DE1598950C3 - Feuchtigkeitsmeßeinrichtung für einen Schüttgutstrom - Google Patents

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 /.ur 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 Isotopenquellc 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 Isotopünquelle umgebenden Bleischild und einer Gehäusewaad-i.st ein einsetz- und ausnehmbares Eichnormai vorgesehen, das zum einen in bestimmten ίο Stellungen des Strahlungsrohrdetektors als Schutzschild hinsichtlich schneller Neutronen und /um 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 funktionell¹ 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. H 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
Fig. 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 Strahlungsdetektoreu K₁ bis K_x (Fig. 9); K₁, bis K_1x (Fig. 11) der Feuchtigkeitsmeßeinrichtung sind, 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 Eiehblöcken 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 Fig. 3 nach links bewegen kann.

Wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist, weist der Rahmen 10 zwei seitlich auf Abstand stehende Schiencnlöund 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 V_H und V₁, bis K_1x zusammen mit letzteren nötwendig zugeordneten elektrischen Schaltungselementen 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 (F i g. 5) mittels eines elektrisch betriebenen Kettenantriebs (Fig. H) 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 F i g. 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 der einen Richtung und bei Umsteuerung des Stellmotors 31 in der entgegengesetzten Richtung bewegt.

Die Eichblöcke 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 Eichblöcke 40 und 42 von einzelnen, gegeneinander elektrisch verriegelten pneumatischen Zylindern 44 und 46 bewirkt wird. In beiden Eichblöcken werden Kombinationen verschiedener Materialien venvendet, 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 L4 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 Eichstcllung 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 Schalterbetäligungsglicd 94 an der Vorderseite des Rahmens in Berührung. Der Grenzschalter 86 weist Eichpositionskontakte 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 Prallglicd, 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.

^J5 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 verbimdenen Membranen ausgeübt. Die Druckerhöhung bewirkt daher, daß beide Membrane sich nach oben wölben und ein unteres Kugelventil 120 öffnen. Die resultierende Luftströmung aus der Luftquellc 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 Kugelventilanordnung wirkt daher gewissermaßen als Druckverstärker. Die große Luft-

durchlaßkapazität der Kugelventile läßt rasche Änderungen des Ausgangsdruckes zu. Ist der Ausgangsdruck im Vergleich zu dem Konvertereingangsstrom zu hoch, so arbeitet die Vorrichtung in der umgekehrten Weise.

Das heißt, der Balken entfernt sich von der Dü.sc, wobei der Düsenrückdruck vermindert wird und die Membrane sich 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 Schüttgut zuzusetzenden Wassers bestimmt.

An Hand der Fig. 9, 10 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 /?9 aus einer Hochspannungsquelle mit Gleichspannung versorgt werden.

Die Spannungsquelle besteht aus dem herkömmlichen Halbwellengleichrichter, in dessen Ausgangskreis ein Regelwiderstand /?8 und eine Regelröhre V_x 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 K, bis K₈ sind für schnelle Neutronen unempfindlich, erzeugen jedoch auf Grund einer Gammastrahlung Spannungsimpulse 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 K₁ bis K_x erzeugten Spannungsimpulse werden über einen Kondensator C6 zur Basiselektrode eines Transistors Ql geleitet, der in der ersten Stufe eines herkömmlichen zweistufigen Wechselstrom-Transistorvorverstärkers angeordnet ist. Dieser Verstärker wird von einem Niederspannungs-Vollwellengleichrichter mit Strom versorgt, der im oberen Teil der Fi g. 9 dargestellt ist, und dessen Ausgangsspannung von einer Zcnerdiode D 3 geregelt wird. Die zweite Verstärkerstufe enthält einen Transistor Q2, der als Emitterfolgeschaltung arbeitet, da die Kollektorelektrode eine direkte Verbindung mit der Niederspannungsquelle aufweist, und da im Emitterelektrodenkreis ein unüberbrückter Widerstand /i 16 verwendet wird. Der Transistorvorverstärker verstärkt die Spannungsimpulse, die am Widerstand R9 von den Strahlungsdetektoren für Neutronen K, bis K_x erzeugt werden, und die am Emitterwiderstand Λ16 der zweiten Stufe erzeugten verstärkten Spaiipungsimpulse werden über einen Kondensator C9 und ein Koaxialkabel LlO zur Primärwicklung eines Transformators 73 geleitet. Der Wert des Emittcrwiderstandes R16 wird in der herkömmlichen Weise so gewählt, daß die Ausgangsimpedan/, 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 steht über einen Kondensator ClO (Fig. 10) 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 Transistorstufe enthält einen Kollektor-Belastungswidcrstand, der aus dem Widerstandselement eines Potentiometers R18 besteht, an dem verstärkte Spannungsimpul.se positiver Polarität erzeugt werden. Die Basiselektrode des Transistors Qi erhält die herkömmliche Vorspannung durch eine degenerative Vorspannungsanordnung mit einem Spannungsteiler, der aus den einander nachgeschalteten Widerständen RIl und /?19 besteht und zwischen die Kollektorclektrodc des Transistors Q3 und Erde geschaltet ist. Der Transistor Q3 wird gegen Eingangsspannungsimpulse mit übermäßig hoher Amplitude durch die Diodengieiehrichter 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 Q5 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 QS am Emitterwidersland 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 /?21 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 Q4so eingestellt werden, daß eine Auswahl derSpannungsimpulse mit kleiner Amplitude erfolgt, die von der Gammastrahlung der Strahlungsdetektoren für Neutronen K, bis K_x 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 K_x erzeugten verstärkten Neutronenpotentialimpulse ausgewählt werden, die eine genügend hohe Amplitude aufweisen, um den aus den Transistoren Q4 und QS 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 Spannungsimpulse werden über einen Kondensator C14 einem Impulsintegrationskreis zugeführt, der eine parallelgeschaltete Diode D9 und eine nachgeschaltete Diode DJO umfaßt mit der dargestellten Polung, sowie einen Überbrückungskondensator CJ5 und einen Widerstandsspannungsteiler, der aus einem Widerstand /?27 und aus dem diesem nachgeschalteten Widerstandselement eines Potentiometers /?28 besteht. Die Werte für die Schaltungselemente dieses Ausgangskreises sind so gewählt, daß eine Zeitkonstante bestimmt wird, bei der die Spannungsausgangsimpulse des Multivibrators im Ausgangskreis so integriert sind, daß am Potentiometer R28 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.

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Ein durch Einstellen des Schleifkontaktes des Potentiometers R28 ausgewählter Anteil dieser Gleichspannung wird mit einem Nullbezugswert einer Gleichspannung verglichen, die durch Einstellen eines Potentiometers /?32 ausgewählt wird, dessen Widerstandselement mit einem nachgeschalteten Widerstand /?31 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 Tl2, dessen Sekundärwicklung mit dem Eingangskreis des Aufzeichnungsverstärkers RA-U) 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 R2$ in Verbindung steht. An die Primärwicklung des Eingangstransformators 7*12 sind die ortsfesten Kontakte eines Vibrators angeschlossen, mit denen ein bewegbarer Kontaktarm abwechselnd einen Kontakt herstellt, der von einer Erregungswicklung K_1n 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-2 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 2 eines Eichrelais RL-H) mit dem Schleifkontakt des Nullbezugs-Potentiometers R-32 in Verbindung steht.

Der Strahlungsdetektor für Gammastrahlen enthält eine Gruppe von halogengelöschten Geigerzählrohren K₁, bis K_1x (Fig. 11). die aus einer regulierten Hochspannungsquelle über die betreffenden Widerstände R61 bis /?76 einzeln erregt werden. Diese Hochspannungsquelle besteht aus dem herkömmlichen Halbwellengleichrichter mit einem nachgeschalteten Regclwiderstand R64 und dem parallelgeschalteten Regelrohr K₁, 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 K₁, bis V_n ein positives Potential zuführt. Die konzentrischen Außenelektroden dieser Geigerzählrohre sind gemeinsam an den negativen Pol der Hochspannungsquelle über den Außenleiter der Koaxialleitung LW und einen Kondensator C29 angeschlossen, zu dem eine Sericnschaltung mit einem Widerstand R61, dem Widerstandselement eines Potentiometers R62 und ein Widerstand R63 parallelgeschaltet ist. Die Geigerzählrohre K₁, bis K₁₈ sind so angeordnet, daß sie im wesentlichen den gleichen Bezirk überwachen wie die bereits beschriebenen Strahlungsdetektoren für Neutronen K, bis V^, wobei am Kondensator C29 und an den Widerständen R6\ bis Λ63 Spannungsimpulse von den Strahlungsdetektoren für Gammastrahlung K, bis K_1x erzeugt werden, wenn auf diese eine Gammastrahlungfallt.DieAnzahlderaufdie.se Weise pro Zeiteinheit erzeugten Spannungsimpulse ist der Strahlungsmengc 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 R61 bis R63 von den Strahlungsdetektoren für Gammastrahlung V₁, bis K₁₈ erzeugten Spannungsimpulse umgekehrt proportional dem Gewicht des Schüttguts auf dem Förderband.

Die von den Strahlungsdetektoren für Gammastrahlung K₁, bis K_1x erzeugten Spannungsimpulse werden von dem RC-Netzwerk integriert, das von dem Kondensator C29 und den Widerständen R6i bis R63 gebildet wird, wobei am Potentiometer R62 und am Widerstand R63 eine Gleichspannung erzeugt wird, deren Wert der Anzahl der von den Geigerzählrohren K₁, bis K_1x 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 /?62 und am Widerstand /?63 erzeugten Gleichspannung zugeführt werden. Der Transistor Ql ist zusammen mit einem Transistor Qd 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 ß7 weist eine direkte Verbindung zur Basiselektrode des Transistors Q6 auf, und die Emitterelektrode dieses Transistors weist eine Verbindung mit Erdpotential über einen Widerstand R59 und einen Stabilisierungsdiodengleichrichter D22 auf. Der Transistor Q6 arbeitet als Emitterfolge-Verstärkerstufe und erzeugt am Emitterwiderstand R59 und an der Diode 1)22 eine verstärkte Gleichspannung, die zur Basiselektrode des Transistors Ql geleitet wird, wobei ein Kondensator C28zum Emitterwiderstand /?59 und zur Diode D22 parallelgeschaltet ist, der Wechselstromkomponenien 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 (FJg. K)) zu dem einen Anschluß des Widerstandselementes des Aufzeichnungspotentiometers R35 geleitet. Der andere Anschluß des Widcrstandselementes des Potentiometers R2S erhält eine Nullbezugsspannung zugeführt vom Schleifkontakt eines Nullbezugspotentiometers R47 aus (Fig. 11), das zusammen mit einem Festwiderstand R46, einem einstellbaren Widerstand R48 und mit den zueinander parallelgeschalteten Widerständen /?49 bis /?51 an die Gleichspannungsquclle angeschlossen ist, die den soeben beschriebenen Verbundtransistorverstärker mit Gleichspannung versorgt.

Die auf diese Weise dem einen Anschluß des Aufzeichnungspotentiometers R35 zugeführte 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 R35 er-

scheinende Diiferenzspannung 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 öffnen sich die Kontakte 1 und 2 (Fig. H)) des Eichrelais RL-2 und unterbrechen den elektrischen Stromkreis vom Schleifkontakt des Aufzeichnungspotentiometers R35 zum bewegbaren Kontaktarm iles Vibrators VCiO. Die Kontakte 4 und 5 des Eichrelais RL-2 werden geöffnet, wobei die verstärkte Ausgangsgleichspannung des Verbundtransistorverstärkers Q6, Ql vom Widerstandselement des Auf-/eichnungspotentiometers 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 Eingangskreis des Verstärkers RAlO über den Eingangstransformator 7*12 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 RA10 während der Eichung erhöht wird, wie später in Verbindung mit der Schaltung des Verstärkers beschrieben wird, während die Kontakte 1 und 2 und die Koniakte 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 ties Schleifkontaktes des Aufzeichnungspotentiome-Iers R3S bewirkt.

Zu dieser Zeit erhält auch das Eichrclais RL-I (Fig. 12) Strom und öffnet die Kontakte 1 und 2 (Fig. K)), wobei die Stromversorgung des Eingangstransformutors T12 durch das Potentiometer /?28 des Strahlungsdetektors für Neutronen unterbrochen wird.

Die Kontakte 2 und 3 des Eichrelais RL-I werden geschlossen, so daß die Nullbezugsspannung des Polentiometers R47 zur Mittelanzapfung des Eingangstransformators 7Ί 2 des Verstärkers geleitet und dabei die Differenzspannung zwischen dem vorherrschenden Wert einer Nullbezugsspannung des Potentiometers /?47 und der vorherrschenden verstärkten Ausgangsgleichspannung des Verbundtransistorverstärkers Q6, Ql zugeführt wird. Danach erhält ein F.ichrelais RL-4 (Fig. 12) Strom und schließt seine Kontakte 2,3 und 5,6 (Fig. 11), wobei ein Stellmotor M2 Strom erhält, der die Einstellung des Schleifkontaktes des Nullbezugspotentiometers /?47 bewirkt. Die Stromversorgung des Stellmotors M2 erfolgt durch den Aufzeichnungsverstärker /MIO, dem zu dieser Zeit die Differenzspannung zwischen der Nullbezugsspannung vom Potentiometer R41 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 R47 so lange verstellt, bis die Nullbezugsspannung denselben Wert aufweist wie die vorherrschende verstärkte Ausgangsspannung des Verbundtransistorverstärkers Qd, Ql.

ao 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-I werden dessen Kontakte 1, 2 geschlossen und dessen Kontakte 2, 3 geöffnet, wobei die Nullbezugsausgangs spannung des Potentiometers R41 vom Eingangstransformator 7Ί2 des Verstärkers entfennt und die verstärkte Gleichspannung am Potentiometer /?28 nunmehr dem Eingangstransformator 7Ί2 des Verstärkers zusammen mit der Nullbezugsspannung am Potentiometer R32 zugeführt wird. Der Stellmotor M3 stellt den Schleifkontakt des Nullbezugspotentiometers /?32 so lange ein, bis die Nullbezugsspannung denselben Wert aufweist wie die vom Potentiometer R28 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 Meßbereicheichblock 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-S und RL-6 Strom. Die normalerweise geschlossenen Kontakte 1,2 (Fig. 11) des Eichrelais RL-6 werden geöffnet und die normalerweise offenen Kontakte 5, 6; 2, 3 und 7, 8 werden geschlossen, wobei dem Eingangstransformator 712 des Verstärkers über die parallclgeschalteten Widerstände R52, R53 und die nunmehr geschlossenen Kontakte 2, 3 des Eichrelais RL-I eine Eichspannung aus einer Bezugsspannungs-

13 14

quelle (nicht dargestellt) zugeführt wird. keine Wechselspannung.

Erhält das Eichrelais RL-S Strom, so werden dessen Die Einstellung des Gammastrahlen-Nullbezugs-

normalerweise offene Kontakte 2, 3 und 5, 6 potentiometers R41 durch den Stellmotor M2, wenn

(Fig. 11) geschlossen, wobei ein Stellmotor MA, der Nulleichblock 40 sich in dem Strahlengang zum

Strom erhält, der den Schleifkontakt des Potentiome- 5 Strahlungsdetektor für Gammastrahlung befindet,

ters /?58 einstellt. Hierauf wird der Stellmotor M4 führt dazu, daß dem Potentiometer R35 ein Nullpo- !

von dem Aufzeichnungsverstärker RAlO in Abhän- tential zugeführt wird, das einem leeren Förderband

gigkeit von der mit der Eichspannung vereinigten entspricht.

Nullbezugsspannung des Potentiometers R41 mit Die Einstellung des Potentiometers /?58 durch den

Strom versorgt, und die verstärkte Ausgangsspannung ¹O Stellmotor M4 bei Einführung des Meßbereicheich-

des Verbundtransistorverstärkers wird zu dieser Zeit blocks 42 in den Strahlengang zu dem Strahlungsde-

dem Eingangstransformator 712 des Verstärkers zu- tektor für Gammastrahlen und bei Verwendung einer

geführt, so daß der Schleifkontakt des Potentiometers Eichbezugsspannung aus der Bezugsspannungsquelle

verstellt wird, bis die Ausgangsgleichspannung des führt zu einer positiven Ausgangsspannung aus dem

Verbundtransistorverstärkers Q6, Ql plus der aus der is Verbundtransistorverstärker Q6, Q7des Strahlungs-

nicht dargestellten Bezugsspannungsquelle zugeführ- detektors für Gammastrahlen, die nach der Addition

ten Bezugsspannung gleich der Nullbezugsspannung mit der Eichspannung gleich der positiven Nullbe-

ist. zugsspannung ist, die vom Nullbezugspotentiometer

Hiernach werden die Eichrelais RL-I, RL-5 und R41 zugeführt wird, und die einem Schüttgut mit ei-

RL-6 abgeschaltet, und die Eichrelais RL-9 und RL- ²⁰ nem normalen Gewicht auf dem Förderband ent-

10 erhalten nunmehr Strom. Hierbei werden die Kon- spricht. Die Einstellung des Nullbezugspotentiome-

takte 2, 3 (Fig. 10) des Eichrelais RL-I geöffnet, ters R32 für den Strahlungsdetektor für Neutronen

während die Kontakte 1, 2 letzteren nunmehr ge- durch den Stellmotor M3 bei Anordnung des Null- \

schlossen werden, wobei der Eingangstransformator eichblocks in dem Strahlengang zwischen der Iso-

712 des Verstärkers mit dem Neutroncnspannungs- ²5 topenquelle für schnelle Neutronen und dem zuge-

potentiometer R28 verbunden wird. Zu dieser Zeit ordneten Strahlungsdetektor bewirkt, daß dem Po-

öffnen sich die normalerweise geschlossenen Kon- tentiometer R35 ein Nullpotential zugeführt wird, das

takte 1, 2 (Fig. 10) des Eichrelais RL-H), während dem Zustand eines trockenen Förderbandes, auf dem

die Kontakte 8,9 und die Kontakte 2,3 sich schließen, sich ein im wesentlichen trockenes Schüttgut befindet,

wobei eine Eichbezugsspannung aus der nicht darge- 3<> entspricht. (Hierbei ist berücksichtigt, daß in dem

stellten Bczugsspannungsquelle zusammen mit den Gummimaterial des Förderbandes immer Wasser-

die entgegengesetzte Polarität aufweisenden Span- Stoffatome enthalten sind.)

nungen des Nullbezugspotentiometers R32 und des Die Einstellung des Meßbereichpotentiometers;

Potentiometers R28 zugeführt werden. Die Kon- R28 für den Strahlungsdetektor für Neutronen bei

takte 2,3 und5,6 des Eichrelais RL-9 (Fig. 10) wer- 35 Einführung des Meßbereicheichblocks 42 in den

den nunmehr geschlossen, wobei ein Stellmotor M5 Strahlengang zwischen der Isotopenquelle für schnelle

aus dem Ausgangskreis des Aufzeichnungsverstärkers Neutronen und dem zugeordneten Strahlungsdetektor

RAiO Strom erhält. Der Stellmotor M5 stellt den und bei Verwendung einer Bezugsspannung aus der

Schleifkontakt des Potentiometers #28 so lange ein, Bezugsspannungsquelle bewirkt, daß der Potentio-

bis die Gleichspannung aus dem Potentiometer, die 4° meter R28 dem Potentiometer R3S eine positive

dem Eingangstransformator T12 zugeführt wird, Spannung zuführt, die gleich der Nullbezugsspannung

gleich der Eichbezugsspannung plus der NuUbczugs- des Potentiometers R32 plus der Eichbezugsspannung

spannung ist. Hiernach werden die Eichrelais RL-9 für die Bedingungen ist, daß das Förderband ein

und RL-H) sowie die Eichrelais RL-2, RL-3 und RL-8 Schüttgut mit einem normalen Feuchtigkeitsgehalt

abgeschaltet. 45 trägt.

Hiernach arbeiten die Strahlungsdetektoren für Nach beendeter Eichung würde daher ein ein nor-

Neutronen und Gammastrahlen in der normalen males Gewicht aufweisendes, auf dem Förderband

Weise, so daß die Meßeinrichtung den Meßbereich- befindliches Schüttgut zu Spannungen cntgegenge-

eichblock 42 messen kann. Wenn die Meßeinrichtung setzter Polarität am Nullbezugspotentiometer /?47

während dieser Anfangseichung nicht ordnungsgemäß 5° und am Verbundtransistorverstärker ß6, Ql für den

geeicht worden ist, so leuchtet eine Nacheichlampe Strahlungsdetektor für Gammastrahlung führen, so

auf, worauf nochmals eine Eichung von Hand einge- daß letzterer dem Potentiometer /?35 eine Spannung

leitet werden soll, um konvergierende Einstellungen zuführen würde, die gleich der Eichbezugsspannung

des Neutronen-Nullbezugspotentiometers R32, des ist. Bei Schüttgutströmen mit einem normalen Feuch-

Gammastrahlen-Nullbezugspotentiometers /?47, des 55 tigkeitsgehalt würden dem Vibrator KClO und dem

Gammastrahlen-Meßbereichpotentiometers R58 und Eingangstransformator Tl 2 des Verstärkers von dem

des Neutronen-Meßbereichpotentiometers R28 zu Bezugsspannungspotentiometer R32 und von dem

bewirken. Während der Anfangseinstellung der Meß- Spannungspotentiometer i?28 für den Strahlungsde-

cinrichtung sollen von Hand so viele Nacheichungen tektor für Neutronen Gleichspannungen entgegenge-

vorgenommen werden, bis die Nacheichlampe am 60 setzter Polarität zugeführt werden, die gleich der

Ende einer Eichperiode nicht mehr aufleuchtet, was Eichbezugsspannung sind. i

eine ordnungsgemäße Eichung der Meßeinrichtung Nach der Eichung der Strahlungsdetektoren für

anzeigt. Neutronen und Gammastrahlen in der beschriebenen

Nach ordnungsgemäßer Eichung der Strahlungsde- Weise werden der Meßbereicheichblock 42 selbsttätig

tektoren für Neutronen und Gammastrahlen wird dem 65 zurückgestellt und die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung

Eingangstransformator Π 2 und den Kontakten des selbsttätig in die Meßstellung am Förderband zurück-

Vibrators VClO keine Gleichspannung zugeführt und geführt. Solange das Förderband ein Schüttgut mit

damit dem Aufzeichnungsverstärker RAlO auch dem normalen Gewicht und dem normalen Feuchtig- '

keilsgchalt befördert, so lange erzeugen die Strahlungsdetektoren für Neutronen und Gammastrahlen Spannungen, die gleich der Eichbezugsspannung sind und dem Potentiometer, dem Vibrator KCl 0 und dem Eingangstransformator 712 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 K, bis K_1x herabgesetzt mit der Folge, daß die Ausgangsgleichspannung des Verbundtransistorverstärkers Qd, Ql vermindert wird. Die Spannung des Nullbezugspotentiometers Λ47 ist nun größer als die Ausgangsspannung des Verstärkers, dem Potentiometer /?35 wird von dem Nullbezugspotentiometer R41 ein kleines positives Potential zugeführt, und der Eingangstransformator 712 des Verstärkers erhält von dem Vibrator KClO 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. K) nach rechts verschoben wird, bis ein Punkt erreicht ist, bei dem die Gleichspannung am Vibrator KClO und am Eingangstransformator 712 des Verstärkers, nochmals Null wird.

Diese neue Einstellung des Potentiometers /?35 entspricht einer Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes des Schüttguts in Gewichtsprozenten und kann im Bedarfsfall dazu dienen, dem Schüttgut selbsttätig Wasser zuzusetzen, bis der Feuchtigkeitsgehalt wieder den gewünschten Gewichtsprozentsatz aufweist. Das Potentiometer R35 steht mit einem Potentiometer (nicht dargestellt) in Verbindung, von dem die Spannung mittels eines Schleifkontaktes, der von der Schleifkontaktwclle des Potentiometers /?35 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 Λ35 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 K_x sich entsprechend erhöht. Hierdurch wird am Potentiometer /?28 eine höhere positive Gleichspannung erzeugt. Die nunmehr dem Vibrator KClO und dem Eingangstransformator 712 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 712 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 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 SlO (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 10MS7 der Zeitsteuereinrichtung Strom und bestimmt eine Zehnminutensequenz, wobei Nocken A, M, B, C, D usw. eine volle Umdrehung ausführen, wonach die Zeitsteuereinrichtung anhält. Bei 2° der Arbeitsfolge schließt die Nocke J ihren Kontakt und versorgt ein Motorsteuerrelais RL-MC (Fig. 13) mit Strom.

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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 [NuIIJ). Ferner schließt die Nocke 77 üen 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-X (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 B - 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-I (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 ÄL-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-W 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-X 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. Fi g. 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,

so eingegeben. Zugleich wird dem Schaltkreis des Verbundtransistorverstärkers die Nullbezugsspannung eingegeben, wobei die Differenz aus Nullbezugsspannung und Ausgangsspannung des Verbundtransistorverstärkers 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-Zeitsteuereinrichtung 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)

Patentansprüche:

1. Feuchtigkeitsmeßeinrichtung für einen Schüttgutstrom, insbesondere auf einem Förderband, mit einer Isotopenqiielle 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 ( K, bis K_x; K, bis K_1x) 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 ( V_x bis K_x; K₁, bis K_ls) selbsttätig verstellbar sind.

. Feuchtigkeitsrncßeinriehtung 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 ( K, bis K_n; K₁, bis K₁J 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 Parallelogrammschwinghalterungcn (52, 56, 68, 70) gelagert sind.