegten Intervallen (z.B.alle 1, 3 oder 5 Sekunden, alle 10 Meter)die Ertrags- und Positionsdaten aufzeichnen.2.1 OrtungOrtungssysteme für den praktischen Einsatzmüssen problemlos eigen- und überbetrieblich genutzt werden können.12Aufgrund der vielseitigen Nutzungsmögli chkeit bietet die Satellitenortung GlobalPositioning System GPS die besten Vor-aussetzungen für die Ortung in Verbindungmit der Ertragsermittlung. Seit der Aufhebung der Signalverfälschung "SelectiveAvailability" im Mai 2000 beträgt derOrtungsfehler von GPS 10 - 20 Meter.Als differentielles GPS (DGP-S) erreicht esGenauigkeiten von 1-5 m.DGPS Satellitenortungssysteme bestehenaus einem GPS-Empfänger und einerzusätzl ichen Empfangseinrichtung fürKorrektursignale. Beide Systeme sind zumeist in einem Gehäuse integriert.Detaillierte Informationen zur Satellitenortung GPS liefert das DLG-Merkblatt 316"GPS in der Landwirtschaft".Seit die "Signa lverfälschung" zur Reduzierung der Ortungsgenauigkeit bei GPS abgestellt wu rde (02.05.2000), wird auch dieVerwendung von "einfachem" GPS für dielokale Ertragsermittlung diskutiert. Obwohlbisher noch nicht hinreichend untersucht,
könnte zur Ertragskartierung die reduzierteGenau igkeit ausreichend sein. Inwieweitder größere absolute Ortungsfehler ( 10 20 Meter anstatt 1 - 5 Meter bei DGPS)darüber hi naus die Aussagekraft undGültigkeit von Analysen über mehrereJahre und in Verbindung mit zusätzlichenInformationsquellen negativ beeinflusst, istnoch nicht geklärt. Vor einer endgültigenAbklärung dieser Fragestellung muss fürdie lokale Ertragsermittlung die Verwendung von DCPS empfohlen werden.2.2 Datenaufzeichnung und DatentransferSowohl die Ertragsermittlung wie auch dieOrtung erfordert im Mähdrescher eine Einrichtung für d ie Datenaufzeichnung unddie Datenübergabe an den Betriebsrechner. Für diese Aufgabe werden zwei unterschiedliche Lösungsansätze genutzt.Ältere Mähdrescher und viele Typen ausder derzeitigen Serienfertigung verfügennoch nicht über umfangreiche elektron ische Einrichtungen . D iese Maschinenbenötigen zur Datenaufzeichnung eineeigene Elektronik, die in die Bedienterminalsder Ertragsmesssysteme integriert ist.Die Datenübertragung vom Ortungssystemerfolgt dabei über eine serielle Schnittstel le.Die Datenaufzeichnungssysteme müssen inder Lage sein, den Versatz zwischen demtatsäch lichen "Schnittzeitpunkt" ( Position)des Getreides und dem Messzeitpunkt(12-15 Sekunden später) auszugleichen.Einige neue Mähdrescherbaureihen mitumfangreicher Bordelektronik (CLAASLEXION, DEUTZ-FAHR 8XL, TOPLINERund 5600 mit TCS, FENDT 5000/6000/7000, MASSEY FERGUSON 72 00, NEWHOLLAND CX) sind bereits dafür vorbereitet, die Positions- und Ertragsdaten in ihrenBordcomputersystemen (CLAAS CEBIS,DEUTZ FAHR TCS, FENDT FI ELDSTAR,MASSEY FERGUSON DATAVISION II,NEW HOLLAND INFO VIEW) zu verbinden und abzuspeichern.Das AFS System von CASE und das GREENSTAR System von JOHN DEERE nutzen vonder Bordelektronik der Mähdrescher nur dieInformationen über die Fahrgeschwindigkeit, die Arbeitsstellung und die Elevatordrehzahl. Die Anzeige der Durchsatz- undErtragsmessung und die Datenspeicherungerfolgten in separaten Elektronikbaugruppen (Bedien- und Anzeigeterminals).Von den Nachrüstsystemen haben auchdie Ertragsmesssysteme CLAAS QUANTIMETER mit ACT, LH 565 (YM 2000) bzw.LH665 (PF3000), RDS PRO SERIES 8000und AGCO FIELDSTAR N-SET die Funktionder Datenspeicherung integriert. Damitermöglichen sie den direkten Anschlusseines DGPS-Empfängers.Der Datentransfer zum Betriebsrechnermuss ortsunabhängig und zuverlässig sein.Derze it w erden dafür vor allem PCMCIAKarten verwendet. Die verwendeten unterschiedlichen PCMCIA Standards bedingen,dass verschiedenartige Chipkarten eingesetzt werden und nicht in allen Fällen dieChipkartenlaufwerke von PCs und Laptopsverwendet werden können. Die aussch ließliche Verwen dung PC-konformer Technikwäre von großem Vorteil.Bei der Datenübertragung vom Mähdrescherz
Abbildung 3: Arbeitsweise des YIELD MONITOR YM2000/PF3000 Ertragsmessgerätes von ACLEADER ibaugleich LH 565/ LH665 von LH ACRO bzw. Sensor anordnung identisch AFS von CASE und TCS von DEUTZ FAHR). Seit 1999 wird das Messsystem mit einer erweiterten Elektronik als AGLEADER PF
