DE1300704B - Anordnung zum Ermitteln des Anfalles eines pulverfoermigen, koernigen oder flockenfoermigen Schuettgutes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ermitteln des Anfalles eines pulverförmigen, körnigen oder flockenförmigen Schüttgutes, das gegenüber einem Hintergrund optisch kontrastiert, mit einem auf das Schüttgut gerichteten Lichtwerfer und mit einer Photozelle, die das vom Schüttgut diffus reflektierte Licht erfaßt.

Es sind bereits Geräte zur Größenanalyse von mikroskopischen Teilchen auf Grund der Lichtstreuung oder -reflexion der Einzelteilchen bekannt, bei denen ein Aerosolstrom mit feinverteilten Einzelteilchen in ein Strahlenbündel eines intensiven Lichtkegels gebracht wird, wobei jedes der Einzelteilchen bei seinem Durchgang einen reflektierten Lichtblitz erzeugt, der seinerseits mittels eines lichtelektrischen Wandlers, z. B. eines Sekundärelektronenvervielfachers, in einen elektrischen Impuls umgewandelt wird, der nach entsprechender Verstärkung einem Zählwerk zugeführt wird. Wird dem Zählwerk eine Diskriminatorstufe mit einstellbarem Schwellenwert vorgeschaltet, kann mit solchen Geräten auch eine Größenanalyse der Einzelteilchen vorgenommen werden.

Diese Geräte erlauben eine Zählung der einzelnen Teilchen, nicht aber eine unmittelbare meßtechnische Erfassung der Menge eines Schüttgutes, auf einer Ablagerungsfläche.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der durch die Luft mitgeführte Stoffe, die über einen längeren Zeitraum und in geringerer Menge sich auf einer festen Fläche ablagern, mengenmäßig erfaßt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der optisch kontrastierende Hintergrund von einer das Schüttgut aufnehmenden Ablagerungsfläche gebildet ist, die einen vorbestimmten Teilbereich umfaßt, auf den sowohl der Lichtwerfer als auch die Photozelle gerichtet sind.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der Vorteil erzielt, daß Ablagerungen geringerer Mengen oder dünne Schichten pulverförmigen, körnigen oder flockenförmigen Gutes direkt meßtechnisch registiert werden können. So können Ablagerungen insbesondere aus der Atmosphäre, z. B. Schnee, an solchen Stellen sicher erfaßt werden, die für den reibungslosen Ablauf des Straßenverkehrs von Bedeutung sind und bei Überschreiten von einem dem Verkehr abträglichen Grenzwert an eine zentrale Stelle zu deren Beseitigung gemelde't werden. Des weiteren können auch flockenförmig anfallende Textilmengen meßtechnisch erfaßt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Ablagerungsfläche rotieren und im Verlaufe ihrer Drehbewegung vom Lichtbündel vollständig bestrichen werden.

Dabei entfernt ein Abstreifer das abgelagerte Schüttgut von der Ablagerungsfläche im Verlaufe einer Umdrehung.

Schließlich kann die Anordnung derart ausgebildet sein, daß der Photozelle eine Regeleinrichtung für die Drehgeschwindigkeit der Ablagerungsfläche nachgeschaltet ist, welche die Drehgeschwindigkeit auf einen zur gemessenen Menge des Schüttgutes proportionalen Wert regelt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.

In den Figuren ist mit 1 eine Ablagerungsfläche bezeichnet, die z. B. auf auftreffenden Schnee zu überwachen ist. Geht es darum, ein Straßenstück oder eine Brücke zu überwachen, die bei Schneefall zu heizen sind, so wird zweckmäßig als Ablagerungsfläche ein Stück dieser Straße gewählt. Bei einsetzendem Schneefall kann dann durch die Anordnung die Heizung eingeschaltet werden. Ist der Schnee geschmolzen, so zeigt dies die Anordnung ebenfalls an (Abwesenheit von Schnee), und die Heio zung wird mittels separater Steuerglieder (Thermostat, Hygrostat, Zeitschalter usw.) noch so lange eingeschaltet bleiben, bis das überwachte Stück trocken ist.

Geht es lediglich darum, z. B. den Schneefall für statistische Zwecke zu erfassen, so ist die Ablagerungsfläche 1, wie dargestellt, um eine Welle 3 rotierend angeordnet, wobei ein Motor 13 mit entsprechender Untersetzung den Antrieb bewerkstelligt, dergestalt, daß ein Abstreifer! die während einer

ao Umdrehung angefallene Menge Schnee fortwährend abstreift. Die Ablagerungsfläche 1 kann selbstverständlich auch die Form einer Mantelfläche eines Kegels bzw. Zylinders aufweisen.

Mit 4 ist ein Lichtwerfer bezeichnet, der stetiges oder moduliertes Licht aussendet. Letzteres kann z. B. durch Speisung einer Glühlampe mit Wechselstrom erreicht werden. Auch können Elektrolumineszenz-Dioden oder Laser als Lichtwerfer eingesetzt werden. Das Strahlenbündel 6 wird durch ein Farbfilter 5 auf die Fläche 1 geworfen und erzeugt dort einen Lichtfleck 12.

Die Ablagerungsfläche 1 ist möglichst dunkel gehalten, so daß praktisch kein Licht zurückgeworfen wird. Fällt nun Schnee auf die Fläche 1, so wird bei Erreichen einer bestimmten Menge eine diffuse Lichtrückstrahlung 7 einsetzen, die dann einen Höchstwert erreicht, wenn die Schneeschicht eine bestimmte Dicke erreicht hat.

Über eine Optik 9 wird das diffus reflektierte Licht über das Filter 8, das gleichfarbig wie das FilterS gehalten sei, auf eine Photozelle 10 geworfen, die über einen Verstärker 11 in bekannter Weise bei 14 ein Signal abgibt, dessen Größe ein Maß der zurückgeworfenen Lichtmenge und somit auch der auf der Ablagerungsfläche 1 vorhandenen Schneemenge darstellt. Die Farbfilter 5 und 8 dienen dazu, Einflüsse des Umlichtes herabzumindern und andererseits den Kontrast zwischen der Fläche 1 und der angefallenen Menge Schnee zu erhöhen. Eine Modulation des Lichtes ist dann notwendig, wenn sehr starkes störendes Umlicht vorhanden ist. In diesem Falle ist der Verstärker 11 derart auszubilden, daß er lediglich auf Wechselspannungen anspricht und somit die Streulichteinflüsse nicht berücksichtig.

Wird der Motor 13 in bekannter Weise in seiner Drehzahl vom Signal 14 abhängig gemacht, so kann durch entsprechende Einstellung des zugehörigen Regelsystems erreicht werden, daß ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, dergestalt, daß eine bestimmte Reflexionslichtstärke in der Grauskala beibehalten wird, solange Schnee fällt, indem bei sehr schwachem Schneefall die Scheibe langsam oder überhaupt nicht dreht und bei stärkerem Schneefall entsprechend schneller rotiert. Durch sinngemäße Dimensionierung der Ansprechschwelle des Systems kann erreicht werden, daß das Ganze überhaupt erst bei einer vorbestimmten Schneefallmenge anspricht. Das vom Verstärker 11 abgegebene Signal kann

natürlich für alle zu treffenden Maßnahmen als Steuersignal dienen. Es wird z. B. die Straßenwacht alarmieren, die für die Schneeräumung zuständig ist.

Die Drehzahl des Antriebes kann dabei z. B. als Angabe für die pro Zeiteinheit gefallene Schneemenge dienen. Die totale Schneehöhe über eine Schneefallperiode hinweg ergibt sich dann durch einfache Integration.

Man wird natürlich eine solche Anordnung sinngemäß windgeschützt aufstellen und darauf achten, daß direkt senkrecht über der zu beobachtenden Fläche keinerlei Hindernisse vorhanden sind. Nachdem ja mit diffusem Licht gearbeitet wird, läßt sich diese Forderung ohne Schwierigkeiten verwirklichen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Ermitteln des Anfalles eines pulverförmigen, körnigen oder flockenförmigen Schüttgutes, das gegenüber einem Hintergrund ao optisch konstrastiert, mit einem auf das Schüttgut gerichteten Lichtwerfer und mit einer Photozelle, die das vom Schüttgut diffus reflektierte Licht erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der optisch konstrastierende Hintergrund von einer das Schüttgut aufnehmenden Ablagerungsfläche (1) gebildet ist, die einen vorbestimmten Teilbereich (12) umfaßt, auf den sowohl der Lichtwerfer 4) als auch die Photozelle (10) gerichtet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerungsfläche (1) um eine Welle (3) rotiert und im Verlauf ihrer Drehbewegung vom Lichtbündel (6) vollständig bestrichen wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstreifer (2) das abgelagerte Schüttgut von der Ablagerungsfläche im Verlauf einer Umdrehung entfernt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Photozelle (10) eine Regeleinrichtung für die Drehgeschwindigkeit der Ablagerungsfläche (1) nachgeschaltet ist, welche die Drehgeschwindigkeit auf einen zur gemessenen Menge des Schüttgutes proportionalen Wert regelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen