Vorrichtung zur gruppenweisen Sortierung von Massenpartikeln nach ihrer Grösse und anschliessender Zählung dieser Partikel in jeder Gruppe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gruppenweisen Sortierung von Massenpartikeln nach ihrer Grösse und anschliessender Zählung dieser Partikel in jeder Gruppe, insbesondere von Tropfengrössen in dispersen Systemen, mit einem die Längenabmessungen in elektrische Impulse überführenden Impulsgeber, einem von den Impulsen weiterschaltbaren Fernsprechwähler und daran angeschlossenen elektromechanischen Gruppenzählern.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird das Messen vermittels einer Mikrometer-Schraube durchgeführt, mit der eine am Umfang mit einem Nocken versehene Scheibe fest verbunden ist, welcher Nocken beim Drehen während des Messens nacheinander einen Kontakt im Stromkreis eines elektromagnetischen Fernsprechwählers mehrmals unterbricht. Die Umdrehungszahl der Schraube entspricht einer bestimmten Impuls an zahl, dem die Anzahl der Schritte eines Fernsprechwählers entspricht. Dadurch wird die Partikelgrösse bestimmt. Die eigentliche Zurechnung zu einer bestimmten Gruppe wird dann mittels einer Taste durchgeführt.
Die Rückführung des Fernsprechwählers in die Ausgangslage erfolgt mittels einer weiteren Taste. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass das Messen mittels einer Mikrometer-Schraube zeitraubend ist. Die Drehung der Stromkreisen müssen mit einer bestimmten Geschwindigkeit erfolgen, damit eine richtige und zuverlässige Tätigkeit des Fernsprechwählers gewährleistet ist. Es ist daher in diesem Falle das Messen von einer genauen Bedienung abhängig; es können somit Fehler auftreten, etwa durch falsche Einreihung. Einen weiteren Nachteil stellt die unerlässliche Bedienung der Tasten dar, durch welche die Messdauer noch verlängert und die Aufmerksamkeit der die Vorrichtung bedienenden Person gebunden wird.
Ferner ist eine der obigen ähnliche Einrichtung bekannt, die die Dicke von Baumstämmen zwischen zwei gegeneinander bewegbaren Walzen misst. Das Lager der einen trägt eine Fotozelle und eine Lichtquelle, die Achse der anderen trägt eine drehbare Blendenscheibe mit Öffnungen, deren Zahl dem Durchmesser angepasst ist, so dass die vom Fotoelement empfangenen Lichtimpulse der Durchmessergrösse proportional sind.
Sodann ist eine Zählvorrichtung bekannt, die drei Segmente aufweist, die von drei getrennten Impulsgebern gespeist werden und an deren Kontaktpunkte je ein Zähler angeschlossen ist, der durch die empfangenen Impulse weitergeschaltet wird. Die drehbaren Arme aller drei Segmente sitzen auf einer gemeinsamen Achse und werden in Abhängigkeit von der Zeit weitergeschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der auf einfache Weise der Ermittlungsvorgang teilweise automatisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Impulsgeber als drehbare, die Bewegung eines verschiebbaren Messbackens in elektrische Impulse umsetzende Fernsprechnummerscheibe ausgebildet und an eine automatische Zählereinheit angeschlossen ist, welche den Fernsprechwähler mit Gruppenzählern und einen Gesamtzähler sowie einen Impulskreis, der den Wähler weiterschaltet, und einen Blockierkreis, der die Zähler während der Weiterschaltung des Wählers blokkiert, aufweist.
Mit einer solchen Vorrichtung kann eine wesentliche Abkürzung der Messzeiten erreicht werden. Die von Hand zu erfolgende Rückbewegung der Messvorrichtung in die Ausgangslage, die bei der Mikrometer-Schraube unerlässlich ist, kann entfallen, weil eine Fernsprechnummernscheibe gewöhnlich mit einer Rückstellfeder versehen ist. Es entfallen auch diejenigen Messfehler, die durch Spiel in der Mikrometerschraube oder durch unrichtige Drehgeschwindigkeit dieser Schraube durch die Bedienung verursacht werden, und somit wird auch die Bedienungsperson bei der Messung entlastet. Die Vorrichtung arbeitet im übrigen gänzlich automatisch.
Sie besitzt keine zahlreichen von Hand zu betätigenden Schalttasten, wie die bisherigen Vorrichtungen. Das Messen wird daher erleichtert und beschleunigt. Es ergeben sich genauere Messungen mit geringerer Aufmerksamkeit. Bei alledem können weitgehend aus dem Fernsprechweisen bekannte Elemente benutzt werden.
Selbstverständlich kann ausser dem verschiebbaren Messbacken auch noch ein feststehender Messbacken vorgesehen sein.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfin dungsgegenstandes soll anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 den Anschluss einer drehbaren Fernsprechnummernscheibe an eine Messvorrichtung und
Fig. 2 ein Schema einer automatischen Zählereinheit.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch den Anschluss einer durch Unterbrecher 9 und 10 angedeuteten Fernsprechnummernscheibe 2 an eine Vorrichtung 1 zum Messen der Partikelgrössen, die aus einem verschieloba- ren Messbacken 4 mit einem Fadenkreuz 5 besteht, an dem das eine Ende eines Metallbandes 6 fest angeschlossen ist, während das andere Ende des Metallbandes am Umfang einer drehbaren Scheibe 7 festgeklemmt ist.
Eine Drehbewegung der Nummernscheibe 2 bei der Messung wird mechanisch auf die drehbare Scheibe 7 übertragen und somit auf das Metallband 6, mit welchem der Messbacken 4 von einem Rand des zu messenden Partikels zum anderen verschoben wird. Nach dem Freigeben der drehbaren Nummernscheibe 2 erfolgt die Rückwärtsbewegung derselben in ihre Ausgangslage durch die Wirkung einer Feder 8 am schiebbaren Messbacken 4, mittels welcher derselbe in die Ausgangslage gezogen wird.
Die zweckmässig herkömmliche Fernsprechnummernscheibe 2 besitzt einen Hauptunterbrecher 10 und einen Nebenunterbrecher 9, die untereinander mechanisch verbunden sind, so dass bei der Drehung der Nummernscheibe 2 die Nockenscheiben der beiden Unterbrecher 9, 10 mitgedreht werden, und zugleich auch mit denselben die mechanisch damit verbundene drehbare Scheibe 7, an deren Umfang das Metallband 6 aufgewickelt ist. Ferner ist an die Nummerscheibe 2 eine Zählereinheit 3 angeschlossen, die durch ihre Drehung beeinflusst wird.
In Fig. 2 ist diese automatische Zählereinheit 3 schematisch dargestellt sowie etwas detaillierter deren Anschluss an die drehbare Nummernscheibe 2 und an eine Gleichstromquelle 14. Diese automatische Zählereinheit 3 besteht aus drei, Hauptbestandteile nämlich aus einem Impulskreis 11, einem Blockierkreis 12 und einem Fernsprechwähler 13, der vier Kreise besitzt, und zwar einen Annulierkreis I, einen Kontrollkreis II, einen Zählkreis III und einen Sortierkreis IV. Der Annulierkreis dient vorerst dazu, eine irrtümliche Messung zu annullieren, bevor der entsprechende Impuls das Zähl werkt erreicht. Seine Hauptaufgabe besteht jedoch in der Rückführung der Zählereinheit in die Ausgangsstellung.
Der Kontrollkreis überwacht die Funktion des Annulierkreises, gleichzeitig gibt er auf optische Weise an, ob sich die automatische Zählereinheit noch in Tätigkeit befindet oder bereits in die Nullstellung zurückgekehrt ist.
Der Zählkreis III registriert die Gesamtzahl der Messvorgänge. Der Sortierkreis schliesslich enthält eine Reihe von Gruppenzählern, welche den verschiedenen Partikelgruppen zugeordnet sind, und leitet das eintreffende Signal des Messvorganges auf denjenigen Zähler, welcher die entsprechende Gruppe registriert, um auf ihm einen Zählvorgang auszulösen. Jeder Kreis besitzt ein Segment mit Umfangskontakten 0 bis 10 und einen drehbaren Arm 16, wobei die drehbaren Arme 16 miteinander mechanisch verbunden und gleichzeitig durch die Wirkung eines Relais M des Fernsprechwählers 13 verdrehbar sind.
Der Impulskreis 11 enthält ein Impulsrelais V, das auf einen Arbeitskontakt v im Annullierkreis I einwirkt, sowie ein Verzögerungsrelais S und einen Vorschaltwiderstand R, der durch einen Hilfskontakt sl überbrückt werden kann. Das Impulsrelais V ist direkt mit dem Hauptunterbrecher 10 der Nockenscheibe 2 verbunden, der Verzögerungskreis, bestehend aus Relais S, Widerstand R und Hilfskontakt sl ist parallel dazu geschaltet.
Der Blockierkreis 12 enthält ein Blockierrelais 0 und einen dazugehörigen Arbeitskontakt ba sowie ein Annullierrelais T. Er ist an den Nebenunterbrecher 9 der Nockenscheibe 2 angeschlossen. Mit dem Annullierrelais T in Serie geschaltet sind der Arbeitskontakt ba sowie ein Kontakt bl eines Relais B, das sich im nachfolgend beschriebenen Annulierkreis befindet.
Der Kreis I, der Annullierkreis (man könnte ihn auch als Rückführkreis bezeichnen), enthält ausser dem bereits erwähnten Segment, dem drehbaren Arm 16 und dem Relais B noch zwei weitere Relais M und K. B ist das bereits erwähnte Sicherungsrelais, das mit dem Drehpunkt des drehbaren Armes 16 verbunden und während der Drehung des Armes erregt ist. Das Relais B sorgt vorerst dafür, dass der Annullierkreis I und der Blockierkreis 12 während des ganzen Messvorganges eingeschaltet bleiben. Seine Hauptaufgabe besteht jedoch darin, nach Rückführung der drehbaren Arme 16 in die Nullstellung die weitere Tätigkeit der Relais T und M zu verhindern, damit die Arme 16 nicht über die Nullstellung hinaus weiter verdreht werden. Es wird daher im folgenden als Nullstellungsrelais bezeichnet.
K ist ein Schrittrelais, welches dafür sorgt, dass die vom Fernsprechwählerrelais M ermöglichte Bewegung der Arme 16 für jeden Impuls nur schrittweise erfolgt. Das Nullstellungsrelais B wirkt auf die schon erwähnten zwei Kontakte bl (im Annullierkreis) und b2. (im Blockierkreis 12) ein. Der erste Kontakt b1 bildet mit dem Schrittrelaiskontakt kl und einem Annullierrelaiskontakt tl einen Nebenschluss parallel zum Arbeitskontakt v des Impulsrelais V. Das Schrittrelais K bildet mit dem Kontakt m des Wählerrelais M und dem zweiten Annullierrelaiskontakt t einen Parallelkreis zum Wählerrelais M.
Der Kreis II, der Kontrollkreis, weist ausser dem Segment II' und Arm 16 einer Kontrollampe 15 auf. Sie gibt durch Aufleuchten die Betriebsbereitschaft (Ausgangsstellung) der Vorrichtung an. Bei Beginn der Messung wird sie ausgeschaltet.
Der Kreis III, der Zählkreis enthält neben dem Segment III' und drehbaren Arm 16 einen Gesamtzähler Pe, der jede eintreffende Messung registriert und die Gesamtzahl aller Messungen aufnimmt.
Der Kreis IV, der Sortierkreis, enthält ebenfalls ein Segment IV' und einen Arm 16 sowie ausserdem eine Reihe von Gruppen- oder Grössenzähler P-P10. Jeder Zähler entspricht einer gewissen Partikelgrösse und ist mit dem entsprechenden Umfangskontakt des Segmentes IV' verbunden. Durch die Drehung des Armes 16 auf irgend einen dieser Kontakte wird der Messimpuls nur gerade auf den am betreffenden Kontakt angeschlossenen Zähler gegeben und dort summiert. Damit ist nach Beendigung aller Messungen die Grössenverteilung der Partikel bzw. deren Häufigkeit, sortiert nach Grösse, an den Zählern ablesbar.
Nach dem Anschluss der automatischen Zählereinheit 3 an die Gleichstromquelle 14 wird im Impulskreis 11 durch das Impulsrelais V der im Annullierkreis I eingeschaltete Ruhekontakt v geöffnet, und erst dann wird vom Verzögerungsrelais S über den Widerstand R und Hilfsarbeitskontakt sl der Hauptarbeitskontakt s verzögert geschlossen, wodurch sämtliche anderen Kreise an die Stromquelle angeschlossen sind. Zugleich wird die Kontrollampe 15 im Kontrollkreis II zum Aufleuchten gebracht, was die Arbeitsbereitschaft der Vorrichtung anzeigt.
Sobald mit dem Messen der Partikelgrösse durch Drehung der Nummernscheibe 2 angefangen wird, wird auch die Nockenscheibe des Nebenunterbrechers 9 gedreht und ihr eigener Kontakt geschlossen. Dadurch wird im Blockierkreis 12 das Blockierrelais 0 eingeschaltet, welches sowohl den Ruhekontakt 01 im Zählkreis III als auch den Ruhekontakt 0 im Blockierkreis 12 öffnet, worauf der Zählkreis III und der Sortierkreis IV unterbrochen sind. Nachdem die Messung eines Partikels beendet ist, wird die Nummernscheibe 2 losgelassen, und ihr Rücklauf auf die Nockenscheibe des Hauptunterbrechers 10 übertragen, welche auf diese Art und Weise den Hauptunterbrecherkontakt abwechselnd schliesst und unterbricht. Die Anzahl der Unterbrechungen ist der Drehung der Nummernscheibe und somit auch der Grösse des gemessenen Partikels direkt proportional.
Jede einzelne Unterbrechung bewirkt im Impulskreis 11 die Aberregung des Impulsrelais V, wodurch der Ruhekontakt v im Annullierkreis I geschlossen und somit das Relais M des Fernsprecherwählers 13 in Tätigkeit gesetzt wird. Dadurch werden bei allen vier Segmenten I' bis IV' des Fernsprecherwählers 13 die untereinander verbundenen drehbaren Arme 16 gleichzeitig von einem der Umfangskontakte 1-9' zum nächsten Kontakt weiterbewegt. Im Kontrollkreis II wird die Kontrollampe 15 ausgeschaltet, was anzeigt, dass sich die automatische Zählereinheit in Tätigkeit befindet.
Zugleich wird im Annullierkreis I, in welchem am Segment I' die Umfangkontakte 1' bis 10' untereinander in gegenseitiger Verbindung steht, das Nullstellungrelais B in Tätigkeit gesetzt, durch welches sowohl der Arbeitskontakt bl im Annullierkreis I als auch der Kontakt b im Blockierkreis 12 geschaltet werden und bis zu einem Zeitpunkt geschlossen bleiben, in dem der drehbare Arm 16 in die Nullstellung zurückgestellt wird. Nach erfolgter Rückstellung der Fernsprechernummernscheibe 2 schliesst die Nockenscheibe den Kontakt des Hauptunterbrechers 10 wieder. Dieser setzt wieder das Impulsrelais V in Tätigkeit durch welches der Ruhekontakt v unterbrochen wird, so dass auch das Relais M des Fernsprechwählers 13 ausgeschaltet wird und dessen drehbare Arme 16 in der Lage 1' verbleiben.
Je nachdem. wieviel Unterbrechungen des Kontaktes des Hauptunterbrechers 10 erfolgen, werden die drehbaren Arme 16 proportional auf einen der Umfangskontakte 1' bis 10'verschoben.
Nachdem die drehbare Fernsprechernummernscheibe 2 zurückgestellt wurde, kehrt auch dei Nockenscheibe des Nebenunterbrechers 9 in die Ausgangslage zurück und öffnet den Kontakt dieses Unterbrechers, womit das Blockierrelais O im Blockierkreis 12 die Ruhekontakte Oi und 02 schliesst. Dies führt zum Anschluss des Kreises III, in welchem ein Gesamtzähler Pc für die Anzahl der Messungen das Register um eine Zahl weiter stellt und zugleich im Sortierkreis IV denjenigen Gruppenzähler einschaltet, welcher der Lage des drehbaren Armes 16 entspricht, welcher gleichfalls um eine Zahl weiter schaltet.
Zur gleichen Zeit wird im Blockierkreis 12 das Annullierrelais I erregt, welches die Arbeitskontakte t1 und t2 im Annullierkreis I schliesst und den Unterbrechungskontakt t8 im Zählkreis III öffnet, wodurch die Kreise III und IV unterbrochen werden. Da nunmehr im Annullierkreis I die Kontakte b1, kl, t1 geschlossen sind, wird dadurch das Relais M des Fernsprecherwählers 13 in Tätigkeit gesetzt, durch welche die drehbaren Arme 16 weiter um einen Umfangskontakt verdreht, und zugleich der Arbeitskontakt m geschlossen wird. Dadurch wird das Schrittrelais K erregt, welches den Ruhekontakt kl öffnet, so dass das Relais M und dessen Kontakt m unterbrochen werden, wodurch das Schrittrelais K wieder ausgeschaltet, und der Ruhekontakt kl geschlossen wird.
Das Fernsprechwählerrelais M verdreht nun mehrmals die drehbaren Arme 16, und diese Tätigkeit wird so lange wiederholt, bis die drehbaren Arme 16 ihre Ausgangslage, d. h. die Nullstellung einnehmen. In diesem Augenblick wird das Nullstellungsrelais B ausgeschaltet, die Arbeitskontakte bl und b2 unterbrochen und dadurch das Annullierrelais T im Blockierkreis 12 ausgeschaltet, welches die Arbeitskontakte tl und t2 unterbricht und den Ruhekontakt ts schliesst. Zugleich wird im Richtkreis II die Kontrollampe 15 wieder eingeschaltet und damit die erneute Betriebsbereitschaft der Vorrichtung angezeigt.
Im Falle einer fehlerhaften Messung wird durch den parallel zum Hauptunterbrecher 10 der Fernsprechnum meruscheibe 2 geschalteten Annullierkontakt z der Kontakt des Hauptunterbrechers 10 kurzgeschlossen und somit das Impulsrelais T ständig geschlossen, selbst wenn bei Rückstellung der Nummernscheibe 2 durch die Nockenscheibe dieser Kontakt nacheinanderfolgend unterbrochen wird.