DE102006049517A1 - Vorrichtung zur Bestimmung von Parametern eines Schüttgut-Partikelstromes - Google Patents

Vorrichtung zur Bestimmung von Parametern eines Schüttgut-Partikelstromes Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern eines Partikelstromes, mit einer wenigstens eine oder mehrere Kameras (2) enthaltenden Erfassungs- und Auswertungseinrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern mittels einer numerischen Auswertung von mit der Kamera im Gegenlichtverfahren erzeugten digitalen Bilddateien zeichnet sich durch ein in die Vorrichtung integriertes NIR-Spektrometer zur Bestimmung der stofflichen Beschaffenheit der Partikel des Partikelstromes aus.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern eines Schüttgut-Partikelstromes, mit einer Einrichtung zur Partikelformanalyse, die eine wenigstens eine oder mehrere Kameras enthaltende Erfassung- und Auswertungseinrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern mittels einer numerischen Auswertung von mit der Kamera erzeugten digitalen Bilddateien aufweist.
  • Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der DE 201 17 495 U1 oder der EP 1 696 223 A bekannt.
  • Die bekannten Vorrichtungen haben sich an sich bewährt. Nachteilig ist jedoch, dass anhand der optischen Auswertung zwar Aussagen über aus Bilddateien gewinnbare Parameter wie den mittleren Durchmesser oder auch weitergehende Angaben zur Kornformbeschreibung getroffen werden können, dass die gewonnen Informationen insbesondere bei Partikelgemischen in vielen Fällen aber keine klaren Aussagen über die Zusammensetzung des Partikelstromes getroffen werden können.
  • Die Lösung dieses Problem ist die Aufgabe der Erfindung.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung schafft eine Einrichtung der eingangs genannten Art, wobei ferner die wenigstens eine oder wenigstens eine der Kameras im Gegenlichtverfahren betrieben ist und wobei die Partikelparameter zumindest die Partikelform und/oder die Partikelgröße umfassen, und mit einem Spektrometer zur ergänzenden Bestimmung stofflicher Parameter bzw. der stofflichen Beschaffenheit der Partikel des Partikelstroms.
  • Derart sind in vorteilhafter und einfacher Weise am Partikelstrom zeitgleich Messungen und damit Aussagen über die Partikelform und -größe sowie die stoffliche/chemische Beschaffenheit möglich.
  • Besonders vorteilhaft wird das Spektrometer als NIR-Spektrometer – Nahes-Infrarot-Spektrometer) – ausgestaltet und ist ferner vorzugsweise auch zur Bestimmung physikalischer Parameter der Partikel eines vorzugsweise nicht viskosen Partikelstroms ausgelegt. Vorzugsweise werden die photographischen Aufnahmen an in Luft oder einem sonstigen Gas frei fallenden Partikeln gemacht.
  • Dabei ist es zweckmäßig, dass Spektrometer in einfacher und kompakt bauender Weise in die Vorrichtung zu integrieren, beispielsweise, indem man es in einfacher Weise einem Schüttrichter zuordnet, den der Materialstrom, an dem die Messung durchzuführen ist, durchtritt.
  • Alternativ ist es denkbar, das Spektrometer einem Förderaggregat wie einem Band oder Dosierer zuzuordnen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Bestimmung von Partikelparametern eines Schüttgut-Partikelstromes. Diese weist eine wenigstens eine oder mehrere Kameras 2 und eine Datenverarbeitungsvorrichtung 4 enthaltende Erfassungs- und Auswertungsein richtung 3 auf. Die Einrichtung 3 ist zur Bestimmung von Partikelparametern mittels einer numerischen Auswertung von mit der Kamera 2 erzeugten digitalen Bilddateien eines Partikelstromes 5 aus Partikeln 6 ausgelegt. Die Kamera 2 wird mit einem Gegenlicht 10 im Gegenlichtverfahren betrieben, so dass ein nur Graustufen enthaltendes Bild aufgenommen wird, aus dem numerisch als Partikelparameter die Partikelform und/oder die Partikelgröße der Schüttgut-Partikel bestimmbar sind.
  • Vorzugsweise werden die Bilddateien an einem Schüttgut-Partikelstrom 5 aus Partikeln 6 ausgenommen, die durch einen Trichter 7 auf eine Fördereinrichtung – hier ein Förderband 8 – strömen, von dem die Partikel im freien Fall herunterfallen, wobei die Bilddateien vorzugsweise am fallenden Partikelstrom aufgenommen werden.
  • Sodann erfolgt eine numerische Auswertung der digital erzeugten Bilddateien z.B. mit der in der EP 1 696 223 A beschriebenen Methode oder mit einer anderen geeigneten numerisch gestützten Auswertungsmethode.
  • Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung 1 ferner mit einem Spektrometer 9 zur Bestimmung der stofflichen Beschaffenheit der Partikel des Partikelstroms versehen. Dieses Spektrometer 9 ist vorzugsweise als NIR-Spektrometer – Nahes-Infrarot-Spektrometer) – ausgestaltet und wird insbesondere zur Bestimmung physikalischer Parameter wie der Dichte und der Viskosität der Partikel des Partikelstroms oder aber auch zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung der Partikel eines Partikelgemisches genutzt.
  • Mit dem Spektrometer erfolgt eine Analyse der Strahlungsintensität als Funktion der Frequenz bzw. der Wellenlänge des zur Analyse genutzten Lichtes, dessen Wellenlänge sich erfindungsgemäß vorzugsweise im Bereich des nahen Infrarots befindet.
  • Mit dem NIR-Spektrometer wird die jeweilige Zusammensetzung des Schüttgutstroms bestimmt. Die weitere Auswertung – insbesondere eine Kornformbestimmung – liefert eine weitergehende Information über den Anteil der jeweiligen Bestandteile/Moleküle an dem Schüttgutstrom. Dabei lassen sich die beiden Vorrichtungen erfindungsgemäß ohne weiteres in ein Gerät integrieren. Das Spektrometer 9 wird vorzugsweise dem Schüttrichter 7 oder dem Förderband 8 zugeordnet. Es kann aber auch an anderer Stelle der Vorrichtung in diese integriert werden.
  • Durch Korrelation der Ergebnisse des NIR-Spektrometers 9 mit den Ergebnissen der Vorrichtung 3 lassen sich deutlich weitergehende Aussagen über die Beschaffenheit eines Partikelstromes machen als nach dem Stand der Technik.
  • Ergänzend kann – hier nicht dargestellt – auch eine weitere Kamera vorgesehen sein, welche als Farbkamera im Auflichtverfahren betrieben ist, so dass über eine Auswertung dieses Bildes ergänzend sogar noch eine Farbinformation über die Partikel des Partikelstromes gewonnen werden kann.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern eines Schüttgut-Partikelstromes, mit a. einer Einrichtung zur Partikelformanalyse, die eine wenigstens eine oder mehrere Kameras enthaltende Erfassung- und Auswertungseinrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern mittels einer numerischen Auswertung von mit der Kamera (2) erzeugten digitalen Bilddateien aufweist, b. wobei die wenigstens eine oder wenigstens eine der Kameras (2) im Gegenlichtverfahren betrieben ist und wobei die Partikelparameter zumindest die Partikelform und/oder die Partikelgröße umfassen, und c. mit einem Spektrometer (9) zur ergänzenden Bestimmung stofflicher Parameter der Partikel des Partikelstroms.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrometer als NIR-Spektrometer – Nahes-Infrarot-Spektrometer – ausgestaltet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Spektrometer (9) zur Bestimmung physikalischer Parameter wie der Dichte und der Viskosität der Partikel eines Partikelstroms ausgelegt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera mit wenigstens einem Gegenlicht (10) im Gegenlichtverfahren betrieben ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Spektrometer (9) in die Vorrichtung integriert ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Spektrometer (9) einem Schüttrichter (7) zugeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Spektrometer (9) einem Förderaggregat wie einem Band oder Dosierer zugeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kameras als Farbkamera ausgelegt ist, die im Auflichtverfahren betrieben ist und der eine Auswertungseinrichtung zugeordnet ist, welche eine Farbbestimmung der Partikel des Partikelstroms ermöglicht.
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