DE3120193A1

DE3120193A1 - Verfahren und vorrichtung zur volumenmessung von partikeln

Info

Publication number: DE3120193A1
Application number: DE19813120193
Authority: DE
Inventors: Rolf Carsten Kyalami Transvaal Böhme; Max Morris Northcliff Transvaal Lazerson; Ian Derek van Randburg Transvaal Zyl
Original assignee: General Mining Union Corp Ltd
Current assignee: General Mining Union Corp Ltd
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1982-03-11
Also published as: CA1155677A; FR2485198B1; GB2078937A; US4417817A; AU540880B2; AU6662681A; GB2078937B; FR2485198A1; DE3120193C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Volumenmeßung
von Partikeln

Die Erfindung betrifft die Volumenmeßung von Partikeln und ist insbesondere zur Verwendung in einem Sortierungsverfahren geeignet.

Bei bestimmten sich auf das Sortieren von partikeiförmigem Material beziehenden Verfahren, beispielsweise beim Erzsortieren, ist es nötig, eine Meßung einer bestimmten Eigenschaft beispielsweise der Radioaktivität, bezogen auf eine Volumen- oder Masseneinheit für jedes Partikel zu erhalten. Dies schafft die Notwendigkeit für eine Einrichtung, mit der rasch eine Messung des Volumens von sich schnell bewegenden einzelnen Partikeln
durchgeführt werden kann.

Es ist bekannt, die Partikel durch ein Lichttor hindurchgehen zu lassen, das eine Vielzahl von dicht beabstandeten
Lichtstrahlen aufweist, die in einer gemeinsamen Ebene
angeordnet und auf Lichtdetektoren fokussiert sind. Die
Anzahl von Strahlen, die von einem bestimmten Partikel in
einer Zeit unterbrochen werden, die nötig ist» damit das

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Partikel den Schirm durchqueren kann, ermöglicht es einem mit dem Schirm verbundenen Computer, eine zweidimensionale Schattenfläche des Partikels zu bestimmen. Die Fläche wird anschließend mit einem empirisch bestimmten Faktor multipliziert, um zu dem theoretischen Volumen und der theo retischen Masse des Partikels zu kommen.

Ein Problem, das bei diesem Sortierungsverfahren oft zu beachtlichen Strahlungsmessungsfehlern führt, liegt darin, daß für die dreidimensionale Form des Partikels keine genaue Kompensation durchgeführt wird. Z.B.ist die radioaktive Selbstabsorption und der Strahlungsschatten eines kubischen Partikels, wie er von einem ebenen Strahlungsdetektor gesehen wird, stark unterschiedlich von denen eines relativ flachen Partikels, das den gleichen Anteil radioaktiven Materials aufweist und etwa die gleiche physikalische zweidimensionale Schattenfläche wie das kubische Partikel besitzt. Dies kann sogar zu der Zurückweisung des kubischen Partikels führen, obwohl dessen

Anteil ausreichend ist.

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum Erhalten einer Volumenmeßung eines Partikels vor, bei dem dem Partikel eine Vielzahl aneinander angrenzender Zonen zugeordnet wird, bei dem für jede der Zonen eine Messung des Volumens des Abschnittes des Partikels innerhalb der Zone durchgeführt und die Messungen akkumuliert werden, um eine erste Volumenmeßung des Partikels abzuleiten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verlaufen die Zonen quer, vorzugsweise unter rechten Winkeln zu einer ersten Richtung längs des Partikels.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Zonen 35

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zueinander parallel. Vorzugsweise besitzt jede Zone in der ersten Richtung gemessen, die gleiche Tiefe.

In Weiterbildung der Erfindung werden innerhalb jeder Zone Messungen der projizierten Breite des Partikels in einem ersten Paar von Richtungen gemacht, die quer zueinander verlaufen.

Wenn die beiden Richtungen unter rechten Winkeln gegeneinander verlaufen, ergibt das Produkt der projizierten Breiten eine Messung der Querschnittsfläche des Partikels innerhalb der Zone, die, wenn sie mit der Tiefe der Zone multipliziert wird, eine Messung des Volumens des Abschnittes des Partikels innerhalb der Zone gibt. 15

Messungen der projizierten Breiten in anderen, d.h. nicht übereinstimmenden Richtungen können ebenfalls durchgeführt werden, um eine gewisse Kompensierung für Querschnittsformen zu erreichen, die nicht im wesentlichen rechteckig, oder aber im wesentlichen rechteckig, aber nicht mit dem ersten Paar von Richtungen ausgerichtet sind.

Wenn alle Zonen die gleiche Tiefe besitzen, können die Querschittsflächen akkumuliert werden und die Summe kann mit der Tiefe multipliziert werden.

Darüber hinaus, wenn die relativen Volumenmessungen unterschiedlicher Partikel wichtig sind, besteht keine Notwendigkeit, die Summe der Querschnittsflächen mit der Tiefe zu multiplizieren, da die entsprechenden Summen unterschiedlicher Partikel zueinander in der gleichen Beziehung stehen wie die entsprechenden Volumina.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Partikel in der ersten Richtung an einem Bezugsort vorbeibewegt wird und daß die Volumenmessungen für die

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entsprechenden Zonen gemacht werden, sobald sie hintereinander an der Stelle vorbeigelangen.

Die Erfindung schlägt ebenfalls eine Vorrichtung vor, die eine Einrichtung zur Durchführung einer Messung des Volumens des Abschnittes des Partikels innerhalb der Zone für jede einer Vielzahl von aneinanderstoßenden, dem Partikel zugeordneten Zonen sowie eine Einrichtung zur Akkumulierung der Messungen aufweist, um eine Volumenmeßung des Partikels abzuleiten.

In Weiterbildung enthält die Volumenmeßeinrichtung eine Einrichtung zur Erzielung von Messungen innerhalb jeder Zone der projizierten Breiten des Partikels in mindestens zwei Richtungen, die quer zueinander verlaufen, sowie eine Einrichtung, umdas Produkt der beiden Messungen zu erreichen, um so eine Messung der Querschnittsfläche des Partikels innerhalb der Zone abzuleiten.

Vorzugsweise ergibt die Volumenmeßeinrichtung Messungen innerhalb jeder Zone der projizierten Breiten des Partikels in einem ersten Paar von Richtungen, die rechtwinklig gegeneinander verlaufen, sowie in einem zweiten Paar von Richtungen, die rechtwinklig gegeneinander verlaufen, wobei die beiden Paare von Richtungen nicht identisch sind.

Die Einrichtung zur Messung der projizierten Breite kann eine Vielzahl von gebündelten Strahlungsquellen aufweisen, die derart angeordnet sind, daß sie den Abschnitt des Partikels innerhalb einer Zone in mindestens zwei Richtungen bestrahlen, sowie eine Vielzahl von Detektoreinrichtungen, von denen jede auf die Strahlung von einer der Quellen anspricht, um die Anzahl von Quellen zu bestimmen,

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die das Partikel tatsächlich bestrahlen.

Die Strahlungsquellen und die Detektoreinrichtungen können sequentiell und synchronisiert betrieben werden.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung enthält die Einrichtung zur Messung der projizierten Breiten optische Messeinrichtungen sowie eine Einrichtung zur Projizierung eines zweidimensionalen Schattenbildes des Partikels aus mindestens zwei Richtungen auf die optische Meßeinrichtung.

Die optische Meßeinrichtung kann eine Abtastkamera aufweisen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung.
Hierbei zeigen:

Figur 1 eine schematische perspektivische teilweise geschnittene Ansicht einer ersten Aus·= führungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung

mit einem Diagramm einer in Zusammenhang mit der Erfindung

verwendeten Rechenschaltung;

Fig. 3 schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 das Prinzip der Ausführungsform nach Fig.3

im Betrieb und

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Fig. 5 bzw.6 weitere Abänderungen der Erfindung.

Die in Figur 1 dargestellte ftusführungsform der Erfindung ist zur Volumenmeßung eines Partikels 10 konzipiert, das auf einem sich bewegenden Fördergurt 12 angeordnet ist, der aus einem schwarzen nicht reflektierenden Material hergestellt ist. Figur 1 stellt nur ein Partikel dar, während in Praxis der Gurt eine Vielzahl von Reihen von Partikeln trägt, wobei die Partikel in jeder Reihe voneinander beabstandet sind und wobei die Reihen untereinander ebenfalls einen Abstand aufweisen.

Oberhalb des Gurtes ist ein Rahmen 14 angeordnet, der senkrechte und waagrechte Reihen 16 bzw. 18 von teilweise gebündelten mit hoher Intensität gepulsten lichtemittierenden Dioden 20 aufweist. Eine Reihe 22 von stark gebündelten Fototransistor-Lichtsensoren 24 ist senkrecht an dem Rahmen 14 der Reihe 16 gegenüberliegend angeordnet, wobei jeder Sensor einer speziellen Diode 20 entspricht.

Ähnliche Sensoren sind in einer horizontalen Reihe 26 angeordnet, wobei jeder Sensor einer speziellen Diode 20 in der Reihe 18 benachbart und dieser zugeordnet ist.

Jede Diode besitzt einen größeren Bündelungswinkel als der zugehörige stark gebündelte Fototransistor, so daß bezüglich der horizontalen Reihen 18 und 26 jeder Fototransistor Licht feststellen kann, das von seiner zugehörigen Diode ausgeht und an irgendeinem Punkt oberhalb der Gurtober fläche und unterhalb des oberen Schenkels des Rahmens 14 reflektiert ist.

Die Dioden in jeder Reihe 16 und 18 werden sequentiell von Treiberstufen 28- bzw.30 gepulst, und die entsprechenden 35

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Reihen 22 und 26 von Fototransistoren werden synchron mit Hilfe von Abtastschaltungen 32 bzw.34 abgetastet. Daher reagiert jeder Transistor nur auf Licht, das von der ihm zugehörigen lichtemittierenden Diode emittiert wird.

Infolge dessen werden,wenn das Partikel 10 von dem Gurt an dem Rahmen vorbeibewegt wird, aufeinanderfolgende Zonen des Partikels, die quer zu seiner Bewegungsrichtung verlaufen, beleuchtet und abgetastet. Auf diese Art kann durch geeignete Auswahl der synchronen sequentiellen Puls- und Abtastgeschwindigkeit eine Abtastauflösung von etwa 5mm unter Verwendung handelsüblicher sehr kleiner 1ichtemittierender Dioden und Fototransistoren erreicht werden.

Daher wird durch Zählen der Anzahl der Transistoren in der senkrechten Reihe 22, die nicht direkt bei jedem Abtasten von den Dioden in der Reihe 16 beleuchtet werden, die projizierte Höhe des Partikels über eine Zone von etwa 5mm Tiefe bestimmt.

In ähnlicher Weise wird durch Zählen der Anzahl von Transistoren in der horizontalen Reihe 26, die von von den Dioden in der Reihe 18 ausgehendem und dann von dem Partikel reflektierten Licht beleuchtet werden, die projizierte Breite des Partikels über die gleiche Zone bestimmt.

Das Produkt aus der projizierten Höhe und Breite ist ein

Maß der projizierten Querschnittsfläche des Abschnittes

des Partikels innerhalb der Zone, d.h. in einer Richtung,

die quer zu der Bewegungsrichtung des Partikels verläuft. 30

Die auf diese Art von den verschiedenen Reihen abgeleiteten Daten werden in eine Rechenschaltung 36 eingefüttert, die im folgenden unter Bezugnahme auf Fig.2 beschrieben wird. Durch geeignete Zeitabstimmung der Abtastgeschwindigkeiten wird die projizierte Querschnittsfläche aufeinander folgender, 5mm tiefer Zonen

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oder Scheiben des Partikels bestimmt, und durch Aufsummieren dieser projizierten Flächen der Zonen längs der Länge des Partikels in dessen Bewegungsrichtung wird das projizierte Volumen des Partikels abgeleitet.

Die in Figur 2 dargestellte Anordnung ist zur Volumenmessung eines Partikels 40 bestimmt, das im freien Flug von dem Ende eines Fördergurtes durch einen Rahmen 42 abgeworfen wird. Der Rahmen 42 trägt Reihen von lichtemit- tierenden Dioden und Fototransistoren, die identisch mit denen in Fig. 1 dargestellten sein können, d.h.derart angeordnet, daß sie auf direkt übertragenes und auf reflektiertes Licht ansprechen. Die Reihen können auch derart ausgebildet sein, daß sie nur auf reflektiertes Licht ansprechen, aber es ist von besonderem Vorteil, wenn die Reihen den senkrechten Reihen 16 und 22 nach Fig. 1 entsprechen, was bedeutet, daß das System auf der Entdeckung von direkt übertragenem Licht basiert.

Daher bezeichnen in Figur 2 die Bezugszeichen 44 und 46 horizontale bzw. vertikale Reihen von lichtemittierenden Dioden, und die Bezugszeichen 48 und 50 bezeichnen entsprechende horizontale bzw. vertikale Reihen von Fototransistoren.

In anderer Hinsicht entspricht die Wirkungsweise der Anordnung der nach Fig. 1, und es werden daher keine genaueren Einzelheiten dafür angegeben, wie die projizierte Querschnittsfläche jeder einer Vielzahl von anei- nander anstoßenden Zonen des Partikels erreicht wird, wobei die Zonen hintereinander in der Bewegungsrichtung des Partikels verlaufen,und wie diese Flächen aufsummiert werden, um ein Maß des projizierten Volumens des Partikels zu erhalten. Infolgedessen ist die folgende Be-

Schreibung im wesentlichen auf eine Diskussion der Art

und Weise beschränkt, in der die in Figur 1 allgemein mit

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36 bezeichnete Schaltung arbeitet.

Die Schaltung enthält einen Taktoszillator 60, einen vier Bit breiten Binärzähler 62, zwei mit den horizontalen bzw. vertikalen Reihen von Dioden assoziierte Sechzehnkanal Analog-Multiplexer 64 bzw.66, Hochleistungstreiberschaltungen 68, zwei entsprechende Sechzehnkanal Demuliplexer 70 bzw.72, astabile Multivibratoren 74,76 und 78,UND-Gatter und 81, vier Bit-Binärzähler 82 und 84, eine Multipliziereinheit 86, einen Parallel-Addierer 88, ein Latch 90 sowie logische Einheiten 92 und 94. Die letztgenannte logische Einheit (94) wird verwendet, um die Logik durchzusteuern, zurückzusetzen und das Zählen zu ermöglichen. Die erstgenannte Einheit (92) wird verwendet, um die Länge des Partikels in seiner Bewegungsrichtung festzustellen.

Der Taktoszillator 60 betreibt den vier-Bit-Binärzähler Der vier Bit breite Ausgang des Binärzählers 62 wird von dem Sechzehnkanal-Analog-Multiplexer 66 dekodiert, der die Dioden in der senkrechten Reihe 46 sequentiell ansteuert, sowie von dem Multiplexer 64, der Dioden in der horizontalen Reihe 44 sequentiell ansteuert. Die Ausgänge der Multiplexer werden den Hochleistungstreiberschaltungen zugeführt, die die lichtemittierenden Dioden betreiben, um hochintensive Lichtimpulse abzugeben.

Der Betrieb jedes Multiplexers erfolgt sequentiell, um die lichtemittierenden Dioden in jeder Reihe wie beschrieben zu pulsen. Die Ausgänge der zugehörigen lichtempfindlichen Fototransistoren werden parallel dem Sechzehnkanal Demulti plexer 72 in der vertikalen Ebene und 70 in der horizontalen Ebene eingefüttert. Da diese Demultiplexer von dem Binärzähler 62 synchron getrieben werden, entspricht der Pulsfolgenausgang der Demultiplexer dem sequentiellen Pulsen der entsprechenden Diodenreihen, und von jedem Fototransistor wird ein logischer Eins- oder Null-Impuls erhalten, in Abhängigkeit davon, ob er verdunkelt ist oder nicht,

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Abhängigkeit davon, ob er verdunkelt ist oder nicht.

Die Ausgänge der Demultiplexer gelangen in die astabilen Multivibratoren 76 bzw.74 und setzen die Breite und die Höhe des Partikels. Der Breitenimpuls wird verwendet, um den Taktimpuls durch das Und-Gatter 80 zu steuern, und der Höhenimpuls steuert den Taktimpuls durch das Und-Gatter Die Ausgänge der Gatter gelangen in den Zähler 84 für die senkrechte Ebene und den Zähler 82 für die horizontale Ebene.

Der logische Abschnitt 94 zum Steuern, Zurücksetzen und Zählen setzt die Binärzähler beim Beginn jedes Abtastzyklus und stoppt die Binärzähler am Ende jedes Abtastzyklus.

Daher ist am Ende jedes Abtastzyklus eine der Anzahl der in der senkrechten Ebene verdunkelten Fototransistoren entsprechende Zählung in den Binärzähler 82 und eine der Anzahl der in der horizontalen Ebene verdunkelten Fototransistoren entsprechende Zählung in dem Binärzähler 84 abgespeichert.

Die binären Ausgänge dieser Zähler werden in das 4 Bit mal 4 Bit-Multiplikationssystem 86 eingefüttert, und der 16 Bit breite Ausgang dieses Multiplikationssystemes, der der projizierten Querschnittsfläche einer 5 mm langen Scheibe des Partikels entspricht, wird in das inkrementell Parallel-Addiersystem 88 geführt. Das inkrementelIe Addiersystem wird von dem logischen System 84 auf Null zurückgesetzt, wenn ein ankommendes Partikel zum ersten Mal von den Fototransistoren festgestellt ist, und ein 16 Bit-Multiplikationsergebnis, das die Querschnittsfläche einer 5 mm breiten Scheibe darstellt, wird dann am Ende jedes sequentiellen Abtasten des Partikels inkrementell addiert oder aufgesammelt, wobei die gesamte Summierung über die Länge des Partikels das projizierte Volumen des Partikels darstellt. Nachdem das Ende des Partikels von der Partikellängenlogikseinheit 92 festgestellt wurde, wird das Ausgangslatch 90 gesetzt und der Ausgang dieses Latchs, der das projizierte Partikel-

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volumen darstellt, ist dann für eine weitere Verarbeitung verfügbar, sofern dies erforderlich ist.

Die Schaltungselemente und arithmetischen und logischen Blöcke in Fig.2 sind durchwegs Standard-Schaltungselemente, die in der Digitalelektronik bekannt sind, so daß keine Schaltungseinzelheiten dargestellt sind. Das dargestellte System enthält eine Reihe mit 16 Elementen, mit einem entsprechenden elektronischen System, aber diese Reihe kann offensichtlich auf Reihen mit mehr Elementen vergrößert werden.

Die beschriebenen Systeme schaffen eine Volumenmessung jedes Partikels in der Art einer Messung des projezierten Volumens. Wenn dies gewünscht ist, kann ein empirischer Faktor angewendet werden, um die Masse des Partikels zu bestimmen.

Die Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 wurden unter Bezugnahme auf Messungen von projizierten Breiten beschrieben, die in jeder Zone nur in zwei quer zueinander verlaufendenden Richtungen durchgeführt wurden.

Diese Art des Vorgehens ergibt eine erste Näherung für das Volumen eines Partikels, und, wenn das Partikel eine irreguläre Form besitzt, kann die Volumenmessung mit einem deutlichen Fehler behaftet sein.

Als Beispiel wird ein Partikel 122 mit einem dreieckigen Querschnitt betrachtet, das längs eines Weges 120 durch eine erstes Paar von Lichtgattern 110 und 112, die gegenseitig rechtwinklig angeordnet sind, und ein zweites Paar von Lichtgattern 114 und 116 bewegt wird, die ebenfalls untereinander einen rechten Winkel und gegenüber dem ersten Paar von Lichtgattern einen Winkel von 45° aufweisen. Diese Anordnung ist in Fig.3 und 4 dargestellt.

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Jedes Lichtgatter ist nur schematisch dargestellt, ist aber in Praxis ähnlich dem in Fig.2 gezeigten, und seine Daten können in ähnlicher Weise wie beschrieben bearbeitet werden. Es wird ebenfalls darauf hingewiesen, daß die in Fig.3 dargestellten Gatter oder Rahmen aus Gründen der klareren Darstellung einen Abstand voneinander aufweisen,während in Praxis das erste Paar von Gattern in einer Ebene liegt, wie in Fig.2, und ebenfalls das zweite Paar von Gattern, wobei die beiden Paare von Gattern aneinander angrenzen. Abgesehen davon, daß Raum gespart wird und die Meßzeit verringert wird, besitzt dies den Vorteil, daß aufgrund der Drehung des Partikels, wenn dieses von dem ersten zu dem zweiten Paar von Gattern bewegt wird, entstehende Fehler eliminiert werden.

Die Gatter 110,112 und 114 lesen die maximale projizierte

Breite des Partikels, während das Gatter 116 die kleinere projizierte Höhe des Partikels mißt. Daraus folgt, daß eine auf den Messungen nur der ersten beiden Gatter basierende Volumenbestimmung fehlerhaft sein würde, während eine auf den Messungen des zweiten Paares von Gattern basierende Volumenmeßung genauer ist. Daher wird diese zweite VoI-umenmeßung, d.h. die kleinere der beiden, als das Volumen des Partikels genommen.

Ersichtlich wird eine noch genauere Bestimmung des Volumens

erreicht, wenn alle vier Messungen analysiert werden in einem Versuch, eine Vorstellung der Querschnittsform des Partikels zu erreichen, und dies kann beispielsweise mit Hilfe statistischer Methoden erreicht werden.

In der Ausführungsform nach Fig.2, die die Basis für die in Fig.3 u.4 dargestellten Prinzipien bildet, können die lichtemittierenden Dioden durch eine einzelne Lichtquelle, die sich über die Länge des Schenkels des Gatterrahmens erstreckt, und bündelnde öffnungen oberhalb der Foto-

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transistoren ersetzt werden, um den Strahleneffekt zu schaffen.

Wenn lichtemittierende Dioden verwendet werden, werden aufgrund der physikalischen Abmessungen der lichtemittierenden Dioden die Messungen der Partikelgröße in Schritten von eta 5mm genommen. Dies ist angebracht für große Partikel, beispielsweise größer als 25 mm, aber nicht angebracht für Partikel in der Größenordnung von etwa 10 mm. Für diese Partikel müssen Messungen in diskreten Schritten von etwa 1 mm vorgenommen werden.

Eine Auflösung dieser Größenordnung kann mit der Hilfe einer Abtastkamera oder eines anderen optischen Systems erreicht werden, wie es schematisch in Fig.5 u. 6 dargestellt ist.

Fig.5 stellt eine nach oben gerichtete Lichtquelle 124, zwei geneigte parallele Spiegel 126 u.128 und eine Abtastkamera 130 dar.

Die Kamera sieht zwei Schattenbilder des Partikels 122, die gegenseitig einen rechten Winkel aufweisen, wenn das Partikel durch das Gatter hindurchtritt. Das erste Bild ist ein direkter Schatten, wenn das Partikel sich über die Lichtquelle 124 bewegt, und das zweite Bild ist ein von dem

Spiegel 126 über den Spiegel 128 reflektiertes Bild. Die

Schaltungen nach Fig.2 lassen sich leicht zur Verbindung mit der Kamera abändern und anpassen, um das vermutliche Volumen des Partikels aus den fotografierten Bildern zu bestimmen. Diese Anordnung entspricht etwa der Information, die von den Rahmen 110 und 112 in Fig.3 u.4 erzielt wird, und für eine Vergrößerung der Genauigkeit wird die Anordnung nach Fig.6 in Reihe mit der nach Fig.5 verwendet.

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Die Anordnung nach Fig.6 enthält eine Lichtquelle 132, zwei unter einem Winkel angeordnete Spiegel 134 und 136, eine Abtastkamera 140 und eine Lichtabschirmung 142. Bei dieser Anordnung wird kein direktes Schattenbild des Partikels 122 von der Kamera gesehen und die reflektierten Bilder, die fotografiert werden, werden von der Kamera in den Spiegeln 134 und 136 gesehen und schließen mit den von der Kamera gesehenen Bildern einen Winkel von etwa 45° ein.

Bei diesem Beispiel stellt der Spiegel 134 die Volumen*

korrekturmessung zur Verfügung, die bei der Ausführungsform der Fig.3 und 4 von dem Gatter 116 geliefert wurde.

Die Abtastkameras 130 u.140 arbeiten auf Abtastlinien, die von kleinen Bruchteilen eines Millimeters getrennt sind. Daher wird die Auflösung stark verbessert, und infolge dessen werden die Volumenmessungen mit größerer Genauigkeit durchgeführt.

Claims

Süd-Afrika

Verfahren und Vorrichtung zur Volumenmeßung von Partikeln

Ansprüche

Verfahren zur Volumenmeßung eines Partikels, dadurch gekennzeichnet, daß dem Partikel eine Vielzahl angrenzender Zonen zugeordnet und für jede der Zonen ein Maß des Volumens des Abschnittes des Partikels innerhalb der Zone erzielt wird und die Maße akkumuliert werden, um eine erste Volumenmeßung des Partikels herzuleiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß quer zu einer ersten Richtung längs des Partikels verlaufende Zonen verwendet werden.

3« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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das Partikel in der ersten Richtung an einer Bezugsstelle vorbeibewegt wird und die Volumenmessungen für die entsprechenden Zonen durchgeführt werden, wenn diese nacheinander an dieser Bezugsstelle vorbeigelangen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zone ,in der ersten Richtung gemessen, die gleiche Tiefe aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Messungen innerhalb jeder Zone der projizierten Breiten des Partikels in einem ersten Paar von Richtungen erzielt werden, die quer zueinander verlaufen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Messungen innerhalb jeder Zone der projizierten Breite des Partikels in einem zweiten Paar von Richtungen erzielt werden, die quer zueinander und zu dem ersten Paar von Richtungen verlaufen, und daß die Volumenmeßung des Partikels von den vier Messungen hergeleitet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung einer Volumenmeßung eines Partikels, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen (64,66,70,72,86), um für jede einer Vielzahl angrenzender, dem Partikel zugeordneter Zonen eine Messung des Volumens des Abschnittes des Partikels innerhalb der Zone zu erhalten, sowie eine Einrichtung (88) aufweist, um die Messungen zu akkumulieren, um dadurch eine Volumenmessung des Partikels herzuleiten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmeßeinrichtung Einrichtungen(64,66,- 70,72) aufweist , um innerhalb jeder Zone der proji-

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zierten Breiten des Partikels in mindestens zwei quer zueinander verlaufenden Richtungen Messungen zu erhalten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmeßeinrichtung eine Einrichtung (86) aufweist, um das Produkt der beiden Messungen zu erzielen, um ein Maß der Querschnittsfläche des Partikels innerhalb der Zone herzuleiten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenmeßeinrichtung Messungen innerhalb jeder Zone der projizierten Breiten des Partikels in einem ersten Paar von untereinander rechtwinkligen Richtungen und in einem zweiten Paar von untereinander rechtwinkligen Richtungen erzielt, wobei die beiden Paare von Richtungen nicht zusammenfallen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung der projizierten Breite eine Vielzahl von kollimierten Strahlungsquellen (16,18), die derart angeordnet sind, daß sie in mindestens zwei Richtungen den Abschnitt des Partikels innerhalb einer Zone bestrahlen, sowie eine Vielzahl von Detektoreinrichtungen (22,26) aufweist, von denen jede auf die Strahlung aus einer der Quellen anspricht, um die Anzahl von Quellen zu bestimmen, die das Partikel bestrahlen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquellen (16,18) und Detektoreinrichtungen(22,-26) sequentiell und synchronisiert betrieben werden.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung der projizierten Breite optische Meßeinrichtungen (130,140) sowie Einrichtungen (124,126,128,132,134,136) zur Projektion eines zweidimensionalen Schattenbildes des Partikels aus min-

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destens zwei Richtungen auf die optische Meßeinrichtung aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Meßeinrichtung (130,140) eine Abtastkamera aufweist.