Landwirtschaftliche Fläche

Landwirtschaftliche Anwendung

NTC-Thermistoren haben sich aufgrund ihrer Eigenschaften wie hoher Messgenauigkeit, schneller Reaktionszeit, geringer Größe, niedriger Kosten und eines für landwirtschaftliche Anwendungen geeigneten Temperaturbereichs zu zentralen Sensoren für die Temperaturüberwachung und -regelung in der Agrarproduktion entwickelt. Sie finden breite Anwendung in der gesamten Wertschöpfungskette, von Anbau und Tierhaltung über Lagerung und Transport landwirtschaftlicher Produkte bis hin zur Automatisierung landwirtschaftlicher Anlagen. Diese Thermistoren erfassen präzise Temperaturänderungen in der Umgebung, in Materialien und in Organismen und liefern so Daten für ein optimiertes und intelligentes Management der Landwirtschaft.

Präzise Regulierung der Umgebungstemperatur im Anbau in geschützten landwirtschaftlichen Betrieben

Der geschützte Anbau (Gewächshäuser, Kunststoffschuppen, Anzuchtstationen, Hydrokultur-/Substratkultursysteme) ist das am weitesten verbreitete Anwendungsgebiet für NTC-Thermistoren, die hauptsächlich zur Regelung im geschlossenen Regelkreis und zur Echtzeit-Temperaturüberwachung des Mikroklimas und der Kulturmedien eingesetzt werden.

Überwachung der Innenraumtemperatur in Schuppen

Miniatur-NTC-Thermistoren werden in verschiedenen Bereichen von Gewächshäusern (Anzuchtbeete, Pflanzbereiche, Lüftungsöffnungen) installiert, um die Lufttemperatur in Echtzeit zu erfassen. In Verbindung mit Thermostaten steuern sie Rollläden, Lufterhitzer, Feuchtvorhangventilatoren und weitere Geräte: Bei zu niedriger Temperatur wird die Heizung automatisch aktiviert, bei zu hoher Temperatur die Belüftung/Kühlung, um Frostschäden und Hitzestress an den Pflanzen zu vermeiden. NTC-Thermistoren für den Normaltemperaturbereich (-40 °C bis 125 °C) mit einer Genauigkeit von ±0,5 °C erfüllen diese Anforderungen.

Temperaturüberwachung von Anzucht-/Kulturmedien

Wasserdicht verpackte NTC-Thermistoren werden in Erde, Substrat oder Nährlösung für Hydrokulturen vergraben, um die Temperatur im Wurzelbereich zu überwachen. Beispielsweise muss die Temperatur im Wurzelbereich für die Anzucht von Gemüsepflanzen zwischen 20 und 25 °C liegen, da niedrige Temperaturen das Wurzelwachstum hemmen. Die NTC-Daten steuern das Ein- und Ausschalten der Heizbänder und sichern so die Überlebensrate der Sämlinge. Die wasserdichte Verpackung (Epoxidharz-/Edelstahlgehäuse) der NTC-Thermistoren verhindert Korrosion im Substrat und das Eindringen von Wasser.

Temperaturkontrolle während der Blüte- und Fruchtzeit

In Gewächshäusern für Obstbäume und Blumen beeinflusst die Temperatur während der Blütezeit direkt die Bestäubung und den Fruchtansatz. Die präzise Temperaturüberwachung mittels NTC-Thermistoren ermöglicht eine fein abgestimmte Temperaturregelung (z. B. sollte die Temperatur in Kirschgewächshäusern während der Blütezeit zwischen 15 und 18 °C liegen), wodurch Blüten- und Fruchtfall aufgrund großer Temperaturschwankungen vermieden und die Fruchtansatzrate verbessert wird.

Sicherstellung der Überlebens- und Wachstumstemperatur von Zuchttieren in der Tierhaltung und Aquakultur

Die zentrale Anforderung im Bereich der Tierzucht ist die präzise Temperaturüberwachung von Wasser/Innenraum und Körpertemperatur der Tiere. NTC-Thermistoren eignen sich für die hohe Luftfeuchtigkeit, die staubige und korrosive Umgebung in Zuchtbetrieben und lassen sich dank ihrer geringen Größe einfach installieren, wodurch sie auch für die Großzucht geeignet sind.

Umgebungstemperaturkontrolle in Viehställen

Nutztiere unterschiedlicher Wachstumsstadien haben in Schweineställen, Hühnerställen und Entenställen unterschiedliche Temperaturansprüche (z. B. werden 32–35 °C für Ferkel-Isolierboxen und 20–24 °C für Mastschweine benötigt): NTC-Thermistoren sind in den Isolierboxen und in verschiedenen Höhen in den Ställen angeordnet und mit Isolierlampen, Fußbodenheizung, Heißluftöfen und Lüftungsanlagen verbunden, um eine automatische Temperaturregelung zu realisieren; gleichzeitig wird der Temperaturunterschied in den Ställen überwacht, um durch ungleichmäßige lokale Temperatur verursachte Tierkrankheiten zu vermeiden.

Überwachung der Körpertemperatur von Nutztieren

Miniaturisierte NTC-Thermistoren in medizinischer Qualität werden zur Herstellung von veterinärmedizinischen Temperatursonden verwendet, um die Rektal-/Ohrtemperatur von Schweinen, Rindern, Schafen und anderen Nutztieren schnell zu messen und so herkömmliche Quecksilberthermometer zu ersetzen. Mit einer Ansprechzeit von unter einer Sekunde und einer Genauigkeit von ±0,1 °C können sie fiebernde Tiere (z. B. mit erhöhter Körpertemperatur im Frühstadium der Afrikanischen Schweinepest und der Vogelgrippe) schnell identifizieren und so eine frühzeitige Erkennung und Prävention von Tierkrankheiten ermöglichen. Sie eignen sich daher für Schnelltests in großen landwirtschaftlichen Betrieben.

Wassertemperaturkontrolle in der Aquakultur

In der Süßwasseraquakultur (Fische, Garnelen, Weichschildkröten) und der Aufzucht von Meereslebewesen beeinflusst die Wassertemperatur direkt den Stoffwechsel, die Nahrungsaufnahme und die Überlebensrate der Zuchttiere (z. B. sind 28–30 °C für die Zucht von Penaeus vannamei und 22–25 °C für die Aufzucht von Koi-Brut erforderlich): Hochwertige, wasserdichte NTC-Thermistoren (IP68) werden in verschiedene Wasserschichten von Aquakulturteichen und Brutbecken eingetaucht, um die Wassertemperatur in Echtzeit zu überwachen. Diese sind mit Heizstäben, Wasserkühlern und Wasseraustauschsystemen verbunden, um plötzliche Temperaturanstiege und -abfälle zu vermeiden. Gleichzeitig wird die Temperatur der Abwasserbehandlungsteiche der Aquakultur überwacht, um die Aktivität von Mikroorganismen wie nitrifizierenden Bakterien sicherzustellen (20–30 °C sind für die mikrobielle Denitrifikation erforderlich).

Temperaturkontrolle über den gesamten Prozess hinweg bei der Lagerung und dem Transport landwirtschaftlicher Produkte zur Reduzierung von Verderb

Landwirtschaftliche Produkte (Obst und Gemüse, Fleisch, Meeresfrüchte, Frischmilch, Saatgut) reagieren empfindlich auf Temperaturschwankungen während der Lagerung und des Transports in der Kühlkette. Zu hohe Temperaturen führen zu Verderb, Keimung und Qualitätsminderung. NTC-Thermistoren sind die zentrale Komponente des Temperaturmesssystems zur Überwachung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit entlang der gesamten Kühlkette und gewährleisten die Rückverfolgbarkeit der Temperatur vom Produktionsort über die Lagerung und den Transport bis zum Terminal.

1. Temperaturregelung im Lager

In Frischhaltelagern für Obst und Gemüse (0–5 °C), Gefrierschränken für Fleisch (unter -18 °C) und Saatgutlagern (niedrige Temperatur und trocken) werden NTC-Thermistoren in verschiedenen Bereichen und zwischen den Regalen installiert, um die Lagertemperatur in Echtzeit zu überwachen. Diese sind mit den Kühlanlagen verbunden: Überschreitet die Lagertemperatur den Sollwert, löst der Thermostat automatisch einen Alarm aus, schaltet die Kühlung ein und übermittelt die Daten gleichzeitig an die Managementplattform. Die präzise Temperaturregelung im Saatgutlager verlängert die Keimfähigkeit und verhindert die Keimung. Für die Temperaturmessung in Gefrierschränken werden NTC-Thermistoren für niedrige Temperaturen (-55 °C bis 85 °C) eingesetzt.

2. Temperaturmessung beim Transport in der Kühlkette

Miniaturisierte, energiesparende NTC-Thermistoren werden in Kühlfahrzeugen, Kühlcontainern und Isolierboxen installiert und bilden zusammen mit IoT-Modulen tragbare Temperaturmessgeräte, um Temperaturdaten während des Transports in Echtzeit zu erfassen. Die Daten können in Echtzeit hochgeladen oder lokal gespeichert werden, um die Rückverfolgbarkeit der Kühlkette zu gewährleisten. Überschreitet die Temperatur während des Transports den Standard, alarmiert das Gerät automatisch die Fahrer/Manager, damit diese rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen und den Verderb von Agrarprodukten minimieren können.

3. Temperaturmessung bei der Vorbehandlung landwirtschaftlicher Produkte

Bei der Vorkühlung von Obst und Gemüse, dem Auftauen von Fleisch und der Kühlung von Frischmilch werden NTC-Thermistoren eingesetzt, um die Materialtemperatur zu überwachen und den Vorbehandlungsprozess präzise zu steuern: Frischmilch muss beispielsweise innerhalb von zwei Stunden nach dem Melken auf unter 4 °C gekühlt werden. NTC-Thermistoren überwachen die Milchtemperatur und sind mit den Kühlgeräten verbunden, um die Vermehrung von Mikroorganismen in der Milch zu verhindern und die Qualität der Milchprodukte zu sichern.

Temperaturmessung, Schutz und Prozesstemperaturregelung in Landmaschinen/zugehörigen Geräten

Verschiedene Landmaschinen und zugehörige Anlagen (Trocknungsanlagen, Bewässerungsanlagen, Futtermittelverarbeitungsanlagen) in der landwirtschaftlichen Produktion erfordern einen Anlagenschutz und eine präzise Prozesssteuerung durch Temperaturüberwachung. NTC-Thermistoren können aufgrund ihrer schnellen Reaktionszeit anormale Temperaturen an Anlagen oder Materialien rechtzeitig erfassen.

Trocknungssysteme

1. Temperaturmessung von Getreidetrocknungsanlagen

Zu hohe Temperaturen beim Trocknen von Weizen, Reis, Mais und anderen Getreidesorten führen zu Verkohlung und Qualitätsminderung, während zu niedrige Temperaturen unvollständige Trocknung und Schimmelbildung begünstigen. Um die Getreide- und Heißlufttemperatur in Echtzeit zu überwachen, sind am Einlauf, Auslass und Heißluftkanal des Trockenturms NTC-Thermistoren angebracht. Diese sind mit dem Temperaturregelungssystem verbunden, um Heißlufttemperatur und Trocknungsgeschwindigkeit anzupassen und so eine präzise Getreidetrocknung zu gewährleisten. Dadurch wird sichergestellt, dass der Feuchtigkeitsgehalt des getrockneten Getreides den Vorgaben entspricht. Für den Einsatz im mittleren und hohen Temperaturbereich der Heißluft werden NTC-Thermistoren für mittlere Temperaturen (-40 °C bis 200 °C) benötigt.

Antrieb & Steuerung

2. Temperaturmessung des Motors/elektronischen Steuerungssystems von Landmaschinen

Die Motoren und elektronischen Steuermodule von Landmaschinen wie Traktoren, Mähdreschern und Pflanzenschutzdrohnen erzeugen im Betrieb Wärme. Überhitzung kann zum Durchbrennen von Bauteilen und zum Ausfall der Geräte führen. Miniatur-NTC-Thermistoren sind an den Motorwicklungen und den Kernkomponenten der elektronischen Steuerplatine angebracht, um die Temperatur in Echtzeit zu überwachen. Überschreitet die Temperatur den zulässigen Grenzwert, gibt das Gerät automatisch einen Alarm aus und reduziert die Last bzw. schaltet sich ab. Dies schützt die Landmaschinen vor Überhitzung und verlängert ihre Lebensdauer.

Verarbeitung & Fermentation

3. Temperaturmessung von Futtermittelverarbeitungs-/Fermentationsanlagen

Bei der Futtergranulierung und -fermentation beeinflusst die Temperatur die Nährstoffzusammensetzung und den Fermentationserfolg: So muss beispielsweise die Futterfermentation bei 30–35 °C (geeignet für die mikrobielle Fermentation) geregelt werden. NTC-Thermistoren überwachen die Temperatur im Fermentationsbehälter und sind mit Heiz-/Kühlgeräten verbunden, um eine ausreichende Fermentation zu gewährleisten. Während der Futtergranulierung wird die Temperatur der Granulierdüse überwacht, um eine übermäßige Verkleisterung des Futters durch zu hohe Temperaturen zu verhindern und die Futterqualität zu verbessern.

Hauptvorteile von NTC-Thermistoren in landwirtschaftlichen Anwendungen

Im Vergleich zu anderen Temperaturmesskomponenten wie Thermoelementen und Platinwiderständen (PT100) sind die Hauptgründe, warum NTC-Thermistoren besser für landwirtschaftliche Anwendungen geeignet sind, folgende:

1. Kostengünstige, groß angelegte Anordnung

Die landwirtschaftlichen Produktionsanlagen sind weit verstreut und erfordern Temperaturmessungen an mehreren Punkten. Der Stückpreis von NTC-Thermistoren ist deutlich niedriger als der von Platinwiderständen, wodurch die Kosten für eine großflächige Überwachung gesenkt werden.

2. Kleine Größe, leicht zu arrangieren

Miniatur-NTC-Thermistoren können in Erde, Wasser und anderen Materialien vergraben und auch in beengten Räumen von Geräten angebracht werden, wodurch sie sich an die komplexen Temperaturmessbedingungen in der Landwirtschaft anpassen.

3. Schnelle Reaktionsgeschwindigkeit

Es kann Temperaturänderungen schnell erfassen und sich zeitnah mit Temperaturregelungseinrichtungen verbinden, um Verluste durch zu hohe Temperaturen zu vermeiden.

4. Geringer Stromverbrauch

Geeignet für batteriebetriebene, tragbare Temperaturmessgeräte im Agrar-IoT, verlängert die Batterielebensdauer der Geräte.

5. Hohe Anpassungsfähigkeit

Anpassbare, wasserdichte, korrosionsbeständige und explosionsgeschützte Verpackungen, die den hohen Anforderungen der Landwirtschaft an Luftfeuchtigkeit, Staub und korrosive Umgebungsbedingungen gerecht werden.

Anwendungshinweise

1. Verpackungsschutz

In der Landwirtschaft herrschen meist hohe Luftfeuchtigkeit und der Kontakt mit verschiedenen Medien (Boden, Wasser, Futter). NTC-Thermistoren benötigen daher ein Gehäuse aus Epoxidharz und Edelstahl sowie eine wasserdichte Silikonverpackung mit mindestens Schutzart IP67, um Messausfälle durch eindringendes Wasser und Korrosion zu verhindern.

2. Genauigkeitsübereinstimmung

Unterschiedliche Anwendungsfälle erfordern unterschiedliche Genauigkeitsanforderungen. Für die Körpertemperaturmessung (z. B. bei Nutztieren) ist eine Genauigkeit von ±0,1 °C erforderlich, für die Umgebungstemperaturmessung (z. B. in Gewächshäusern oder Ställen) hingegen ist ±0,5 °C ausreichend. Eine übermäßig hohe Genauigkeit ist nicht notwendig, um Kosten zu sparen.

3. Verdrahtung und Kalibrierung

Achten Sie bei der Mehrpunkt-Temperaturmessung auf den Schutz der Verkabelung (Schutz vor Rattenbissen, Schutz vor mechanischem Zug) und kalibrieren Sie die NTC-Thermistoren regelmäßig, um die Genauigkeit der Temperaturmessdaten zu gewährleisten.

4. Auswahl des Temperaturwiderstands

Um Bauteilschäden durch Überhitzung zu vermeiden, wählen Sie NTC-Thermistoren für normale, niedrige und mittlere Temperaturen entsprechend dem Temperaturbereich des jeweiligen Szenarios.