Untersuchung von Sensoren bzw. Verfahren zur Tiefenmessung im Ackerbau

Durch den Trend zur flachen Bodenbearbeitung, einer exakten Ablagetiefe des Saatgutes und der Notwendigkeit Kraftstoffkosten zu sparen, wird in der Praxis die kontinuierliche Messung einer möglichst genauen Arbeitstiefe in der Praxis immer wichtiger. Derzeit gibt es noch kein Verfahren, das diese Anforderungen erfüllt.

In dieser Untersuchung wurden Sensoren bzw. Verfahren zur Tiefenmessung an Bodenbearbeitungsgeräten unter verschiedenen Einsatzbedingungen getestet. Dazu wurden die Sensoren auf einen Tragrahmen montiert, der auf Stützrädern läuft und am Dreipunkt des Traktors angebaut wird. Die Montage der Sensoren auf dem Rahmen war notwendig, um für alle Sensoren gleichzeitig die gleichen Einsatzbedingungen zu gewährleisten. Bei den für die Versuche verwendeten Sensoren handelt es sich um handelsübliche Industriesensoren. Für die Versuche zur Arbeitstiefenmessung wurden berührungslose und tastende Abstandsmessverfahren eingesetzt. Zusätzlich zur Tiefenmessung wurde auch ein Radarsensor zur Erfassung der Pflanzen- bzw. Bestandeshöhe eingesetzt. Mit diesem Sensor war es möglich die Höhe aller Pflanzenbestände (Grünland, Getreide, Hackfrüchte…) zu erfassen. Die Messung der Pflanzen- oder Bestandeshöhe ist vor allem im Feldfutterbau, im Getreidebau oder bei Hackfrüchten von Interesse. Der Rahmen wird über die Stützräder, durch Bodenunebenheiten mehr oder weniger stark angeregt. Diese stochastischen Anregungen durch den Untergrund, sind auch in den Messsignalen der Sensoren zu erkennen. Die Genauigkeit der Erfassung der Arbeitstiefe hängt sehr stark von den Einsatzbedingungen auf dem Feld (Bodenbedeckung, Rauheit, Fahrgeschwindigkeit, Krümelung …) und dem verwendeten Tiefenmessverfahren ab. Für unterschiedliche Bodenverhältnisse wie, feinkrümelige Böden, grobschollige Böden, bewachsene Böden usw. gibt es unterschiedliche Tiefenmessverfahren, die jeweils am besten geeignet sind.

Diese Untersuchung hat gezeigt, dass die Genauigkeit einer kontinuierlichen Tiefenmessung sehr stark von den Bodenverhältnissen und dem verwendeten Tiefenmessverfahren abhängt. Messgenauigkeiten im wenigen Zentimeterbereich sind unter Praxisbedingungen nur schwer zu erreichen. Genauigkeiten von +/- 2 cm sind nur bei sehr homogenen Bodenoberflächenverhältnissen (kein Pflanzenbestand, geringe Bodenrauhigkeit) möglich. Für alle anderen Anwendungen ist diese Messgenauigkeit nicht realisierbar. Die optimale Messmethode wird somit durch die Einsatzbedingungen bestimmt. Aus Platzgründen oder wegen fehlender Anbaumöglichkeiten für Sensoren kann auch nicht jede

Tiefenmessvariante an jedes Gerät angebaut werden. Ein einziges Tiefenmessverfahren für alle Bodenbearbeitungsgeräte und Einsatzbedingungen ist nach derzeitigem Kenntnisstand nicht realisierbar.