DE19620526A1

DE19620526A1 - Metalldetektor zum Erkennen von Metall im Erntegutfluß

Info

Publication number: DE19620526A1
Application number: DE19620526A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Weis; Klaus Schulze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-11-27
Also published as: FR2748892A1; FR2748892B1; US5901534A

Description

Die Erfindung betrifft einen Metalldetektor zum Erkennen von Metall im Erntegutfluß zwischen rotierenden Maschinenelementen von Erntemaschinen insbesondere von Feld häckslern.

Metalldetektoren befinden sich bei fast allen Herstellern in einer der Messertrommel vorge schalteten Zuführwalzen. Aus Funktions- und Verschleißgründen bevorzugen die Produzenten Zuführwalzen, deren Mäntel aus nichtmagnetisierbaren Stahl bestehen. Alle Metalldetektoren arbeiten mit Permanentmagneten, deren Feldlinien durch den Walzenmantel hindurch den Erntegutflußkanal durchdringen. Aus der US-A-3 972 156 ist ein Metalldetektor mit einem zu einer Spule gewickelten Leiter bekannt, wobei die Spule über die gesamte Breite der Zuführ walze reicht. Derartige Spulen geben kein Ortungssignal ab, wenn sich das Metall in der Mitte der Magnet- und Spulenanordnung befindet.

Diesen Nachteil sucht man durch die Anordnung mehrerer nebeneinander liegender Spulen bzw. Spulen-Magnetsysteme mit zum Teil sich überlappenden Spulen zu umgehen. Die Spulen sind bei unterschiedlicher Magnetpolung in Additions- bzw. Kompensationsschaltung zusammengeschaltet und liefern einer Signalverarbeitungseinrichtung ein Gesamtsignal. Die Signalverarbeitungseinrichtung verstärkt das gewonnene Gesamtsignal aller Spulen, filtert es und vergleicht es mit einem Schwellwert, der größer ist als ein durch Störungen verursachtes Störsignal. Ist das Gesamtsignal größer als der Schwellwert, erzeugt die Signalverarbeitungs einrichtung ein Signal, das die Stoppeinrichtung der Zuführwalzen aktiviert, die Zuführwalzen und damit den Erntegutfluß in kürzester Zeit zum Stillstand bringt.

Aus der DE-OS 41 40 812 ist dazu eine Vorrichtung zum Erkennen von ferromagnetischen Fremdkörpern bekannt, bei der die Magnetfelderzeugung eine ungerade Anzahl von Magnet polen hat und die Magnetpole in einer Linie quer zum Erntegutflußkanal angeordnet sind. Die Aufnahmespulen sind hintereinander geschaltet, so daß sich die in ihnen induzierten Span nungen addieren. Bei Verwendung einer Zuführwalze aus Kunststoff gibt es hier keine von der Zuführwalze herrührenden Störungen. Bei Zuführwalzen, deren Mäntel aus nichtmagnetisier baren Stahl bestehen, befinden sich im Walzenmantelmaterial magnetische Inhomogenitäten (ferritisches Gefüge). Diese verursachen aufgrund ihrer Nähe zum Magnet Störungen, die die Empfindlichkeit begrenzen. Eine weitere Störsignalursache stellt der Wirbelstromeffekt dar. Bei der Bewegung des elektrisch leitenden Walzenmantels über einem Magnetfeld werden in diesem elektrische Ströme induziert, die um sich Magnetfelder ausbilden, die das Detektorfeld stören. Da die Störspannungen von der Drehgeschwindigkeit und dem elektrischen Innen widerstand des Walzenmantels abhängen, sind sie Ursache für einen schwer zu erfassenden Störpegel. Damit ist die Empfindlichkeit aller solcher Schaltungen begrenzt. Auch die Ver wendung von Hallsensoren und schräg verlaufender Magnetfelder bringt zwar eine Platz ersparnis aber keine Verbesserung der Empfindlichkeit (EP 0 666 021). Der Metalldetektor zum Erkennen metallischer Fremdkörper nach EP 0 702 248 erlaubt zwar eine genaue Ortung des Metallteils über der Spulenanordnung. Da aber die Spulen in Sternschaltung zusammen gefaßt sind und ein Summensignal von allen Spulenspannungen ausgewertet wird, ist auch hier die Empfindlichkeit durch die vorgenannten Störquellen stark herabgesetzt.

Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, einen Metalldetektor zum Erkennen von Metall im Erntegutfluß zu finden, dessen Empfindlichkeit gegenüber den unvermeidlichen Störsignalen gesteigert ist und der auf einfache Weise eine Ortung des metallischen Fremdkörpers erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs offenbarten Erfindung. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine Schaltungsanordnung eines Metalldetektors zum Erkennen von Metall im Erntegutfluß.

Der Metalldetektor besteht im wesentlichen aus der Magnetwanne 1, die fest in einer der Zuführwalzen integriert ist. In der Magnetwanne 1 befinden sich drei Permanentmagnete 2, 3, 4. Um diese Permanentmagnete 2, 3, 4 sind Spulen 5, 6, 7 zu Signalerzeugung gelegt. An jeden Spulenausgang wird separat je ein Verstärker 8,9 oder 10 angeschlossen, dem je ein Filter 11, 12 und 13 nachfolgt. Den Filtern 11, 12 und 13 folgt je ein Schwellwertschalter 14, 15 und 16. Die Ausgänge der Schwellwertschalter 14, 15 und 16 sind über eine Oder- Schaltung 17 zusammengeschaltet. Diese Gesamtschaltung stellt die Signalverarbeitungseinheit 18 dar. Dem Ausgang der Signalverarbeitungseinheit 18, der gleichzeitig der Ausgang der Oder-Schaltung 17 ist, folgt eine Stoppeinrichtung 19. Die in den Spulen 5, 6 oder 7 induzierten Spannungen werden verstärkt, gefiltert und den zugehörigen Schwellwertschaltern 14, 15 oder 16 zugeführt. Wenn die verstärkte und gefilterte Signalspannung U größer als eine einstellbare Schwellwertspannung U_schw ist, wird in dem jeweiligen Schwellwertschalter 14, 15 oder 16 unabhängig von jedem anderen ein Stoppsignal erzeugt. Dieses Stoppsignal wird an die Oder-Schaltung 17 weitergeleitet. Damit wird die Oder-Schaltung 17 aktiviert und die Stoppeinrichtung 19 angesteuert, die den Antrieb der Zuführwalzen stoppt. Gleichzeitig wird angezeigt, welche der Spulen 5, 6 oder 7 das Stoppsignal erzeugt hat, womit auf einfache Weise die Lage des Fremdkörpers geortet wird.

Diese getrennte Signalverarbeitung hat den Vorteil, daß das über einem Permanentmagneten 2, 3 oder 4 durch Fremdkörper erzeugte Nutzsignal relativ zu dem über dem jeweiligen Permanentmagneten 2, 3 oder 4 erzeugten Störsignal größer ist als wenn die Signale aller Permanentmagneten 2, 3 und 4 addiert werden. Damit ist der Nutz-Stör-Signal-Abstand größer und in jedem Schaltungszweig separat einstellbar. Damit verbessert sich der Nutz-Stör- Abstand gegenüber bekannten Anordnungen und durch die separate Einstellbarkeit der einzelnen Schwellwerte kann der Metalldetektor optimal an die Maschinengegebenheiten angepaßt werden.

Bezugszeichenliste

1 Magnetwanne
2 Permanentmagnet
3 Permanentmagnet
4 Permanentmagnet
5 Spule
6 Spule
7 Spule
8 Verstärker
9 Verstärker
10 Verstärker
11 Filter
12 Filter
13 Filter
14 Schwellwertschalter
15 Schwellwertschalter
16 Schwellwertschalter
17 Oder-Schaltung
18 Signalverarbeitungseinheit
19 Stoppeinrichtung

Claims

1. Metalldetektor zur Erkennung von Metall im Erntegutfluß mit mehreren Permanent magneten (2, 3,4 ) zur Erzeugung eines den Erntegutflußbereich durchdringenden Magnet feldes, mit Spulen (5, 6, 7), die bei Fremdkörperdurchgang durch das Magnetfeld Nutzsignale erzeugen und einer Signalverarbeitungseinheit (18) zur Verarbeitung der erzeugten Signale, dadurch gekennzeichnet, daß an jede der Spulen (5, 6, 7) separat je ein Verstärker (8, 9, 10) und ein Filter (11, 12, 13) angeschlossen ist, dem je ein Schwellwertschalter (14, 15, 16) nachfolgt, und daß die Ausgänge aller Schwellwertschalter (14, 15, 16) über eine Oder- Schaltung (17) zusammengeschaltet sind, der eine Stoppeinrichtung (19) folgt.

2. Metalldetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (8, 9, 10) der Spulen (5, 6, 7) unterschiedliche Verstärkungsfaktoren besitzen.

3. Metalldetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verstärkern (8, 9, 10) nachgeschalteten Filter (11, 12, 13) unterschiedliche Filterkennlinien besitzen.

4. Metalldetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschalter (14, 15, 16) unterschiedliche Schwellwerte besitzen.

5. Metalldetektor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schwellwertschalter (14, 15 oder 16) mit einer den angesteuerten Schwellwertschalter (14, 15 oder 16) angebenden Ansprechanzeige verbunden ist.