DE3430717A1

DE3430717A1 - Behaelter fuer schuettgueter

Info

Publication number: DE3430717A1
Application number: DE19843430717
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. 6380 Bad Homburg Eisenblätter; Siegbert Dr. 6368 Bad Vilbel Erlenkämper
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1986-03-06
Also published as: ZA856064B; US4676098A; DE3430717C2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Behälter für Schüttgüter , dessen Füllstand beim Füllen oder Leeren
kontinuierlich von außen feststellbar ist.

Im allgemeinen kann der Füllstand von Schüttgütern
in drucklosen Behältern direkt an einer Meßlatte
oder bei druck- bzw. temperaturbelasteten Behältern

an einem Schauglas abgelesen werden. In beiden Fällen wird die Fernübertragung der direkt abgelesenen Meßwerte sehr aufwendig. Zur Vermeidung dieser Nachteile kann eine indirekte Meßmethode verwendet werden. Hierbei wird die Schwächung von Röntgenstrahlung bzw.

radioaktiver Strahlung im Schüttgut zur Füllstandsbestimmung ausgenutzt. Hierbei ist zwar eine Fernübertragung ohne größeren Aufwand möglich, jedoch sind
neben umfangreichen Sicherheitsmaßnahmen beträchtliche bauliche Änderungen am Behälter zur Adaption der entsprechenden Sender und Empfänger notwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter für Schüttgüter zu entwickeln, mit dem eine rasche und definierte Fernüberwachung des Füllstands ohne bauliche Änderung möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den als voll und als leer zu bezeichnenden Niveaubereichen des Behälters mindestens je ein Schallemissionsaufnehmer angeordnet ist und an der Behälterwand zwischen beiden, den Voll- und Leerzustand definierenden Schallemissionsaufnehmer mindestens ein akustischer Wellenleiter vorgesehen ist und daß die Schallemissionsaufnehmer mit einer elektronischen Signalverarbeitung verbunden sind.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Behälters sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben.

Vorzugsweise dient die Behälterwandung als akustischer Wellenleiter. Die äußere Behälterwandung wird im zu überwachenden Höhenabstand mit mindestens zwei Schallemissionsaufnehmern bestückt und die durch bewegte b Schüttgüter ausgelösten Reibegeräusche an der Behälterwandung als Schallemissionssignale mit der nachgeschalteten elektronischen Signalverarbeitung ausgewertet. Aus der Laufzeitdifferenz der von beiden Schallemissionsaufnehmern detektierten Signale kann somit die Bewegung des Schüttguts in Form von Ortungen festgestellt werden. Die Einzelortungen werden in _:einem Histogramm oder einer Impulssummenkurve dargestellt. Der Beginn oder das Ende des Histogramms oder der Impulssummenkurve zeigt den Füllstand beim Füllen oder Entleeren an. Die durch das bewegte Schüttgut hervorgerufene und gespeicherte Füllstandsanzeige kann im Ruhezustand des Schüttgutes abgerufen werden.

Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1a und b den erfindungsgemäßen Behälter im leeren und gefüllten Zustand;

Fig. 2a bis f Darstellung der Histogramme bzw. Impulssummenkurven zur Ermittlung des Füllstandes

Aus Fig. 1a und b geht hervor, daß zwei Schallemissionsaufnehmer 1 und 2 an der äußeren Wandung des Behälters 3 installiert werden. In diesem Beispiel dient die Behälterwandung selbst als akustischer Wellenleiter. Die Position des unteren Schallaufnehmers 1 liegt im Niveaubereich des Leerzustandes des Behälters, während die Position des Schallaufnehmers 2 dem Vollzustand entspricht. Im folgenden wird der Leerzustand mit X_r und

der Vollzustand X_u bezeichnet.

Die durch Reibung des Schüttgutes 4 in der Behälterwandung erzeugten akustischen Signale werden von den Schallemissionsaufnehmern 1 und 2 detektiert, in elektrische Signale umgewandelt und anschließend in einer Auswerteelektronik 5 weiterverarbeitet.

Fig. 1a zeigt den Fall, wenn ein leerer Behälter gefüllt wird. Hier werden anfangs durch das auf die Behälterwandung auftreffende Schüttgut im ganzen Höhenbereich des Behälters Reibegeräusche erzeugt, die in Fig. 2a als Histogramm z.B. der Zahl N der georteten Ereignisse entlang der Behälterwandung X angezeigt werden. Aus diesem Histogramm wird gemäß Fig. 2b durch Aufsummierung der georteten Ereignisse N entlang der Behälterwandung X die Summenkurve^N ermittelt, mit deren Hilfe der Füllstand X_ des Schüttgutes durch Überschreiten einer vorgegebenen Diskriminatorschwelle festgelegt -wird. Dieser erste Füllstand Xp ist z.B. mit Hilfe eines Druckers zu dokumentieren. Nach der Dokumentation wird die Summenkurve gelöscht, damit die während des weiteren Füllvorganges nur im oberen Wandungsbereich ausgelösten Reibegeräusche, wie in Fig.2c dargestellt, deutlich als Untergrenze der georteten Ereignisse, d. h. als momentaner Füllstand X„ hervortreten.

Dieser neue Füllstand X_n, ist dann ebenfalls durch das er-

neute Überschreiten der DiskriminatorschwelleXN durch

die SummenkurvelN festgelegt, wie es aus Fig. 2d hervorgeht .

Bei der Entleerung eines z.B. halb gefüllten Behälters nach Fig. 1b erzeugt nur das nachrutschende Material aus dem vorläufig noch gefüllten unteren Behälterbereich Reibegeräusche. Deshalb werden im Ortungshistogramm gemäß Fig. 2e im Gegensatz zum Füllvorgang nur im unteren Bereich Ereignisse geortet, wobei nun die Obergrenze dem momentanen Füllstand X entspricht.

Aus diesem Gegensatz zum Füllvorgang folgt, daß eine Umkehrung der Bildung der SummenkurveZN, nun beim X -Wert beginnend^ von Vorteil ist. Mit dieser Maßnahme ist dann wie beim Füllvorgang der momentane Füllstand X durch das überschreiten der^N -Schwelle bestimmt, wie es in Fig. 2f dargestellt ist.

Die Höhe der DiskriminatorschwelleZN , die Dauer der Meßperioden und der Typ des optimalen Schallemissionsaufnehmers werden wesentlich durch das Nutz-/Störsignal-Verhältnis bestimmt.

Claims

394-06/7/84 --.:¹⁷· August 1984

3A30717

BATTELLE INSTITUT E.V., Frankfurt/Main

Behälter für Schüttgüter

Patentansprüche

-c 1. Behälter für Schüttgüter, dessen Füllstand beim Füllen oder Leeren kontinuierlich von außen feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den als voll und als leer zu bezeichnenden Niveaubereichen des Behälters (3) mindestens je ein Schallemissionsaufnehmer (1, 2) angeordnet ist und an der Behälterwand zwischen beiden, den Voll- und Leerzustand definierenden Schallemissionsaufnehmern (1, 2) mindestens ein akustischer Wellenleiter vorgesehen ist und daß die Schallemissionsaufnehmer mit einer elektronischen Signalverarbeitung (5) verbunden sind.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwand (3) als akustischer Wellenleiter ausgebildet ist.
3. Behälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß aus der Laufzeitdifferenz der aus Reibegeräuschen des Schüttguts am akustischen Wellenleiter entstehenden und von den beiden Schallemissionsaufnehmer (1, 2) detektierten Signale die Bewegung des Schüttguts in Form von Ortungen feststellbar ist.
4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelortungen in einem Histogramm oder einer Impulssummenkurve darstellbar

sind, wobei der Beginn oder das Ende des Histogramms oder der Impulssummenkurve den Füllstand beim Füllen oder Entleeren anzeigt.
5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das bewegte Schüttgut hervorgerufene und gespeicherte Füllstands-Anzeige im Ruhezustand des Schüttgutes abrufbar ist.