DE10315902A1

DE10315902A1 - Volume flow measurement method for bulk loose material, e.g. for use in materials handling stations, employs two or more contactless measurement methods in order to determine an optimum reference measurement values

Info

Publication number: DE10315902A1
Application number: DE2003115902
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Rauhöft; Christian Schmidt; Dietmar Schingnitz; Robert Schmidt
Original assignee: ANATEC GmbH
Current assignee: ANATEC GmbH
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-11-04

Abstract

Method for measuring the volume flow of loose bulk material on a conveyer belt in which the profile (4) of the material on the belt is measured simultaneously using at least two different contactless methods, e.g. a laser-based optical method and an acoustic ultrasonic method. The results of the two or more measurements are compared and the method result used that shows, in comparison with the other, a relevant change in the profile, in order to generate reference values. The method is based on a mathematical plausibility evaluation. The invention also relates to a corresponding measuring arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Variationen einer zweckmässig ausgestalteten Anordnung zur Volumenstrommessung auf Förderern, vorzugsweise auf Förderbändern, mit denen Massengüter transportiert werden.The The invention relates to a method and variations of a suitably designed Arrangement for volume flow measurement on conveyors, preferably on conveyor belts, with those bulk goods be transported.

In grösseren Umschlagstationen, in denen mittels Förderern grössere Mengen von Schüttgütern umgeschlagen werden, ist es zur Kontrolle der Betriebsvorgänge allgemein von Interesse, zu wissen, welches Volumen die zu transportierenden Massen aufweisen.In larger Transshipment stations in which large quantities of bulk goods are handled by means of conveyors it is of general interest to control the operations, knowing the volume of the masses to be transported.

Stand der Technik kann es sein, durch Sensoren, die am Förderer installiert sind, festzustellen, ob der Förderer durch zu förderndes Gut belastet ist oder nicht. Im Allgemeinen ist diese Aussage für weitergehende Ansprüche nicht ausreichend. Diese Sensoren können berührungslos arbeiten oder eine völlig andere Charakteristik aufweisen, wie beispielhaft eine mechanisch aufgebaute wirkende Einrichtung in der GB-Schrift 1 346 566 vorgeschlagen ist.was standing The technology can be through sensors installed on the conveyor are to determine whether the sponsor through to be promoted Is well loaded or not. In general, this statement is for more extensive Expectations unsatisfactory. These sensors can work without contact or a completely different one Have characteristics, such as a mechanically constructed one acting device is proposed in GB-1 346 566.

Allgemein bekannt ist es, mittels der Gamma-Energie-Transmissionstechnik die Flächenmasse von Schüttgütern auf Förderern und dergleichen Transporteuren und deren Schütthöhe berührungslos On-line zu bestimmen und bei festgestellten Veränderungen mittels bekannter Technikelemente den Versuch zu unternehmen, Rückschlüsse auf den Förderstrom zu ziehen. Dabei wird das Fördergut von einem Sender der unter- oder oberhalb des Förderers angeordnet ist, durchstrahlt. Die Strahlen werden von einem Empfänger aufgefangen, der bezogen auf den Sender auf der jeweils anderen Seite des Förderers gegenüberliegend angeordnet ist, also ober- oder unterhalb, sodass ein Durch strahlen eintritt. Einzelne ermittelte Empfangsstärken werden miteinander verglichen und über die Feststellung von Unterschieden werden Rückschlüsse auf die Beladung des Förderers gezogen.Generally it is known to use gamma energy transmission technology basis weight of bulk goods conveyors and the like to determine transporters and their dumping height without contact on-line and when changes are detected using known technical elements to attempt to draw conclusions the flow to draw. Thereby the material to be conveyed radiated by a transmitter which is arranged below or above the conveyor. The rays are picked up by a receiver that is referenced on the transmitter on the opposite side of the conveyor is arranged, i.e. above or below, so that a shine through entry. Individual received strengths are compared with each other and over the determination of differences will draw conclusions about the loading of the conveyor drawn.

Die US-PS 3 655 964 beschreibt die Ermittlung von Fremdeinlagerungen in einem Nutzmineralstrom, indem ein Effekt einer unterschiedlichen Schwächung radioaktiver Strahlung durch Materialien unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung benutzt wird. Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, die geschwächte Strahlungsenergie zu kontrollieren. Bei Abweichungen vom Normal wird der Nutzmineralstrom als "fremde Mixtur" deklariert. Auch hier wird nach dem Durchstrahlungsprinzip gearbeitet, indem sich oberhalb des Transportgutes eine Sendeeinrichtung und unterhalb des Förderers Empfangseinrichtungen befinden.The U.S. Patent 3,655,964 describes the determination of foreign deposits in a useful mineral flow by using an effect of a different attenuation of radioactive radiation by materials with different chemical compositions. According to the invention, it is proposed to control the weakened radiation energy. In the event of deviations from the normal, the useful mineral flow is declared as an "external mixture". Here too, the transmission principle is used, in that there is a transmitting device above the transported goods and receiving devices below the conveyor.

Auf Grund des angewandten Durchstrahlungsprinzips sind diese Meßmethoden nur dann anwendbar, wenn der Förderstrom mit gleichbleibender Beladungshöhe transportiert wird. Den beim bisher zitierten Stand der Technik dargestellten Verfahren und aus deren Umsetzungen resultierenden Einrichtungen haften Mängel an, da sie eine ungleichmässige Beladung und einwirkende andere nicht beeinflussbare Störgrössen nicht immer hinreichend objektiv berücksichtigen.On These measuring methods are due to the radiographic principle used only applicable if the flow rate with constant loading height is transported. The state of the art cited so far presented methods and resulting from their implementation Facilities are liable for defects because it is an uneven Loading and other influencing variables that cannot be influenced always take sufficient objective consideration.

Ein Vorschlag geht deshalb dahin, zwei Strahlenquellen unterschiedlicher Energie einzusetzen. Da die Randzonen regelmässig nicht erfasst werden, ist ein erheblicher Fehleranteil vorhanden, soweit es die Grösse und Absolutheit der ermittelten Werte betrifft.On The proposal therefore goes to two radiation sources different Use energy. Since the peripheral zones are not regularly recorded, there is a significant proportion of errors, as far as the size and Absolutity of the determined values concerns.

Eine weitere Methode wird in der Schrift DE 197 19 032 vorgeschlagen, indem in Kombination mit einer bekannten Methode des Durchstrahlens des Förder guts zeitgleich eine Echolot-Messung oder ein mechanisches Abtastverfahren durchgeführt wird, beides zur Ermittlung der Schütthöhe, angewandt wird. Hier sind auf 2 im Verhältnis zum Förderer gegenüberliegenden Seiten Empfangs- und Sendeinrichtungen erforderlich, sodass eine erfindungsgemässe Einrichtung auf Grund des erheblichen mechanischen Aufwandes eines hohen Montageaufwandes und einer erheblichen Wartung bedarf.Another method is in Scripture DE 197 19 032 proposed that, in combination with a known method of radiating the material to be conveyed, an echo sounder measurement or a mechanical scanning method is carried out at the same time, both for determining the bed height. In this case, receiving and transmitting devices are required on two sides opposite to the conveyor, so that a device according to the invention requires a lot of assembly work and considerable maintenance owing to the considerable mechanical outlay.

Eine Eigenart aller dargestellten Verfahren und Einrichtungen ist es, dass die Schüttprofilränder der durchstrahlten Volumenströme ungenügend oder gar nicht berücksichtigt werden und diese insoweit einer Bewertung nicht unterzogen werden. Die Durchstrahlungsverfahren erfordern einen erheblichen apparativen Aufwand, da ein Teil der Einrichtung oberhalb und ein weiterer Teil unterhalb des Förderers angebracht ist. Um daraus resultierende Störgrössen weiter zu minimieren, wurde deshalb bereits vorgeschlagen, über die Breite des Förderers verteilt von mindestens 3 Messpunkten, von denen der jeweils erste und jeweils letzte Messpunkt auf den Bereich der zu erwartenden Schüttprofilränder gerichtet sind, eine berührungslose Distanzmessung von oben her radial auf den Förderer gerichtet zur Oberfläche des Förderers durchzuführen und die gewonnenen Werte zur Ermittlung des Querschnittprofiles zu benutzen. Damit wird insbesondere das Profil der Schüttränder des Förderstromes in die Messungen einbezogen und die Messung objektiviert.A The peculiarity of all the processes and facilities shown is that that the bulk profile edges of the radiated volume flows insufficient or not considered at all and they are not subjected to an assessment. The radiographic procedures require considerable equipment Effort as part of the facility above and another part below the conveyor is appropriate. In order to further minimize the resulting disturbance variables, has therefore already been proposed across the width of the conveyor distributed from at least 3 measuring points, of which the first and each last measuring point on the area of the expected Bulk profile edges directed are a non-contact Distance measurement from above directed radially towards the conveyor to the surface of the conveyor perform and the values obtained for determining the cross-sectional profile to use. In particular, the profile of the pouring edges of the conveyor flow included in the measurements and objectified the measurement.

Als konkrete Ausführungsform für die berührungslose Distanzmessung wird in der Regel die Anwendung eines konkreten Verfahrens und dessen einrichtungsseitige Umsetzung angesehen, wobei über die Ausbildung der Einrichtung der Versuch unternommen wird, systembedingte Fehler zu minimieren.As concrete embodiment for the contactless Distance measurement is usually the application of a specific method and its implementation on the part of the institution Training the facility the attempt is being made to system Minimize errors.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Volumenstrommessung auf Förderern sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu entwickeln, mit deren Hilfe die einem konkreten Verfahren systembedingt anhaftenden Mängel weiter reduziert werden. Es ist selbstverständlich, dass die zugehörige Einrichtung zur zweckmässigen Nachrüstung an bestehenden Förderern unterschiedlicher Baugrösse und Förderleistung geeignet sein und insoweit einen einfachen Aufbau aufweisen sowie eine umfassende Bewertung des Volumens des Fördergutes ermöglichen soll.task The invention is therefore a method for volume flow measurement on sponsors as well an implementation facility to develop this method, with the help of which a concrete Procedures inherent defects are further reduced. It goes without saying that the associated Device for appropriate retrofitting existing sponsors different sizes and funding be suitable and in this respect have a simple structure and enable a comprehensive assessment of the volume of the material being conveyed should.

Die Aufgabe wird gelöst, indem das Schüttprofil, das zur Grundlage der Volumenstrommessung dient, zeitgleich durch wenigstens 2 vorzugsweise berührungslose Messverfahren unterschiedlicher technischer Charakteristik ermittelt wird, beide Werte verglichen werden und bei relevanten Abweichungen im Vergleich der zeitgleich ermittelten Werte beider Verfahren das genauere der beiden Verfahren zur repräsentativen Ermittlung von Referenzwerten präferiert wird.The Task is solved by the bulk profile, which serves as the basis for volume flow measurement, simultaneously at least 2 preferably non-contact Measuring methods of different technical characteristics determined , both values are compared and if there are relevant deviations in the Comparison of the values of both methods determined at the same time More precise of the two methods for the representative determination of reference values prefers becomes.

Im einzelnen geschieht das, indem mit der nach dem optischen Messverfahren arbeitenden Messeinrichtung während des Betriebes eines Förderers kontinuierlich Messpunkte zwischen den äusseren Kanten des Förderers liegend zur Erfassung des gesamten Fördergutquerschnitts herangezogen werden, die erhaltenen Signale digitalisiert und direkt zu einer in der Anlage vorhandenen Auswerte- und Bedieneinheit übertragen werden, für die rechentechnische Auswertung erfasst und als binärer Zahlenwert für die weitere Bewertung zur Verfügung gestellt werden, im weiteren die nach dem akustischen Messverfahren arbeitende Messeinrichtung Werte für die durchschnittliche Schütthöhe in einem mittig auf dem Förderer befindlichen Streifen im identischen Messtakt erfasst und diese zeitbezogen gespeichert werden, diese mit mathematischen Funktionen zu den Abstandsmesswerten der nach dem optischen Messverfahren arbeitenden Messeinrichtung und der nach dem akustischen Messverfahren arbeitenden Messeinrichtung gewandelt werden, über den Vergleich mit ermittelten Abstandsmesswerten für beide Einrichtungen bei leerem Förderer die Schichthöhe bestimmt und zeitlich geordnet zwischengespeichert wird, unter Berücksichtigung von der Bandgeschwindigkeit adäquaten Signalen der Fördergutquerschnitt erfasst, aus dem Fördergutquerschnitt und der Bandgeschwindigkeit das durchschnittliche Fördervolumen für einen Zyklus mathematisch ermittelt und als Momentanwert Volumen bereitgestellt wird sowie unter Berücksichtigung der bereits erfassten Werte eine Plausibilitätskontrolle erfolgt, indem alle Messwerte der nach dem optischen Messverfahren arbeitenden Messeinrichtung im Erfassungswinkel der nach dem akustischen Messverfahren arbeitenden Messeinrichtung gemittelt und zeitbezogen mit dem Mittelwert der Messwerte der nach dem akustischen Messverfahren arbeitenden Messeinrichtung verglichen und bei Überschreiten eines Grenzwertes die Messwerte der nach dem optischen Messverfahren arbeitenden Messeinrichtung in direkter Abhängigkeit zu der ermittelten Differenz korrigiert werden. Das Verfahren läuft in Messtakten ab, die vorzugsweise durch die Amplitude des Antriebes für das Schwenken der für die nach dem Prinzip eines Lasermessverfahrens arbeitenden Einrichtung bestimmt wird.in the Individuals do this by using the optical measurement method working measuring device during the operation of a sponsor continuous measuring points between the outer edges of the conveyor used horizontally to record the entire cross-section of the conveyed goods, the signals received are digitized and directly to one in the System existing evaluation and control unit are transferred for the computational Evaluation recorded and as binary Numerical value for the further evaluation is available to be provided, in the following according to the acoustic measuring method working measuring device Values for the average dumping height in one in the middle of the conveyor strips located in the identical measuring cycle and this stored with time, with mathematical functions to the distance measured values of those working according to the optical measuring method Measuring device and the one working according to the acoustic measuring method Measuring device can be converted, by comparison with determined Distance metrics for both Facilities with an empty conveyor the layer height is determined and temporarily stored, taking into account adequate from the belt speed Signals of the conveyed goods cross section recorded, from the cross section of the conveyed goods and the belt speed is the average conveying volume for one Cycle is determined mathematically and volume is provided as the instantaneous value as well as taking into account a plausibility check is carried out on the already recorded values by all Measured values of the measuring device operating according to the optical measuring method in the detection angle of those working according to the acoustic measuring method Measuring device averaged and time-related with the mean value of the Measured values of the measuring device working according to the acoustic measuring method compared and when exceeded a limit value the measured values according to the optical measuring method working measuring device in direct dependence on the determined Difference to be corrected. The process runs in measuring cycles, which preferably by the amplitude of the drive for the swiveling that for the after the principle of a laser measuring device operating determined becomes.

Die berührungslose Distanzmessung in Form einer optischen Messung erfolgt vorzugsweise mittels eines Lasers, der punktuell den Förderer abtastend arbeitet, die ermittelten Werte werden zeitabhängig registriert, mit einem definierten Normal verglichen und für die Bewertung durch die Auswerte- und Bedieneinheit in Form von Signalen bereitgestellt und dieser übermittelt, indem dort die Werte für die Ermittlung des Schüttprofils und damit der Ermittlung des Volumenstromes dienen, wie bereits beschrieben. Zum anderen erfolgt zeitgleich und ebenso zeitabhängig mittels eines akustischen Messverfahrens eine weitere Messung, deren ermittelte Werte ebenfalls der Schütthöhe äquivalente Signale liefern und damit der Ermittlung eines Schüttprofiles dienen können, indem diese ebenfalls unter Vergleich mit einem Normal der Auswerte- und Be dieneinheit übermittelt, für eine Bewertung bereitgestellt werden und durch die Auswerte- und Bedieneinheit ebenfalls eine Aufzeichnung eines Schüttprofiles erfolgt. Beide Schüttprofile werden durch die Auswerte- und Bedieneinheit verglichen. Vorzugsweise dienen die Ergebnisse der optischen Messung der Ermittlung eines repräsentativen Schüttprofils und damit der Ermittlung des Volumenstromes. Das ist mit der hochauflösenden sensiblen schnellen Messung einer optischen Messung begründet. Hier können jedoch systembedingt Störungen der für die Messung des Schüttprofiles relevanten Bedingungen durch äussere Einflüsse, wie Veränderung der Eigenschaften des Übertragungsmediums, unerwünschte Reflexionen, hohe Luftfeuchtigkeit und andere übliche Störgrössen eintreten. Eine gleichlaufende akustische Messung reagiert auf andere Störfaktoren, wie das beispielsweise höhere Temperaturen sein können. Durch das Nebeneinanderschreiben beider Messerergebnisse ist eine Eliminierung fehlerhaft ermittelter Werte möglich und die Genauigkeit der Aussage verbessert sich entscheidend, was insbesondere bei Förderern mit einem hohen Massendurchsatz die Objektivität der Aussage zum Volumenstrom sowie daraus resultierend die Effizienz der Anlage entscheidend verbessert.The contactless Distance measurement in the form of an optical measurement is preferably carried out by means of of a laser that scans the conveyor selectively, the determined values are registered time-dependent, with a defined normal compared and for the evaluation by the evaluation and Control unit provided in the form of signals and transmitted by putting the values for the Determination of the bulk profile and thus serve to determine the volume flow, as already described. On the other hand, is carried out at the same time and also as a function of time of an acoustic measurement method, another measurement, the determined Values also equivalent to the dumping height Deliver signals and thus serve to determine a bulk profile can, by comparing this with a standard of the evaluation and control unit transmitted, for one Evaluation are provided and also by the evaluation and control unit a record of a bulk profile he follows. Both bulk profiles are compared by the evaluation and control unit. Preferably the results of the optical measurement serve to determine a representative bulk profile and thus the determination of the volume flow. That is sensitive with the high resolution rapid measurement of an optical measurement is justified. Here, however, can depend on the system disorders the for the measurement of the bulk profile relevant conditions by external influences, like change the properties of the transmission medium, undesirable Reflections, high humidity and other common disturbances occur. A coexistent Acoustic measurement reacts to other disruptive factors, such as that higher Temperatures can be. By the juxtaposition of both knife results is an elimination incorrectly determined values possible and the accuracy of the statement significantly improves what especially with sponsors with a high mass throughput, the objectivity of the statement regarding the volume flow and the resulting efficiency of the system is crucial improved.

Eine erfindungsgemässe Anordnung ist so aufgebaut, dass mittig über dem Förderer ein vorzugsweise schneller aus Sender und Empfänger bestehender Lasersensor befindlich ist, der mit seiner Längsmittelachse mittig senkrecht über dem Förderer angeordnet ist. Der Empfänger nimmt die Reflexionen der vom Sender ausgesandten Signale entgegen und ordnet diesen adäquate Werte als vorzugsweise digitalisierte Signale zu. Des weiteren ist er adäquat einem in einer vorgebbaren Zeiteinheit vorbeilaufenden Schüttgutprofil an eine Auswerte- und Bedieneinheit übergebend mit dieser verbunden. Weiterhin ist als Quelle anderer Charakteristik eine ebenfalls aus Sende- und Empfangseinheit bestehende Ultraschalleinheit montiert, die ebenfalls ihre Wellen in Rich tung der Mittellängsachse des Förderers und senkrecht über diesem stehend aussendet. Reflektierte Echowellen werden adäquat der Schütthöhe durch deren Empfangseinheit ermittelt, wobei die Empfangseinheit diese als vorzugsweise digitalisierte Signale der Auswerte- und Bedieneinheit übergebend mit dieser verbunden ist. Parallel dazu wird auf eine bekannte Art und Weise die Transportgeschwindigkeit des Förderers ermittelt und ebenfalls der Auswerte- und Bedieneinheit übermittelt.An arrangement according to the invention is constructed in such a way that a center in front of the conveyor laser sensor consisting of a transmitter and a receiver is located faster and is arranged with its longitudinal center axis perpendicular to the center of the conveyor. The receiver takes the reflections of the signals emitted by the transmitter and assigns them adequate values as preferably digitized signals. Furthermore, it is adequately connected to a bulk material profile passing in a predeterminable time unit and transferred to an evaluation and operating unit. Furthermore, an ultrasound unit, which also consists of a transmitting and receiving unit, is also installed as the source of other characteristics and also emits its waves in the direction of the central longitudinal axis of the conveyor and standing vertically above it. Reflected echo waves are ascertained adequately for the bed height by their receiving unit, the receiving unit being connected to the evaluating and operating unit as a preferably digitized signal. In parallel, the transport speed of the conveyor is determined in a known manner and also transmitted to the evaluation and operating unit.

Eine erfindungsgemässe Vorzugsvariante sieht vor, Laser- oder/und Ultraschallmesseinrichtung zwischen zwei einstellbaren und festlegbaren Endpunkten durch einen mechanischen Antrieb erregt zwangsgeführt periodisch schwenkend auszubilden, indem die Halterung vorzugsweise einstellbar so ausgebildet ist, dass der Schwenkwinkel so eingestellt werden kann, dass die gesamte Breite des Förderers erfasst wird. Damit ergibt sich – in der Draufsicht auf den Förderer gesehen – eine einer Sinusform zuzuordnende Erfassungskurve. Bleibt die Bandgeschwindigkeit konstant und die Geschwindigkeit des Schwenkens wird erhöht, ergibt sich bezugnehmend auf die erfasste Länge im Zeitquerschnitt eine Verkürzung der Amplituden der der Sinusform zuzuordnenden Erfassungskurve. Damit kann, falls beispielsweise bei grobstückigem Gut erforderlich, die Genauigkeit der Erfassung des Schüttprofils ebenfalls verbessert werden.A invention Preferred variant provides a laser or / and ultrasound measuring device between two adjustable and definable end points by one mechanical drive excited periodically trained to oscillate, in that the holder is preferably adjustable, that the swivel angle can be adjusted so that the entire Width of the conveyor is recorded. This results in - in the top view of the promoter seen - one detection curve to be assigned to a sinusoidal shape. The belt speed remains constant and the speed of the panning is increased, results referring to the recorded length in the time cross-section shortening the amplitudes of the detection curve to be assigned to the sinusoid. Thus, if necessary, for example in the case of coarse goods, the Accuracy of the bulk profile detection also improved become.

Als Vorteil gilt ebenso, dass Laser- und Ultraschallmesseinrichtung mit ihren Sende- und Empfangseinheiten nur auf einer Seite des Förderers, im Normalfall über diesem, angeordnet sind. Damit ist eine Vorfertigung und Nachrüstung bestehender Förderanlagen unproblematisch möglich.As Another advantage is that laser and ultrasonic measuring equipment with their sending and receiving units only on one side of the conveyor, usually about this, are arranged. This means that prefabrication and retrofitting of existing ones conveyors possible without any problems.

Im Regelfall dienen die von der Lasermesseinrichtung ermittelten Signale der Ermittlung des Schüttprofils durch die Auswerte- und Bedieneinheit. Parallel dazu werden dazu die von der Ultraschallmesseinrichtung ermittelten Signale ebenso in Angaben zu einem Schüttprofil umgesetzt. Da die Arbeitsgeschwindigkeit der Lasermesseinrichtung im Vergleich zur Ultraschallmesseinrichtung eine höhere ist, dienen die von der Lasermesseinrichtung ermittelten Steuersignale vorrangig zur Ermittlung des Schüttprofils und damit unter Bezugnahme auf die Arbeitsgeschwindigkeit des Förderers zur Ermittlung des Volumenstromes. Zwischen beiden erfolgt durch die Auswerte- und Bedieneinheit ein ständiger Abgleich. Stellt die Auswerte- und Bedieneinheit Änderungen in der Bereitstellung der Werte der Lasermesseinrichtung für die Ermittlung des Schüttprofils fest, finden weiterhin die von der Ultraschallmesseinrichtung ermittelten Werte Verwendung und werden angezeigt. Die Eigenschaften des Übertragungsmediums beeinflussen auf unterschiedliche Art und Weise die Messwertübertragung. Werden Ungleichmässigkeiten zwischen beiden konstatiert, beispielsweise hat sich durch veränderte Witterungsbedingungen, beispielsweise Nieselregen, eine Veränderung der Werte der Lasermesseinrichtung ergeben, verwendet die Auswerte- und Bedieneinheit die von der Ultraschalleinheit ermittelten Signale als Repräsentativwerte für die Ermittlung des Volumenstromes. An dieser Stelle darf ebenso darauf aufmerksam gemacht werden, dass gerade bei grossen Umschlagmengen von Rohstoffen sehr häufig eine erhebliche Staubentwicklung zu verzeichnen ist, die die Anwendung der Lasertechnik empfindlich stören kann.in the As a rule, the signals determined by the laser measuring device are used the determination of the bulk profile through the evaluation and control unit. In parallel to this the signals determined by the ultrasound measuring device as well in details of a bulk profile implemented. Because the working speed of the laser measuring device is a higher compared to the ultrasonic measuring device, serve the control signals determined by the laser measuring device primarily to determine the bulk profile and thus with reference to the operating speed of the conveyor to determine the volume flow. Between the two is done by the Evaluation and control unit a constant adjustment. Provides the Evaluation and control unit changes in the provision of the values of the laser measuring device for the determination of the bulk profile fixed, continue to find those determined by the ultrasonic measuring device Use values and are displayed. The properties of the transmission medium influence the transmission of measured values in different ways. Become unevenness between the two, for example, has changed due to changing weather conditions, for example Drizzle, a change of the values of the laser measuring device, uses the evaluation and control unit the signals determined by the ultrasound unit as representative values for the Determination of the volume flow. At this point it is also allowed Attention should be drawn to the fact that especially when handling large volumes of raw materials very often there is a significant amount of dust that the application interfere with laser technology can.

Sind die Tendenzen beider Anzeigen für das Schüttprofil wieder gleich, erfolgt wieder ein Umschalten auf die Bewertung der über die Lasermesseinrichtung bereitgestellten Signale. Über die Software sind hier die Fehlergrenzen festlegbar. Damit dient die Ultraschallmesseinrichtung der laufenden Kontrolle und Korrektur der von der Lasermesseinrichtung ermittelten Werte. Die Plausibilität gewonnener Aussagen wird damit entscheidend verbessert. Ein plötzlicher Wechsel in der Anzeige des Schüttprofils und unverzügliche Rückkehr in den Normalbereich ist ebenso ein deutlicher Hinweis auf einen auf dem Förderer transportierten Fremdkörper.are the trends of both ads for the bulk profile same again, there is again a switch to the evaluation of the Signals provided by laser measuring device. About the software are here the error limits can be determined. The ultrasonic measuring device thus serves the ongoing control and correction of the laser measuring device determined values. The plausibility of statements obtained will thus significantly improved. A sudden change in the display the bulk profile and immediate return in the normal range is also a clear indication of one on the conveyor transported foreign bodies.

Während bisher einzelne Messlinien erfasst und summiert wurden, werden mit der erfindungsgemässen Einrichtung über den relevanten Querschnitt bessere Informationen gesammelt. Damit ist durch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens eine Verbesserung der Aussage über das Schüttprofil und damit den Volumenstrom, den ein Förderer transportiert, gegeben.While so far individual measuring lines were recorded and summed up with the invention Establishment about the relevant cross-section collected better information. In order to is an improvement through the use of the method according to the invention the statement about the bulk profile and thus the volume flow that a conveyor transports.

Die Erfindung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigtThe The invention will be described in more detail below using an exemplary embodiment become. In the associated Drawing shows

1 das Funktionsprinzip einer prinzipiellen Anordnung zur Volumenstrommessung auf einem Förderer, bei der ausschliesslich die Lasermesseinrichtung schwenkbar ausgestaltet ist, 1 the functional principle of a basic arrangement for volume flow measurement on a conveyor, in which only the laser measuring device is designed to be pivotable,

2 die Draufsicht auf einen Förderer unter Berücksichtigung der Ausgestaltung nach 1 mit den zugehörigen Erfassungslinien, 2 the top view of a conveyor taking into account the design 1 with the associated detection lines,

3 die prinzipielle Darstellung der Durchführung der Plausibilitätskontrolle. 3 the basic representation of the implementation of the plausibility check.

Die Einsatzbedingungen für ein Förderband sind dadurch gekennzeichnet, dass in einer Hafenanlage über ein Förderband häufig grössere Mengen Phosphat in Schiffe verladen werden.The Conditions of use for are a conveyor belt characterized in that in a port facility over a conveyor belt frequently larger Amounts of phosphate are loaded into ships.

Über dem Förderband sind berührungslose Messeinrichtungen mit dem Rahmen des Förderbandes verschraubt angebracht wie prinzipiell aus 1 ersichtlich. Zum einen handelt es sich um eine nach einem optischen Messverfahren arbeitende Lasermesseinrichtung LAS mit dem zugehörigen Erfassungsbereich 5, die quer zum Förderband schwenkbar ausgestaltet ist, zum anderen um eine nach einem akustischen Messverfahren arbeitende Ultraschallmesseinrichtung US mit dem zugehörigen Erfassungsbereich 6.Non-contact measuring devices are screwed to the frame of the conveyor belt above the conveyor belt 1 seen. On the one hand, there is a laser measuring device LAS working according to an optical measuring method with the associated detection area 5 , which is designed to be pivotable transversely to the conveyor belt, and on the other hand around an ultrasonic measuring device US, which operates according to an acoustic measuring method, with the associated detection area 6 ,

LAS befindet sich während der Messung in einer kontinuierlichen Schwenkbewegung quer zur Förderrichtung mit ständig wechselnder oszillierender Schwenkbewegung. Durch eine steuerbare Schwenkrichtungsumschaltung wird der Messpunkt von LAS ständig zwischen den äusseren Kanten des Förderbandes in einer kontinuierlichen Bewegung hin und her geschwenkt, sodass sich über den Erfassungsbereich 5 eine Erfassungslinie 8 wie in 2 dargestellt, ergibt. Dadurch wird eine Erfassung des gesamten Querschnitts des Förderguts 7 erreicht.During the measurement, LAS is in a continuous swivel movement transverse to the conveying direction with a constantly changing oscillating swivel movement. The measuring point of LAS is continuously swiveled back and forth between the outer edges of the conveyor belt by means of a controllable swivel direction switch, so that it extends over the detection area 5 a detection line 8th as in 2 shown, results. This will capture the entire cross section of the material being conveyed 7 reached.

Der Sensor US ist beispielhaft in der Mittelposition fest montiert und dient mit seinem Erfassungsbereich 6 zur Kontrolle des Lasermesswertes im Mittelbereich 9 des Querschnitts des Förderguts 7.The sensor US is, for example, permanently installed in the middle position and serves with its detection area 6 to control the laser measurement in the middle range 9 of the cross-section of the material to be conveyed 7 ,

Für die Bestimmung der Bandgeschwindigkeit ist ein Näherungssensor mit entsprechendem Auslöseelement an der Umlenkrolle des Förderbandes angebracht. Das Auslöseelement liefert je Umdrehung der Umlenkrolle einen Spannungsimpuls. Die Zeit zwischen 2 Spannungsimpulsen wird in der mit der den Messeinrichtungen verbundenen Rechen- und Auswerteeinheit rechentechnisch ermittelt. Da durch die geometrische Anordnung des Auslöseelements die zurückgelegte Wegstrecke bekannt ist, kann aus den beiden Grössen Wegstrecke und Zeit die Bandgeschwindigkeit direkt ermittelt werden.For the determination the belt speed is a proximity sensor with a corresponding trigger element on the deflection roller of the conveyor belt appropriate. The trigger element delivers a voltage pulse per revolution of the pulley. The Time between 2 voltage pulses is the same as that of the measuring devices connected computing and evaluation unit determined computationally. There due to the geometric arrangement of the release element Distance is known, can be the two sizes distance and time Belt speed can be determined directly.

Zur Erhöhung der Erfassungsgenauigkeit können auch mehrere Auslöseelemente an der Umlenkrolle angebracht werden.to increase the accuracy of detection also several trigger elements be attached to the pulley.

Die von LAS und US erhaltenen Sensorsignale werden direkt proportional in eine Pulsfrequenz digitalisiert. Diese digitalisierten Signale werden direkt zu einer in der Anlage vorhandenen Rechen- und Auswerteeinheit übertragen, für die rechentechnische Auswertung erfasst und als binärer Zahlenwert für die weitere Bewertung zur Verfügung gestellt. Sie werden im weiteren mit mathematischen Funktionen zu den Abstandsmesswerten A(LAS) und A(US) gewandelt. Durch vorher ermittelte Abstandsmesswerte A(LAS TARA) und A(US TARA) bei leerem Förderer kann sofort die Schichthöhe im Messtakt "x" bestimmt und zeitlich geordnet zwischengespeichert werden. Der Zeitpunkt der Messwerterfassung wird durch die Taktung des Antriebes für die Ausrichtung des Sensors LAS bestimmt.The sensor signals obtained from LAS and US are directly proportional digitized into a pulse rate. These digitized signals are transferred directly to an arithmetic and evaluation unit in the system, for the computational evaluation recorded and as a binary numerical value for the further Rating available posed. You will further use math functions the distance measurements A (LAS) and A (US). By before measured distance values A (LAS TARA) and A (US TARA) when empty Sponsor can immediately the layer height determined in time "x" and in time orderly cached. The time of the measurement acquisition is clocked by the drive for the alignment of the sensor LAS determined.

Mit Hilfe von Klassierung und Mittelwertbildung wird der Fördergutquerschnitt abschnittsweise erfasst. Aus dem Fördergutquerschnitt und der Bandgeschwindigkeit wird das durchschnittliche Fördervolumen für den voreinstellbaren Zyklus mathematisch ermittelt und als Momentanwert Volumen bereitgestellt.With With the help of classification and averaging, the cross-section of the material being conveyed becomes recorded in sections. From the cross section of the conveyed material and the Belt speed is the average conveying volume for the pre-settable Cycle determined mathematically and provided as the instantaneous volume.

Durch den Sensor US wird die durchschnittliche Schütthöhe im Erfassungswinkel, der beispielhaft mit 10 Winkelgrad ausgelegt ist, ebenfalls im Messtakt "x" erfasst und zeitlich geordnet gespeichert. Mit Hilfe der zwischengespeicherten Messwerte der Sensoren LAS und US kann nun eine Plausibilitätskontrolle durchgeführt werden. hierfür werden alle Messwerte des Sensors LAS im Erfassungswinkel des Sensors US gemittelt und mit dem für einen Zeitabschnitt Delta T gültigen Mittelwert der Messwerte US verglichen die absolute Differenz dieser beiden Mittelwerte grösser als ein vorgegebener Grenzwert, werden die Messwerte LAS in direkter Abhängigkeit zu der ermittelten Differenz korrigiert.By the US sensor is the average dumping height in the detection angle, the is designed, for example, with 10 angular degrees, also recorded in the measuring cycle "x" and stored in an ordered manner. With the help of the temporarily stored measured values of the sensors LAS and US can now do a plausibility check carried out become. therefor all measured values of the LAS sensor are in the detection angle of the sensor US averaged and with that for a period of time Delta T. The mean of the measured values US compared the absolute difference between these two Mean values larger as a predetermined limit value, the measured values LAS are directly dependent corrected to the determined difference.

Damit liegt ein Ergebnis vor, dessen Grösse den Realverhältnissen unter jeglichen Förderbedingungen entspricht.In order to there is a result, the size of which corresponds to the real conditions under any funding conditions equivalent.

1 1: nach einem optischen Messverfahren arbeitende Messeinrichtungto an optical measuring method
2 2: nach einem akustischen Messverfahren arbeitende Messeinrichtungto an acoustic measuring method
3 3: Fördererpromoter
4 4: Schüttprofilbulk profile
5 5: Erfassungsbereich der nach einem optischen Messverfahrendetection range which is based on an optical measuring method
: arbeitenden Messeinrichtungworking measuring device
6 6: Erfassungsbereich der nach einem akustischen Messverfahrendetection range which is based on an acoustic measurement method
: arbeitenden Messeinrichtungworking measuring device
7 7: Fördergutconveyed
8 8th: Erfassungsliniedetection line
9 9: Mittelbereichthe central region

Claims

Volume flow measurement method on conveyors ( 3 ), preferably on conveyor belts with which bulk goods are transported, by means of known measuring methods, which are transmitted signals of an evaluation and operating unit adequate to the measurement results, characterized in that a bulk profile ( 4 ) Adequate values as the output quantity are determined at the same time by at least 2 non-contact measurement methods with different technical characteristics, both values are compared and, in the case of relevant deviations, the results of the method, which in comparison to the other, show a relevant deviation of the bulk profile in comparison with the values of both methods ( 4 ) shows, is eliminated.

A method according to claim 1, characterized in that one of the two measurement methods is an optical one and the other so that working in combination is an acoustic.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that with the measuring device operating according to an optical measuring method ( 1 ) during the operation of a conveyor ( 3 ) continuous measuring points between the outer edges of the conveyor ( 3 ) horizontal to record the entire cross-section of the material to be conveyed ( 7 ) are used, the signals received are digitized and transmitted directly to the evaluation and operating unit in the system, recorded for the computational evaluation and made available as a binary numerical value for further evaluation, and furthermore a measuring device working according to the acoustic measuring method ( 2 ) Values for the average dumping height on the conveyor ( 3 ) recorded in the identical measuring cycle and stored in a time-related manner, these with mathematical functions to the distance measured values of the measuring device working according to the optical measuring method ( 1 ) and the measuring device working according to the acoustic measuring method ( 2 ) can be converted by comparing the measured distance values for both facilities when the conveyor is empty ( 3 ) the height of the bulk profile is determined and temporarily stored in an orderly manner, taking into account signals of the bulk profile that are adequate from the belt speed, from the resulting cross section of the conveyed material ( 7 ) and the belt speed, the average conveying volume for a cycle is mathematically determined and volume is made available as an instantaneous value, and a plausibility check is carried out taking into account the values already recorded, by all measured values of the measuring device operating according to the optical measuring method ( 1 ) in the detection area ( 6 ) of the measuring device working according to the acoustic measuring method ( 2 ) averaged and time-related with the mean value of the measured values of the measuring device working according to the acoustic measuring method ( 2 ) compared and if a limit value is exceeded, the measured values of the measuring device operating according to the optical measuring method ( 1 ) are corrected in direct dependence on the determined difference.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the optical process is based on the principle of a laser process working measuring method and the other with this at the same time Combination working acoustic procedures according to the principles of an ultrasonic method is a measuring method and the values determined by the optical method for relevant deviations be eliminated.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that this runs in measuring cycles.

Method according to Claim 5, characterized in that the point in time of the measured value acquisition is determined by the amplitude of the drive for the pivoting of the measuring device (according to the principle of a laser method) ( 1 ) is determined.

Arrangement for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one measuring device working according to an optical measuring method (perpendicularly above the conveyor) 1 ) and at least one measuring device working according to an acoustic measuring method ( 2 ) are arranged and both are connected to a computing and evaluation unit which transfers the determined values.

Arrangement according to claim 7, characterized in that the measuring device operating according to an optical measuring method ( 1 ) is a measuring device that works on the laser principle.

Arrangement according to one of Claims 7 or 8, characterized in that the measuring device (which operates according to an acoustic measuring method ( 2 ) is a measuring device working on the ultrasound principle.

Arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized in that both measuring devices with their central longitudinal axis in the middle perpendicularly above the conveyor ( 3 ) are arranged.

Arrangement according to one of claims 7 to 10, characterized in that the measuring device operating according to the laser principle transversely to the longitudinal central axis of the conveyor ( 3 ) between two End points excited by a mechanical drive is designed to be pivotally driven.

Arrangement according to one of Claims 7 to 11, characterized in that the measuring device (based on the ultrasound principle ( 2 ) transverse to the longitudinal central axis of the conveyor ( 3 ) between two end points excited by a mechanical drive is designed to be pivotally driven.

Arrangement according to one of claims 11 or 12, characterized in that the swivel range ( 5 ) of the measuring device ( 1 ; 2 ) is designed to be adjustable by an adjustable design of the end points that can be defined in different points.