DE1598950B2 - Feuchtigkeitsmeßeinrichtung für einen Schüttgutstrom - Google Patents
Feuchtigkeitsmeßeinrichtung für einen SchüttgutstromInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Feuchtigkeitsmeßeinrichtung für einen Schüttgutstrom, insbesondere auf
einem Förderband, mit einer Isotopenquelle für schnelle Neutronen und Gammastrahlen und zugeordneten
Strahlungsdetektoren, von denen einer auf die von· den Protonen abgebremsten langsamen Neutronen
anspricht und der andere auf in Abhängigkeit von der Masse des Schüttguts geschwächte Gammastrahlung
anspricht, und mit einer Recheneinrichtung zur Bildung des Quotienten aus den Ausgangsgrößen
der Strahlungsdetektoren als Maß für den Feuchtigkeitsgehalt in Gewichtsprozenten.
Eine derartige Feuchtigkeitsmeßeinrichtung ist aus Instrument and Control System, Band 36, 1963, Seiten
106,107 bekannt. Die bekannte Einrichtung weist jedoch nicht die Möglichkeit auf, selbsttätig Eichungsmessungen
durchführen zu können, die sich infolge veränderter Meßbedingungen als notwendig erweisen.
Es ist weiterhin eine Meßfühlereinheit zur Feststellung der Erdfeuchtigkeit bekannt (USA.-Patentschrift
2 999 160), wobei eine ringförmige Isotopenquelle in
einem rohrförmigen Gehäuse koaxial um die Mitte eines Strahlungsrohrdetektors angeordnet ist, der
über einen mit ihm im Gehäuse in enger Nachbarschaft in Verbindung stehenden Verstärker Stromimpulse
an ein Zählwerk liefert. Zwischen einem die Isotopenquelle umgebenden Bleischild und einer Gehäusewand
ist ein einsetz- und ausnehmbares Eichnormal vorgesehen, das zum einen in bestimmten
ίο Stellungen des Strahlungsrohrdetektors als Schutzschild
hinsichtlich schneller Neutronen und zum anderen als Eichnormal hinsichtlich langsamer Neutronen
dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feuchtigkeitsmeßeinrichtung für einen Schüttgutstrom,
insbesondere auf einem Förderband, gemäß der eingangs erwähnten Art derart auszubilden, daß
sie periodische Selbsteichungen vorzunehmen vermag.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine zweckmäßige
Ausgestaltung der Erfindung ist dem Unteranspruch zu entnehmen.
Neben der vorteilhaften Möglichkeit, periodisch selbsttätige Eichfolgen durchführen zu können, erweist
sich die erfindungsgemäße Feuchtigkeitsmeßeinrichtung durch ihre Unabhängigkeit von der Masse
und der äußeren Form des Schüttguts als vorteilhaft.
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen an Hand der Zeichnung näher erläutert. In den Zeichnungen
zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung,
wobei Deckel letzterer entfernt oder weggeschnitten sind, um den inneren Aufbau zu zeigen,
Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung
zusammen mit einem Abschnitt des Förderbandes mit auf diesem ruhenden feuchten Schüttgut,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung
nach der Fig. 3 in einer Eichblöcken zugeordneten Stellung,
Fig. 5 ein Querschnitt nach der Linie 5-5 in der Fig. 4,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine vereinfachte funktionelle Darstellungeines elektro-pneumatischen
Konverters, der in einer Zeitsteuereinrichtung benutzt wird,
Fig. 7 eine Seitenansicht in der Vergrößerung, gesehen
von Linie 7-7 in der Fig. 2,
Fig. 8 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete Darstellung
der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung in der den Eichblöcken zugeordneten Stellung nach Fig. 4,
Fig. 9, 10, 11 je ein Teil der Schaltung der Meß-
und Eichschaltungskreise,
Fig. 12, 13 je ein Teil der Schaltung der Zeitsteuereinrichtung
für den Eichsteuerkreis und
Fi g. 14 einen Schaltplan des Steuerkreises für den Motor eines Schlittens sowie der Schaltungskreise, die während der Eichung wirksam sind.
Fi g. 14 einen Schaltplan des Steuerkreises für den Motor eines Schlittens sowie der Schaltungskreise, die während der Eichung wirksam sind.
Eine Isotopenquelle 28 für schnelle Neutronen und Gammastrahlen und zugeordnete Strahlungsdetekto-6s
ren V3 bis Kx (Fig. 9); K1, bis K1x (Fig. 11) der
Feuchtigkeitsmeßeinrichtungsind, wie aus den Fig. 2 bis 8 zu ersehen, an einer Transportanordnung 10,
12 in mittels Stellmotoren verstellbaren Halterungen
20, 26 angeordnet und aus einer Eichblöcken 40, 42 (Fig. 2) zugeordneten Stellung in eine Meßstellung
und zurück selbsttätig verstellbar.
Ein Rahmen 10 der Transportanordnung erstreckt sich unterhalb des Förderbandes 14, wie in den Fig. 3
und 4 dargestellt, und verläuft seitlich zu einer Seite des Förderbandes, so daß ein Schlitten 12 sich von
einer in der Nähe des Förderbandes gelegenen Stelle aus zu einer entfernt gelegenen Stelle, d. h. nach der
F i g. 3 nach links bewegen kann.
Wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist, weist der Rahmen 10 zwei seitlich auf Abstand stehende Schienen
16 und 18 auf, auf denen ein von mehreren Rollen
22 getragener Wagen 20 geführt wird. Die seitliche Bewegung des Wagens 20 in bezug auf die Schienen
16 und 18 wird von mehreren Rollen 23 begrenzt, die auf senkrechten Achsen gelagert sind und an der
Innenseite der Schienen 16 und 18 anliegen. Der Wagen 20 weist einen ringförmigen Aufbau auf, der einen
geschlossenen Behälter 24 aufnimmt, in dem die Strahlungsdetektoren K, bis Kx und V1, bis ViH zusammen
mit letzteren notwendig zugeordneten elektrischen Schalungselementen angeordnet sind.
An einem mit dem Wagen 20 bewegbaren C-förmigen Bügel 26 ist am oberen Arm des letzteren die
Isotopenquelle 28 angebracht, so daß ein Verstellen der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung aus der Meßstellung
in die den Eichblöcken zugeordnete Stellung ohne Außerbetriebsetzung des Förderbandes 14 möglich
ist.
Die Isotopenquelle 28 enthält für Radium-Berylliumquellen
von je zehn Millicurie (Ra-Be), die sowohl schnelle Neutronen als auch Gammastrahlen aussenden.
Aus Sicherheitsgründen ist die Isotopenquelle 28 mit einem Mantel aus Blei umgeben, der im unteren
Teil der Isootopcnquelle 28 einen nicht dargestellten schmalen Schlitz aufweist, durch den die Strahlung
durch das Schüttgut und durch das Förderband 14 hindurch zu den Strahlungsdetektoren im Behälter 24
geleitet wird.
Der Schlitten 12 kann entweder zur Meßstelle, an
der die Isotopenquelle 28 über dem auf dem Förderband 14 befindlichen Schüttgut und die Strahlungsdetektoren
direkt unter dem Förderband 14 lagern (Fig. 3), oder zu der den Eichblöcken 40, 42 zugeordneten
Stellung (Fig. 5) mittels eines elektrisch betriebenen
Kettenantriebs (Fig. 8) bewegt werden. Zwecks Eichung wird der Wagen 20 und der C-förmige
Bügel26 nach rechts (Fig. 8) zur Eichstelle mittels
eines am Rahmen 10 angebrachten Stellmotors 31 (Fig. 2 und 4) zurückgezogen.
Wie am besten aus der Fig. 8 hervorgeht, ist an den entgegengesetzten Enden des Wagens 20 eine
Kette 32 befestigt, die um zwei Zahnräder 34 und 36 herumgeführt ist, von denen das Zahnrad 36 von
dem Stellmotor 31 über ein Untersetzungsgetriebe betrieben wird. Läuft der Stellmotor 31 in einem
Drehsinn, so wird der Schlitten 12 längs der Schienen 16 und 18 in dereinen Richtung und bei Umsteuerung
des Stellmotors 31 in der entgegengesetzten Richtung bewegt.
Die Eichblöckc 40 und 42 (Fig. 2 und 5) sind so
gelagert, daß sie in und aus dem von der Isotopenquelle 28 ausgehenden Strahlengang bewegt werden
können, wobei diese Bewegung der Eichblöckc 40 und 42 von einzelnen, gegeneinander elektrisch verriegelten
pneumatischen Zylindern 44 und 46 bewirkt wird. In beiden Eichblöcken werden Kombinationen verschiedener
Materialien verwendet, die die Gammastrahlen etwas abschwächen. Einige Materialien der
Eichblöcke bremsen auch die schnellen Neutronen ab, und durch geeignete Kombination der Materialien
werden die Null- und die Eichgrenzpunkte festgelegt. Die pneumatischen Zylinder 44 und 46 werden von
zwei elektromagnetischen Ventilen 45 und 47 herkömmlicher Art (Fig. 2 und 5) betrieben; der Rahmen
10 trägt zwei aufrecht stehende Ständer 48 und
ίο 50, an denen oben die pneumatischen Zylinder 44 und
46 angebracht sind. Jeder Zylinder betätigt eine Parallelogrammschwinghalterung (Fi g. 2 und 5), mit der
die Eichblöcke 40 und 42 in und aus dem Strahlengang bewegt werden können.
Zwei Kniehebel 52 und 54 (Fig. 2) sind auf zwei Zapfen 56 und 58 verschwenkbar gelagert, die sich
von dem einen aufrecht stehenden Ständer 50 des Rahmens 10 aus nach innen erstrecken. Die Kniehebel
52 und 54 sind an den innenliegenden Enden durch einen Querträger 60 (Fig. 2) miteinander verbunden,
an dem die Kolbenstange 62 des pneumatischen Zylinders 46 angelenkt ist. Der pneumatische Zylinder
46 ist in zwei Blöcken 64 und 66 gelagert und kann in begrenztem Ausmaß verschwenkt werden.
Die Außenenden der Kniehebel 52 und 54 sind mit einem Eichblockhalter 68 verbunden, der an den entgegengesetzten
Seiten mit dem aufrecht stehenden Ständer 50 des Rahmens 10 mittels Glieder 70 und
72 verbunden ist, die an einem Ende mit dem Eichblockhalter 68 und am anderen Ende mit den Seitengliedern
des aufrecht stehenden Ständers 50 gelenkig verbunden sind. Der Kniehebel 52 und 54 und die
zugehörigen Glieder 70,72 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander.
Werden die Glieder 70 und 72 von dem Zylinder 46 aus der einen in eine andere Stellung bewegt, so
drehen sie Nocken 77 bzw. 74, die auf Betätigungsarme zugehöriger Schalter 78 und 80 einwirken, von
denen jeder doppeltwirkende Kontakte aufweist (Fig. 7). Der Schalter 78 weist Grenzschalterkontakte
SAC-I und SAC-2 (Eichprobe A) auf, während
der Schalter 80 Grenzschalterkontakte SAR-I und SAR-2 (Rückführung Probe A) aufweist.
An der entgegengesetzten Seite des Rahmens 10 entsprechen Glieder 69 und 71 den Gliedern 70 und
72. Werden die Glieder 69 und 71 betätigt, so drehen sich Nocken 75 und 73 mit den Gliedern (Fig. 2) und
betätigen entsprechende Schalter 82 und 84. Der Schalter 82 weist Grenzschalterkontakte SBC-I und
SBC-2 (Eichung Probe B) auf, während der Schalter 84 Grenzschalterkontakte SBR-I und SBR-2 (Rückführung
Probe ß) aufweist. Der pneumatische Zylinder 44 steht unter der Kontrolle eines elektromechanischen
Ventils 45, das seinerseits von zwei Elektromagneten SBC-S und SBR-S betätigt wird
(Fig. 2 und 13). Ebenso steht der pneumatische Zylinder
46 unter der Kontrolle eines gleichen elektromechanischen Ventils 47, das von zwei Elektromagneten
SAC-S und SAR-S betätigt wird (Fig. 2 und
13).
Aus den Fig. 13 und 14 ist zu ersehen, daß die
Kontakte SAR-I normalerweise offen und die Kontakte SAR-2 normalerweise geschlossen sind. Die
Kontakte SAC-I sind normalerweise geschlossen und die Kontakte SAC-2 normalerweise offen. Ebenso
sind die Kontakte SBC-I normalerweise geschlossen und die Kontakte SBC-2 normalerweise offen, während
die Kontakte SBR-I normalerweise offen und
die Kontakte SBR-2 normalerweise geschlossen sind.
Erhält ein Elektromagnet SBC-S Strom, so werden die Durchlässe des Ventils 45 so eingestellt, daß das
Druckmittel auf die Innenseite des Kolbens einen Druck ausübt. Hierbei wird ein Querträger in Richtung
zum Zylinder 44 mit der Folge bewegt, daß der Meßbereicheichblock abgesenkt und in den Strahlengang
hineingeführt wird. Erhält ein Elektromagnet SBR-S Strom, so wird der Zylinder 44 entgegengesetzt
betätigt, wobei der Meßbereicheichblock 42 in die in der Fig. 5 dargestellte Lage zurückgezogen
wird. Erhält ein Elektromagnet SAC-S Strom, so werden die Durchlässe des Ventils 47 so eingestellt, daß
das Druckmittel auf die Innenseite des Kolbens im Zylinder 46 einen Druck ausübt, wobei die Kolbenstange
62 in den Zylinder hineingedrückt wird. Hierbei wird der Nulleichblock 40 in die in der Fi g. 2 dargestellte
Lage abgesenkt, in der er im Strahlengang liegt. Erhält ein Elektromagnet SAR-S Strom, so werden
die Durchlässe des Ventils 47 so eingestellt, daß das Druckmittel auf die Außenseite des Kolbens im
Zylinder 64 einwirkt, wobei der Nulleichblock 40 angehoben und in die Ruhestellung zurückgezogen wird.
Es wird nun auf Grenzschalter 86 und 88 (Fig. 2) verwiesen, die an entgegengesetzten Enden des Rahmens
10 angeordnet sind. Der Schlitten 12 weist einen nach vorn vorstehenden Schalterbetätigungsfinger 90
auf, der durch eine Öffnung 92 am Rahmen 10 hindurchragt und mit einem Schalterbetätigungsglied 94
des Grenzschalters 88 zusammenwirkt. Am entgegengesetzten Ende des Schlittens 12 ist ein gleicher Betätigungsfinger
96 vorgesehen, der durch eine öffnung 98 am Rahmen 10 hindurchragt und mit einem Schaltcrbetätigungsglied
100 des Grenzschalters 86 zusammenwirkt. Da nach der Fig. 2 der Schlitten 12 in der
Eichstellung steht, steht der Betätigungsfinger 96 mit dem Schalterbetätigungsglied 100 in Berührung. Wird
der Schlitten 12 umgesteuert, d.h. in seine normale Stellung zum Messen des Schüttgutes bewegt, so gelangt
der Betätigungsfinger 90 mit dem Schalterbetätigungsglicd
94 an der Vorderseite des Rahmens in Berührung. Der Grenzschalter 86 weist Eichpositionskontaktc
GCP-I und GCP-2 auf, während der Grenzschalter 88 Meßpositionskontakte GPP-I und
GPP-2 aufweist.
Fig. 6 zeigt in vereinfachter Form den elektropneumatischen
Konverter, der entsprechend der Anzeige der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung den Wasserzusatz
für das Schüttgut steuert.
Der Konverter weist einen gewichtsbeschwerten Balken 102 auf, der nahe an der Mitte einer quer verlaufenden
Feder 109 angebracht ist, die genügend biegsam ist, so daß der Balken in einer senkrechten
Ebene verschwenkbar ist. An dem einen Ende des Balkens ist eine Spule 106 angebracht, die in das Feld
eines Permanentmagneten 108 hineinragt. Der Konvertereingangsstrom fließt durch die Spule 106 und
erzeugt eine nach oben gerichtete Kraft, die den Balken 102 im Uhrzeigersinn um die Drehachse zu drehen
sucht. Dieser Kraft wirkt eine zweite nach oben gerichtete Kraft entgegen, die von dem Konverterausgangsdruck
durch einen Rückleitungsbalken 110 erzeugt wird und die den Balken 102 im Gegensinne
des Uhrzeigers zu drehen sucht.
Sind die genannten Drehkräfte einander gleich, so besteht für den Balken 102 keine Tendenz, sich nach
einer Richtung hin zu drehen.
Der Konverter sucht jedoch immer selbsttätig diesen Gleichgewichtszustand aufrechtzuerhalten. Der
Ausgangsdruck des Konverters wird daher in einem feststehenden Verhältnis zum Eingangsstrom gehalten.
Die Ermittlung einer Unbalance und die Wiederherstellung des Gleichgewichts erfolgt in der nachstehend
beschriebenen Weise. Aus einer regulierten Quelle wird Luft durch einen Einlaß 112 eingeführt
und strömt durch eine Düse 114 aus, deren Öffnung wesentlich weiter ist als der Einlaß 112. Das Balkenende
dient als Prallglied, das die Strömung der Luft aus der Düse beeinflußt. Bewegt sich das Prallglied
näher an die Düse heran, so wird die Luftströmung vermindert und der Düsenrückdruck erhöht und umgekehrt.
1S Sollte der Druck im Rückleitungsbalken 110 so
niedrig sein, dann dreht sich der gewichtsbelastete Balken im Uhrzeigersinne, wobei der Düsenrückdruck
erhöht wird. Der Düsenrückdruck wird auf den oberen Teil von zwei mechanisch miteinander verbundencn
Membranen ausgeübt. Die Druckerhöhung bewirkt daher, daß beide Membrane sich nach oben
wölben und ein unteres Kugelventil 120 öffnen. Die resultierende Luftströmung aus der Luftquelle am
Einlaß 122 bewirkt eine Erhöhung des auf die untere Membrane einwirkenden Druckes, bis ein Gleichgewichtszustand
erreicht ist und der Balken 102 sich im Gleichgewicht befindet. Beide Membrane liegen eben
und beide Kugelventile 120 und 124 sind geschlossen. Die Fläche der oberen Membran 116 ist ungefähr
doppelt so groß wie die Fläche der unteren Membran 118, so im Gleichgewichtszustand der Ausgangsdruck
doppelt so groß ist wie der Düsenrückdruck. Die Membran- und Kugelvcntilanordnung wirkt daher
gewissermaßen als Druckverstärker. Die große Luft-
durchlaßkapazität der Kugelventile läßt rasche Änderungen
des Ausgangsdruckes zu. Ist der Ausgangsdruck im Vergleich zu dem Konverlereingangsstrom
zu hoch, so arbeitet die Vorrichtung in der umgekehrten Weise.
Das heißt, der Balken entfernt sich von der Dü.se,
wobei der Düsenrückdruck vermindert wird und die Membrane sidi nach oben wölben. Hierbei wird das
obere Kugelventil geöffnet, Luft in die Umgebung abgelassen und der Ausgangsdruck vermindert, bis das
Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Der Ausgangsdruck am Auslaß 126 wird einem Wasserregulierungsventil
(nicht dargestellt) zugeführt, das die Menge des dem Schüttgutzuzusetzenden Wassers bestimmt.
An Hand der Fig. 9, K) und 11 werden nun die
Strahlungsdetektoren für Neutronen und Gammastrahlen und die zugehörigen Verstärker erläutert.
Nach der Fig. 9 weist der Strahlungsdetektor für Neutronen eine Gruppe von sechs Bor-Trifluorid-Proportionalzählröhren
V3 bis K8 auf, deren Anoden
und Kathoden parallelgeschaltet sind und die über einen verhältnismäßig großen Widerstand R9 aus einer
Hochspannungsquelle mit Gleichspannung versorgt werden.
Die Spannungsquelle besteht aus dem herkömmlichen Halbwellengleichrichter, in dessen Ausgangskreis
ein Regelwiderstand R8 und eine Regelröhre V1 eingeschaltet ist. Der Widerstand R9 begrenzt den
Strom für die Strahlungsdetektoren für Neutronen und stellt ferner einen Belastungswiderstand dar, an
dem Spannungsimpulse erzeugt werden, wenn die Strahlungsdetektoren mit langsamen Neutronen
bombardiert werden. Die Anzahl der Spannungsim-
pulse, die von den Strahlungsdetektoren am Widerstand R9 erzeugt wird, ist dem Feuchtigkeitsgehalt
im Schüttgut proportional.
Diejenigen langsamen Neutronen, die die Strahlungsdetektoren durchlaufen, ohne ermittelt zu werden,
werden von nichtdargestellten, unter den Strahlungsdetektoren angeordneten Kohleblöcken reflektiert,
wie später noch ausführlich beschrieben wird. Die Strahlungsdetektoren für Neutronen V7, bis Kx
sind für schnelle Neutronen unempfindlich, erzeugen jedoch auf Grund einer Gammastrahlung Spannungsimpulsc
mit kleiner Amplitude. Wie später noch erläutert wird, wird die Wirkung dieser Spannungsimpulsc
durch einen Amplitudenbegrenzer aufgehoben, der in dem noch zu beschreibenden Neutronenverstärker
vorgesehen ist.
Die von den Strahlungsdetektoren für Neutronen V% bis VK erzeugten Spannungsimpulse werden über
einen Kondensator Cd zur Basiselektrode eines Transistors Ql geleitet, der in der ersten Stufe eines herkömmlichen
zweistufigen Wechselstrom-Transistorvorverstärkers angeordnet ist. Dieser Verstärker wird
von einem Niedcrspannungs-Vollwellengleichrichter mit Strom versorgt, der im oberen Teil der Fi g. 9 dargestellt
ist, und dessen Ausgangsspannung von einer Zenerdiode D 3 geregelt wird. Die zweite Verstärkerstufc
enthält einen Transistor Q2, der als Emitterfolgeschaltung arbeitet, da die Kollcktorelektrode eine
direkte Verbindung mit der Niederspannungsquelle aufweist, und da im Emitterelektrodenkreis ein uniiberbrückter
Widerstand R16 verwendet wird. Der Transistorvorverstärker verstärkt die Spannungsinv
pulse, die am Widerstand R9 von den Strahlungsdetektoren für Neutronen V- bis Vx erzeugt werden,
und die am Emitterwiderstand Λ16 der zweiten Stufe
erzeugten verstärkten Spaniuingsimpul.se werden über
einen Kondensator C9 und ein Koaxialkabel LlO zur Primärwicklung eines Transformators 73 geleitet.
Der Wert des Emitterwiderstandes /?16 wird in der
herkömmlichen Weise so gewählt, daß die Ausgangsimpedanz der zweiten Stufe des Vorverstärkers an die
Eingangsimpedanz des Koaxialkabels LlO angepaßt wird, dessen Impedanz ferner durch die Eingangsimpedanz
der Primärwicklung des Transformators 73 angepaßt wird.
Die Sekundärwicklung des Transformators 73 stellt über einen Kondensator ClO (Fig. K)) mit der
Basiselektrode eines Transistors Q3 in Verbindung, der als erste Stufe eines zweistufigen Transistorvorverstärkers
verwendet wird, und der die Ausgangsspannungsimpulse des Transformators 73 der Basiselektrode
als Impulse negativer Polarität zuführt. Diese erste Transistorstufc enthält einen Kollektor-Belastungswiderstand,
der aus dem Widcrstandselement eines Potentiometers /?18 besteht, an dem verstärkte
Spannungsimpulse positiver Polarität erzeugt werden. Die Basiselektrode des Transistors Q3 erhält
die herkömmliche Vorspannung durch eine degenerative Vorspannungsanordnung mit einem Spannungsteiler,
der aus den einander nachgeschaltetcn Widerständen R17 und R19 besteht und zwischen die
Kollektorelektrode des Transistors Q3 und Erde geschaltet ist. Der Transistor Q3 wird gegen Eingangsspannungsimpulse
mit übermäßig hoher Amplitude durch die Diodengleichrichter DS und D6 geschützt,
die entgegengesetzt gepolt an die Sekundärwicklung des Transformators 73 angeschlossen sind.
Die zweite Stufe des Verstärkers bewirkt eine Impulsverstärkung und eine Wellenformung und besteht
aus einem herkömmlichen monostabilen Multivibrator mit den Transistoren Q4 und Q5, die einen
gemeinsamen Emitterwiderstand R24 aufweisen, wobei die Kollektorelektrode des Transistors Q4 über
einen Kondensator C13 mit der Basiselektrode des Transistors QS in Verbindung steht. Der Basiselektrode
des Transistors Q5 wird über einen Widerstand R25 eine Vorspannung zugeführt, die den Transistor
ίο QS normalerweise leitend macht, wobei das von dem
Strom des leitenden Transistors Q5 am Emitterwiderstand R24 erzeugte resultierende Potential den Transistor
Q4 in einen normalerweise nichtleitenden Zustand versetzt. Die Betriebsmerkmale der Multivibratoranordnung
werden in der herkömmlichen Weise von einem Kompensations-Diodengleichrichter
D8 stabilisiert, der in den degenerativen Spannungsteiler der Basiselektrode eingeschaltet ist, der
ausden einander nachgeschalteten Widerständen R21 und R22 besteht. Die Basiselektrode des Multivibrator-Transistors
Q4 steht über einen Kondensator Cl 1 mit dem Schleifkontakt des Potentiometers R18
in Verbindung, wobei durch Einstellen des Potentiometers von Hand ein gewünschter Anteil der am Widerstandselement
des Potentiometers von dem Transistor Q3 der ersten Verstärkerstufe erzeugten
verstärkten Impulsspannungen abgegriffen werden kann. Zwecks Stabilisierung der Vorspannung ist zwischen
die Basiselektrode des Multivibrator-Transistors Q4 und Erde ein Diodengleichrichter Dl mit
der dargestellten Polung geschaltet.
Durch Einstellen des Schleifkontaktes des Potentiometers R18 kann der Eingangskreis des Transistors
(?4so eingestellt werden, daß eine Auswahl der Spannungsimpulsc
mit kleiner Amplitude erfolgt, die von der Gammastrahlung der Strahlungsdetektoren für
Neutronen K, bis Vx erzeugt werden. Im besonderen
erfolgt die Impulsamplitudenauswahl durch Einstellen des Potentiometers /?18 in der Weise, daß nur die
von den Strahlungsdetektoren für Neutronen K, bis Kx erzeugten verstärkten Neutroncnpotentialimpulsc
ausgewählt werden, die eine genügend hohe Amplitude aufweisen, um den aus den Transistoren Q4 und
(25 bestehenden monostabilen Multivibrator über eine volle Arbeitsperiode hinweg betreiben zu können.
Bei jeder Arbeitsperiode des soeben beschriebenen Transistormultivibrators wird ein kurzdauernder positiver
Spannungsimpuls an einem Belastungswiderstand Λ26 erzeugt, eer in den Kollektorelektrodenkreis
des Transistors QS eingeschaltet ist. Diese Spannungsimpulsc werden über einen Kondensator
C14 einem Impulsintegrationskreis zugeführt, der eine parallelgeschaltete Diode D9 und eine nachgeschaltete
Diode DlO umfaßt mit der dargestellten Polung, sowie einen Überbrückungskondensator Cl 5
und einen Widerstandsspannungsteiler, der aus einem Widerstand R21 und aus dem diesem nachgeschalteten
Widerstandsclement eines Potentiometers Λ28 besteht. Die Werte für die Schaltungselemente dieses
Ausgangskreises sind so gewählt, daß eine Zeitkonstante bestimmt wird, bei der die Spannungsausgangsimpulsc
des Multivibrators im Ausgangskreis so integriert sind, daß am Potentiometer /?28 eine
Gleichspannung erzeugt wird, deren Wert sich linear mit der Zahl der Impulse des Strahlungsdetektors für
Neutronen verändert, die über den Eingangstransformator 73 zum Transistorverstärker geleitet werden.
409529/145
Ein durch Einstellen des Schleifkontaktes des Potentiometers Λ28 ausgewählter Anteil dieser Gleichspannung
wird mit einem Nullbezugswert einer Gleichspannung verglichen, die durch Einstellen eines
Potentiometers R32 ausgewählt wird, dessen Widerstandselement mit einem nachgeschalteten Widerstand
Λ31 an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, die den Verstärker mit Gleichspannung
versorgt.
Im besonderen weisen die Spannungen an den beiden genannten Potentiometern die gleiche Polarität
in bezug auf das Erdpotential auf und werden dem Eingangskreiseines Aufzeichnungsverstärkers RA-IO
zugeführt. Dieser Eingangskreis enthält einen Eigangstransformator 7Ί2, dessen Sekundärwicklung
mit dem Eingangskreis des Aufzeichnungsverstärkers R/l-10 verbunden ist, und dessen Primärwicklung eine
Mittelanzapfung aufweist, die über die normalerweise geschlossenen Kontakte 1 und 2 eines Eichrelais RL1
mit dem Schleifkontakt des Potentiometers /?28 in Verbindung steht. An die Primärwicklung des Eingangstransformators
T12 sind die ortsfesten Kontakte eines Vibrators angeschlossen, mit denen ein bewegbarer
Kontaktarm abwechselnd einen Kontakt herstellt, der V(JiI einer Erregungswicklung K11, aus einem
Niederspannungskreis des Aufzeichnungsverstärkers RA-H) mit einer Frequenz von 60 Hz betätigt wird.
Der bewegbare Kontaktarm des Vibrators steht über die normalerweise geschlossenen Kontakte 1 und 2
eines Eichungsrelais RL-I mit dem Schleifkontakt eines
Aufzeichnungspotentiometers R35 in Verbindung,
das an dem einen Finde (wie dargestellt) über die normalerweise geschlossenen Kontakte 4 und 5
des Eichrelais RL-2 und über die normalerweise geschlossenen Kontakte 1 und 2eines Eichrelais RL-H)
mit dem Schleifkontakt des Nullbezugs-Potentiometers R-32 in Verbindung steht.
Der Strahlungsdetektor für Gammastrahlen enthält eine Gruppe von halogengelöschten Geigerzählrohren
F11 bis Klfi (Fig. 11). die aus einer regulierten
Hochspannungsquelle über die betreffenden Widerstände R61 bis /?76 einzeln erregt werden. Diese
Hochspannungsquelle besteht aus dem herkömmlichen Halbwellcngleichrichter mit einem nachgeschalteten
Regclwiderstand R64 und dem parallelgeschalteten Regelrohr V1, dessen positiver Ausgangsanschluß
über den Mittelleiter einer Koaxialleitung LIl mit den Widerständen R61 bis /?76 in Verbindung
steht und den in der Mitte gelegenen Koaxialelektroden der betreffenden Geigerzählrohre V,, bis K1x ein
positives Potential zuführt. Die konzentrischen Außenelektroden dieser Geigerzählrohre sind gemeinsam
an den negativen Pol der Hochspannungsquelle über den Außenleiter der Koaxialleitung LIl
und einen Kondensator C29 angeschlossen, zu dem eine Sericnschaltung mit einem Widerstand /?61,dem
Widerstandselcment eines Potentiometers R62 und
ein Widerstand R63 parallelgeschaltet ist. Die Geigerzählrohre V1, bis K,,, sind so angeordnet, daß sie
im wesentlichen den gleichen Bezirk überwachen wie die bereits beschriebenen Strahlungsdetektoren für
Neutronen Vx bis Vx, wobei am Kondensator C29
und an den Widerständen /?61 bis R63 Spannungsimpulse
von den Strahlungsdetektoren für Gammastrahlung V11 bis VK erzeugt werden, wenn auf diese eine
Gammastrahlung fällt. Die Anzahl derauf diese Weise pro Zeiteinheit erzeugten Spannungsimpulse ist der
Strahlungsmenge proportional, die das Schüttgut auf dem Förderband durchdringt. Da die Dichte des
Schüttgutes im wesentlichen konstant ist, so ist die Anzahl der am Kondensator C29 und an den Widerständen
R(t\ bis /?63 von den Strahlungsdetektoren
für Gammastrahlung V1, bis K1x erzeugten Spannungsimpulse
umgekehrt proportional dem Gewicht des Schüttguts auf dem Förderband.
Die von den Strahlungsdetektoren für Gammastrahlung V1, bis K18 erzeugten Spannungsimpulse
werden von dem RC-Netzwerk integriert, das von dem Kondensator C29 und den Widerständen R61
bis R63 gebildet wird, wobei am Potentiometer R62 und am Widerstand R63 eine Gleichspannung erzeugt
wird, deren Wert der Anzahl der von den Geigerzähi-
»5 rohren K1, bis K1x pro Zeiteinheit erzeugten Spannungsimpulsen
proportional ist. Durch Einstellen des Schleifkontaktes am Potentiometer /?62 von Hand
kann der Basiselektrode eines Transistors Ql ein Bruchteil der durch die Integration am Potentiometer
R62 und am Widerstand /?63 erzeugten Gleichspannung
zugeführt werden. Der Transistor Q7ist zusammen mit einem Transistor Q6 in einem herkömmlichen
zweistufigen Verbundtransistorverstärker enthalten, wobei die Kollektorelektroden der Transistoren
Q6 und Ql über einen Widerstand /?60 aus einem
herkömmlichen Vollwellengleichrichter mit Spannung versorgt werden, dessen Ausgang von einer parallelgeschalteten
Zener-Diode D23 und einem nachgeschalteten Widerstand RIl geregelt wird.
Die Emitterelektrode des Transistors Ql weist eine direkte Verbindung zur Basiselektrode des Transistors
Q(t auf, und die Emitterelektrode dieses Transistors
weist eine Verbindung mit Erdpotential über einen Widerstand R59 und einen Stabilisierungsdiodengleichrichter
D22auf. Der Transistor Qd arbeitet als Emitterfolge-Verstärkerstufe und erzeugt am
Emitterwiderstand /?59 und an der Diode D22 eine verstärkte Gleichspannung, die zur Basiselektrode des
Transistors Ql geleitet wird, wobei ein Kondensator C28zum Emitterwiderstand /?59 und zur Diode D22
parallelgeschaltet ist, der Wechselstromkomponenten vorbeileitet, die in der verstärkten Ausgangsspannung
auftreten können.
Die verstärkte Ausgangsgleichspannung der Transistorstufe
Q6 wird über einen einstellbaren Widerstand R5S, über die normalerweise geschlossenen
Kontakte 1 und 2 eines Eichrelais RL-6 und über die normalerweise geschlossenen Kontakte 4 und 5 des
Eichrelais RL-2 (Fig. 10) zu dem einen Anschluß des Widcrstandselementes des Aufzeichnungspotentiometers
R35 geleitet. Der andere Anschluß des Widcrstandselementes des Potentiometers R2S erhält eine
Nullbezugsspannung zugeführt vom Schleifkontakt eines Nullbezugspotentiometers R41 aus (Fig. 11),
das zusammen mit einem Festwiderstand R46, einem einstellbaren Widerstand R4S und mit den zueinander
parallelgeschalteten Widerständen R49 bis RSl an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, die den
soeben beschriebenen Verbundtransistorverstärker mit Gleichspannung versorgt.
Die auf diese Weise dem einen Anschluß des Aufzeichnungspotentiometers
R35 zugeführtc Nullbezugsspannung weist dieselbe positive Polarität in bezug
auf Erdpotential auf wie die verstärkte Ausgangsgleichspannung, die dem anderen Anschluß des
Potentiometers R35 von dem Verbundtransistorverstärker mit den Transistoren Q6 und Ql zugeführt
wird. Die am Aufzeichnungspotentiometer R3S er-
scheinende Differenzspannung entspricht der vorherrschenden
Differenz zwischen der Nullbezugsspannung und der verstärkten Ausgangsspannung des
Verstärkers für den Strahlungsdetektor für Gammastrahlung.
Die Strahlungsdetektoren für Neutronen und Gammastrahlen werden zu Beginn für den Betrieb
mittels der Eichblöcke, wie nachstehend kurz dargelegt wird, geeicht.
Die Strahlungsdetektoren für Neutronen und Gammastrahlen werden normalerweise periodisch
und selbsttätig nachgeeicht, können jedoch selbsttätig durch einen von Hand einzuleitenden Eichzyklus
nachgeeicht werden; jeder selbsttätige Eichzyklus bewirkt, daß die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung aus der
Meßstellung am Förderband in die den Eichblöcken zugeordnete Stellung bewegt wird, an der der Nulleichblock
selbsttätig in den Strahlengang zwischen der Isotopenquelle für schnelle Neutronen und Gammastrahlen
und den zugeordneten Strahlungsdetektoi en eingeführt wird.
Nach einer kurzen Verzögerungszeit, während der alle Spannungen der Schaltung ihre stabilisierten
Werte erreichen können, werden das Eichrelais RL-2 und ein Eichrelais RL-3 mit Strom versorgt. Hierbei
offnen sich die Kontakte 1 und 2 (Fig. 10) des Eichrelais RL-2 und unterbrechen den elektrischen
Stromkreis vom Schleifkontakt des Aufzeichnungspotentiometers R35 zum bewegbaren Kontaktarm
des Vibrators KClO. Die Kontakte 4 und 5 des Eichrelais RL-2 werden geöffnet, wobei die verstärkte
Ausgangsgleichspannung des Verbundtransistorverstärkers Q6, Ql vom Widerstandselcment des Auf-/cichnungspotentiometers
R35 entfernt wird. Die Kontakte 2 und 3 und die Kontakte 8 und 9 des Eichrelais
RL-2 schließen sich als Vorbereitung für die Zuführung einer Eichspannung, die von einem parallelgeschalteten
Kondensator C40 gefiltert und dem hingangskreis des Verstärkers RAlO über den Eingangstransformator
Tl2 und den Vibrator KClO zugeführt wird. Das Eichrelais RL-3 (Fig. 12) weist
Kontakte auf, die sich mit der Wirkung schließen, daß die Verstärkung des Aufzeichnungsverstärkers RAlU
während der Eichung erhöht wird, wie später in Verbindung mit der Schaltung des Verstärkers beschrieben
wird, während die Kontakte 1 und 2 und die Kontakte 4 und 5 des Eichrelais RL-3 sich öffnen und
einen Stellmotor Ml abschalten, der normalerweise von dem Ausgangskreis des Aufzeichnungsverstärkers
RA10 mit Strom versorgt wird und Einstellungen
des Schleifkontaktes des Aufzeichnungspotentiome-I ere R3S bewirkt.
Zu dieser Zeit erhält auch das Eichrelais R^
(Fig. 12) Strom und öffnet die Kontakte 1 und 2 (Fig. H)), wobei die Stromversorgung des Eingangsiransformators
Tl 2 durch das Potentiometer Λ28 des Strahlungsdetektors für Neutronen unterbrochen
wird.
Die Kontakte 2 und 3 des Eichrelais RL-I werden
geschlossen, so daß die Nullbezugsspannung des Potentiometers R47 zur Mittelanzapfung des Eingangstransformators Tl 2 des Verstärkers geleitet und dabei
die Differenzspannung zwischen dem vorherrschenden Wert einer Nullbezugsspannung des Potentiometers
R41 und der vorherrschenden verstärkten Ausgangsgleichspannung des Verbundtransistorverstärkers
Q6, Ql zugeführt wird. Danach erhält ein Richrelais RL-4 (Fig. 12) Strom und schließt seine
Kontakte 2,3 und 5,6 (Fi g. 11), wobei ein Stellmotor
M2 Strom erhält, der die Einstellung des Schleifkontaktes des Nullbezugspotentiometers R41 bewirkt.
Die Stromversorgung des Stellmotors M2 erfolgt durch den Aufzeichnungsverstärker RAlO, dem zu
dieser Zeit die Differenzspannung zwischen der Nullbezugsspannung vom Potentiometer R47 und der
verstärkten Ausgangsgleichspannung des Verbundtransistorverstärkers Q6 und Ql zugeführt wird, die
ίο zu dieser Zeit einen wesentlich kleineren Wert aufweist,
da sich der Nulleichblock 40 in der Strahlenbahn zwischen der Isotopenquelle für Gammastrahlen
und dem zugeordneten Strahlungsdetektor befindet. Bei dieser Stromversorgung des Stellmotors M2 wird
der Schleifkontakt des Nullbezugspotentiometers R41 so lange verstellt, bis die Nullbezugsspannung
denselben Wert aufweist wie die vorherrschende verstärkte Alisgangsspannung des Verbundtransistorverstärkers
Q6, Ql.
so Die Eichrelais RL-I und RL-4 sind nunmehr
stromlos, wobei das letztere den Stellmotor M2 abgeschaltet hat.
Hiernach erhält ein Eichrelais RL-I (Fig. 12)
Strom und schließt seine Kontakte 2, 3 und 5, 6 (Fig. 10), wobei ein Stellmotor M3 vom Ausgang des
Aufzeichnungsverstärkers RAlO mit Strom versorgt wird. Beim Abschalten des Eichrelais RL-X werden
dessen Kontakte 1, 2 geschlossen und dessen Kontakte 2, 3 geöffnet, wobei die Nullbezugsausgangs
spannung des Potentiometers R41 vom Eingangstransformator T12 des Verstärkers entfennt und die
verstärkte Gleichspannung am Potentiometer R2% nunmehr dem Eingangstransformator T12 des Verstärkers
zusammen mit der Nullbezugsspannung am Potentiometer R32 zugeführt wird. Der Stellmotor
M3 stellt den Schleifkontakt des Nullbezugspotentiometers R32 so lange ein, bis die Nullbezugsspannung
denselben Wert aufweist wie die vom Potentiometer Λ28 zugeführte Gleichspannung, welche letztgenannte
Spannung zu dieser Zeit einen kleineren Wert aufweist, da sich der Nulleichblock 50 in der Strahlenbahn
zwischen der Isotopenquelle für schnelle Neutronen und dem zugeordneten Strahlungsdetektor befindet.
Danach wird das Eichrelais RL-I und damit der Stellmotor M3 abgeschaltet.
Der Nulleichblock 40 wird nunmehr zurückgezogen und dafür der Meßbereicheichblock 42 in den Strahlengang
zwischen der Isotopenquelle für schnelle Neutronen und Gammastrahlen und den zugeordneten
Strahlungsdetektoren eingeführt. Der Meßbercicheichblock 42 verlangsamt die Neutronen und
schwächt die Gammastrahlen in derselben Weise wie ein auf dem Förderband befindliches Schüttgut mit
einem normalen Gewicht und mit einem normalen Feuchtigkeitsgehalt. Nach einer kurzen Verzögerungszeit,
in der alle Spannungen in der Schaltung ihre stabilisierten Werte erreichen können, erhält das
Eichrelais RL-I wieder Strom, wobei dessen Kontakte 1,2 geöffnet und dessen Kontakte 2,3 geschlossen
werden. Nunmehr erhalten die Eichrelais RL·5
und RL-6 Strom. Die normalerweise geschlossenen Kontakte 1, 2 (Fig. 11) des Eichrelais RL-6 werden
geöffnet und die normalerweise offenen Kontakte S, 6; 2, 3 und 7, 8 werden geschlossen, wobei dem Eingangstransformator
T12 des Verstärkers über die parallelgeschalteten Widerstände RS2, R53 und die
nunmehr geschlossenen Kontakte 2, 3 des Eichrelais RL-I eine Eichspannung aus einer Bezugsspannungs-
quelle (nicht dargestellt) zugeführt wird.
Erhält das Eichrelais RLS Strom, so werden dessen normalerweise offene Kontakte 2, 3 und 5, 6
(Fig. U) geschlossen, wobei ein Stellmotor MA Strom erhält, der den Schleifkontakt des Potentiometers
R5S einstellt. Hierauf wird der Stellmotor MA von dem Aufzeichnungsverstärker RAlO in Abhängigkeit
von der mit der Eichspannung vereinigten Nullbezugsspannung des Potentiometers RAl mit
Strom versorgt, und die verstärkte Ausgangsspannung des Verbundtransistorverstärkers wird zu dieser Zeit
dem Eingangstransformator Tl 2 des Verstärkers zugeführt, so daß der Schleifkontakt des Potentiometers
verstellt wird, bis die Ausgangsgleichspannung des Verbundtransistorverstärkers Q6, Ql plus der aus der
nicht dargestellten Bezugsspannungsquelle zugeführten Bezugsspannung gleich der Nullbezugsspannung
ist.
Hiernach werden die Eichrelais RL-I, RLS und RL-6 abgeschaltet, und die Eichrelais RL-9 und RL-10
erhalten nunmehr Strom. Hierbei werden die Kontakte 2, 3 (Fig. 10) des Eichrelais RL-I geöffnet,
während die Kontakte 1, 2 letzteren nunmehr geschlossen werden, wobei der Eingangstransformator
7Ί2 des Verstärkers mit dem Neutronenspannungspotentiometer R28 verbunden wird. Zu dieser Zeit
öffnen sich die normalerweise geschlossenen Kontakte 1, 2 (Fig. K)) des Eichrelais RL-U), während
die Kontakte 8,9 und die Kontakte 2,3 sich schließen,
wobei eine Eichbezugsspannung aus der nicht dargestellten Bczugsspannungsquelle zusammen mit den
die entgegengesetzte Polarität aufweisenden Spannungen des Nullbezugspotentiometers /?32 und des
Potentiometers R2S zugeführt werden. Die Kontakte 2,3 und 5,6 des Eichrelais RL-9 (F i g. 10) werden
nunmehr geschlossen, wobei ein Stellmotor M5 aus dem Ausgangskreis des Aufzeichnungsverstärkers
K/410 Strom erhält. Der Stellmotor M5 stellt den
Schleifkontakt des Potentiometers i?28 so lange ein, bis die Gleichspannung aus dem Potentiometer, die
dem Eingangstransformator Tl 2 zugeführt wird, gleich der Eichbezugsspannung plus der Nullbezugsspannung
ist. Hiernach werden die Eichrelais RL-9 und RL-H) sowie die Eichrelais RL-2, RL-3 und RL-S
abgeschaltet.
Hiernach arbeiten die Strahlungsdetektoren für Neutronen und Gammastrahlen in der normalen
Weise, so daß die Meßeinrichtung den Meßbereicheichblock 42 messen kann. Wenn die Meßeinrichtung
während dieser Anfangseichung nicht ordnungsgemäß geeicht worden ist, so leuchtet eine Nacheichlampe
auf, worauf nochmals eine Eichung von Hand eingeleitet werden soll, um konvergierende Einstellungen
des Neutronen-Nullbezugspotentiometers R32, des Gammastrahlen-Nullbezugspotentiometers R47, des
Gammastrahlen-Meßbereichpotentiometers /?58 und des Neutronen-Meßbereichpotentiometers R28 zu
bewirken. Während der Anfangseinstellung der Meßeinrichtung sollen von Hand so viele Nacheichungen
vorgenommen werden, bis die Nacheichlampe am Ende einer Eichperiode nicht mehr aufleuchtet, was
eine ordnungsgemäße Eichung der Meßeinrichtung anzeigt.
Nach ordnungsgemäßer Eichung der Strahlungsdetektoren für Neutronen und Gammastrahlen wird dem
Eingangstransformator Tl 2 und den Kontakten des Vibrators VClO keine Gleichspannung zugeführt und
damit dem Aufzeichnungsverstärker RAlO auch keine Wechselspannung.
Die Einstellung des Gammastrahlcn-Nullbezugspotentiometcrs
RAl durch den Stellmotor M2, wenn der Nulleichblock 40 sich in dem Strahlengang zum
Strahlungsdetektor für Gammastrahlung befindet, führt dazu, daß dem Potentiometer R2>5 ein Nullpotential
zugeführt wird, das einem leeren Förderband entspricht.
Die Einstellung des Potentiometers /?58 durch den
ίο Stellmotor MA bei Einführung des Meßbereicheichblocks
42 in den Strahlengang zu dem Strahlungsdetektor für Gammastrahlen und bei Verwendung einer
Eichbezugsspannung aus der Bezugsspannungsquelle führt zu einer positiven Ausgangsspannung aus dem
*5 Verbundtransistorverstärker Q6, Ql des Strahlungsdetektors
für Gammastrahlen, die nach der Addition mit der Eichspannung gleich der positiven Nullbezugsspannung
ist, die vom Nullbezugspotentiometer RAl zugeführt wird, und die einem Schüttgut mit cinem
normalen Gewicht auf dem Förderband entspricht. Die Einstellung des Nullbezugspotentiometers
/?32 für den Strahlungsdetektor für Neutronen durch den Stellmotor M3 bei Anordnung des NuIleichblocks
in dem Strahlengang zwischen der Isotopenquelle
für schnelle Neutronen und dem zugeordneten Strahlungsdetektor bewirkt, daß dem Potentiometer
R35 ein Nullpotential zugeführt wird, das dem Zustand eines trockenen Förderbandes, auf dem
sich ein im wesentlichen trockenes Schüttgut befindet.
entspricht. (Hierbei ist berücksichtigt, daß in dem Gummimaterial des Förderbandes immer Wasserstoffatome
enthalten sind.)
Die Einstellung des Meßbereichpotentiometers; K28 für den Strahlungsdetektor für Neutronen bei
Einführung des Meßbereicheichblocks 42 in den Strahlengang zwischen der Isotopenquelle für schnelle
Neutronen und dem zugeordneten Strahlungsdetektor und bei Verwendung einer Bezugsspanining aus der
Bezugsspannungsquelle bewirkt, daß der Potenliometer i?28 dem Potentiometer 7?35 eine positive
Spannung zuführt, die gleich der Nullbczugsspannung des Potentiometers R32 plus der Eichbezugsspannung
für die Bedingungen ist, daß das Förderband ein Schüttgut mit einem normalen Feuchtigkeitsgehalt
trägt.
Nach beendeter Eichung würde daher ein ein normales Gewicht aufweisendes, auf dem Förderband
befindliches Schüttgut zu Spannungen entgegengesetzter Polarität am Nullbezugspotcntiometer RAl
und am Verbundtransistorverstärker Q6, Ql für den Strahlungsdetektor für Gammastrahlung führen, so
daß letzterer dem Potentiometer Λ35 eine Spannung zuführen würde, die gleich der Eichbezugsspannung
ist. Bei Schüttgutströmen mit einem normalen Feuchtigkeitsgehalt würden dem Vibrator KClO und dem
Eingangstransformator Tl2 des Verstärkers von dem Bezugsspannungspotentiometer /?32 und von dem
Spannungspotentiometer /?28 für den Strahlungsdetektor für Neutronen Gleichspannungen entgegengesetzter
Polarität zugeführt werden, die gleich der Eichbezugsspannung sind.
Nach der Eichung der Strahlungsdetektoren für Neutronen und Gammastrahlen in der beschriebenen
Weise werden der Meßbereicheichblock 42 selbsttätig zurückgestellt und die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung
selbsttätig in die Meßstellung am Förderband zurückgeführt. Solange das Förderband ein Schüttgut mit
dem normalen Gewicht und dem normalen Feuchtig-
keitsgchalt befördert, so lange erzeugen die Strahlungsdetektoren
für Neutronen und Gammastrahlen Spannungen, die gleich der Eichbezugsspannung sind
und dem Potentiometer, dem Vibrator KClO und dem Eingangstransformator T12 des Verstärkers zugeführt
werden. Wird jedoch von dem Förderband Schüttgut mit normalem Feuchtigkeitsgehalt und mit
einem größeren Gewicht als normal befördert, so wird durch das überschüssige Gewicht des Schüttguts die
Impulsausgangsspannung der Geigerzählrohre K9 bis K,-s herabgesetzt mit der Folge, daß die Ausgangsglcichspannung
des Verbundtransistorverstärkers Q(\ Ql vermindert wird. Die Spannung des Nullbe-/ugspotentiometers
/?47 ist nun größer als die Ausgangsspannung des Verstärkers, dem Potentiometer
R3S wird von dem Nullbezugspotentiometer R47 ein kleines positives Potential zugeführt, und der Eingangstransformator
712 des Verstärkers erhält von dem Vibrator VClO eine Gleichspannung. Die dem
Aufzeichnungsverstärker RAlO zugeführte resultierende Wechselspannung bewirkt eine Stromversorgung
des Stellmotors Ml mit einer Amplitude und Phase derart, daß der Schleifkontakt des Potentiometers
R35 in Fig. 10 nach rechts verschoben wird, bis ein Punkt erreicht ist, bei dem die Gleichspannung
am Vibrator KClO und am Eingangstransformator 7Ί2 des Verstärkers nochmals Null wird.
Diese neue Einstellung des Potentiometers R35 entspricht einer Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes
des Schüttguts in Gewichtsprozenten und kann iin Bedarfsfall dazu dienen, dem Schüttgut selbsttätig
Wasser zuzusetzen, bis der Feuchtigkeitsgehalt wieder den gewünschten Gewichtsprozentsatz aufweist. Das
Potentiometer R35 steht mif einem Potentiometer (nicht dargestellt) in Verbindung, von dem die Spannung
mittels eines Schleifkontaktes, der von der Schleifkontaktwelle des Potentiometers R35 betätigt
wird, abgegriffen und einer nicht dargestellten Steuereinrichtung zugeführt wird.
Vermindert sich das Gewicht des auf dem Förderband befindlichen Schüttgutes, so erhöht sich die Ausgangsgleichspannung
des Strahlungsdetektors für Gammastrahlen, und die resultierende Nettogleichspannung,
die nunmehr dem Potentiometer R35 zugeführt wird, bewirkt eine motorische Einstellung des
Schleifkontaktes auf eine neue Stelle, die dem erhöhten Gewichtsprozentsatz des Feuchtigkeitsgehaltes
entspricht.
Auch in diesem Falle kann die Einstellung des Potentiometers R35 benutzt werden, um die Menge des
dem Schüttgut zugesetzten Wassers selbsttätig herabzusetzen, wobei der Feuchtigkeitsgehalt auf einen
vorherbestimmten Gewichtsprozentsatz zurückgeführt wird.
Bleibt das Gewicht des auf dem Förderband befindlichen Schüttguts normal und steigt aber der
Feuchtigkeitsgehalt über den normalen Wert hinaus an, so erzeugt dieser erhöhte Feuchtigkeitsgehalt eine
größere Menge langsamer Neutronen, so daß die Spannungsimpulsanzahl der Strahlungsdetektoren für
Neutronen K-, bis KK sich entsprechend erhöht. Hierdurch
wird am Potentiometer /?28 eine höhere positive Gleichspannung erzeugt. Die nunmehr dem Vibrator
KClO und dem Eingangstransformator T12 des Verstärkers zugeführte positive Nettospannung
bewirkt, daß im Verstärkereingangskreis eine Wechselspannung mit einer Höhe und Phase erzeugt wird,
bei der der Stellmotor Ml den Schleifkontakt des Potentiometers R35 in Fig. 10 nach links verschiebt.
Diese Richtung der Einstellung ist dieselbe, wie zuvor bezüglich einer Gewichtsverminderung des Schüttguts
nach Messung durch den Strahlungsdetektor für Gammastrahlen beschrieben worden ist, und sie zeigt
auch in diesem Falle eine Erhöhung des Gewichtsprozentsatzes des Feuchtigkeitsgehaltes des Schüttgutes
an.
Dementsprechend kann diese Einstellung dazu benutzt werden,.die Menge des dem Schüttgut zugesetzten
Wassers selbsttätig zu verringern, wodurch ein gewünschter Gewichtsprozentsatz des Feuchtigkeitsgehaltes
des Schüttgutes aufrechterhalten wird.
Hieraus geht hervor, daß eine Verminderung des Feuchtigkeitsgehaltes des auf dem Förderband befindlichen
Schüttgutes zu einer Herabsetzung der positiven Gleichspannung am Potentiometer 28 führt.
Die dem Vibrator KClO und dem Eingangstransformator Tl2 des Verstärkers vom Neutronenverstärker
zugeführte verminderte Nettospannung bewirkt, daß der Aufzeichnungsverstärker RAlO den Stellmotor
Ml derart mit Strom versorgt, daß dieser den Schleifkontakt
des Potentiometers R35 in Fig. 10 nach rechts verschiebt. Diese Einstellung des Potentiometers
R35 erfolgt in derselben Richtung, wie zuvor bezüglich der Erhöhung des Gewichtes des Schüttgutes
beschrieben, und sie zeigt auch in diesem Fall eine Verminderung des Gewichtsprozentsatzes des Feuchtigkeitsgehaltes
des Schüttgutes an, welcher Vorgang benutzt werden kann, um die Menge des dem Schüttgut
zugesetzten Wassers selbsttätig zu vergrößern und damit einen gewünschten Gewichtsprozentsatz bei
dem Feuchtigkeitsgehalt aufrechtzuerhalten.
Die verschiedenen Relais, durch die die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung
gesteuert wird, stehen unter der Einwirkung einer Zeitsteuereinrichtung, die eine Anzahl
von Nockensegmenten aufweist, die im oberen Teil der Fig. 12 zusammen mit den Kreisen, durch
die die Steuerrelais mit Strom versorgt werden, schematisch dargestellt sind.
Zum Einleiten der Eichung wird eine herkömmliche 30-Stunden-Zeitsteuereinrichtung 30-HT
(Fig. 12) benutzt. Obwohl die Zeitsteuereinrichtung auf den Bereich eine bis dreißig Stunden eingestellt
werden kann, umfaßt die normale Einstellung einen Bereich von sechs bis acht Stunden. Bei Ablauf des
voreingestellten Zeitintervalls sendet die Zeitsteuereinrichtung einen Impuls aus, um einen Eichnockensequenzzeitgeber
in Betrieb zu setzen, und stellt sich
so dann selbst wieder zurück. Bei Empfang eines Impulses
von der 30-Stunden-Zeitsteuereinrichtung für die selbsttätige Zeitgebung oder von einem für den Handbetrieb
bestimmten Eich-Druckknopfschalter 510 (Fig. 12) leiten die Sequenznocken N, A, B, C, D
usw. die Eicharbeitsfolge ein und steuern alle damit zusammenhängenden Funktionen. Die Zeitsteuereinrichtung
weist den herkömmlichen Aufbau auf und besteht aus einem Synchronmotor, einem Untersetzungsgetriebe
und aus der erforderlichen Anzahl von nockenbetätigten Schaltern.
Zu Beginn der Arbeitsfolge schließt eine Nocke M ihren Schalter. Hierbei erhält ein Stellmotor 10 MST
der Zeitsteuereinrichtung Strom und bestimmt eine Zehnminutensequenz, wobei Nocken A, M, B, C, D
usw. eine volle Umdrehung ausführen, wonach die Zeitsteuercinrichtung anhält. Bei 2° der Arbeitsfolge
schließt die Nocke J ihren Kontakt und versorgt ein Motorsteuerrelais RL-MC (Fig. 13) mit Strom.
409529/145
Nunmehr beginnt der Stellmotor 31 (Fig. 13) zu arbeiten
und bewegt den Schlitten 12 zur Eichstelle. Die Bewegung des Schlittens 12 wird beendet, wenn ein
Eichstellengrenzschalter GCP-I von dem Betätigungsfinger
96 am Rahmen 10 (Fig. 2) geöffnet wird. Ein Eichstellengrenzschalter GCP-2 wird geschlossen
und versorgt das betreffende Relais mit Strom.
Bei 4° der Arbeitsfolge schließt die Sequenznocke K ihren Kontakt. Hierbei erhält eer Elektromagnet
SAC-S Strom (Eichung Probe A - Null). Der Elektromagnet SAC-S betätigt das Ventil 47 derart,
daß der Nulleichblock 40 in den Strahlengang eingeführt wird. Die Nocke 77 öffnet den Grenzschalter
SAC-I (Eichung Probe A — Null), während die Nocke
74 den Grenzschalter SAR-1 schließt (Rückführung
Probe A [NuIlJ). Ferner schließt die Nocke 77 uen
Grenzschalter SAC-2 (Eichung Probe A), wobei der Stromkreis geschlossen wird, der die Stromquelle für
die Relais mit Strom versorgt. Der Grenzschalter SAR-2 (Fig. 14) (Rückführung Probe A) wird von
der Nocke 74 geöffnet, wodurch gesichert wird, daß die Meßeinrichtung nicht bewegt werden kann, wenn
der Nulleichblock 40 abgesenkt ist und sich in der Arbeitsstellung befindet.
Bei 42,5° der Arbeitsfolge öffnet die Nocke K ihren
Kontakt, wobei der Elektromagnet SAR-S (Rückführung, Probe A - Null) Strom erhält. Erhält
dieser Elektromagnet Strom, so wird das Ventil 47 so betätigt, daß der Nulleichblock 40 zurückgezogen
wird. Die Nocke 77 öffnet den Grenzschalter SAC-I
(Eichung Probe A), die Nocke 74 öffnet den Grenzschalter SAR-I (Rückführung Probe A), die Nocke
77 öffnet den Grenzschalter SAC-2 (Eichung Probe A) und die Nocke 74 schließt den Grenzschalter
SAR-2 (Rückführung Probe A).
Bei 43° der Arbeitsfolge schließt die Nocke L ihren Kontakt, wobei der Elektromagnet SBC-S (Eichung
Probe ß - Sollwert) Strom erhält. Hierbei wird das Ventil 45 so betätigt, daß der Meßbereicheichblock
42 in den Strahlengang eingeführt wird. Die Nocke
75 öffnet den Grenzschalter SCB-1 (Sollwerteichung
Probe B) und schließt den Grenzschalter SBC-2 (Eichung Probe B), wobei der Stromkreis für die Stromversorgung
der Relais geschlossen wird. Die Nocke 73 schließt den Grenzschalter SBR-I (Rückführung
Probe B) und öffnet den Grenzschalter SBC-2 (Rückführung Probe B).
Bei 89° der Arbeitsfolge schließt die Nocke / ihren Kontakt, wobei das Relais /?L-11 Strom erhält. Hierbei
wird die Lampe RPL (Fig. 12) für eine nochmalige
Eichung eingeschaltet, wenn die Aufzeichnungseinrichtung einen Wert anzeigt, der außerhalb des
Bandes von 77 % bis 83 % der vollen Skala liegt. Liegt die Anzeige innerhalb dieses Bandes, so fällt das Relais
ab. Eine Aufzeichnungsnocke RC (Fig. 12) hinter
dem Aufzeichnungsgerät steuert die Stelle und die Breite des Bandes.
Bei 94,5° der Arbeitsfolge öffnet die Nocke / ihren Kontakt, wobei das Relais RL-Il abgeschaltet wird.
Hierbei verbleibt der Kontakt im Signallampenkreis wie zuvor geöffnet.
Bei 95° der Arbeitsfolge öffnet die Nocke L ihren Kontakt, wodurch der Elektromagnet SBR-S (Rückführung
der Probe B - Sollwert) Strom erhält und das Ventil 45 so einstellt, daß der Meßbereicheichblock
42 zurückgezogen wird. Hierbei wird der Grenzschalter SBC-X (Eichung Probe B) von der Nocke 75 geschlossen
und der Grenzschalter SBC-2 (Eichung Probe B) geöffnet. Die Nocke 73 öffnet den Grenzschalter
SBR-I (Rückführung Probe B) und schließt den Grenzschalter SBR-2 (Rückführung Probe B).
Bei 96° der Arbeitsfolge öffnet die Nocke J ihre Kontakte, wobei das Relais RLMC abgeschaltet wird.
Der Stellmotor 31 bewegt den Schlitten 12 zu dessen normaler Meßstelle, an der der Schlitten durch Schließen
des Grenzschalters GPP-I durch den Betätigungsfinger 90 (Fig. 2) angehalten wird. In diesem
Zeitpunkt wird der Grenzschalter GCP-2 (Eichstellung der Meßeinrichtung) geöffnet.
Bei 99° der Arbeitsfolge öffnet die Nocke M ihre Kontakte, wobei der Sequenzzeitgebermotor 10 MST
abgeschaltet wird. Hierbei werden alle Nocken in der
1S normalen Meßstellung gehalten.
In Fig. 1 wird das Zusammenwirken der gesamten Schaltkreise der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung vereinfacht
im Blockschaltbild dargestellt. Die dem Strahlungsdetektor für Neutronen zugeordnete Hochspannungsquelle
(links in Fig. 1) versorgt die Gruppe von Bor-Trifluor-Proportionalzählröhren des Strahlungsdetektors
mit einer Gleichspannung. Beim Bombardement des letzteren mit langsamen Neutronen wird
die dem Feuchtigkeitsgehalt des Schüttgutes proportionale Anzahl der Spannungsimpulse erzeugt, die
dem zweistufigen Transistorvorverstärker eingegeben werden, der von der Niederspannungsquelle in Form
des Niederspannungs-Vollweggleichrichters (vgl. Fig. 9) mit Strom versorgt wird. Die vom Transistor-Vorverstärker
verstärkten Spannungsimpulse werden dem ebenfalls an die Niederspannungsquelle geschalteten
Transistorverstärker eingegeben, der die weitere Impulsverstärkung und Wellenformung erzeugt.
Zugleich werden dem Schaltkreis des Transistor-Verstärkers eine seiner Ausgangsspannung zum Vergleich gestellte Bezugsspannung eingegeben und die Spannungsdifferenz dem Aufzeichnungsgerät zugeführt. In ähnlicher Weise vollzieht sich der Ablauf bei den Strahlungsdetektoren für Gammastrahlen (rechts in Fig. 1), und zwar wird die Gruppe der halogengelöschten Geigerzählrohre des Strahlungsdetektors von der letzteren zugeordneten Hochspannungsquelle erregt. Beim Auffallen von Gammastrahlung auf den Strahlungsdetektor wird die von letzterem erzeugte Anzahl der Spannungsimpulse, die dem Gewicht des Schüttgutes umgekehrt proportional ist, dem zweistufigen Verbundtransistorverstärker, der von der Niederspannungsquelle in Form eines herkömmlichen Vollweggleichrichters mit Spannung versorgt wird, eingegeben. Zugleich wird dem Schaltkreis des Verbundtransistorverstärkers die Nullbezugsspannung eingegeben, wobei die Differenz aus Nullbezugsspannung und Ausgangsspannung des Verbundtransistor-Verstärkers dem Aufzeichnungsgerät zugeführt wird, so daß die Bildung des Quotienten aus den Ausgangsgrößen der Strahlungsdetektoren als Maß für den Feuchtigkeitsgehalt in Gewichtsprozenten von einer Recheneinrichtung vorgenommen werden kann. Die Strahlungsdetektoren werden, wie bereits dargelegt worden ist, zu Beginn für den Betrieb durch die Eichblöcke geeicht und normalerweise periodisch und selbsttätig nachgeeicht. Die Einleitung der Eichung erfolgt von der herkömmlichen 30-Stunden-Zeitsteuercinrichtung 30-HT (links unten in Fig. 1) aus.
Zugleich werden dem Schaltkreis des Transistor-Verstärkers eine seiner Ausgangsspannung zum Vergleich gestellte Bezugsspannung eingegeben und die Spannungsdifferenz dem Aufzeichnungsgerät zugeführt. In ähnlicher Weise vollzieht sich der Ablauf bei den Strahlungsdetektoren für Gammastrahlen (rechts in Fig. 1), und zwar wird die Gruppe der halogengelöschten Geigerzählrohre des Strahlungsdetektors von der letzteren zugeordneten Hochspannungsquelle erregt. Beim Auffallen von Gammastrahlung auf den Strahlungsdetektor wird die von letzterem erzeugte Anzahl der Spannungsimpulse, die dem Gewicht des Schüttgutes umgekehrt proportional ist, dem zweistufigen Verbundtransistorverstärker, der von der Niederspannungsquelle in Form eines herkömmlichen Vollweggleichrichters mit Spannung versorgt wird, eingegeben. Zugleich wird dem Schaltkreis des Verbundtransistorverstärkers die Nullbezugsspannung eingegeben, wobei die Differenz aus Nullbezugsspannung und Ausgangsspannung des Verbundtransistor-Verstärkers dem Aufzeichnungsgerät zugeführt wird, so daß die Bildung des Quotienten aus den Ausgangsgrößen der Strahlungsdetektoren als Maß für den Feuchtigkeitsgehalt in Gewichtsprozenten von einer Recheneinrichtung vorgenommen werden kann. Die Strahlungsdetektoren werden, wie bereits dargelegt worden ist, zu Beginn für den Betrieb durch die Eichblöcke geeicht und normalerweise periodisch und selbsttätig nachgeeicht. Die Einleitung der Eichung erfolgt von der herkömmlichen 30-Stunden-Zeitsteuercinrichtung 30-HT (links unten in Fig. 1) aus.
Nach Ablauf des voreingestellten Zeitintervalls sendet die Zeitsteuereinrichtung einen Impuls zur Inbetriebsetzung
des Eichnockensequenzzeitgebers, der
von der Relaisstromquelle (rechts unten in Fi g. 1) mit
Strom versorgt wird. Der Eichnockensequenzgeber setzt dann über die Sequenznocken die Arbeitsfolgen
der Stellmotoren zur Bewegung der Meßeinrichtung aus ihrer Meßstellung in die den Eichblöcken zugeordnete
Stellung sowie zur Steuerung der Eichblöcke
in und aus den Strahlengang zwischen der Isotopenquelle und den zugeordneten Strahlungsdetektoren in
Betrieb, wie durch die von dem Eichnockensequenzgeber zu den jeweiligen Verstärkerschaltkreisen und
dem Einschaltkreis verlaufenden Pfeile verdeutlicht wird.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Feuchtigkeitsmeßeinrichtung für einen Schüttgutstrom, insbesondere auf einem Förderband,
mit einer Isotopenquelle für schnelle Neutronen und Gammastrahlen und zugeordneten
Strahlungsdetektoren, von denen einer auf die von den Protonen abgebremsten langsamen Neutronen
anspricht und eer andere auf in Abhängigkeit von der Masse des Schüttguts geschwächte Gammastrahlung
anspricht, und mit einer Recheneinrichtung zur Bildung des Quotienten aus den Ausgangsgrößen
der Strahlungsdetektoren als Maß für den Feuchtigkeitsgehalt in Gewichtsprozenten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Isotopenquelle (28) und die zugeordneten Strahlungsdetektoren
( V3 bis Kx; V1, bis K1x) in mittels Stellmotoren
verstellbaren Halterungen (C, 20) angeordnet sind und durch eine die Stellmotoren
schaltende Zeitsteuereinrichtung aus einer Eichblöcken (40, 42) zugeordneten Stellung in eine
Meßstellung und zurück selbsttätig verstellbar sind, und daß die Eichblöcke (40, 42) mittels von
der Zeitsteuereinrichtung geschalteten Stellmotoren in den Strahlengang zwischen der Isotopenquelle
(28) und den zugeordneten Strahlungsdetektoren (V3 bis Kx; K9 bis K1x) selbsttätig
verstellbar sind.
. Feuchtigkeitsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen
(C, 20) aus einem auf Rollen (22) und Schienen (16,18) geführten Wagen (20) bestehen,
in dem die Strahlungsdetektoren (V3 bis Kx; V,,
b's K1x) gelagert sind, und über denen an einem
C-förmigen Bügel (26) die Isotopenquelle (28) angeordnet ist, und daß die Eichblöcke (40, 42)
an von den Stellmotoren verstellbaren Parallelogrammschwinghalterungen (52, 56, 68, 70) gelagert
sind.
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |