DE102015211756A1

DE102015211756A1 - Irrigation system and method for operating a sprinkler system

Info

Publication number: DE102015211756A1
Application number: DE102015211756.1A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Eichler; Otto Roiss
Original assignee: Roehren und Pumpenwerk Bauer GmbH
Current assignee: Roehren und Pumpenwerk Bauer GmbH
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2016-12-29

Abstract

Beregnungsanlage (1) umfassend eine Rohrleitung (4), zumindest ein Fahrwerk (3) zum Bewegung der Rohrleitung (4), zumindest eine Düsengruppe mit zumindest einer Düse (5), gegebenenfalls mit einem integrierten Steuerventil, an der Rohrleitung (4) zum Bewässern des Bodens, wobei die Düsengruppe zur Veränderung der Wassermenge ansteuerbar ist, zumindest einen Temperatursensor (6) an der Rohrleitung (4) zum Messen einer Temperatur des Bodens bzw. der Pflanzen, wobei der Temperatursensor (6) die Düsengruppe in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur direkt ansteuert.Irrigation system (1) comprising a pipe (4), at least one chassis (3) for moving the pipe (4), at least one nozzle group with at least one nozzle (5), optionally with an integrated control valve, on the pipe (4) for irrigation at least one temperature sensor (6) on the pipeline (4) for measuring a temperature of the soil or the plants, wherein the temperature sensor (6) the nozzle group as a function of the measured temperature directly controls.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beregnungsanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb der Beregnungsanlage. The invention relates to a sprinkler system and a method for operating the sprinkler system.

Im Stand der Technik wird zwischen zwei Systemen zur Beregnung unterschieden. Ein erstes System beregnet kreisförmige Felder. Dabei steht in der Mitte des Feldes ein ortsfester Turm. Um den Turm bewegen sich Fahrwerke entlang von Kreisen. Vom ortsfesten Turm ist eine Rohrleitung über die Fahrwerke bis zum äußersten Fahrwerk gespannt. Entlang der Rohrleitung sind üblicherweise mehrere Düsen für die Beregnung vorgesehen. Das zweite System dient zur Beregnung von rechteckigen Feldern. Dabei bewegen sich die Fahrwerke nebeneinander auf parallelen Linien. Die Rohrleitung ist über alle Fahrwerke gespannt und es sind ebenfalls mehrere Düsen entlang der Rohrleitung vorgesehen. Die hier vorgestellte Erfindung kann bei beiden Systemen eingesetzt werden. In the prior art, a distinction is made between two systems for irrigation. A first system irrigates circular fields. There is a stationary tower in the middle of the field. Trolleys move along circles around the tower. From the fixed tower, a pipeline is stretched over the chassis to the outermost chassis. Along the pipeline usually several nozzles are provided for irrigation. The second system is used to irrigate rectangular fields. The trolleys move side by side on parallel lines. The pipeline is stretched over all chassis and there are also several nozzles along the pipeline. The invention presented here can be used in both systems.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Beregnungsanlage anzugeben, die eine ressourcensparende und effiziente Beregnung eines Feldes ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgaben der Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betrieb der Beregnungsanlage anzugeben. It is an object of the invention to provide a sprinkler that allows a resource-saving and efficient irrigation of a field. Furthermore, it is objects of the invention to provide a corresponding method for operating the irrigation system.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand. The object is achieved by the features of the independent claims. The dependent claims relate to advantageous embodiments of the invention.

Somit wird die Aufgabe gelöst durch eine Beregnungsanlage umfassend eine Rohrleitung und zumindest ein Fahrwerk zum Bewegen der Rohrleitung. Es kann sich dabei um eine Beregnungsanlage zum Bewässern runder Felder handeln. In diesem Fall steht in der Mitte des Feldes ein zentraler Turm und das zumindest eine Fahrwerk bewegt die Rohrleitung kreisförmig um den Turm. Die Größe der Düsen bzw. deren Ventilelemente werden bei diesen Anlagen entsprechend der zurückzulegenden Wegstrecke ausgelegt. Alternativ können auch mehrere parallelgeführte Fahrwerke zum linearen Bewegen der Rohrleitung genutzt werden, wobei die Größe der Düsen hier gleich ist. Thus, the object is achieved by a sprinkler system comprising a pipeline and at least one chassis for moving the pipeline. It can be a sprinkler for irrigating round fields. In this case, in the middle of the field is a central tower and the at least one chassis moves the pipeline circular around the tower. The size of the nozzles or their valve elements are designed according to the distance to be covered in these systems. Alternatively, it is also possible to use several parallel-guided running gears for linear movement of the pipeline, the size of the nozzles being the same here.

Entlang der Rohrleitung ist zumindest eine Düsengruppe vorgesehen. Die einzelne Düsengruppe umfasst zumindest eine Düse. Allerdings können auch mehrere Düsen in eine Düsengruppe zusammengefasst werden. Die einzelne Düsengruppe ist ansteuerbar. Dies bedeutet, dass die Düsen, gegebenenfalls über Ventile ein- und ausschaltbar sind oder derart ansteuerbar sind, sodass sie unterschiedliche Mengen an Wasser abgeben. Die Düsen müssen nicht unmittelbar an der Rohrleitung befestigt sein, sondern können beispielsweise über Schläuche von der Rohrleitung herabhängen. At least one nozzle group is provided along the pipeline. The single nozzle group comprises at least one nozzle. However, several nozzles can be combined into one nozzle group. The individual nozzle group is controllable. This means that the nozzles, optionally via valves are switched on and off or are controllable so that they deliver different amounts of water. The nozzles need not be attached directly to the pipeline, but may, for example, hang down from the pipeline via hoses.

Erfindungsgemäß ist an der Beregnungsanlage zumindest ein Temperatursensor vorgesehen. Dieser Temperatursensor wird direkt oder indirekt an der Rohrleitung befestigt. Dadurch bewegt sich der Temperatursensor beim Bewegen der Beregnungsanlage mit. Der Temperatursensor dient zum Messen einer Bodentemperatur, bzw. der Temperatur, die von den Pflanzen abgegeben wird. In Abhängigkeit von der gemessenen Bodentemperatur kann auf den Feuchtigkeitsgrad des gemessenen Bodenabschnitts geschlossen werden. Bei einer relativ hohen Temperatur ist der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens bzw. der Pflanzen relativ niedrig. Die feuchteren Bereiche strahlen aufgrund der Verdunstung, eine niedrigere Temperatur ab. According to the invention, at least one temperature sensor is provided on the sprinkling system. This temperature sensor is attached directly or indirectly to the pipeline. This will cause the temperature sensor to move while moving the sprinkler system. The temperature sensor is used to measure a soil temperature, or the temperature that is emitted by the plants. Depending on the measured soil temperature can be concluded that the moisture level of the measured soil section. At a relatively high temperature, the moisture content of the soil or plants is relatively low. The moister areas radiate a lower temperature due to evaporation.

Mittels des zumindest einen Temperatursensors erfolgt ein Ansteuern der zumindest einen Düsengruppe. Dabei wird die Düsengruppe und somit die abgegebene Wassermenge in Abhängigkeit der gemessenen Bodentemperatur gesteuert. By means of the at least one temperature sensor, a control of the at least one nozzle group takes place. The nozzle group and thus the amount of water delivered is controlled as a function of the measured soil temperature.

Insbesondere sind entlang der Rohrleitung mehrere Düsen zum Bewässern des Bodens angeordnet. Des Weiteren gibt es entlang der Rohrleitung je Düse oder Düsengruppe einen Temperatursensor zum Messen der Bodentemperatur und zum Ansteuern der jeweiligen Düse oder Düsengruppe. Durch die Verwendung mehrerer Temperatursensoren kann das zu bewässernde Feld in kleine Bereiche unterteilt werden. Diese unterschiedlichen Bereiche können individuell vermessen und entsprechend individuell über einzelne Düsen oder Düsengruppen bewässert werden. In particular, a plurality of nozzles are arranged along the pipeline for irrigating the soil. Furthermore, there is a temperature sensor per nozzle or nozzle group along the pipeline for measuring the bottom temperature and for controlling the respective nozzle or nozzle group. By using several temperature sensors, the field to be watered can be divided into small areas. These different areas can be individually measured and irrigated individually via individual nozzles or nozzle groups.

Besonders bevorzugt ist pro Düsengruppe zumindest ein Temperatursensor angeordnet. Der zumindest eine Temperatursensor ist vorteilhafterweise zum berührungslosen Messen der Bodentemperatur ausgebildet. Dies erfolgt beispielsweise mit einem Infrarot-Thermometer. Particularly preferably, at least one temperature sensor is arranged per nozzle group. The at least one temperature sensor is advantageously designed for contactless measurement of the floor temperature. This is done, for example, with an infrared thermometer.

Der zumindest eine Temperatursensor wird bevorzugt so angeordnet, dass der von ihm erfasste Messbereich in Bewegungsrichtung der Beregnungsanlage vor einem durch die zugehörige Düsengruppe erfassten Bewässerungsbereich liegt. Der Messbereich des einzelnen Temperatursensors liegt also bei einer Bewegung der Beregnungsanlage stets vor dem Bewässerungsbereich. So kann unmittelbar während des Bewegens der Beregnungsanlage die Temperatur im Messbereich ausgewertet und wenige Sekunden später der vermessene Bereich mit der benötigten Menge an Wasser versorgt werden. The at least one temperature sensor is preferably arranged such that the measuring range detected by it lies in the direction of movement of the irrigation system in front of an irrigation area covered by the associated nozzle group. The measuring range of the individual temperature sensor is thus always in front of the irrigation area during a movement of the sprinkler system. Thus, the temperature in the measuring range can be evaluated immediately while the sprinkler system is moving, and a few seconds later the measured area can be supplied with the required amount of water.

Die dabei ermittelten Einzelinformationen können nun auch in eine Positionserfassungseinheit zum Erfassen einer Position der einzelnen Düsengruppen und Temperatursensoren eingegeben werden. Diese Positionserfassungseinheit umfasst vorteilhafterweise zumindest eine Vorrichtung zur Satellitennavigation. Des Weiteren kann die Positionserfassungseinheit beispielsweise bezüglich des festen Turms einen Winkelsensor aufweisen. Dieser Winkelsensor kann zur Drehwinkelbestimmung der Rohrleitung verwendet werden. Entscheidend ist, dass eine Position der Düsengruppen und Temperatursensoren erfasst werden kann. Dadurch können ermittelte Daten, wie beispielsweise die gemessene Bodentemperatur oder die abgegebene Wassermenge in eine virtuelle Karte eingetragen werden. The individual information determined in this case can now also in a position detection unit be entered for detecting a position of the individual nozzle groups and temperature sensors. This position detection unit advantageously comprises at least one device for satellite navigation. Furthermore, the position detection unit can have, for example with respect to the fixed tower, an angle sensor. This angle sensor can be used to determine the rotation angle of the pipeline. It is crucial that a position of the nozzle groups and temperature sensors can be detected. As a result, determined data, such as the measured soil temperature or the amount of water delivered can be entered into a virtual map.

Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb einer Beregnungsanlage mit den folgenden Schritten: (i) Zumindest eine Düsengruppe mit zumindest einer Düse wird auf der Beregnungsanlage positioniert. Die Düse dient zum Bewässern eines durch die Düsengruppe erfassten Bewässerungsbereichs. Insbesondere ist dieser Bewässerungsbereich unmittelbar unter der Rohrleitung der Beregnungsanlage. (ii) Ferner erfolgt ein Positionieren zumindest eines Temperatursensors auf der Beregnungsanlage. Dieser Temperatursensor bewegt sich mit der Beregnungsanlage und misst dabei die Bodentemperatur in einem Messbereich. (iii) Der Temperatursensor ist so angeordnet, dass während des Bewegens der Beregnungsanlage der Messbereich vor dem Bewässerungsbereich liegt. (iv) Während des Bewegens der Beregnungsanlage erfolgt ein stetiges Messen der Bodentemperatur bzw. der Temperatur, die von den Pflanzen abgegeben wird, und ein Einregeln der benötigten Wassermenge basierend auf der gemessenen Bodentemperatur des unmittelbar vorauseilenden Messbereichs. (v) Nach dem Messen eines jeweiligen Messbereiches überfährt der zugehörige Bewässerungsbereich den Abschnitt des Feldes. So kann unmittelbar die benötigte Wassermenge abgegeben werden. The invention further comprises a method for operating a sprinkler with the following steps: (i) At least one nozzle group with at least one nozzle is positioned on the sprinkler. The nozzle serves to irrigate an irrigation area covered by the nozzle group. In particular, this irrigation area is immediately below the irrigation system pipeline. (ii) Furthermore, at least one temperature sensor is positioned on the sprinkler system. This temperature sensor moves with the irrigation system and measures the soil temperature in a measuring range. (iii) The temperature sensor is arranged so that, while the sprinkler system is moving, the measuring range is in front of the irrigation area. (iv) While moving the irrigation system, the soil temperature or temperature emitted by the plants is continuously measured and the required amount of water adjusted based on the measured soil temperature of the immediately preceding measurement area. (v) After measuring a respective measuring range, the associated irrigation area passes over the section of the field. Thus, the required amount of water can be delivered immediately.

Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Beregnungsanlage vorgestellten Unteransprüche und vorteilhaften Ausgestaltungen finden entsprechend vorteilhafte Anwendung für das Verfahren. Insbesondere ist auch bei dem Verfahren vorgesehen, dass mehrere Düsengruppen und mehrere Temperatursensoren an der Beregnungsanlage angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, das Feld in kleinste Bereiche zu unterteilen und individuell zu bewässern. The subclaims and advantageous embodiments presented within the scope of the sprinkler system according to the invention accordingly find advantageous application for the method. In particular, it is also provided in the method that a plurality of nozzle groups and a plurality of temperature sensors are arranged on the sprinkler system. This makes it possible to divide the field into the smallest areas and irrigate individually.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Es zeigen:Further details, advantages and features of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawings. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Beregnungsanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel für ein kreisförmiges Feld, 1 a sprinkler according to the invention for a circular field,

2 eine erfindungsgemäße Beregnungsanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel für ein rechteckiges Feld, 2 a sprinkler according to the embodiment for a rectangular field according to the invention,

3 ein Ausschnitt der Beregnungsanlage gemäß 1 oder 2, und 3 a section of the sprinkler according to 1 or 2 , and

4 eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Beregnungsanlage gemäß dem Ausführungsbeispiel. 4 a schematic plan view of a section of the sprinkler according to the invention according to the embodiment.

Im Folgenden wird anhand der 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel einer Beregnungsanlage 1 beschrieben. The following is based on the 1 to 4 an embodiment of a sprinkler system 1 described.

1 zeigt die Beregnungsanlage 1 in einer Variante für ein kreisförmiges Feld. Die Beregnungsanlage 1 umfasst einen zentralen, stationären Turm 2. Von diesem Turm 2 aus erstreckt sich eine Rohrleitung 4 über zwei Fahrwerke 3 nach außen. Die Rohrleitung 4 wird über den Turm 2 mit Wasser versorgt. 1 shows the sprinkler system 1 in a variant for a circular field. The sprinkler system 1 includes a central, stationary tower 2 , From this tower 2 out extends a pipeline 4 over two landing gears 3 outward. The pipeline 4 is over the tower 2 supplied with water.

Entlang der Rohrleitung 4 sind mehrere Düsen 5 angeordnet. Die Düsen 5 hängen im gezeigten Beispiel an Leitungen, die von der Rohrleitung 4 abzweigen. Along the pipeline 4 are several nozzles 5 arranged. The nozzles 5 hang in the example shown on lines leading from the pipeline 4 branch.

An der Rohrleitung 4 sind mehrere Temperatursensoren 6 angeordnet. Jeweils bei einer Düse 5 befindet sich ein Temperatursensor 6. Die Düsen 5 und die Temperatursensoren 6 sind hier schematisch vereinfacht dargestellt. At the pipeline 4 are several temperature sensors 6 arranged. Each with a nozzle 5 there is a temperature sensor 6 , The nozzles 5 and the temperature sensors 6 are shown schematically simplified here.

Es können auch mehr oder weniger diesen Düsen 5 und Temperatursensoren 6 verwendet werden. Des Weiteren können Düsen 5 zu einer Düsengruppe zusammengefasst werden. Für solch eine Düsengruppe kann auch nur ein Temperatursensor 6 verwendet werden. There may also be more or less these nozzles 5 and temperature sensors 6 be used. Furthermore, nozzles can 5 be summarized to a nozzle group. For such a nozzle group, only one temperature sensor can be used 6 be used.

Auf Grund der ermittelten Daten können nun auch entlang der Rohrleitung 4 sind mehrere Satellitennavigations-Sensoren einer Positionserfassungseinheit 10 angeordnet werden. Durch diese Positionserfassungseinheit 10 kann die Position der einzelnen Düsen 5 beziehungsweise Temperatursensoren 6 erfasst werden. On the basis of the determined data can now also along the pipeline 4 are several satellite navigation sensors of a position detection unit 10 to be ordered. Through this position detection unit 10 can change the position of each nozzle 5 or temperature sensors 6 be recorded.

So kann sich auch am Turm 2 eine Steuereinheit 11 befinden. Mittels dieser Steuereinheit 11 erfolgt sowohl eine Auswertung der Positionserfassungseinheit 10 als auch eine Auswertung der Temperatursensoren 6. Mit einem höheren Aufwand werden so die einzelnen Düsen 5 in Abhängigkeit der durch die Temperatursensoren 6 gemessenen Bodentemperaturen angesteuert. So can the tower 2 a control unit 11 are located. By means of this control unit 11 Both an evaluation of the position detection unit takes place 10 as well as an evaluation of the temperature sensors 6 , With a higher effort so the individual nozzles 5 depending on the temperature sensors 6 measured measured soil temperatures.

2 zeigt eine Ausgestaltung der Beregnungsanlage 1 für rechteckige Felder. Dabei ist kein Turm 2 vorgesehen, sondern es gibt mehrere sich parallel bewegende Fahrwerke 3. 2 shows an embodiment of the sprinkler system 1 for rectangular fields. There is no tower 2 provided, but there are several parallel moving trolleys 3 ,

3 zeigt einen Ausschnitt der Beregnungsanlage 1. Anhand dieser Detaildarstellung ist gut zu erkennen, dass jeweils zu einer Düse 5, gegebenenfalls mit dem integrierten Steuerventil, ein Temperatursensor 6 angeordnet ist. 3 shows a section of the sprinkler system 1 , On the basis of this detailed representation is easy to see that each to a nozzle 5 , optionally with the integrated control valve, a temperature sensor 6 is arranged.

Schematisch stark vereinfacht zeigt die 4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Beregnungsanlage 1. Unmittelbar unter der jeweiligen Düse 5 befindet sich ein sogenannter Bewässerungsbereich 7. Die Temperatursensoren 6 sind so eingestellt, dass sie in Bewegungsrichtung 9 vor der Beregnungsanlage 1 die Bodentemperatur in einem Messbereich 8 messen. Hierzu wird beispielsweise ein Infrarot-Thermometer mit einem Öffnungswinkel von 12:1 verwendet. So kann in der Entfernung von 12 Metern die mittlere Temperatur in einem Kreis von einem Meter Durchmesser ermittelt werden. Die Wasserabgabemenge der Düsen 5 wird in Abhängigkeit der Messwerte aus dem vorauseilenden Messbereich 8 eingestellt. Schematically simplistic shows the 4 a plan view of a section of the sprinkler system 1 , Immediately below the respective nozzle 5 there is a so-called irrigation area 7 , The temperature sensors 6 are set to move in the direction of movement 9 in front of the sprinkler system 1 the soil temperature in a measuring range 8th measure up. For example, an infrared thermometer with an opening angle of 12: 1 is used for this purpose. Thus, at a distance of 12 meters, the average temperature can be determined in a circle of one meter in diameter. The water discharge quantity of the nozzles 5 becomes dependent on the measured values from the leading measuring range 8th set.

Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 4 Bezug genommen. In addition to the above written description of the invention is to the additional disclosure hereby explicitly to the drawings of the invention in the 1 to 4 Referenced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Beregnungsanlage sprinkler
22: Turm tower
33: Fahrwerk landing gear
44: Rohrleitung pipeline
55: Düsen jet
66: Temperatursensoren temperature sensors
77: Bewässerungsbereich irrigation area
88th: Messbereich measuring range
99: Bewegungsrichtung movement direction
1010: Positionserfassungseinheit Position detection unit
1111: Steuereinheit control unit

Claims

Irrigation system ( 1 ) comprising • a pipeline ( 4 ), At least one landing gear ( 3 ) for moving the pipeline ( 4 ), At least one nozzle group with at least one nozzle ( 5 ), possibly with an integrated control valve, on the pipeline ( 4 ) for irrigating the soil, wherein the nozzle group is controllable to change the amount of water, at least one temperature sensor ( 6 ) on the pipeline ( 4 ) for measuring a temperature of the soil or the plants, wherein the temperature sensor ( 6 ) directly controls the nozzle group as a function of the measured temperature.

Sprinkler system according to claim 1, characterized by several along the pipeline ( 4 ) arranged nozzles ( 5 ) for irrigating the soil, wherein at least two nozzle groups each having at least one nozzle ( 5 ) are provided and the nozzle groups are individually controllable, and several along the pipeline ( 4 ) arranged temperature sensors ( 6 ) for measuring the temperature and for driving individual nozzle groups.

Sprinkler system according to one of the preceding claims, characterized in that per nozzle group at least one temperature sensor ( 6 ) and the at least one temperature sensor ( 6 ) controls only one nozzle group.

Sprinkler system according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor ( 6 ) is designed for non-contact measurement of the temperature.

Sprinkler system according to one of the preceding claims, characterized in that a through the temperature sensor ( 6 ) detected measuring range ( 8th ) in the direction of movement ( 9 ) in front of a through the nozzle group ( 5 ) ( 7 ) lies.

Sprinkler system according to one of the preceding claims, characterized by a supplementary position detection unit ( 10 ) for detecting a position of the individual nozzle groups and temperature sensors ( 6 ).

Method for operating a sprinkler system ( 1 ), comprising the following steps: • positioning at least one nozzle group with at least one nozzle ( 5 ), possibly with an integrated control valve, on the sprinkler system ( 1 ) for irrigating an irrigation area covered by the nozzle group ( 7 ), • positioning at least one temperature sensor ( 6 ) on the irrigation system ( 1 ) for measuring a temperature of the soil or the plants in a measuring range ( 8th ), • moving the irrigation system ( 1 ), whereby the measuring range ( 8th ) in front of the irrigation area ( 7 ), measuring the temperature and adjusting a required amount of water based on the measured temperature of the immediately preceding measuring range ( 8th ), and • activating the nozzle group to deliver the calculated amount of water.