DD229908A1

DD229908A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE MASS FLOW

Info

Publication number: DD229908A1
Application number: DD84271064A
Authority: DD
Inventors: Klaus Wellner; Karl-Heinz Haase; Werner Bennewitz; Joachim Schweizer; Falko Horsch; Gert Gomolla; Wolfgang Kosmala
Original assignee: Leipzig Baukombinat
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1985-11-20

Abstract

Die Erfindung bezweckt eine Massestrommessung mit hoher metrologischer Sicherheit und Genauigkeit. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die Foerderbandgeschwindigkeit aus den Signalen masseempfindlicher Sensoren mittels Mikrorechner und einem Korrelationsalgorithmus bestimmt. Die gleichen Messsignale ergeben nach einer Mittelwertbildung den Wert der Massebelegung des Foerderbandes. Durch multiplikative Verknuepfung von Foerderbandgeschwindigkeit und Massebelegung ergibt sich der Massendurchsatz. Gleichzeitig sind die masseempfindlichen Sensoren ueber den Mikrorechner so verschaltet, dass eine gegenseitige Ueberwachung stattfindet und ein metrologischer Ausfall signalisiert wird. Figur.The invention aims a mass flow measurement with high metrological safety and accuracy. To achieve this goal, the conveyor belt speed is determined from the signals of mass-sensitive sensors by means of microcomputers and a correlation algorithm. The same measurement signals result after averaging the value of the mass assignment of the conveyor belt. By multiplicative linking of conveyor belt speed and mass allocation, the mass throughput results. At the same time, the mass-sensitive sensors are interconnected via the microcomputer so that a mutual monitoring takes place and a metrological failure is signaled. Figure.

Description

Field of application of the invention

Einrichtung zur Bestimmung des Massenstroms während der Beförderung auf einem Transportband; FörderbandwaageApparatus for determining mass flow during transport on a conveyor belt; Belt weigher

Characteristic of the known technical solutions

Die Bestimmung des Massenstroms während der Beförderung auf einem Transportband wird mittels Förderbandwaagen vorgenommen. Grundprinzip der Funktionsweise von Förderbandwaagen ist die fortlaufende Massebestimmung an einem definierten Bereich des Förderbandes, verbunden mit einer fortlaufenden Messung der Förderbandgeschwindigkeit und einer geeigneten multiplikativen Verknüpfung der Meßwerte.The determination of the mass flow during transport on a conveyor belt is made by means of belt weighers. The basic principle of the operation of belt weighers is the continuous mass determination at a defined area of the conveyor belt, combined with a continuous measurement of the conveyor belt speed and a suitable multiplicative linking of the measured values.

Als Meßgerät zur Massebestimmung sind für Förderbandwaagen rein mechanische Waagen bekannt, weiterhin Kraftmeßdosen und radiometrische Waagen.As a measuring device for mass determination are known for belt weighers purely mechanical scales, also load cells and radiometric scales.

Zur Bestimmung der Förderbandgeschwindigkeit werden verschieden mechanische Verfahren angewendet. Gebräuchlich ist der Abgriff der Bandbewegung mittels Reibrad, gekoppelt mit einem Tachodynamo, der die Drehzahl des Reibrades in ein geschwindigkeitsproportionales elektrisches Meßsignal umwandelt. Dieses Meßverfahren hat verschiedene Nachteile.Various mechanical methods are used to determine the conveyor belt speed. Common is the tap of the belt movement by means of friction wheel, coupled with a tacho-dynamo, which converts the speed of the friction wheel into a speed-proportional electrical measurement signal. This measuring method has several disadvantages.

Zwischen Förderband und Reibrad tritt ein prinzipiell unvermeidbarer Schlupf auf. Dieser Schlupf ist nicht konstant und wird von Einflüssen wie Feuchtigkeit, Verschmutzung, Abnutzungsgrad des Reibrades verändert. Die genannten Einflüsse zu verringern ist nur mit erheblichem technischen Aufwand möglich, wobei eine vollständige Eliminierung praktisch nicht erreicht werden kann. Weiterhin entsteht durch die Abnutzung des Reibrades ein systematischer, aber sich langsam verändernder Meßfehler, d.h. das Reibrad und seine Lagerung müssen regelmäßig auf Verschleiß untersucht und gegebenenfalls erneuert werden.Between conveyor belt and friction wheel, a basically unavoidable slip occurs. This slip is not constant and is affected by influences such as moisture, dirt, degree of wear on the friction wheel. To reduce the mentioned influences is possible only with considerable technical effort, whereby a complete elimination can not be achieved practically. Furthermore, the wear of the friction wheel produces a systematic but slowly changing measurement error, i. The friction wheel and its bearings must be regularly checked for wear and replaced if necessary.

Bei einem anderen mechanischen Verfahren wird nur Geschwindigkeitsbestimmung die Drehzahl der Antriebsrolle oder der Umlenkrolle ausgewertet. Auch hier tritt der prinzipiell nicht zu vermeidende Schlupf auf.In another mechanical method only speed determination, the speed of the drive roller or pulley is evaluated. Again, the inevitable slip occurs on principle.

Es entsteht zwar praktisch kein systematischer Fehler durch Abnutzung wie beim Reibrad, dafür kann dieses Verfahren nur bei sehr kurzen Förderbändern angewendet werden.Although there is virtually no systematic error due to wear as in the friction wheel, this method can only be used for very short conveyor belts.

Die o.g. Verfahren haben prinzipielle Nachteile, die sich auf die Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessung und auf die metrologische Sicherheit der gesamten Förderbandwaage auswirken.The o.g. Procedures have principal disadvantages that affect the accuracy of the speed measurement and the metrological safety of the entire conveyor scale.

Zur fortlaufenden Massebestimmung an einem definierten Bereich des Förderbandes werden vorzugsweise Kraftmeßdosen eingesetzt. Die dabei verwendeten mechanisch steifen Verformungskörper gestatten eine quasie weglose Kraftmessung mit hoher Dynamik.For continuous mass determination at a defined area of the conveyor belt, load cells are preferably used. The mechanically rigid deformation bodies used in this case allow a quasi-trackless force measurement with high dynamics.

Kraftmeßdosen sind weiterhin sehr robust gegen Verschmutzung, Feuchtigkeit und Störkräfte, d. h. sie weisen als Baugruppe für sich betrachtet eine hohe metrologische Sicherheit auf. Trotzdem kommt es beim Einsatz von Kraftmeßdosen in Förderbandwaagen zu Störungen bzw. Meßfehlern, da die mechanische Krafteinleitungssysteme z. B. durch Verschmutzung beeinflußt werden.Load cells are still very robust against pollution, moisture and disturbing forces, d. H. they have a high degree of metrological safety as an assembly per se. Nevertheless, it comes with the use of load cells in conveyor scales to errors or measurement errors, since the mechanical force introduction systems z. B. be affected by pollution.

Diese Störungen sind nur durch relativ aufwendige Prüfungen zu erkennen, die regelmäßig durchzuführen sind.These disturbances can only be detected by relatively expensive tests, which must be carried out regularly.

Object of the invention

Die Erfindung bezweckt die Gewährleistung einer Massenstrommessung mit hoher metrologischer Sicherheit und Genauigkeit.The invention aims to ensure mass flow measurement with high metrological safety and accuracy.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Massenstrommessung zu schaffen, bei der ein prinzipiell anderes Verfahren zur Ermittlung der Förderbandgeschwindigkeit angewendet wird bei gleichzeitiger Nutzung der ohnehin erforderlichen Sensoren zur Massebestimmung.The object of the invention is to provide a device for mass flow measurement, in which a fundamentally different method for determining the conveyor belt speed is used with simultaneous use of the anyway required sensors for mass determination.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verfahren der Laufzeitkorrelationsmessung zur Geschwindigkeitsmessung genutzt wird.The object is achieved in that the method of the time of flight correlation measurement is used for speed measurement.

Hierbei werden die zufälligen Masseschwankungen bei der Belegung des Förderbandes mit Fördergut von in Bewegungsrichtung angeordneten masseempfindlichen Sensoren erfaßt und in elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale enthalten jetzt sowohl die Information über die Geschwindigkeit des Förderbandes als auch die Information über die verwogene Masse.Here, the random mass fluctuations are detected in the occupancy of the conveyor belt with conveyed arranged in the direction of movement mass-sensitive sensors and converted into electrical signals. These signals now contain both the information about the speed of the conveyor belt and the information about the weighed mass.

Durch einen Mikrorechner wird nach dem Verfahren der Laufzeitkorrelationsrechnung die Förderbandgeschwindigkeit bestimmt.By a microcomputer, the conveyor belt speed is determined by the method of the time of flight correlation calculation.

Gleichzeitig werden mittels Mikrorechner aus den erfaßten Massesignalen Mittelwerte gebildet, so daß die Meßgenauigkeit der Massenmessung sich erhöht. Zur Erhöhung der metrologischen Sicherheit wird nach einem bestimmten Algorithmus auf dem Mikrorechner laufend ein Vergleich der Massesensoren untereinander durchgeführt.At the same time, average values are formed by means of microcomputers from the detected mass signals, so that the measurement accuracy of the mass measurement increases. To increase the metrological safety, a comparison of the mass sensors with one another is continuously carried out on the microcomputer according to a specific algorithm.

Der besondere Vorteil der Einrichtung ist also darin begründet, daß das störanfällige und z.T. fehlerbehafteteThe particular advantage of the device is therefore based on the fact that the error-prone and z.T. erroneous

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Geschwindigkeitsmeßgerät vollständig entfällt und dafür die robusten Massesensoren benutzt werden, die wiederum gleichzeitig zur ohnehin erforderlichen Massemessung dienen.Speedometer completely eliminated and for the robust mass sensors are used, which in turn are used simultaneously with the already required mass measurement.

Die Erfindung ist für Förderbandwaagen nach dem grafimetrischen und radiometrischen Massemeßverfahren anwendbar.The invention is applicable to belt scales according to the graphimetric and radiometric mass measurement method.

embodiment

Die Erfindung wird an einem Beispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail by way of example.

Die Zeichnung zeigt eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung bei einer nach dem grafimetrischen Prinzip arbeitenden Förderbandwaage.The drawing shows a schematic diagram of the arrangement according to the invention in a working according to the graphometric principle belt scale.

Über die Antriebsrolle 1 läuft das Förderband 2 über die Tragrollen 3 zur Umlenkrolle 4 und zurück. Über die Krafteinleitungssysteme 6,7 werden die Masseschwankungen von 5 durch die Kraftmeßdosen 8,9 erfaßt und über die Meßwertaufbereitungseinheiten 10,11 dem Mikrorechner zugeführt.About the drive roller 1, the conveyor belt 2 runs over the support rollers 3 to the deflection roller 4 and back. The mass fluctuations of 5 are detected by the load cells 8, 9 via the force introduction systems 6, 7 and fed to the microcomputer via the measured value processing units 10, 11.

Die Signale werden nach einem Algorithmus zur Bestimmung der Laufzeit mittels Korrelation verarbeitet.The signals are processed according to an algorithm for determining the transit time by means of correlation.

Die ermittelte Laufzeitinformation entspricht der Förderbandgeschwindigkeit. Gleichzeitig erfolgt eine geeignete Mittelwertbildung der Massesignale, die zur Erhöhung der Meßgenauigkeit der Massemessung dient. Durch multiplikative Verknüpfung des Wertes der Förderbandgeschwindigkeit mit dem Mittelwert der Masse wird der Massenstrom berechnet und von der Perepherie 13 ausgegeben.The determined transit time information corresponds to the conveyor belt speed. At the same time a suitable averaging of the ground signals, which serves to increase the measurement accuracy of the mass measurement. By multiplying the value of the conveyor belt speed by the mean value of the mass, the mass flow is calculated and output by the perepheria 13.

Unter Einbeziehung der ermittelten Förderbandgeschwindigkeit wird im Mikrorechner 12 die Differenz zwischen den Meßsignalen der Kraftmeßdosen 8 und 9 errechnet. Der Betrag dieser Differenz wird mit einem konstanten, frei wählbaren Wert verglichen.Taking into account the determined conveyor belt speed, the difference between the measuring signals of the load cells 8 and 9 is calculated in the microcomputer 12. The amount of this difference is compared with a constant, freely selectable value.

Falls der Betrag der Differenz größer als der vorgegebene Wert ist, erfolgt durch die Perepherie 13 eine entsprechende Ausgabe und läßt erkennen, daß meßtechnische Parameter mindestens einer Kraftmeßdose einschließlich ihres Krafteinleitungssystems außerhalb des gewählten Toleranzbandes liegen und demzufolge eine Reparatur, Kalibrierung oder Nacheichung zu veranlassen ist.If the amount of the difference is greater than the predetermined value, the perephery 13 outputs a corresponding output and indicates that the metrological parameters of at least one load cell, including its force introduction system, are outside the selected tolerance band and, consequently, a repair, calibration or recalibration is to be initiated.

Da die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, daß bei den Kraftmeßdosen Fehler mit gleichem Betrag und Richtung gleichzeitig auftreten, ist durch diese Maßnahme eine bedeutende Erhöhung der metrologischen Sicherheit erreicht.Since the probability is very low that errors occur at the same magnitude and direction at the same time with the load cells, a significant increase in the metrological safety is achieved by this measure.

Es können auch mehr als zwei Meßdosen eingesetzt werden.It can also be used more than two load cells.

Claims

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Invention claim:

1. A device for determining the mass flow on conveyor belts, in which the mass moving with a conveyor mass is detected by sensors and multiplication is linked after conversion into electrical measurement signals with the measurement signals obtained by measuring the speed of the conveyor belt, characterized in that the conveyor belt at least two successive mass-sensitive Sensors are associated with 8.9 that with each sensor a Meßwertaufbereitungseinheit 10,11 is connected and a microcomputer 12 is arranged for processing the measurement signals that on the detected by the microcomputer 12 measurement signals by applying a correlation algorithm, the conveyor belt speed can be determined that by the formation the mean value of the Massemeßsignale the mass flow can be determined by multiplicative linkage with the conveyor belt speed that the computer 12 is the constant comparison of the measured values of the mass sensors with each other.

2. Device according to item 1, characterized in that mass sensors are provided according to the graphimetric or radiometric or capacitive principle.

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