DE2823705A1

DE2823705A1 - Verfahren zum bestimmen des anteils wenigstens eines materials in einer sich bewegenden materialmischung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2823705A1
Application number: DE19782823705
Authority: DE
Inventors: Ian Adsley; John Stanton Wykes
Original assignee: Coal Industry Patents Ltd
Current assignee: Coal Industry Patents Ltd
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1978-12-07
Also published as: US4275298A; FR2393297A1; ZA783096B; ZA783095B; CA1114524A; FR2393297B1; AU3666378A; US4374326A; DE2823783A1; FR2393325B3; CA1118915A; FR2393325A1; AU3666478A; AU515060B2; GB1593991A

Description

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Coal Industry (Patents) Limited Hobart House,Grosvenor Place LONDON, SWlX 7AE, England

Verfahren zum Bestimmen des Anteils wenigstens eines Materials in einer sich bewegenden Materialmischung und Vorrichtung zur

Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Anteils wenigstens eines Materials in einer sich bewegenden Materialmischung. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf die Bestimmung der Beschaffenheit Kohle-Gestein-Mischung auf einem Bandförderer. Derartige Mischungen aus Kohle und Bergen oder Gesteinen werden beispielsweise in Kohleanlagen auf Förderern transportiert. Die Berge oder das Gestein können aus Gesteinsschichten neben dem Kohlenflöz oder aus Bergpnmitteln innerhalb des abzubauenden Flözes stammen. Es ist erforderlich, daß der Transport von Kohle und Gestein über das Förderernetzwerk überwacht und gesteuert wird und dafür muß die Zusammensetzung der Mischung aus Bergen und Kohle bekannt sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Anteil wenigstens eines Materials in einer'sich bewegenden Materialmischung zu bestimmen.

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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß die Intensität einer von wenigstens einem der Materialien ausgesendeten Strahlung erfaßt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das zur Bestimmung des Anteils wenigstens des einen Materials in der Materialmischung mit wenigstens einem vorbestimmten, einem bekannten Materialanteil entsprechenden Referenzsignal verglichen wird.

Vorzugsweise wird die Intensität der ausgesendeten Strahlung über eine Zeitspanne erfaßt und gemittelt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Sensor zum Erfassen der von wenigstens einem der Materialien ausgesendeten Strahlung sowie zur Abgabe eines der Intensität entsprechenden elektrischen Signals und durch einen Komparator zum Vergleich des abgegebenen elektrischen Signals mit wenigstens einem vorbestimmten, einem bekannten Materialanteil entsprechenden Referenzsignal, sowie zur Abgabe eines zweiten elektrischen Signals, das das Vergleichsergebnis und damit den Anteil des Materials in der Mischung angibt.

Vorzugsweise ist ein Mittelwertbildner an den Sensor angeschlossen, um die erfaßte Strahlungsintensität über eine Zeitspanne zu mitteln.

Der Sensor kann Szintillationskristall und einen Fotoelektronen-Vervielfacher aufweisen, der die Szintillation aller Szintillationskristalle erfaßt.

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ORIGINAL INSPECTED

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Vorteilhaft werden die Szintillationskristalle in einem flexiblen optischen Kupplungsgehäuse montiert.

Der Sensor sollte gegen Streustrahlung abgeschirmt sein.

Die Vorrichtung bestimmt zweckmäßig die Beschaffenheit des auf einem Förderer transportierten mineralischen Material, wobei der Förderer in der Nähe des Sensors abgeschirmt sein sollte.

Andererseits braucht der Sensor auch nicht gegen Streustrahlung abgeschirmt zu sein, wenn dafür wenigstens eines der Materialien den Sensor gegen Streustrahlung abschirmt.

Die Vorrichtung kann ferner eine Bandwaage zur Bestimmung der Masse des auf dem Förderer befindlichen Materials und zur Abgabe eines dritten elektrischen Signales, das die Masse angibt, aufweisen.

Darüberhinaus kann die Vorrichtung auch eine optische Einrichtung zur Bestimmung des Volumens des auf dem Förderer befindlichen Materials aufweisen.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein elektrisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 teilweise einen Schnitt (in Richtung II-II durch den Gegenstand nach Fig. 3) einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

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Fig. 3 teilweise geschnitten eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 2 mit weiteren Einzelheiten des Sensors,

Fig. 4 in schematischer Darstellung eine Kristallanordnung ,

Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 4 mit weiteren Einzelheiten,

Fig. 6 in schematischer Darstellung eine mögliche Anordnung eines Teils des Gegenstandes nach Fig. 2,

Fig. 7 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 6,

Fig. 8 eine graphische Darstellung von Kennlinien, wie sie bei Anordnungen der Fig. 6 und 7 auftreten,

Fig. 9 eine graphische Darstellung weiterer Kennlinien.

In Fig. 1 ist das allgemeine Blockschaltbild eines Erfassungsund Steuersystems mit einem Förderer 1 dargestellt. Der Förderer transportiert mineralisches Material, das in Fig. 1 nicht, dafür jedoch in Fig. 2 dargestellt ist.

Neben dem Förderer 1 ist ein Sensor 2 angeordnet, der natürliche Gammastrahlung erfaßt, die von den mineralischen Materialien abgegeben wird. Dem Sensor 2 ist eine elektrische Schaltung

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zugeordnet, die ein elektrisches Signal abgibt, das für die Intensität der erfaßten Strahlung charakteristisch ist. Die elektrische Schaltung wird weiter unten beschrieben. Ein weiterer Sensor, beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Bandwaage 3, ist in der Nähe des Sensors 2 angeordnet, so daß die Menge des Materials auf dem Förderer bestimmt werden kann. Die Bandwaage 3 liefert ein weiteres elektrisches Signal, das für die Menge charakteristisch ist.

Die Signale vom Sensor 2 und der Bandwaage 3 werden zu einer zentralen Steuerung 4 geleitet. Die zentrale Steuerung 4 verarbeitet die erhaltenen Signale und gibt, falls notwendig, ein Steuersignal an eine Ladestation 6 ab. Die Ladestation kann dann dem Bandförderer mehr oder weniger von einem oder mehreren Materialien aufgeben.

Beide erstgenannten Signale werden zur Bestimmung der Beschaffenheit des Materials auf dem Bandförderer benötigt, sofern nicht die Materialmenge auf dem Bandförderer im wesentlichen konstant bleibt oder oberhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt ,wie weiter unten erklärt werden wird.In diesem Fall werden lediglich die Signale des Sensors 2 benötigt. Die Zweckbestimmung und Verwendung der Signale aus dem Sensor 2 und der Bandwaage 3 werden weiter unten beschrieben.

Der Förderer 1 und der Sensor 2 sind mit weiteren Einzelheiten in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Der Förderer ist schematisch dargestellt und weist Tragkonsolen lo,ll mit darauf montierten Rollen 12 bzw. 14 auf. Ein Förderband 16 (oder eine Kratzkette) läuft über die Rollen 12, 14. Andere (nicht dargestellte) Förderer können eine andere Anzahl von Tragkonsolen und/oder Rollen aufweisen. Auf dem Förderband 16 wird mineralisches

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Material 18 transportiert.

Der Sensor 2 weist Szxntxllatxonskristalle 21,ζ.B. aus Natriumjodid, einen Fotoelektronen-Vervielfacher 22, einen Vorverstärker, eine Hochspannungsversorgung 24 sowie einen Zähler 25 mit Verstarker und Zeitmesser auf.

Der Zähler 25 ist an einen Komparator 26 angeschlossen, dem vorbestimmte Vergleichswerte aus einem Speicher 27 für Referenzsignale zugeführt werden. Der Zähler weist außerdem einen Mittelwertbildner 25' auf, der dazu dient, Schwierigkeiten bei in homogener Mineralbeladung des Förderers zu überwinden. Das wird im einzelnen später erläutert. Der Ausgang des Komparators 26 ist an die obengenannte zentrale Steuerung 4 angeschlossen.

In Fig. 4 ist eine Kristallanordnung dargestellt, deren Volumen ausreicht, um die schwache Strahlung, die in einer Kohlengrube vorhanden ist, zu erfassen. Es handelt sich dabei um die beiden Szintillationskristalle 41 und 42. Jeder Kristall besitzt eine im wesentlichen zylindrische Gestalt und ist so bemessen, daß sein Durchmesser im wesentlichen die gleiche Größe besitzt, wie seine Länge. Derartige Kristallabmessungen besitzen einen

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größeren Bruchwiderstand als Abmessung/mit von der Länge verschiedenem Durchmesser.

Die Kristalle 41 und 42 sind mit einem optisch opaken Material 43 beschichtet. Der röhrenförmige Fotoelektronen-Vervielfacher ist mit einem weiteren optisch opaken Material 43' beschichtet. Die opaquen Materialien 43 und 43' sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 4 nur teilweise dargestellt. Tatsächlich bedecken sie die gekrümmten Oberflächen beider Kristalle und die dem Kristall 42 abgewandte Stirnfläche des Kristalls 41.

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Der Fotoelektronen-Vervielfacher 2 2 ist auf der dem Kristall M-I abgewandten Seite neben dem Kristall 42 angeordnet. Die beschriebene Kristallanordnung stellt sicher, daß eine optische Aktivität, die in einem der Kristalle 11 oder 42 auftritt, vom Vervielfacher 22 aufgenommen wird, wobei eine optische Aktivität im Kristall 41 durch den Kristall 42 übertragen wird. Eine äußere optische Aktivität wird vom Vervielfacher 22 durch die optisch opaken Materialien 43 und 43' ferngehalten.

Wie man Fig. 5 entnimmt, wird die Kristallanordnung nach Fig. von einer flexiblen optischen Gehäusekupplung gehalten, die vorzugsweise aus einer nachgiebigen Silikongummi-Mischung 55 besteht. Die Kristalle sind vom opaken Material 43 umgeben, das ist jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen worden. Die nachgiebige Silikongummi-Mischung 55 ist teilweise oberhalb der Kristalle 41 und 42 weggeschnitten, so daß Ausnehmungen 5 7 und 5 8 neben den Kristallen 41 bzw. 42 gebildet sind. Diese Ausnehmungen oder Fenster sind vorgesehen, daß Gammastrahlen niedriger Energie die Kristalle ohne Dämpfung durch den Silikongummi erreichen können. Ein netzartiger Träger hält die Kristalle und den Vervielfacher im wesentlichen fluchtend, um ein Vergießen zu ermöglichen. Der netzartige Träger 46 erstreckt sich nicht über die Ausnehmungen 57 und 58.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungbeispiel handelt es sich um einen Sensor 3o mit Kristallanordnung für industrielle Zwecke.

Die Kristallanordnung wird in einem leichten, für Gammastrahlen durchlässigen und optisch opaken Behälter 31 vergossen. Der Behälter 31 ist in einem weiteren Behälter 32 untergebracht, der für Gammastrahlung im wesentlichen opak ist. Zwischen den Behältern 31 und 32 befinden sich nachgiebige Packungen oder Kissen, um die Vibrationen des äußeren Behälters 32 und

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darauf auftreffende Stöße zu dämpfen, sowie den inneren Behälter 31 zu schützen.

In Fig. 2 erkennt man die Oberseite 34 des Sensors. Die Oberseite 34 besteht aus einem Fenster aus einem für Gammastrahlen durchlässigen Material, vorzugsweise einem Polykarbonat, das ein hohes Festigkeit-Gewichtsverhältnis besitzt. Die Größe des für Gammastrahlen durchlässigen Fensters ist so eingerichtet, daß nur Strahlung, die in einem im Hinblick auf die Kristalle durch das Fenster bestimmten festen Winkel einfällt,empfangen werden kann.

Oberhalb des Förderers 1 ist ein weiterer Strahlungsschild 35 angeordnet, um zu verhindern, daß Streustrahlung auf die Szintillations-Kristalle 21 durch das Fenster 34 gelangt. Dieser Schild 35 ist auf Stützen 36 und 37 montiert. Infolgedessen kann nur Strahlung, die von der Geomethrie der Abschirmung durchgelassen wird, oder Strahlung von dem auf dem Förderband befindlichen Mineral die Kristalle 21 aktivieren.

Zum besseren Verständis der Erfindung sei bemerkt, daß Kohle praktisch keine natürliche Gammastrahlung emittiert, im Gegensatz zu Bergen oder Gesteinen, die eine meßbare Menge natürlicher Strahlung emittieren.

Das auf dem Förderer transportierte Mineral kann praktisch alle Materialmischungen aus Kohle und Bergen bzw. Gestein aufweisen. Es kann beim Laden des Förderers vorkommen, daß trotz eines festen vorgegebenen Verhältnisses von Kohle zu Gestein auf dem Förderband das Material inhomogen geladen wird. So kann z.B. bei einem Verhältnis von 5o % Kohle und 5o % Bergen auf dem Förderband in Extremfällen die gesamte Kohle oben auf

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dem beförderten Mineral oder das gesamte Gestein oben auf dem beförderten Mineral befinden.

Fig. 6, in die, soweit notwendig, die bisher verwendeten Bezugszeichen eingetragen worden sind, zeigt einen derartigen Zustand extrem in homogener Bandbeladung. Die Kohle 6ο befindet sich oben auf dem beförderten Material und die Berge bzw. das Gestein 61 befindet sich am Grund des beförderten Materials. Fig. 7 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 6 mit dem Unterschied, daß die Berge bzw. das Gestein sich oben auf dem beförderten Material befindet und die Kohle die untere Lage bildet.

In Fig. 8 ist eine graphische Darstellung mit der Zählrate der Gammastrahlung als Ordinate und der Mineralzusammensetzung als Abszisse wiedergegeben. Das Niveau der Hintergrundstrahlung ist durch eine Linie 81 angezeigt.Eine Kurve 82 gibt die Strahlung wieder, die bei inhomogener Beladung des Förderers nach Fig. 6 erhalten wird und eine Kurve 83 zeigt die Strahlung, die bei inhomogener Beladung entsprechend Fig. 7 erhalten wird. Eine Linie 84 gibt eine mittlere Zählrate für die Extreme nach den Fig. 6 und 7 wieder. Man erkennt, daß bei einem 5o-prozentigen Kohleanteil die Intensität der natürlichen Gammastrahlung längs der Linie 85 variieren kann. Ferner entnimmt man der Fig. 8,daß eine inhomogene Beladung ähnliche Zählraten für die Gammastrahlen verursachen kann, wie sie mit

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Materxalmischung/erhalten werden, bei denen der Gesteinsanteil um bis zu 4o % verändert wird. Es ist deshalb wünschenswert, daß während des Betriebes eine Kurve, die der Linie 84 entspricht, verwendet wird, um derartige Veränderungen zu vermeiden. Die tatsächliche Zählrate der Gammastrahlung hängt von der natürlichen mittleren vertikalen Verteilung von Kohle und Gestein bzw. Bergen im Mineral ab. Im folgenden wird'beschrieben,

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wie Schwierigkeiten im Zusammenhang mit inhomogener Mineralbeladung während des Betriebes vermieden werden können.

In Fig. 9 ist eine graphische Darstellung mit der gemessenen Zählrate der Gammastrahlung als Ordinate wiedergegeben. Die Zählraten beruhen auf Signalen eines nicht abgeschirmten Sensors j d.h. mit einer Anordnung, bei der der im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschriebene Schild 35 oberhalb des Förderers fehlt. Man erhält infolge dessen eine Hintergrundstrahlung, die eine Zählrate erzeugt, welche durch die Linie 91 wiedergegeben ist. Wenn sich ausschließlich Kohle auf dem Förderer befindet, ist die den Sensor erreichende Hintergrundstrahlung geringer als bei unbeladenem Förderer, so daß man eine Zählrate erhält, die durch die Linie 92 wiedergegeben ist. Wenn sich ausschließlich Berge bzw. Gesteine auf dem Förderer befinden, ist die vom Sensor erfaßte Strahlung aufgrund der von den Bergen bzw. von dem Gestein ausgesendeten natürlichen Strahlung größer, so daß man eine Zählrate erhält, die durch die Linie 33 wiedergegeben ist. Um die Linie 91 für den leeren Förderer herum läßt sich ein Band 9 4 mit Zählraten definieren und ein Zählergebnis, das irgendwo innerhalb dieses Bandes liegt, zeigt" an, daß sich auf dem Band eine nicht ausreichende Materialmenge befindet (oder das eine andere Alarmsituation eingetreten ist), wie das weiter unten erläutert werden wird.

Beim Betrieb des in den Fig. 2-5 dargestellten Sensors 3o wird vom Material 18 eine Strahlung ausgesendet, die in typischer Weise eine Gammastrahlung niedrieger Energie ist. Die Strahlung gelangt durch den Förderer und durch das Fenster 31 zum Sensor 3o.Dabei wird die Strahlung von der Abschirmung so abgeschirmt bzw. geleitet, daß nur von einem

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interessierenden Materialvolumen auf den Förderer Strahlung zu dem Sensor gelangen kann. Beim Auftreffen der Strahlung auf die Szintillations-Kristalle 41 und 42 werden darin Lichtblitze erzeugt. Die Blitze werden vom Fotoelektronen-Vervielfacher 22 erfaßt j der als Folge der Blitze ein elektrisches Signal abgibt. Blitze im Kristall 41 werden vom Vervielfacher 2 2 durch den Kristall 42 erfaßt.

Die Kristalle 41 und 42 können bei mechanischen Stößen, wie sie beim Betrieb des Sensors 3o auftreten können, gesondert schwingen und werden deshalb keinen Kräften ausgesetzt, die zum Bruch führen. Daneben sind die Kristalle optisch durch die transparente Silikongummi-Mischung 55 miteinander gekoppelt. Die optische Abschirmung 43 auf den Kristallen verhindert, daß Streustrahlung die Funktionsweise beeinträchtigt.

Infolgedessen besitzt der Sensor 3o eine Kristallanordnung mit einem Kristallvolumen, das zweimal die Größe von Einzelkristallen aufweist, wobei jedoch kein großer, im Betrieb bruchempfindlicher Kristall verwendet wird. Darüber hinaus hat die Kristallanordnung eine langgestreckte und dünne Gestalt, so daß sie auch in beschränkte Räume eingeführt werden kann, bei denen ein einziger Kristall der gleichen Größe und Gestalt zu massig wäre.

Wenn während des Betriebes ausschließlich Kohle auf dem Förderband gefördert wird, dann entsteht praktisch keine Aktivität in den Szintillations-Kristallen und infolgedessen ist das von dem Zähler abgegebene Signal kleiner, als das kleinste der Referenzsignale im Komparator 26. Der Komparator überträgt daher ein Signal an die zentrale Steuerung, das angibt, daß der niedrigste Wert nicht erreicht worden ist, und daß dem-

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entsprechend sich reine Kohle auf dem Förderband befindet.

Wenn ausschließlich Berge oder Gestein auf dem Förderband transportiert werden, entsteht die größtmögliche Aktivität in den Szintillationskristallen 21 und infolgedessen übersteigt das von dem Zähler 25 abgegebene Signal das größte im Speicher 2 7 gespeicherte Referenzsignal des Komparators 26. Der Komparator überträgt infolgedessen ein Signal an die zentrale Steuerung, das angibt, daß das größte Referenzsignal erreicht worden ist und daß sich im wesentlichen keine Kohle auf dem Förderband befindet.

Es versteht sich, daß in der Praxis der Kohleanteil auf dem Förderband zwischen 0 und 100 Prozent variieren kann. Die Intensität der natürlichen Strahlung kann deshalb zwischen den obengenannten Extremwerten liegen. Infolgedessen sind im Speicher des Komparators neben dem kleinsten und größten Referenzsignal eine Vielzahl von vorbestimmten Referenzsignalen gespeichert. Das an die zentrale Steuerung übertragene Signal zeigt an, zwischen welche der vorgegebenen Referenzsignale das vom Zähler abgegebene Signal fällt, und dementsprechend gibt der an die zentrale Steuerung übermittelte Ausgang des Komparators das Verhältnis von Kohle zu Gestein oder Bergen im transportierten Mineral an, weil bei jedem Verhältniswert eines der vorgegebenen Referenzsignale überschritten wird.

Wie oben erläutert, kann das auf dem Förderer transportierte Material inhomogen verteilt sein, so daß bei gleichem Verhältnis von Bergen bzw. Gestein und Kohle auf dem Förderband (Fig. 6,7 und 8) unterschiedliche Anzeigen erhalten werden. Die daraus resultierenden Probleme lassen sich dadurch beseitigen, daß die Messung über eine Zeit von einigen Sekunden erstreckt wird, während der sich das Förderband etwa 5 - Io Meter

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weiterbewegt, so daß eine Vielzahl von Meßwerten längs der Linie 85 in Fig. 8 zur Verfügung steht. Die dann gemittelten Meßwerte liegen irgendwo längs der Kurve 84 in Fig. 8 und geben das Verhältnis von Gestein bzw. Bergen zu Kohle an.

Der Komparator weist vorzugsweise einen vorprogrammierten Mikroprozessor auf und die vorbestimmten Werten sollten besser als kontinuierliches Spektrum, denn als diskrete Einzelwerte vorliegen.

Das Ausgangssignal des Komparators wird von der zentralen Steuerung 4 zusammen mit weiteren Signalen verarbeitet, die von der Bandwaage 3 erhalten werden, weil sonst, wenn der Sensor 2 eine größere Strahlungsintensität anzeigt, die zentrale Steuerung annimmt, daß diese größere Strahlungsintensität auf einen größeren Bergeanteil zurückzuführen ist, während sie tatsächlich auf eine größere transportierte Materialmenge zurückzuführen ist. Der gleichzeitige Betrieb der Bandwaage 3 stellt sicher, daß Fehler als Folge unterschiedlicher vom Förderer transportierter Massen nicht auftreten können. Wie oben erwähnt, ist die Bandwaage jedoch überflüssig, wenn die Menge des vom Förderband transportierten Materials im wesentlichen konstant bleibt. Die Bandwaage ist auch dann überflüssig, wenn die Materialmenge auf dem Förderband größer ist als eine bestimmte Sättigungsmenge. Oberhalb dieser Sättigungsmenge wird Strahlung des am weitesten vom Förderband entfernten Materials durch das näher am Förderband befindliche Material gedämpft, so daß bei jedem festen Bergeanteil im transportierten Material der Sättigungswert der Strahlung für diesen Anteil nicht mehr durch Vermehrung der Materialmenge auf dem Förderband vergrößert werden kann.

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Die zentrale Steuerung M- erhält das Ausgangssignal des !Comparators und das Signal des weiteren Sensors, d.h. beim Ausführungsbeispiel der Bandwaage,und verarbeitet die Signale so, daß eine Aussage über die Zusammensetzung des Materials auf dem Förderband erhalten wird. Die zentrale Steuerung gibt Steuersignale an die Ladestation 6 ab, damit diese dem Förderer mehr oder weniger Kohle oder Berge aufgibt, so daß die Zusammensetzung des Materials auf dem Förderband während des Betriebes in gewünschten Grenzen gehalten wird.

Wenn oberhalb des Förderers keine Abschirmung 35 angeordnet ist, so daß sich Zählraten ergeben, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert worden sind, dann wird der Komparator so programmiert, daß er das Gesamtsystem alarmiert,wenn die Zählrate in das Band 9M- in Fig. 9 fällt. Wenn die Zählrate in das Band 94- fällt, dann befindet sich nicht genügend Material auf dem Förderband, weil entweder zuwenig Kohle vorhanden ist, um die Hintergrundstrahlung soweit zu dämpfen, daß der Wert der Zählrate außerhalb des Bandes 94 liegt, oder weil zuwenig Berge bzw. Gestein vorhanden sind, um die Zählrate aus dem Band 91 herauszuheben. Die Breite des Bandes 94 wird für jede Anordnung so eingestellt, daß eine innerhalb des Bandes liegende Zählrate nicht ausreichende Materialmengen anzeigt, obgleich natürlich zufällig auch falsche Ergebnisse angezeigt werden können, wenn die vom Gestein oder von den Bergen emittierte und von der Kohle gedämpfte Strahlung gleich der Intensität der Hintergrundstrahlung ist. Solche zufälligen Zustände lassen sich im allgemeinen aber- durch Programmierung des Komparators vermeiden, wodurch sichergestellt wird, daß das Band 9 4 außerhalb der Zählraten liegt, die üblicherweise in einer speziellen Anordnung gemessen werden. Optimale Steuerbedingungen sind dann vorhanden, wenn die Beladung des Förderers durch nicht darge-

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stellte Meßgeräte, Türen, Klappen oder dergleichen gesteuert wird und bekannt ist. Bei Anordnungen, bei denen das beförderte Material entweder im wesentlichen nur aus Kohle oder im wesentlichen nur aus Bergen besteht, kann ein nicht abgeschirmter Sensor verwendet werden, der lediglich anzeigt, ob nur Kohle oder nur Gestein bzw.Berge auf dem Förderer transportiert werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein Sensor für die natürliche Gammastrahlung verwendet werden, der in der Lage ist, zwischen den Energien der einfallenden Gammastrahlen zu unterscheiden. Die Verwendung eines derartigen Sensors erlaubt eine Aussage über die Menge verschiedener Arten von Materialien auf dem Förderband, weil verschiedenartige Materialien Gammstrahlen mit unterschiedlichen Energiespektren aussenden. Ein derartiger Sensor kann eine Vielzahl von Szintillationskristallen mit unterschiedlichen Abschirmungen aufweisen, so daß er in der Lage ist, unterschiedliche Energien von Gammastrahlen zu erfassen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Sensor eine optisch arbeitende Einrichtung für die Volumenmessung anstatt einer Bandwaage aufweisen. Eine solche Einrichtung kann eine Fernsehkamera oder eine andere Abtasteinrichtung aufweisen, die die Querschnittsmenge des auf dem Förderband geförderten Materials bestimmt, so daß daraus in Kombination mit der Fördergeschwindigkeit des Förderers das Volumen des auf dem Förderband befindlichen Materials errechnet werden kann. Der Querschnitt wird an einer Stelle mit abrupter Richtungsänderung des Förderers gemessen. Er kann aber auch aus der Kontur des auf dem Förderband befindlichen Materials abgeleitet werden.

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In einer weiteren Ausführungsform kann die Erfindung dazu verwendet werden, die Zusammensetzung von Mischungen aus Kohle und Gestein in Förderwagen oder anderen Transporteinrichtungen für Kohle und Berge bzw. Gestein zu bestimmen.

Im Ergebnis liefert die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zusammensetzung von Materialmischungen zur Erleichterung der Überwachung des Transportes von Kohle und Gestein.

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Claims

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Coal Industry

Patentansprüche:

.) Verfahren zum Bestimmen des Anteils wenigstens eines Materials in einer sich beregenden Materialmischung, dadurch gekennzeichnet , daß die Intensität einer von wenigstens einem der Materialien ausgesendeten Strahlung erfaßt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das zur Bestimmung des Anteils wenigstens des einen Materials in der Materialmischung mit wenigstens einem vorbestimmten, einem bekannten Materialanteil entsprechenden Referenzsignal verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß die von der Materialmischung ausgesendete Strahlung über eine Zeitspanne erfaßt und ihre Intensität gemittelt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2,gekennzeichnet durch einen Sensor (3o) zum Erfassen der von wenigstens einem (6o) der Materialien (18) ausgesendeten Strahlung sowie zur Abgabe eines der Intensität entsprechenden elektrischen Signals und durch einen Komparator (26) zum Vergleich des abgegebenen elektrischen Signals mit wenigstens einem vorbestimmten, einem bekannten Materialanteil entsprechenden Referenzsignal sowie zur Abgabe eines zweiten elektrischen Signals·, das das Vergleichsergebnis und damit den Anteil des Materials in der Mischung angibt.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet , daß dem Sensor (3o) ein Mittelwertbildner (25¹) zur Bildung von Mittelwerten der Intensität der erfaßten Strahlung über eine Zeitspanne zugeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor Szintillationskristalle (21, 41, 42) und einen Fotoelektronen-Vervielfacher (22) aufweist, wobei der Vervielfacher (22) alle in den Szintillations-Kristallen (41,42) auftretenden Szintillationen erfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Szintillations-Kristalle (41,42) in einem flexiblen optischen Gehäuse (55) untergebracht sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , daß die Szintillations-Kristalle (41,42) derart gelagert sind, daß sie unabhängig voneinander schwingen können.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-7, gekennzeichnet durch eine Abschirmung (35) für den Sensor (3o) gegen Streustrahlung, wobei die Abschirmung lediglich Strahlung von einem bestimmten Teil des Materials zu dem Sensor durchläßt.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-8, gekennzeichnet durch eine Bandwaage (3) zur Bestimmung der sich bewegenden Materialmischung und zur Abgabe eines dritten, die Masse charakterisierenden Signals.

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10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-8, gekennzeichnet durch eine optisch arbeitende Einrichtung zur Bestimmung des Volumens der sich bewegenden Materialrnischung.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-7, gekennzeichnet durch einen gegenüber Streustrahlung abschirmungsfrei angeordneten Sensor, wobei eine Materialschicht (61) eine weitere Materialschicht (6o) gegenüber dem Sensor abschirmt.

VII/:; L

809849/0953