Längenmesskopf für den Einsatz am Harvester/Prozessor
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Diplomarbeit aus dem Jahr 2001 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Johannes Kepler Universität Linz (Technisch-Naturwissenschaftliche Fakultät), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:In der modernen Forstwirtschaft wird die Schlägerung und Aufarbeitung von Holz mit Hilfe von Harvestern oder Prozessoren durchgeführt. Es sind dies Baumerntemaschinen, welche die Bäume fällen, entasten und zuschneiden. Das Rohholz soll dabei möglichst genau nach Bestellung des Sägewerkes abgelängt werden. In derzeit eingesetzten Systemen wird die Länge des Stammes über die Umdrehung...
Diplomarbeit aus dem Jahr 2001 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,0, Johannes Kepler Universität Linz (Technisch-Naturwissenschaftliche Fakultät), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
In der modernen Forstwirtschaft wird die Schlägerung und Aufarbeitung von Holz mit Hilfe von Harvestern oder Prozessoren durchgeführt. Es sind dies Baumerntemaschinen, welche die Bäume fällen, entasten und zuschneiden. Das Rohholz soll dabei möglichst genau nach Bestellung des Sägewerkes abgelängt werden. In derzeit eingesetzten Systemen wird die Länge des Stammes über die Umdrehungen eines Zahnrades gemessen, welches während des Vorschubs an die Stammoberfläche gepresst wird. Da dieses System verschiedene Nachteile und Mängel aufweist, besteht der Bedarf an einem bezüglich Genauigkeit und Zuverlässigkeit verbesserten System, welches berührungslos misst und womöglich eichfähig ist.
Gang der Untersuchung:
Dieses Problem wurde in einem zweigeteilten Projekt bearbeitet, indessen erstem Teil eine Analyse der denkbaren Messvarianten durchgeführt wurde. Der Abschlussbericht dieses Teils ist die vorliegende Arbeit.
Die primär behandelten Messprinzipien sind folgende: optische Verfahren - Bildauswertung, lasergestützte Messsysteme, Mikrowellen-Dopplerradar und Ultraschall-Dopplerverfahren.
In Abschnitt 3 der vorliegenden Arbeit wird versucht, die Vor- und Nachteile der behandelten Verfahren gegeneinander abzuwägen und eine Empfehlung für das mit den besten Erfolgsaussichten weiterzuverfolgende Konzept abzugeben.
Generell lässt sich feststellen, dass die rauen Umgebungsbedingungen das größte Problem bei der Entwicklung eines derartigen Messgerätes sind. Der Bau eines Sensorprototyps für den Laborbetrieb wäre mit jedem Messprinzip denkbar. Als die erfolgversprechendste Variante für die Realisierung eines kostengünstigen Sensors im forstwirtschaftlichen Dauereinsatz hat sich die Verwendung eines Mikrowellen-Dopplerradars herausgestellt.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.AUFGABENSTELLUNG UND RAHMENBEDINGUNGEN10
1.1Aufgabenstellung10
1.2Pflichtenheft12
1.3Diskussion der Anforderungen aus praktischer Sicht13
1.3.1Prinzipielle Kriterien und Gesichtspunkte zu Vermessungssystemen am Harvester13
1.3.1.1Zur Messgenauigkeit13
1.3.1.2Zur Eichbarkeit14
1.3.2Projekte zur Rohholzvermessung14
1.3.2.1SkogForsk14
1.3.2.2Liro15
1.3.3Rohholz-Identifizierung und -Verfolgung mittels Chips15
1.3.4Quellen für weitere Informationen16
1.4Eichfähigkeit18
1.4.1Eichvorschriften18
1.4.2Anforderungen an automatisierte Rohholzvermessung18
1.4.3Kontakte für weitere Informationen19
1.5Erschütterungsmessungen20
1.5.1Maximalwerte der gemessenen Beschleunigungen20
1.5.2Analyse auftretender Schwingungen22
1.5.3Schlussfolgerungen25
1.6Organisatorische Rahmenbedingungen26
2.DENKBARE MESSPRINZIPIEN27
2.1Vorüberlegungen27
2.2Zusatzideen28
2.3Nicht berührungslose Messverfahren29
2.3.1Bestehendes Messrad optimieren29
2.3.2Maßband-Prinzip29
2.4Nutzung von Markierungen in konstanten Intervallen31
2.4.1Dt-konstant aufbringen - Dx messen31
2.4.1.1Idee31
2.4.1.2Bewertung31
2.4.2Dx-konstant aufbringen31
2.4.2.1Triggerung der Applikation durch die Detektion31
2.4.2.2Verwendung eines Rollstempels32
2.4.3Anwendung in optischen Systemen33
2.4.3.1Prinzip33
2.4.3.2Beurteilung33
2.4.4Anwendung in thermooptischen Systemen34
2.4.4.1Aufbringung thermischer Marken34
2.4.4.2Detektion thermischer Marken36
2.4.4.3Versuche am Institut für angewandte Physik39
2.4.4.4Zusammenfassende Beurteilung41
2.4.4.5Weitere Informationsquellen41
2.5Optische Messverfahren am Harvesterkopf42
2.5.1Vorüberlegungen für optische Verfahr...
In der modernen Forstwirtschaft wird die Schlägerung und Aufarbeitung von Holz mit Hilfe von Harvestern oder Prozessoren durchgeführt. Es sind dies Baumerntemaschinen, welche die Bäume fällen, entasten und zuschneiden. Das Rohholz soll dabei möglichst genau nach Bestellung des Sägewerkes abgelängt werden. In derzeit eingesetzten Systemen wird die Länge des Stammes über die Umdrehungen eines Zahnrades gemessen, welches während des Vorschubs an die Stammoberfläche gepresst wird. Da dieses System verschiedene Nachteile und Mängel aufweist, besteht der Bedarf an einem bezüglich Genauigkeit und Zuverlässigkeit verbesserten System, welches berührungslos misst und womöglich eichfähig ist.
Gang der Untersuchung:
Dieses Problem wurde in einem zweigeteilten Projekt bearbeitet, indessen erstem Teil eine Analyse der denkbaren Messvarianten durchgeführt wurde. Der Abschlussbericht dieses Teils ist die vorliegende Arbeit.
Die primär behandelten Messprinzipien sind folgende: optische Verfahren - Bildauswertung, lasergestützte Messsysteme, Mikrowellen-Dopplerradar und Ultraschall-Dopplerverfahren.
In Abschnitt 3 der vorliegenden Arbeit wird versucht, die Vor- und Nachteile der behandelten Verfahren gegeneinander abzuwägen und eine Empfehlung für das mit den besten Erfolgsaussichten weiterzuverfolgende Konzept abzugeben.
Generell lässt sich feststellen, dass die rauen Umgebungsbedingungen das größte Problem bei der Entwicklung eines derartigen Messgerätes sind. Der Bau eines Sensorprototyps für den Laborbetrieb wäre mit jedem Messprinzip denkbar. Als die erfolgversprechendste Variante für die Realisierung eines kostengünstigen Sensors im forstwirtschaftlichen Dauereinsatz hat sich die Verwendung eines Mikrowellen-Dopplerradars herausgestellt.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.AUFGABENSTELLUNG UND RAHMENBEDINGUNGEN10
1.1Aufgabenstellung10
1.2Pflichtenheft12
1.3Diskussion der Anforderungen aus praktischer Sicht13
1.3.1Prinzipielle Kriterien und Gesichtspunkte zu Vermessungssystemen am Harvester13
1.3.1.1Zur Messgenauigkeit13
1.3.1.2Zur Eichbarkeit14
1.3.2Projekte zur Rohholzvermessung14
1.3.2.1SkogForsk14
1.3.2.2Liro15
1.3.3Rohholz-Identifizierung und -Verfolgung mittels Chips15
1.3.4Quellen für weitere Informationen16
1.4Eichfähigkeit18
1.4.1Eichvorschriften18
1.4.2Anforderungen an automatisierte Rohholzvermessung18
1.4.3Kontakte für weitere Informationen19
1.5Erschütterungsmessungen20
1.5.1Maximalwerte der gemessenen Beschleunigungen20
1.5.2Analyse auftretender Schwingungen22
1.5.3Schlussfolgerungen25
1.6Organisatorische Rahmenbedingungen26
2.DENKBARE MESSPRINZIPIEN27
2.1Vorüberlegungen27
2.2Zusatzideen28
2.3Nicht berührungslose Messverfahren29
2.3.1Bestehendes Messrad optimieren29
2.3.2Maßband-Prinzip29
2.4Nutzung von Markierungen in konstanten Intervallen31
2.4.1Dt-konstant aufbringen - Dx messen31
2.4.1.1Idee31
2.4.1.2Bewertung31
2.4.2Dx-konstant aufbringen31
2.4.2.1Triggerung der Applikation durch die Detektion31
2.4.2.2Verwendung eines Rollstempels32
2.4.3Anwendung in optischen Systemen33
2.4.3.1Prinzip33
2.4.3.2Beurteilung33
2.4.4Anwendung in thermooptischen Systemen34
2.4.4.1Aufbringung thermischer Marken34
2.4.4.2Detektion thermischer Marken36
2.4.4.3Versuche am Institut für angewandte Physik39
2.4.4.4Zusammenfassende Beurteilung41
2.4.4.5Weitere Informationsquellen41
2.5Optische Messverfahren am Harvesterkopf42
2.5.1Vorüberlegungen für optische Verfahr...
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