DE102014102345A1

DE102014102345A1 - DEVICE FOR MEASURING THE DENSITY AND / OR TRANSMISSION OF BULK, AND METHOD THEREFOR

Info

Publication number: DE102014102345A1
Application number: DE102014102345.5A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Eine Vorrichtung zur Messung der Dichte und/oder des Durchsatzes von Schüttgut umfasst einen Messraum (1) zur Aufnahme und Durchlass von Schüttgut, wobei der Messraum (1) einen Einlass (11) und einen verschließbaren Auslass (3, 12) aufweist. Eine Wägezelle (5) dient zur Messung des Gewichts des im Messraum (1) befindlichen Schüttguts, wobei die Wägezelle (5) eingerichtet ist, eine dem gemessenen Gewicht entsprechende Gewichtsgröße auszugeben. Eine Auswerteeinheit (6) dient zum kontrollierten Öffnen und Schließen des Auslasses (3, 12) und zum Erfassen der von der Wägezelle (5) ausgegebenen Gewichtsgröße, wobei die Auswerteeinheit (6) eingerichtet ist, nach Schließen des Auslasses (3, 12) eine füllstandsabhängige Gewichtsänderung, eine zeitabhängige Füllstandsänderung, und/oder eine zeitabhängige Gewichtszunahme des Schüttguts im Messraum (1) zu erfassen und daraus die Dichte des Schüttguts und/oder den Durchsatz des Schüttguts durch den Messraum (1) zu ermitteln.A device for measuring the density and / or the throughput of bulk material comprises a measuring space (1) for receiving and passing through bulk material, wherein the measuring space (1) has an inlet (11) and a closable outlet (3, 12). A load cell (5) serves to measure the weight of the bulk material in the measuring space (1), wherein the weighing cell (5) is set up to output a weight quantity corresponding to the measured weight. An evaluation unit (6) is used for controlled opening and closing of the outlet (3, 12) and for detecting the weight of the load cell (5), the evaluation unit (6) is arranged after closing the outlet (3, 12) a Level-dependent weight change to detect a time-dependent level change, and / or a time-dependent increase in weight of the bulk material in the measuring chamber (1) and to determine therefrom the density of the bulk material and / or the throughput of the bulk material through the measuring space (1).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Dichte, und/oder des Durchsatzes von Schüttgut sowie ein entsprechendes Verfahren.The present invention relates to a device for measuring the density, and / or the throughput of bulk material and a corresponding method.

Schüttgüter, beispielsweise pulver- oder granulatartige Materialien, werden in weiten Bereichen eingesetzt. Beim Abfüllen solcher Materialien ist es notwendig, die Menge des abzufüllenden Schüttguts genau zu messen.Bulk materials, such as powdery or granular materials, are widely used. When filling such materials, it is necessary to accurately measure the amount of bulk material to be filled.

Aus der EP 1 272 818 B1 und DE 10 2008 011 564 A1 sind Messanordnungen zur Messung der Durchflussmenge von Schüttgütern bekannt, bei der das Schüttgut über eine kreisförmig gebogene Leitfläche gleitet. Die dadurch hervorgerufene Auslenkung des Leitmittels wird auf einen Kraftsensor übertragen und daraus die Duchflussmenge ermittelt.From the EP 1 272 818 B1 and DE 10 2008 011 564 A1 are measuring arrangements for measuring the flow rate of bulk materials known in which the bulk material slides over a circular curved guide surface. The resulting deflection of the conductive agent is transferred to a force sensor and determines the Duchflussmenge.

In der DE 10 2009 032 145 A1 ist ein Vorrichtung zur Bestimmung des Massendurchflusses auf Basis der Corioliskraft beschrieben.In the DE 10 2009 032 145 A1 a device for determining the mass flow based on the Coriolis force is described.

Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Gemäß einer Ausführungsform weist eine Vorrichtung zur Messung der Dichte und/oder des Durchsatzes von Schüttgut einen Messraum zur Aufnahme und Durchlass von Schüttgut auf, wobei der Messraum einen Einlass und einen verschließbaren Auslass aufweist. Eine Wägezelle ist zur bevorzugt nebenkraftschlussfreien Messung des Gewichts des im Messraum befindlichen Schüttguts vorgesehen, wobei die Wägezelle eingerichtet ist, eine dem gemessenen Gewicht entsprechende Gewichtsgröße auszugeben. Eine Auswerteeinheit dient zum kontrollierten Öffnen und Schließen des Auslasses und zum Erfassen der von der Wägezelle ausgegebenen Gewichtsgröße, wobei die Auswerteeinheit eingerichtet ist, nach Schließen des Auslasses eine füllstandsabhängige Gewichtsänderung, eine zeitabhängige Füllstandsänderung, und/oder eine zeitabhängige Gewichtszunahme des Schüttguts im Messraum zu erfassen und daraus die Dichte des Schüttguts und/oder den Durchsatz des Schüttguts durch den Messraum zu ermitteln.According to one embodiment, an apparatus for measuring the density and / or the throughput of bulk material has a measuring space for receiving and passing through bulk material, wherein the measuring space has an inlet and a closable outlet. A load cell is provided for measuring the weight of the bulk material located in the measuring space, preferably with no force-shedding, wherein the load cell is set up to output a weight variable corresponding to the measured weight. An evaluation unit is used for controlled opening and closing of the outlet and for detecting the output from the load cell weight, the evaluation is set to detect after closing the outlet a level-dependent weight change, a time-dependent level change, and / or a time-dependent weight gain of the bulk material in the measuring space and to determine therefrom the density of the bulk material and / or the throughput of the bulk material through the measuring space.

Mittels der hier beschriebenen Vorrichtung lassen sich zeitgleich, oder nacheinander, sowohl die Dichte als auch der Durchsatz des Schüttguts ermitteln. Zur Bestimmung der Dichte wird eine füllstandsabhängige Gewichtsänderung des Schüttguts im Messraum erfasst, beispielsweise durch Erfassen des Gesamtgewichts des Messraums einschließlich des darin befindlichen Schüttguts oder lediglich das Schüttgutgewicht nach anfänglicher Null-Tarierung des Messraums. Die erfasste Gewichtsänderung kann beispielsweise die Gewichtsänderung bei vollständiger Füllung, oder bei Füllung bis zu einem gewissen Füllstand sein. Alternativ kann auch die Gewichtsänderung zwischen zwei definierten Füllständen herangezogen werden. Unabhängig davon, welcher Füllstand konkret verwendet wird, ist mit dem gewählten Füllstand bzw. Füllhöhe ein konkretes und vorbekanntes Volumen verbunden, sodass sich dann die Dichte leicht errechnen lässt.By means of the device described here can be determined at the same time, or successively, both the density and the throughput of the bulk material. To determine the density, a level-dependent weight change of the bulk material in the measuring space is detected, for example by detecting the total weight of the measuring space including the bulk material therein or only the bulk material weight after initial zero-tare of the measuring space. The detected weight change may be, for example, the change in weight when completely filled, or when filling up to a certain level. Alternatively, the weight change between two defined fill levels can be used. Regardless of which level is used concretely, a specific and previously known volume is associated with the selected level or filling level, so that the density can then be easily calculated.

Für die Bestimmung des Durchsatzes wird dagegen eine zeitabhängige Gewichtszunahme im Messraum oder eine zeitabhängige Füllstandsänderung des Schüttguts erfasst.For the determination of the throughput, however, a time-dependent increase in weight in the measuring chamber or a time-dependent level change of the bulk material is detected.

Diese Bestimmungen können auch in einen einheitlichen Messablauf zusammengefasst werden, wenn beispielsweise die Zeit bis zum Erreichen eines vordefinierten Füllstands zusätzlich zu dem bei diesem Füllstand vorhandenen Gewicht ermittelt wird.These determinations can also be summarized in a uniform measurement procedure, if, for example, the time to reach a predefined fill level is determined in addition to the weight present at this fill level.

Der Messvorgang wird typischerweise nach vollständiger Entleerung des Messraums durch Schließen des Auslasses eingeleitet. Damit werden Messverfälschungen durch eventuell vorhandene Restmengen vermieden. Jedoch ist es auch möglich, den Messvorgang bei Erreichen eines ersten vordefinierten Füllstandes (oder Gewichtes) zu beginnen und die füllstandsabhängige Erfassung der Gewichtsänderung bei Erreichen eines zweiten Füllstands (oder Gewichtes) vorzunehmen.The measuring process is typically initiated after complete emptying of the measuring space by closing the outlet. This avoids measurement distortions caused by any remaining quantities. However, it is also possible to start the measurement process when a first predefined fill level (or weight) is reached and to carry out the level-dependent detection of the weight change when a second fill level (or weight) is reached.

Wenn die Wägezelle das Bruttogewicht von leerem Messraum und Schüttgut im Messraum erfasst, wird von dem so erfassten Bruttogewicht das Gewicht des leeren Messraums abgezogen. Das an sich konstante Gewicht des leeren Messraums ist entweder fest gespeichert, oder kann in vorbestimmten Zeitintervallen, bei Eintreten eines vordefinierten Ereignisses, oder durch das Bedienpersonal erneut erfasst werden.If the load cell records the gross weight of the empty measuring room and bulk material in the measuring room, the weight of the empty measuring room is deducted from the gross weight recorded in this way. The inherently constant weight of the empty measuring space is either permanently stored, or can be re-detected at predetermined time intervals, upon the occurrence of a predefined event, or by the operating personnel.

Unter der Dichte wird hier die Schüttdichte des Schüttguts verstanden, die nicht notwendigerweise identisch mit der Rohdichte einzelner Partikel des Schüttguts sein muss. Die Schüttdichte ist die Dichte des Gemenges aus Schüttgut und der Luft, welche die Hohlräume zwischen den Partikeln des Schüttguts ausfüllt. Die ermittelte Dichte kann daher auch als spezifische Dichte des Schüttguts angesehen werden.Density is understood to mean the bulk density of the bulk material, which need not necessarily be identical to the bulk density of individual particles of the bulk material. The bulk density is the density of the mixture of bulk material and the air that fills the voids between the particles of the bulk material. The determined density can therefore also be regarded as the specific density of the bulk material.

Der ermittelte Durchsatz kann auch als Durchsatzleistung angesehen werden, der, über die Zeit integriert oder aufsummiert, die Gesamtmenge ergibt.The determined throughput can also be considered as throughput which, integrated over time or summed up, gives the total.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Halter auf, der den Messraum mit der Wägezelle verbindet und den Messraum hält. Der Halter überträgt das Gewicht, oder eine dem Gewicht des Messraums proportionale Größe, auf die Wägezelle. Die Wägezelle kann auch mehrere einzelne Messzellen aufweisen, die jeweils über ein Halteelement mit dem Messraum verbunden sind. Der Halter weist dann mehrere Halteelemente auf. According to one embodiment, the device has a holder which connects the measuring space with the weighing cell and holds the measuring space. The holder transmits the weight, or a size proportional to the weight of the measuring space, to the load cell. The weighing cell can also have a plurality of individual measuring cells which are each connected to the measuring space via a holding element. The holder then has a plurality of holding elements.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Messraum ein im Wesentlichen vertikal oder schräg angeordnetes Messrohr mit einem oberen Einlassende und einem unteren Auslassende mit einem über die Auswerteeinheit steuerbaren Auslassventil auf.According to one embodiment, the measuring chamber has a substantially vertically or obliquely arranged measuring tube with an upper inlet end and a lower outlet end with an outlet valve which can be controlled via the evaluation unit.

Grundsätzlich kann der Querschnitt des Messraums beliebig sein. Der Querschnitt kann in Längserstreckung des Messraums vom oberen Einlassende zum Auslass konstant sein, oder sich verändern. Typische Querschnittsbeispiele sind kreisförmig, rechteckig oder quadratisch.In principle, the cross section of the measuring space can be arbitrary. The cross section may be constant in the longitudinal extent of the measuring space from the upper inlet end to the outlet, or may change. Typical cross-sectional examples are circular, rectangular or square.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Messrohr einen sich zum oberen Einlassende hin verjüngenden Querschnitt auf. Der sich somit zum Auslass vergrößernde Querschnitt wirkt sich positiv auf das Fließverhalten des Schüttguts aus, da einem Verstopfen des Messraums entgegengewirkt wird.According to one embodiment, the measuring tube has a cross section tapering towards the upper inlet end. The thus increasing the outlet cross-section has a positive effect on the flow behavior of the bulk material, since clogging of the measuring space is counteracted.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinheit eingerichtet, die zeitabhängige Gewichtszunahme des Schüttguts nach Schließen des Auslasses als Gewichtszunahme innerhalb einer vorgegebenen Zeit oder als Zeit zwischen zwei verschiedenen Gewichtszuständen zu ermitteln, und/oder die zeitabhängige Füllstandsänderung des Schüttguts nach Schließen des Auslasses als Volumenzunahme innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu ermitteln.According to one embodiment, the evaluation unit is set up to determine the time-dependent weight increase of the bulk material after closing the outlet as weight increase within a predetermined time or as time between two different weight states, and / or the time-dependent level change of the bulk material after closing the outlet as a volume increase within a predetermined Time to determine.

Die zeitabhängige Gewichtszunahme oder zeitabhängige Füllstandsänderung des Schüttguts dient als Basis für die Ermittlung des Durchsatzes des in den Messraum einfließenden Schüttguts. Dabei kann allgemein zwischen zwei beliebigen Gewichtszuständen oder Füllständen gemessen werden. Um Fehler durch Schwankungen des Schüttgutstroms zu verringern, wird bevorzugt die Zeit gemessen, die zum vollständigen Befüllen des Messraums erforderlich ist. Das Erreichen, oder auch Unterschreiten eines definierten Füllstands, kann durch geeignete Füllstandssonden erfasst werden. Alternativ ist es möglich, das vollständige Befüllen des Messraums auf Basis einer Gewichtsmessung zu ermitteln, da bei Erreichen der Maximalbefüllung das Gewicht des Messraums weitgehend konstant bleibt und das Schüttgut überläuft.The time-dependent increase in weight or time-dependent level change of the bulk material serves as the basis for determining the throughput of the bulk material flowing into the measuring space. In this case, it is generally possible to measure between any two weight states or fill levels. In order to reduce errors due to variations in the bulk material flow, it is preferable to measure the time required to completely fill the measuring space. The achievement, or even falling below a defined level, can be detected by suitable level probes. Alternatively, it is possible to determine the complete filling of the measuring chamber on the basis of a weight measurement, since when the maximum filling is reached, the weight of the measuring chamber remains largely constant and the bulk material overflows.

Die zeitabhängige Gewichtszunahme kann bevorzugt auch durch Messung der Zeit zwischen zwei vordefinierten Gewichtszuständen erfasst werden. Beispielsweise kann die Zeit ermittelt werden, die erforderlich ist, bis das Gewicht des Schüttguts im Messraum von einem ersten Wert (erster Gewichtszustand) auf einen zweiten Wert (zweiter Gewichtszustand) steigt. Aus der so ermittelten Zeit und der Gewichtszunahme lässt sich dann leicht der Durchsatz ermitteln. Dies kann auch ohne vorherige Ermittlung der Dicht erfolgen.The time-dependent increase in weight can preferably also be detected by measuring the time between two predefined weight states. For example, the time that is required until the weight of the bulk material in the measuring space increases from a first value (first weight state) to a second value (second weight state) can be determined. From the time thus determined and the weight gain can then easily determine the throughput. This can also be done without prior determination of the seal.

Jedoch ist es bevorzugt, wenn zuvor das Maximalgewicht des Schüttguts bei vollständig gefülltem Messraum ermittelt wird, um die beiden Werte (Gewichtszustände) entsprechend zu definieren. Insbesondere kann der zweite Wert kleiner als der Maximalwert sein, um eine mögliche Störung durch überfließendes Schüttgut zu vermeiden. Beispielsweise kann der erste Wert auf etwa 20% des Maximalgewichts und der zweite Wert auf etwa 80% des Maximalgewichts festgelegt werden. Andere Werte sind ebenfalls möglich.However, it is preferred if previously the maximum weight of the bulk material is determined when the measuring space is completely filled, in order to define the two values (weight states) accordingly. In particular, the second value may be smaller than the maximum value in order to avoid a possible disturbance due to overflowing bulk material. For example, the first value may be set to about 20% of the maximum weight and the second value to about 80% of the maximum weight. Other values are also possible.

Ist das Maximalgewicht des Schüttguts bekannt, entspricht jeder Gewichtszustand zwischen Null und dem Maximalgewicht außerdem einer bestimmten Füllhöhe und damit einem bestimmten Füllvolumen. Da die beiden Werte (Gewichtszustände) zu entsprechenden Füllvolumina korrelieren, ist damit auch eine Volumenänderung erfassbar, die mit der Gewichtsänderung korreliert. Dies ermöglicht ebenfalls die Ermittlung der Dichte, oder erlaubt Kontrollmessungen.If the maximum weight of the bulk material is known, each weight state between zero and the maximum weight also corresponds to a certain filling level and thus to a specific filling volume. Since the two values (weight states) correlate to corresponding filling volumes, a change in volume that correlates with the change in weight can thus also be detected. This also allows the determination of the density, or allows control measurements.

Bei der Ermittlung des Durchsatzes auf Basis der Gewichtsänderung ist es nicht erforderlich, die Füllstandshöhe gesondert zu ermitteln, wodurch der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht werden kann. Zusätzliche Füllstandssonden können jedoch trotzdem bei Bedarf vorgesehen werden.When determining the throughput based on the change in weight, it is not necessary to determine the filling level separately, whereby the structure of the device can be simplified. However, additional level probes can still be provided if required.

Die Ermittlung des Durchsatzes auf Basis der Füllstandsänderung erlaubt die Ermittlung des Durchsatzes auch ohne vorherige Kenntnis der Dichte des Schüttguts, da die herangezogene Füllstandsdifferenz einem vorbekanntem Volumen entspricht. Der Durchsatz ermittelt sich dann zu einem Durchsatzvolumen pro Zeit.The determination of the throughput based on the level change allows the determination of the throughput even without prior knowledge of the density of the bulk material, since the used level difference corresponds to a previously known volume. The throughput is then determined to a throughput volume per time.

Neben einer Messung auf Basis der Füllstandsänderung, oder alternativ dazu, kann auch eine Messung auf Basis unterschiedlicher Gewichtszustände erfolgen. Der Durchsatz ermittelt sich dann zu einer Durchmenge, d.h. Gewicht pro Zeit. Auch hier ist die Kenntnis der Dichte nicht erforderlich.In addition to a measurement based on the level change, or alternatively, a measurement can be based on different weight states. The throughput is then determined to be a throughput, i. Weight per time. Again, the knowledge of the density is not required.

Bei Kenntnis der Dichte kann jedoch sowohl der Durchsatz auf Basis einer zeitabhängigen Gewichtszunahme als auch auf Basis einer zeitabhängigen Füllstandsänderung ermittelt werden, um die Plausibilität der Messungen zu verifizieren.With knowledge of the density, however, both the throughput based on a time-dependent increase in weight and on the basis of a time-dependent level change can be determined in order to verify the plausibility of the measurements.

Weiterhin ist es grundsätzlich möglich, aus der zeitabhängigen Erfassung des Durchsatzes auf Basis der Füllstandsänderung (Volumen pro Zeit) und der zeitabhängigen Erfassung der Gewichtszunahme (Gewicht pro Zeit) auf die Dichte des Schüttguts zu schließen. Furthermore, it is basically possible to deduce the density of the bulk material from the time-dependent detection of the throughput based on the level change (volume per time) and the time-dependent detection of the weight increase (weight per time).

Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens eine Füllstandssonde zum Erfassen des Füllstands des Schüttguts in dem Messraum auf, wobei die Auswerteeinheit mit der Füllstandssonde verbunden ist, um einen von der Füllstandssonde ausgegebenen Wert zu erfassen. Die Füllstandssonde kann beispielsweise eine optische Sonde sein. Die Vorrichtung kann auch zwei oder mehrere Füllstandssonden, beispielsweise pro Füllstand und/oder jeweils eine für jeweils unterschiedliche Füllstände, aufweisen.According to one embodiment, the device has at least one fill level probe for detecting the fill level of the bulk material in the measurement space, wherein the evaluation unit is connected to the fill level probe in order to detect a value output by the fill level probe. The fill level probe can be, for example, an optical probe. The device can also have two or more level sensors, for example per level and / or one for each different levels.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinheit eingerichtet, eine Öffnungsstellung (oder Öffnungsgröße) des Auslasses zum kontrollierten Auslassen des Schüttguts so zu steuern oder zu regeln, dass das Schüttgut im Messraum bei einfließendem und ausfließendem Schüttgut ein zeitlich im Wesentlichen konstantes Gewicht und/oder das Schüttgut in dem Messraum eine zeitlich im Wesentlichen konstante Füllhöhe aufweist.According to one embodiment, the evaluation unit is set up to control or regulate an opening position (or opening size) of the outlet for the controlled discharge of the bulk material such that the bulk material in the measuring space with inwardly flowing and outflowing bulk material has a substantially constant weight and / or the bulk material in the measuring space has a substantially constant filling level in time.

Es erfolgt hierdurch eine Regelung des Gewichts und/oder der Füllhöhe durch Anpassen der Öffnungsstellung des Auslasses. Dadurch kann innerhalb eines gewissen Rahmens der Durchsatz des Schüttguts auf einen vordefinierten oder vorgewählten Wert eingestellt werden. Bevorzugt wird gleichzeitig die Befüllung des Messraums geregelt, damit die Regelung des Durchsatzes effektiv durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht das Volumen des Messraums eine Zwischenpufferung des einfließenden Schüttguts und kann so Schwankungen des einfließenden Schüttguts ausgleichen.This results in a regulation of the weight and / or the filling level by adjusting the opening position of the outlet. As a result, within a certain framework, the throughput of the bulk material can be set to a predefined or preselected value. Preferably, the filling of the measuring space is regulated at the same time, so that the regulation of the throughput can be carried out effectively. In addition, the volume of the measuring space allows an intermediate buffering of the inflowing bulk material and can thus compensate for fluctuations in the inflowing bulk material.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinheit eingerichtet, den Durchsatz des Schüttguts neu zu bestimmen, wenn die gesteuerte oder geregelte Öffnungsstellung des Auslassventils um eine einstellbare oder adaptierbare Differenz von einer vorherigen Öffnungsstellung abweicht.According to one embodiment, the evaluation unit is set up to redetermine the throughput of the bulk material when the controlled or regulated opening position of the outlet valve deviates from a previous opening position by an adjustable or adaptable difference.

Wenn sich beispielsweise die Menge des einfließenden Schüttguts verringert, wird das Auslassventil zunehmend geschlossen, um den Gewichtsverlust zu verringern und das Gesamtgewicht konstant zu halten. Übersteigt dabei die Änderung der Öffnungsstellung des Auslassventils einen vorgegebenen Wert, erkennt die Auswerteeinheit dies als deutliche Änderung des Durchsatzes und ermittelt den Durchsatz neu.For example, as the amount of inflowing bulk material decreases, the exhaust valve becomes increasingly closed to reduce weight loss and keep the total weight constant. If the change in the opening position of the outlet valve exceeds a predetermined value, the evaluation unit recognizes this as a clear change in the throughput and determines the throughput again.

Dies ermöglicht auch das Erkennen von Störungen bei der Zuführung des Schüttguts. Außerdem kann auf sich ändernde Durchsatzmengen schnell reagiert und der jeweils aktuelle Durchsatz umgehend neu ermittelt werden, um die Gesamtmenge des Schüttguts sicher zu bestimmen.This also allows the detection of disturbances in the supply of the bulk material. In addition, it is possible to react quickly to changing throughput quantities and to recalculate the current throughput at once in order to determine the total amount of the bulk material safely.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinheit eingerichtet, das einfließende Schüttgut chargenweise über den Auslass abzugeben, wobei pro Charge der Auslass des Messraums zunächst vollständig geschlossen und erst dann wieder geöffnet wird, wenn aufgrund des einfließenden Schüttguts das Gewicht des Schüttguts im Messraum einen vorgegebenen Wert erreicht hat oder wenn eine vorgegebene Füllstandshöhe des Schüttguts im Messraum erreicht ist. Während der Öffnungszeit des Auslassventils wird auf der Grundlage des vorher ermittelten Durchflusses die „verlorene“ Menge über die Öffnungszeit addiert.According to one embodiment, the evaluation unit is set up to discharge the bulk material flowing in via the outlet, whereby the outlet of the measurement space is initially completely closed and only reopened if the weight of the bulk material in the measurement space has reached a predetermined value due to the inflowing bulk material or if a predetermined level height of the bulk material is reached in the measuring space. During the opening time of the exhaust valve, the "lost" amount over the opening time is added based on the previously determined flow.

Dies ist insbesondere bei einem geringen Durchsatz von Vorteil, bei dem die pro Zeiteinheit in den Messraum einfließende Schüttgutmenge zu gering ist, um durch Anpassung der Öffnungsstellung des Auslassventiles den Durchsatz auf einen vorgegebenen Wert einzustellen. In diesem Fall wird durch die Auswerteeinheit auf eine chargenweise Abgabe des Schüttguts umgestellt. Dabei kann, sofern erforderlich, oder auch automatisch, für jede Charge die Dicht neu ermittelt werden. Das chargenweise Abgeben des Schüttguts kann auf Basis des Volumens (füllstandsabhängig) oder Basis des Gewichts (gewichtsabhängig) erfolgen.This is particularly advantageous in the case of a low throughput, in which the amount of bulk material flowing into the measuring space per unit of time is too low to adjust the throughput to a predetermined value by adjusting the opening position of the outlet valve. In this case, the evaluation unit switches to a batchwise delivery of the bulk material. If necessary or automatically, the seals can be redetermined for each batch. Bulk discharge of the bulk material may be based on volume (level dependent) or basis of weight (weight dependent).

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinheit eingerichtet, eine dynamische Gewichtsänderung des durch den Messraum fließenden Schuttguts bei definiert geöffnetem Auslassventil, beispielsweise bei vollständig geöffnetem Auslass, zu erfassen, und nach erfasster Gewichtsänderung den Durchsatz des Schüttguts durch den Messraum erneut zu ermitteln. Hierzu wird der „Pralleffekt“ ausgenutzt, den das ein- und durchfließende Schüttgut erzeugt. Der Pralleffekt führt zu einem messbaren Gewicht. Unter einem dynamischen Gewichtssignal wird daher das durch den Pralleffekt bewirkte Gewicht des durch den Messraum fließenden Schüttguts und unter der dynamischen Gewichtsänderung die Änderung des dynamischen Gewichts verstanden.According to one embodiment, the evaluation unit is set up to detect a dynamic change in weight of the bulk material flowing through the measuring space when the outlet valve is opened in a defined manner, for example when the outlet is fully open, and after the weight change has been detected again to determine the throughput of the bulk material through the measuring space. For this purpose, the "bounce effect" is utilized, which generates the incoming and flowing bulk material. The impact effect leads to a measurable weight. A dynamic weight signal is therefore understood to mean the weight of the bulk material flowing through the measuring space caused by the impact effect and the dynamic weight change as the change in the dynamic weight.

Die Vorrichtung kann dazu bevorzugt ein geneigt angeordnetes Messrohr mit einem oberen Einlassende und einem unteren Auslassende mit einem über die Auswerteeinheit steuerbaren Auslassventil aufweisen. Die Neigung des Messrohres gegenüber der Horizontalen kann beispielsweise 60° bis 85° betragen.For this purpose, the device may preferably have an inclined measuring tube with an upper inlet end and a lower outlet end with an outlet valve that can be controlled via the evaluation unit. The inclination of the measuring tube relative to the horizontal can be, for example, 60 ° to 85 °.

Ist beispielsweise der Auslass des Messraums (Auslassventil des Messrohres) vollständig geöffnet, bringt das einfließende und auf die innere Wand des Messraums auftreffende Schüttgut einen Impuls auf den Messraum ein, der proportional zum Durchsatz bzw. zur Durchsatzmenge ist. Zusätzlich wirkt noch eine Gewichtskraft, welche durch das an der inneren Wand des Messraums gleitende Schüttgut ausgeübt wird. Insgesamt führt dies zu einem erfassbaren Gewichtssignal, welches beispielsweise von der Wägezelle an die Auswerteeinheit abgegeben wird. Ändert sich nun dieses Gewichtssignal, beispielsweise um einen vorgegebenen absoluten oder relativen Betrag, erkennt die Auswerteeinheit, dass sich der Durchsatz des Schüttguts geändert hat, da das Gewichtssignal im Wesentlichen proportional zum Durchsatz ist. Die Änderung des Gewichtssignals kann daher als Triggersignal genutzt werden, um eine erneute Ermittlung des Durchsatzes und ggf. der Dichte des Schüttguts durchzuführen. If, for example, the outlet of the measuring chamber (outlet valve of the measuring tube) is completely opened, the incoming bulk material which impinges on the inner wall of the measuring chamber imparts a pulse to the measuring chamber, which is proportional to the throughput or the throughput quantity. In addition, a weight force, which is exerted by the bulk material sliding on the inner wall of the measuring space, still acts. Overall, this leads to a detectable weight signal, which is delivered, for example, from the load cell to the evaluation unit. Now changes this weight signal, for example, by a predetermined absolute or relative amount, the evaluation recognizes that the throughput of the bulk material has changed, since the weight signal is substantially proportional to the throughput. The change in the weight signal can therefore be used as a trigger signal to carry out a new determination of the throughput and possibly the density of the bulk material.

Die Änderung des dynamischen Gewichtssignals zum Erkennen eines sich ändernden Durchsatzes wird bevorzugt bei leicht geneigtem Messraum bzw. Messrohr durchgeführt, da hier der Pralleffekt des Schüttguts direkt auf die innere Wand des Messraums erfolgt. Dieser Pralleffekt ist sehr definiert und erlaubt eine eindeutigere Erfassung einer Gewichtsänderung.The change of the dynamic weight signal for detecting a changing throughput is preferably carried out at a slightly inclined measuring chamber or measuring tube, since the impact effect of the bulk material takes place directly on the inner wall of the measuring chamber. This bounce effect is very defined and allows a clearer determination of a weight change.

Es ist jedoch auch möglich, die Änderung des Gewichts bei senkrechtem Messraum zu erfassen. Beispielsweise wird dazu der Auslass geschlossen, so dass sich das Schüttgut im Messraum aufstaut und überläuft. Das „neue“ Material fällt dann auf den Materialkegel oberhalb des Messrohres und erzeugt somit einen durchflussabhängigen Pralleffekt. Die Änderung dieses Pralleffektes dient dann ebenfalls als Triggersignal für eine erneute Ermittlung des Durchsatzes und/oder der Dichte.However, it is also possible to detect the change in weight at a vertical measuring space. For example, the outlet is closed, so that the bulk material accumulates in the measuring space and overflows. The "new" material then falls on the material cone above the measuring tube and thus generates a flow-dependent impact effect. The change of this bounce effect then also serves as a trigger signal for a new determination of the throughput and / or the density.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinheit eingerichtet, auf Basis des ermittelten Durchsatzes des Schüttguts die absolute Menge des durch den Messraum fließenden Schüttguts zu ermitteln. Dadurch lässt sich leicht die Gesamtmenge ermitteln, beispielsweise beim Beladen von Fahrzeugen.According to one embodiment, the evaluation unit is set up to determine the absolute quantity of the bulk material flowing through the measurement space on the basis of the determined throughput of the bulk material. This makes it easy to determine the total amount, for example when loading vehicles.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin ein Gehäuse auf, in dem der Messraum angeordnet ist. Weiterhin kann die Vorrichtung einen vom Messraum entkoppelten Einlauftrichter zur Zuführung des Schüttguts bzw. Schüttgutstroms in den Einlass des Messraums aufweisen. Der vom Messraum entkoppelte Einlauftrichter dient dem sicheren Befüllen des Messraums, ohne diesen gewichtsmäßig oder durch Vibrationen oder ähnlichem zu belasten. Entkopplung von Messraum und Einlauftrichter hat im Gegensatz zu der Variante, bei der der Messraum einen fest verbundenen Einlauftrichter aufweist, weiterhin den Vorteil, dass beim Überlaufen der Messraums keine großen Füllberge entstehen, die zu Messunsicherheiten führen, wenn das Überlaufen des Messraums als ein Maß für die Ermittlung einer Füllstandshöhe herangezogen wird.According to one embodiment, the device further comprises a housing in which the measuring space is arranged. Furthermore, the device may have a decoupling from the measuring chamber inlet funnel for feeding the bulk material or bulk material flow into the inlet of the measuring chamber. The inlet hopper, which is decoupled from the measuring space, serves for the safe filling of the measuring space without burdening it by weight or by vibrations or the like. Decoupling of the measuring chamber and inlet funnel, in contrast to the variant in which the measuring chamber has a permanently connected inlet funnel, furthermore has the advantage that when the measuring space overflows, no large filling peaks arise which lead to measurement uncertainties, if the overflow of the measuring space serves as a measure of the determination of a level height is used.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Wand oder weisen die Wände des Messraums Poren oder Löcher auf, wobei der Messraum von einem Außenmantel umgeben ist. Die Poren oder Löcher, die typischerweise kleiner als einzelne Partikel des Schüttguts sind, erleichtern den Fluss des Schüttguts und wirken Verstopfungen, beispielsweise Brückenbildungen und Anhaftung des Schüttguts, entgegen, da Luft in den Messraum durch die Poren oder Löcher eindringen und heraustreten kann.According to one embodiment, the wall or the walls of the measuring space have pores or holes, the measuring space being surrounded by an outer jacket. The pores or holes, which are typically smaller than individual particles of the bulk material, facilitate the flow of the bulk material and counteract blockages, such as bridging and sticking of the bulk material, since air can enter and exit the measuring space through the pores or holes.

Gemäß einer Ausführungsform ist zur Verbesserung der Fließeigenschaften der Außenmantel mit einer Gaszufuhr verbunden.According to one embodiment, the outer jacket is connected to a gas supply in order to improve the flow properties.

Alternativ oder zusätzlich kann der Messraum durch Vibratoren und/oder Klopfer in Schwingung versetzt werden, um einer Verstopfung durch Brückenbildung oder Anhaftungen entgegenzuwirken.Alternatively or additionally, the measuring space can be vibrated by vibrators and / or knockers to counteract clogging by bridge formation or adhesions.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin ein Mittel zur direkten Erfassung der Fließgeschwindigkeit des Schüttguts im Messraum auf. Dadurch lässt sich die Fließgeschwindigkeit unmittelbar erfassen und aus dem bekannten Querschnitt des Messraums der volumenmäßige Durchsatz und bei Kenntnis der Dichte des Schüttguts der mengenmäßige Durchsatz ermitteln.According to one embodiment, the device further comprises a means for directly detecting the flow rate of the bulk material in the measuring space. As a result, the flow rate can be detected directly and determine the quantitative throughput from the known cross-section of the measuring space of the volume throughput and with knowledge of the density of the bulk material.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin eine Durchsatzüberwachungseinrichtung auf, die eingerichtet ist, ein zum Durchsatz des Schüttguts korrelierendes Ausgangssignal an die Auswerteeinheit abzugeben. Die Durchsatzüberwachungseinrichtung dient insbesondere dazu, Schwankungen des Durchsatzes zu registrieren. Es genügt daher, wenn die Durchsatzüberwachungseinrichtung ein Ausgangssignal abgibt, das relativ zu Durchsatzschwankungen variiert. Übersteigen die Schwankungen des Ausgangssignals einen vorgegebenen Toleranzbereich, der auch während des Betriebs angepasst werden kann, ist dies ein Hinweis auf eine Schwankung des Durchsatzes, sodass dann eine erneute Bestimmung des Durchsatzes initiiert werden kann.According to one embodiment, the device furthermore has a throughput monitoring device which is set up to deliver an output signal correlating to the throughput of the bulk material to the evaluation unit. The throughput monitoring device serves, in particular, to register fluctuations in the throughput. It is therefore sufficient if the throughput monitoring device outputs an output signal which varies relative to throughput fluctuations. If the fluctuations in the output signal exceed a predetermined tolerance range, which can also be adjusted during operation, this is an indication of a fluctuation of the throughput, so that then a new determination of the throughput can be initiated.

Die Durchsatzüberwachungseinrichtung kann beispielsweise ein Messgerät sein, das den Durchsatz mittels Mikrowellen detektiert. Dies kann beispielsweise unter Ausnutzung des Dopplereffekts erfolgen.By way of example, the throughput monitoring device can be a measuring device which detects the throughput by means of microwaves. This can be done for example by taking advantage of the Doppler effect.

Bei dieser Herangehensweise kann das Schüttgut beispielsweise bei vollständig geöffnetem Auslassventil abgegeben werden. Der Durchsatz wird dann entweder als konstant angesehen, solange das Ausgangssignal der Durchsatzüberwachungseinrichtung den vorgegebenen Toleranzbereich nicht überschreitet, oder durch die Auswerteelektronik in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Durchsatzüberwachungseinrichtung angepasst. In einer einfachen Ausführung wird der Durchsatz als konstant angenommen. Ein dadurch bedingter Fehler lässt sich durch geeignete Wahl des Toleranzbereichs minimieren. In this approach, the bulk material can be dispensed, for example, with fully open exhaust valve. The throughput is then considered to be either constant, as long as the output signal of the flow rate monitoring device does not exceed the predetermined tolerance range, or adjusted by the evaluation depending on the output signal of the flow rate monitoring device. In a simple implementation, the throughput is assumed to be constant. A consequent error can be minimized by a suitable choice of the tolerance range.

Vorteil dieser Herangehensweise ist, dass die Öffnungsstellung des Ausgangsventils nicht ständig nachgestellt werden muss. Dies verringert den Verschleiß des Auslassventils und vermindert außerdem die Gefahr von Verstopfungen (Brückenbildung), da das Ausgangsventil bevorzugt vollständig geöffnet ist.Advantage of this approach is that the opening position of the output valve does not need to be constantly adjusted. This reduces the wear of the exhaust valve and also reduces the risk of clogging (bridging) because the outlet valve is preferably fully open.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Messung des Durchsatzes und/oder der Dichte von Schüttgut bereitgestellt. Dazu wird ein Messraum, der einen Einlass und einen mit einem steuerbaren Auslassventil verschließbaren Auslass aufweist, bereitgestellt. Das Auslassventil wird vollständig verschlossen und Schüttgut in den Messraums eingefüllt. Daran schließen sich die nachfolgenden Schritte (c) und/oder (d) an. Schritt (c) umfasst dabei (c1) das Erfassen der Gewichtsänderung des in den Messraum einfließenden Schüttguts bei geschlossenem Auslassventil, wenn der Messraum bis zu einer vorgegebenen Höhe mit dem Schüttgut befüllt ist, wobei die vorgegebene Höhe einem definierten Volumen im Messraum entspricht; und Ermitteln der Dichte des Schüttguts aus der Gewichtsänderung und dem definierten Volumen. Schritt (d) umfasst (d1) das Erfassen der zeitabhängigen Gewichtszunahme des Schüttguts im Messraum und/oder der zeitabhängigen Füllstandsänderung durch das einfließende Schüttgut bei geschlossenem Auslassventil, und (d2) das Ermitteln des Durchsatzes des Schüttguts aus der zeitabhängigen Gewichtszunahme und/oder der zeitabhängigen Füllstandsänderung.According to one embodiment, a method for measuring the throughput and / or the density of bulk material is provided. For this purpose, a measuring chamber which has an inlet and an outlet which can be closed by means of a controllable outlet valve is provided. The outlet valve is completely closed and bulk material filled in the measuring room. This is followed by the subsequent steps (c) and / or (d). Step (c) comprises (c1) detecting the change in weight of the bulk material flowing into the measuring space when the outlet valve is closed, when the measuring space is filled with the bulk material up to a predetermined height, the predetermined height corresponding to a defined volume in the measuring space; and determining the density of the bulk material from the weight change and the defined volume. Step (d) comprises (d1) detecting the time-dependent increase in weight of the bulk material in the measuring space and / or the time-dependent level change by the inflowing bulk material with the outlet valve closed, and (d2) determining the throughput of the bulk material from the time-dependent weight gain and / or the time-dependent change in level.

Wie weiter oben bereits dargelegt, kann die Messung bei vollständig entleertem Messraum beginnen. Dazu kann zunächst das Auslassventil vollständig geöffnet werden, um den Messraum zu entleeren. Danach beginnt die Ermittlung der Dichte und/oder des Durchsatzes. Zur Ermittlung der Dichte wird eine füllstandsabhängige Erfassung der Gewichtsänderung genutzt, während für die Ermittlung des Durchsatzes eine zeitabhängige Erfassung der Gewichtszunahme bzw. der Füllstandsänderung zur Anwendung kommt.As already explained above, the measurement can begin when the measurement space is completely empty. For this purpose, first the exhaust valve can be fully opened to empty the measuring chamber. Thereafter, the determination of density and / or throughput begins. To determine the density, a level-dependent detection of the change in weight is used, while for the determination of the throughput, a time-dependent detection of the increase in weight or the level change is used.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Auslassventil nach Schritt (d2) geöffnet, und die Öffnungsstellung des Auslassventils wird so gesteuert, dass der Messraum bei einfließendem Schüttgut ein zeitlich im Wesentlichen konstantes Gewicht und/oder das Schüttgut im Messraum eine zeitlich im Wesentlichen konstante Füllhöhe aufweist. Dadurch kann die Abgabe von Schüttgut auf einen vordefinierten und kontrollierten Durchsatz eingestellt und gehalten werden Es wird somit auf konstanten Durchsatz innerhalb eines gewissen Rahmens geregelt. Bevorzugt wird dazu zusätzlich auch die Einlassmenge geeignet geregelt.According to one embodiment, the outlet valve is opened after step (d2), and the opening position of the outlet valve is controlled such that the measuring space has a substantially constant time weight and / or the bulk material in the measuring space has a substantially constant filling level when the bulk material flows in. As a result, the delivery of bulk material can be set and maintained at a predefined and controlled throughput. It is thus regulated to a constant throughput within a certain framework. Preferably, the inlet quantity is additionally suitably regulated for this purpose.

Bei normalen Schwankungen des tatsächlichen Durchsatzes wird die Öffnungsstellung um eine mittlere Öffnungsstellung schwanken. Die mittlere Öffnungsstellung ergibt sich beispielsweise daraus, dass sich nach Ermittlung des Durchsatzes innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne eine Mittelung der Öffnungsstellungen vorgenommen wird.In normal fluctuations in the actual flow rate, the open position will fluctuate around a middle opening position. The average open position results, for example, from the fact that, after determining the throughput within a predetermined period of time an averaging of the open positions is made.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Schritte (b), (d1) und (d2) wiederholt, wenn die gesteuerte Öffnungsstellung des Auslassventils um eine einstellbare oder adaptierbare Differenz von einer vorherigen Öffnungsstellung abweicht, wobei vor Schritt (b) bevorzugt das Auslassventil zunächst vollständig geöffnet und der Messraum entleert wird. Wie bereits weiter oben dargelegt, erfolgt typischerweise eine erneute Ermittlung des Durchsatzes, wenn erkannt wurde, dass bei der Steuerung bzw. der Öffnungsstellung des Auslandsventils diese von einer vorherigen oder der mittleren Öffnungsstellung um einen Wert größer als eine vorgegebene Differenz abweicht. Die Differenz kann dabei fest vorgegeben, frei wählbar, oder in Abhängigkeit von anderen Größen, beispielsweise der Dichte oder der Feuchte des Schüttguts, gewählt werden.According to one embodiment, steps (b), (d1) and (d2) are repeated if the controlled opening position of the outlet valve deviates from a previous opening position by an adjustable or adaptable difference, wherein preferably before step (b) the outlet valve is fully opened and the measuring room is emptied. As already explained above, the throughput is typically determined again when it has been detected that, in the control or the open position of the foreign valve, it deviates from a previous or middle opening position by a value greater than a predefined difference. The difference can be fixed, freely selectable, or depending on other variables, such as the density or the moisture content of the bulk material can be selected.

Die aktuelle Öffnungsstellung kann beispielsweise mit der Anfangsöffnungsstellung oder mit einer Öffnungsstellung verglichen werden, die in einem zeitlich konstanten Abstand vor der aktuellen Öffnungsstellung ermittelt wurde. Es ist auch möglich, die aktuelle Öffnungsstellung mit einem Mittelwert oder gleitendem Mittelwert zu vergleichen.The current open position can be compared, for example, with the initial opening position or with an open position, which was determined at a time constant distance before the current opening position. It is also possible to compare the current open position with a mean or moving average.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Schritte (b) und (c) und/oder (d) nach einer vorgegebenen Zeitspanne wiederholt, um sicherzustellen, dass die Abgabe von Schüttgut aus dem Messraum auf Basis eines aktuellen Durchsatzes und/oder Dichte erfolgt.According to one embodiment, steps (b) and (c) and / or (d) are repeated after a predetermined period of time to ensure that bulk material is discharged from the measurement space based on current throughput and / or density.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin (e) die chargenweise Ausgabe des Schüttguts über den Auslass, wobei pro Charge der Auslass des Messraums zunächst vollständig geschlossen und erst dann wieder geöffnet wird, wenn aufgrund des einfließenden Schüttguts das Gewicht des Schüttguts im Messraum einen vorgegebenen Wert erreicht hat oder wenn eine vorgegebene Füllstandshöhe des Schüttguts im Messraum erreicht ist. Die chargenweise Abgabe ist insbesondere bei kleinen Durchsätzen von Vorteil.According to one embodiment, the method further comprises (e) the batchwise discharge of the bulk material through the outlet, wherein for each batch the outlet of the measuring chamber is first completely closed and only opened again when due to the inflowing bulk material, the weight of the bulk material in the measuring chamber has reached a predetermined value or when a predetermined filling level height of the bulk material is reached in the measuring space. The batchwise delivery is particularly advantageous for small throughputs.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Messraum bevorzugt ein geneigt angeordnetes Messrohr auf. Bevorzugt wird weiterhin eine dynamische Gewichtsänderung des durch das Messrohr fließenden Schuttguts bei definiert geöffnetem Auslassventil erfasst und die Schritte (c) und/oder (d) wiederholt, wenn eine dynamische Gewichtsänderung erkannt wurde.According to one embodiment, the measuring space preferably has an inclined measuring tube. Furthermore, a dynamic change in weight of the bulk material flowing through the measuring tube is preferably detected when the outlet valve is opened in a defined manner and the steps (c) and / or (d) are repeated when a dynamic change in weight has been detected.

Gemäß einer Ausführungsform wird nach Ermitteln des Durchsatzes des Schüttguts das Auslassventil geöffnet und das im Messraum befindliche Schüttgut abgelassen, bis sich ein konstantes Gewicht des Messraums einstellt. Dieses konstante Gewicht wird als Referenzwert verwendet. Wenn ständig neues Schüttgut nachfließt, ist der Messraum nicht vollständig entleert, sondern enthält das durch den Messraum fließende Schüttgut, das jedoch zu einem im Wesentlichen konstanten Gewichtssignal führt. Die dynamische Gewichtsänderung wird relativ zu diesem Referenzwert ermittelt, und bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts werden die Schritte (b) und (d) zur Ermittlung eines neuen Durchsatzwertes wiederholt.According to one embodiment, after determining the throughput of the bulk material, the outlet valve is opened and the bulk material located in the measuring chamber is discharged until a constant weight of the measuring chamber is established. This constant weight is used as a reference value. If new bulk material constantly flows in, the measuring space is not completely emptied, but contains the bulk material flowing through the measuring space, which, however, leads to a substantially constant weight signal. The dynamic weight change is determined relative to this reference value, and if a predetermined threshold value is exceeded, steps (b) and (d) are repeated to determine a new throughput value.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Korrekturwert ermittelt, um den der zuvor ermittelte Durchsatzwert angepasst wird, wenn bei der Erfassung der dynamischen Gewichtsänderung eine Gewichtsänderung erfasst wurde. So ist es beispielsweise möglich, aus Änderung des dynamischen Gewichts aufgrund eines schwankenden Schüttguteinstroms (variierender Pralleffekt) den Durchsatz zu korrigieren. Dies erfolgt solange, bis dynamische Gewichtsänderung den Schwellwert überschreitet. Dann erfolgt eine erneute Ermittlung des Durchsatzes bzw. eines Durchsatzwertes durch Schließen des Auslassventils.According to one embodiment, a correction value is determined by which the previously determined throughput value is adjusted if a weight change was detected in the detection of the dynamic weight change. It is thus possible, for example, to correct the throughput by changing the dynamic weight due to a fluctuating bulk material inflow (varying impact effect). This takes place until dynamic weight change exceeds the threshold value. Then, a new determination of the throughput or a throughput value by closing the exhaust valve takes place.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin das Berechnen der Gesamtmenge des durch den Messraum fließenden Schüttguts auf Basis des Durchsatzes. Dies kann durch Integration oder Aufsummierung erfolgen.According to one embodiment, the method further comprises calculating the total amount of bulk material flowing through the measurement space based on the throughput. This can be done by integration or summation.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin das Fluidisieren des Schüttguts durch Einbringen von Schwingungen in den Messraum und/oder durch Einbringen eines Gasstroms in den Messraum zur Vermeidung von Verstopfungen oder Anhaftungen des Schüttguts an den Innenwänden des Messraums.According to one embodiment, the method further comprises fluidizing the bulk material by introducing vibrations into the measuring space and / or by introducing a gas flow into the measuring space to prevent clogging or adhesion of the bulk material to the inner walls of the measuring space.

Gemäß einer Ausführungsform wird die zeitabhängige Gewichtszunahme des Schüttguts im Messraum durch Erfassen der Zeit ermittelt, die verstreicht, bis das Gewicht des Schüttguts im Messraum bei geschlossenem Auslassventil von einem ersten Wert auf einem zweiten Wert steigt.According to one embodiment, the time-dependent increase in weight of the bulk material in the measuring chamber is determined by detecting the time which elapses until the weight of the bulk material in the measuring chamber increases from a first value to a second value when the outlet valve is closed.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin das Erfassen des Durchsatzes mittels einer Durchsatzüberwachungseinrichtung und das Ausgeben eines zum Durchsatz des Schüttguts korrelierenden Ausgangssignals an die Auswerteeinheit, sowie das Durchführen der Schritte (b), (d1) und (d2), wenn das von der Durchsatzüberwachungseinrichtung ausgegebene Ausgangssignal einen vorgegebenen und/oder einstellbaren Toleranzbereich überschreitet.According to one embodiment, the method further comprises detecting the flow rate by means of a flow rate monitoring device and outputting an output signal correlating to the throughput of the bulk material to the evaluation unit, and performing steps (b), (d1) and (d2) if that of the flow rate monitoring device output signal exceeds a predetermined and / or adjustable tolerance range.

Gemäß einer Ausführungsform wird der Durchsatz wiederholt ermittelt, wobei jedem ermittelten Durchsatz jeweils eine Kenngröße zugeordnet wird, die einer Öffnungsstellung des Auslassventils entspricht, und wobei aus den so gebildeten Wertepaaren von Durchsatz und zugeordneter Kenngröße eine Kennlinie gebildet wird, welche zur Ermittlung des momentanen Durchsatzes bei Steuerung der Öffnungsstellung des Auslassventils herangezogen wird.According to one embodiment, the throughput is determined repeatedly, wherein each determined throughput in each case a characteristic is assigned, which corresponds to an open position of the exhaust valve, and wherein from the thus formed value pairs of throughput and associated characteristic a characteristic is formed, which for determining the instantaneous throughput at Control of the opening position of the exhaust valve is used.

Der Durchsatz kann beispielsweise dann neu ermittelt werden, wenn die Öffnungsstellung des Auslassventils bei Regelung des Durchsatzes um eine vorgegebene Differenz von einer vorherigen oder zuvor bestimmten Öffnungsstellung abweicht. In diesem Fall erkennt die Auswerteeinheit, dass sich der Durchsatz geändert hat. Nach erneuter Ermittlung des Durchsatzes erfolgt vorzugsweise wieder eine Nachführung der Öffnungsstellung um eine mittlere Öffnungsstellung, um ein zeitlich im Wesentlichen konstantes Gewicht das Schüttgut und/oder eine zeitlich im Wesentlichen konstante Füllhöhe beizubehalten. Dem neu ermittelten Durchsatz entspricht damit eine mittlere Öffnungsstellung. Durch Wiederholung der Ermittlung des Durchsatzes werden daher Wertepaare zwischen Durchsatz und beispielsweise einer Kenngröße gebildet, welcher der zugeordneten mittleren Öffnungsstellung entspricht. Aus diesen Wertepaaren lässt sich dann eine Kennlinie bilden. Diese kann verwendet werden, um den momentanen Durchsatz bei der Steuerung der Öffnungsstellung zu erfassen. Damit lassen sich der Durchsatz und die Gesamtmenge, die innerhalb einer bestimmten Zeitspanne durch die Vorrichtung fließt, genauer ermitteln.The throughput can be re-determined, for example, if the opening position of the outlet valve in regulating the flow rate by a predetermined difference from a previous or predetermined opening position deviates. In this case, the evaluation unit recognizes that the throughput has changed. After a further determination of the throughput, the open position is preferably readjusted by a central opening position in order to maintain a substantially constant weight in time for the bulk material and / or a filling level which is essentially constant in time. The newly determined throughput thus corresponds to a middle open position. By repeating the determination of the throughput, value pairs are therefore formed between the throughput and, for example, a parameter which corresponds to the assigned middle open position. From these pairs of values, a characteristic can then be formed. This can be used to capture the instantaneous rate of open position control. Thus, the throughput and the total amount flowing through the device within a certain period of time can be determined more accurately.

Die erneute Ermittlung des Durchsatzes kann auch zeitabhängig erfolgen, beispielsweise nach einem vorgegebenen Zeitintervall. Es ist auch möglich, beide Varianten zu kombinieren. Beispielsweise kann der Durchsatz, auch wenn sich die Öffnungsstellung des Auslassventils nicht um die vorgegebene Differenz geändert hat, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit erneut ermittelt werden.The re-determination of the throughput can also be time-dependent, for example after a predetermined time interval. It is also possible to combine both variants. For example, the throughput, even if the open position of the exhaust valve has not changed by the predetermined difference, be determined again after a predetermined time.

Gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen wird zunächst ein Durchsatz oder Durchsatzwert ermittelt und zwar nachdem das Auslassventil geschlossen wird. Der Durchsatzwert, der mit den Schritten (b) und (d) ermittelt wird, stellt einen Durchsatzgrundwert dar. Wenn nachfolgend das Auslassventil geöffnet wird, können Schwankungen des Schüttgutstroms auf Basis der Erfassung des dynamischen Gewichts erkannt und damit der Durchsatzwert für die Berechnung der Gesamtdurchflussmenge korrigiert werden. Übersteigt jedoch die dynamische Gewichtsänderung einen Schwellwert, ist dies ein Hinweis auf eine deutliche Schwankung des Durchsatzes und es erfolgt eine erneute Erfassung eines Durchsatzgrundwerts.According to the embodiments described herein, first, a flow rate or flow rate is determined after the exhaust valve is closed. The flow rate value obtained with steps (b) and (d) represents a flow rate basic value. Subsequently, when the exhaust valve is opened, variations in the bulk flow can be detected based on the dynamic weight detection and thus the flow rate for calculating the total flow rate Getting corrected. However, if the dynamic weight change exceeds a threshold, this is an indication of a significant variation in throughput and a re-detection of a baseline flow rate.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.The above-described embodiments may be arbitrarily combined with each other.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.The accompanying drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. The elements of the drawings are relative to one another and not necessarily to scale.

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechend ähnliche Teile.Like reference numerals designate corresponding parts accordingly.

1 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform. 1 shows a device according to an embodiment.

2 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform. 2 shows a device according to another embodiment.

3 zeigt eine Kennlinie, die aus Wertepaaren aus Durchsatz und einer Kenngröße ermittelt wird. 3 shows a characteristic curve, which is determined from value pairs of throughput and a parameter.

4 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform. 4 shows a device according to another embodiment.

5 zeigt eine Messkurve, welche den Zusammenhang zwischen Prallgewicht und Durchsatz zeigt. 5 shows a trace that shows the relationship between impact weight and throughput.

Ausführungsbeispieleembodiments

1 zeigt eine Vorrichtung 100 zur Messung des Durchsatzes und/oder der Dichte eines Stromes aus pulver- oder granulatartigen Produkten, die im Folgenden als Schüttgüter bezeichnet werden. 1 shows a device 100 for measuring the flow rate and / or the density of a stream of powdered or granular products, which are referred to below as bulk materials.

Die Vorrichtung 100 umfasst ein typischerweise vertikal angeordnetes Messrohr 1 zur Aufnahme und Messung eines Schüttgutstroms. Das Schüttgut ist hier mit 8 bezeichnet. Das Messrohr 1 bildet einen Messraum und kann einen runden, rechteckigen oder quadratischem Querschnitt haben oder zur Verbesserung des Fließverhaltens des zu messenden Schüttguts 8 nach oben hin, d.h. zu seinem oberen Einlass 11, verjüngt sein. In einer typischen Ausgestaltung hat das Messrohr 1 einen runden Querschnitt, um Eckbereiche zu vermeiden, in denen das Schüttgut 8 leicht anhaften könnte. Grundsätzlich kann jedoch das Messrohr 1 jeden beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise einen ovalen oder rechteckigen Querschnitt. Bei einem rechteckigen Querschnitt können die Ecken abgerundet sein, um ein Anhaften des Schüttguts 8 zu vermeiden.The device 100 includes a typically vertically arranged measuring tube 1 for receiving and measuring a bulk material flow. The bulk material is here with 8th designated. The measuring tube 1 forms a measuring chamber and can have a round, rectangular or square cross-section or to improve the flow behavior of the bulk material to be measured 8th towards the top, ie to its upper inlet 11 to be rejuvenated. In a typical embodiment, the measuring tube has 1 a round cross section to avoid corner areas in which the bulk material 8th could easily adhere. Basically, however, the measuring tube 1 have any cross section, for example, an oval or rectangular cross-section. In a rectangular cross-section, the corners may be rounded to adhere the bulk material 8th to avoid.

Das Messrohr 1, bzw. der Messraum 1, wird über einen mechanisch entkoppelten Einlauftrichter 2 am oberen Einlass 11 mit Schüttgut 8 beschickt und kann über ein am unteren Auslassende 12 angeordnetes Auslassventil 3 kontrolliert entleert werden. Das Auslassventil 3 kann als Quetschventil, Drehklappe oder Schieber mit elektrischem, pneumatischem oder hydraulischem Antrieb ausgeführt sein.The measuring tube 1 , or the measuring room 1 , is via a mechanically decoupled inlet funnel 2 at the upper inlet 11 with bulk material 8th fed and can have one at the bottom outlet end 12 arranged outlet valve 3 be emptied controlled. The outlet valve 3 can be designed as a pinch valve, rotary valve or slide with electric, pneumatic or hydraulic drive.

Das Messrohr 1 ist über einen Halter 13 mit einer Wägezelle 5 verbunden. Die Wägezelle 5 kann nach den bekannten Messprinzipien als Halbbrücken- oder Vollbrücken-DMS (Dehnungsmessstreifen) Wägezelle 5 arbeiten. Alternativ sind auch andere Messverfahren, wie das Schwingseiten- oder Tauchtrafo-Prinzip anwendbar.The measuring tube 1 is about a holder 13 with a load cell 5 connected. The load cell 5 can according to the known measuring principles as half-bridge or full-bridge strain gauges (strain gauges) load cell 5 work. Alternatively, other measuring methods, such as the oscillating side or immersed transformer principle are applicable.

Das Messrohr 1 bzw. der Messraum 1 kann prinzipiell über ein oder mehrere Biegestab-Wägezellen, Scherstäbe oder Single-Point Messzellen mit analogem oder digitalem Signalausgang gewogen werden. Der oder die Signalausgänge der Wägezelle 5 oder Wägezellen 5 sind mit einer Auswerteeinheit 6 verbunden, welche die Messwerterfassung und die Ermittlung der Dichte und des Durchsatzes steuert und vornimmt. Die Auswerteeinheit 6 kann dabei eine unmittelbar an der Messvorrichtung angebrachte Einheit sein, um die Vorrichtung beispielsweise durch Bedienpersonal zu bedienen. Die Auswerteeinheit 6 kann jedoch auch Teil einer zentralen Überwachungseinheit sein, welche beispielsweise mehrere Messvorrichtungen und andere Einrichtungen zentral überwacht und steuert. Außerdem ist es möglich, dass die Auswerteeinheit 6 eine autarke Bedienung der Messvorrichtung ermöglicht und gleichzeitig über eine Datenschnittstelle 61 Daten der ermittelten Parameter an die zentrale Überwachungseinheit liefert und von dort empfängt.The measuring tube 1 or the measuring room 1 can in principle be weighed via one or more bending beam load cells, shearbars or single-point measuring cells with analogue or digital signal output. The signal output (s) of the load cell 5 or load cells 5 are with an evaluation unit 6 which controls and carries out the measurement acquisition and the determination of the density and the throughput. The evaluation unit 6 In this case, it may be a unit attached directly to the measuring device in order to operate the device by operating personnel, for example. The evaluation unit 6 However, it may also be part of a central monitoring unit which, for example, centrally monitors and controls a plurality of measuring devices and other devices. It is also possible that the evaluation unit 6 enables autonomous operation of the measuring device and at the same time via a data interface 61 Provides data of the determined parameters to the central monitoring unit and receives from there.

Im Folgenden wird von einer einzigen Wägezelle 5 ausgegangen, ohne darauf beschränkt zu sein.The following is from a single load cell 5 originated without being limited thereto.

Die Wägezelle 5 gibt ein gewichtsproportionales Gewichtssignal an die Auswerteeinheit 6. Diese kann das Gewichtssignal vorverarbeiten, beispielsweise verstärken, und/oder normiert es. Außerdem kann die Auswerteeinheit 6 das Auslassventil 3 steuern und wertet die Gewichts- und Dichtedaten nach den nachfolgend beschriebenen Algorithmen aus. The load cell 5 gives a weight-proportional weight signal to the evaluation unit 6 , This can pre-process the weight signal, for example amplify, and / or normalizes it. In addition, the evaluation unit 6 the outlet valve 3 control and evaluate the weight and density data according to the algorithms described below.

Die Auswerteeinheit 6 startet einen Messzyklus beispielsweise durch das Schließen des Auslassventils 3. Das Schüttgut 8 wird über den vom Messrohr 1 entkoppelten Einlauftrichter 2 oder einen anderen geeigneten Zulauf in das Messrohr 1 gefüllt. Das Messrohr 1 füllt sich bis zu einer vorgegebenen Füllhöhe, die beispielsweise durch die Lage einer oder mehrerer Füllstandssonden 7 definiert ist, auf. Alternativ erfolgt die Füllung bis zum Erreichen des oberen Einlassendes 11, wobei dann das Schüttgut 8 überläuft. Nach dem Erreichen der Füllstandssonde 7 oder des oberen Einlassendes 11 erfasst die Auswerteeinheit 6 das Netto-Füllgewicht des Schüttguts 8 im Messrohr 1. Dazu wird vom erfassten Gewichtswert, der dem von der Wägezelle 5 ausgegebenen Gewichtssignal entspricht, das Leergewicht des Messrohres 1 angezogen. Dass Leergewicht des Messrohres 1 ist entweder bekannt, oder kann mittels der Wägezelle 5 erfasst werden. Alternativ ist es möglich, dass das Gewichtssignal der Wägezelle 5 bei leerem Messrohr 1 auf null tariert wird, sodass das ausgegebene Gewichtssignal dem Nettogewicht des im Messrohr befindlichen Schüttguts 8 entspricht.The evaluation unit 6 starts a measuring cycle, for example by closing the exhaust valve 3 , The bulk material 8th is over the measuring tube 1 decoupled inlet funnel 2 or another suitable inlet into the measuring tube 1 filled. The measuring tube 1 fills up to a predetermined filling level, for example, by the location of one or more level probes 7 is defined on. Alternatively, the filling takes place until reaching the upper inlet end 11 , where then the bulk material 8th overflows. After reaching the level probe 7 or the upper inlet end 11 detects the evaluation unit 6 the net filling weight of the bulk material 8th in the measuring tube 1 , This is done by the weight value recorded, that of the load cell 5 output weight signal corresponds to the empty weight of the measuring tube 1 dressed. That curb weight of the measuring tube 1 is either known or can by means of the load cell 5 be recorded. Alternatively, it is possible that the weight signal of the load cell 5 with empty measuring tube 1 is tared to zero, so that the output weight signal to the net weight of the bulk material located in the measuring tube 8th equivalent.

Wird das Messrohr 1 dagegen vollständig gefüllt, erkennt die Auswerteeinheit 6 dies daran, dass das Gewicht des Messrohres 1 nicht mehr zunimmt.Will the measuring tube 1 however, completely filled, recognizes the evaluation 6 This is because the weight of the measuring tube 1 no longer increases.

Aus dem bekannten Volumen (V) bei Vollfüllung oder definierter Teilfüllung des Messrohres 1 und dem erfassten Nettogewicht ermittelt die Auswerteeinheit 6 die Dichte des Schüttguts 8 im Messrohr 1. Dieser Messwert kann in einem Display 62 der Auswerteeinheit 6 angezeigt und/oder über die Datenschnittstelle 61 beispielsweise der zentralen Überwachungseinheit zur Verfügung gestellt werden.From the known volume (V) at full filling or defined partial filling of the measuring tube 1 and the recorded net weight is determined by the evaluation unit 6 the density of the bulk material 8th in the measuring tube 1 , This reading can be in a display 62 the evaluation unit 6 displayed and / or via the data interface 61 be made available, for example, the central monitoring unit.

Parallel oder alternativ zur Dichte des Schüttguts kann der Durchsatz (kg oder t pro Std.) des Schüttguts 8 ermittelt werden. Dazu kann nach dem Schließen des Auslassventils 3 die Auswerteeinheit 6 die Gewichtszunahme nach einer bestimmten Zeit erfassen, die bis zum Erreichen eines bestimmten Füllstands verstreicht, oder alternativ die Zeit, bis ein bestimmtes zusätzliches Gewicht erreicht ist. Aus der Gewichtszunahme über die Zeit lässt sich die Durchsatzmenge errechnen. Beide Messwerte, d.h. die Dichte und die Durchsatzmenge können im Display 62 der Auswerteeinheit 6 angezeigt und/oder über die Datenschnittstelle 61 ausgegeben werden.Parallel or alternatively to the density of the bulk material, the throughput (kg or t per hour) of the bulk material 8th be determined. This can be done after closing the exhaust valve 3 the evaluation unit 6 detect the weight gain after a certain amount of time, which elapses until a certain level is reached, or, alternatively, the time until a certain additional weight is reached. From the increase in weight over time, the throughput can be calculated. Both measured values, ie the density and the flow rate can be shown in the display 62 the evaluation unit 6 displayed and / or via the data interface 61 be issued.

Drüber hinaus kann das Durchsatzvolumen pro Zeit aus einer zeitabhängigen Erfassung der Füllstandshöhe, beispielsweise zwischen zwei Füllstandssonden 7, ermittelt werden.In addition, the throughput volume per time from a time-dependent detection of the level height, for example, between two level probes 7 , be determined.

Die errechnete Durchsatzmenge kann in der Auswerteeinheit 6 gespeichert und zur Ermittlung des Summendurchflusses (Summendurchsatz) (kg oder t absolut) integriert werden. Der Durchsatzwert wird periodisch oder wiederholt nach veränderlichen Zeitintervallen, nach in der Auswerteeinheit 6 einstellbaren Kriterien, aktualisiert.The calculated flow rate can be in the evaluation unit 6 stored and integrated to determine the total flow (total flow rate) (kg or t absolute). The throughput value is periodically or repeatedly at variable time intervals, after in the evaluation unit 6 adjustable criteria, updated.

Bevorzugt wird die Dichte und/oder der Durchsatz des Schüttguts 8 auf Basis einer Maximalfüllung des Messrohrs 1 ermittelt. Die Maximalfüllung ist an dem nicht weiter zunehmenden Gewicht erkennbar. Auf Basis der Kenntnis des Maximalgewichts lässt sich dann auch nachfolgend leicht der Durchsatz ermitteln. Dazu wird zunächst das Messrohr 1 durch Öffnen des Auslassventils 3 bevorzugt vollständig entleert. Eine vollständige Entleerung lässt sich am bekannten Leegewicht des Messrohrs 1 erkennen. Dann wird das Auslassventil 3 geschlossen und die Gewichtszunahme registriert, beispielsweise zwischen einem ersten Wert und einem zweiten Wert. Der erste Wert kann beispielsweise zwischen 10 und 30% des Maximalgewichts und der zweite Wert beispielsweise zwischen 70 und 90% des Maximalwerts liegen. Typische Größen sind 20% und 80%. Die Zeit, die verstreicht, bis das Gewicht des Schüttguts von 20% auf 80% angestiegen ist, ist ein Maß für den Durchsatz, der sich so leicht berechnen lässt.Preference is given to the density and / or throughput of the bulk material 8th based on a maximum filling of the measuring tube 1 determined. The maximum filling is recognizable by the not increasing weight. Based on the knowledge of the maximum weight, the throughput can then be easily determined below as well. For this purpose, first the measuring tube 1 by opening the exhaust valve 3 preferably completely emptied. A complete emptying can be at the known Leegewicht of the measuring tube 1 detect. Then the outlet valve 3 closed and registered the weight gain, for example, between a first value and a second value. For example, the first value may be between 10 and 30% of the maximum weight and the second value may be between 70 and 90% of the maximum value. Typical sizes are 20% and 80%. The time it takes for the bulk of the bulk to increase from 20% to 80% is a measure of throughput that is so easy to calculate.

Die Kenntnis oder Ermittlung der absoluten Füllstandshöhe ist hier nicht erforderlich, sodass auch auf zusätzliche Füllstandssonden verzichtet werden kann.The knowledge or determination of the absolute level height is not required here, so that it is possible to dispense with additional level sensors.

Erfolgt die Ermittlung des Durchsatzes und/oder der Dichte des Schüttguts 8 auf Basis der Maximalfüllung des Messrohrs 1, kann zur Vermeidung oder Minimierung eines Fehlers, der sich aus der Bildung eines Schüttgutkegels auf dem vollständig gefüllten Messrohr 1 ergibt, das Messrohr 1 mit einem schräg angeschnittenen Einlassende 11 versehen werden. Dadurch fließt das Schüttgut 8 bei Erreichen der Maximalbefüllung ab und die Bildung eines Schüttgutkegels wird verringert. Alternativ kann der Schüttgutkegel bei der Berechnung der Dichte und des Durchsatzes mit berücksichtigt geben, da die Höhe und damit das Volumen des Schüttkegels für die meisten Schüttgüter sehr ähnlich ist.If the determination of the throughput and / or the density of the bulk material 8th based on the maximum filling of the measuring tube 1 , can help prevent or minimize a mistake resulting from the formation of a bulk cone on the completely filled measuring tube 1 results, the measuring tube 1 with an obliquely cut inlet end 11 be provided. As a result, the bulk material flows 8th when reaching the maximum filling and the formation of a bulk cone is reduced. Alternatively, the bulk material cone can be taken into account in the calculation of the density and the throughput, since the height and thus the volume of the bulk cone for most bulk materials is very similar.

Gemäß einem ersten Kriterium erfolgt eine zeitabhängige Aktualisierung durch Schließen des Auslassventils 3 und neuer Berechnung der Durchsatzmenge und oder Dichte. Das erste Kriterium bestimmt demnach eine erneute Messung nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die über die Auswerteeinheit 6 oder zentral vorgegeben werden kann.According to a first criterion, a time-dependent updating occurs by closing the exhaust valve 3 and new calculation of throughput and or density. The first criterion therefore determines a new measurement after expiration a predetermined time, via the evaluation unit 6 or can be specified centrally.

Gemäß einem zweiten Kriterium wird das Auslassventil 3 über die Auswerteeinheit 6 so gesteuert oder geregelt, dass sich ein relativ konstantes Gewicht oder ein relativ konstanter Füllstand im Messrohr 1 ergibt. Daraus resultiert, dass die Schüttgutmenge, die in das Messrohr 1 hineingefördert wird, der Menge entspricht, die aus dem Messrohr 1 austritt. Durch die Pufferung im Rohr ergibt sich eine, für viele Anwendungen in der Praxis vorteilhafte, Mittelung und/oder Vergleichmäßigung des Durchflusses bzw. Durchsatzes.According to a second criterion, the exhaust valve 3 via the evaluation unit 6 controlled or regulated so that a relatively constant weight or a relatively constant level in the measuring tube 1 results. As a result, the bulk amount flowing into the measuring tube 1 is conveyed in, the amount corresponds to that from the measuring tube 1 exit. The buffering in the tube results in a, for many applications in practice advantageous, averaging and / or equalization of the flow or throughput.

Aus einem konstanten Durchfluss oder Durchsatz resultiert auch ein relativ konstanter Stellwert für die Größe der Durchlassöffnung des Auslassventils 3. Weicht der Stellwert für die Steuerung oder Regelung der Durchlassöffnung um eine einstellbare oder adaptierbare Differenz von einem vorherigen Stellwert ab, so wird das Auslassventil 3 geschlossen und der Durchsatz neu ermittelt, angezeigt und in der Auswerteeinheit 6 gespeichert. Der vorherige Stellwert kann der letzte ermittelte Stellwert sein, oder ein noch früherer, oder ein Mittelwert aus früheren Stellwerten.From a constant flow or throughput also results in a relatively constant control value for the size of the passage opening of the exhaust valve 3 , If the manipulated variable for the control or regulation of the passage opening deviates from a previous setting value by an adjustable or adaptable difference, then the outlet valve becomes 3 closed and the throughput newly determined, displayed and in the evaluation unit 6 saved. The previous control value may be the last determined control value, or an even earlier, or an average of previous control values.

Beim zweiten Kriterium erfolgt damit die erneute Ermittlung von Durchsatz und/oder Dichte ereignisabhängig, und zwar dann, wenn durch Veränderung des Stellwerts eine über einen Grenzwert liegende Änderung des Durchsatzes von der Auswerteeinheit 6 ermittelt wurde.In the case of the second criterion, the redetermination of throughput and / or density thus takes place as a function of the event, specifically if, by changing the manipulated variable, a change in the throughput lying above a limit value by the evaluation unit takes place 6 was determined.

Durch eine wiederholte Ermittlung des Durchsatzes werden Wertepaare aus Durchsatz und zugeordneter Öffnungsstellung gebildet. Ist der Durchsatz zu Beginn beispielsweise sehr groß, ergibt sich eine vergleichsweise große Öffnungsstellung des Auslassventils 3, um beispielsweise die Füllhöhe des Schüttguts konstant zu halten. Verringert sich der Durchsatz allmählich, wird nach erneuter Ermittlung des Durchsatzes die Öffnungsstellung des Auslassventils 3 auf einen entsprechenden kleineren mittleren Wert eingestellt, bzw. erfolgt die Reglung um diesen kleineren Werte. Damit ergibt sich eine Zuordnung aus ermitteltem Durchsatz und der damit verbundenen Öffnungsstellung des Auslassventils 3.Through repeated determination of the throughput value pairs are formed from throughput and associated open position. If the throughput at the beginning, for example, very large, results in a comparatively large opening position of the exhaust valve 3 in order, for example, to keep the filling level of the bulk material constant. If the flow rate decreases gradually, the flow rate is returned to the exhaust valve open position 3 set to a corresponding smaller average value, or the regulation is done by these smaller values. This results in an assignment of the determined throughput and the associated opening position of the exhaust valve 3 ,

Die Öffnungsstellung kann beispielsweise durch eine Kenngröße, beispielsweise den Stellstrom für das Auslassventil 3, definiert sein. Die Zuordnung erfolgt dann in der Auswerteeinheit 6 zwischen Durchsatz und dieser Kenngröße. Aus diesen Wertepaaren lässt sich eine Kenngröße ermitteln, wie beispielsweise in 3 angedeutet, wobei hier als Kenngröße der Stellstrom dient. Je höher der Stellstrom, desto geringer ist die Öffnung des Auslassventils 3. Die Kennlinie kann beispielsweise durch geeignete Interpolation ermittelt werden.The open position, for example, by a characteristic, for example, the control current for the exhaust valve 3 to be defined. The assignment then takes place in the evaluation unit 6 between throughput and this characteristic. From these pairs of values can be determined a characteristic, such as in 3 indicated, in which case serves as a parameter of the control current. The higher the actuating current, the lower the opening of the outlet valve 3 , The characteristic curve can be determined, for example, by suitable interpolation.

Jeder in 3 gezeigte Messpunkt stellt ein Wertepaar dar, das sich aus der Ermittlung des Durchsatzes ergab. Wird nun die Kenngröße für die Öffnungsstellung des Auslassventils 3 bei der Regelung auf beispielsweise konstantes Gewicht des Schüttguts im Messraum 1 geändert, ist damit auch eine Momentanänderung des Durchsatzes verbunden. Diese Momentanänderung des Durchsatzes lässt sich dann aus der Kennlinie ermitteln und beispielsweise bei der Aufsummierung der Gesamtmenge des durchfließenden Schüttguts berücksichtigen. Die Gesamtmenge kann daher genauer ermittelt werden.Everyone in 3 The measuring point shown represents a pair of values, which resulted from the determination of the throughput. Now becomes the parameter for the opening position of the exhaust valve 3 in the control of, for example, constant weight of the bulk material in the measuring chamber 1 changed, this is also associated with a momentary change in throughput. This instantaneous change in the throughput can then be determined from the characteristic curve and taken into account, for example, when adding up the total quantity of the bulk material flowing through. The total amount can therefore be determined more accurately.

Diese Herangehensweise ist insbesondere bei gut fließfähigem Schüttgut, beispielsweise bei grobem und trockenem Schüttgut geeignet, da hier die Gefahr von Verklumpung des Schüttguts und damit Verfälschung der Messungen gering ist.This approach is particularly suitable for good flowable bulk material, such as coarse and dry bulk material, since the risk of clumping of the bulk material and thus falsification of the measurements is low.

Alternativ oder zusätzlich können Schwankungen des Durchsatzes auch mittels einer Durchsatzüberwachungseinrichtung erfasst werden. Dazu kann das weiter unten beschriebene Messmittel 20 genutzt werden, welches den Durchsatz auf Basis von Mikrowellen erfasst und ein weitgehend durchflussproportionales oder durchsatzproportionales Ausgangssignal an die Auswerteeinheit 6 ausgibt. Die Durchsatzüberwachungseinrichtung ist bevorzugt eine Mikrowellensonde.Alternatively or additionally, fluctuations in the throughput can also be detected by means of a throughput monitoring device. For this purpose, the measuring means described below 20 be used, which detects the throughput based on microwaves and a largely flow-proportional or throughput-proportional output signal to the evaluation unit 6 outputs. The throughput monitoring device is preferably a microwave probe.

Die Erfassung der Dichte und des Durchsatzes kann dabei zunächst wie oben beschrieben erfolgen. Nach Ermittlung des Durchsatzes (Durchsatzleistung), beispielsweise durch Erfassung der Gewichtszunahme über die Zeit, wird das Auslassventil 3 bevorzugt vollständig geöffnet. Die Mikrowellensonde gibt ein zu diesem Durchsatz proportionales Ausgangssignal an die Auswerteeinheit 6. Dieses Ausgangsignal wird auf einen in der Auswerteeinheit 6 einstellbaren Toleranzbereich überwacht. Bei Überschreitung des Toleranzbereiches schließt die Auswerteeinheit 6 zunächst das Auslassventil 3 und ermittelt den Durchsatz wieder neu, beispielsweise über die Erfassung der zeitlichen Gewichtszunahme zwischen 20% und 80% des Maximalgewichts. Nach Erfassung des Durchsatzes wird das Auslassventil 3 wieder geöffnet.The detection of the density and the throughput can initially take place as described above. After determining the throughput (throughput), for example, by detecting the increase in weight over time, the outlet valve 3 preferably completely open. The microwave probe outputs an output signal proportional to this throughput to the evaluation unit 6 , This output signal is sent to one in the evaluation unit 6 adjustable tolerance range monitored. If the tolerance range is exceeded, the evaluation unit closes 6 first the exhaust valve 3 and determines the throughput again, for example, by recording the temporal weight gain between 20% and 80% of the maximum weight. Upon detection of the flow rate, the exhaust valve becomes 3 opened again.

Zum Durchlass des Schüttguts 8 wird das Auslassventil 3 bei dieser Herangehensweise bevorzugt vollständig geöffnet und die Öffnungsstellung konstant gehalten. Eine Steuerung oder ein Nachführen bzw. Regelung der Öffnungsstellung ist dann nicht erforderlich. Dadurch wird das Auslassventil 3 geschont. Die vollständige Öffnung des Auslassventils 3 reduziert auch die Gefahr von Verstopfungen. Außerdem wird hier auf eine Zwischenpufferung des Schüttguts im Messrohr 1 verzichtet, was ebenfalls vorteilhaft im Hinblick auf die Vermeidung von Verstopfungen oder Brückenbildung ist.For the passage of the bulk material 8th becomes the exhaust valve 3 in this approach preferably fully open and kept the open position constant. A control or tracking or regulation of the open position is then not required. This will cause the exhaust valve 3 spared. The complete opening of the exhaust valve 3 also reduces the risk of blockages. In addition, here on an intermediate buffering of the bulk material in the measuring tube 1 omitted, which is also advantageous in terms of avoiding clogging or bridging.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird daher eine Vorrichtung angegeben, bei der ein Messkörper umfassend einen Messraum sowie darin befindliches Schüttgut kraftnebenschlussfrei verwogen wird und die Dichte des zu messenden Produktes in Form von Schüttgut durch das Gewicht im Messkörper und das bekannte Volumen errechnet wird. Das nebenkraftschlussfreie Wiegen wird durch die typischerweise ausschließliche Lagerung des Messrohrs 1 mittels des oder der Halter 13 erreicht. Die Lagerung kann jedoch auch anderweitig erfolgen, wobei die Lagerung keinen Einfluss auf das Messergebnis haben sollte.In the present description, therefore, a device is provided in which a measuring body comprising a measuring space and bulk material therein is weighed kraftnebenschlussfrei and the density of the product to be measured in the form of bulk material is calculated by the weight in the measuring body and the known volume. The crosstalk-free weighing is achieved by the typically exclusive storage of the measuring tube 1 by means of or the holder 13 reached. However, the storage can also be done elsewhere, the storage should have no effect on the measurement result.

Weiterhin wird damit eine Vorrichtung bereitgestellt, bei der die Gewichtszunahme des Schüttguts pro Zeit (Durchsatzmenge oder Durchsatzleistung) im Messrohr erfasst wird und damit die Durchsatzmenge errechnet wird.Furthermore, a device is thus provided in which the weight increase of the bulk material per time (throughput or throughput rate) is detected in the measuring tube and thus the throughput quantity is calculated.

Weiterhin kann die Durchsatzmenge gespeichert und zur Erfassung der absoluten Menge integriert oder summiert werden.Furthermore, the flow rate can be stored and integrated or summed to detect the absolute amount.

Bei einer Änderung der Durchsatzmenge, welche beispielsweise von der Auswerteeinheit erfasst werden kann, wird ein neuer Wert für die Durchsatzmenge periodisch (zeitabhängig) oder in Abhängigkeit der erfassten Änderung der Durchsatzmenge (ereignisabhängig) automatisch neu ermittelt. Der neue Wert ersetzt dann den bisher geltenden Wert. Erfolgt die Aktualisierung während der Bestimmung einer Gesamtmenge, erfolgt die Aufsummierung der Menge ab der Aktualisierung mit dem neuen Wert, während die bisherige Aufsummierung mit dem alten Wert erfolgt. Dadurch kann auch während einer Erfassung einer Gesamtmenge eine Aktualisierung erfolgen, wodurch die Erfassung der Gesamtmenge genauer erfolgt. Außerdem ist dadurch die Abgabe von Schüttgut durch die Vorrichtung genauer.When changing the throughput amount, which can be detected for example by the evaluation, a new value for the flow rate is automatically re-determined periodically (time-dependent) or depending on the detected change in the flow rate (event-dependent). The new value then replaces the previously valid value. If the update occurs during the determination of a total quantity, the amount is added up from the update with the new value, whereas the previous totalization takes place with the old value. As a result, an update can also be carried out during a total quantity acquisition, which makes the total quantity more accurate. In addition, thereby the delivery of bulk material through the device is more accurate.

In einer erweiterten Ausführung kann die Vorrichtung optionale Messmittel 20 (Fließgeschwindigkeitssensor) zum direkten Erfassen der Fließgeschwindigkeit des Schüttguts 8 im Messrohr 1 umfassen. Vorzugsweise wird die Geschwindigkeit, bei gefülltem Rohrquerschnitt, nach dem Prinzip der Kreuzkorrelation oder nach dem Dopplerprinzip erfasst. Die Fließgeschwindigkeit des Schüttguts ergibt zusammen mit dem bekannten Querschnitt des Messrohres und der ermittelten Schüttdichte die Durchsatzmenge in kg/h oder t/h.In an extended embodiment, the device may include optional measuring means 20 (Flow rate sensor) for directly detecting the flow rate of the bulk material 8th in the measuring tube 1 include. Preferably, the speed, with filled tube cross-section, according to the principle of cross-correlation or detected by the Doppler principle. The flow rate of the bulk material, together with the known cross-section of the measuring tube and the determined bulk density, the throughput in kg / h or t / h.

Die Messmittel 20 können ebenfalls signaltechnisch mit der Auswerteeinheit 6 verbunden sein. Die Auswertung kann dann ebenfalls durch die Auswerteeinheit 6 oder eine zentrale Überwachungseinheit erfolgen.The measuring equipment 20 can also be signaled with the evaluation unit 6 be connected. The evaluation can then also by the evaluation 6 or a central monitoring unit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Abgabe des Schüttguts aus dem Messrohr 1 nicht kontinuierlich durch Anpassung bzw. Regelung der Öffnungsstellung des Auslassventils 3, sondern batch- oder chargenweise. Dies ist insbesondere bei kleinen Durchsatzmengen oder Durchsatzleistungen von Vorteil, da diese messtechnisch nur bedingt ausreichend sicher erfasst werden können. So ist es schwierig, beispielsweise eine geringe Fließgeschwindigkeit ausreichend sicher und reproduzierbar zu erfassen.According to a further embodiment, the delivery of the bulk material takes place from the measuring tube 1 not continuously by adjusting or regulating the opening position of the exhaust valve 3 but batch or batchwise. This is particularly advantageous in the case of small throughput quantities or throughput capacities, since these can only be detected sufficiently reliably by measurement. So it is difficult, for example, a low flow rate sufficiently secure and reproducible to capture.

Hierzu bietet die Vorrichtung die Möglichkeit, die Messung automatisch oder manuell auf einen sogenannten Chargenbetrieb umzuschalten. Beim Chargenbetrieb wird zunächst das leere Messrohr 1 zunächst auf null tariert. Danach wird das Auslassende 12 über das Auslassventil 3 geschlossen und das Messrohr 1 bis zu einem bestimmten Gewicht oder einem Füllstand gefüllt. Bei diesem Füllstand oder Füllgewicht erfasst die Auswerteeinheit 6 das Gewicht und speichert den Gewichtswert ab. Danach wird das Auslassventil 3 komplett oder bis zu einer definierten Stellung geöffnet und das Schüttgut abgelassen. Der Vorgang wiederholt sich periodisch, wobei die ermittelten Gewichte in der Auswerteeinheit 6 addiert werden.For this purpose, the device offers the possibility to switch the measurement automatically or manually to a so-called batch operation. During batch operation, the empty measuring tube is first 1 initially tared to zero. After that, the outlet end becomes 12 via the outlet valve 3 closed and the measuring tube 1 filled to a certain weight or level. The evaluation unit detects this level or filling weight 6 the weight and stores the weight value. After that, the outlet valve 3 opened completely or up to a defined position and drained the bulk material. The process is repeated periodically, with the determined weights in the evaluation unit 6 be added.

Auch hier ergibt sich als Messwert aufgrund des bekannten Volumens zunächst die Dichte. Die Durchsatzmenge pro Zeit errechnet die Auswerteeinheit 6 aus den summierten Einzelgewichtswerten und der Zeit über die die Summe gebildet wurde. Die ermittelte aktuelle Durchsatzleistung oder Durchsatzmenge in kg dient als Wert zur rechnerischen Ermittlung der Schüttgutmenge, die bereits während des Öffnungs- und Schließvorgang durch das Auslassventil 3 entweicht und die bei Chargenbetrieb somit nicht erfasst wird. Die Elektronik multipliziert die Durchsatzleistung mit der Öffnungs- und Schließzeit des Auslassventils 3 und addiert diesen Gewichtswert zu den Chargen hinzu. Dadurch wird hier ein systematischer Fehler beseitigt.Again, as a result of the known volume, the density first results. The flow rate per time calculates the evaluation unit 6 from the summed individual weight values and the time over which the sum was formed. The determined current throughput rate or throughput quantity in kg serves as a value for the arithmetic determination of the bulk material quantity already during the opening and closing operation by the outlet valve 3 escapes and is therefore not recorded in batch mode. The electronics multiply the throughput with the opening and closing time of the exhaust valve 3 and adds this weight value to the batches. This eliminates a systematic error.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung 200, die in 2 gezeigt ist, wird das Fließverhalten des Schüttguts durch geeignete Maßnahmen verbessert. Beispielsweise kann es in abhängig von den Fließeigenschaften des zu messenden Schüttguts nach dem Schließen des Auslassventils 3 zu Brückenbildung durch Verdichtung des Schüttguts 8 kommen. Zur Vermeidung derartiger Störungen kann das Messrohr 101 mit Poren (Löchern) versehen und in einem dichten Außenrohr 30 montiert werden. Das Außenrohr 30 kann, bei Bedarf, mit Luft oder anderen Gasen beaufschlagt werden um eine Fluidisierung des Schüttguts zu erreichen. Dazu kann ein Lufteinlass 31 im Außenrohrs 30 vorgesehen sein.According to a further embodiment of a device 200 , in the 2 is shown, the flow behavior of the bulk material is improved by appropriate measures. For example, it may depend on the flow characteristics of the bulk material to be measured after closing the exhaust valve 3 to bridge formation by compaction of the bulk material 8th come. To avoid such interference, the measuring tube 101 with pores (holes) and in a tight outer tube 30 to be assembled. The outer tube 30 can, if necessary, be supplied with air or other gases to achieve fluidization of the bulk material. This can be an air intake 31 in the outer tube 30 be provided.

Alternativ kann das Messrohr 1, 101 durch geeignete Vibratoren oder Klopfer in Schwingung versetzt werden, um somit Brückenbildung und Anhaftungen zu vermeiden bzw. aufzulösen.Alternatively, the measuring tube 1 . 101 be vibrated by suitable vibrators or knockers, so as to avoid or dissolve bridging and buildup.

Eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 300 ist in 4 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das Messrohr 1 geneigt, beispielsweise um 10° gegenüber der Vertikalen (oder 80° gegenüber der Horizontalen). Dadurch trifft das Schüttgut 8 auf die Innenwand des Messrohres 1 und bringt dadurch einen Impuls in das Messrohr 1 ein. Dieser Impuls führt zu einer messbaren Gewichtsänderung des Messrohres 1. Weiterhin wirkt das Schüttgut 8 mit seinem Gewicht auf das Messrohr 1 für die Dauer des Kontakts. Insgesamt führt dies zu einer Gewichtsänderung gegenüber einem leeren Messrohr 1, in dem kein Schüttgut 8 einfließt.Another embodiment of a device 300 is in 4 shown. In this embodiment, the measuring tube 1 inclined, for example, by 10 ° to the vertical (or 80 ° to the horizontal). As a result, the bulk material hits 8th on the inner wall of the measuring tube 1 and thereby brings a pulse into the measuring tube 1 one. This pulse leads to a measurable change in weight of the measuring tube 1 , Furthermore, the bulk material acts 8th with his weight on the measuring tube 1 for the duration of the contact. Overall, this leads to a weight change compared to an empty measuring tube 1 in which no bulk material 8th flows.

Bei konstanter einfließender Menge pro Zeit, d.h. bei konstantem Durchsatz des Schüttguts 8, ist das Gewichtssignal bei konstanter Öffnungsstellung des Auslassventils 3 im Wesentlichen konstant. Das Auslassventil 3 kann beispielsweise vollständig geöffnet sein, oder auch eine davon abweichende Öffnungsstellung aufweisen.At a constant inflowing amount per time, ie at a constant throughput of the bulk material 8th , the weight signal is at constant opening position of the exhaust valve 3 essentially constant. The outlet valve 3 For example, it may be fully open, or may have a different opening position.

Ändert sich jedoch die pro Zeit einfließende Menge des Schüttguts, führt dies zu einer Änderung des Gewichtssignals. Übersteigt diese Änderung einen absoluten oder relativen Betrag, wird eine erneute Ermittlung insbesondere des Durchsatzes durchgeführt, indem das Auslassventil 3 vollständig geschlossen wird und dann die zeitliche Änderung des Gewichts bestimmt wird. Das Maß der Änderung des Gewichts dient damit als Triggersignal für eine erneute Ermittlung des Durchsatzes.However, if the amount of bulk material flowing in per time changes, this leads to a change in the weight signal. If this change exceeds an absolute or relative amount, a new determination, in particular of the throughput, is carried out by the exhaust valve 3 is completely closed and then the time change of the weight is determined. The degree of change in the weight thus serves as a trigger signal for a new determination of the throughput.

Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Durchsatz nach festgelegten Zeitperioden erfolgen.Additionally or alternatively, the throughput may occur after predetermined time periods.

In einer bevorzugten Ausführung erfolgt die Ermittlung des Durchsatzes und ggf. der Dichte durch Schließen des Auslassventils 3 und Aufstauen des einfließenden Schüttguts 8 bis zur Maximalfüllung, wie oben beschrieben. Dann erfolgt ein Ablassen des Schüttguts 8, beispielsweise bei vollständig geöffnetem Auslassventil 3. Da das Leergewicht des Messrohres 1 bekannt ist, wird auch bei vollständig geöffnetem Auslassventil 3 durch das durch das Messrohr 1 fließende Schüttgut 8 ein vom Leergewicht des Messrohres 1 verschiedenes Gewichtssignal registriert. Ändert sich dieses Gewichtssignal, erfolgt eine erneute Bestimmung des Durchsatzes durch vollständiges Schließen des Auslassventils 3 und Maximalbefüllung des Messrohres 1. Dies stellt eine sehr einfache und robuste Variante dar, eine Änderung des Durchsatzes zu erkennen und den Durchsatz dann neu zu bestimmen.In a preferred embodiment, the determination of the throughput and possibly the density is carried out by closing the outlet valve 3 and damming the inflowing bulk material 8th to the maximum filling, as described above. Then a discharge of the bulk material takes place 8th For example, when the exhaust valve is fully open 3 , Because the empty weight of the measuring tube 1 is known, is also at fully open exhaust valve 3 through the through the measuring tube 1 flowing bulk goods 8th one of the empty weight of the measuring tube 1 registered different weight signal. If this weight signal changes, the throughput is determined again by completely closing the outlet valve 3 and maximum filling of the measuring tube 1 , This is a very simple and robust way to detect a change in throughput and then redetermine throughput.

Der Zusammenhang zwischen dem Durchsatz, hier dargestellt als Durchfluss in Kg/h, und dem Gewichtssignal, hier als Prallgewicht bezeichnet, ist in 5 am Beispiel einer realen Messung dargestellt. Deutlich erkennbar ist der im Wesentlichen lineare Zusammenhang zwischen Durchsatz und dynamischem Gewichtssignal. Bei konstantem Durchsatz ist das durch die Wägezelle 5 erfasste dynamische Gewichtssignal konstant.The relationship between the flow rate, shown here as flow in Kg / h, and the weight signal, here referred to as impact weight, is in 5 illustrated by the example of a real measurement. Clearly recognizable is the substantially linear relationship between throughput and dynamic weight signal. At constant throughput, this is through the load cell 5 recorded dynamic weight signal constant.

Alternativ ist es auch möglich, bei Kenntnis des Zusammenhangs zwischen Durchsatz und dynamischem Gewichtssignal die Änderung des Durchsatzes direkt aus der Änderung des dynamischen Gewichtssignals abzuleiten. Hierzu kann zuvor eine Kennlinie ermittelt werden. Eine solche Kennlinie kann beispielsweise aus den einzelnen Ermittlungen des Durchsatzes im Laufe der Zeit gewonnen werden.Alternatively, it is also possible, with knowledge of the relationship between throughput and dynamic weight signal, to derive the change in throughput directly from the change in the dynamic weight signal. For this purpose, a characteristic can be determined beforehand. Such a characteristic can be obtained, for example, from the individual determinations of the throughput over time.

Die hier beschriebene wiederholte Ermittlung des Durchsatzes durch beispielsweise das Erfassen der Zeit, die für ein vollständiges Befüllen des Messrohres 1 benötigt wird, ist jedoch einfacher und zuverlässiger als ein direktes Ableiten der Durchsatzänderung aus einer Kennlinie. Daher wird bevorzugt die Änderung des Gewichtssignals nur als Triggersignal verwendet, um eine erneute Ermittlung des Durchsatzes und/oder der Dichte durchzuführen.The repeated determination of the throughput described here by, for example, detecting the time required for a complete filling of the measuring tube 1 is needed, but is easier and more reliable than directly deriving the change in throughput from a characteristic. Therefore, it is preferable to use the change of the weight signal only as a trigger signal to perform a re-determination of the flow rate and / or the density.

Die Änderung des Durchsatzes kann jedoch, wie bereits beschrieben, auch direkt aus der Änderung des dynamischen Gewichtssignals bei bevorzugt schrägem Messrohr 1 abgeleitet werden, und ein aktueller Durchsatzwert auf Grundlage eine Korrektur berechnet werden. Diese Korrektur beruht auf dem Pralleffekt durch das durchfließende Schüttgut.However, the change in throughput can, as already described, also directly from the change of the dynamic weight signal at preferably oblique measuring tube 1 and calculate a current throughput value based on a correction. This correction is based on the impact effect of the bulk material flowing through.

Für die Korrektur auf Basis der dynamischen Gewichtsänderung (Änderung des Gewichtssignals) wird zunächst von einem Durchsatzgrundwert ausgegangen. Bei diesem handelt es sich um den zuvor ermittelten Durchsatzwert, der durch vollständiges Schließen des Auslassventils 3 und beispielsweise Erfassen der Zeit, die zum Befüllen des Messrohrs erforderlich ist, ermittelt wird. Wird anschließend das Auslassventil 3 geöffnet, fließt das Schüttgut 8 ab. Es stellt sich dann auch bei weiter einfließendem Schüttgut 8 ein zeitlich im Wesentlichen konstantes Gewicht des Messrohres 1 ein, wenn der Durchsatz konstant ist. Das damit verbundene Gewichtssignal wird auf null eingestellt und als Gewichtssignal angesehen, welches dem zuvor ermittelten Durchsatzgrundwert entspricht.For the correction on the basis of the dynamic change in weight (change of the weight signal), a basic throughput is initially assumed. This is the previously determined flow rate achieved by fully closing the exhaust valve 3 and detecting, for example, the time required to fill the measuring tube. Then the outlet valve 3 opened, the bulk material flows 8th from. It then arises even with further inflowing bulk material 8th a temporally substantially constant weight of the measuring tube 1 when the throughput is constant. The associated weight signal is set to zero and regarded as a weight signal, which corresponds to the previously determined throughput basic value.

Das Gewicht des Messrohrs 1 wird fortlaufend erfasst und auf Überschreiten eines einstellbaren Grenzwerts oder Grenzwertepaars (z.B. +/–4g) überwacht. Wird der Grenzwert über- oder unterschritten, so erfolgt, wie bereits oben beschrieben, die Neuermittlung des Durchsatzes und damit eines neuen Durchsatzgrundwerts. The weight of the measuring tube 1 is continuously recorded and monitored for exceeding an adjustable limit or limit pair (eg +/- 4g). If the limit value is exceeded or undershot, as described above, the redetermination of the throughput and thus of a new throughput basic value takes place.

Diese Art der Neuermittlung des Durchsatzes reagiert jedoch nicht auf kleine Schwankungen unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts, sodass sich bei stetiger Zunahme des Schüttgutstroms eine Art Treppenfunktion für den Durchsatz ergibt.However, this type of redetermination of the throughput does not respond to small fluctuations below the predetermined limit, so that there is a kind of staircase function for the throughput with steady increase of the bulk material flow.

Um den Durchsatzwert auch im Hinblick auf kleineren Schwankungen anzupassen zu können, wird die Erfassung der dynamischen Gewichtsänderung aufgrund des Pralleffekts auch zur Korrektur des Durchsatzwerts herangezogen. Wie bereits zuvor beschrieben, stellt sich ein zeitlich in etwa konstantes dynamisches Gewichtssignal nach Öffnen des Auslassventils 3 ein. Dieses dynamische Gewichtssignal wird gespeichert und dem zuvor ermittelten Durchsatzgrundwert zugeordnet. Beispielsweise kann das dynamische Gewichtssignal aufgrund des Pralleffekts nach Abzug des Eigengewichts des Messrohrs 1 einem Gewicht von 5g entsprechen. Dies bedeutet, dass das durch das Messrohr 1 fließende Schüttgut zu einer Änderung des Gewichts des Messrohres 1 um 5 g führt.In order to be able to adapt the throughput value also with regard to smaller fluctuations, the detection of the dynamic weight change due to the impact effect is also used to correct the throughput value. As already described above, a temporally approximately constant dynamic weight signal arises after opening the exhaust valve 3 one. This dynamic weight signal is stored and assigned to the previously determined throughput basic value. For example, the dynamic weight signal due to the impact effect after deduction of the dead weight of the measuring tube 1 correspond to a weight of 5g. This means that through the measuring tube 1 flowing bulk material to a change in the weight of the measuring tube 1 leads to 5 g.

Dieses dynamische Gewichtssignal wird in Bezug zum zuvor ermittelten Durchsatzgrundwert von beispielsweise 500 kg/h gesetzt. Mittels der Auswerteeinheit 6 wird dann ein Korrekturfaktor oder Korrekturwert aus dem Wertepaar von dynamischem Gewichtssignal und Durchsatzgrundwert gebildet. Dazu wird angenommen, dass ein dynamisches Gewichtssignal von 0 g einem Durchsatz von 0 kg/h entspricht. Als Korrekturwert ergibt sich dann in diesem Beispiel, dass bei einer Änderung des dynamischen Gewichtssignals um 1 g der Durchsatz sich um 100 kg/h geändert hat. Dieser Korrekturwert soll zwischen den Grenzwerten, z.B. +/–4 g, zur Neuermittlung des Durchsatzes interpolieren.This dynamic weight signal is set in relation to the previously determined basic rate of, for example, 500 kg / h. By means of the evaluation unit 6 Then, a correction factor or correction value is formed from the value pair of the dynamic weight signal and the flow rate basic value. For this purpose it is assumed that a dynamic weight signal of 0 g corresponds to a throughput of 0 kg / h. The correction value then results in this example that, with a change in the dynamic weight signal by 1 g, the throughput has changed by 100 kg / h. This correction value should interpolate between the limit values, eg +/- 4 g, for redetermining the throughput.

Im Folgenden wird ein konkretes Beispiel angegeben. Der zuvor ermittelt Durchsatzwert (Durchsatzgrundwert) für die Summenbildung ist 500 kg/h. Der damit verbundene dynamische Gewichtswert ist 5 g nach Abzug des Eigengewichts des Messrohres 1. Dann wird das Gewichtssignal auf null eingestellt, um die Schwankungen um diesen Durchsatzgrundwert auswerteseitig leichter erfassen zu können. Damit ist gleichzeitig der Pralleinfluss bei diesem Durchsatzgrundwert auf null geführt.The following is a concrete example. The previously determined throughput value (throughput basic value) for the summation is 500 kg / h. The associated dynamic weight value is 5 g after subtraction of the self-weight of the measuring tube 1 , Then the weight signal is set to zero in order to be able to more easily detect the fluctuations around this throughput basic value on the evaluation side. At the same time, the impact of this basic throughput value is zero.

Der errechnete Korrekturwert ergibt sich dann zu 1 g = 100 kg/h, d.h. eine Änderung des Schüttgutdurchsatzes um 100 kg/h führt zu einer Änderung des dynamischen Gewichtssignals um 1 g. Aus diesem Zusammenhang kann dann durch fortlaufendes oder periodisches Erfassen des dynamischen Gewichtssignals auf die Änderung des Durchsatzes geschlossen und diese Änderung bei der Aufsummierung der Gesamtdurchflussmenge berücksichtigt werden.The calculated correction value will then be 1 g = 100 kg / h, i. a change in the bulk material throughput of 100 kg / h leads to a change in the dynamic weight signal by 1 g. From this connection, it can then be concluded by continuously or periodically detecting the dynamic weight signal on the change in the flow rate and this change in the summation of the total flow rate are taken into account.

Verringert sich beispielsweise der Durchsatz und führt diese Verringerung zu einer Abnahme des dynamischen Gewichtssignals von 0 g auf beispielsweise –0,4 g, bedeutet dies, dass der Durchsatz um 40 kg/h auf 460 kg/h zurückgegangen ist. Der aktuelle Durchsatz wird dann, ausgehend vom Durchsatzgrundwert, auf diesen Wert korrigiert. Dadurch erfolgt fortlaufend eine Korrektur des Durchsatzes mittels der Auswerteinheit 6. Der korrigierte Durchsatzwert wird für die Aufsummierung verwendet, bis eine weitere Korrektur erfolgt.If, for example, the throughput decreases and this reduction results in a decrease in the dynamic weight signal from 0 g to, for example, -0.4 g, this means that the throughput has decreased by 40 kg / h to 460 kg / h. The current throughput is then corrected to this value, starting from the basic throughput value. As a result, a correction of the throughput by means of the evaluation unit is carried out continuously 6 , The corrected throughput value is used for the totalization until another correction is made.

Überschreitung das fortlaufend erfasste dynamische Gewichtssignal den eingestellten Grenzwert von beispielsweise 4 g, erfolgt dagegen eine erneute Ermittlung eines Durchsatzgrundwertes. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenfalls möglich, einen neuen Durchsatzgrundwert nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne zu ermitteln, beispielsweise nach 2 Minuten.If the continuously recorded dynamic weight signal exceeds the set limit of, for example, 4 g, on the other hand a new determination of a basic throughput value takes place. Alternatively or additionally, it is also possible to determine a new throughput basic value after elapse of a predetermined period of time, for example after 2 minutes.

Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die gezeigten Ausführungsformen geeignet zu modifizieren, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachfolgenden Ansprüche stellen einen ersten, nicht bindenden Versuch dar, die Erfindung allgemein zu definieren.While specific embodiments have been illustrated and described herein, it is within the scope of the present invention to properly modify the illustrated embodiments without departing from the scope of the present invention. The following claims are a first, non-binding attempt to broadly define the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1011, 101: Messraum / Messrohr Measuring room / measuring tube
22: Einlauftrichter feed hopper
33: Auslassventil outlet valve
44: Gehäuse casing
55: Wägezelle load cell
66: Auswerteeinheit evaluation
77: Füllstandssonde level probe
88th: Schüttgut bulk
1111: Einlass / Einlassende Inlet / inlet end
1212: Auslass / Auslassende Outlet / outlet end
1313: Halter für Messraum Holder for measuring room
2020: Messmittel / Fließgeschwindigkeitssensor Measuring device / flow velocity sensor
3030: Außenmantel / Außenrohr Outer jacket / outer tube
3131: Lufteinlass air intake
6161: Datenschnittstelle Data Interface
6262: Display display
100, 200, 300100, 200, 300: Vorrichtung contraption

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1272818 B1 [0003]
DE 102008011564 A1 [0003]
DE 102009032145 A1 [0004]

Claims

Apparatus for measuring the density and / or throughput of bulk material, comprising: a measuring space ( 1 ) for receiving and transmitting bulk material, wherein the measuring space ( 1 ) an inlet ( 11 ) and a closable outlet ( 3 . 12 ) having; a load cell ( 5 ) for measuring the weight of the measuring space ( 1 ), the load cell ( 5 ) is arranged to output a weight value corresponding to the measured weight; and an evaluation unit ( 6 ) for the controlled opening and closing of the outlet ( 3 . 12 ) and for detecting the load cell ( 5 ), the evaluation unit ( 6 ) after closing the outlet ( 3 . 12 ) a level-dependent weight change, a time-dependent fill level change, and / or a time-dependent increase in weight of the bulk material in the measurement space ( 1 ) and from this the density of the bulk material and / or the throughput of the bulk material through the measuring space ( 1 ) to investigate.

Apparatus according to claim 1, further comprising a holder ( 13 ), the measuring room ( 1 ) with the load cell ( 5 ) and the measuring room ( 1 ) holds.

Device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit ( 6 ), the time-dependent increase in weight of the bulk material after closing the outlet ( 3 . 12 ) as weight increase within a predetermined time or as time between two different weight states and / or the time-dependent level change of the bulk material after closing the outlet ( 3 . 12 ) as volume increase ( 1 ) within a given time.

Device according to one of the preceding claims, further comprising at least one level probe ( 7 ) for detecting the filling level of the bulk material in the measuring space ( 1 ), whereby the evaluation unit ( 6 ) with the level probe ( 7 ) is connected to one of the level probe ( 7 ).

Device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit ( 6 ), an opening position of the outlet ( 3 . 12 ) for controlled discharge of the bulk material to be controlled or regulated so that the bulk material in the measuring space ( 1 ) in the case of inflowing bulk material, a time essentially constant weight and / or the bulk material in the measuring space ( 1 ) has a substantially constant filling level over time.

Apparatus according to claim 5, wherein the evaluation unit is adapted to redetermine the throughput of the bulk material when the controlled or regulated opening position of the outlet valve ( 3 ) differs by an adjustable or adaptable difference from a previous opening position.

Device according to one of claims 1 to 4, wherein the evaluation unit ( 6 ) is arranged, the inflowing bulk material in batches over the outlet ( 3 . 12 ), whereby per outlet the outlet ( 3 . 12 ) of the measuring room ( 1 ) is first completely closed and only then reopened when, due to the inflowing bulk material, the weight of the bulk material in the measuring chamber ( 1 ) has reached a predetermined value or if a given fill level height of the bulk material in the measurement space ( 1 ) is reached.

Device according to one of claims 1 to 4, wherein the evaluation unit ( 6 ) is set up, a dynamic weight change of the through the measuring space ( 1 ) flowing bulk material at a defined open exhaust valve ( 3 ) and, after the weight change has been detected, the throughput of the bulk material through the measuring space ( 1 ) again.

Apparatus according to claim 8, wherein the measuring space ( 1 ) a tilted measuring tube ( 1 ) with an upper inlet end ( 11 ) and a lower outlet end ( 13 ) with a via the evaluation unit ( 6 ) controllable outlet valve ( 3 ), and the inclination of the measuring tube ( 1 ) is preferably 60 ° to 85 ° relative to the horizontal.

Device according to one of claims 1 to 7, wherein the measuring space ( 1 ) a substantially vertically arranged measuring tube ( 1 ) with an upper inlet end ( 11 ) and a lower outlet end ( 13 ) with a via the evaluation unit ( 6 ) controllable outlet valve ( 3 ) having.

Device according to one of claims 8 to 10, wherein the measuring tube ( 1 ) to the upper inlet end ( 11 ) has tapered cross-section.

Device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit ( 6 ) is set up, based on the determined throughput of the bulk material, the absolute amount of the through the measuring space ( 1 ) to determine flowing bulk material.

Device according to one of the preceding claims, further comprising one of the measuring space ( 1 ) decoupled feed funnel ( 2 ) for feeding the bulk material into the inlet ( 11 ) of the measuring room ( 1 ).

Device according to one of the preceding claims, wherein the wall or walls of the measuring space ( 1 ) Have pores or holes and the Measuring room ( 1 ) of an outer jacket ( 30 ) are surrounded.

Apparatus according to claim 14, wherein the outer jacket ( 30 ) a gas supply ( 31 ) having.

Device according to one of the preceding claims, further comprising a means ( 20 ) for the direct detection of the flow rate of the bulk material in the measuring space ( 1 ).

Device according to one of the preceding claims, further comprising a flow rate monitoring device which is set up, an output signal correlating to the throughput of the bulk material to the evaluation unit (11). 6 ).

Method for measuring the throughput and / or density of bulk material, comprising: (a) providing a measuring space ( 1 ), which has an inlet ( 11 ) and one with a controllable outlet valve ( 3 ) closable outlet ( 3 . 12 ) having; (b) Complete closing of the outlet valve and filling of bulk material in the measuring room ( 1 ); and (c) carrying out steps (c1) and (c2) (c1) detecting the change in weight of the measuring chamber ( 1 ) inflowing bulk material with the outlet valve closed ( 3 ), if the measuring room ( 1 ) is filled up to a predetermined height with the bulk material, wherein the predetermined height of a defined volume in the measuring space ( 1 ) corresponds; and (c2) determining the density of the bulk material from the weight change and the defined volume; and / or (d) performing steps (d1) and (d2) (d1) detecting the time-dependent increase in weight of the bulk material in the measuring space ( 1 ) and / or the time-dependent level change by the inflowing bulk material with the outlet valve closed ( 3 ); and (d2) determining the throughput of the bulk material from the time-dependent weight gain and / or the time-dependent level change.

Method according to claim 18, wherein the outlet valve ( 3 ) after step (d2) and the opening position of the exhaust valve ( 3 ) is controlled or regulated so that the bulk material in the measuring room ( 1 ) in the case of inflowing bulk material, a time essentially constant weight and / or the bulk material in the measuring space ( 1 ) has a substantially constant filling level over time.

A method according to claim 18 or 19, wherein steps (b), (d1) and (d2) are repeated when the controlled or closed position of the exhaust valve ( 3 ) differs by an adjustable or adaptable difference from a previous opening position, wherein before step (b) preferably the outlet valve ( 3 ) first fully opened and the measuring space ( 1 ) is emptied.

Method according to one of claims 18 to 20, wherein the throughput repeatedly determined and each determined throughput is assigned in each case a characteristic which corresponds to an open position of the exhaust valve ( 3 ), wherein from the thus formed value pairs of throughput and associated characteristic a characteristic curve is formed, which is used to determine the instantaneous throughput in the control or regulation of the opening position of the exhaust valve ( 3 ) is used.

A method according to any one of claims 18 to 21, wherein steps (b) and (c) and / or (d) are repeated after a predetermined period of time.

The method of claim 18, further comprising: (e) batch dispensing of the bulk material through the outlet ( 3 . 12 ), whereby per outlet the outlet ( 3 . 12 ) of the measuring room ( 1 ) is first completely closed and only then reopened when, due to the inflowing bulk material, the weight of the bulk material in the measuring chamber ( 1 ) has reached a predetermined value or if a given fill level height of the bulk material in the measurement space ( 1 ) is reached.

Method according to one of claims 18 to 23, wherein the measuring space ( 1 ) preferably a tilted measuring tube ( 1 ), and the method further comprises: detecting a dynamic change in weight of the through the measuring tube ( 1 ) flowing bulk material at a defined open exhaust valve ( 3 ); and repeating steps (c) and / or (d) when a dynamic weight change has been detected.

The method of claim 24, wherein after determining the throughput of the bulk material, the outlet valve ( 3 ) and that in the measuring room ( 1 ) is discharged until a constant weight of the measuring space ( 1 ) and this constant weight is used as the reference value, wherein the dynamic weight change relative to this reference value is determined and if a predetermined threshold value is exceeded, steps (b) and (d) are repeated.

A method according to claim 24 or 25, wherein a correction value is determined by which the previously determined throughput is adapted if a weight change has been detected in the detection of the dynamic weight change.

Method according to one of claims 18 to 26, further comprising calculating the total amount of the through the measuring space ( 1 ) flowing bulk material based on the throughput.

Method according to one of claims 18 to 27, further comprising: fluidizing the bulk material by introducing vibrations into the measuring space ( 1 ) and / or by introducing a gas stream into the measuring space ( 1 ).

Method according to one of claims 18 to 28, wherein the time-dependent increase in weight of the bulk material in the measuring space ( 1 ) is determined by detecting the time that elapses until the weight of the bulk material ( 8th ) in the measuring chamber with the outlet valve closed ( 3 ) increases from a first value to a second value.

Method according to one of claims 18 to 29, further comprising: detecting the throughput by means of a flow rate monitoring device and outputting an output signal correlated to the throughput of the bulk material to the evaluation unit ( 6 ); and performing steps (b), (d1) and (d2) when the output signal output by the flow rate monitor exceeds a predetermined and / or adjustable tolerance range.