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Koordinierendes Institut

Entwicklung eines Sensors für Stoßbeschleunigung

Fruchtimplantat - 

ein unter Federführung des ATB entwickelter implantierbarer 3-dimensional messender Beschleunigungssensor

 

Welches Ziel wird verfolgt?

  • Produktspezifische Bestimmung der mechanischen Belastung von Früchten in der Ernte und Nachernte 
  • Vergleichende Untersuchung an technischen Vorrichtungen zur Manipulation (Ernte, Transport, Sortierung, Verpackung) empfindlicher Agrarprodukte 
  • Bestimmung der Belastungsschwellen bei verschiedenen Produktarten 
  • Einschätzung des Beschädigungsrisikos für eine Produktpartie bei Einsatz vorgegebener Produktionsverfahren 

Wozu Beschleunigung messen?

  • Frisches Obst, Gemüse und Kartoffeln sind besonders empfindlich. 
  • Mechanische Belastungen, insbesondere Stoßbelastungen, durch die Verfahrenstechnik sind häufig ein Problem, sie verursachen sowohl äußere als auch nicht sichtbare innere Beschädigungen am Produkt. 
  • Beschädigungen führen zu Verderb und erhöhten Verlusten. 

Stand der Technik

  • Elektronische Früchte, die sich deutlich von den realen Produkten unterscheiden, messen stellvertretend für Früchte die potentiellen Belastungen.
  • Wegen unterschiedlicher geometrischer und mechanischer Eigenschaften der elektronischen Früchte ist die Übertragbarkeit der Messergebnisse auf das Beschädigungsverhalten realer Früchte oft mangelhaft. 
bekannte elektronische Früchte

Ein neuer Sensor!

  • implantierbar klein, damit wird die Frucht selbst zum Gehäuse und das Messgerät verhält sich sehr ähnlich einer Frucht 
  • geringe Abmessungen (ca. 7 cm3, 15 g) 
  • fruchtsäurebeständig durch Verguss in Kunstharz 
  • ca. 3000 mal je Sekunde werden 3 Kanäle gemessen 
  • Daten werden per Funk zum PC übertragen (Funktionsmuster Datensender) bzw. im Flashspeicher gespeichert und später ausgelesen (Seriengerät Datenlogger) 
  • Stromversorgung durch integrierten Akku 
  • durch 3-dimensionale Aufzeichnung Information über Richtung der Krafteinwirkung

3 Dimensionen

  • Aufzeichnung der Beschleunigung in 3 Raumrichtungen 
  • Beobachtung von Clusterung durch Auswertung der Wirkrichtung 
  • Visualisierung der Wirkungsrichtung durch Projektion der Belastungsdaten auf eine virtuelle Fruchtoberfläche 
  • genauere Information über lokales Beschädigungsrisiko 
  • bessere Berücksichtigung individueller Fruchtgeometrie 

Einsatzmöglichkeiten eines in Serie gefertigten Fruchtimplantats

Ziel der Sensorentwicklung: Schaffung eines serientaugliches Messsystems für folgende Einsatzmöglichkeiten:

- Forschung und Entwicklung

  • Bestimmung von Schwellenwerten für das Beschädigungsrisiko bei frischem Obst und Gemüse 
  • Vergleich verschiedener technischer Einrichtungen bezüglich ihrer Belastungswirkung auf Frischprodukte (Technikbewertung) 
  • Auswahl verschiedener Materialien und Betriebsparameter von Maschinen nach ihrer Produkt schonenden Wirkung 

- Beratungswesen

  • messtechnische Unterstützung und Dokumentation zur Produkt schonenden Maschineneinstellung 
  • Aufdecken von Ursachen für Produktschädigung in technischen Anlagen 
  • objektiver Vergleich technischer Einrichtungen 
  • Unterstützung der Dokumentation qualitätssichernder Maßnahmen (Zertifizierung) 

- Ernte- und Nacherntetechnologie (z.B. Sortiermaschinen)

  • Dokumentation des Ist-Zustands der Produktbelastung durch eine Maschine z.B. beim Verkauf (als Urzustand) oder im Servicefall (Vergleich mit Urzustand) 
  • Dokumentation der Parameter einer Maschine im Sinne der (Qualitäts-)Zertifizierung 
  • Aufdecken von Belastungsquellen innerhalb einer Maschine 
  • Optimieren einer Maschine für Produkt schonende Betriebsweise 
 

Termine

3. März 2020: Die Wege zu wirtschaftlichem Erfolg in ländlichen Gebieten erforschen und mit anderen teilen

ATB-Kolloquium: Vorgestellt wird das EU-Projekt RUBIZMO. Das Projekt...

4. März 2020: Soup & Science: Wenn der Apfel mit den Gärtner*innen spricht…

In der Reihe Lunchtalk Soup & Science von Technologiestiftung Berlin und rbb...

17. März 2020: GO-GRASS: Neue Nutzungskonzepte für eine vergessene Ressource

ATB-Kolloquium: Vorgestellt wird das vom ATB koordinierte EU-Projekt GO-GRASS...

Presseinfo

Neuer Methanrechner zur Optimierung von Biogasanlagen jetzt online verfügbar

5. Feb. 2020: Im Projekt Opti-Methan (Förderung: BMEL/FNR) hat das...

Forschungszusammenarbeit im Bereich Data Science gestärkt

12. Nov. 2019: ATB-Wissenschaftler Niels Landwehr wurde gestern im Rahmen des...

ATB 2016

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