AT505329B1

AT505329B1 - DEVICE FOR DETERMINING A BULK FLUID ON A CONVEYOR BELT

Info

Publication number: AT505329B1
Application number: AT12472007A
Authority: AT
Original assignee: Sensortechnik Gmbh H
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2008-12-15
Also published as: AT505329A4; WO2009018594A3; WO2009018594A2

Description

2 AT 505 329 B12 AT 505 329 B1

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband mit einer Messeinrichtung zur berührungslosen Erfassung des jeweils auf eine Querschnittsebene bezogenen Oberflächenverlaufs des Schüttgutes durch Triangulation, wobei die Messeinrichtung einen biege- und verwindungssteifen Träger zur Aufnahme einerseits von Lichtsendern und anderseits von den Lichtsendern zugeordneten Detektoren mit eine Empfangsoptik für die am Schüttgut reflektierten Lichtstrahlenbündel umfasst.The invention relates to a device for determining a quantity of bulk material on a conveyor belt with a measuring device for non-contact detection of each related to a cross-sectional plane surface profile of the bulk material by triangulation, the measuring device a bending and torsion-resistant support for receiving light emitters and on the other hand of the Light detectors associated detectors with a receiving optics for the light beam reflected at the bulk material.

Um mit vergleichsweise einfachen Mitteln die durch ein Förderband geförderte Schüttgutmenge optisch zu erfassen, ist es bekannt (DE 202 12 306 U1), eine Triangulationsmesseinrichtung vorzusehen, mit deren Hilfe der Oberflächenverlauf des Schüttgutes in einer Querschnittsebene bestimmt werden kann, und zwar unter Verzicht auf sonst erforderliche, einen Verschleiß unterworfene Teile. Die örtliche Zuordnung der auf einem biege- und verwindungssteifen Träger vorgesehenen Lichtsendern zu den Detektoren wird durch eine Justierung der Lichtsender sichergestellt. Zu diesem Zweck sind die Lichtsender auf biegeelastischen Zungen angeordnet, die verstellbar auf dem Träger für die Detektoren gelagert sind und in der jeweiligen Verstelllage starr gegenüber dem Träger abgestützt werden. Trotz dieser Maßnahmen konnten sich solche Vorrichtungen zur berührungslosen Erfassung der Schüttgutmenge auf einem Förderband durch Triangulation im rauen Förderbandbetrieb über längere Standzeiten nicht bewähren.In order to optically detect the quantity of bulk material conveyed by a conveyor belt with comparatively simple means, it is known (DE 202 12 306 U1) to provide a triangulation measuring device with the aid of which the surface profile of the bulk material can be determined in a cross-sectional plane, and without otherwise being used required, subject to wear parts. The local assignment of the provided on a bending and torsion-resistant carrier light emitters to the detectors is ensured by an adjustment of the light emitter. For this purpose, the light emitters are arranged on flexurally elastic tongues, which are adjustably mounted on the carrier for the detectors and are rigidly supported in the respective adjustment position relative to the carrier. Despite these measures, such devices for non-contact detection of bulk material on a conveyor belt by triangulation in rough conveyor belt operation over longer periods could not prove.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass sich eine genaue, stabile und dauerhafte Lagezuordnung zwischen Lichtsendern und Detektoren ergibt.The invention is therefore based on the object, a device for determining a quantity of bulk material on a conveyor belt of the type described in such a way that results in a precise, stable and permanent positional relationship between light emitters and detectors.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Empfangsoptiken in konzentrischen Durchtrittsöffnungen des Trägers eingesetzt sind und dass die Durchtrittsöffnungen eine einspringende Stützschulter für die jeweilige Empfangsoptik bilden, die unter Zwischenlage einer Ringdichtung unter einer elastischen Verformung dieser Ringdichtung an die Stützschulter angedrückt gehalten ist.The invention solves this problem by the fact that the receiving optics are inserted in concentric openings of the carrier and that the openings form a re-entrant support shoulder for the respective receiving optics, which is held pressed with the interposition of a ring seal under elastic deformation of this ring seal to the support shoulder.

Da die Detektoren über ihre Empfangsoptik in den Durchtrittsöffnungen des Trägers zentriert gehalten werden, indem die Empfangsoptik mit ihrer konvexen Oberfläche unter Zwischenlage einer Ringdichtung an die hiefür vorgesehen Stützschulter in der Durchtrittsöffnung angedrückt wird, können die Detektoren hinsichtlich ihrer Ausrichtung über die Empfangsoptik konstruktiv genau im Träger festgelegt werden, sodass es keiner zusätzlichen Justiermöglichkeit für die Lichtsender zu deren Ausrichtung gegenüber den Detektoren bedarf. Die elastische Verformung der Ringdichtung stellt eine spielfreie Halterung auch im rauen Betrieb eines Förderbandes sicher. Voraussetzung ist, dass das Gehäuse der Detektoren mit der Empfangsoptik eine gegenseitige Ausrichtung ihrer Bestandteile sicherstellende Montageeinheit bildet, was im Allgemeinen der Fall ist.Since the detectors are kept centered by their receiving optics in the passage openings of the carrier by the receiving optics is pressed with its convex surface with the interposition of a ring seal to the provided here for supporting shoulder in the passage opening, the detectors with respect to their alignment on the receiving optics constructive exactly in the carrier be set so that it requires no additional adjustment possibility for the light emitter to their orientation relative to the detectors. The elastic deformation of the ring seal ensures a play-free mounting even in rough operation of a conveyor belt. The prerequisite is that the housing of the detectors with the receiving optics forms a mutual alignment of their components ensuring assembly unit, which is the case in general.

Die Abstützung der Empfangsoptiken an der Stützschulter der Durchtrittsöffnungen des Trägers über eine Ringdichtung ergibt bereits eine vorteilhafte Zentrierung des Detektors gegenüber der Durchtrittsöffnung, wenn die Ringdichtung spielfrei in die Durchtrittsöffnung eingesetzt wird bzw. sich spielfrei an die Wandung der Durchtrittsöffnung anlegt. Zur Unterstützung der zentrischen Ausrichtung der Empfangsoptik innerhalb der zugehörigen Durchtrittsöffnung können die Empfangsoptiken formschlüssig in die Durchtrittsöffnungen des Trägers eingesetzt werden, sodass sich die Empfangsoptiken selbst und nicht über die Ringdichtung radial an der Wandung der Durchtrittsöffnungen abstützen.The support of the receiving optics on the support shoulder of the passage openings of the carrier via a ring seal already results in an advantageous centering of the detector with respect to the passage opening when the ring seal is inserted without play in the passage opening or play against the wall of the passage opening without play. To support the centric alignment of the receiving optics within the associated passage opening, the receiving optics can be positively inserted into the passage openings of the carrier, so that the receiving optics support themselves and not via the ring seal radially on the wall of the passage openings.

Die Lichtsender können mit gleichem Vorteil in entsprechende Durchtrittsöffnungen des Trägers eingesetzt und unter Zwischenlage eine Ringdichtung an die Stützschulter der Durchtrittsöffnungen angedrückt gehalten werden. Es fällt zwar die Zentrierungsmöglichkeit über eine konvexe Stützfläche weg, doch reicht die plane Anlage der Lichtsender an der Ringdichtung für die Ausrichtung von deren Senderichtung aus. Zum Schutz der Lichtsender können diese über eine Glasscheibe an die Ringdichtung angedrückt werden. Der Anpressdruck sowohl der Lichtsen- 3 AT 505 329 B1 der als auch der Detektoren an die Ringdichtungen kann mit einfachen konstruktiven Mitteln, beispielsweise mit Hilfe von Befestigungsschrauben, sichergestellt werden, mit deren Hilfe die Detektoren bzw. Lichtsender unter einer elastischen Vorspannung der Ringdichtung auf dem Träger festgeschraubt werden.The light emitter can be used with equal advantage in corresponding passage openings of the carrier and an intermediate ring seal to be pressed against the support shoulder of the passage openings. Although the Zentrierungsmöglichkeit falls away on a convex support surface, but the planar design of the light emitter on the ring seal sufficient for the alignment of the transmission direction. To protect the light emitter they can be pressed against the ring seal via a glass pane. The contact pressure of both the light sensors and the detectors on the ring seals can be ensured with simple structural means, for example with the aid of fastening screws, with the aid of which the detectors or light transmitters are subjected to elastic prestressing of the ring seal on the ring seal Carrier be screwed.

Das Bereitstellen der Messdaten kann in vorteilhafter Weise dadurch vereinfacht werden, dass die Detektoren über Bus-Leitungen an eine innerhalb eines Gehäuses am Träger angeordnete Auswerte- und Speichereinheit angeschlossen werden, die einen über eine drahtlose Übertragungsstrecke ansteuerbaren Sender zur Übertragung der abgespeicherten Messdaten umfasst. Durch diese Maßnahme erübrigt sich die Anordnung einer Anzeige- und Ausgabeeinheit an der Fördereinrichtung selbst, was den Einsatz üblicher Geräte für diesen Zweck erlaubt, weil diese Geräte nicht dem rauen Förderbandbetrieb ausgesetzt werden müssen. Die Messdaten können ja über die drahtlose Übertragungsstrecke abgefragt werden.The provision of the measurement data can be simplified in an advantageous manner by connecting the detectors via bus lines to an evaluation and storage unit arranged on the carrier within a housing, which comprises a transmitter which can be controlled via a wireless transmission link for transmitting the stored measurement data. By this measure, the arrangement of a display and output unit on the conveyor itself is unnecessary, which allows the use of conventional equipment for this purpose, because these devices do not have to be exposed to the rough conveyor belt operation. The measured data can indeed be queried via the wireless transmission link.

Besonders vorteilhafte Konstruktionsbedingungen ergeben sich, wenn der als Gehäuseboden ausgebildete Träger mit dem Gehäuse einen Kastenträger bildet, der für eine zusätzliche Steifigkeit des Trägers, insbesondere hinsichtlich einer Längsachse bezüglich des Förderbandes sorgt. Biegungen um eine solche Längsachse haben allerdings im Gegensatz zu Biegungen um Querachsen nur einen geringen Einfluss auf die Messgenauigkeit.Particularly advantageous construction conditions arise when the carrier formed as a housing bottom forms with the housing a box girder, which provides for an additional rigidity of the carrier, in particular with respect to a longitudinal axis with respect to the conveyor belt. However, bends around such a longitudinal axis, in contrast to bends around transverse axes, have only a small influence on the measurement accuracy.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen:In the drawing, the subject invention is shown, for example. Show it:

Fig. 1 eine Messeinrichtung einer erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband ausschnittsweise im Bereich des Trägers für die Lichtsender und Detektoren in einem vereinfachten Querschnitt und Fig. 2 die Messeinrichtung nach der Fig. 1 in einem vereinfachten Schnitt nach der Linie ll-ll der Fig. 1.1 shows a measuring device of a device according to the invention for determining a quantity of bulk material on a conveyor belt in sections in the region of the carrier for the light emitters and detectors in a simplified cross section, and FIG. 2 shows the measuring device according to FIG. 1 in a simplified section along the line II-II FIG. 1.

Die dargestellte Vorrichtung weist einen plattenförmigen, biege- und verwindungssteifen Träger 1 vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung auf, in dem auf einander gegenüberliegenden Randabschnitten voneinander weggeneigte Montageflächen 2 einerseits für Lichtsender 3 und anderseits für Detektoren 4 zur an sich bekannten Messung des Oberflächenverlaufs einer Schüttgutmenge auf einem Förderband durch Triangulation vorgesehen sind. Im Bereich dieser Montageflächen 2 bildet der Träger 1 Durchtrittsöffnungen 5, in denen einerseits die Lichtsender 3 und anderseits die Detektoren 4 zueinander ausgerichtet gehalten werden. Zu diesem Zweck bilden die Durchtrittsöffnungen 5 einspringende Stützschultern 6, an die die Lichtsender 3 und die Detektoren 4 unter Zwischenlage je einer Ringdichtung 7 angedrückt werden. Während das Gehäuse 8 für eine Laserlichtquelle 9 über eine Glasscheibe 10 für den Lichtdurchtritt formschlüssig in die Durchtrittsöffnung 5 eingreift, wird die Zentrierung der Detektoren 4 mit Hilfe der konvexen Oberfläche der Empfangsoptik 11 erreicht, die formschlüssig in die Durchtrittsöffnung 5 eingreift und axial an die Ringdichtung 7 angedrückt gehalten wird. Die CCD-Sensoren 12, die die über die Empfangsoptik 11 erhaltenen Abbildungen der am Schüttgut reflektierten Laserstrahlen ortsauflösend erfassen, bilden mit dem sie aufnehmenden Gehäuse 13, der Empfangsoptik 11 und einer Heizeinrichtung 14 für die Empfangsoptik 11 eine Montageeinheit, die mit Hilfe von in der Fig. 2 angedeuteten Schrauben 15 auf der zugehörigen Montagefläche 2 des Trägers 1 festgeschraubt werden. Mit dem Anziehen der Befestigungsschrauben 15 wird die Empfangsoptik 11 gegen die Ringdichtung 7 zentrierend angedrückt, die dadurch unter einer elastischen Vorspannung gehalten wird. In ähnlicher Weise werden die Gehäuse 8 der Lichtsender 3 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 16 an der zugehörigen Montagefläche 2 des Trägers 1 unter einer elastischen Vorspannung der Ringdichtung 7 niedergespannt, sodass sich zwischen den Lichtsendern 3 und den Detektoren 4 eine konstruktiv festgelegte räumliche Zuordnung zur Erfassung der am Schüttgut reflektierten Lichtstrahlen ergibt.The device shown has a plate-shaped, bending and torsion-resistant support 1, preferably made of an aluminum alloy, in which on opposite edge portions weggeneigte mounting surfaces 2 on the one hand for light emitter 3 and on the other hand for detectors 4 for known measurement of the surface profile of a bulk amount on a conveyor belt are provided by triangulation. In the area of these mounting surfaces 2, the carrier 1 forms passage openings 5, in which on the one hand the light emitter 3 and on the other hand the detectors 4 are kept aligned with each other. For this purpose, the passage openings 5 form projecting support shoulders 6, to which the light emitter 3 and the detectors 4 are pressed with the interposition of a respective ring seal 7. While the housing 8 for a laser light source 9 via a glass 10 for the passage of light positively engages in the passage opening 5, the centering of the detectors 4 by means of the convex surface of the receiving optics 11 is achieved, which engages positively in the passage opening 5 and axially to the ring seal 7 is kept pressed. The CCD sensors 12, which detect the received on the receiving optics 11 images of the bulk material reflected laser beams spatially form, with the receiving housing 13, the receiving optics 11 and a heater 14 for the receiving optics 11 a mounting unit using the in the Fig. 2 indicated screws 15 are screwed onto the associated mounting surface 2 of the carrier 1. With the tightening of the fastening screws 15, the receiving optics 11 is pressed centering against the ring seal 7, which is thereby held under a resilient bias. Similarly, the housing 8 of the light emitter 3 by means of fastening screws 16 are clamped to the associated mounting surface 2 of the support 1 under a resilient bias of the ring seal 7, so that between the light emitters 3 and the detectors 4 a structurally fixed spatial allocation for detecting the on the bulk material reflected light rays results.

Zum Auslesen der Messwerte der CCD-Sensoren 12 weisen die Detektoren 4 Steckeranschlüs-For reading out the measured values of the CCD sensors 12, the detectors have 4 plug connections.

Claims

4 AT 505 329 B1 se 17 for a bus line that connects the CCD sensors 12 with a provided on the support 1, not shown for clarity evaluation and storage unit. This evaluation and storage unit is provided with a transmitting unit for the respective stored measurement data, wherein the transmitting unit can be controlled via a wireless transmission path for transmitting the measurement data in a conventional manner. For driving and powering the light emitter 3, the light emitters 3 are likewise provided with plug connections 18, so that the light emitters 3 can be cyclically controlled via a central control device provided on the carrier 1. The light transmitter 3 and the detectors 4 are housed with the central control device for the light emitter 3 and the evaluation and storage unit for the detectors 4 in a housing 19, for which the carrier 1 forms the housing bottom. The support thus results together with the housing 19 a box girder, which provides for an additional rigidity of the carrier 1, in particular to bending stresses about a longitudinal axis with respect to the conveyor belt, whose conveying direction is transverse to the longitudinal extent of the carrier 1. 1. Apparatus for determining a quantity of bulk material on a conveyor belt with a measuring device for non-contact detection of each related to a cross-sectional plane surface profile of the bulk material by triangulation, the measuring device associated with a bending and torsionally rigid support for receiving on the one hand of light emitters and on the other hand of the light emitters Detectors with a receiving optics for the light beam reflected at the bulk material comprises, characterized in that the receiving optics (4) in concentric openings (5) of the carrier (1) are used and that the passage openings (5) has a reentrant support shoulder (6) for the respective Form receiving optics (11), which is held pressed with the interposition of a ring seal (7) under an elastic deformation of this ring seal (7) to the support shoulder (6).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the receiving optics (11) are positively inserted into the passage openings (5) of the carrier (1).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the light emitter (3) as the receiving optics (11) in a support shoulder (6) forming passage openings (5) and with the interposition of a ring seal (7) to the support shoulder (6) are held pressed.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the detectors (4) via bus lines to a within a housing (19) on the carrier (1) arranged evaluation and storage unit are connected, the one via a wireless Transmission link controlled transmitter for transmitting the stored measurement data includes.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the housing formed as a base carrier (1) with the housing (19) forms a box girder. For this purpose 2 sheets of drawings