BR102016007898A2

BR102016007898A2 - SENSORING SYSTEM FOR SPRAYING NOZZLES WITH NIGHT LIGHTING

Info

Publication number: BR102016007898A2
Application number: BR102016007898-9A
Authority: BR
Inventors: Ricardo Wilson Brandt João; Rodrigo Rosa Misael
Original assignee: Otm - Controle Eletrônico De Plantio Ltda - Me
Priority date: 2016-04-08
Filing date: 2016-04-08
Publication date: 2017-10-17

Abstract

o seguinte relatório descritivo para invenção se refere ao desenvolvimento de um sistema de sensoriamento para bicos de pulverização noturna, mediante o emprego de um equipamento embarcado no pulverizador agrícola, capaz de monitorar cada um desses bicos do pulverizador (7), com o auxílio de sensores (5) capazes de detectar o spray formado pelos bicos por meio de um console central (1) instalado próximo ao operador do implemento.The following descriptive report for the invention relates to the development of a night spray nozzle sensing system by employing on-board sprayer equipment capable of monitoring each of these nozzles (7) with the aid of sensors. (5) capable of detecting spray formed by the nozzles by means of a center console (1) installed close to the implement operator.

Description

SISTEMA DE SENSORIAMENTO PARA BICOS DE PULVERIZAÇÃO COM ILUMINAÇÃO NOTURNA CAMPO TÉCNICOSENSING SYSTEM FOR TECHNICAL FIELD NIGHTLY SPRAYING NOZZLES

[001] O seguinte relatório descritivo para invenção se refere ao desenvolvimento de um sistema de sensoriamento para bicos de pulverização noturna, mediante o emprego de um equipamento embarcado no pulverizador agrícola, capaz de monitorar cada um desses bicos do pulverizador, com o auxílio de sensores capazes de detectar o spray formado pelos bicos por meio de um console central instalado próximo ao operador do implemento.[001] The following descriptive report for the invention relates to the development of a night spray nozzle sensing system by employing on-board sprayer equipment capable of monitoring each of these nozzles with the aid of sensors. capable of detecting the spray formed by the nozzles through a center console installed close to the implement operator.

ESTADO DA ARTESTATE OF ART

[002] Na agricultura moderna e competitiva, a aplicação de defensivos agrícolas nas lavouras com o auxílio do pulverizador é de fundamental importância para um bom rendimento na colheita, já que é através deste equipamento que se consegue fazer o controle efetivo das pragas e doenças, tornando assim viável a produção agrícola.[002] In modern and competitive agriculture, the application of pesticides to crops with the aid of the sprayer is of fundamental importance for good crop yield, as it is through this equipment that effective pest and disease control can be achieved, thus making agricultural production viable.

[003] Mesmo com o avanço da tecnologia de aplicação, aliada ao uso de produtos de grande eficiência e maquinários de última geração, os produtores ainda sofrem com perdas. Eles não sabem o quanto estão realmente perdendo em suas lavouras, em função de diversos problemas que influenciam diretamente a ineficiência na aplicação dos produtos agroquímicos.Even with the advancement of application technology, coupled with the use of high-efficiency products and state-of-the-art machinery, producers still suffer from losses. They do not know how much they are really losing on their crops due to a number of problems that directly influence the inefficient application of agrochemicals.

[004] A cada ano, a indústria de agroquímicos e particularmente dos utilizados no controle de insetos, plantas invasoras, ácaros e doenças fúngicas, desenvolvem novos ingredientes ativos e formulações prontas para as mais diferentes culturas agrícolas. Estas formulações, com novos ingredientes ativos e modos de ação mais específicos, além de serem recomendadas em doses relativamente baixas, exigem precisão e maiores cuidados em sua aplicação.[004] Each year, the agrochemical industry, and particularly those used to control insects, weeds, mites and fungal diseases, develop new active ingredients and formulations ready for the most diverse agricultural crops. These formulations, with new active ingredients and more specific modes of action, as well as being recommended at relatively low doses, require precision and greater care in their application.

[005] Paralelamente, as indústrias de pulverizadores, ao sofisticarem e utilizarem a eletrônica embarcada em seus equipamentos, com barras e velocidades de pulverização cada vez maiores, induzem os usuários a uma maior eficiência técnica e operacional.[005] At the same time, spray industries, as they sophisticate and use embedded electronics in their equipment, with increasing spray speeds and bars, induce users to greater technical and operational efficiency.

[006] Chama a atenção, o fato levantado por alguns pesquisadores, professores e especialistas em TA (Tecnologia de Aplicação), sobre os índices de prejuízos nos “insumos” e nas “produtividades”. A média de perdas pelas falhas de aplicação dos insumos varia de 10% a 12%, enquanto que nas produtividades por falha no controle de ervas daninhas, pragas e doenças, elas estão na faixa de 10% a 15%.[006] The fact raised by some researchers, professors and specialists in AT (Application Technology) draws attention to the rates of losses in “inputs” and “productivities”. The average losses due to application failures range from 10% to 12%, while in yields due to failure to control weeds, pests and diseases they range from 10% to 15%.

[007] Um dos vilões responsáveis pelas perdas e de grande dificuldade enfrentada pelos agricultores nas operações de pulverização é o entupimento dos bicos do pulverizador. Uma possível solução para este problema é descrita no US 8839681, que revela um sistema e método para monitorizar as taxas de fluxo ineficientes na distribuição de um sistema de fluxo líquido, tal como a que é usada no equipamento de aplicação de líquido agrícola. Isso pode incluir bloqueios ou furos em uma linha de líquido. O sistema geralmente inclui uma pluralidade de aparelhos de medição para monitorizar a taxa de fluxo de alimentação na linha de um sistema de aplicação de líquido, que são controladas por um certo número de sensores. Feedback imediato é apresentada ao operador do veículo dentro da cabina. O sistema alerta o operador quando um bloqueio, a perda de, ou o aumento da taxa de fluxo ocorreu em uma das linhas de líquido. O sistema pode simplesmente indicar que uma das linhas é bloqueada, ou o sistema pode ser mais sofisticado que este possa indicar qual a linha está bloqueada e ajustar o fluxo em linha que, numa tentativa de limpar o bloqueio.[007] One of the villains responsible for the loss and difficulty farmers face in spraying operations is the clogging of the spray nozzles. A possible solution to this problem is described in US 8839681, which discloses a system and method for monitoring inefficient flow rates in the distribution of a liquid flow system, such as that used in agricultural liquid application equipment. This may include blockages or holes in a liquid line. The system generally includes a plurality of metering apparatus for monitoring the flow rate of feed in the line of a liquid delivery system, which are controlled by a number of sensors. Immediate feedback is presented to the vehicle operator inside the cab. The system alerts the operator when a blockage, loss of, or increased flow rate has occurred on one of the liquid lines. The system may simply indicate that one of the lines is blocked, or the system may be more sophisticated that it may indicate which line is blocked and adjust the flow in line in an attempt to clear the block.

[008] O documento US 20150351375 descreve um arranjo pulverizador agrícola que inclui um chassis, pelo menos um meio de tração de engate transportado pelo chassis, um tanque de líquido transportado pelo chassis, uma lança transportada pelo chassis, um condutor de fluido associado a lança que está ligada ao tanque de líquido, um bico de pulverização que está ligada de modo hidráulico com o condutor de fluido e inclui um corpo do bico, um sensor de pressão diferencial com um primeiro sensor de pressão no condutor de fluido, associado com o bico de pulverização e um segundo sensor de pressão no corpo de bico, e um circuito de processamento elétrico acoplado ao sensor de pressão diferencial. O sensor de pressão diferencial está configurado para emitir um sinal de diferença de pressão e o circuito elétrico de processamento é configurado para comunicar um bocal bloqueado, quando o sinal de diferença de pressão for inferior a um valor limiar predeterminado.US 20150351375 describes an agricultural sprayer arrangement that includes a chassis, at least one chassis-carried drawbar, a chassis-borne liquid tank, a chassis-borne boom, a boom-associated fluid conductor which is connected to the liquid tank, a spray nozzle that is hydraulically connected with the fluid conductor and includes a nozzle body, a differential pressure sensor with a first pressure sensor in the fluid conductor associated with the nozzle. and a second nozzle body pressure sensor, and an electrical processing circuit coupled to the differential pressure sensor. The differential pressure sensor is configured to output a pressure difference signal and the electrical processing circuit is configured to communicate a blocked nozzle when the pressure difference signal is below a predetermined threshold value.

[009] Também descrevem sistemas de sensoriamento remoto o documento US 7874197 que revela um aparelho para a medição de uma taxa de fluxo de líquido, através de um bico de pulverização incluindo um recipiente com uma abertura numa parte superior do mesmo, adaptado para receber uma descarga de líquido a partir de um bico de pulverização. Um sensor de nível compreende um condensador elétrico orientado substancialmente na vertical no recipiente e configurado de tal modo que com o aumento líquido no recipiente, uma capacitância do capacitor muda. Um circuito processado está ligado ao capacitor e é operativo para medir a alteração na capacitância do capacitor e converter a mudança na capacitância em uma taxa de fluxo de líquido para dentro do recipiente, e um visor está operativo para exibir a taxa de fluxo de líquido. O aparelho é aplicável na agricultura ou aplicação industrial pelo qual um operador pode verificar periodicamente o fluxo para determinar o desgaste ou entupimento de um bico de pulverização.Remote sensing systems also describe US 7874197 which discloses an apparatus for measuring a liquid flow rate through a spray nozzle including a container with an opening in an upper portion thereof adapted to receive a discharge of liquid from a spray nozzle. A level sensor comprises a substantially vertically oriented electric capacitor in the container and configured such that with the net rise in the container, a capacitor capacitance changes. A processed circuit is connected to the capacitor and is operative to measure the change in capacitance of the capacitor and convert the change in capacitance into a liquid flow rate into the container, and a display is operative to display the liquid flow rate. The apparatus is applicable in agriculture or industrial application whereby an operator may periodically check the flow to determine wear or clogging of a spray nozzle.

[010] Outro agravante nas aplicações de defensivos agrícolas é a água utilizada como o diluente para reduzir a concentração do ingrediente ativo de uma formulação para a aplicação. O defensivo não deixa rastros após sua aplicação, devido ao evaporamento da água, que impossibilita a identificação dos pontos em que o mesmo foi ou deixou de ser aplicado, tornando praticamente impossível a detecção de falhas na aplicação. Ao detectar uma anomalia nos bicos, por não saber a extensão da falha, o agricultor fica em um terrível dilema, ou aplica novamente com o risco de uma superdosagem, ou deixa a área com falha, correndo o risco de proliferação de pragas.[010] Another aggravating factor in pesticide applications is water used as the diluent to reduce the active ingredient concentration of a formulation for application. The defensive leaves no trace after its application, due to the evaporation of water, which makes it impossible to identify the points where it was or was not applied, making it virtually impossible to detect application failures. Upon detecting an anomaly in the nozzles, because of not knowing the extent of the fault, the farmer is in a terrible dilemma, either reapplying with the risk of overdose, or leaving the failed area, at the risk of pest proliferation.

[011] Cabe também salientar que a aplicação de defensivos coincide com as épocas do ano onde a temperatura é alta, a umidade é baixa e acontecem frequentes rajadas de vento, com velocidades entre acima 15 km/h e constantes pancadas de chuva durante todo o dia. Com isso, os produtores aproveitam o período noturno para pulverizar as áreas cultivadas, pois as ocorrências dessas adversidades climáticas ocorrem com menor intensidade, ou seja, durante a noite as temperaturas são amenas, a umidade relativa do ar é alta e é menor a incidência de rajadas de vento, mas por outro lado, torna-se praticamente impossível detectar o entupimento dos bicos do pulverizador na aplicação noturna.[011] It should also be noted that pesticide application coincides with times of the year where the temperature is high, the humidity is low and frequent gusts of wind occur, with speeds above 15 km / h and constant rain showers throughout the day. . With this, the producers take advantage of the nocturnal period to spray the cultivated areas, because the occurrences of these climatic adversities occur with less intensity, that is, at night the temperatures are mild, the relative humidity of the air is high and the incidence of wind gusts, but on the other hand, it becomes virtually impossible to detect clogged spray nozzles at night application.

DISCUSSÃODISCUSSION

[012] Existem atualmente no mercado soluções que usam LED para iluminação noturna para pulverizadores, sem contar com monitoramento dos bicos através de Sensores das Gotas de Spray.[012] There are currently solutions on the market that use LED for night spray lighting, not including nozzle monitoring through Spray Drop Sensors.

[013] Ao utilizar o produto somente com iluminação noturna, permanece a cargo do operador da máquina inspecionar visualmente se os bicos estão trabalhando corretamente. Os bicos ficam sujeito a falhas, o que de fato sobrecarrega e tira a concentração necessária para pilotar o implemento, acarretando em muitas vezes a perda do traçado e até mesmo em acidentes.[013] When using the product with night lighting only, it is up to the machine operator to visually inspect whether the nozzles are working properly. The nozzles are subject to failure, which in fact overloads and takes the concentration necessary to pilot the implement, often resulting in loss of stroke and even accidents.

[014] A demorar excessiva para detectar uma falha nos bicos poderá comprometer no rendimento da lavoura, uma vez que o pulverizador não estará trabalhando corretamente.[014] Taking too long to detect nozzle failure may compromise crop yield as the sprayer will not be working properly.

SUMÁRIOSUMMARY

[015] Assim, devido às considerações pertinentes ao estado da arte anteriormente discutido, é um dos objetivos da presente invenção o desenvolvimento de um sistema de sensoriamento para bicos de pulverização com iluminação noturna, composto por: [016] - Um console central responsável por gerenciar todo o equipamento, contando com display para identificar o número do bico com irregularidade e sinal sonoro para alertar o operador;[015] Thus, due to the prior art considerations discussed above, it is an object of the present invention to develop a nightly illuminated nozzle sensing system comprising: [016] - A central console responsible for manage all equipment, with display to identify the nozzle number with irregularity and beep to alert the operator;

[017] - Sensores de gota de spray que devem ser instalados um em cada bico do pulverizador e serão responsáveis por identificar as falhas dos mesmos;[017] - Spray drop sensors that must be installed on each spray nozzle and will be responsible for identifying their failures;

[018] - Cabos e conexões, responsáveis por interligar e garantir a alimentação de energia para todo o sistema e comunicação confiável dos dados transmitidos;[018] - Cables and connections, responsible for interconnecting and ensuring power supply for the entire system and reliable communication of transmitted data;

[019] - Iluminação noturna em LED que deve ser instalado um em cada bico do pulverizador e;[019] - LED night lighting that should be installed on each spray nozzle and;

[020] - Suporte para a iluminação que deve ser desenvolvido com articulações flexíveis que garanta a fixação em qualquer modelo de pulverizado.[020] - Bracket for lighting to be developed with flexible hinges to ensure attachment to any spray model.

DESCRIÇÃODESCRIPTION

[021] A caracterização do presente documento de invenção é feita por meio de desenhos representativos do sistema de sensoriamento para bicos de pulverização com iluminação noturna, de tal modo que a máquina ou equipamento possa ser integralmente reproduzido (a) por técnica adequada, permitindo plena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado.[021] The characterization of the present document is made by means of representative drawings of the nightly illuminated spray nozzle sensing system, so that the machine or equipment can be fully reproduced by suitable technique, allowing full characterization of the functionality of the claimed object.

[022] A partir das figuras elaboradas que expressam a melhor forma ou forma preferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a parte descritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, onde a mesma esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representação adotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.From the elaborated figures that express the best way or preferential way to realize the product idealized now, the descriptive part of the report is based, through a detailed and consecutive numbering, where it clarifies aspects that may be implied by the representation adopted, so as to clearly determine the intended protection.

[023] Estas figuras são meramente ilustrativas, podendo apresentar variações, desde que não fujam do inicialmente pleiteado.[023] These figures are for illustrative purposes only and may vary as long as they do not depart from the original claim.

[024] Neste caso se tem que: Γ025Ί - A figura 1 mostra um esquema revelando o sistema de sensoriamento como um todo;[024] In this case one has to: Γ025Ί - Figure 1 shows a scheme revealing the sensing system as a whole;

[026] - a figura 2 mostra uma vista isomérico do bico para pulverização com iluminação noturna;[026] Figure 2 shows an isometric view of the nozzle for night-light spraying;

[027] - a figura 3 mostra um corte no bico; Γ028Ί - a figura 4 mostra vistas isométricas no sensor de fluxo e; Γ029Ί - a figura 5 mostra um detalhe em corte do sensor de fluxo.[027] - Figure 3 shows a section in the nozzle; Ί028Ί - Figure 4 shows isometric views on the flow sensor and; Γ029Ί - Figure 5 shows a sectional detail of the flow sensor.

[030] Os bicos de pulverização são dispositivos colocados na saída dos pulverizadores, que fragmentam o líquido de pulverização em um spray de pequenas gotas de 150 micra, distribuindo-as uniformemente na faixa desejada.[030] Spray nozzles are devices placed at the outlet of the nozzles, which fragment the spray liquid into a 150 micron small drop spray, distributing them evenly over the desired range.

[031] A solução proposta nesta invenção é o desenvolvimento de um equipamento embarcado capaz de monitorar cada um desses bicos do pulverizador, com o auxílio de sensores capazes de detectar o spray formado pelos bicos por meio de um console central instalado próximo ao operador do implemento.[031] The solution proposed in this invention is the development of an onboard equipment capable of monitoring each of these spray nozzles, with the aid of sensors capable of detecting the spray formed by the nozzles by means of a central console installed near the implement operator. .

[032] O sistema de sensoriamento para bicos de pulverização com iluminação noturna contém um console central, o qual está instalado na cabine do pulverizador ou no trator, tendo tal console a responsabilidade de informar o operador do pulverizador, durante a aplicação dos defensivos agrícolas, através dos sensores de gota spray as falhas que ocorrer nos bicos de pulverização, por estes estarem fora do padrão.[032] The nightly illuminated spray nozzle sensing system contains a center console which is installed in the spray booth or tractor, which has the responsibility of informing the sprayer operator when applying pesticides, The spray nozzles can be used to detect the faults that occur in the spray nozzles as they are non-standard.

[033] Ocorrendo a falha em um dos bicos, é emitido um sinal sonoro ao operador, bem como, aparece no console central esta irregularidade. O alerta de falhas ao operador se dá por emissão de sinal sonoro e visual.[033] If one of the nozzles fails, the operator beeps and this error appears on the center console. The operator is alerted to faults by audible and visual signals.

[034] Ao ser informado da anomalia, o operador deve interromper temporariamente o processo de pulverização e sanar o problema no bico com anormalidade, agilizando o processo de manutenção e diminuindo as falhas e/ou o retrabalho em áreas não pulverizadas.[034] Upon being informed of the malfunction, the operator should temporarily interrupt the spraying process and remedy the nozzle problem abnormally, streamlining the maintenance process and reducing failures and / or rework in non-sprayed areas.

[035] O equipamento conta também com um sistema de iluminação independente para cada bico, com isso a pulverização noturna passa a contar com um recurso a mais, pois o sistema pode iluminar individualmente cada um dos bicos, permitindo, além do monitoramento automatizado, o acompanhamento visual dos mesmos pelo operador do implemento.[035] The equipment also has an independent lighting system for each nozzle, so that night spraying has an additional feature, as the system can individually illuminate each nozzle, allowing, in addition to automated monitoring, the visual monitoring of them by the implement operator.

[036] Alguns problemas em bicos pulverizadores são fáceis de serem detectados. Por exemplo, problemas de controle de qualidade e maior tempo de manutenção se tornam aparentes rapidamente. Mas há vários outros sintomas menos aparentes indicando que os bicos não estão com um desempenho ideal. De acordo com o documento “TM410-BR - Otimizando seu Sistema de Pulverização” da empresa Spray System Co. as razões pelas quais bicos pulverizadores não funcionam corretamente são: [037] - Entupimento: Partículas sólidas indesejáveis podem bloquear o interior do orifício. O fluxo é restrito e a uniformidade do padrão é atrapalhada.[036] Some problems with spray nozzles are easy to detect. For example, quality control issues and longer maintenance time become apparent quickly. But there are several other less apparent symptoms indicating that the nozzles are not performing optimally. According to Spray System Co.'s “TM410-BR - Optimizing Your Spray System” document the reasons why spray nozzles do not work properly are: [037] - Clogging: Unwanted solid particles can block the inside of the hole. Flow is restricted and pattern uniformity is disrupted.

[038] - Montagem incorreta: Alguns bicos exigem remontagem cuidadosa após a limpeza, como gaxetas, anéis de vedação e difusores internos propriamente alinhados. O posicionamento incorreto pode resultar em vazamento e desempenho ineficaz do jato. O aperto excessivo das tampas do bico nos corpos pode fazer com que as roscas espanem.[038] - Incorrect Mounting: Some nozzles require careful reassembly after cleaning, such as gaskets, gaskets, and properly aligned internal diffusers. Improper positioning can result in leakage and ineffective jet performance. Over tightening the nozzle caps on the bodies may cause the threads to dust.

[039] Uma forma preferencial de realização do sistema proposto emprega um console central (1) posicionado na cabine do trator ou pulverizador, sendo que a este console chega o cabo de alimentação (2) proveniente da bateria (3) e o cabo CPC (4) que é proveniente da lança do pulverizador, onde estão conectados os sensores de fluxo (5) e os LED (6) do sistema de iluminação noturna, para cada um dos múltiplos bicos (7) existentes na referida lança do pulverizador.[039] A preferred embodiment of the proposed system employs a center console (1) positioned in the tractor or sprayer cab, with this console reaching the power cable (2) from the battery (3) and the CPC cable ( 4) which comes from the spray lance, where the flow sensors (5) and LEDs (6) of the night illumination system are connected to each of the multiple nozzles (7) on said spray lance.

[040] A invenção permite conexão de diversos sensores (8, 9...n) ao sistema, interligando-os por meio de cabos (10), montando uma sequência de sensores para cada um dos bicos (7) de pulverização que existem em uma barra. Isto permite que se possa instalar o sistema proposto em um pulverizador agrícola desprovido de sistemas de iluminação e controle.[040] The invention allows connection of several sensors (8, 9 ... n) to the system by interconnecting them by means of cables (10), assembling a sequence of sensors for each of the existing spray nozzles (7) in a bar. This allows the proposed system to be installed in an agricultural sprayer without lighting and control systems.

[041] Cada um dos bicos (7) contém um sensor de fluxo (5), de onde se acopla por meio de um suporte (11) ao apoio lateral (12) o dispositivo LED de iluminação (6). REIVINDICAÇÕES:Each of the nozzles (7) contains a flow sensor (5), which is coupled by means of a support (11) to the lateral support (12) with the LED lighting device (6). CLAIMS:

Claims

1- SENSING SYSTEM FOR NIGHT LIGHTING SPRAY NOZZLES, characterized by employing a center console (1) positioned in the tractor or sprayer cab, with this console reaching the power cable (2) from the battery (3) and the CPC cable (4) that comes from the spray boom, to which the flow sensors (5) and LEDs (6) of the night illumination system are connected, to each of the multiple nozzles (7) on said boom of the sprayer. spray.

SENSING SYSTEM FOR NIGHTLIGHT SPRAY NOZZLES, according to claim 1 and characterized in that it allows the connection of several sensors (8, 9 ... n) to the system, interconnecting them by means of cables (10), mounting a sequence of sensors for each of the spray nozzles (7) that exist in a bar.