AT526510B1

AT526510B1 - Device for determining a bulk material quantity on a conveyor belt

Info

Publication number: AT526510B1
Application number: ATA50208/2023A
Authority: AT
Inventors: Hamberger Martin
Original assignee: H Sensortechnik Gmbh
Priority date: 2023-03-20
Filing date: 2023-03-20
Publication date: 2024-04-15
Also published as: AT526510A4

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband (1) mit einer Messeinrichtung (2) zur berührungslosen Erfassung des jeweils auf eine Querschnittsebene bezogenen Oberflächenverlaufs (3) des Schüttgutes (4) durch Triangulation beschrieben, wobei die Messeinrichtung (2) auf einem Träger (5) angeordnete Lichtsender (6) und den Lichtsendern (6) zugeordnete Detektoren (8) für die am Schüttgut (4) reflektierten Lichtstrahlen (7) sowie eine die Lichtsender (6) einzeln ansteuernde Steuereinrichtung (12) umfasst. Um Fehlmessungen zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass die Detektoren (8) eine Einrichtung zur Messung der Intensität des von den am Schüttgut (4) reflektierten Lichtstrahlen (7) der Lichtsender (6) empfangenen Lichts aufweisen und dass die Steuereinrichtung (12) die Lichtsender (6) in Abhängigkeit von einer Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellwerts der Intensität des empfangenen reflektierten Lichts für die Messung abschaltet.A device for determining a bulk material quantity on a conveyor belt (1) is described with a measuring device (2) for contactless detection of the surface profile (3) of the bulk material (4) in relation to a cross-sectional plane by triangulation, wherein the measuring device (2) comprises light transmitters (6) arranged on a carrier (5) and detectors (8) assigned to the light transmitters (6) for the light rays (7) reflected from the bulk material (4), as well as a control device (12) which individually controls the light transmitters (6). In order to avoid incorrect measurements, it is proposed that the detectors (8) have a device for measuring the intensity of the light received from the light rays (7) of the light transmitters (6) reflected from the bulk material (4), and that the control device (12) switches off the light transmitters (6) depending on whether the intensity of the received reflected light falls below a predeterminable threshold value for the measurement.

Description

[0001] 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 auf einem Träger angeordnete Lichtsender und den Lichtsendern zugeordnete Detektoren für die am Schüttgut reflektierten Lichtstrahlen sowie eine die Lichtsender einzeln ansteuernde Steuereinrichtung umfasst. [0001] The invention relates to a device for determining a bulk material quantity on a conveyor belt with a measuring device for contactless detection of the surface profile of the bulk material in relation to a cross-sectional plane by triangulation, wherein the measuring device comprises light transmitters arranged on a carrier and detectors associated with the light transmitters for the light rays reflected on the bulk material as well as a control device which individually controls the light transmitters.

[0002] Um mit vergleichsweise einfachen Mitteln die durch ein Förderband geförderte Schüttgutmenge optisch zu erfassen, ist es bekannt (AT 5 728 U1), eine Triangulationsmesseinrichtung vorzusehen, mit deren Hilfe der Oberflächenverlauf des Schüttgutes in einer Querschnittsebene bestimmt werden kann. Zu diesem Zweck sind auf einem Träger einerseits Lichtsender für in einer Querschnittsebene verlaufende, über die Förderbandbreite verteilte Lichtstrahlen und anderseits den Lichtsendern zumindest gruppenweise zugeordnete Detektoren vorgesehen, mit deren Hilfe die Lage der durch eine Empfangsoptik erhaltenen Abbildungen der Messpunkte ermittelt wird, die sich durch die Lichtpunkte der auf die Schüttgutoberfläche auftreffenden Lichtstrahlen ergeben. Es muss allerdings für eine Einzelerfassung jedes durch die einzelnen Lichtsender bestimmten Messpunktes ohne Beeinflussung durch die Lichtstrahlen der anderen Lichtsender gesorgt werden, was durch eine Steuereinrichtung sichergestellt wird, die die Lichtsender nacheinander ansteuert, sodass den Lichtsendern zumindest gruppenweise ein Detektor zugeordnet werden kann, über den die Lage der über eine Empfangsoptik erhaltenen Abbildung des durch den jeweils eingeschalteten Lichtsender erzeugten Lichtpunktes auf dem Schüttgut erfasst und zur Abstandsbestimmung der Schüttgutoberfläche von der Messeinrichtung ausgewertet werden kann. Treffen die Lichtstrahlen einzelner Lichtsender zufolge einer ungleichmäßigen Beschickung des Förderbandes nicht auf der Schüttgutoberfläche, sondern beispielsweise auf einer Längsrandeinfassung des Förderbandes auf, so kann dies zu einer Fehlmessung führen. [0002] In order to optically detect the quantity of bulk material conveyed by a conveyor belt using comparatively simple means, it is known (AT 5 728 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. For this purpose, on the one hand, light transmitters for light beams running in a cross-sectional plane and distributed over the conveyor belt width are provided on a carrier, and on the other hand, detectors assigned to the light transmitters at least in groups, with the aid of which the position of the images of the measuring points obtained by a receiving optics is determined, which result from the light points of the light beams striking the bulk material surface. However, it must be ensured that each measuring point determined by the individual light transmitters is recorded individually without being influenced by the light beams of the other light transmitters. This is ensured by a control device that controls the light transmitters one after the other, so that a detector can be assigned to the light transmitters, at least in groups, via which the position of the image of the light point generated by the respective switched-on light transmitter on the bulk material, obtained via a receiving optics, can be recorded and evaluated by the measuring device to determine the distance to the bulk material surface. If the light beams of individual light transmitters do not hit the bulk material surface due to uneven loading of the conveyor belt, but instead, for example, hit a longitudinal edge of the conveyor belt, this can lead to an incorrect measurement.

[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Fehlmessungen aufgrund von Randeinfassungen des Förderbands zu vermeiden. [0003] The invention is therefore based on the object of avoiding incorrect measurements due to edge edging of the conveyor belt.

[0004] Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Detektoren eine Einrichtung zur Messung der Intensität des von den am Schüttgut reflektierten Lichtstrahlen der Lichtsender empfangenen Lichts aufweisen und dass die Steuereinrichtung die Lichtsender in Abhängigkeit von einer Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellwerts der Intensität des empfangenen reflektierten Lichts für die Messung abschaltet. [0004] Starting from a device of the type described at the outset, the invention achieves the stated object in that the detectors have a device for measuring the intensity of the light received from the light beams of the light transmitters reflected from the bulk material and in that the control device switches off the light transmitters depending on whether the intensity of the received reflected light falls below a predeterminable threshold value for the measurement.

[0005] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die auf die üblicherweise metallischen Randeinfassungen auftreffenden Lichtstrahlen der Lichtsender mit einer geringeren Streuung reflektiert werden als Lichtstrahlen, die auf das Schüttgut auftreffen. Dies bedeutet, dass die Intensität des von den Detektoren empfangenen Lichts der Lichtpunkte, die durch die auf die Randeinfassung auftreffenden Lichtstrahlen erhalten werden, merklich geringer ist als die Intensität des durch die Detektoren empfangenen Lichts der Messpunkte, also der Lichtpunkte durch die auf die Schüttgutoberfläche auftreffenden Lichtstrahlen. Aufgrund der geringeren Streuung der an den metallischen Randeinfassungen reflektierten Lichtstrahlen und dem Umstand, dass die Detektoren nur mit einem Anteil dieses Streulichts beaufschlagt werden, kann anhand der Intensität des von den Detektoren empfangenen Lichts beurteilt werden, ob der jeweilige Lichtstrahl auf die Randeinfassung oder auf eine Schüttgutoberfläche auftrifft. Durch einen Vergleich der Messsignale der Messeinrichtung für die Intensität des von den Detektoren empfangenen Lichts mit einem vorgegebenen Schwellwert der Lichtintensität können somit durch die Steuereinrichtung die Lichtsender für eine Messung abgeschaltet werden, deren Lichtstrahlen auf die Randeinfassung fallen und folglich Streulicht mit vergleichsweise geringer Intensität in Richtung des zugehörigen Detektors reflektieren. Mit der Erfassung lediglich von Messpunkten auf der Schüttgutoberfläche kann somit die Messgenauigkeit erheblich gesteigert werden. [0005] The invention is based on the finding that the light rays of the light emitters striking the usually metallic edge surrounds are reflected with less scattering than light rays striking the bulk material. This means that the intensity of the light received by the detectors from the light points obtained by the light rays striking the edge surround is noticeably lower than the intensity of the light received by the detectors from the measuring points, i.e. the light points obtained by the light rays striking the bulk material surface. Due to the lower scattering of the light rays reflected by the metallic edge surrounds and the fact that the detectors are only exposed to a portion of this scattered light, it can be judged from the intensity of the light received by the detectors whether the respective light beam strikes the edge surround or a bulk material surface. By comparing the measurement signals of the measuring device for the intensity of the light received by the detectors with a predetermined threshold value of the light intensity, the control device can switch off the light transmitters for a measurement whose light rays fall on the edge and consequently reflect scattered light with a comparatively low intensity in the direction of the associated detector. By only recording measuring points on the bulk material surface, the measurement accuracy can be significantly increased.

[0006] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es wird eine [0006] The drawing shows the subject matter of the invention by way of example.

erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband in einem schematischen Blockschaltbild gezeigt. A device according to the invention for determining a quantity of bulk material on a conveyor belt is shown in a schematic block diagram.

[0007] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen einer Schüttgutmenge auf einem Förderband 1 weist eine Messeinrichtung 2 auf, die den jeweiligen, auf eine Querschnittsebene bezogenen Oberflächenverlauf 3 des Schüttgutes 4 durch Triangulation erfasst. Zu diesem Zweck sind auf einem oberhalb des Förderbandes 1 angeordneten Träger 5 Lichtsender 6, wie Leuchtdioden oder Laser-Sender, vorgesehen, die beispielsweise in zwei je einer Hälfte des Förderbandes 1 zugehörigen Gruppen zusammengefasst sind, was jedoch keineswegs zwingend ist. Die strichpunktiert angedeuteten Lichtstrahlen 7 der Lichtsender 6 liegen in einer Querschnittsebene des Schüttgutes 4 und erfassen jeweils gruppenweise einen Teil des auf diese Querschnittsebene bezogenen Oberflächenverlaufs 3 des Schüttgutes 4. [0007] A device according to the invention for detecting a quantity of bulk material on a conveyor belt 1 has a measuring device 2 which detects the respective surface profile 3 of the bulk material 4 related to a cross-sectional plane by triangulation. For this purpose, light emitters 6, such as light emitting diodes or laser emitters, are provided on a carrier 5 arranged above the conveyor belt 1, which are combined, for example, in two groups, each belonging to one half of the conveyor belt 1, although this is by no means mandatory. The light beams 7 of the light emitters 6, indicated by dash-dot lines, lie in a cross-sectional plane of the bulk material 4 and detect a part of the surface profile 3 of the bulk material 4 related to this cross-sectional plane in groups.

[0008] Auf dem Träger 5 sind zwischen den beiden Gruppen von Lichtsendern 6 Detektoren 8 zur ortsauflösenden Erfassung der über eine Empfangsoptik 9 erhaltenen Abbildungen der Lichtpunkte 10 angeordnet, die sich beim Auftreffen der Lichtstrahlen 7 auf der Oberfläche des Schüttgutes 5 ergeben. [0008] On the carrier 5, between the two groups of light transmitters 6, detectors 8 are arranged for the spatially resolving detection of the images of the light points 10 obtained via a receiving optics 9, which result when the light rays 7 strike the surface of the bulk material 5.

[0009] Die über das Streulicht der am Schüttgut 4 reflektierten Lichtstrahlen 7 durch die Empfangsoptik 9 erfasste Abbildung des jeweils durch einen Lichtstrahl 7 erzeugten Lichtpunktes 10 wird hinsichtlich ihrer Lage gegenüber dem Detektor 8 von diesem erfasst, wobei Lageänderungen der Abbildung auf dem Detektor 8 aufgrund der gegebenen geometrischen Verhältnisse einer Abstandsänderung des abgebildeten Lichtpunktes 10 vom zugehörigen Lichtsender 6 entsprechen. Damit kann über die Abstandserfassung der Lichtpunkte 10 im Triangulationsverfahren der Oberflächenverlauf 3 des Schüttgutes 4 bezüglich einer Querschnittsebene bestimmt werden. Zu diesem Zweck ist dafür zu sorgen, dass im jeweiligen Empfangsbereich 11 der Empfangsoptiken 9 nur jeweils ein Lichtpunkt 10 erfasst wird, was das Ein- und Ausschalten der Lichtsender 6 in einer zeitlichen Aufeinanderfolge bedingt, um eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Lichtpunkte 10 auszuschalten. Die Lichtsender 7 werden daher über eine Steuereinrichtung 14 nacheinander ein- und ausgeschaltet. [0009] The image of the light point 10 generated by a light beam 7, captured by the receiving optics 9 via the scattered light of the light beams 7 reflected on the bulk material 4, is captured by the detector 8 with regard to its position relative to the latter, with changes in the position of the image on the detector 8 corresponding to a change in the distance of the imaged light point 10 from the associated light transmitter 6 due to the given geometric relationships. The surface profile 3 of the bulk material 4 can thus be determined with respect to a cross-sectional plane by detecting the distance of the light points 10 in the triangulation method. For this purpose, it must be ensured that only one light point 10 is captured in the respective reception area 11 of the receiving optics 9, which requires the light transmitters 6 to be switched on and off in a temporal sequence in order to prevent the individual light points 10 from influencing one another. The light transmitters 7 are therefore switched on and off one after the other via a control device 14.

[0010] Da die jeweilige Fördergeschwindigkeit des Förderbandes 1 über einen entsprechenden Geschwindigkeitsgeber ermittelt wird, kann aus den wiederholt erfassten Oberflächenverläufen 3 des Schüttgutes 4 in Verbindung mit der Fördergeschwindigkeit das geförderte Schüttgutvolumen und mithilfe des Schüttgutvolumens das jeweilige Schüttgutgewicht errechnet werden. [0010] Since the respective conveying speed of the conveyor belt 1 is determined via a corresponding speed sensor, the conveyed bulk material volume can be calculated from the repeatedly recorded surface profiles 3 of the bulk material 4 in conjunction with the conveying speed and, with the help of the bulk material volume, the respective bulk material weight can be calculated.

[0011] Wenn das Förderband 1 beidseitig mit Randeinfassungen 13 versehen ist, was häufig der Fall ist, können Lichtstrahlen 7, die nicht auf das Schüttgut, sondern auf die Randeinfassung 13 auftreffen, zu Fehlmessungen führen. Um solche Fehlmessungen zu vermeiden, sind die Detektoren 8 mit einer Einrichtung zur Messung der Intensität des von den am Schüttgut 4 reflektierten Lichtstrahlen 7 der Lichtsender 6 empfangenen Lichts ausgerüstet. [0011] If the conveyor belt 1 is provided with edge borders 13 on both sides, which is often the case, light rays 7 which do not strike the bulk material but the edge border 13 can lead to incorrect measurements. In order to avoid such incorrect measurements, the detectors 8 are equipped with a device for measuring the intensity of the light received from the light rays 7 of the light transmitters 6 which are reflected on the bulk material 4.

[0012] Es wird daher nicht nur die Lage der detektorseitigen Abbildung der Lichtpunkte 10, sondern auch die Intensität des von den Detektoren 8 empfangenen Streulichts der Lichtpunkte 10 erfasst. Da der die Detektoren 8 beaufschlagende Streulichtanteil der Lichtpunkte auf der Randeinfassung 13 vergleichsweise gering ist, weil die in der Regel aus Blech gefertigten Randeinfassungen 13 die auftreffenden Lichtstrahlen 7 mit einem erheblich geringeren Streulichtanteil als die Schüttgutoberfläche reflektieren und die Detektoren nicht mit dem reflektierten Hauptstrahl, sondern lediglich mit einem Streulichtanteil beaufschlagt werden, kann aus der Intensität des die Detektoren 8 beaufschlagenden Lichts abgeleitet werden, ob ein Lichtpunkt 10 auf der Randeinfassung 13 oder auf dem Schüttgut 4 abgebildet wird. Wird daher der Steuereinrichtung 12 ein entsprechender Schwellwert für die Lichtintensität vorgegeben, mit dem die gemessene Intensität des von den Detektoren empfangenen Lichts verglichen wird, so kann bei einem Unterschreiten des Schwellwertes der jeweilige Lichtsender 6, dessen Lichtstrahl auf die Randeinfassung 13 auftrifft, für die Messung abgeschaltet werden, wodurch Fehlmessungen durch auf die Randeinfassung auftreffende Lichtstrahlen in einfacher Weise vermieden werden können. [0012] Therefore, not only the position of the detector-side image of the light points 10 is recorded, but also the intensity of the scattered light of the light points 10 received by the detectors 8. Since the scattered light component of the light points on the edge border 13 that impacts the detectors 8 is comparatively small, because the edge borders 13, which are usually made of sheet metal, reflect the incident light rays 7 with a significantly lower scattered light component than the bulk material surface and the detectors are not exposed to the reflected main beam but only to a scattered light component, it can be deduced from the intensity of the light impacting the detectors 8 whether a light point 10 is imaged on the edge border 13 or on the bulk material 4. Therefore, if the control device 12 is given a corresponding threshold value for the light intensity, with which the measured intensity of the light received by the detectors is compared, the respective light transmitter 6, whose light beam strikes the edge border 13, can be switched off for the measurement if the threshold value is undershot, whereby incorrect measurements due to light beams striking the edge border can be easily avoided.

Claims

Patent claim

1. Device for determining a quantity of bulk material on a conveyor belt (1) with a measuring device (2) for contactless detection of the surface profile (3) of the bulk material (4) in each case related to a cross-sectional plane by triangulation, wherein the measuring device (2) comprises light transmitters (6) arranged on a carrier (5) and detectors (8) assigned to the light transmitters (6) for the light rays (7) reflected on the bulk material (4) as well as a control device (12) which individually controls the light transmitters (6), characterized in that the detectors (8) have a device for measuring the intensity of the light received from the light rays (7) of the light transmitters (6) reflected on the bulk material (4) and that the control device (12) switches off the light transmitters (6) depending on whether the intensity of the received reflected light falls below a predefinable threshold value for the measurement.

1 sheet of drawings