DD228902A1 - UNIVERSAL MEASURING MEASURING CAPACITIVE HUMIDITY MEASURING APPARATUS FOR COFFEE FRUIT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein universelles durchsatzmessendes kapazitives Feuchtemessgeraet fuer Koernerfruechte, vorzugsweise fuer den Einsatz in der Getreidenetzung- und trocknung. Das Ziel besteht darin, ein Geraet zu schaffen, dass bei einem einfachen Aufbau und geringen Aufwand eine stoerungsfreie Einordnung in beliebige Verarbeitungsanlagen gestattet, eine hohe Genauigkeit der Feuchtemessung mit Temperatur- und Dichtekompensation und der Durchsatzmessung gewaehrleistet, eine automatische Ueberwachung der einzelnen Messaufgaben und eine Eichung des Durchsatzmessteiles ermoeglicht. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass in einem Grundgestell ein Messbehaelter, der als Waegegefaess und Messkondensator ausgebildet ist, so angeordnet wird, dass drei nebeneinander liegende Gutkanaele entstehen, wobei der Hauptstrom verzoegert durch den Messbehaelter geleitet wird und die beiden seitlichen Bypasskanaele den Ueberlauf aufnehmen. Der Messbehaelter hat einen seitlichen verschliessbaren Auslauf und fuehrt den Gutstrom in einen Leitkanal, in dem die Teilstroeme zusammengefasst und auf eine an biegeweichen Baendern aufgehangene Prallplatte geleitet werden, deren Horizontalkraft durch eine Durchsatzmesseinrichtung ausgewertet wird. Fig. 1The invention relates to a universal Durchsatzmessendes capacitive Feuchtemessgeraet for Koernerfruechte, preferably for use in cereal setting and drying. The aim is to create a device that allows a trouble-free classification in any processing facilities with a simple structure and low cost, a high accuracy of the humidity measurement with temperature and density compensation and throughput measurement ensures an automatic monitoring of the individual measurement tasks and a calibration the Durchsatzmessteiles allows. According to the invention, this is achieved by arranging a measuring container in a base frame, which is designed as a weighing vessel and measuring condenser, so that three adjacent Gutkanaele arise, the main flow is delayed passed through the Meßbehaelter and the two lateral bypass channels absorb the overflow. The measuring container has a side-closable spout and guides the material flow into a guide channel, in which the partial flows are combined and directed onto a baffle plate suspended from flexible bands, the horizontal force of which is evaluated by a throughput measuring device. Fig. 1
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
Die Erfindung beinhaltet ein universelles kapazitives Feuchtemeßgerät für Körnerfrüchte und wird vorzugsweise in der Getreidenetzung und der Getreidetrocknung in automatischen Bearbeitungsanlagen eingesetzt.The invention includes a universal capacitive moisture meter for grain crops and is preferably used in grain cropping and grain drying in automatic processing plants.
Es sind verschiedene kapazitive Feuchtemeßgeräte bekannt, die in automatischen Getreidenetzanlagen und/oder Getreidetrocknern eingesetzt werden, sich jedoch in ihrer Ausführung durch die gewählte Elektrodenform und Meßschaltung, durch unterschiedlichen Ausstattungsgrad sowie dem Aufwand bei der zusätzlichen Erfassung von für die Korrektur genutzten Störgrößen unterscheiden. Dabei wirken bei der kapazitiven Messung entsprechend dem wissenschaftlichen Erkenntnisstand sowohl Temperatur- als auch Dichtevariationen als hauptsächliche Störgrößen, so daß die konstruktive Gestaltung der Meßeinrichtung auf eine gleichmäßige konstante Befüllung des Meßkondensators gerichtet ist oder die Dichte mit anderen bekannten Meßprinzipien erfaßt und eine Temperaturkorrektur vorgenommen wird. Das Prinzip der kapazitiven Feuchtemessung basiert auf der Auswertung der Kapazität oder dem Scheinleitwert des vollständig mit dem Meßgut gefüllten Meßkondensators, so daß die mit der Veränderung des Feuchteanteiles verbundene Beeinflussung der dielektrischen Eigenschaften für die Messung ausgenutzt wird. Das erfordert für eine hohe Meßgenauigkeit eine exakte Einhaltung des Füllungsgrades sowie die Gewährleistung der vollständigen Füllung des durch die Elektroden festgelegten elektrischen Feldes des Meßkondensators.There are various capacitive Moisture meters are known that are used in automatic grain network systems and / or grain dryers, but differ in their execution by the selected electrode shape and measurement circuit, by different equipment level and the cost of additional detection of disturbances used for the correction. In the capacitive measurement according to the scientific knowledge both temperature and density variations act as the main disturbances, so that the structural design of the measuring device is directed to a uniform constant filling of the measuring capacitor or detects the density with other known measuring principles and a temperature correction is made. The principle of the capacitive humidity measurement is based on the evaluation of the capacitance or the admittance of the measuring capacitor completely filled with the test material, so that the influencing of the dielectric properties associated with the change of the moisture content is utilized for the measurement. This requires for a high accuracy of measurement exact compliance with the degree of filling and ensuring complete filling of the set by the electrodes electric field of the measuring capacitor.
Bei einer kontinuierlichen Messung des Getreidestromes wird die Förderung durch Anwendung folgender Grundprinzipe bei entsprechender Zuordnung des Förderprinzips realisiertIn a continuous measurement of the grain flow, the promotion is realized by applying the following basic principle with appropriate allocation of the funding principle
Schwerkraftförderung Gravity feed
- Einordnung des Meßkondensators oberhalb eines Dosierorganes in einen Behälter oder in Fallrohren zwischen dem gefüllten Behälter und dem Dosierorgan, so daß die maximale Füllung des Meßfeldes realisiert und die Geschwindigkeit der kontinuierlichen Gutbewegung durch die Meßstrecke von dem Durchsatz der Dosiereinrichtung bestimmt wird.- Classification of the measuring capacitor above a metering in a container or in downpipes between the filled container and the metering, so that the maximum filling of the measuring field realized and the speed of the continuous Good movement through the measuring section of the throughput of the metering device is determined.
*- Einordnung der Meßstrecke in ein Schwerkraftfördersystem bei Realisierung eines Bypasses, wobei durch entsprechende Festlegung des Auslaßquerschnittes der Meßstrecke diese beim Gutdurchfluß ständig gefüllt bleibt und somit eine Gutstromteilung erzielt wird.* - Classification of the measuring section in a gravity conveyor system in the realization of a bypass, which remains constantly filled by appropriate definition of the outlet section of the measuring section at Gutdurchfluß and thus a Gutstromteilung is achieved.
Stetigförderungsteadily promote
- Einsatz von Streufeldkondensatoren, wobei durch die Stetigförderung eine Mindestschichtdicke garantiert wird, die über der des Wirkungsbereiches des elektrischen Feldes liegt.- The use of stray field capacitors, whereby the continuous conveying a minimum layer thickness is guaranteed, which is higher than that of the effective range of the electric field.
Hydraulische FörderungHydraulic conveying
- Einordnung der Meßstrecke in einen Rohrabschnitt, wobei die Gutförderung durch das Rohr durch druckaufbauende Mittel wie Pumpen, Kolben- oder Schneckenpressen gewährleistet wird, aber bei festen Stoffen die Rohrlänge aufgrund des nicht hydraulischen Preßverhaltens stark begrenzt ist.- Classification of the measuring section in a pipe section, the Gutförderung is ensured by the pipe by pressure-increasing means such as pumps, piston or screw presses, but for solid materials, the tube length is greatly limited due to the non-hydraulic pressing behavior.
Bei diesen Grundprinzipien der Zuordnung des Kondensators zum kontinuierlichen Prozeß ist die Realisierung der Temperaturkompensation problemlos, wobei diese entweder teilweise in die Meßschaltung integriert oder als eine separate Messung mit Korrektur der Kennlinie der Feuchtemessung vorgenommen wird. Die Dichtekorrektur hat sich bei der kapazitiven Feuchtemessung bisher noch nicht voll durchgesetzt, da die kontinuierliche Dichtemessung einen relativ hohen Aufwand erfordert.In these basic principles of the assignment of the capacitor to the continuous process, the realization of the temperature compensation is easy, which is either partially integrated into the measuring circuit or made as a separate measurement with correction of the characteristic of the moisture measurement. The density correction has not yet fully enforced in the capacitive moisture measurement, since the continuous density measurement requires a relatively high effort.
Die kontinuierliche Dichtemessung freifließender Medien wird radiometrisch oder gravimetrisch nach dem Pyknometerprinzip durchgeführt.The continuous density measurement of free-flowing media is carried out radiometrically or gravimetrically according to the pycnometer principle.
Das radiometrische Verfahren der Dichtemessung ist mittels Streu- oder Durchstrahlungssonden bein allen vorgenanntenThe radiometric method of density measurement is by means of scatter or radiation probes in all the above
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Grundprinzipien der kapazitiven Messung anwendbar, wobei aus der räumlichen Trennung zwischen dem elektrischen Meßfeld und dem Wirkungsbereich der radiometrischen Meßsonde ein zeitlicher Versatz der Messung resultiert. Eine gleichzeitige Bestimmung der Dichte und der dielektrischen Eigenschaften ist technisch nur durch die Ausbildung des Meßkondensators als Wägegefäß und damit der Dichtebestimmung nach dem Pyknometerprinzip (Wägung eines durchflossenen Meßbehälters konstanter Füllung) zu realisieren.Basic principles of the capacitive measurement applicable, with a temporal offset of the measurement results from the spatial separation between the electrical measuring field and the sphere of action of the radiometric probe. A simultaneous determination of the density and the dielectric properties is technically only by the formation of the measuring capacitor as a weighing vessel and thus the density determination according to the pycnometer principle (weighing a measuring container flowing through constant filling) to realize.
Diese Variante entspricht der Einordnung der Meßstrecke in ein Schwerkraftfördersystem mit Bypaß bei Variation des Durchsatzes.This variant corresponds to the classification of the test section in a gravity feed system with bypass with variation of the throughput.
Der Einsatz des Feuchtemeßgerätes in der Getreideverarbeitung zur Steuerung des Verarbeitungsprozesses verlangt weiterhin die Erfassung des Durchsatzes oder eine dosierte Austragung.The use of the moisture meter in grain processing to control the processing process further requires the detection of throughput or metered discharge.
Zur kontinuierlichen kapazitiven Feuchtemessung in Anlagen der Getreideverarbeitung sind verschiedene Lösungen von Feuchtemeßgeräten· bekannt.Various solutions of moisture measuring devices are known for continuous capacitive moisture measurement in grain processing plants.
— Das System Kurt Ernst Hydromat ist durch die kapazitive Feuchtemessung mittels eines Streufeldkondensators mit drei übereinander angeordneten Ringen, die ein Fallrohr, welches über einem Volumendosierer angeordnet und somit ständig mit Gut gefüllt ist, umschließen, gekennzeichnet. Es erfolgt keine Erfassung der Dichte. Der Füllstand wird mit einem oberhalb der Feuchtemeßelektroden angeordneten kapazitiven Füllstandsmelder erfaßt. Die Nachteile dieses Systems liegen im Fehlen der * Dichtekompensation, der begrenzten Einordnung in beliebige Förderstrecken und der Abhängigkeit der Gutgeschwindigkeit durch die Meßstrecke von der Einstellung des Dosierers und damit der Beeinflussung des Feuchtemeßwertes durch geschwindigkeitsabhängige Dichtevariation.- The Kurt Ernst Hydromat system is characterized by the capacitive moisture measurement by means of a stray field capacitor with three superimposed rings, which enclose a downpipe, which is arranged above a volumetric feeder and thus constantly filled with Well surround. There is no detection of the density. The level is detected by a capacitive level detector arranged above the humidity measuring electrodes. The disadvantages of this system are the lack of * density compensation, the limited classification in any conveyor lines and the dependence of the material velocity through the measuring path of the setting of the dosing and thus the influence of the moisture content by speed-dependent density variation.
— Das System Super-Conti ist durch eine quasikontinuierliche kapazitive Messung gekennzeichnet, dabei werden abgewogene Proben aus dem Gutstrom entnommen und in einen Koaxialkondensator eingebracht. Dichteänderungen wirken sich durch die Änderung des Füllungsgrades bei konstanter Einwaage direkt korrigierend auf die Meßgenauigkeit aus. Die Dichte wird damit nicht separat erfaßt. Bei diesem System wird keine Erfassung des Durchsatzes vorgenommen.- The system Super-Conti is characterized by a quasi-continuous capacitive measurement, thereby weighed samples are removed from the material flow and placed in a coaxial condenser. Density changes have a direct corrective effect on the measurement accuracy due to the change in the degree of filling with a constant weight. The density is thus not detected separately. This system does not record throughput.
— Das Verfahren und die Vorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung der Feuchtigkeit von schüttfähigen Nahrungsmitteln gemäß AP 160 080 entspricht dem höchsten Ausbaugrad der kapazitiven Feuchtemessung für den Einsatz in der automatischen Getreidenetzung. Dieses System ist durch die nachfolgenden Funktionen gekennzeichnet:- The method and device for the continuous determination of the moisture content of pourable foodstuffs according to AP 160 080 corresponds to the highest level of capacitive moisture measurement for use in automatic grain setting. This system is characterized by the following functions:
• Aufteilung des Gutstromes in einen konstanten Prozentsatz zwischen Haupt- und Nebenstrom durch die Meßstrecke, wobei durch gesteuerten Produktrückstau des Hauptstromes die Meßstrecke durch Überlauf gefüllt wird.• Distribution of the good flow in a constant percentage between the main and secondary flow through the measuring section, which is filled by controlled product backwater of the main stream, the measuring section by overflow.
• Erzeugung eines gesteuerten Produktrückstaus auf die Meßstrecke durch Zusammenführen der beiden Teilströme und Absperrung mit einem Regelschieber, wobei der Produktrückstau so gesteuert wird, daß die Meßstrecke im wesentlichen dauernd voll gefüllt bleibt.• Generating a controlled product backlog on the test section by merging the two partial flows and shut-off with a control slide, the product back pressure is controlled so that the test section remains substantially permanently full.
• Regelung der Gutbewegung in den Bypaßkanal auf ein konstantes Niveau und momentane Bestimmung des Durchsatzes des Gesamtstromes durch ein kontinuierliches Durchflußmeßgerät, wobei durch Soll-Ist-Vergleich der Regelschieber entsprechend Solldurchsatz gesteuert wird.• Regulation of the good movement in the bypass channel to a constant level and instantaneous determination of the flow rate of the total flow through a continuous flow meter, which is controlled by target-actual comparison of the control slide according to target flow rate.
Diese vorgenannte Einrichtung hat trotz des hohen Ausstatturtgsgrades mit dichtekorrigierter kapazitiver Feuchtemessung sowie Durchsatzregelung und -erfassung folgende Nachteile:Despite the high level of equipment with density-corrected capacitive moisture measurement and throughput regulation and detection, this aforementioned device has the following disadvantages:
• Die notwendige Realisierung des Produktrückstaues erschwert die Einordnung der Einrichtung in die Verarbeitungslinien. Wird der Durchsatz nicht durch ein übergeordnetes Steuerungssystem durchsatzmäßig an die Gesamtanlage angepaßt, führt dieser Produktrückstau zur Beeinflussung der Funktion der vorgeordneten Maschinen. Fehlt diese übergeordnete Steuerung, muß durch zusätzliche Füllstandsmelder die Rückwirkung der Einrichtung auf die vorgeordneten Maschinen erfaßt und entsprechend ausgewertet werden. Damit ist zur Gewährleistung der Funktionssicherheit der Anlage ein relativ hoher Zusatzaufwand erforderlich.• The necessary realization of the product backlog makes it difficult to classify the device in the processing lines. If the throughput is not matched by a higher-level control system throughput to the overall system, this product backlog will affect the function of the upstream machines. Missing these higher-level control, must be detected by additional level indicators, the reaction of the device to the upstream machines and evaluated accordingly. This is to ensure the reliability of the system, a relatively high overhead required.
• Der Produktrückstau führt zu einer Beeinflussung der Meßgenauigkeit der Dichtebestimmung, da sich der Meßbehälter auf der angestauten Gutsäule abstützen kann. Analog wird auch im Einlaufbereich der Meßstrecke durch einen nicht konstanten Füllungsgrad eine Beeinflussung der Dichtemessung hervorgerufen.• The product backlog leads to an influence on the measuring accuracy of the density determination, since the measuring container can be supported on the accumulated Gutsäule. Analogously, an influence of the density measurement is also caused in the inlet region of the test section by a non-constant degree of filling.
• Die Durchsatzmeßeinrichtung basiert auf der Ablenkung des Gutstromes durch ein nach oben abgewinkeltes Rutschblech, wobei das durch die Ablenkung verursachte Drehmoment ausgewertet wird. Durch das Abrutschen des Gutstromes auf dem Leitblech wird die Messung reibwertabhängig, so daß auch hier eine Verringerung der Meßgenauigkeit bei schwankenden Guteigenschaften eintritt.• The flow rate measuring device is based on the deflection of the material flow through an upwardly angled slide plate, whereby the torque caused by the deflection is evaluated. Due to the slipping of the material flow on the baffle, the measurement is dependent on friction, so that here also a reduction in the accuracy of measurement occurs with fluctuating quality properties.
• Durch Einordnung des Meßbehälters oberhalb des Staubereiches ist eine gegenseitige Überwachung der Dichte-, Kapazitätsund Durchsatzmessung nicht gegeben und der Behälter auch nicht als Speicherbehälter zur Realisierung einer Eichung der Durchsatzmeßeinrichtung geeignet.• By arranging the measuring container above the storage area a mutual monitoring of the density, capacity and flow rate measurement is not given and the container is not suitable as a storage container for realizing a calibration of the flow rate.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein universelles, durchsatzmessendes, kapazitives Feuchtemeßgerät für die Getreidebearbeitung zu schaffen, das mit geringem Aufwand und einfachem Aufbau eine störungsfreie Einordnung in beliebige Verarbeitungslinien gestattet, sowie eine hohe Genauigkeit der Feuchtemessung mit Temperatur- und Dichtekompensation und der Durchsatzmessu-ig gewährleistet. Die konstruktive Gestaltung soll eine automatische Überwachung der Arbeitsweise der einzelnen Meßaufgaben und auch eine Eichung des Durchsatzmeßteilse auf das zu kontrollierende Gut ermöglichen.The object of the invention is to provide a universal, throughput measuring, capacitive moisture meter for grain processing, which allows trouble-free classification in any processing lines with little effort and simple construction, as well as a high accuracy of the moisture measurement with temperature and density compensation and the Durchsatzmassu- guaranteed. The structural design should allow automatic monitoring of the operation of the individual measurement tasks and also a calibration of Durchsatzmeßteilse on the good to be controlled.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein universelles, durchsatzmessendes, kapazitives Feuchtemeßgerät zu schaffen, das einen Meßbehälter hat, der sowohl als Meßkondensator mit Temperaturmesser, als auch als Wägebehälter zur Dichtemessung nach dem Pyknometerprinzip ausgeführt ist und das eine solche Durchflußmeßeinrichtung aufweist, die einen Produktrückstau auf die Förderstrecke verhindert und der Meßbehälter auch als Vorratsbehälter zur Eichung der Durchflußmeßeinrichtung dient. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß über einem Meßbehälter eine lastaufnehmende Einlauf-, Verteil- und Leiteinrichtung angeordnet ist.The invention has for its object to provide a universal, durchsatzmessendes, capacitive Moisture meter, which has a measuring container, which is designed both as a measuring capacitor with a temperature meter, and as a weighing container for density measurement on the pyknometer principle and having such a flow measuring device, which is a product backlog prevented on the conveyor line and the measuring container also serves as a reservoir for calibration of the flowmeter. The object is achieved in that a load-receiving inlet, distribution and guide is arranged above a measuring container.
Der Meßbehälter, dessen beide Stirnwände mit entsprechenden Dicht- und Leitelementen zusammen mit dem Gehäuse des Gerätes zwei Bypaßkanäle bilden, ist am Auslauf als schließbarer Meßkondensator und Wägegefäß ausgebildet. Des weiteren befinden sich in der Meßeinrichtung ein Leitkanal zum Zusammenführen der drei Teilströme, eine gewölbte Prallplatte zur Durchsatzmessung und entsprechende Meßaufnehmer zur Kapazitätsmessung, Temperaturmessung, Wägung des Meßbehälters und Messung der Prallkraft. Durch die konstruktive Gestaltung der einzelnen Elemente gelangt der Gutstrom über ein Einlaufrohr auf eine oberhalbThe measuring container, form the two end walls with corresponding sealing and guiding elements together with the housing of the device two bypass channels, is formed on the outlet as a closable measuring capacitor and weighing vessel. Furthermore, in the measuring device, a guide channel for merging the three partial streams, a curved baffle plate for flow rate measurement and corresponding transducers for capacitance measurement, temperature measurement, weighing the measuring container and measuring the impact force. Due to the structural design of the individual elements of the material flow passes through an inlet pipe to an above
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des Meßbehälters angeordnete, am Gehäuse befestigte, Verteil- und Leiteinrichtung, die das Gut in den Meßbehälter leitet. Der Meßbehälter ist so ausgebildet, daß der Auslauf seitlich versetzt angeordnet und durch eine gewichtsbelastete, handsperrbare oder fernbedienbare Klappe verschlossen wird, die zur Einstellung.eines vorzuwählenden Durchsatzes durch den Meßbehälter mittels der maximalen Öffnungsbreite des Klappenspaltes begrenzt werden kann. Durch das Verschließen des Klappenspaltes kann der Durchflußbehälter in einen Vorratsbehälter, der die Eichung der Durchsatzmessung ermöglicht, verwandelt werden. Die Neigung des Auslaufbodens und die gewichtsbelastete Auslaufklappe gewährleisten bei den möglichen Öffnungsbreiten des Ausflußspaltes eine Verzögerung des Gutstromes durch den Meßbehälter. Der Durchsatz des Gutstromes durch den Meßbehälter wird vorzugsweise so eingestellt, daß der Minimaldurchsatz der gesamten Anlage darüberliegt, so daß durch Verzögerung der Gutbewegung der Meßbehälter bis zum Überlauf gefüllt ist. Der Meßbehälter hat im Einlaufbereich einen rechteckigen Querschnitt mit zwei sich gegenüberliegenden überhöhten Seitenwänden. Die Verteil- und Leiteinrichtung ist zwischen den überhöhten Seitenwänden angeordnet und bildet mit ihren oberen Ablaufkanten und den tiefer gesetzten Seitenwänden einen Winkel zur Horizontalen, der dem Schüttwinkel des Getreides entspricht. Wird der Meßbehälter gefüllt, dann fließt der Überlaufstrom über die tiefer gesetzten Seitenwände beidseitig des Meßbehälters ab. Bei konstantem Schüttwinkel des Getreidestromes wird ein konstanter Füllungsgrad des Meßbehälters erreicht, so daß durch Wägung desselben die Dichte des durchfließenden Gutstromes bestimmt werden kann. Die seitlichen Bypässe werden durch die tiefer gesetzten Seitenwände und dem mit Dichtleisten versehenen Gehäuse gebildet, dabei wird der eine Bypaßstrom parallel zum Auslaufboden unterhalb des Meßbehälters mittels Schurre zum Leitkanal geführt. Im Leitkanal werden die beiden Bypaßströme und der die Meßstrecke durchlaufende Hauptstrom zusammengeführt. Die Schurren der Bypaßströme sind zum Leitkanal derart angeordnet, daß sich im Verbindungspunkt der drei Teilströme die gleiche vertikale Geschwindigkeitskomponente ergibt, dies ist Voraussetzung für eine exakte Durchsatzbestimmung mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät.arranged the measuring container, fixed to the housing, distribution and guiding device which directs the goods in the measuring container. The measuring container is designed so that the outlet is arranged laterally offset and closed by a weight-loaded, lockable or remote-operated flap, which can be limited to the setting of a preselected throughput by the measuring container by means of the maximum opening width of the flap gap. By closing the flap gap, the flow container can be transformed into a reservoir that allows calibration of the flow rate measurement. The inclination of the outlet bottom and the weight-loaded outlet flap ensure a delay in the flow of material through the measuring container in the possible opening widths of the outflow gap. The flow rate of the flow through the measuring container is preferably adjusted so that the minimum flow rate of the entire system is located above, so that is filled by delaying the movement of the material of the measuring container to the overflow. The measuring container has a rectangular cross-section in the inlet region with two opposing raised side walls. The distribution and guide is arranged between the elevated side walls and forms with their upper edges and the lowered side walls set an angle to the horizontal, which corresponds to the angle of repose of the grain. If the measuring container is filled, then the overflow stream flows over the lower set side walls on both sides of the measuring container. At a constant angle of repose grain flow a constant degree of filling of the measuring container is reached, so that the same by weighing the density of the flowing material flow can be determined. The lateral bypasses are formed by the lower set side walls and the housing provided with sealing strips, while a bypass flow is performed parallel to the outlet bottom below the measuring container by means of chute to the guide channel. The two bypass streams and the main flow passing through the test section are combined in the guide channel. The chutes of the bypass streams are arranged to the guide channel so that the same vertical velocity component results in the connection point of the three streams, this is a prerequisite for an accurate determination of throughput with the measuring device according to the invention.
Die Krümmung der an biegeweichen Bändern aufgehangenen Prallplatte unterhalb des Leitkanals und der auftretende Fallweg des Gutstromes vom Verbindungspunkt der drei Teilströme bis zu den Auftreffpunkten auf der Prallplatte ist derart gestaltet, daß die horizontale Kraftwirkung eines auf die Prallplatte prallenden Masseteiichens unabhängig vom Auftreffpunkt ist und damit die bei einem Gutstrom durch die Vielzahl der Einzelimpulse erzeugte Horizontalkraft proportional dem Durchsatz ist. Durch die Aufhängung der Prallplatte an biegeweichen Bändern wird in Verbindung mit der in horizontaler Richtung wirkenden Kraftmeßeinrichtung hoher Federkonstante und minimalen Meßweg eine Parallelführung der Prallplatte erreicht und damit die zugrunde gelegte Meßgeometrie im gesamten Durchsatzbereich beibehalten. Die Auswertung der durchsatzproportionalen Horizontalkraft führt zu einer Verringerung der Störanfälligkeit und somit zur Unabhängigkeit der Meßeinrichtung von Staub und sonstigen Ablagerungen auf der Prallplatte.The curvature of the baffle bands suspended baffle plate below the guide channel and the occurring fall path of the material flow from the junction of the three partial streams to the impact points on the baffle plate is designed such that the horizontal force of a bouncing on the baffle Masseteiichens is independent of the impact point and thus the at a product flow generated by the plurality of individual pulses horizontal force is proportional to the throughput. Due to the suspension of the baffle plate on flexible bands a parallel guidance of the baffle plate is achieved in conjunction with the force acting in the horizontal direction force measuring device high spring constant and minimal measuring path and thus retained the underlying measurement geometry throughout the throughput range. The evaluation of the throughput-proportional horizontal force leads to a reduction in susceptibility and thus the independence of the measuring device of dust and other deposits on the baffle plate.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist mit einem Rechner verbunden, der die Korrekturrechnung zur Bestimmung des Feuchteanteiles aus dem Kapazitäts-, Dichte- und Temperaturmeßwert vornimmt. Das universelle, durchsatzmessende kapazitive Feuchtemeßgerät ist derart gestaltet, daß durch den Rechner die folgenden Kontrollfunktionen zur Erhöhung der Funktionssicherheit realisiert werden. Bei fest eingestelltem Öffnungsspalt der Auslaufklappe ist der Maximaldurchsatz des Hauptstromes durch den Meßbehälter als Grenzwert gegeben. Wird das Überschreiten dieses Durchsatzes durch den Durchflußmeßteil festgestellt, arbeitet die Einrichtung im Überlaufbetrieb und der notwendige Füllungsgrad für die exakte Dichte- und Feuchtemessung ist damit erreicht. Bei Abschalten der Verarbeitungseinrichtung müssen sowohl die Prallplattenmeßeinrichtung als auch die Kraftmeßeinrichtung den Nullpunkt anzeigen. Somit ist in diesem Zustand eine automatische Nullpunktkorrektur möglich. Zeigt die Kraftmeßdose bei unbelegter Prallplattenmeßeinrichtung einen Wert an, der auf eine wesentliche Nullpunktverschiebung zurückgeht, dann ist die Meßstrecke verstopft und der Rechner löst eine Störungsmeldung aus. Des weiteren ermöglicht die konstruktive Lösung in Verbindung mit dem Rechner eine Eichung des Durchsatzmeßteiles auf die eingesetzte Gutart. Inn Eichbetrieb wird vor Stillsetzen der Förderstrecke die Auslaufklappe geschlossen, so daß nach Ausbleiben des Gutstromes der Meßbehälter gefüllt bleibt. Ist die Nullpunktkorrektur erfolgt, werden verschiedene Durchsätze simuliert, in dem die Auslaufklappe bei verschiedenen Spaltweiten geöffnet wird, wobei der über der Ausflußzeit von der Prallplatte gemessene und integrierte Wert der im Behälter eingespeicherten Masse entspricht.The inventive device is connected to a computer which makes the correction calculation for determining the moisture content from the capacitance, density and Temperaturmeßwert. The universal, throughput measuring capacitive moisture meter is designed so that the following control functions are realized by the computer to increase the reliability. When the opening gap of the outlet flap is fixedly set, the maximum throughput of the main flow through the measuring container is given as the limit value. If the exceeding of this throughput determined by the Durchflußmeßteil, the device operates in overflow operation and the necessary degree of filling for the exact density and humidity measurement is achieved. When the processing device is switched off, both the impact plate measuring device and the force measuring device must indicate the zero point. Thus, an automatic zero point correction is possible in this state. If the load cell indicates a value that is based on a significant zero shift when the baffle plate measuring device is empty, then the measuring path is blocked and the computer triggers a fault message. Furthermore, the constructive solution in conjunction with the computer enables a calibration of the flow rate meter on the used Gutart. Inn calibration operation, the outlet flap is closed before stopping the conveyor line, so that remains filled after failure of the flow of material, the measuring container. Once the zero point correction has been carried out, different throughputs are simulated in which the outlet flap is opened at different gap widths, whereby the value measured over the outflow time by the flapper plate and integrated value corresponds to the mass stored in the container.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1: das Feuchtemeßgerät in der Seitenansicht bei geöffnetem Gehäuse Fig. 2: einen Vertikalschnitt durch das GerätThe invention will be explained in more detail in the following embodiment. The accompanying drawings show in Fig. 1: the moisture meter in the side view with the housing open Fig. 2: a vertical section through the device
Fig. 3: eine Draufsicht auf das Gerät nach Abnahme des Einlaufrohres und der oberen Gehäuseplatte Das erfindungsgemäße Feuchtemeßgerät besteht aus einem Grundgestell 1, an dem durch Führungskoppeln mit Kraftbrücke 10 über elastische Formelemente 11 auf der Kraftmeßeinrichtung 12 ein Meßbehälter 4 abgestützt ist, aus zwei Bypaßkanälen, die beidseitig des Meßbehälters 4 durch dessen Seitenwände und zwischen dem Gehäuse angeordneten Dichtleisten 13, einer Durchführungsschurre 14 und einer Ableitschurre 19 gebildet werden, einem Leitkanal 15, in dem die Zusammenführung der drei Teilströme erfolgt, einer an Bändern 17 aufgehangenen Prallplatte 16 und einer Durchsatzmeßeinrichtung 18. Der Meßbehälter 4 bildet mit ainer durch Elektrodenhalter 6 isoliert angeordneten Elektrode 5 einen Meßkondensator, dessen Kapazität mittels einer Kapazitäts- oder einer Impedanzmeßschaltung ausgewertet wird. Der Meßbehälter 4 hat zwei höher gezogene Seitenwände, zwischen denen der Gutstrom geführt wird. Zwischen diesen höher gezogenen Seitenwänden ist die am Grundgestell 1 befestigte Verteil- und Leiteinrichtung 2 angeordnet. Die Prallplatte 3 der Verteil- und Leiteinrichtung bildet mit ihrer Oberkante und der Oberkante der tief gesetzten Seitenwände des Meßbehälters 4 einen spitzen Winkel zur Horizontalen, der dem halben Schüttwinkel der zu messenden Körnerfrucht eintspricht. Der Meßbehälter 4 hat einen seitlichen Auslauf, der durch eine gewichtsbelastete Auslaufklappe 7 mittels Betätigungshebeln 8 geschlossen oder geöffnet wird und dessen Auslaufspalt durch eine Endlagenstellschraube 9 eingestellt wird. Der Meßbehälter 4 wird durch Führungskoppeln mit Kraftbrücke 10 auf einer Kreisbahn geführt. Zwischen dem Ablaufboden des Meßbehälters 4 und der die Führungskoppeln verbindenden Kraftbrücke, die sich auf die Kraftmeßeinrichtung 12 abstützt, ist die Durchführungsschurre 14 angeordnet. Der Gutstrom gelangt über das Einlaufrohr des Feuchtemeßgerätes auf die Verteil- und Leiteinrichtung 2. Durch die am Grundgestell 1 befestigte Verteil- und Leiteinrichtung 2 wird die Einlauflast des Gutstromes aufgenommen. Der Gutstrom fließt durch den Spalt zwischen den Prallplatten 3 der Verteil- und Leiteinrichtung und über deren oberen Ablaufkanten zwischen den höher gezogenen Seitenwänden des Meßbehälters 4 in diesen hineinFig. 3: a plan view of the device after removal of the inlet pipe and the upper housing plate The moisture meter according to the invention consists of a base frame 1, on which by measuring coupling with power bridge 10 via elastic mold elements 11 on the force measuring device 12, a measuring container 4 is supported, from two bypass channels formed on both sides of the measuring container 4 by the side walls and between the housing sealing strips 13, a feedthrough chute 14 and a Ableitschurre 19, a guide channel 15, in which the merging of the three partial flows takes place, a hung on bands 17 baffle plate 16 and a flow rate 18. The measuring container 4 forms with ainer 6 arranged by electrode holder 6 arranged in isolation a measuring capacitor whose capacitance is evaluated by means of a capacitance or an impedance measuring circuit. The measuring container 4 has two higher drawn side walls, between which the product flow is performed. Between these higher-drawn side walls of the base frame 1 fixed distribution and guide 2 is arranged. The baffle plate 3 of the distribution and guide forms with its upper edge and the upper edge of the low set side walls of the measuring container 4 at an acute angle to the horizontal, which eintspricht half the angle of repose of the grain to be measured grain. The measuring container 4 has a lateral outlet, which is closed or opened by a weight-loaded outlet flap 7 by means of operating levers 8 and the outlet gap is adjusted by a Endlagenstellschraube 9. The measuring container 4 is guided by guide coupling with power bridge 10 on a circular path. Between the drain bottom of the measuring container 4 and the power link connecting the guide couplings, which is supported on the force measuring device 12, the bushing 14 is arranged. The material flow passes through the inlet pipe of the moisture meter on the distribution and guide 2. By the base frame 1 attached distribution and guide 2, the inlet load of the crop stream is added. The flow of material flows through the gap between the baffles 3 of the distribution and guiding device and over the upper edge of the flow between the higher drawn side walls of the measuring container 4 in this
Durch die Endlagenstellschraube 9 wird der Auslaufspalt im Meßbehälter 4 so vorgewählt, daß der Durchsatz des Gutstromes durch By the end position screw 9, the outlet gap in the measuring container 4 is preselected so that the flow rate of the flow through
-5- 688-5- 688
den Meßbehälter 4 unter dem Mindestwert des Gesamtdurchsatzes der Verarbeitungsanlage liegt. Die Neigung des Ablaufbodens und die Gewichtsbelastung der Auslaufklappe 7 führen durch die Betätigungshebel 8 zu einer Verzögerung des Gutstromes und zu einem selbsttätigen Füllen des Meßbehälters 4, dadurch stellt sich mit steigendem Füllungsgrad und entstehender Gutsäule der vorgewählte Auslaufspalt ein. Der Meßbehälter 4 wird soweit gefüllt bis er überläuft, so daß beidseitig des Meßbehälters die Differenz des Gutstromes zum konstanten Anteil durch die Meßstrecke abfließt. Dadurch ist bei Einhaltung der vorgewählten Durchsatzeinstellung ein konstanter Füllungsgrad des Meßbehälters 4 gegeben. Damit wird eine Dichtebestimmung des Gutstromes im Meßbehälter durch Wägung desselben und eine Messung der dielektrischen Kennwerte des Gutstromes und dessen Feuchteanteiles durch die Kapazitäts- oder Impedanzmessung bei entsprechender Korrekturrechnung möglich. Die Seitenwände des Meßbehälters 4, das mit Dichtleisten 13 versehene Gehäuse, die Ableitschurre 19 und die Durchführungsschurre 14 bilden die zwei Bypaßkanäle zur Führung des Differenzstromes. Im Leitkanal 15 werden die drei Teilströme zusammengeführt. Der Leitkanal 15 hat dabei die Aufgabe, die zwei Bypaßströme durch Impulsaustausch, gegeneinander und an den Seitenwänden, abzubremsen, so daß etwa die gleiche vertikale Geschwindigkeitskomponente der drei Teilströme bei ihrem Zusammenfluß entsteht. Diese gleiche vertikale Geschwindigkeitskomponente ist die Grundvoraussetzung für die Durchsatzmessung mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät. Der im Leitkanal 15 gebildete Gesamtstrom gelangt auf die Prallplatte 16 der Durchsatzmeßeinrichtung 18 und erzeugt dort eine Kraftwirkung.the measuring container 4 is below the minimum value of the total throughput of the processing plant. The inclination of the drainage floor and the weight load of the outlet flap 7 lead by the operating lever 8 to a delay of the crop flow and to an automatic filling of the measuring container 4, thus arises with increasing degree of filling and resulting Gutsäule the preselected outlet gap. The measuring container 4 is filled until it overflows, so that on both sides of the measuring container, the difference of the material flow to the constant portion flows through the measuring section. As a result, a constant degree of filling of the measuring container 4 is given in compliance with the preselected throughput setting. Thus, a density determination of the material flow in the measuring container by weighing the same and a measurement of the dielectric characteristics of the good flow and its moisture content by the capacitance or impedance measurement with appropriate correction calculation is possible. The side walls of the measuring container 4, the housing provided with sealing strips 13, the Ableitschurre 19 and the feedthrough chute 14 form the two bypass channels for guiding the differential current. In the guide channel 15, the three sub-streams are merged. The guide channel 15 has the task, the two bypass currents by pulse exchange, against each other and on the side walls, decelerate, so that approximately the same vertical velocity component of the three sub-streams is formed at their confluence. This same vertical velocity component is the basic requirement for the throughput measurement with the measuring device according to the invention. The total current formed in the guide channel 15 reaches the baffle plate 16 of the flow rate measuring device 18 and generates there a force effect.
FH = m 2gy · cos (x) · sin (x) = konst.F H = m 2gy * cos (x) * sin (x) = const.
Die Prallplatte 16 der Durchsatzmeßeinrichtung 18 ist in Verbindung mit der konzipierten Fallstrecke nach folgender Gleichung gewölbt,The baffle plate 16 of the flow rate measuring device 18 is curved in conjunction with the designed fall distance according to the following equation,
m2 2gm 2 2g
so daß unabhängig vom Auftreffpunkt auf die Prallplatte bei konstantem Durchsatz und konstanter Anfangsgeschwindigkeit des Gutstromes im Zusammenführungsbereich der drei Teilströme dieselbe Horizontalkomponente erzeugt wird. Durch die Aufhängung der Prallplatte 16 der Durchsatzmeßeinrichtung 18 an biegeweichen Bändern 17 wird die vertikale Kraftkomponente durch diese aufgenommen. Die horizontale Kraftkomponente führt zu einer durchsatzproportionalen Belastung der Durchsatzmeßeinrichtung 18. Die einzelnen Meßgrößen werden in einem Rechner zur Bestimmung des Durchsatzes und des Feuchtegehaltes verarbeitet und bezüglich Nullpunktdrift, Verstopfung und Überlaufbetrieb überwacht. Bei der Betriebsart, Eichbetrieb der Durchsatzmeßeinnchtung 18, bleibt der Meßbehälter 4 nach Abschaltung der Gesamtanlage durch Verschluß der Auslaufklappe 7 gefüllt. Durch Öffnen der Auslaufklappe 7 fließt der Meßbehäiter 4 aus, dabei muß der Integrationswert des Anzeigewertes der Durchsatzmeßeinrichtung 18 über der Ausflußzeit mit der in dem Meßbehälter 4 eingespeicherten Gutmasse übereinstimmen. Die speziellen Möglichkeiten der Nutzung der Erfindung sind auf die Einordnung in Anlagen zur Getreidenetzung und der Trocknung von Körnerfrüchten und anderen feuchterelevanten Verarbeitungsanlagen von Körnerfrüchten gerichtet. Die spezifischen Vorteile der Erfindung liegen in einer problemlosen Einordnung in Schwerkraftförderabschnitte von Verarbeitungsanlagen durch Gewährleistung eines frei fließenden Gutstromes ohne direkten Anstau. Störungen innerhalb der Meßstrecke, insbesondere durch Verstopfung führen nicht zu einer Störung in der Verarbeitungslinie, sondern nur zu einer Beeinflussung der Meßfunktion. Die Einlaufgestaltung und der Überlaufbetrieb über beide tief gesetzten Seiten des Meßbehälters führen zu einem konstanten Füllungsgrad und konstanten Fließbedingungen im Meßbehälter und damit zu einer exakten Bestimmung der dielektrischen Kennwerte durch Kapazitäts- und Impedanzmessung, einer genauen Dichtebestimmung und bei weiterer Temperaturmessung zu einer genauen dichte- und temperaturkorrigierten Bestimmung des Feuchteanteiles. Die Führung der drei Teilströme auf die Prallplatte ermöglicht eine exakte Messung des Durchsatzes, wobei die insbesondere bei Dauerbetrieb auftretenden Verschmutzungen des Prallplattensystemes durch Auswertung der Horizontalkomponente nicht zu einer Veränderung der Meßcharakteristik führen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung sind die gegenseitige Überwachung der Meßaufgaben und die gutspezifische Eichung des Durchsatzmeßteiles. Bei Abspeicherung des Maximaldurchsatzes durch die direkte Meßstrecke wird durch den Durchsatzmeßteil der Überlaufbetrieb und damit der Füllungsgrad des Meßbehälters rechnergestützt kontrolliert. Bei Stillstand der Anlage ist eine automatische Nullpunktkorrektur der Kraftmeßeinrichtungen, der Dichtemessung und der Durchsatzmeßeinrichtung bei gegenseitiger Überwachung möglich. Zeigt der Dichtemeßteil bei unbelegter Prallplatte einen zu hohen Wert an, ist eine Verstopfung der Meßstrecke vorhanden und wird bei Auswertung durch den Rechner als Störung des Meßvorganges gemeldet. Die gutspezifische Eichung des Durchsatzmeßteiles wird bei Wandlung des Meßbehälters in einen speichernden Wägebehälter durch Auswertung des Ausflußvorganges realisiert. Die konstruktive Gestaltung des erfindungsgemäßen Feuchtemeßgerätes verbindet bei geringem Materialaufwand, Flächenbedarf und Bauvolumen eine hohe Zuverlässigkeit und Meßgenauigkeit bei schonender Behandlung des Gutes, eine hohe Anpassungsfähigkeit an die eingesetzten Gutarten und gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit. Ein weiterer Vorteil liegt in einem geringen Bedien- und Wartungsaufwand und Wegfall der durch Störungen innerhalb der Meßstrecke verursachten Möglichkeit der Störungen der Gesamtanlage durch freien Fluß des Gutstromes über die Bypaßkanäle.so that regardless of the impact point on the baffle plate at constant throughput and constant initial velocity of the material flow in the merge region of the three partial streams the same horizontal component is generated. By the suspension of the baffle plate 16 of the flow rate 18 on flexible bands 17, the vertical force component is absorbed by this. The horizontal force component leads to a proportional load of the flow rate measuring device 18. The individual measured variables are processed in a computer for determining the throughput and the moisture content and monitored with respect to zero drift, blockage and overflow operation. In the operating mode, calibration mode of Durchsatzmeßeinnchtung 18, the measuring container 4 remains after switching off the entire system by closing the outlet flap 7 is filled. By opening the outlet flap 7 of Meßbehäiter 4 flows out, while the integration value of the display value of the flow rate 18 must match over the Ausflußzeit with the stored in the measuring container 4 Good. The specific possibilities of use of the invention are directed to the classification in plants for cereal cropping and drying of grain crops and other nutritious processing plants of grain crops. The specific advantages of the invention lie in a problem-free classification in gravity conveying sections of processing plants by ensuring a free-flowing material flow without direct backwater. Disturbances within the measuring path, in particular due to clogging, do not lead to a disturbance in the processing line, but only to an influence on the measuring function. The inlet design and the overflow operation over both deep set sides of the measuring container lead to a constant degree of filling and constant flow conditions in the measuring container and thus to an exact determination of the dielectric characteristics by capacitance and impedance measurement, a precise density determination and further temperature measurement to a precise density and Temperature-corrected determination of the moisture content. The guidance of the three partial streams on the baffle plate allows an accurate measurement of the throughput, wherein the contamination occurring in particular during continuous operation of the baffle plate system by evaluating the horizontal component does not lead to a change in the measuring characteristic. Another advantage of the invention is the mutual monitoring of the measurement tasks and the well-specific calibration of the Durchsatzmeßteiles. When storing the maximum throughput through the direct measuring section is controlled by the Durchsatzmeßteil the overflow operation and thus the degree of filling of the measuring container computerized. When the system is stopped, an automatic zero point correction of the force measuring devices, the density measurement and the flow rate measuring device is possible with mutual monitoring. If the density measuring part shows a value that is too high when the baffle plate is empty, there is a blockage of the measuring path and it is reported as a malfunction of the measuring process when evaluated by the computer. The well-specific calibration of the Durchsatzmeßteiles is realized by converting the Meßbehälters in a storing weighing container by evaluating the outflow. The constructive design of the moisture meter according to the invention combines low material cost, space requirement and volume of a high reliability and accuracy with careful treatment of the goods, a high adaptability to the used Gutarten and ensures high reliability. Another advantage is a low operating and maintenance costs and eliminating the possibility caused by disturbances within the measuring path possibility of disturbances of the entire system by free flow of the good flow through the bypass channels.
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