DE102012017445B4 - System und Verfahren zur Messung der Feuchte und der Konsistenz von Mischgut eines Trommelmischers - Google Patents

System und Verfahren zur Messung der Feuchte und der Konsistenz von Mischgut eines Trommelmischers Download PDF

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Abstract

System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer, umfassend eine Feuchtemesssonde, eine Konsistenzmesseinrichtung, welche als Biegestab ausgebildet ist, sowie eine Einrichtung zur Positionsbestimmung, welche als Beschleunigungssensor ausgebildet ist und/oder die Drehzahl einer Mischtrommel erfasst, und eine Auswerteelektronik.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer, Freifallmischer und ähnlichen Mischertypen mit rotierenden Trommeln, insbesondere einem fahrbaren Betonmischer. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung der Konsistenz und der Feuchte des Mischgutes.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Trommelmischer mit Feuchtemesssonden sind bekannt.
  • So zeigt beispielsweise die Deutsche Offenlegungsschrift DE 20 2010 012 841 U1 (Franz Ludwig GmbH) einen Trommelmischer mit einer Mikrowellenfeuchtemesssonde.
  • Mit einer derartigen Messsonde lässt sich recht zuverlässig die Feuchte bestimmen. Weiter ist nach der Lehre vorstehend genannter Offenlegungsschrift bekannt, den Füllstand in der sich drehenden Mischtrommel zu bestimmen, indem ins Verhältnis gesetzt wird, wie lange die Feuchtemesssonde mit Mischgut bedeckt ist und wie lange die Feuchtemesssonde nicht bedeckt ist.
  • Es hat sich gezeigt, dass die Messgenauigkeit einer derartigen Füllstandsmessung durch die Drehzahl der Mischtrommel beeinflusst wird. So führen Fliehkräfte bei höheren Drehzahlen zu einem längeren Bedeckungsgrad als es bei niedrigeren Drehzahlen der Fall ist. Dies führt zu einer Ungenauigkeit des Messergebnisses.
  • Nachteilig hat sich weiter gezeigt, dass im normalen Mischbetrieb der Trommel kleinere Restmengen in der Regel mittels einer Feuchtemesssonde nicht mehr bestimmt werden können, da das Mischgut in Fahrtrichtung gesehen zum vorderen Trommelteil transportiert wird und ab einer bestimmten Restmenge nicht mehr an der Feuchtemesssonde vorbeistreicht. Dies betrifft neben Restmengen an Mischgut auch Restmengen an Wasser, welches nach dem Entleeren der Trommel zu Reinigungszwecken in die Mischtrommel gespritzt wird. Bei einer Wiederbefüllung der Mischtrommel wird dieses Wasser nicht oder nur unzureichend berücksichtigt, so dass es passieren kann, dass der Feuchtegehalt nicht richtig eingestellt wird.
  • Die Messung der Konsistenz des Messgutes ist mit derartigen Feuchtemesssonden naturgemäß nicht möglich. Hierzu sind aus der Praxis Messsonden bekannt, die in das Mischgut eintauchen. Nunmehr kann die durch das vorbei fließende Mischgut auf die Sonde ausgeübte Kraft gemessen werden und so auf die Konsistenz des Mischgutes geschlossen werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass je nach verwendetem Messsystem bereits die relative Position der Messsonde in der Trommel zu einer Ungenauigkeit führt. So wird durch das Eigengewicht der Sonde je nach deren Position bereits eine Kraft ausgeübt, die als Ungenauigkeit eingeht.
  • Weiter kann es bei der Verwendung von Dehnungsmessstreifen auch zu dauerhaften plastischen Verformungen der Messeinrichtung kommen, wodurch selbst bei nicht eingetauchter Messsonde ein Signal generiert wird, welches auf einen durch das Mischgut verursachten Widerstand schließen lässt.
  • Bekannte Vorrichtungen zumindest zur Messung der Feuchte können beispielsweise in die Inspektionsluke eines fahrbaren Betonmischers eingebaut werden. Dies hat den Vorteil, dass an der Mischtrommel selbst keine Veränderungen, wie etwa das Einbringen von Borungen, durchgeführt werden müssen.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereit zu stellen, mittels denen eine genauere Konsistenz- und Feuchtemessung ermöglicht wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch ein System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer sowie durch ein Verfahren zur Messung der Konsistenz des Mischgutes eines Trommelmischers nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der Unteransprüche zu entnehmen.
  • Die Erfindung betrifft ein System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer.
  • Das System ist insbesondere für fahrbare Betontrommelmischer vorgesehen, also Lastkraftwagen, welche eine Mischtrommel zur Verbringung von flüssigen Beton aufweisen, mittels denen dieser direkt zu einer Baustelle transportiert und dort entleert werden kann.
  • Denkbar ist aber auch, die Erfindung in stationären Intensivmischeinrichtungen zu verwenden.
  • Das System umfasst eine Feuchtemesssonde, mittels welcher der Wassergehalt im Messgut bestimmt werden kann.
  • Die Feuchtemesssonde ist insbesondere als Mikrowellenmesssonde ausgebildet. Diese liefert in der Regel zuverlässige Messwerte und ist störunanfällig.
  • Denkbar ist aber auch, andere Feuchtemesssonden, wie beispielsweise kapazitive Messsonden, zu verwenden.
  • Weiter umfasst das System eine Konsistenzmesseinrichtung.
  • Die Konsistenzmesseinrichtung ist als Biegestab ausgebildet. Dieser Biegestab kann auf einer Platte mit Dehnungsmessstreifen angeordnet sein. Der Biegemessstab ragt in die Mischtrommel und das vorbei streichende Messgut übt eine Kraft auf den Biegestab aus. Diese Kraft macht sich in einer Verwindung der Platte bemerkbar, welche auf einfache Weise über Dehnungsmessstreifen gemessen werden kann. Eine derartige Anordnung ist einfach und robust aufgebaut und es wird auf bewegte Teile und Gelenke verzichtet.
  • Weiter weist das System eine Einrichtung zur Positionsbestimmung auf.
  • Die Einrichtung zur Positionsbestimmung kann als Beschleunigungssensor, beispielsweise als Dreiachsenbeschleunigungssensor, ausgebildet sein.
  • Es ist aber auch denkbar einen Sensor zu verwenden, welcher lediglich in einem rotatorischen Freiheitsgrad wirksam ist. Über den Positionssensor wird also die Position oder eine mit der Position in Verbindung stehende Größe wie die Beschleunigung gemessen.
  • Über die Einrichtung zur Positionsbestimmung kann die Position der Komponenten des Systems zur Messung der Feuchte und Konsistenz, insbesondere die Position der Feuchtemesssonde und/oder der Konsistenzmesseinrichtung bestimmt werden.
  • Mittels des Positionssensors können Drehzahl und Drehrichtung bestimmt werden. Der Positionssensor muss also nicht zur Bestimmung einer Absolutposition ausgebildet sein.
  • Weiter umfasst das System eine Auswerteelektronik.
  • In dieser Auswerteelektronik kann nunmehr das Signal der Positionsmesseinrichtung verwendet werden, um die Messwerte der Feuchtemesssonde und/oder der Konsistenzmesseinrichtung zu korrigieren.
  • Im Falle der Bestimmung des Füllstandes kann über die Positionsmesseinrichtung auf die Drehzahl der Mischtrommel geschlossen werden und so längere Bedeckungsverhältnisse aufgrund von Fliehkräften bei höheren Drehzahlen bei der Berechnung des Füllstandes berücksichtigt werden.
  • Weiter ist es denkbar, über die Einrichtung zur Positionsbestimmung die Drehrichtung der Mischtrommel zu bestimmen.
  • So wird erstmals auch eine Bestimmung einer vergleichsweise geringen Restmenge an Mischgut bzw. Restwasser in einem Trommelmischer ermöglicht, da das Mischgut bei Umkehrung der Drehrichtung in eine Entleerrichtung zurückfließt und so wieder an der Feuchtemesssonde vorbeistreicht. Die Umkehrung der Drehrichtung kann von dem System erkannt und sodann zu einer Messung der vorhandenen Restmenge verwendet werden.
  • Weiter kann über die Kombination aus Feuchtemesssonde und Positionsmesseinrichtung erfasst werden, wann die Konsistenzmesseinrichtung nicht mit Mischgut bedeckt ist und in welcher Position sich diese befindet.
  • In dieser nicht bedeckten Phase der Konsistenzmesseinrichtung kann eine Nullpunktverschiebung des Signals der Konsistenzmesseinrichtung durch plastische Verformung und/oder aufgrund des Eigengewichtes des Biegestabes bestimmt werden.
  • Die so gewonnnen Messwerte können sodann zur Korrektur des Messsignals bei der Konsistenzbestimmung verwendet werden.
  • Hierzu weist also die Auswerteelektronik Mittel zur Korrektur eines Messsignals der Konsistenzmesseinrichtung und/oder der Feuchtemesssonde auf, welche in Abhängigkeit eines Signals der Positionsmesseinrichtung das Signal der Konsistenzmessseinrichtung und/oder der Feuchtemesssonde korrigieren.
  • Vorzugsweise weist das System auch einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Mischgutes auf.
  • Vorzugsweise ist die Auswerteelektronik in oder an der Mischtrommel angeordnet und hat Mittel zur drahtlosen Übertragung der Messdaten.
  • Denkbar ist aber auch, die Messsignale an eine extern angeordnete Auswerteeinrichtung zu übertragen, in welcher die zu bestimmenden Messwerte errechnet werden.
  • Feuchtemesssonde, Konsistenzmesseinrichtung sowie die Einrichtung zur Positionsbestimmung sind vorzugsweise zu einander benachbart, insbesondere axial ausgerichtet, angeordnet.
  • So entspricht die Position der Einrichtung zur Positionsbestimmung, insbesondere was den Drehwinkel der Trommel angeht, der Position der Feuchtemesssonde sowie der Konsistenzmesseinrichtung und es müssen keine Korrekturfaktoren in Form eines Delay eingerechnet werden.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Messung der Konsistenz des Mischgutes eines Trommelmischers.
  • Mittels einer Konsistenzmesseinrichtung, insbesondere mittels eines Biegestabes, wird die Konsistenz des Mischgutes gemessen.
  • Weiter wird mittels einer Feuchtemesssonde bestimmt, ob die Konsistenzmesseinrichtung in das Mischgut eingetaucht ist oder nicht.
  • Des Weiteren wird mittels einer Einrichtung zur Positionsbestimmung die Position der Konsistenzmesseinrichtung bestimmt. Insbesondere wird mittels der Positionsmesseinrichtung der Winkel bestimmt, in welchem die Konsistenzmesseinrichtung mit der Trommel ausgerichtet ist.
  • Da nunmehr bekannt ist, wann die Konsistenzmesseinrichtung nicht mit Mischgut beaufschlagt wird sowie die Position, insbesondere der Winkel der Konsistenzmesseinrichtung bekannt ist, kann eine von der Position abhängige Nullpunktverschiebung des Messsignals der Konsistenzmesseinrichtung bestimmt werden, während diese nicht in das Mischgut eingetaucht ist.
  • Es versteht sich, dass unter einem Nullpunkt des Messsignals der Konsistenzmesseinrichtung das Signal verstanden wird, welches die Konsistenzmesseinrichtung ausgibt, wenn auf diese keine Kraft durch vorbei fließendes Mischgut ausgeübt wird. ”Nullpunkt” bedeutet also nicht, dass ein Messsignal gleich Null ist.
  • Eine Nullpunktverschiebung resultiert zum einen aus der Position der Konsistenzmesseinrichtung, welche unter anderem durch ihr Eigengewicht beeinflusst werden kann. Weiter kann eine Nullpunktverschiebung auch durch plastische Verformungen der Messeinrichtung entstehen.
  • Sowohl eine so verursachte dynamische, als auch eine statische Verschiebung des Nullpunktes kann nunmehr während der Eintauchphase der Konsistenzmesseinrichtung verwendet werden, um das Signal der Konsistenzmesseinrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Nullpunktverschiebung zu korrigieren.
  • Durch das System kann der Füllstand mittels einer Feuchtemesssonde über das Verhältnis der Bedeckung und Nichtbedeckung des Mischgutes bestimmt werden.
  • Dabei wird eine drehzahlabhängige Verschiebung des Verhältnisses der Bedeckung und Nichtbedeckung der Feuchtemesssonde über eine Positionsmesseinrichtung bestimmt und korrigiert.
  • Die Positionsmesseinrichtung dient also der Bestimmung der Drehzahl der Mischtrommel.
  • Längere Bedeckungszeiten, die von Fliehkräften verursacht werden, können so bei der Berechnung des Füllstandes berücksichtigt werden, um ein genaueres Messergebnis sicher zu stellen.
  • Des weiteren kann der Restgehalt an Mischgut bzw. Restwasser in einem Trommelmischer mittels einer Feuchtemesssonde beim Drehen der Trommel gemessen werden, indem das Verhältnis von Bedeckung und Nichtbedeckung mit Mischgut zur Berechnung des Füllstandes verwendet wird.
  • Gemäß der Erfindung wird insbesondere über eine Positionsmesseinrichtung die Drehrichtung der Trommel bestimmt und in einer Entleerrichtung beim Drehen der Trommel wird der Restgehalt gemessen.
  • Es wird also die Erkenntnis genutzt, dass bei niedrigeren Restgehalten bei Betonmischern, insbesondere in der Regel in einem Bereich von 50 bis 300 Liter in normaler Drehrichtung eine Bestimmung des Füllstandes mittels einer Feuchtemesssonde nicht mehr möglich ist, da das Mischgut/Restwasser nach vorne fließt und nicht mehr von der Sonde erfasst wird.
  • Bei einem Entleervorgang der Mischtrommel wird aber die Drehrichtung umgekehrt, um das Mischgut nach hinten zu transportieren.
  • Diese Umkehrung der Drehrichtung wird erfasst und es kann nunmehr die Restmenge bestimmt und gespeichert werden.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung soll Bezug nehmend auf ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen 1 bis 10 näher erläutert werden.
  • 1 zeigt schematisch eine Mischtrommel 1, wie diese in einem mobilen Betonmischer (nicht dargestellt) verwendet wird.
  • Die Mischtrommel 1 dreht sich zum Mischen des Mischgutes um ihre Achse. Während des Transports des Mischgutes dreht sich die Mischtrommel 1 in der Regel in eine Richtung.
  • Um das Mischgut zu entleeren wird die Drehrichtung umgekehrt und das Mischgut über entsprechend angebrachte Leitbleche in Fahrtrichtung gesehen nach hinten gefördert und entleert. Die Funktion einer derartigen Mischtrommel ist dem Fachmann bekannt.
  • Die Mischtrommel 1 weist eine Inspektionsluke 2 auf, welche vorzugsweise das System zur Messung von Konsistenz und Füllstand des Mischgutes umfasst, wie es in 2 näher dargestellt ist.
  • 2 zeigt eine Detailansicht der Inspektionsluke 2 von der Seite aus gesehen.
  • An der Inspektionsluke 2 ist ein Biegestab 3 angebracht, welcher in die Trommel mit dem Mischgut ragt.
  • Der Biegestab 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Biegeplatte 5 verbunden und mittels eines Anschweißrings 4 mit dem Blech der Inspektionsluke verbunden.
  • Weiter ist an der Inspektionsluke eine Feuchtemesssonde 6 angebracht, mittels der die Feuchte des vorbei streichenden Mischgutes bestimmt werden kann. Ein Temperatursensor (nicht dargestellt) zur Erfassung der Temperatur des Mischgutes ist im Gehäuse der Feuchtemesssonde 6 integriert.
  • Hinter der Biegeplatte ist die Auswerteelektronik 13 angeordnet.
  • Mit der Platine (nicht dargestellt) der Auswerteelektronik 13 ist ein Dreiachsenbeschleunigungssensor verbunden, mittels dessen die Position der Feuchtemesssonde 6 sowie auch des Biegestabs 3 bestimmt werden kann.
  • Biegestab 3, Auswertelektronik 13 mit dem Positionssensor und Feuchtemesssonde 6 liegen, axial gesehen, auf einer Ebene.
  • Es versteht sich, dass die hier gezeigten Komponenten in einem Gehäuse integriert sein können (nicht dargestellt).
  • Die in dem Gehäuse ebenfalls vorhandene Auswertelektronik (nicht dargestellt) kann Mittel zum drahtlosen Übertragen der Messwerte umfassen. So kann insbesondere im Fahrerhaus eines Betonmischers eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise auch als PDA ausgebildet, vorhanden sein, auf welcher der Füllstand, Konsistenz, Feuchte, Temperatur, Restwassergehalt, Drehzahl und/oder Drehrichtung angezeigt werden.
  • Weiter kann das System auch hinterlegte Referenzwerte, beispielsweise für verschiedene Betonrezepturen, umfassen, sodass stets überprüft werden kann, ob Konsistenz und/oder Feuchte innerhalb der jeweiligen Toleranzgrenzen liegen.
  • 3 zeigt die Mischtrommel 1 in der Draufsicht, in welcher die Inspektionsluke 2 gut zu erkennen ist.
  • 4 zeigt eine Detailansicht der Inspektionsluke 2.
  • Zu erkennen ist die Feuchtemesssonde 6, in deren Gehäuse ein Temperatursensor integriert ist.
  • Weiter zu erkennen ist die Biegeplatte 5, an welcher an der gegenüberliegenden Seite der Biegestab 3 angebracht, insbesondere angeschweißt, ist.
  • Auf die Biegeplatte 5 sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Paar Dehnungsmessstreifen 7 (DMS) aufgeklebt, welche radial ausgerichtet sind.
  • Die Dehnungsmessstreifen 7 messen eine Verwindung der Biegeplatte 5 und damit des Biegestabes in radialer Richtung.
  • Die Dehnungsmessstreifen 7 sind mittels einer Wheatstone'schen Brückenschaltung verschaltet, wodurch vermieden wird, dass das Messsignal durch Temperaturschwankungen beeinträchtigt wird. Eine derartige Schaltung ist Stand der Technik und dem Fachmann bekannt.
  • Hinter den Dehnungsmessstreifen 7 sitzt die Auswerteelektronik 13, was einen einfachen Anschluss der Dehnungsmessstreifen ermöglicht.
  • Bezug nehmend auf die in den Zeichnungen 5 bis 10 dargestellten Graphen soll nunmehr die Verwendung der in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung zur Bestimmung der Konsistenz des Mischgutes sowie zur Berechnung des Füllstandes näher erläutert werden.
  • Bezug nehmend auf 5 bis 7 soll die mögliche Bestimmung einer geringen Restmenge an Füllgut erläutert werden, welches bei normaler Drehrichtung der Mischtrommel nicht mehr an der Feuchtemesssonde (6 in 4) vorbei streicht. Es kann sich dabei insbesondere um eine Restmenge Wasser handeln, welches zu Reinigungszwecken beim bzw. während des Entleerens der Mischtrommel in diese hineingesprüht wurde.
  • In 5 ist das Messsignal eines Positionssensors 9 sowie das Messsignal der Feuchtemesssonde 8 gegenübergestellt.
  • Der Positionssensor gibt ein im Wesentlichen sinusförmiges Signal 9 wieder. Auf der x-Achse ist die Anzahl der Messwerte, auf der rechten y-Skala die Beschleunigung des als Beschleunigungssensor ausgebildeten Positionssensors und auf der linken y-Skala ein Messsignal der Mikrowellenmesssonde wiedergegeben.
  • Über das Signal des Positionssensors 9 kann die Drehrichtung der Trommel bestimmt werden. In diesem Beispiel sind nur noch 50 Liter im Mischer. Sobald, wie hier dargestellt, die Drehrichtung der Trommel umgekehrt wird, streicht das Mischgut bzw. Restwasser wieder an der Feuchtemesssonde vorbei, was zu einem temporären deutlichen Abfall des Signals 8 führt.
  • Die Darstellung in 6 entspricht der Darstellung in 5, wobei nunmehr 200 Liter Restmischgut bzw. Restwasser vorhanden sind.
  • Zu erkennen ist, dass das Signal der Feuchtemesssonde 8 über einen wesentlich breiteren Bereich, also für über wesentlich mehr Messwerte, absinkt, die Feuchtemesssonde mithin länger bedeckt ist.
  • Wie nunmehr in 7 dargestellt, kann die Restmenge auf sehr einfache Weise bestimmt werden, indem das Verhältnis der Anzahl an Messwerten ”Sonde mit Mischgut bedeckt”, welches die Feuchtemesssonde liefert, mit der Anzahl der Messwerte in dem die Sonde in der unteren Hälfte der Trommel angeordnet ist, was über den Positionssensor ermittelt wird, ins Verhältnis gesetzt wird.
  • Auf der x-Achse ist das Verhältnis aufgetragen und auf der y-Achse die Menge an Restmischgut bzw. Restwasser. Zu erkennen ist ein relativ linearer Zusammenhang, was eine einfache Bestimmung der Restmenge ermöglicht.
  • Bezug nehmend auf 8 soll die Bestimmung des Füllstandes bei größeren Mengen von Mischgut erläutert werden, wobei hierbei der Füllstand bestimmt wird, während sich die Trommel in ihrer normalen Drehrichtung, also nicht in die Entleerrichtung, dreht.
  • Auf der x-Achse ist wiederum die Anzahl an Messwerten aufgetragen.
  • Zu erkennen ist, dass das Messsignal 11 periodisch absinkt.
  • Über das Verhältnis bedeckt/nicht bedeckt lässt sich mit einer Kreisabschnittsberechnung ein prozentualer Befüllungsgrad der Mischtrommel errechnen, der unabhängig von der jeweils verwendeten Trommelgröße ist.
  • Steigt nun die Drehzahl des Mischers an, wird das Mischgut durch auftretende Fliehkräfte zunehmend an die Mischerwand gedrückt, was die Phase ”Feuchtemesssonde mit Mischgut bedeckt” verlängert und somit das Füllstandsergebnis verfälscht.
  • Gemäß der Erfindung kann nunmehr mit Hilfe der Einrichtung zur Positionsbestimmung die Drehzahl berücksichtigt werden und in die Berechnung des Füllstandes eingehen, was das Messergebnis verbessert.
  • In 9 und 10 soll die erfindungsgemäße Konsistenzbestimmung des Mischgutes näher erläutert werden.
  • In 9 ist der Signalverlauf eines Positionssensors 9 sowie der Signalverlauf einer Konsistenzmesseinrichtung gegenüber gestellt, wobei sich bei der Darstellung in 9 kein Mischgut in der Mischtrommel befindet.
  • Zu erkennen ist, dass das Signal der Konsistenzmesseinrichtung 12 im Wesentlichen mit dem sinusförmigen Verlauf der Positionsmesseinrichtung 9 korreliert.
  • Dies liegt hauptsächlich daran, dass aufgrund des Eigengewichtes des Biegestabs über die Dehnungsmessstreifen eine Verwindung erfasst wird, welche allerdings nicht durch vorbei fließendes Mischgut verursacht wird.
  • Weitere Verwindungen können durch plastische Verformung der Biegeplatte entstehen und verändern dauerhaft das Messsignal.
  • Der in 9 dargestellte Signalverlauf entsteht nicht nur bei einer leeren Mischtrommel, sondern immer dann, wenn der Biegestab nicht eingetaucht ist, was über die Feuchtemesssonde erfasst werden kann.
  • Es kann nunmehr bei jeder Umdrehung eine positionsabhängige Nullpunktverschiebung des Messsignals der Konsistenzmesseinrichtung 12 berechnet werden. Diese Nullpunktverschiebung kann zur Korrektur des Messsignals verwendet werden, wie in 10 dargestellt ist.
  • Die Kurve 12a in 10 zeigt das tatsächliche Signal der Konsistenzmesseinrichtung und die etwas darunter liegende Kurve 12b zeigt ein korrigiertes Messsignal, bei welchem die Nullpunktverschiebung berücksichtigt wurde und welches mithin eine höhere Genauigkeit hat.
  • Durch die Erfindung konnte ein sehr einfach aufgebautes System zur Feuchte und Konsistenzmessung des Mischgutes in Trommelmischern bereit gestellt werden, welches eine hohe Genauigkeit aufweist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Mischtrommel
    2
    Inspektionsluke
    3
    Biegestab
    4
    Anschweißring
    5
    Biegeplatte
    6
    Feuchtemesssonde mit Temperatursensor
    7
    Dehnungsmessstreifen
    8
    Signal Feuchtemesssonde
    9
    Signalpositionssensor
    10
    Verhältnis Anzahl Messwerte Sonde bedeckt/Gesamtanzahl Messwerte in unterer Tommelhälfte
    11
    Verhältnis Anzahl Messwerte bedeckt/nicht bedeckt
    12
    Signalkonsistenzmesseinrichtung
    13
    Auswerteelektronik

Claims (9)

  1. System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer, umfassend eine Feuchtemesssonde, eine Konsistenzmesseinrichtung, welche als Biegestab ausgebildet ist, sowie eine Einrichtung zur Positionsbestimmung, welche als Beschleunigungssensor ausgebildet ist und/oder die Drehzahl einer Mischtrommel erfasst, und eine Auswerteelektronik.
  2. System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Positionsbestimmung als 3-Achsen-Beschleunigungssensor ausgebildet ist.
  3. System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtemesssonde als Mikrowellenmesssonde ausgebildet ist.
  4. System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur des Mischgutes umfasst.
  5. System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Positionssensor die Drehrichtung und/oder Drehzahl der Mischtrommel bestimmbar ist.
  6. System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestab an einer Platte mit Dehnungsmessstreifen angeordnet ist.
  7. System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes in einem Trommelmischer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelektronik Mittel zur Korrektur eines Messsignals der Konsistenzmesseinrichtung und/oder der Feuchtemesssonde aufweist, welche in Abhängigkeit eines Signals der Positionsmesseinrichtung das Signal der Konsistenzmesseinrichtung und/oder der Feuchtemesssonde korrigieren.
  8. Trommelmischer, insbesondere fahrbarer Betonmischer, umfassend ein System zur Messung zumindest der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest Feuchtemesssonde, Konsistenzmesseinrichtung sowie die Einrichtung zur Positionsbestimmung an einer Inspektionsluke angeordnet sind.
  9. Verfahren zur Messung der Feuchte und Konsistenz des Mischgutes eines Trommelmischers, insbesondere mittels eines Systems nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: – Messung der Konsistenz des Mischgutes mittels einer Konsistenzmesseinrichtung, – Messung der Feuchte des Mischgutes mittels einer Feuchtemesssonde, – Bestimmung ob die Konsistenzmesseinrichtung in das Mischgut eingetaucht ist mittels der Feuchtemesssonde, – Bestimmung der Position der Konsistenzmesseinrichtung mittels einer Einrichtung zur Positionsbestimmung, – Bestimmung einer von der Position abhängigen Nullpunktverschiebung des Messsignals der Konsistenzmesseinrichtung während die Konsistenzmesseinrichtung nicht in das Mischgut eingetaucht ist, – Korrektur des Signals der Konsistenzmesseinrichtung während die Konsistenzmesseinrichtung in das Mischgut eingetaucht ist in Abhängigkeit von der ermittelten Nullpunktverschiebung.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180340925A1 (en) * 2016-07-11 2018-11-29 Quipip, Llc Sensor device, and systems and methods for obtaining measurements of selected characteristics of a concrete mixture
DE102018208392A1 (de) * 2018-05-28 2019-11-28 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Bestimmung von Parametern eines Mischgutes in einer Mischtrommel
DE102020127187A1 (de) 2020-10-15 2022-04-21 Manfred Ludwig System und Verfahren zur Konsistenzmessung von Mischgut

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106626075A (zh) * 2016-11-04 2017-05-10 重庆华耀混凝土有限公司 一种温度可控的混凝土制造系统的控制装置
AT520034B1 (de) * 2017-06-06 2022-09-15 Betonlogistik Niederoesterreich Gmbh Transportbetonmischer
MX2020001670A (es) * 2017-08-11 2020-07-14 Gcp Applied Tech Inc Medicion de aguas grises.
DE102021201456A1 (de) 2021-02-16 2022-08-18 Putzmeister Engineering Gmbh Baustoffvorrichtung und Verwendung mindestens eines Teilsensors

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20105302U1 (de) * 2001-03-27 2002-08-08 Franz Ludwig Gmbh Vorrichtung zur Feuchtemessung
DE202010012841U1 (de) * 2010-09-22 2010-12-02 Franz Ludwig Gmbh Trommelmischer mit Messsonde

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20105302U1 (de) * 2001-03-27 2002-08-08 Franz Ludwig Gmbh Vorrichtung zur Feuchtemessung
DE202010012841U1 (de) * 2010-09-22 2010-12-02 Franz Ludwig Gmbh Trommelmischer mit Messsonde

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180340925A1 (en) * 2016-07-11 2018-11-29 Quipip, Llc Sensor device, and systems and methods for obtaining measurements of selected characteristics of a concrete mixture
US11815504B2 (en) * 2016-07-11 2023-11-14 Quipip, Llc Sensor device, and systems and methods for obtaining measurements of selected characteristics of a concrete mixture
DE102018208392A1 (de) * 2018-05-28 2019-11-28 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zur Bestimmung von Parametern eines Mischgutes in einer Mischtrommel
DE102020127187A1 (de) 2020-10-15 2022-04-21 Manfred Ludwig System und Verfahren zur Konsistenzmessung von Mischgut
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