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Metallauchgordt zum Auffinden und Signalisieren metallisch verunreinigter
nichtmetallischer Güter Die Erfindung betrifft ein Metallsuchgerät, welches zum
auffinden und Signalisieren von metallisch verunreinigten, nichtmetallischen Gütern
gesignet is.t Das Metallsuchgerät soll dem Schutz von Maschinen, der Vermeidung
von Explosionsgefahr, dem Erkennen von Fehlern und hygienischen Erfordernissen dienen.
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Die auf Metallverunreinigungen zu untersuchenden Gdtcr werden in bekannter
Weise durch eine Spulenanordnung geführt, die geeignet ist, Spannungsänderungen
abzugeben, wenn das Wechselfald der Spulenanordnung durch die Wirkung nichtmetallisoher
Verunreinigungen verändert wird. Der Transport der Getter durch die opulenanordnung
erfolgt beispieloweise durch ein Färderband, eine Ruteche oder
im
freien fall. die Geschwindigkeit des Gutes kann , daher sehr verschieden sein und
zwischen 10-2 und 101m/sek liegen.
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Es sind Vorrichtungen bekannt, (Patent 929 046), die die beim Durchtritt
von Premdkdrpern durch die Spulenanordnung entstehende und gleichgerichtete Differensspannung
differensieren, d. h. die Differenzapannwng in eine Spannung umwandeln, die der
zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit der Eingangaspannung proportional zist.
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Auf diese Weise tritt eine konstante Differenzspannung nicht in Erscheinung.
Anschließend wird diese differenzierte', ipannung mit einer der Durchfallzeit des
Gutes durch die Spulenanordnung entsprechenden Zeitkonstante derart modifiziert,
daß der Auslosevorgang nur bei Differensspannungen mit entsprechender charakteristik
zum Ansprechen gebracht wird. Unter modifizieren wurdw die spezielle Differentation
durch Anpassung der Gros* der Zeitkonatante der Zeitglieder in der iVeise verstanden,
daß Differenzspannungsimpulse von dem Durohfallen des Gutes durch die Spulenanordnung
entsprechender Zeitdauer maximal große elektrische Auslösespannuhgen ergeben. Dabei
werden langsame und schnellere Impuse in zunehmenden MaBe unterdrückt.
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Die Abstimmung der Zeitglieder auf spezielle Gesohwtndigkeifen
des
Gutea bedingen einen erhbhten Aufwand.
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Duroh Bemeesung der Ansprechfähigkeit des Gerätes auf spezielle Geschwindigkeiten
des Gutes können Ansprechlücken entstehen wenn sich die Geschwindigkeit des Gutes
ndert. Beispielsweise kann die Transportgeachwindigkeit aus betrieblichen Gründen
umschaltbar sein, wenn das Gut rutschend oder fallend befördert wird. Duroh Ballung,
Stauung, Reibungsänderung und andere Umetlnde kann eine Geschwindigkeitsänderung
eintreten. Ein großer Fremdkörper fUllt schneller ale ein kleiner, wenn er sich
in einem spezifisch leichteren Gut, welches durch Iteibung gebremst wird, befindet.
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Im zitierten Beispiel wird das modifizierte Signal direkt zum Aufladen
eines Kondensators benutzt, dem ein verlinderlicher Entladewidfratand parallelgeschaltet
iet. mit der an dieeem Kondensator atehenden Spannung wird der Auslösevorgang ein-und
ausgeschaltet.
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Die Entladekurve eines ohmisch belasteten Kondensators folgt der Beziehung
MRest = MOe -t/R.C Daraus folgt, dal die Zeit, nach der die Kondensatorspannung
auf einen bestimmten Aert abgesunken ist, mit von der Ladeapannung Uo bestimmt wird.
Die Dauer des Auslöseimpulses ist daher von der Höhe der Ledespannung U abhängig,
welche wiederum von der GröBe des Fremdkdrpere
und seiner Geschwindigkeit
abhingig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Garlt mit sehr hoher
Empfindlichkeit zu schaffen, das bei einheitlicher Konstruktion geeignet ist, die
in bewegten GUtern befindlichen metallischen Fremkörper wahlweise anzuzeigen, zu
signalisieren, den Transport zu stoppen oder auszuscheiden, ohne daß des Gerät die
aufgezeigten Nachteile anhaften. Die Geschwindigkeit der im Gut befindlichen Fremdkörper
eoll weitgehend ohne einfluß auf die Anspreohempfindlichkeit und die Dauer des Auslöaeimpulees
sein. Durch die von Anwender geforderte hdchetmögliche Ansprechempfindichkeit muß
die Justage der Spulenanordnung sehr fein und temperaturstabil sein.
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Die Aufgabe besteht weiterhin darin, daß das Metallsuchgerät keine
Zeitglieder enthalten darf, die nur bei einer bestimmten Durchfallgeschwindigkeit
des Gutes durch die Spulenanordnung maximale Signale abgeben. Jröße und Geschwindigkeit
des metallisch verunreinigten Gutes eollen keinen Einfluß auf die Auslöseimpulsdauer
haben. Die Justage der Spulenanordnung muß trotz veränderlicher Temperaturen weitgehend
optimal bleiben.
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Bei einer ochaltungsanordnung zua Auffinden und signalisleren
metallischer
Fremdkörper aus nicht metallischen GUtern mit einem das etrömende Gut durchsetzendem
Wechselfeld und mindestens zweier Suchspulen, deren Signal bei Durchtritt eines
Fremdkörpers über eine Schaltungsanordnung eine Vorrichtung zum Aussondern des'remdkörpers
betätigt, wird zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile und zur Lösung der gestellten
Aufgabe erfindungsgemma3 vorgeschlagen, daß verstErkte differenzspannungssignale
infolge Verstimmung der Suchspulenanordnung, beispielsweise infolge Temperaturänderung,
auf einen der untereinander gleichartigen Suchspulenkreise zurück-@ wird, die-je
eine den gleichgepolten apulen @ weohselspannungsmäBig parallelgeschaltete und vorgespannte
Diode aufweisen, wobei infolge der @ücktührung an eine der Dioden eine derart gepolte,
die Vorspamung verändernde Spannung angelegt wird, daß infolge Änderung der Sperrschichtkapazität
der diode das Differenzspannungssignal gleich Null wird, daß dagegen alle Signale,
die innerhalb der längatmöglichen Anderung infolge Durchtritts eines Fremdkbrpers
liegen, einem Zerhacker zugeführt werden, dessen verstprkte und begrenzte Signale
einen monostabilen Multivibrator betätigen, dessen Kippdauer einstellbar ist und
dessen Signal einen Schalter betätigt.
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In einem Ausführungabeispiel nach Bild 1 wird das von der Suchapulennordnung
1 bei Durchtritt eines
Fremdkärpers entatehends DifferenMpannungMignal.
einem Verstärker und Begrenser 6 sugeleitet. Das verstärkte und begrenste Differensepannungesignal
wird anschließend in einem bekannten Phaeenditkriminator mit einer dem Weohaelfeld
der Spulenanordnung 1 proportionalen Wechaelapannung verglichen, die vom Oazillator
8 erseugt wurde. Die am Signalauagangapunkt 22 bei Verstimmung der Suchapulenanordnung
1 entstehende Spannung wird nun über Z 9 einer Diode 4 zugeführt, die ebenso wie
Diode 3 den gleichartigen und gleichge[p;tem 3pulenteilen 2 gleichpolig wechaelapannungamäßig
parallelgeachaltet ist und die liber Z 10 eine feste, veranderbare Vorapannung 11
erhält. Diode 3 erhilt über Z 12 und Z 13 eine feste veranderbare Vorspannung 14.
Die Vorspannungen 11 und 14 sind etwa gleich grob und ao gepolt, daß jade Diode
gesperrt ist. Die Trennkondeneatoren 5 verhindern einen Kurzschluß der Vorspannungen
durch die Spulen 2. Die an den dignalausgangapunkt 22 vom Diwkriminator 7 gelieferte
Spannung ist bei exaktem Abgleich der Spulenanordnung Null. Verändert sich der Abgleich
der Spulenanordnung, gelangt über Z 9 eine derart gepolte Spannung an die Diode
4, daß durch sinngemäße Anderung der sperrschichtkapazität eine Korrektur des Abgleiche
beziehungsweise der Justage bewirkt wird.
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Z 9 muß so bemssen sein, daß die durch verunreinigte
Miter
längstmögliche der Spannung am Signalauagangepunkt 22 nicht an die Diode 4 gelangen
kann.
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Die Diode 3 izt angeordnet, damit jeder der Spulen 2 die gleichen
dynamischen Kapazitäten zugeordnet sind, damit bei Amplitudenänderungen der vom
Oazillator 8 gellefertan Spannung keine Unaymmetrien auftreten können.
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Die duroh metalliaohe Verunreinigungen beim Passieren der Spulenanorndnung
an dem Signalausgangspunkt 22 auftretende Spannung wird über den Kondensator 15
dem Zerhaoker 16 zugeleitet. Der Kondensator 15 ist eingefügt, damit der Diekriminator
7 nicht gleichstrommäßig von dem Zerhscker belaßtet wird und damit nicht rück-.
wirkend Spannungen aus'dem Zerhacker, der mit Transistoren verwirklicht wird, iLber
Z 9 an die Diode 4 gelangen können.
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Der Kondensator 15 muß so bemessen sein, daß die durch verunreinigte
Güter längstmögliche Veränderung der Spannuing am Signalausgangapunkt 22 ohne Verlust
an die Zerhackerechaltung 16 weitergeleitet werden. Die in Zerhacker 16 entstandenen
Impulse werden dem Verstärker und Begrenser 17 zugeleitet und weiter dem amplitundensieb
Is, welches nur solche Impulse durchläßt, die eine bestimmte Amplitude aufweisen
und vorzugaweiae begrenzt sind.
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Damit steht am Auegang dea Amplitudenaiebes 16 eine Impulereihe sur
Verfügung, deren Impulseinzelform
unabhängig von Gesachwindigkeit
und Größe der die dpulen-, anordnung passierenden metallischen Verunreinigungen
ist.
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Durch eine hohe Zerhackerfrequenz und durch genügende Fandbreite des
Verstärkers und Begrenzers 6 ist gewährleistet, aaB schnellste Bewegungen der metallischen
Verunreinigungen durch die Spulenanordnungen am Ausgang ces litudensiebes 18 definierte
immer gleichartige Impulse hervorrufen, oie geeignet sind, digitale Baugruppen anzusteuern.
Die am Ausgang-des Amplitudensic, 18 auftretenden Impulse werden dem monostabilen
'ultivibrator 19 zugeführt, dessen Kippdauer einstellbar ist. ofort nach brächeinen
der Impulse kippt der monostabile @ultivibrator 19 und sperrt das Amplitudensieb
18, so daß keine beeinflussung der Kippdauer durch weiter auftretende Impulse möglich
ist, Gleichzeitig liefert der monostabile Mult@vibrator 19 einen. Impuls gleicher
Iänge, der ein Relais oder vorzugsweise einen elektronischen Schalter 20 erregt.
Die Impuladauer des monostabilen iultivibrators wird vorzugsweise so eingestellt,
daß sis länger ist als die maximale Durchgangsdauer der metallischen @erunreinigungen
durch die spulenanordnung. Der am Ausgang des Schalters 20 zur Verfügung stehende
Impuls leitet oann den Arbeitsvorgang (z. B. Aussondern) ein.