DE3511355A1

DE3511355A1 - Vorrichtung zum erfassen von metallkoerpern

Info

Publication number: DE3511355A1
Application number: DE19853511355
Authority: DE
Inventors: Emilián Dipl.-Ing. &Ccaron;apek; Karel Dipl.-Ing. &Scaron;tastný; Ivo Dipl.-Ing. Prag/Praha Lan&ccaron;a; Ivo Dipl.-Ing. Prag/Praha Pavlica; Miroslav Dipl.-Ing. Prost&ecaron;jov Vo&ccaron;ka
Original assignee: AGROZET KONCERN ZEMEDELSKEHO
Current assignee: AGROZET KONCERN ZEMEDELSKEHO
Priority date: 1984-04-10
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1985-10-17
Also published as: DE3511355C2; CS239075B1; CS272984A1; PL252575A2

Description

Vorrichtung zum Erfassen von Metallkörpern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen und ggf. zur Anzeige von Metall in einem Stoff, während seiner Förderung, Verarbeitung oder Lagerung, insbesondere von Metallkörpern in Ernteprodukten und Pflanzen.
Die unerwünschten Metallkörper, die bei der Handhabung z. B. bei der Ernte in den Materialstrom hineingeraten, bilden häufig die Ursache von Störungen und Havarien, welche Zeit- und Materialverluste mit allen davon ausgehenden ungünstigen ökonomischen Folgen mitbringen. Besonders in Futtererntemaschinen gelangen mit dem Futter häufig Metallkörper, die Störungen der Erntemaschinen verursachen und kostspielige Reparaturen erfordern.
Es sind Vorrichtungen zur Anzeige von ferromagnetischen Metallgegenständen bekannt, die nach dem Prinzip der Änderungen eines permanenten Magnetfeldes arbeiten und bei denen eine Abtastspule auf Änderungen des Magnetfeldes anspricht. Die gewonnenen Impulse aus der Abtastspule sind jedoch in der Amplitudenform an die Materialgeschwindigkeit und die damit zusammenhängende Geschwindigkeit der Änderung des Magnetfeldes gebunden. Daraus resultiert eine geringe Empfindlichkeit bei sich langsam bewegenden ferromagnetischen Gegenständen. Metallkörper ohne ferromagnetische Eigenschaften können nicht erfaßt werden und die elektronischen Detektionskreise sind sehr kompliziert, was einen hohen Anschaffungspreis und geringe Betriebszuverlässigkeit ergibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Erfassen und ggf. zur Anzeige von Metallen in einem Stoff zu schaffen, die diese Nachteile und Mängel beseitigt und bei allgemein verbesserter Ansprechempfindlichkeit auch auf andere als ferromagnetische Metallkörper reagiert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im oder neben dem Materialstrom mindestens zwei Sekundärspulen eines Streufeldtransformators angeordnet sind, dessen mindestens eine Erregerprimärspule an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, wobei die Anzapfungen der Sekundärspulen an Verstärker angeschlossen sind.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung können Metallkörper in einem kontinuierlichen Materialstrom zuverlässig angezeigt werden, wobei mit annehmbar verringerter Empfindlichkeit auch nicht ferromagnetische Metallgegenstände erfaßt werden können. Eine schnelle Verarbeitung des Anzeigeeine signals ergibt/augenblickliche Stillsetzung des Materialstroms. Die Vorrichtung ist nicht nur einfach und billig, sondern auch zuverlässig in dem Betrieb.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 schematisch die Erfassungvorrichtung für Metallkörper, Fig. 2 einen Schnitt A-A in Fig. 1, Fig. 3 das Blockschaltbild eines Indikationsfühlers mit dem elektrischen Schaltkreis.
Bei der dargestellten Ausführung gelangt das Material 2, z. B. geerntetes Halmmaterial, Rübenblätter usw., in einem mehr oder weniger kontinuierlichen Strom in einen Meßraum 1 zwischen zwei Fördertrommeln 3, die vor den Arbeitsorganen einer Landmaschine angeordnet sind.
Mindestens zwei Sekundärspulen 4 eines Streutransformators 5 sind in einer Trommel 3 angeordnet, deren vorteilhaft C-förmige Spulenkerne 6 aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen. Die Spulenkerne 6 sind an einem gemeinsamen Halter 7 aus unmagnetischem Werkstoff mit gegenseitigen Zwischenabständen 8 angeordnet. Eine gemeinsame primäre Erregerspule 9 ist in dem dargestellten Beispiel für alle 4 drei Paare von Sekundärspulen vorgesehen. Es können auch für jede Sekundärspule 4 feine Erregerspulen 9 vorhanden sein (nicht dargestellt). Die Erregerprimärspule 9 ist gegen den Spulenkern 6 durch eine Isolierschicht 10 getrennt, die z. B. durch unmagnetische Nieten 11 am gemeinsamen Halter 7 befestigt ist. An die Erregerspule 9 sind zwei Zuleitungen 12 angeschlossen und jede Sekundärspule 4 weist zwei Anschlüsse 13 auf. Die Sekundärspule 4 ist auf mindestens einen Schenkel 14 des z. B. C-förmigen Spulenkernes 6 aufgewickelt, dessen zweiter Schenkel 15 frei bleiben kann.
Die Erregerprimärspule 9 wird von einer Wechselspannungsmit quelle 16, vorteilhaft einem niederfrequenten sinusförmigen Wechselstrom, erregt. Die Zuleitungen 12 zur Erregerspule 9 sind mit der Wechselspannungsquelle 16 durch Verbindungsleiter 17 verbunden. In dem dargestellten Beispiel ist die Wechselspannungsquelle 16 ein Generator, der auf der nicht dargestellten mobilen Maschine untergebracht und mittels der Speise leiter 18 aus einer Batterie 19 gespeist wird. Eine der beiden Anzapfungen 13 jeder Sekundärspule 4 ist an einen Verstärker 20,vorteilhaft an einen Differentialverstärker, angeschlossen. In dem dargestellten Beispiel sind drei Verstärker 20 vorgesehen, je einer für ein Paar Sekundärspulen 4, das vorteilhaft symmetrisch zum Mittelpunkt 21 des Streutransformators 5 angeordnet ist, wobei z. B. an einen Verstärker 20 über seine Anschlußleiter 22 die Randsekundärspulen 4 angeschlossen sind, und zwar eine Randsekundärspule 4 durch ihren Anschlußleiter 22 an den ersten Eingang 23 des Verstärkers 20 und die zweite Randsekundärspule 4 durch ihren Anschlußleiter 22 an den zweiten Eingang 24 desselben Verstärkers 20. Im gegebenen Falle sind symmetrisch zum Mittelpunkt 21 an die Verstärker 20 über die Anschlußleiter 22 auch die übrigen Paare der Sekundärspulen 4 angeschlossen, wobei die beiden inneren Sekundärspulen 4 an den weiteren Verstärker 20 und die restlichen zwei Sekundärspulen 4 an den letzten Verstärker 20 angeschlossen sind. Über einen Erdungsleiter 25 sind die Masseabgänge 26 der Verstärker 20 mit den restlichen Anzapfungen 13 der Sekundärspulen 4 verbunden. Die Verstärker 20 sind an einen Vergleichsmonostabilkippbetätigungskreis 27 angeschlossen, und zwar vorteilhaft über ein nicht dargestelltes Summierglied und ein Tieffrequenzpaßfilter. Der Vergleichsmonostabilkippbetätigungskreis 27 ist an einen Elektromagnet 28 zur Betätigung des nicht dargestellten Verriegelungs-, Brems- oder Umkehrmechanismus des Antriebes des Materialförderers oder seiner Überwachung angeschlossen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Streutransformator 5, dessen Sekundärspulen 4 durch die niederfrequente Wechselspannung des Stromkreises der Erregerprimärspule 9 erregt sind, erzeugt in dem Zwischenraum zwischen den Schenkeln 14, 15 des Spulenkernes 6 und in dem angrenzenden Bereich ein magnetisches Feld, das über das im Detektionsraum 1 befindliche Material geschlossen wird. Solange durch den Detektionsraum 1 nur das uniforme kontrollierte Material durchgeht, liegt an jeder Sekundärspule 4 die gleiche Ausgangsspannung, weil sie den magnetischen Flüssen in den einzelnen Sektionen des so ausgebildeten magnetischen Kreises proportional ist. Die Spannungen an den Ausgängen der Verstärker 20 sind deshalb Null.
Bei Anwesenheit eines metallischen Fremdkörpers oder Gegenstandes im Raum 1, der praktisch immer unsymmetrisch nur über ein Paar der Sekundärspulen 4 durchgeht, verursacht eine Änderung des magnetischen Kreises und die Spannung auf den Anzapfungen 13 des zugehörigen Paares der Sekundärspulen 4 ändert sich in Abhängigkeit von diesen Kraftflußänderungen. Diese Spannung wird im zugehörigen Verstärker 20 verstärkt und im Vergleichsmonostabilkippbetätigungskreis 27 verarbeitet. Daraufhin wird der Elektromagnet 28 erregt, der den Förderer unverzüglich verriegelt oder bremst bzw. das Antriebsgetriebe umschaltet, so daß der Fremdkörper nicht in die Verarbeitungsmaschine gelangen kann und so die Störungen oder Beschädigungen verhindert werden.

Claims

Ansprüche .ìVorrichtung zum Erfassen von Metallkörpern in einem Materialstrom, bei welcher in einem vom Material durchlaufenen Raum ein magnetisches Feld ausgebildet ist, dessen Stärke bzw. Änderungen beim Durchgang eines Metallkörpers überwacht werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum (1) mindestens zwei Sekundärspulen (4) eines Streutransformators (5) vorgesehen sind, dessen mindestens eine Erregerprimärspule (9) an eine Wechselspannungsquelle (16) angeschlossen ist, wobei die Anzapfungen (13) der Sekundärspulen (4) an einem Verstärker (20) angeschlossen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspulen (4) auf Spulenkernen (6) aufgewickelt sind, die in gegenseitigen Abständen (8) auf einem gemeinsamen Halter (7) untergebracht sind und denen eine gemeinsame Erregerprimärspule (9) zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspulen (4) auf einem Schenkel (14) des C-förmigen Spulenkernes (6) aufgewickelt sind, dessen zweiter Schenkel (15) frei ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärspulen (4) symmetrisch zu dem Mittelpunkt (21) des Streutransformators (5) paarweise angeordnet sind, wobei jedes Paar an seinen Verstärker (20) angeschlossen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (20) an einen Vergleichsmonostabilkippbetätigungskreis (27) angeschlossen ist, der einen Elektromagnet 28) zur Steuerung des Antriebs des Materialstroms erregt.
6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Streufeld-Trafo (5) im Innenraum einer Fördertrommel (3) angeordnet ist und daß der Meßraum (1) von zwei Fördertrommeln (3) begrenzt wird.