DE102009058549A1

DE102009058549A1 - Detection device for a belt conveyor and method for detecting electrically conductive foreign bodies in the conveyed a belt conveyor

Info

Publication number: DE102009058549A1
Application number: DE200910058549
Authority: DE
Inventors: Ulrich 48231 Binder; Uwe 59320 Böcker
Original assignee: ThyssenKrupp Foerdertechnik GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-06-22
Also published as: WO2011082728A1; EP2513676A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Detektionseinrichtung (1) für eine Bandfördereinrichtung (2) mit metallische Bestandteile aufweisendem Aufbau und ein Verfahren zur Erkennung eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) in einem Fördergutstrom (F) einer derartigen Bandfördereinrichtung. Die Detektionseinrichtung umfasst mit Vorteil eine Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung eines auf den Fördergutstrom (F) wirkenden Primärmagnetfeldes (M1), eine elektrische Spule (4) und eine Auswerteeinrichtung (6) zur Erfassung und Auswertung eines durch den elektrisch leitfähigen Fremdkörper (K) aufgrund des Primärmagnetfeldes (M1) erzeugten Sekundärmagnetfeldes (M2). Die Erkennung des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) im Fördergutstrom erfolgt in Abhängigkeit von einem Vergleich eines die metallische Umgebung der Bandfördereinrichtung (2) im Hinblick auf die Störeinflüsse auf ein elektromagnetisches Feld wiedergebenden Referenzsignals (SRef) oder einem die metallische Umgebung erfassenden Messsignal einer zweiten Empfangsspule (40) mit einem durch die elektrische Spule (4) der Erfassungseinrichtung ermittelten Messsignal (SMess).The invention relates to a detection device (1) for a belt conveyor device (2) with a structure comprising metallic components and a method for detecting an electrically conductive foreign body (K) in a conveyed material flow (F) of such a belt conveyor device. The detection device advantageously comprises a pulse induction device for generating a primary magnetic field (M1) acting on the conveyed material flow (F), an electric coil (4) and an evaluation device (6) for detecting and evaluating a foreign body (K) due to the primary magnetic field due to the electrically conductive foreign body (M1) generated secondary magnetic field (M2). The detection of the electrically conductive foreign body (K) in the conveyed material flow takes place as a function of a comparison of a reference signal (SRef) reflecting the metallic environment of the belt conveyor device (2) with regard to the interference influences on an electromagnetic field or a measurement signal of a second receiving coil that detects the metallic environment (40) with a measurement signal (SMess) determined by the electrical coil (4) of the detection device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektionseinrichtung sowie ein Verfahren zur Detektion eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers in einem Fördergutstrom einer Bandfördereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs.The present invention relates to a detection device and a method for detecting an electrically conductive foreign body in a Fördergutstrom a belt conveyor according to the preamble of the respective independent claim.

Bandfördereinrichtungen mit plattenbandartigen Förderbändern (Plattenbändern) aus Metall oder mit mit Stahlseilen verstärkten Förderbändern werden in einem großen Umfang zum Transport von mineralischen Rohstoffen und Produkten eingesetzt. Dabei kommt es immer wieder vor, dass sich im Fördergutstrom metallische bzw. elektrisch leitfähige Fremdkörper wie Baggerzähne, Moniereisen, Munition oder Sprengkörper oder dergleichen befinden, welche geeignet sind, nachfolgende Verarbeitungsstationen, wie z. B. Brechereinrichtungen zum Zerkleinern des Fördergutes, zu beschädigen oder zu zerstören. Neben der unmittelbaren Beschädigung der Verarbeitungseinrichtung ist der damit einhergehende Produktionsausfall durch Anlagenstillstand bis zur Schadensbehebung ein weiteres erhebliches Problem für den Betreiber einer derartigen Anlage. Zwar sind seit längerer Zeit vielfältige, vorwiegend magnetische Methoden zum Nachweis von Metallteilen bzw. von elektrisch leitfähigen Fördergutfremdkörpern in einem Fördergutstrom bekannt und als sog. Metalldetektoren im Einsatz. Allen eingesetzten Detektionseinrichtungen ist aber gemeinsam, dass sie eine sehr stark reduzierte Nachweisempfindlichkeit haben, wenn das Förderorgan selbst metallisch ausgebildet ist und/oder sich große Metallmassen in unmittelbarer Nähe des Detektors befinden. Klassische Detektionseinrichtungen werden deshalb bislang an Plattenbändern bzw. an Bandfördereinrichtungen mit entsprechend hohem metallischem Aufbauanteil nicht eingesetzt. An stahlseilverstärkten Förderbändern oder allgemein an Förderbändern bei denen sich große eventuell bewegliche Metallmassen in der Nähe des Detektors befinden, muss zur Vermeidung von Fehlalarmen in der Regel die Nachweisempfindlichkeit soweit zurückgenommen werden, dass kein sinnvoller Betrieb der Detektionseinrichtung mehr möglich ist. Fehlalarme auf Grund höherer Nachweisempfindlichkeit stellen insbesondere dann ein Problem dar, wenn sie häufiger als begründete Alarme auftreten, da jeder Alarm zunächst einen Anlagenstillstand und damit einen Produktionsausfall nach sich zieht.Belt conveyors with slab-like conveyor belts (slabs) made of metal or with steel ropes reinforced conveyor belts are widely used for transporting mineral raw materials and products. It often happens that in the Fördergutstrom metallic or electrically conductive foreign bodies such as excavator teeth, Moniereisen, ammunition or explosives or the like, which are suitable subsequent processing stations, such. B. crushers for crushing the material to be damaged, damaged or destroyed. In addition to the immediate damage to the processing device, the associated loss of production due to plant downtime until the damage has been remedied is another considerable problem for the operator of such a plant. Although for a long time diverse, mainly magnetic methods for the detection of metal parts or electrically conductive Fördergutfremdkörpern in a Fördergutstrom known and as so-called. Metal detectors in use. However, all detection devices used have in common that they have a very greatly reduced detection sensitivity when the conveyor organ itself is formed metallic and / or large metal masses are in the immediate vicinity of the detector. Conventional detection devices are therefore far not used on plate bands or on belt conveyors with a correspondingly high metallic structure share. At steel cable-reinforced conveyor belts or generally on conveyor belts where large, possibly movable metal masses are in the vicinity of the detector, the detection sensitivity must be taken back so far to avoid false alarms that no meaningful operation of the detection device is more possible. False alarms due to higher detection sensitivity are particularly a problem when they occur more frequently than well-founded alarms, since each alarm initially causes a system downtime and thus a loss of production.

Zur Beseitigung von elektromagnetischen Störeinflüssen wird daher die Detektionseinrichtung entweder in weitgehend metallfreien Bereichen der Bandfördereinrichtung angeordnet oder mit entsprechenden Abschirmeinrichtungen aufwendig gegen die Störfeldumgebung abgeschirmt.To eliminate electromagnetic interference, therefore, the detection device is either arranged in substantially metal-free areas of the belt conveyor or shielded with appropriate shielding consuming against the Störfeldumgebung.

So ist aus der DE 196 10 003 C1 eine Metalldetektionsvorrichtung mit mindestens einem Metalldetektor mit Richtungswirkung für die Untersuchung von Biomülltonnen bekannt. Die Metalldetektionsvorrichtung arbeitet gemäß dem sogenannten Pulsinduktionsverfahren, wobei über eine Senderspule Induktionsimpulse gezielt in Richtung Biotonne abgestrahlt und über zwei in gleicher Ebene mit der Senderspule angeordnete Empfängerspulen ein durch die in der Biotonne ggf. vorhandenen Metallteile beeinflusstes Empfangssignal empfangen wird. Zur Vermeidung von unnötigen – insbesondere durch die metallische Umgebung der zu entleerenden und auf Metallteile zu untersuchenden Biotonne verursachten – Fehlalarme ist ein dickwandiger und einseitig offener Metallkasten zur Aufnahme der Metalldetektionsvorrichtung vorgesehen.So is out of the DE 196 10 003 C1 a metal detection device with at least one metal detector with directional effect for the investigation of biowaste bins known. The metal detection device operates in accordance with the so-called pulse induction method, whereby induction pulses are selectively emitted in the direction of the biotube via two transmitter coils arranged in the same plane with the transmitter coil and a received signal influenced by the metal parts possibly present in the biobin is received. To avoid unnecessary - caused by the metallic environment to be emptied and on metal parts to be examined bio bin - false alarms a thick-walled and one-sided open metal box for receiving the metal detection device is provided.

Ferner ist aus der DE 20 2004 011 073 U1 eine Metalldetektionsvorrichtung zur Detektion von Metallteilen aus einem Fördergutstrom dielektrischer Stoffe bekannt, wobei der Fördergutstrom zwischen einer Sendespule und zwei Empfangsspulen geführt ist und die Empfangsspulen in einem elektromagnetischen Wechselfeld der Sendespule, die mit vorgebbarer Frequenz beaufschlagt ist, angeordnet sind. Zur Beseitigung elektromagnetischer Störungen ist ein geschlossenes Gehäuse vorgesehen, welches über die gesamte Breite des Bandförderers übersteht und eine Abschirmung der elektromagnetischen Felder bewirkt. An der Unterseite des Gehäuses ist dieses mit einem metallischen Deckel geschlossen, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass er einen Austritt elektromagnetischer Wechselfelder der Sende- und/oder Empfangsspulen nach außen verhindert.Furthermore, from the DE 20 2004 011 073 U1 a metal detection device for the detection of metal parts from a Fördergutstrom dielectric materials known, wherein the Fördergutstrom is guided between a transmitting coil and two receiving coils and the receiving coils in an electromagnetic alternating field of the transmitting coil, which is acted upon by a predetermined frequency, are arranged. To eliminate electromagnetic interference, a closed housing is provided which projects over the entire width of the belt conveyor and causes a shielding of the electromagnetic fields. At the bottom of the housing this is closed with a metallic lid, wherein the lid is designed so that it prevents leakage of electromagnetic alternating fields of the transmitting and / or receiving coils to the outside.

Aus der DE 36 15 020 A1 sind ein Verfahren und ein Gerät zum Nachweisen von Metallgegenständen in einem Fördergutstrom von Bandförderern mit Stahlseilbändern beschrieben, wobei der Nachweis der Metallgegenstände über ein sog. Gebergerät mit Richtungscharakteristik der Empfindlichkeit erfolgt. Dabei werden die zur Untersuchung des Fördergutstroms erzeugten Gebersignale im Bereich der Bandübergabe des Fördergutes eines Bandfördersystems angeordnet, sodass möglichst wenig Störeinflüsse durch metallische Seitenbegrenzungen der Bandfördereinrichtung oder dergleichen auftreten können. Darüber hinaus ist das Gebergerät über einen sog. Schirm, der aus magnetischem Material besteht und der mindestens an einer Seite dem Fördergutstrom zugewandt geöffnet ist, abgeschirmt.From the DE 36 15 020 A1 a method and a device for detecting metal objects in a Fördergutstrom belt conveyors are described with steel cord strips, wherein the detection of the metal objects via a so-called. Gebergerät with directional characteristics of the sensitivity is carried out. In this case, the encoder signals generated for the investigation of Fördergutstroms be arranged in the band transfer of the conveyed a belt conveyor system, so that the least possible interference by metallic side boundaries of the belt conveyor or the like may occur. In addition, the donor device via a so-called. Screen, which consists of magnetic material and at least on one side of the Fördergutstrom facing is opened, shielded.

Darüber hinaus beschreibt die DE 199 21 224 B4 ein Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Gurtes einer entsprechenden Bandfördereinrichtung. Die Gurtüberwachung auf Beschädigungen erfolgt unter Heranziehung eines gurtspezifischen Referenzsignals, wobei der zu untersuchende Gurt über seine gesamte Länge abgetastet und aufgezeichnet wird und das Signal getrennt nach Größe der Amplitude, nach Signalverlauf und Lagezuordnung im Gurt ausgewertet wird, sodass eine Lageveränderung oder Beschädigung der Stahlseilzuträger innerhalb des Gurtes oder ein auf dem Gurt vorhandener Metallkörper (wie z. B. ein vergessenes Werkzeug o. d.) erkennbar sind.In addition, the describes DE 199 21 224 B4 a method for monitoring an endlessly circulating belt of a corresponding belt conveyor. The belt monitoring for damage is carried out using a belt-specific reference signal, with the belt to be examined over its entire length is sampled and recorded and the signal is separated according to the size of the amplitude, according to waveform and position assignment in the belt is evaluated, so that a change in position or damage the Stahlseilzuträger within the belt or on the belt existing metal body (such as a forgotten tool od) are recognizable.

Des Weiteren sind aus der DE 197 30 952 A1 Verfahren und Vorrichtung zur elektromagnetischen Detektion von Objekten, welche in mineralisierten Böden verborgen sind, bekannt. Hierfür werden pulsförmige Primärsignale von mindestens einer Sendeschleife ausgesendet und hieraus resultierende Sekundärsignale zu zumindest zwei verschiedenen Zeitpunkten von mindestens einer Empfangsschleife in Form von Abtastsignalen detektiert und anschließend ausgewertet.Furthermore, from the DE 197 30 952 A1 Method and apparatus for the electromagnetic detection of objects hidden in mineralized soils. For this purpose, pulse-shaped primary signals are transmitted by at least one transmission loop and secondary signals resulting therefrom are detected by at least two different times of at least one reception loop in the form of scanning signals and subsequently evaluated.

Aus der DE 699 17 030 T2 ist ein Metalldetektor zum Lokalisieren von Metallobjekten unter einer Oberfläche oder zum Lokalisieren von fremden Metallobjekten im Körper eines Menschen oder eines anderen Lebewesens bekannt. In diesem Zusammenhang wird u. a. die Arbeitsweise von Metalldetektoren nach dem Pulsinduktionsprinzip beschrieben. Der eigentliche Gegenstand dieser Anmeldung wird unter Verwendung von nach dem Dauerstrichverfahren arbeitenden Detektoren erläutert.From the DE 699 17 030 T2 For example, a metal detector is known for locating metal objects beneath a surface or for locating foreign metal objects in the body of a human or other living being. In this context, inter alia, the operation of metal detectors is described according to the pulse induction principle. The actual subject of this application will be explained using detectors operating on the continuous wave method.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Detektionseinrichtung für eine Bandfördereinrichtung mit metallische Bestandteile aufweisendem Aufbau anzugeben, über die eine Erkennung eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers im Fördergutstrom bei möglichst einfachem technischen Aufbau mit verbesserter Detektionssicherheit gewährleistet ist. Durch die erfindungsgemäße Detektionseinrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion von elektrisch leitfähigen Fremdkörpern, soll das Auftreten von Fehlalarmen deutlich reduziert werden.The object of the present invention is to specify a detection device for a belt conveyor with metallic components having structure, via which a detection of an electrically conductive foreign body in Fördergutstrom is ensured with the simplest possible technical structure with improved detection reliability. By the detection device according to the invention and the inventive method for the detection of electrically conductive foreign bodies, the occurrence of false alarms should be significantly reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe jeweils durch die Kombination der Merkmale eines der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche beschrieben.According to the invention, this object is achieved in each case by the combination of the features of one of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are described in the subclaims of the respective independent patent claims.

I. Erste Ausführungsform der DetektionseinrichtungI. First embodiment of the detection device

Die erfindungsgemäße Detektionseinrichtung zur Erkennung eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers im (insbesondere mineralischen) Fördergutstrom einer Bandfördereinrichtung umfasst gemäß einer ersten möglichen Ausführungsform eine, eine elektrische Spule umfassende Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines Primärmagnetfeldes, eine Empfangseinrichtung mit zumindest zwei an gleicher axialer Position der Bandfördereinrichtung, vorzugsweise parallel zur Förderbandebene und in einem vorbestimmten Abstand von der Förderbandebene und zueinander angeordnete elektrische Spulen zur Erfassung von auf ein Magnetfeld einwirkenden Faktoren, sowie eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung der Messsignale der als Empfängerspulen arbeitenden elektrischen Spulen der Empfangseinrichtung (im Hinblick auf das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers im Fördergutstrom).According to a first possible embodiment, the detection device according to the invention for detecting an electrically conductive foreign body in a belt conveyor comprises a transmitting device for generating a primary magnetic field comprising an electric coil, a receiving device having at least two at the same axial position of the belt conveyor, preferably parallel to Conveyor belt level and at a predetermined distance from the conveyor belt level and mutually arranged electrical coils for detecting factors acting on a magnetic field factors, and an evaluation device for evaluating the measurement signals of the receiver coils working as electric coils of the receiving device (in view of the presence or absence of an electrically conductive foreign body in the conveyed stream).

Mit Vorteil wird die als Senderspule arbeitende elektrische Spule über einen Impulsgenerator angesteuert, so dass über die so gebildete Pulsinduktionseinrichtung ein zeitlich variierendes Primärmagnetfeld erzeugt wird. Des Weiteren kann die als Senderspule arbeitende elektrische Spule derart eingesetzt werden, dass sie zeitweise anstatt als Senderspule als Empfängerspule arbeitet – in diesem Fall würden für die Bereitstellung von Sendeeinrichtung und Empfangseinrichtung insgesamt zwei elektrische Spulen ausreichen, wobei zumindest eine der elektrischen Spulen derart ausgebildet bzw. eingesetzt sein müsste, dass sie sowohl als Senderspule als auch als Empfängerspule arbeiten kann. Alternativ kann allerdings neben zumindest zwei als reine Empfängerspulen ausgestalteten/arbeitenden Spulen auch eine separate ausschließlich als Senderspule arbeitende weitere Spule vorgesehen sein.Advantageously, the electrical coil operating as a transmitter coil is controlled via a pulse generator, so that a time-varying primary magnetic field is generated via the pulse induction device formed in this way. Furthermore, the electric coil operating as a transmitter coil can be used such that it temporarily works as a receiver coil instead of as a transmitter coil - in this case a total of two electrical coils would suffice for the provision of transmitter and receiver, at least one of the electrical coils being designed or should be used that they can work both as a transmitter coil and as a receiver coil. Alternatively, however, in addition to at least two configured as pure receiver coils / working coils also be a separate working exclusively as a transmitter coil further coil.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann ein anlagenspezifisches Referenzsignal, welches im Folgenden im Rahmen der zweiten Ausführungsform nachfolgend näher beschrieben wird, erzeugt und (beispielsweise) in der Auswerteeinrichtung hinterlegt werden. Mit Vorteil bildet dieses Referenzsignal, welches ebenfalls mit Hilfe zumindest einer der Empfängerspulen „aufgenommen” bzw. detektiert wird, die Eigenschaften der Bandfördereinrichtung bei leerem Förderband einschließlich der im Umfeld der Bandfördereinrichtung auf die „Messstelle” einwirkenden Störeinflüsse ab. Zur Verbesserung der Detektion können die Eigenschaften der Bandfördereinrichtung an der (axialen) Position der zu messenden/erfassenden Förderbandstelle bei beladenem Förderband gemessen bzw. ermittelt werden und das hinterlegte Referenzsignal (des leeren Förderbandes) positionsbezogen hierzu ins Verhältnis gesetzt oder subtrahiert werden.In one development of the invention, an installation-specific reference signal, which is described in more detail below in the context of the second embodiment, can be generated and (for example) stored in the evaluation device. Advantageously, this reference signal, which is also "recorded" or detected with the help of at least one of the receiver coils, the properties of the belt conveyor in an empty conveyor belt including the effect on the "measuring point" in the environment of the belt conveyor interference. To improve the detection, the properties of the belt conveyor at the (axial) position of the measuring / detecting conveyor belt position to be measured or determined with loaded conveyor belt and the deposited reference signal (the empty conveyor belt) position related to this ratio or subtracted.

Die Detektion lässt sich weiter verbessern, indem die sog. Signalsignatur von Störkörpern im Fördergutstrom geschwindigkeitskorrigiert mit hinterlegten Störkörper-Referenzsignalen verglichen wird. Hierzu kann für Fälle, in denen ein vermeintlich zu detektierender elektrisch leitfähiger Fremdkörper detektiert wird und festgestellt wird, dass dieser Fremdkörper nicht detektiert werden sollte (weil z. B. aufgrund dieses Fremdkörpers kein Bandstopp eingeleitet werden soll), ein Fremdkörper-Referenzsignal erzeugt und in der Auswerteeinrichtung hinterlegt werden. Dieses Fremdkörper-Referenzsignal kann bei nachfolgenden Detektionszyklen (geschwindigkeitsbereinigt) in die Auswertung mit einbezogen werden derart, dass jeder detektierte Fremdkörper mit den hinterlegten Referenz-Fremdkörpersignalen verglichen wird und für den Fall einer Übereinstimmung nicht auf einen zu detektierenden Fremdkörper geschlossen wird. Dabei müssen die hinterlegten Fremdkörper-Referenzsignale in Abhängigkeit von der während der Detektion vorliegenden Geschwindigkeit des Förderbandes ggf. mit einem Faktor an die vorliegende Bandgeschwindigkeit angepasst (geschwindigkeitsbereinigt) werden (da die Fremdkörper-Referenzsignale bei einer bestimmten – i. d. R. von der vorliegenden Förderbandgeschwindigkeit abweichenden – Förderbandgeschwindigkeit generiert worden sind).Detection can be further improved by comparing the so-called signal signature of disturbing bodies in the conveyed material flow, corrected for speed, with stored disturbance reference signals. For this purpose, a foreign object reference signal may be generated for cases in which an electrically conductive foreign body supposed to be detected is detected and it is determined that this foreign body should not be detected (because, for example, no band stop is to be initiated due to this foreign body) and deposited in the evaluation device. This foreign body reference signal can be included in the evaluation during subsequent detection cycles (speed-adjusted) in such a way that each detected foreign body is compared with the stored reference foreign-body signals and, in the event of a match, is not closed to a foreign body to be detected. Depending on the speed of the conveyor belt present during the detection, the stored foreign body reference signals may have to be adapted (speed-adjusted) to the present belt speed by a factor (since the foreign-body reference signals at a specific time - usually deviating from the present conveyor belt speed) - conveyor belt speed has been generated).

II. Zweite Ausführungsform der DetektionseinrichtungII. Second Embodiment of the Detection Device

Gemäß einer zweiten möglichen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Detektionseinrichtung eine Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung eines auf den Fördergutstrom der Bandfördereinrichtung wirkenden Primärmagnetfeldes (auch als Primärfeld bezeichnet) sowie eine elektrische Spule und eine Auswerteeinrichtung zur Erfassung und Auswertung eines aufgrund des Primärfeldes im Fremdkörper erzeugten Sekundärmagnetfeldes (auch als Sekundärfeld bezeichnet). Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist es ausreichend, wenn die Detektionseinrichtung zumindest eine elektrische Spule aufweist. Diese muss dann wiederum derart ausgebildet sein, dass sie zeitweise im Rahmen der Erzeugung des Primärmagnetfeldes als Senderspule arbeiten kann, und dass sie für im Rahmen der Erfassung des im Fremdkörper erzeugten Sekundärmagnetfeldes zeitweise als Empfängerspule arbeiten kann. Dabei ist die Auswerteeinrichtung der Erfassungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Erkennung des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers in Abhängigkeit von einem Vergleich eines die metallische Umgebung der Bandfördereinrichtung im Hinblick auf ihre Störeigenschaften auf elektromagnetische Felder wiedergebenden (bzw. hiermit korrelierenden) Referenzsignals mit einem durch die Empfängerspule ermittelten Messsignal erfolgt. Das Referenzsignal ist somit als anlagenspezifisches Referenzsignal zu verstehen, wobei an einer vorbestimmten axialen Referenzstelle der Bandfördereinrichtung, unter Einbeziehung des auf diese Referenzstelle mit Störeinflüssen auf die Magnetfelder der Detektionseinrichtung einwirkenden Anlagen- und Umgebungsteilen, das umlaufende (ebenfalls Metallteile aufweisende) Förderband über seine gesamte Länge durch die Detektionseinrichtung abgetastet und die generierten Referenzsignale (Referenzsignalfolge) in der Auswerteeinrichtung als Vergleichsgröße (Referenzsignale) hinterlegt wird (werden). Diese Referenzsignalbildung eines vorzugsweise unbeladenen Förderbandes kann während der Inbetriebnahme der Anlage erfolgen. Mit Vorteil ist die Detektionseinrichtung selbstlernend ausgeführt, derart, dass ein detektierter Fremdkörper, der zu einem Anlagenstopp geführt hat, durch eine entsprechende programmtechnische Bestätigung eines Berechtigten als Referenz-Fremdkörper bzw. Fremdkörper-Referenzsignal bestimmt und abgespeichert werden kann. Der so erlernte neue Referenzkörper wird bei den folgenden Detektionszyklen somit (je nach Bestimmung) als zu detektierender und z. B. einen Bandstopp auslösender Fremdkörper bestimmter Gattung oder als bewusst zu ignorierender und keinen Bandstopp auslösender Fremdkörper behandelt werden können.According to a second possible embodiment of the invention, the detection device comprises a pulse induction device for generating a force acting on the Fördergutstrom the belt conveyor primary magnetic field (also referred to as the primary field) and an electrical coil and an evaluation device for detecting and evaluating a generated due to the primary field in the foreign body secondary magnetic field (also as Secondary field). According to this embodiment of the invention, it is sufficient if the detection device has at least one electrical coil. This then in turn must be designed such that it can temporarily work as a transmitter coil in the context of the generation of the primary magnetic field, and that it can temporarily work as a receiver coil for detecting the secondary magnetic field generated in the foreign body. In this case, the evaluation device of the detection device is designed such that the detection of the electrically conductive foreign body in response to a comparison of the metallic environment of the belt conveyor in terms of their disturbing properties on electromagnetic fields reproducing (or correlating) reference signal with a detected by the receiver coil measurement signal he follows. The reference signal is thus to be understood as plant-specific reference signal, wherein at a predetermined axial reference point of the belt conveyor, including the acting on this reference point with disturbing influences on the magnetic fields of the detection device plant and surrounding parts, the rotating (also metal parts having) conveyor belt over its entire length sampled by the detection device and the generated reference signals (reference signal sequence) in the evaluation as a reference variable (reference signals) is deposited (will). This reference signal formation of a preferably unloaded conveyor belt can be done during commissioning of the system. Advantageously, the detection device is designed to be self-learning, such that a detected foreign body, which has led to a system stop, can be determined and stored by a corresponding program-technical confirmation of an authorized person as reference foreign body or foreign object reference signal. The thus learned new reference body is thus in the following detection cycles (depending on the determination) as to be detected and z. B. a band stop triggering foreign body of certain genus or as deliberately ignored and no band stop triggering foreign body can be treated.

Die Detektionseinrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass die elektrische Spule einerseits der Erfassung des vom Fremdkörper ausgehenden Sekundärfeldes (also als Empfängerspule) dient und ebenfalls als Senderspule der Pulsinduktionseinrichtung verwendet wird. In diesem Fall würde die ggf. einzige elektrische Spule über einen sog. Pulsgenerator zur Erzeugung des gepulsten Primärfeldes angesteuert, wobei während der Impulsdauer das Primärfeld aufgebaut und aufrechterhalten wird und wobei während der sich an die Impulsdauer(n) und die geringe Zeitdauer der steil abfallenden Impulsflanke(n) (während der das Primärfeld zusammenbricht) anschließenden Impulspause(n) ein Empfang des im Fremdkörper erzeugten (und sich während der Impulspause(n) langsam abbauenden) Sekundärfeldes stattfindet. Im Falle separater Sendespulen und Empfangsspulen müssten die Sende- und Empfangszeiten der verschiedenen elektrischen Spulen entsprechend aufeinander abgestimmt werden.The detection device can be designed in such a way that the electrical coil on the one hand serves to detect the secondary field emanating from the foreign body (ie as a receiver coil) and is likewise used as the transmitter coil of the pulse induction device. In this case, the possibly single electric coil would be driven via a so-called pulse generator for generating the pulsed primary field, wherein the primary field is built up and maintained during the pulse duration and during which the impulse duration (n) and the short duration of the steeply sloping Pulse edge (s) (during which the primary field collapses) subsequent pulse break (s) takes place receiving the foreign body generated (and slowly degrading during the pulse break (s)) secondary field. In the case of separate transmitting coils and receiving coils, the transmission and reception times of the various electrical coils would have to be matched to one another accordingly.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die zweite Ausführungsform der Detektionseinrichtung analog zur vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform (weshalb auch die nachfolgend bezüglich der zwei Empfängerspulen an dieser Stelle beschriebenen Merkmale Anwendung auf die erste Ausführungsform finden sollen) mindestens zwei Empfängerspulen, wobei diese an der gleichen axialen Position der Bandfördereinrichtung, vorzugsweise parallel zueinander und in unterschiedlichen Abständen zur Förderbandebene, insbesondere oberhalb des Förderbandes, angeordnet sind. Dabei kann (wie vorstehend bereits beschrieben) zumindest eine elektrische Spule derart ausgebildet, angesteuert und ausgewertet werden, dass diese elektrische Spule sowohl als Senderspule als auch als Empfängerspule arbeitet bzw. arbeiten kann. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das an sich bekannte Pulsinduktionsverfahren im Zusammenspiel mit einer sog. Differenzialanordnung – mit vorzugsweise mindestens zwei als Empfängerspulen arbeitenden (und mit Vorteil identisch aufgebauten – d. h. gleiche Parameter aufweisenden) elektrischen Spulen, welche an axial identischer Förderbandposition oberhalb des Fördergutstroms mit Vorteil parallel übereinander und in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind – anzuwenden bzw. es hierdurch entsprechend weiterzubilden. Aufgrund der beschriebenen Differenzialanordnung empfängt die untere Empfängerspule (die Empfängerspule mit dem geringeren Abstand zum Fördergutstrom) vorrangig die Signale von den metallischen Störbestandteilen des Bandfördereinrichtungsaufbaus (metallische Seitenwände, metallisches Förderorgan etc.) einschließlich der Signale eines gegebenenfalls vorhandenen elektrisch leitfähigen Fremdkörpers, während die obere Empfängerspule (Empfängerspule mit dem größeren Abstand zur Förderbandebene) vorrangig die Signale der metallischen Störbestandteile des Bandförderrichtungsaufbaus erfasst. Durch Differenzbildung der Messsignale von erster und zweiter Empfängerspule lässt sich das Signal des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers, welches typischerweise um mehrere Größenordnungen geringer ist als das von den metallischen Störbestandteilen des Bandförderrichtungsaufbaus, teilweise isolieren.In a particularly preferred embodiment of the invention, the second embodiment of the detection device comprises at least two receiver coils, analogous to the above-described first embodiment (which is why the features described below with respect to the two receiver coils at this point apply to the first embodiment) axial position of the belt conveyor, preferably parallel to each other and at different distances to the conveyor belt level, in particular above the conveyor belt, are arranged. In this case (as already described above) at least one electrical coil can be designed, controlled and evaluated in such a way that this electrical coil works or can work both as a transmitter coil and as a receiver coil. According to an advantageous development of the invention, it is proposed to use the pulse induction method known per se in conjunction with a so-called differential arrangement-preferably with at least two receiver coils working (and with advantage identical constructed - ie having the same parameters) electric coils which are arranged at axially identical conveyor belt position above the Fördergutstroms with advantage parallel to each other and at a predetermined distance to each other - apply or further develop it accordingly. Due to the described differential arrangement, the lower receiver coil (the receiver coil with the shorter distance to the conveyed stream) primarily receives the signals from the metallic interfering components of the belt conveyor assembly (metallic sidewalls, metallic conveyor, etc.) including the signals of any electrically conductive foreign object, while the upper receiver coil (Receiver coil with the greater distance from the conveyor belt level) primarily detects the signals of the metallic interference components of the belt conveyor direction structure. By subtracting the measurement signals from the first and second receiver coils, it is possible to partially isolate the signal of the electrically conductive foreign body, which is typically several orders of magnitude smaller than that of the metallic interference components of the belt conveyor direction structure.

Eine weitere Verbesserung der Nachweissituation lässt sich erreichen, indem auch die Geschwindigkeit des Förderbands gemessen wird und die geschwindigkeitsabhängige Signatur des Signals von Fremdkörpern mit zuvor aufgenommenen und hinterlegten Fremdkörper-Referenzsignalen mittels einer Kreuzkorrelationsmethode verglichen wird. Dadurch wird der Einfluss konstanter Signale oder solcher, die die „falsche” Signatur zeigen deutlich verringert.A further improvement in the detection situation can be achieved by measuring the speed of the conveyor belt and comparing the speed-dependent signature of the signal from foreign bodies with previously recorded and deposited foreign body reference signals using a cross-correlation method. This significantly reduces the influence of constant signals or those that show the "wrong" signature.

III. Erfindungsgemäßes VerfahrenIII. Inventive method

Ferner umfasst die Erfindung ein (mit beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einer Detektionseinrichtung durchführbares) Verfahren zur Detektion eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers in einem Fördergutstrom einer eine Detektionseinrichtung aufweisenden Bandfördereinrichtung. Gemäß diesem Verfahren wird an einer vorbestimmten axialen Position der Bandfördereinrichtung mittels Puls-Induktionsverfahren ein zeitlich variierendes, auf den Fördergutstrom wirkendes Primärmagnetfeld erzeugt, wobei in Abhängigkeit von einem Vergleich des an der vorbestimmten axialen Position der Bandfördereinrichtung für eine bestimmte (ermittelte) Förderbandposition des beladenen Förderbands erfassten (und durch Pulsinduktion erzeugten Mess-Signals) mit dem an dieser axialen Position der Bandfördereinrichtung für dieselbe Förderbandposition zugeordneten Vergleichssignal auf das Vorliegen oder nicht Vorliegen eines zu detektierenden elektrisch leitfähigen Fremdkörpers geschlossen wird. Dabei kann das Vergleichssignal, in Anlehnung an die beiden unterschiedlichen Ausführungsformen der Detektionseinrichtung, entweder als zweites den Fördergutstrom an der vorbestimmten axialen Position (in anderem Abstand) abtastendes Messsignal einer zweiten Empfängerspule und/oder als zuvor erzeugtes und in der Auswerteeinrichtung abgelegtes Referenzsignal (einer in unbeladenem Förderbandzustand an der vorbestimmten axialen Position vermessenen Bandfördereinrichtung) ausgebildet sein.Furthermore, the invention comprises a method (which can be carried out with both embodiments of a detection device described above) for detecting an electrically conductive foreign body in a conveyed material flow of a belt conveyor having a detection device. According to this method, a time-varying, acting on the Fördergutstrom primary magnetic field is generated at a predetermined axial position of the belt conveyor by means of pulse induction, depending on a comparison of the at the predetermined axial position of the belt conveyor for a certain (determined) conveyor belt position of the loaded conveyor belt detected (and generated by pulse induction measurement signal) is closed with the associated at this axial position of the belt conveyor for the same conveyor belt position comparison signal on the presence or absence of an electrically conductive foreign body to be detected. In this case, the comparison signal, based on the two different embodiments of the detection device, either as the second Meßgutstrom the Fördergutstrom at the predetermined axial position (at a different distance) scanned measuring signal of a second receiver coil and / or as previously generated and stored in the evaluation reference signal (a in unloaded conveyor belt state at the predetermined axial position measured belt conveyor) may be formed.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungsfigur 1 anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be described below with reference to the drawing figure 1 explained in more detail with reference to an embodiment.

1 zeigt eine Bandfördereinrichtung 2 mit einem metallische Bestandteile W aufweisenden Aufbau (z. B. zu wesentlichen Teilen aus Metall bestehende Führungsseitenwände, Plattenband, Antriebs- oder Umlenkrollen, Fördergurt-Stahlseilen, Traggerüste, Antriebsmotoren oder dergleichen). Die Bandfördereinrichtung 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ausschnittsweise dargestellt, wobei als Fördereinrichtung ein als Endlosband ausgestaltetes Förderband FB vorhanden ist, welches an seinen Enden über entsprechende Antriebs- und Umlenkrollen angetrieben bzw. umgelenkt ist, und auf entsprechenden Haltegestellen bodenseitig gehalten ist. Zur seitlichen Führung des Fördergutstroms F weist die Bandfördereinrichtung 2 über weite axiale Bereiche (Förderbandabschnitte) aus Metall bestehende Führungsseitenwände auf. Die metallischen Aufbaubestandteile W stellen für elektromagnetische Detektionseinrichtungen zur Detektion von elektrisch leitfähigen Fremdkörpern K innerhalb des Fördergutstroms F erhebliche Störfaktoren dar. 1 shows a belt conveyor 2 with a structure comprising metallic components W (eg guide side walls consisting essentially of metal, plate belt, drive or deflection rollers, conveyor belt steel cables, shoring, drive motors or the like). The belt conveyor 2 is shown in fragmentary form in the illustrated embodiment, wherein as a conveyor configured as an endless belt conveyor belt FB is present, which is driven or deflected at its ends via corresponding drive and pulleys, and is held on the bottom side on respective holding racks. For lateral guidance of Fördergutstroms F, the belt conveyor 2 over large axial areas (conveyor belt sections) made of metal existing guide side walls. The metallic structural components W represent significant interference factors for electromagnetic detection devices for detecting electrically conductive foreign bodies K within the conveyed material flow F.

Zur Erkennung von elektrisch leitfähigen Fremdkörpern K innerhalb des zu transportierenden Fördergutstroms F auf dem Förderband FB ist eine Detektionseinrichtung 1 vorgesehen, welche mit Vorteil eine Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung eines auf den Fördergutstrom F wirkenden Primärmagnetfeldes M1 als auch eine elektrische Spule 4; 40 und eine Auswerteeinrichtung 6 zur Erfassung und Auswertung eines durch die im elektrisch leitfähigen Fremdkörper K aufgrund des gezielten Zusammenbruchs des Primärfelds M1 erzeugten Wirbelströme I_W aufgebauten Sekundärfelds M2 umfasst. Die Auswerteeinrichtung 6 führt programmgestützt die Erkennung des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers K durch.For detection of electrically conductive foreign bodies K within the transported material flow F to be transported on the conveyor belt FB is a detection device 1 provided, which advantageously with a pulse induction device for generating a force acting on the Fördergutstrom F primary magnetic field M1 and an electric coil 4 ; 40 and an evaluation device 6 for detecting and evaluating a secondary field M2 constructed by the eddy currents I _W generated in the electrically conductive foreign body K due to the targeted collapse of the primary field M1. The evaluation device 6 programmatically performs the detection of the electrically conductive foreign body K by.

Diese Erkennung erfolgt in einer möglichen Ausführungsform der Erfindung in Abhängigkeit von einem Vergleich eines die metallische Umgebung der Bandfördereinrichtung 2 (im Hinblick auf die Störeinflüsse auf ein elektromagnetisches Feld (hier: das Sekundärfeld M2)) widerspiegelnden (bzw. hiermit korrelierenden) Referenzsignals S_Ref mit einem durch die elektrische Spule 4; 40 ermittelten bzw. empfangenen Messsignal S_Mess1. Im Rahmen dieser Ausführungsform der Erfindung kann bereits mit einer einzigen elektrischen Spule 4 – die sowohl als Senderspule zur Erzeugung des Primärfeldes M1 als auch als Empfängerspule zur Erfassung der aufgrund des Primärfeldes M1 im elektrisch leitfähigen Fremdkörper K erzeugten Sekundärfeldes M2 (bzw. einem hiermit korrelierenden Parameter) betreibbar ist – in Verbindung mit einem (z. B.) in der Auswerteeinheit 6 hinterlegten Referenzsignal S_Ref (z. B. Referenzwertsignalfolge der Bandfördereinrichtung 2 für einen gesamten Umlauf des leeren Förderbandes FB) eine Detektionseinrichtung 1 für elektrisch leitfähige Fremdkörper K im Fördergutstrom F geschaffen werden.This detection takes place in a possible embodiment of the invention as a function of a comparison of the metallic environment of the belt conveyor 2 (With respect to the disturbing influences on an electromagnetic field (here: the secondary field M2)) reflecting (or correlating therewith) reference signal S _Ref with a through the electrical coil 4 ; 40 determined or received measurement signal S _Mess1 . In the context of this embodiment of the invention can already with a single electric coil 4 - which can be operated both as a transmitter coil for generating the primary field M1 and as a receiver coil for detecting the secondary field M2 (or a parameter correlating therewith) due to the primary field M1 in the electrically conductive foreign body K - in conjunction with a (eg) in the evaluation unit 6 stored reference signal S _Ref (eg reference value signal sequence of the belt conveyor 2 for a total circulation of the empty conveyor belt FB) a detection device 1 be created for electrically conductive foreign bodies K in Fördergutstrom F.

In einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Erkennung in Abhängigkeit von einem Signalvergleich der aus zwei, als Empfängerspulen arbeitenden, vorzugsweise parallel oberhalb des Förderbandes FB angeordneten elektrischen Spulen 4, 40. Bei dieser Ausführungsform sind somit zumindest zwei elektrische Spulen 4, 40 für die Detektion eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers K erforderlich. Allerdings kann hierbei in einer einfachen Ausführungsform auf den Vergleich bzw. die Einbeziehung eines hinterlegten Referenzsignals S_Ref des leeren Förderbandes FB verzichtet werden.In another possible embodiment of the invention, the detection takes place as a function of a signal comparison of the two coils, which act as receiver coils and are preferably arranged parallel above the conveyor belt FB 4 . 40 , In this embodiment, therefore, at least two electric coils 4 . 40 for the detection of an electrically conductive foreign body K required. However, this can be dispensed with in a simple embodiment, the comparison or the inclusion of a stored reference signal S _{Ref of} the empty conveyor belt FB.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel – welches sowohl eine Ausgestaltung gemäß der einen als auch der anderen Ausführungsform der Detektionseinrichtung darstellen kann – umfasst die Detektionseinrichtung 1 im Wesentlichen zwei ringförmig ausgebildete elektrische Spulen 4 und 40 sowie zumindest einen mit zumindest einer der beiden elektrischen Spulen 4, 40 elektrisch verbundenen Impulsgenerator G, G' sowie eine (im dargestellten Beispiel) mit den beiden Spulen 4, 40 elektrisch verbundene Auswerteeinrichtung 6. Dabei sind die beiden elektrischen Spulen 4 und 40 als Ringspulen mit im Wesentlichen quadratisch oder rechteckig ausgeführtem Längsschnitt ausgebildet und (mit ihrer Ringfläche) parallel zum Fördergutstrom F in unterschiedlichen Abständen I1, I2 und an axial gleicher Position X der Bandfördereinrichtung 2 angeordnet. Die beiden Spulen 4, 40 sind im Abstand d (10–1000 mm, insbesondere 150–550 mm) zueinander beabstandet angeordnet. In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, die Spulen 4, 40 mit einem entsprechenden Positionierungsantrieb (nicht dargestellt) zu versehen, so dass der Abstand d und/oder der jeweilige Abstand I1, I2 der Spule 4, 40 zur Bandfördereinrichtung 2 entsprechend einstellbar ist.In the illustrated embodiment - which may represent both an embodiment according to the one and the other embodiment of the detection device - comprises the detection device 1 essentially two annular electrical coils 4 and 40 and at least one with at least one of the two electric coils 4 . 40 electrically connected pulse generator G, G 'and one (in the example shown) with the two coils 4 . 40 electrically connected evaluation device 6 , Here are the two electric coils 4 and 40 designed as toroidal coils with substantially square or rectangular running longitudinal section and (with its annular surface) parallel to Fördergutstrom F at different distances I1, I2 and at the same position X of the belt conveyor 2 arranged. The two coils 4 . 40 are arranged at a distance d (10-1000 mm, in particular 150-550 mm) spaced from each other. In a possible development of the invention, it is conceivable that the coils 4 . 40 with a corresponding positioning drive (not shown), so that the distance d and / or the respective distance I1, I2 of the coil 4 . 40 to the belt conveyor 2 is adjustable accordingly.

Die Pulsinduktionseinrichtung umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Impulsgenerator G zur Erzeugung einer impulsförmigen Signalfolge i (z. B. Rechtecksignalfolge) sowie eine von dem Impulsgenerator G angesteuerte als Senderspule fungierende elektrische Spule 4. Wie in der Zeichnungsfigur angedeutet, können auch mehrere Impulsgeneratoren G, G' zur Ansteuerung unterschiedlicher, an axial gleicher Position X angeordneter, parallel beabstandeter elektrischer Spulen 4, 40 vorhanden sein, wobei die einzelnen erzeugten Primärmagnetfelder sich dann additiv zu einem resultierenden Gesamt-Primärmagnetfeld überlagern.In the exemplary embodiment shown, the pulse induction device comprises a pulse generator G for generating a pulse-shaped signal sequence i (eg rectangular signal sequence) and an electrical coil which is controlled by the pulse generator G and functions as a transmitter coil 4 , As indicated in the drawing figure, a plurality of pulse generators G, G 'for controlling different, arranged at the same axial position X, parallel spaced electrical coils 4 . 40 be present, the individual generated primary magnetic fields then additively superimposed to a resulting total primary magnetic field.

Zur Erfassung der elektrisch leitfähigen Fremdkörper K bzw. der hierdurch erzeugten elektromagnetischen Signale kann die bzw. jede elektrische Spule 4, 40 sowohl als Senderspule als auch als Empfängerspule betrieben werden. Im Falle einer derartigen Doppelfunktionalität würde die jeweilige Spule 4, 40 während der Impulsdauer Ti als Senderspule arbeiten und während der sich i. W. unmittelbar an die Impulsdauer Ti (bzw. deren nachgelagerte abfallende Flanke) anschließenden Impulspause Tp als Empfängerspule arbeiten. Alternativ könnten aber auch zusätzlich zu einer ausschließlich als Senderspule arbeitenden elektrischen Spule 4 eine, zwei oder mehr voneinander und von der Senderspule beabstandete und auf gleicher axialer Höhe X angeordnete, als Empfängerspulen arbeitende, elektrische Spulen 4, 40 vorhanden sein.To detect the electrically conductive foreign bodies K or the electromagnetic signals generated thereby, the or each electrical coil 4 . 40 be operated both as a transmitter coil and as a receiver coil. In the case of such a dual functionality, the respective coil 4 . 40 during the pulse duration Ti work as a transmitter coil and during the i. W. directly to the pulse duration Ti (or their downstream falling edge) subsequent pulse interval Tp work as a receiver coil. Alternatively, however, could also in addition to an operating only as a transmitter coil electric coil 4 one, two or more of each other and spaced from the transmitter coil and arranged at the same axial height X, working as receiver coils, electric coils 4 . 40 to be available.

Um die Informationsqualität im Hinblick auf zu erkennende Fremdkörper K (insbesondere im Hinblick auf deren Geometrie) weiter zu erhöhen, können über die Breite des Förderbandes FB, an gleicher axialer Förderbandposition X und mit Vorteil in gleichem Abstand I1, I2 zum Förderband FB bzw. zur Bandfördereinrichtung 2 mehrere elektrische Spulen verteilt angeordnet sein.In order to further increase the quality of information with regard to recognizable foreign body K (in particular with regard to their geometry), over the width of the conveyor belt FB, at the same axial conveyor belt position X and advantageously at the same distance I1, I2 to the conveyor belt FB and belt conveyor 2 be arranged distributed several electric coils.

Im Folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Detektionseinrichtung 1 bei Verwendung einer Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung des Primärmagnetfeldes M1 näher beschrieben. Für die Erläuterung der Wirkungsweise wird dabei zwischen einer Sendephase und einer Empfangsphase unterschieden.The mode of operation of the detection device according to the invention is described below 1 when using a pulse induction device for generating the primary magnetic field M1 described in more detail. For the explanation of the mode of action, a distinction is made between a transmission phase and a reception phase.

Während der sog. Sendephase wird über den Impulsgenerator G ein kurzer Stromimpuls i von einigen Mikrosekunden (insbesondere 10–2000 μs) Impulsdauer (oder eine entsprechende Impulssignalfolge) in die Spule 4 eingespeist. Der ansteigende Strom erzeugt in der elektrischen Spule 4 ein entsprechendes Primärmagnetfeld M1. Wird der Strom nunmehr mit Beendigung des Stromimpulses (nach Ablauf der Impulsdauer Ti) abrupt abgeschaltet, hat dies (im Wesentlichen während der Zeitdauer der fallenden Impulsflanke) einen sehr schnellen Zusammenbruch des Primärfeldes M1 zur Folge. Aufgrund der starken Änderung des Primärfeldes M1 werden in einem elektrisch leitfähigen Fremdkörper K, der diesem Primärfeld M1 ausgesetzt ist (bzw. vor dem Zusammenbruch ausgesetzt war), Wirbelströme I_W erzeugt, deren Stärke und Dauer (Zeitdauer für die der Wirbelstrom I_W den Fremdkörper K durchfließt) von der elektrischen Leitfähigkeit, der Größe und der Form des Fremdkörpers K abhängen.During the so-called transmission phase, a short current pulse i of a few microseconds (in particular 10-2000 μs) pulse duration (or a corresponding pulse signal sequence) into the coil via the pulse generator G 4 fed. The rising current generated in the electric coil 4 a corresponding primary magnetic field M1. If the current is abruptly switched off at the end of the current pulse (after expiration of the pulse duration Ti), this results in a very rapid collapse of the primary field M1 (essentially during the period of the falling pulse edge). Due to the strong change of the primary field M1 are in an electrically conductive foreign body K, which is exposed to this primary field M1 (or was exposed to the collapse), eddy currents I _W generated their strength and duration (duration for the Eddy current I _W flows through the foreign body K) depend on the electrical conductivity, the size and the shape of the foreign body K.

Im zeitlichen Anschluss an die Impulsdauer Ti kann die elektrische Spule 4 (Sender-/Empfängerspule) auf Empfangen umgeschaltet werden oder kann eine andere elektrische Spule 40 als Empfangsspule aktiviert werden.In temporal connection to the pulse duration Ti, the electric coil 4 (Transmitter / receiver coil) can be switched to receive or can another electrical coil 40 be activated as a receiving coil.

Während der sich an die Sendephase (während der Impulsdauer Ti) zeitlich i. W. unmittelbar anschließenden Empfangsphase (innerhalb der Impulspause Tp, möglichst zeitnah am Ende der abfallenden Impulsflanke) wird durch die im Fremdkörper K durch den Zusammenbruch des Primärfeldes M1 erzeugten Wirbelströme I_W ein weiteres, das sog. Sekundärfeld M2 erzeugt, welches vom Fremdkörper K abgestrahlt und von der jeweiligen Empfängerspule 4; 40 erfasst wird. Das sich zeitlich verändernde (im Laufe der Zeit abbauende) Sekundärfeld M2 induziert in der als Empfängerspule arbeitenden elektrischen Spule 4; 40 eine (kleine) Spannung, welche anschließend verstärkt und ausgewertet wird.During the time of the transmission phase (during the pulse duration Ti) i. W. immediately subsequent receiving phase (within the pulse interval Tp, as soon as possible at the end of the falling pulse edge) is generated by the foreign body K generated by the collapse of the primary field M1 eddy currents I _W another, the so-called. Secondary field M2, which emits from the foreign body K. and from the respective receiver coil 4 ; 40 is detected. The time-varying (over time degrading) secondary field M2 induced in the working as a receiver coil electric coil 4 ; 40 a (small) voltage, which is then amplified and evaluated.

Im Falle der zuerst angesprochenen Ausführungsform einer Detektionseinrichtung 1 mit mindestens einer (dann als Sender-/Empfängerspule arbeitenden) elektrische Spule 4 und einer Auswerteeinrichtung 6 mit hinterlegtem Referenzsignal S_Ref wird das durch die einzige elektrische Spule 4 erfasste Messsignal S_Mess1 des Sekundärfeldes M2 durch Vergleich mit dem hinterlegten Referenzsignal S_Ref ausgewertet.In the case of the first-mentioned embodiment of a detection device 1 with at least one (then working as a transmitter / receiver coil) electric coil 4 and an evaluation device 6 with deposited reference signal S _Ref is the only electrical coil 4 detected measurement signal S _{Mess1 of} the secondary field M2 evaluated by comparison with the stored reference signal S _Ref .

Im Falle der anderen Ausführungsform, bei der die Detektionseinrichtung 1 mindestens zwei zumindest als Empfängerspule arbeitende elektrische Spulen 4, 40 aufweist, werden die aufgrund des unterschiedlichen Abstandes (I1; I2) zum Fördergutstrom F bzw. zum Fremdkörper K verschiedenen Empfangssignale (Messsignale: S_Mess1, S_Mess2) miteinander verglichen und anhand dieses Vergleichs auf das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Fremdkörpers K geschlossen. Mit Vorteil wird ein Differenzsignal aus den beiden erfassten Messsignalen S_Mess1, S_Mess2 erzeugt und dieses mit einem hinterlegten Referenzsignal S_Ref verglichen.In the case of the other embodiment, in which the detection device 1 at least two working at least as a receiver coil electric coils 4 . 40 The reception signals (measuring signals: S _Mess1 , S _Mess2 ), which are different due to the different distance (I1, I2) to the conveyed _{product flow} F or to the foreign body K, are compared with each other and closed based on this comparison on the presence or absence of a foreign body K. Advantageously, a difference signal is generated from the two detected measurement signals S _Mess1 , S _Mess2 and this is compared with a stored reference signal S _Ref .

In der dargestellten Zeichnungsfigur 1 veranschaulichen die durchgehend gezeichneten Feldlinien des Primärfeldes M1 und die bei Abschaltung erzeugten, im Fremdkörper K induzierten Wirbelströme I_W die Sendephase während der Impulsdauer Ti, einschließlich der sehr kleinen Zeitdauer des Primärfeldzusammenbruchs während der Zeitdauer des Flankenabfalls. Mit den gestrichelt gezeichneten Feldlinien des (aufgrund der Wirbelströme erzeugten) Sekundärfeldes M2 wird im Wesentlichen die sich an die Impulsdauer Ti zeitlich i. W. unmittelbar anschließende Empfangsphase innerhalb der Impulspause Tp veranschaulicht.In the illustrated drawing figure 1 11 illustrates the solid line field I1 of the primary field M1 and the foreign-matter K induced eddy currents I _W generated during the shutdown phase during the pulse duration Ti, including the very short duration of the primary field breakdown during the time of the edge fall. With the dashed line field lines of the generated (due to the eddy currents) secondary field M2 is essentially the temporal i to the pulse duration Ti. W. immediately following receiving phase within the pulse interval Tp illustrated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims

Detection device ( 1 ) for a belt conveyor ( 2 ) with metallic components (W) having structure, for detecting an electrically conductive foreign body (K) in a Fördergutstrom (F), - with a primary magnetic field (M1) generating, an electric coil ( 4 ) comprehensive transmitting device, - with an electric coil ( 4 ; 40 ) receiving device, - and with an evaluation device ( 6 ) for evaluating the signals (S _Mess ) detected by the receiving device, characterized in that the receiving device comprises: - one at a predetermined axial position (X) of the belt conveyor device ( 2 ) at a first distance (I1) to the conveyor belt (FB) arranged first electrical coil ( 4 ), and - one at the same axial position (X) of the belt conveyor ( 2 ) at a second distance (I2) to the conveyor belt (FB) and to the first electrical coil (I2) 4 ) spaced a second distance (d) arranged second electrical coil ( 40 ).

Detection device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first electrical coil ( 4 ) and / or the second electrical coil ( 40 ) is arranged parallel to the conveyor belt / are.

Detection device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that - the transmitting device comprises a pulse induction device.

Detection device ( 1 ) according to one or more of claims 1-3, characterized in that - the evaluation device ( 6 ) is designed such that the evaluation in dependence on a stored reference signal (S _Ref ) takes place.

Detection device ( 1 ) according to claim 4, characterized in that - the evaluation device ( 6 ) is designed such that the evaluation by comparing the from the measurement signals (S _Mess1 , S _Mess2 ) of the two electric coils ( 4 . 40 ) obtained difference _signal (S _diff = S _Mess1 - S _Mess2 ) with the in the evaluation device ( 6 ) stored reference signal (S _Ref ) takes place.

Detection device ( 1 ) for a belt conveyor ( 2 ) with metallic components (W) having structure, for detecting an electrically conductive foreign body (K) in a Fördergutstrom (F), comprising: - a Pulse Induction device for generating a on the Fördergutstrom (F) acting primary magnetic field (M1), - an electric coil ( 4 ) and an evaluation device ( 6 ) for detecting and evaluating a secondary magnetic field (M2) generated by the electrically conductive foreign body (K) on the basis of the primary magnetic field (M1), characterized in that - the evaluation device ( 6 ) is designed such that the detection of the electrically conductive foreign body (K) in dependence on a comparison of a through the electrical coil ( 4 ) at a predetermined axial position (X) of the belt conveyor ( 2 ) at a certain conveyor belt position (X _FB ) of the conveyor belt (FB) loaded with conveyed material (S _Mess ) with a for this conveyor belt position (X _FB ) at the predetermined axial position of the belt conveyor ( 2 ) previously determined stored reference signal (S _Ref ) takes place.

Detection device ( 1 ) according to claim 6, characterized by - a second electrical coil ( 40 ), wherein the electric coils ( 4 . 40 ) at the same axial position (X) of the belt conveyor ( 2 ) are arranged at different distances (I1, I2) to the conveyor belt level.

Detection device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the / each electric coil ( 4 . 40 ) is annular.

Detection device ( 1 ) according to claim 8, characterized in that - the / each electric coil ( 4 . 40 ) is / are arranged such that the annular bobbin of / each coil ( 4 . 40 ) is aligned in a plane parallel to the conveyor belt plane.

Detection device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the / each electric coil ( 4 . 40 ) is arranged outside the conveyor belt level, in particular outside and above the conveyor belt level, is / are.

Belt conveyor ( 2 ) comprising a detection device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.

Belt conveyor ( 2 ) according to claim 11, characterized in that - this in its conveyor belt (FB) and / or in the conveyor belt (FB) laterally limiting guide means (W) for the conveyed (F) has metallic components.

Method for detecting an electrically conductive foreign body (K) in a conveyed material flow (F) of a detection device ( 1 ) having belt conveyor ( 2 ), in particular a belt conveyor according to claim 9 or 10, characterized in that - at a predetermined axial position (X) of the belt conveyor ( 2 ) is produced by means of a pulse-induction principle over time with respect to its field strength, on the Fördergutstrom (F) acting primary magnetic field (M1), and - that in dependence on a comparison of the at the axial position (X) of the belt conveyor ( 2 ) for a particular conveyor belt position of the loaded conveyor belt (FB) by means of an electric coil ( 4 ; 40 ) _measured measurement signal (S _Mess ; S _Mess1 , S _Mess2 ) with one at this axial position (X) of the belt conveyor ( 2 ) is carried out for the same conveyor belt position associated comparison signal.

A method according to claim 13, characterized in that - the comparison signal by a measuring signal (S _Mess2 ) a second, working as a receiver _coil and ( 4 ) arranged at the same axial position (X), electric coil ( 40 ) is produced.

A method according to claim 13, characterized in that - the comparison signal as previously generated and in the evaluation device ( 6 ) stored reference signal (S _Ref ) is formed.

A method according to claim 15, characterized in that - the reference signal (S _Ref ) is generated by a reference signal sequence of at least one complete conveyor belt circulation of an endless belt running conveyor belt (FB) of the belt conveyor ( 2 ) is determined in the unloaded state.

Method according to one of claims 13-16, characterized in that - the speed of the conveyor belt (FB) of the belt conveyor ( 2 ), and the detection of the electrically conductive foreign body (K) takes place by the speed-dependent signature of the measuring signal (S _Mess , S _Mess1 , S _Mess2 ) of the electrically conductive foreign body (K) in Fördergutstrom (F) with a foreign body Reference signal (K _Ref ) is compared by at least one stored reference foreign body.

A method according to claim 17, characterized in that - The comparison is done by cross-correlation.