DE1135215B

DE1135215B - Verfahren zum Bestimmen des Feuchtigkeitsgehaltes von Schuettgut und Vorrichtung zum Durchfuehren dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1135215B
Application number: DEG22614A
Authority: DE
Inventors: Erich Rumplasch
Original assignee: GANN APP UND MASCHB GmbH
Current assignee: GANN APP UND MASCHB GmbH
Priority date: 1957-07-25
Filing date: 1957-07-25
Publication date: 1962-08-23
Also published as: FR1207691A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen des Feuchtigkeitsgehaltes von Schüttgut, bei dem das Schüttgut als Dielektrikum zwischen die Platten eines in einem Schwingungskreis liegenden Meßkondensators eingebracht wird und die dadurch bewirkte Kapazitätsänderung durch einen mit einem Motor gekoppelten Kompensationskondensator eliminiert wird.

Wird hierbei der Resonanzpunkt des als Meßkreis dienenden Schwingungskreises überschritten, so set- ίο zen bekanntlich die Schwingungen dieses Kreises aus und der Anodenstrom des in dem Schwingungskreis liegenden elektronischen Schalters (Elektronenröhre, Transistor od. dgl.) steigt steil an. Dieses Aussetzen der Schwingungen tritt bei Verwendung eines quarzgesteuerten Senders als Schwingungserzeuger sehr plötzlich ein, so daß die sich dabei ändernden Stromverteilungsverhältnisse als Anzeigekriterium ausgenutzt werden können, indem beispielsweise ein eingeschalteter Strommesser den veränderten Stromfluß anzeigt.

Derartige Meßverfahren und Anordnungen sind an sich bekannt. Das Einstellen der Kompensationskondensatoren erfolgte bisher von Hand und bedarf vieler Übung, Fingerspitzengefühl und Sachkenntnis, bis es einem mit physikalischen Messungen nicht Vertrauten gelingt, exakte Meßergebnisse zu erzielen, da häufig schon eine geringe Verstellung des meist als Drehkondensator ausgebildeten Kompensationskondensators die Schwingungen abreißen läßt. Auch geübte Personen müssen oft mehrere Messungen zur Erlangung eines guten Mittelwertes durchführen.

Es ist auch bereits ein Registriergerät für elektrische Kapazitäten bekannt, bei dem das Meßobjekt in eine Brückenschaltung eingesetzt wird und bei dem der Verstellweg des Vergleichskondensators mit der periodischen Bewegung eines Schreibstiftes gekoppelt ist sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur halbautomatischen Anzeige der Kapazitätstoleranzen von Festkondensatoren, wobei Anzeigeimpulse nur innerhalb eines gewissen Toleranzbereiches ausgelöst werden. Diese Vorrichtungen und Verfahren arbeiten relativ umständlich und erfordern eine besondere Überwachung des Meßverfahrens oder eine nachträglich zusätzliche Auswertung der Meßergebnisse.

Es ist außerdem eine Vorrichtung zum Anzeigen oder Messen des Feuchtigkeitsgehaltes von körnigen und pulverförmigen Stoffen bekannt, bei der das zu messende Gut zwischen die Platten eines in einem abgestimmten Schwingkreis liegenden Kondensators gebracht wird und die Messung durch Vergleich der Frequenz dieses Schwingkreises mit einer unveränder-

des Feuchtigkeitsgehaltes von Schüttgut

und Vorrichtung zum Durchführen

dieses Verfahrens

Anmelder:

Gann Apparate- und Maschinenbauges.

m.b.H.,
Stuttgart, Möhringer Str. 159

Erich Rumplasch, Gerlingen-Schillerhöhe,
ist als Erfinder genannt worden

liehen Frequenz erfolgt. Diese Vorrichtung ist sehr aufwendig und betrifft auch nicht den Kern der vorliegenden Erfindung, bei der eine sichere, von Bedienungsfehlern weitgehend unabhängige und weitgehend selbsttätige Messung angestrebt wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der den Kompensationskondensator selbsttätig verstellende Motor mit Hilfe eines Relais od. dgl. abschaltbar ist, das beim Überschreiten des vorgegebenen Resonanzpunktes des Schwingungskreises durch den hierbei stark ansteigenden Anodengleichstrom eines im Schwingungskreis liegenden elektronischen Schalters erregt wird. Eine mit dem Kompensationskondensator verbundene Anzeigevorrichtung ist zweckmäßig in Feuchtigkeitsprozenten geeicht.

Für die Ausübung des Verfahrens kann ein quarzgesteuerter Schwingungskreis verwendet werden, dessen Schwingungen durch einen elektronischen Schalter angestoßen werden, in dessen Anodenstromkreis ein Relais liegt, das sowohl durch einen fremdbetätigten Schalter als auch durch einen durch eine Anodenstromänderung erzeugten Impuls gesteuert wird. Der veränderliche Kompensationskondensator wird bei dem zur Ausübung des Verfahrens entwickelten erfindungsgemäßen Gerät durch einen mittels des Relais ein- und ausschaltbaren Synchronmotor gleichmäßig gedreht. Beim Erreichen des Punktes, an dem die Schwingungen abreißen, der Anodengleichstrom also stark ansteigt, schaltet das Relais den Motor aus, so

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daß der Kompensationskondensator stehenbleibt und das dieser Stellung entsprechende Meßergebnis anzeigt.

Die Messung erfolgt also — bis auf das Einfüllen und Entleeren des Meßgutes und das Einschalten des Synchronmotors — vollkommen selbsttätig, so daß keinerlei Bedienungs- und Meßfehler auftreten können, auch wenn Personen ohne Meßerfahrungen zum Bedienen des Gerätes eingesetzt werden.

Durch geeignete, an sich bekannte Vorrichtungen kann auch das Zu- und Abführen des Meßgutes sowie das Einschalten des Motors selbsttätig erfolgen, so daß mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät auch fortlaufende Reihen- und Kontrollmessungen durchgeführt werden können.

Alles Nähere über die Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, auf der ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist. Im einzelnen zeigt

Abb. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Meßgerätes,

Fig. 2 ein Diagramm der Anodenstromänderung und der Kapazitätsänderung des Kompensationskondensators in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Kompensationskondensators,

Fig. 3 ein Schaltschema des Meßgerätes.

Einem aus dem Versorgungsnetz gespeisten Netztransformator 1 (Fig. 3) wird auf der Sekundärseite die notwendige, durch einen Gleichrichter 2 gleichgerichtete Anodenspannung und die Heizspannung für die Röhre 3 entnommen.

Die durch einen Schwingquarz 4 gesteuerte Röhre 3 arbeitet in bekannter Pierce-Miller-Schaltung auf einen Parallelresonanzkreis, dessen Kompensationskondensator 5 durch einen auf der Primärseite des Netztransformators 1 liegenden, durch ein Getriebe 6 (Fig. 1) untersetzten Synchronmotor 8 angetrieben werden kann.

Der Parallelresonanzkreis ■—· im nachfolgenden als »Schwingungskreis« bezeichnet — weist ferner einen als quaderförmiger Behälter ausgebildeten Meßkondensator 9 (Fig. 3) auf, dessen senkrechte Breitseiten aus den Metallplatten 10 und dessen Schmalseiten 11 aus einem Werkstoff mit kleiner Dielektrizitätskonstante bestehen.

In den Anodenstromkreis der Röhre 3 (Fig. 3) ist die Erregerwicklung eines Stromstoßrelais R — im Nachfolgenden als »Relais« bezeichnet — geschaltet, dessen Kontakte k_v k.₂ mit einem nicht dargestellten mechanischen Verriegelungsglied versehen sind, das die Relaiskontakte in ihrer einmal eingenommenen Stellung verriegelt, bis ein neues Erregen des Relais R die Kontakte Ar₁, &., in eine neue Schaltstellung überführt. "

Die Erregerwicklung des Relais R kann durch einen Kontakt 12 kurzgeschlossen werden, wenn ein an der auf der Achse 13 des Kompensationskondensators 5 angeordneten Meßtrommel 15 befestigter Nocken 16 den Kontakt 12 schließt.

Die Erregerwicklung des Relais R (Fig. 3) ist zusätzlich über einen Belastungswiderstand und eine Drucktaste 18 mit Masse verbunden. Durch Niederdrücken der Drucktaste kann das Relais R erregt werden mit der Folge, daß seine Kontakte Ar₁ und Ar₂ in eine neue Schaltstellung übergeführt werden, in "der diese Kontakte — wie schon beschrieben — so lange verharren, bis das Relais R erneut erregt wird.

Über dem Meßkondensator 9 befindet sich ein muldenförmiger Behälter 19, der durch eine federbeeinflußte Klappe 20 geschlossen gehalten wird, die mittels eines Handgriffes 21 in die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Offenstellung bewegt werden kann.

Der Meßkondensator 9 weist ebenfalls einen federbelasteten klappbaren Bodenverschluß 22 auf, der mittels eines Handgriffes 23 in die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Offenstellung gebracht werden kann,
ίο Unter dem Meßkondensator 9 (Fig. 1) befindet sich ein entfernbarer Behälter 24, der nach beendeter Messung das im Meßkondensator 9 befindliche Schüttgut aufnehmen kann.

Durch ein Sichtfenster 25 kann die Einstellung der mit einer geeigneten Skala versehenen Meßtrommel 15 abgelesen werden. Dies geschieht mittels einer zylinderlinsenförmigen Ableseplatte 26, die an der Vorder- und Rückseite miteinander zur Deckung zu bringende Ablesemarken trägt, so daß eine parallaxenfreie Ablesung gewährleistet ist.

Mittels einer hier nicht näher dargestellten Stellschraube 27 kann die Ableseplatte in gewissen Grenzen verstellt werden.

Die im Stromlaufplan (Fig. 3) symbolhaft gezeigten Bauteile sind in dem Gehäuse 28 angeordnet.

Die Arbeitsweise der Anordnung ist etwa folgende: Nachdem das zu messende Schüttgut, beispielsweise Getreide, in den muldenförmigen Behälter 19 und durch Betätigen des Handgriffes 21 in den Meßkondensator 9 übergeführt worden ist, wird nach dem Einschalten des Hauptschalters 7 (Fig. 3) die Drucktaste 18 betätigt. Hierdurch gelangt ein Einschaltimpuls zum Relais R, das seine zugeordneten Arbeitskontakte k_v k.₂ schließt. Der über den Kontakt k, an Spannung gelegte Synchronmotor 8 bewegt nunmehr den Kompensationskondensator 5 und die damit verbundene Meßtrommel 15. Gleichzeitig ist die Röhre 3 über den Kontakt^ an die Anodenspannung gelegt worden, so daß der Schwingungskreis mit der vorgegebenen Frequenz schwingt.

Der über die Röhre 3 fließende Anodengleichstrom gelangt auch über die Erregerwicklung des Relais R, die so bemessen ist, daß nur eine bestimmte, über dem normalen Anodengleichstrom liegende Stromstärke das Relais zum Ansprechen bringt. Um aber ein Kleben des Relais nach dem Einschalten durch die Drucktaste 18 zu vermeiden, wird beim Drehen der mit dem Kompensationskondensator verbundenen Meßtrommel 15 über den von dem Nocken 16 beaufschlagten Kontakt 12 die Erregerwicklung des Relais R kurzzeitig kurzgeschlossen, so daß es mit Sicherheit abfällt.

Beim langsamen Weiterdrehen des Kompensationskondensators 5 wird die durch das Schüttgut bewirkte Kapazitätsvergrößerung des Meßkondensators 9, also die Verstimmung des Schwingungskreises, wieder rückgängig gemacht, und der Anodengleichstrom der Röhre 3 nimmt gemäß der in Fig. 2 dargestellten Kurve la ab. Die Kurve C-. in Fig. 2 stellt die Kapazitätsänderung des Kompensationskondensators über den Drehwinkel von 360° dar.

Der Anodengleichstrom I α weist beim Erreichen des Resonanzpunktes α seinen kleinsten Wert auf, springt aber nach dem Überschreiten dieses Punktes infoige 6g des durch die Kreisverstimmung bewirkten Abreißens der Schwingungen rasch auf einen hohen Wert. Durchläuft der ansteigende Anodengleichstrom den Punkt h, so ist auch die Ansprechstromstärke des Relais R er-

reicht, das bei seiner Erregung die Kontakte Ic₁ und k₂ öffnet.

Sowohl der Anodenstromkreis als auch der Motorstromkreis werden unterbrochen, so daß der Kompensationskondensator 5 und die mit ihm starr verbundene Meßtrommel 15 in ihrer bei der Motorstromunterbrechung eingenommenen Stellung verharren. Durch das Sichtfenster 25 kann nun vermittels der Ableseplatte 26 der entsprechende Feuchtigkeitswert des im Meßkondensator 9 befindlichen Schüttgutes abgelesen werden.

Nach vollendeter Messung wird das im Meßkondensator 9 befindliche Schüttgut durch Betätigen der Bodenklappe 22 in den Behälter 24 entleert (Fig. 1).

Schon während des Meß Vorganges konnte in den Behälter 19 neues Meßgut eingeführt werden, das nach Betätigen des Handgriffes 21 seinerseits in den zuvor geleerten Meßkondensator 9 übergeführt werden kann. Zum Durchführen der neuen Messung ist nur noch das Betätigen der Drucktaste 18 erforderlich, wonach in schon beschriebener Weise ein neuer Meßvorgang abläuft.

Liegt die Feuchtigkeit der zu messenden Substanzen außerhalb des durch die Kreisdaien bestimmten Meßbereiches, so kann entweder die notwendige Gesamtkapazität des Schwingungskreises nicht erreicht oder die Gesamtkapazität des Schwingungskreises überschritten werden.

Im ersteren Fall schwingt wohl der Sender, aber durch das Verändern der Kapazität des Kompensationskondensators 5 kann der Abreißpunkt nicht erreicht werden. Der Anodengleichstrom bleibt also ständig unterhalb des Punktes b der Fig. 2. Der dann ständig umlaufende Motor kann nur durch Betätigen der Drucktaste 18 ausgeschaltet werden. Im zweiten Fall tritt ein Schwingen des Senders überhaupt nicht ein, und der hohe Anodengleichstrom bewirkt ·—■ nach dem durch die Drucktaste IS erfolgten Einschalten des Relais R und nach Betätigung des Kontaktes 12 durch den Nocken 16 — ein selbsttätiges Ausschalten der Anordnung.

Selbstverständlich kann der Meßbereich des Gerätes durch Verändern der vorgesehenen Verkürzungs- und Trimmkondensatoren in gewissen Grenzen nach oben bzw. unten verschoben werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

J. Verfahren zum Bestimmen des Feuchtigkeitsgehaltes von Schüttgut, bei dem das Schüttgut als Dielektrikum zwischen die Platten eines in einem Schwingungskreis liegenden Meßkondensators eingebracht wird und die dadurch bewirkte Kapazitätsänderung durch einen mit einem Motor gekoppelten Kompensationskondensator eliminiert wird, da-iisrch gekennzeichnet, daß der den Kcmpensaiionskcndensator selbsttätig verstellende Motor mit Hilfe eines Relais od. dgl. abschaltbar ^fi° ist, das beim Überschreiten des vorgegebenen Resonanzpunktes des Schwingungskreises durch aenttetbd stark ansteigenden Anodengleichstrom eines im Schwingungskreis liegenden elektronischen Schalters erregt wird.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen quarzgesteuerten Schwingungskreis, dessen Schwingungen durch einen elektronischen Schalter (3) angestoßen werden und durch ein Relais (R), das sowohl durch eine fremdbetätigte Taste (18) als auch durch die durch Ancdenstromänderung erzeugten Impulse gesteuert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Drucktaste (18), bei deren Betätigung die Erregerwicklung des Relais (R) eingeschaltet wird und damit durch Schließen des den Antriebsstromkreis eines Synchronmotors (8) beherrschenden Kontaktes (A₂) und durch Schließen eines den Anodenstromkreis beherrschenden Kontaktes (Ic₁) ein Arbeitsspiel ausgelöst wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im Anodenstromkreis liegende Relais (R) den Motorstromkreis unterbricht, wenn der Anodengleichstrom beim Abreißen der Schwingungen des Schwingkreises einen vorbestimmten Wert überschreitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (R) gleichzeitig mit dem Unterbrechen des Motorstromkreises auch den Anodenstromkreis unterbricht.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationskondensator (5) mit einer Meßtrommel (15) gekoppelt ist, an der ein Nocken (16) angeordnet ist, der zu Beginn des Arbeitsspieles einen die Erregerwicklung des Relais (R) kurzschließenden Kontakt (12) betätigt und damit das Relais (R) zur Aufnahme für einen durch die Anodenstromänderung erzeugten Schaltimpuls vorbereitet.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkondensator (9) als flaches quaderförmiges Kästchen ausgebildet ist, dessen Breitseiten aus zwei senkrechten Metallplatten (10) bestehen, die durch eine kleine Dielektrizitätskonstante aufweisende Schmalseiten (11) miteinander verbunden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Meßkondensators (9) ein mit einer schwenkbaren Bodenklappe (20) versehener Aufnahmebehälter (19) vorgesehen ist, aus dem das Meßgut beim Betätigen der Klappe (20) selbsttätig in den Kondensator gelanst, so daß neues zu messendes Gut bereits während eines Meßvorganges in den Aufnahmebehälter (19) eingebracht werden kann.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der als Meßbehälter dienende Kondensator (9) einen klappbaren Bodenverschluß (22) aufweist, der nach beendetem Meßvorgang betätigt wird, so daß das gemessene Gut in einen unter dem Kondensator (9) befindlichen Behälter (24) durch seine eigene Schwerkraft übergeführt wird.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationskondensator (5) mit einer Meßtrommel (15) verbunden ist, die in Feuchtigkeitsprozenten geeicht ist und deren Ablesung durch eine zylinderlinsenförmige Ableseplatte (26) erfolgt, die an der Vorder- und Rückseite miteinander zur Deckung zu bringende Ablesemarken trägt, so daß eine parallaxenfreie Ablesung der eingestellten Werte ermöglicht ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zu- und Abführen des zu messenden Gutes sowie das Betätigen des das Relais (i?) steuernden Schalters (18) selbsttätig durch an. sich bekannte Vorrichtungen erfolgt, so daß fortlaufende Reihen-

oder Kontrollmessungen selbsttätig durchgeführt werden können.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 961 822, 938 623, 858153.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 637/231 8.62