DE4227922A1 - Vorrichtung zur Messung eines Massestromes - Google Patents
Vorrichtung zur Messung eines MassestromesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung eines
Massestromes, der am Ausgang eines Elevators an einer
Förderschachtwandung, insbesondere einer Erntemaschine,
umgelenkt wird, so daß er ein geschwindigkeitshomogenes,
geschichtetes Dielektrikum in einem dort angeordneten
Meßkondensator bildet, dessen erster Kondensatorbelag
massestromseitig und dessen zweiter Kondensatorbelag
beabstandet zum Massestrom angeordnet ist, wobei jeweils der
erste Kondensatorbelag mit einer Schutzelektrode eingefaßt
ist, die durch einen Impedanzwandler mit dem eingefaßten
Kondensatorbelag auf gleichem Potential gehalten ist und
wobei der zweite Kondensatorbelag durch eine dem ersten
Kondensatorbelag gegenüberliegende Förderschalwand und
seitliche Förderschachtwandbereiche gebildet ist.
Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der Hauptanmeldung
P 41 05 857.7. Gemäß dieser wird der Massestrom so durch
einen ersten Meßkondensator geleitet, daß er ein
geschichtetes Dielektrikum mit einer annähernd homogenen
Geschwindigkeitsverteilung bildet, und durch einen zweiten
Meßkondensator geführt, der stets ganz gefüllt ist. Die
beiden Kapazitäten dieser Kondensatoren werden mit der
gleichen Meßvorrichtung ermittelt, um ein
Kapazitätenverhältnis zu bilden. Die laufende
Absolutwertmessung eines Körnerstromes in Erntemaschinen
erbringt erhebliche Vorteile bei der Nutzung des Meßwertes
zur Regelung und Überwachung des Betriebes der Maschine,
insbes. der Vorschubgeschwindigkeit, der Siebantriebe und
der Schnitthöhe, und sie erlaubt die Erstellung eines
Erntekatasters, das eine Grundlage für eine sich über Jahre
erstreckende systematische, den jeweiligen Boden- und
Ertragswerten angepaßte, Bodenbearbeitung und Düngung ist.
Die Meßvorrichtung ist in der Erntemaschine hinter dem
Getreideelevator, z. B. einem Löffelbagger, in einem
Bahnkrümmer angeordnet ist, in dem eine Durchmischung der
Körner, die auf verschiedenen Bahnradien ausgeworfen werden
und dabei verschiedene Geschwindigkeit haben, erfolgt wobei
die Zentrifugalkraft, die an der gebogenen Wandung auftritt,
eine Verdichtung des Körnerstromes und eine
Geschwindigkeitshomogenisierung bewirkt. Die glatte
Führungsbahn und der vergleichmäßigte Körnerfluß schließt
eine Beschädigung des empfindlichen Erntegutes aus.
Für die Kapazitätsvergleichsmessung eignen sich verschiedene
Schaltungsanordnungen, bei denen vorteilhaft stets die
gleiche Meßvorrichtung zur Messung beider Kapazitäten dient,
so daß systematische Fehler sich weitgehend kompensieren.
Eine erste geeignete Meßanordnung ist durch eine
Trägerfrequenz Meßbrücke gekennzeichnet, deren Eingang
alternativ auf die beiden zu messenden Kapazitäten
umgeschaltet wird und deren zugehörigen Meßergebnisse
miteinander in einem Rechner verglichen werden.
Eine weitere Schaltungsanordnung besteht darin, daß die
beiden zu vergleichenden Kapazitäten als Brückenglieder in
eine Trägerfrequenzbrücke geschaltet sind, so daß das
Brückenausgangssignal ein Maß zur Bestimmung des
Kapazitätenverhältnisses ist.
Eine andere Art der Kapazitäten-Verhältnismessung geschieht
in einer Schaltung, in der eine Kapazitätsaufladung der
Kapazitäten mit einer Stromquelle alternierend bis zu einer
Vergleichsspannung vorgenommen wird, wobei die jeweils
erforderlichen Ladezeiten der beiden Meßkondensatoren
gemessen werden, die dann zu vergleichen sind.
Eine besonders schnelle und genaue Messung erbringt eine
weitere Schaltungsanordnung, bei der die beiden zu
vergleichenden Kapazitäten in den Zweigen einer
Brückenschaltung angeordnet sind. Dabei erfolgt eine
unmittelbare Verhältnisbildung, die dann noch nach dem
bekannten funktionalen Zusammenhang der Brückenschaltung auf
das Kapazitätenverhältnis zurückzuführen ist, was durch eine
einfache Formelberechnung oder Tabellenzuordnung erfolgt.
Diese funktionale Transformation läßt sich mit der
ohnehin notwendigen funktionalen Verknüpfung des
Kapazitätenverhältnisses mit der Funktion des geschichteten
Dieelektrikums kombinieren, so daß jeweils nur eine
gemeinsame Verarbeitung eines Meßergebnisses durch einen
Tabellenzugriff oder eine Funktionsberechnung erforderlich
ist.
In einer Ausführung der Brückenmeßschaltung, die beide
Meßkondensatoren in einem Meßzweig enthält, ist diese mit
einer alternierenden Brückenspannung gespeist, die jeweils
dann die Polarität wechselt, wenn jeweils ein oberer oder
ein unterer vorgegebener Toleranzpunkt des Brückenabgleiches
erreicht ist, wobei die jeweiligen Zeiten der beiden
geschalteten Polaritäten gemessen werden, die dann ins
Verhältnis gesetzt werden, woraus sich das Brückenverhältnis
ergibt.
In allen vorstehenden Ausführungen der Meßanordnung ist, um
möglichst genaue Meßergebnisse zu erzielen, die eine der
Meßelektroden jedes Meßkondensators mit einer
Schutzelektrode umgeben, die dem Potential der Meßelektrode
elektronisch nachgeführt ist. Durch die Schutzelektrode soll
gewährleistet werden, daß in dem Meßfeld ein annähernd
paralleler Feldlinienverlauf gegeben ist; denn nur dann
ergibt sich eine eindeutige funktionale Beziehung zwischen
der Schichtungshöhe des zu messenden Dielektrikums und der
Kapazität. Diese Beziehung dient der Umrechnung des jeweils
originär gewonnen Verhältniswertes. Bei der eingangs
bezeichneten Anordnung der Schutzelektroden ist die
geforderte Linearität der Feldlinien nur bei einer relativ
geringen Massestromhöhe gewährleistet.
Außerdem stellt bei der eingangs bezeichneten Vorrichtung
die Lage der Meßelektroden in Bezug auf den Bereich der
optimalen Schichtbildung einen Kompromiß dar, da spezifisch
leichte und spezifisch schwerere Körner unterschiedliche
Wurfbahnverläufe aufweisen. Insbesondere weist Getreide
größerer Feuchtigkeit eine andere Wurfbahn als trockneres
gleiches Getreide auf, da es einen anderen
Reibungskoeffizienten hat, was die Umlenkung beeinflußt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die eingangs beschriebene
Vorrichtung zur kapazitiven Messung eines Massestromes
inbesondere von Körnergut, so zu verbessern, daß sie bei
relativ einfachem Aufbau auch bei hohen Durchsätzen eine
hohe Meßgenauigkeit hat.
Die Lösung besteht darin, daß die Schutzelektrode sich
zumindest teilweise auf den Förderschachtseitenwänden
zwischen den beiden Kondensatorbelägen erstreckt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Vertikalschnittes eine
Meßkondensatorenanordnung mit einer Meßschaltung.
Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt II-II durch den
Förderkanal.
Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch den
Förderkanal mit schaltbaren Elektroden an.
Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines Getreidelevators (E),
dessen Förderschacht (G) eine Ablenkung des endseitig
herausgeschleuderten Körnerstromes (KS) in den ersten
Meßkondensator (C1) bewirkt, so daß der Körnerstrom (KS)
darin ein geschichtetes Dielektrikum quer zu dem
Feldlinienverlauf bildet. Der Kondensator (C1) ist von einer
Schutzelektrode (R1) umgeben, die mit dem Meßbelag (MC1)
potentialmäßig mitgeführt ist. Die Gegenelektrode (MC2) kann
isoliert angeordnet oder auch geerdet sein, je nach der
angeschlossenen Meßanordnung.
Abstromseitig ist in dem Körnerstrom ein
Vergleichskondensator (C2) angeordnet, der einen so geringen
unteren Auslauf aufweist, daß er im kontinuierlichen Betrieb
stets bis zum Überlaufen mit Körnern gefüllt ist. Auch bei
diesem Vergleichskondensator (C2) ist die Meßelektrode (BC2)
mit einer Schutzringelektrode (R10) umgeben. Die
Bezugselektrode ist mit der Bezugselektrode (MC2) elektrisch
verbunden oder gemeinsam geerdet. Die beiden
Schutzelektroden (R1, R10) sind elektrisch miteinander
verbunden, so daß nur ein Impedanzwandler als ein
Potentialnachführungsverstärker (NF) erforderlich ist.
Am Antrieb des Elevators (E) ist ein Tachometer (TM)
angeordnet, der ein Meßsignal (Sv) der mittleren
Körnerstromgeschwindigkeit (v) an eine Auswertevorrichtung
(MP) signalisiert.
Das Kapazitätenverhältnis, das gemäß den genannten
Funktionen umgewandelt ist, wird mit dem jeweiligen Wert des
Geschwindigkeitssignals (Sv) und einem vorgegebenen,
spezifischen Dichtewert (SD) multipliziert, wodurch sich der
Massestromwert ergibt, der einer Anzeigevorrichtung (A)
direkt oder über einen Integrator zugeführt wird.
Das Signal (Sv) des Geschwindigkeitssensors entspricht einer
mittleren Geschwindigkeit der Körner, die beim Übergang der
Elevatorschaufeln aus der Hubbewegung in die Drehbewegung
mit dem Abstand von der Wendeachse zunimmt. Da die Körner
durch ihre Zentrifugalkraft nach außen getrieben werden,
interagieren sie derart durch Stöße, daß sie eine mittlere
Geschwindigkeit (v) geringer Streubreite annehmen.
Da die Funktionen der Schichtung und der Homogenisierung des
Körnerstromes nur in einem bestimmten
Geschwindigkeitsbereich gewährleistet ist, überwacht der
Auswerteprozessor (MP) die Einhaltung dieses zulässigen
Geschwindigkeitsbereiches durch periodische Vergleiche des
Geschwindigkeitssignalwertes (Sv) mit einem oberen und einem
unteren Grenzwert, bei deren Über- bzw. Unterschreitung er
eine Alarmmeldung ausgibt.
Der Dichtewert (SD), der u. a. feuchtigkeitsabhängig ist,
kann von Zeit zu Zeit ermittelt und in den Auswerteprozessor
(MP) eingegeben werden, oder er wird mittels einer Wägezelle
laufend gravimetrisch bestimmt und dem Prozessor (MP)
kontinuierlich zugeführt.
Eine Meßschaltung (M) erbringt bei einfachem Aufbau eine
Digitalisierung der Kapazitätswerte der beiden Kondensatoren
(C1, C2).
Die Referenzelektroden der beiden Kondensatoren sind über
einen Umschalter (US1) gesteuert wahlweise mit dem Eingang
der Meßschaltung (M3) verbunden. Dieser wird von einer
Stromquelle (IG) gespeist und führt auf einen
Rampensignalverstärker (RV), dessen Ausgang auf einen
Vergleicher (VV) führt, dessen anderer Eingang mit einer
Vergleichsspannung (UV) gespeist ist.
Der Auswerteprozessor (MP1) ist eingangsseitig mit einem
Ausgang eines Zählers (CT) verbunden, der von Taktsignalen
(CL) laufend am Zählereingang beaufschlagt ist. Der Ausgang
des Vergleichers (VV) steuert jeweils dann, wenn die
Rampenspannung der Vergleichsspannung (UV) entspricht, einen
Interrupteingang (IR) des Auswerteprozessors (MP1) an.
Dieser steuert daraufhin über einen Löschtransistor (LS)
eine Entladung der Meßkapazität, die Verbringung des
Umschalters (US1) in die jeweils andere Stellung, die
Übernahme des Zählerinhalts in einen internen Speicher und
ein Rücksetzen (RS) des Zählers (CT). Auf die gleiche Weise
wird beim nächsten Erreichen der Vergleichsspannung (UV) ein
weiterer Zählerstand in einen anderen internen Speicher
übernommen, worauf jeweils die beiden gewonnenen
Zählerstände, die den beiden Kapazitätswerten unmittelbar
entsprechen, ins Verhältnis gesetzt werden. Der errechnete
Verhältniswert wird dann der Funktion des geschichteten
Dielektrikums gemäß weiterverarbeitet und dann mit dem
Geschwindigkeitswert (Sv) und einem Dichtewert (SD)
verknüpft, so daß sich jeweils der Massestrom ergibt, der
direkt und integriert auf eine Ausgabevorrichtung (A)
gegeben wird.
Gemäß der Erfindung ist die Schutzelektrode (R1) auf die
Seitenwände des Förderschachtes (G) heruntergezogen, so daß
die Feldlinien der Masselektrode (MC1) zu der Gegenelektrode
(MC2) annähernd parallel verlaufen und somit eine
berechenbare Abhängigkeit der Körnerschichtdicke gegeben
ist. Bei sehr hohen Körnerdurchsätzen ist es vorgesehen, die
Schutzelektrode (R1) mit einem weiteren
Teilelektrodenbereich (R2) der sich in Richtung auf den
gegenüberliegenden Kondensatorbelag (MC2) erstreckt, zu
verbinden um auch in diesen Fällen eine möglichst parallele
Feldausbildung zu erreichen. Bei niedrigen Stand des
Körnerstromes (KS) wird die Teilelektrode (R2) vorteilhaft
über einen Umschalter (US) mit der benachbarten
Gegenelektrode (MC2) verbunden. Auch diese Gegenelektrode
ist über den horizontalen Bereich hinaus auf die
Seitenwände, diese zu einen Teil bedeckend, hinaufgezogen.
Der Umschalter (US), der die zweite Teilelektrode (R2)
umschaltet, wird durch den Auswerteprozessor (MP)
angesteuert. Die Umsteuerung erfolgt zweckmäßig dann, wenn
die Auswertung ergibt, daß ein vorgegebener Schwellwert des
Verhältnisses zwischen den Kapazitäten der beiden
Kondensatoren (C1, C2), überschritten ist. Dieses
Grenzverhältnis ist so gewählt, daß die Umschaltung erfolgt
bevor der Füllgrad den Bereich der ersten Schutzelektrode
(R1) erreicht.
Da mit der Umschaltung der Teilelektrode (R2) auch eine
gewisse Kapazitätsänderung des Meßkondensators (C1)
auftritt, ist es vorteilhaft vorgesehen, auch den
Vergleichskondensator (C2) außer mit einer Schutzelektrode
(R10) mit einer Teilelektrode (R20) zu versehen, welche sich
zwischen der Schutzelektrode (R10) und der umfaßten
Meßelektrode (BC2) angeordnet ist.
Die Kapazitätsverhältnisse dieser Teilelektrode (R20) des
Vergleichskondensators (C2) sind so gewählt, daß sie den
Kapazitätsverhältnissen bei der Umschaltung der
Teilelektrode (R2) des Meßkondensators (C1) entsprechen.
Damit beide Kapazitäten (C1, C2) unabhängig von der
Umschaltung sind, ist ein weiterer Umschalter (US10) für die
Teilelektrode (R20) des Vergleichskondensators vorgesehen,
welcher analog zu dem ersten Umschalter (US) angeschlossen
und parallel zu diesem angesteuert ist.
Statt der Anordnung des zweiten Umschalters (US10) läßt sich
die Kapazitätsänderung durch eine entsprechende rechnerische
Berücksichtigung bei der Verarbeitung der Meßwerte
kompensieren.
In Fig. 2, die einen Schnitt II-II in geändertem Maßstab
zeigt, ist im Elevatorkopf eine Meßstrecke aufgebaut, bei
der unter dem Einfluß von Fliehkräften an der Außenwand eine
in ihrer Schichthöhe durchsatzproportionale Schichtung des
Körnerstroms (KS1, KS2) festzustellen ist. Die auf diese
Weise entstandene Körnerschicht bildet mit der angrenzenden
Luftschicht das geschichtete Dielektrikum eines
Plattenkondensators, der aus der mit einem Schutzring (R1)
versehenen Meßelektrode (MC1) und aus der auf Massepotential
liegenden Gegenelektrode (MC2) besteht. Bei dieser Anordnung
ist bei jeweils geeigneter geometrischer Dimensionierung der
Breite der Schutzringelektrode und der Meßelektrode (MC1)
vor letzterer ein weitgehend homogenes elektrisch es Feld
ausbildet, das eine hochgradig definierte, näherungsweise
lineare, elektrisch meßtechnische Erfassung der Schichthöhe
des Körnerstroms garantiert. Unter der Annahme, daß das
elektrische Feld quer zur Stromrichtung der Körner unendlich
ausgedehnen sei; d. h., daß seitlich keine
Elektrodenwandungen eine Potentialbegrenzung vornehmen
würden, bilden sich die unvermeidlichen Feldinhomogenitäten
nur vor der Schutzringelektrode (R1) aus. Sie lassen sich so
in sehr einfacher Weise durch eine Potentialnachführung
mittels des Impedanzwandlers (NF) problemlos aus der
Kapazitätserfassung eliminieren. Es ist vorteilhaft
vorgesehen, daß die Schutzringelektrode (R1) durch den
Impedanzwandler (NF) bis auf eine Fehlerspannung von maximal
1 µV ständig exakt der am Meßkondensator (MC1) anliegenden
Meßspannung (Um) nachgeführt ist.
In dem Querschnitt sind die verschiedenen Höhen (H1, H2) bei
einem niedrigen Körnerstrom (KS1) und einem hohen
Körnerstrom (KS2) angedeutet. Die Formeln des geschichteten
Dieelektrikums beziehen sich auf die jeweils gegebene Höhe
des Körnerstromes und die Gesamthöhe (h) zwischen den
Kondensatorbelägen (MC1, MC2). Der Umschalter (US) schaltet
die Teilelektrode (R2) jeweils entweder zu dem zweiten
Kondensatorbelag (MC2), wenn die Schichthöhe kleiner als ein
Grenzwert ist, der beispielsweise der dargestellten
niedrigen Körnerstromhöhe (h1) entspricht. Diese füllt zu
etwa 80% die an den Seitenwänden angeordnete Schutzelektrode
(R1) aus. Das Nutzsignal, die Meßspannung (Um), wird
unmittelbar von dem ersten Kondensatorbelag abgenommen und
der Meßverarbeitungsschaltung (M) und von diesem
Auswerteprozessor (MP) zugeführt.
Da die elektrischen Feldlinien zu den
Verschiebungsstromdichtelinien streng parallel sind, ergibt
sich für die beiden Schichten des Dielektrikums mit der
Körnerschichtdicke (h1) und der Luftschichtdicke (H-h1)
und den zugehörigen gemittelten elektrischen Feldstärken
nach der Beziehung
eine relative Dielektrizitätskonstante EpsilonrK gemäß den
Formeln für geschichtete Dielektrika, wobei die Indizes K
für Körner und L für Luft verwandt sind. Eine kapazitive
Bestimmung der Körnerschichthöhe (h1) ist damit leicht
möglich, da diese näherungsweise ausschließlich von der
relativen Dielektrizitätskonstante der Körner bestimmt wird.
Der zweite Meßkondensator (C2) läßt sich außer in einem
ständigen Teilmassestrom auch in einem periodisch zu
entleerenden Vorratstank anordnen, falls das Schüttgut über
einen entsprechend langen Zeitraum bezüglich seiner
kapazitiven Eigenschaft gleichartig ist. Bei einer
derartigen Anordnung ist durch eine Vorabprüfung dem
Kapazitätsmeßwertes festzustellen, ob der Meßkondensator
bereits gefüllt ist, d. h. der Vorratsbehälter schon
entsprechend der Lage des Meßkondensators teilweise gefüllt
ist, da bis zu diesem Zeitpunkt der Kondensator eine feste
vorbekannte Anfangskapazität aufweist, die durch des
Dielektrikum Luft bestimmt ist. Bei dem Kapazitätenvergleich
mit dem Meßkondensator mit dem geschichteten Dielektrikum
wird vorab, solange der zweite Meßkondensator noch nicht
gefüllt ist, der Massestrom unter Berücksichtigung
erfahrungsgemäßer Eichwerte der kapazitiven Eigenschaften
für das gegebene Schüttgut näherungsweise bestimmt. Sobald
der Meßkondensator in dem Vorratsbehälter gefüllt ist, und
der aktuelle materialspezifische Vergleichswert der
Kapazität vorliegt, was durch einen Vergleich des
Kapazitätswertes auf seine zeitlich annähernde Konstanz und
bei Überschreitung eines vorgegebenen
Kapazitätsschwellwertes jeweils festgestellt wird, erfolgt
die automatische Berücksichtigung der kapazitiven
Materialeigenschaft. Darüberhinaus werden die vorher
gemessenen und erfahrungsgemäß näherungsweise bestimmten
Massewerte, die zwischengespeichert worden sind,
entsprechend dem gemessenen kapazitiven Materialbeiwert
korrigiert.
Die Messung der Kapazität des vollständig gefüllten zweiten
Kondensators wird weiterhin vorteilhaft dazu genutzt, gemäß
einer Eichfunktion, die den Zusammenhang des
Feuchtigkeitsgehaltes des Schüttgutes in Abhängkeit von der
gemessenen Kapazität angibt, die jeweilige Feuchtigkeit des
Meßgutes zu bestimmen und durch eine Anzeige oder einen
Ausdruck auszugeben.
Den funktionalen Zusammenhang der Dielektrizitätskonstanten
Epsilon abhängig von dem Feuchtegehalt für Weizen ist in
Kutzbach: Lehrbuch der Agrartechnik Bd. 1, Allgemeine
Grundlagen, Ackerschlepper, Fördertechnik, angegeben. Für
andere Materialien lassen sich entsprechende Funktionen des
Kapazitätszusammenhanges des Meßkondensators von den
Stoffeigenschaften bzw. -zusammensetzungen ermitteln. Die
Umrechnung der gemessenen Kapazitätswerte läßt sich über
Tabellenzugriffe und evtl. eine Interpolation zwischen den
gespeicherten Werten leicht vornehmen. Somit läßt sich mit
der dargestellten Funktion die Feuchtigkeit aus den
Kapazitätenverhältnissen ermitteln, die sich aus der
Kapazität des jeweils gefüllten Kondensators und einer
einmaligen Messung der Kapazität mit völlig trockenem Gut
der gleichen Art ermitteln.
Erfindungsgemäße Meßvorrichtungen lassen sich sowohl in dem
Haupterntegutstrom anordnen als auch in Nebenströmen, z. B.
des einlaufenden Schnittgutes als auch in der Strohbahn.
Auch andere Erntemaschinen als Mähdrescher, z. B. Stroh-,
Gras- oder Maishächsler oder Hau-, Stroh- oder Grasaufnehmer
lassen sich mit einer derartigen Meßvorrichtung bestücken.
Der zweite Meßkondensator, der vollständig gefüllt gehalten
wird, läßt sich vorteilhaft als ein Zylinderkondensator
ausgestalten, wodurch nur geringe Randzonenbereiche mit
inhomogener Feldverteilung gegeben sind.
Um eine Verfälschung der Kapazitätsmessung durch einen
ohmschen Leitungsanteil zu vermeiden, sind die Oberflächen
der Meßelektroden und ggf. der Schutzringe mit einer
abriebfesten isolierenden Beschichtung versehen.
Fig. 3 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der
Erfindung, welche auch mit der Ausgestaltung gemäß Fig. 1
und 2 kombinierbar ist. Bei dieser Anordnung ist der
Kondensatorbelag (MC1) auf der Körnerstromseite wahlweise
über Umschalter (UD1, UD2) mit einem Elektrodenabschnitt
(R3) oder (R4) verbunden, von denen sich der eine
abstromseitig und der andere zustromseitig des
Kondensatorbelages (MC1) befindet. Die gesamte Anordnung des
Belages und der beiden Teilelektroden ist von einer
Schutzelektrode (R1) umfaßt, die sich auch auf den
Seitenwänden des Förderschachtes erstreckt. In dem
Förderschacht bewegt sie das Fördergut, wenn es sich um
Trockenkörner (FT) handelt über einen langen Weg entlang der
gekrümmten Außenwandung. Feuchtkörner (FF) bewegen sich
hingegen aufgrund ihrer höheren Reibung an der Außenwand nur
über einen Teilabschnitt in Wandnähe und weichen dann von
dieser in einem verkürzenden Bogen ab. Damit die Messung
jeweils in dem möglichst homogenen Körnerstrom erfolgt, wird
deshalb die stromabseitige Teilelektrode (R3) zu dem
Kondensatorbelag hinzugeschaltet, wenn Trockenkörner (FT)
vorliegen. Entsprechend wird die zustromseitige
Teilelektrode (R4) dann zugeschaltet, wenn Feuchtkörner (FF)
vorliegen. Die jeweils nicht mit der Meßelektrode zusammen
benutzte Teilelektrode (R3, R4) wird durch ihren Umschalter
(UD1, UD2) jeweils mit der Schutzelektrode (R1) verbunden.
Die parallel Ansteuerung der beiden Umschalter (UD1, UD2)
erfolgt über den Auswerteprozessor (MP) vermittels der
Verwertung des Feuchtigkeitsmeßsignales, das wie bereits
beschrieben, insbesondere aus den Meßwerten des
Vergleichskondensators gewonnen wird. Dies geschieht dadurch
daß jeweils dann, wenn ein für die entsprechende Getreideart
vorgegebene Grenzgröße des Feuchtigkeitsgehaltes
überschritten ist, die Teilelektrode die zustromseitig liegt
zum Kondensatorbelag (MC1) hinzugeschaltet und die andere
Teilelektrode (R3) an die Schutzelektrode (R1) angeschaltet
wird. Zweckmäßig sind die beiden Teilelektroden (R3, R4) so
ausgebildet, daß die Kapazität des jeweils mit diesen
gebildeten Kondensatorbelages jeweils gleich ist.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Messung eines Massestromes, der am
Ausgang eines Elevators (E) an einer Förderschachtwandung
(G), insbesondere einer Erntemaschine, umgelenkt wird, so
daß er ein geschwindigkeitshomogenes, geschichtetes
Dielektrikum in einem dort angeordneten Meßkondensator (C1)
bildet, dessen erster Kondensatorbelag (MC1)
massestromseitig und dessen zweiter Kondensatorbelag (MC2)
beabstandet zum Massestrom angeordnet ist, wobei jeweils der
erste Kondensatorbelag (MC1) mit einer Schutzelektrode (R1)
eingefaßt ist, die durch einen Impedanzwandler (NF) mit dem
eingefaßten Kondensatorbelag (MC1) auf gleichem Potential
gehalten ist und wobei der zweite Kondensatorbelag (MC2)
durch eine dem ersten Kondensatorbelag (MC1)
gegenüberliegende Förderschachtwand und seitliche
Förderschachtwandbereiche gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzelektrode (R1) sich
zumindest teilweise auf den Förderschachtseitenwänden
zwischen den beiden Kondensatorbelägen (MC1, MC2) erstreckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Schutzelektrode (R1, R2) mindestens über eine
Höhe (H1, h2) des Massestromes (KS) erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Kondensatorbelag
(MC2) und einer ersten Teilschutzelektrode (R1) mindestens
eine zweite Teilelektrode (R2) angeordnet ist, die mit einem
Umschalter (US) gesteuert wahlweise mit der ersten
Teilschutzelektrode (R1) als weitere Teilschutzelektrode
wirkend oder mit dem zweiten Kondensatorbelag (MC2) als Teil
von dieser wirkend verbindbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der zweiten Teilelektrode (R2) etwa einer
Differenz der Höhen (h1, h2) der Masseströme (KS) bei einem
niedrigen und bei einem hohen Massestrom entspricht.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig des ersten
Kondensatorbelages (MC1) zwischen dieser und der
Schutzelektrode (R1) förderschachtstirnwandseitig in
Förderrichtung Teilelektroden (R3, R4) angeordnet sind,
welche über weitere steuerbare Umschalter (UD1, UD2)
wahlweise jeweils mit der Schutzelektrode (R1) oder mit dem
ersten Kondensatorbelag (MC1) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Teilelektroden (R3, R4) gleiche Kapazitäten
haben und die beiden weiteren Umschalter (UD1, UD2) so als
doppelpolige Umschalter gesteuert geschaltet sind, daß
wechselweise jeweils die eine oder die andere der
Teilelektroden (R3, R4) mit der Schutzelektrode (R1)
verbunden sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umschalter (US, UD1, UD2)
MOSFET-Transistoren oder Relaiskontakte sind und diese über
einen Auswerteprozessor (MP) gesteuert sind und der
Meßkondensator (C1) über eine Meßschaltung (M) mit dem
Auswerteprozessor (MP) verbunden ist und die Meßschaltung
(M) außerdem mit einem Vergleichskondensator (C2)
eingangsseitig verbunden ist, der mit einem Teilmassestrom
ständig gefüllt ist, zu dessen Vergleichskapazität die
Meßkondensatorkapazität die Meßschaltung ins Verhältnis
setzt und dieses Kapazitätenverhältniswert dem
Auswerteprozessor (MP) zuleitet, welcher jeweils abhängig
von einer Überschreitung eines vorgegebenen Schwellwertes
durch den Verhältniswert den Umschalter (US) derart
ansteuert, daß die zweite Teilelektrode (R2) mit der ersten
Schutzteilelektrode (R1) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kapazitätsmeßwert der Vergleichskapazität (C2) dem
Auswerteprozessor (MP) zugeführt ist und dieser jeweils,
wenn ein vorgegebener Vergleichswert überschritten ist, die
weiteren Umschalter (UD1, UD2) derart ansteuert, daß die
massezustromseitig gelegene Teilelektrode (R4) mit dem
ersten Kondensatorbeleg (MC1) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vergleichskondensator (C2) eine
Schutzelektrode (R10) und eine Teilelektrode (R20) aufweist,
die zwischen der Schutzelektrode (R10) und dem darin
eingeschlossenen Kondensatorbelag (BC2) angeordnet ist, und
die Teilelektrode (R20) über einen Umschalter (US10)
wahlweise mit der Schutzelektrode (R10) oder dem
umschlossenen Kondensatorbelag (BC2) gesteuert verbunden ist
und die Kapazitätsverhältnisse des Vergleichskondensators
(C2) dabei denen des Meßkondensators (C1) bei beiden
entsprechenden Umschalterstellungen des ersten Umschalters
(US) entspricht und die beiden Umschalter (US, US10)
parallel entsprechend von dem Auswerteprozessor (MP)
angesteuert sind.
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