DE4424058C1 - Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten metallisch leitender Teile in einem Förderstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten von metallisch leitenden Teilen in einem zumindest weitgehend nichtleitenden Förderstrom, bei der von einem Wechselstromgenerator über eine Sendespule in einem zu überwachenden Abschnitt des Förderstromes ein elektromagnetisches Feld aufgebaut wird, dessen Amplituden- und Phasen-Änderungen mittels eines eine Auswerteschaltung speisenden Spulensystems zur Ableitung des Erkennungssignals erfaßt werden.

Derartige Einrichtungen sind beispielsweise durch die deutschen Offenlegungsschriften 37 14 009 A1 und 40 17 780 A1 bekannt. Man benötigt sie zum Beispiel zur Feststellung von Metallteilen in einem im wesentlichen nur aus Papier oder recyclingfähigen Kunststoff bestehenden Förderstrom, der einer Zerkleinerungsanlage (Shredder) für die Wiederaufbereitung zugeführt wird. Sind in dem Fördergut massive Metallteile enthalten, so kann dies zu Störungen im Arbeitsablauf, wenn nicht gar zur Zerstörung von Maschinenteilen führen, auch wenn solche Teile nur klein sind. Die Ausführungsform der Fördereinrichtung kann z. B., je nach Anwendungszweck, ein Gurtförderband, ein Vibrationsförderer, eine Materialrutsche, eine Fallrohrleitung oder auch eine pneumatische Förderleitung sein. Die Einrichtung dient dabei dem Schutz von nachfolgenden Aufbereitungsmaschinen. Dies könnte z. B. eine Schneidmühle, ein Brecher, eine Feinmahlanlage oder ein Extruder sein. Ähnliche Probleme treten auch bei der Produktüberwachung auf, beispielsweise in der Zigarettenfertigung und im Hygieneartikel- und im Lebensmittelbereich. Meist handelt es sich dabei um die sichere Erkennung von kleinen drahtförmigen, metallisch leitenden Teilen. Das von der Einrichtung abgegebene Erkennungssignal dient zur Betätigung von Schutzeinrichtungen, wie optischen und/oder akustischen Signalmitteln, von Abschalteinrichtungen der Fördereinrichtung, oder auch zur Umleitung des ein störendes Teil enthaltenden Förderstromes in einen Sammelbehälter oder dergleichen. Um auch kleine, massive und metallisch leitende Teile noch erkennen zu können, wird bei bekannten Einrichtungen in der Regel bei relativ hohen Frequenzen, wie 16 kHz und darüber gearbeitet, weil der Einfluß solcher Teile auf das Feld des Spulensystems mit der Frequenz des elektromagnetischen Wechselfeldes zunimmt. Trotzdem können Schwierigkeiten in der Erkennung kleiner störender metallisch leitender Teile auftreten, vor allem wenn es sich um kleine und längliche Teile, wie kurze Drahtstücke oder Drahtstifte handelt. Sie bleiben unter Umständen unerkannt. Ferner sind zum Stand der Technik noch die deutsche Patentschrift 41 15 350 C2 sowie die US-Patentschrift 49 02 997 zu erwähnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schwierigkeiten zu begegnen und vor allem auch kleine metallisch leitende, insbesondere drahtförmige Teile sich erkennbar zu machen.

Dies wird, ausgehend von einer Einrichtung der einleitend beschriebenen Art nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das Spulensystem aus wenigstens zwei, jeweils Sendespule und Empfangsspulen umfassenden Einzelsystemen besteht, von denen eines, bezogen auf den Förderstrom so angeordnet ist, daß das magnetische Feld der Sendespule überwiegend in Richtung des Förderstromes verläuft und wenigstens ein anderes so angeordnet ist, daß das magnetische Feld der Sendespule überwiegend quer zur Richtung des Förderstromes verläuft, daß jedes der Einzelsysteme mit einer Auswerteschaltung versehen ist und daß die Signalausgänge der Auswerteschaltungen mit einer Auswerte-Logikschaltung verbunden sind, die so ausgebildet ist, daß sie in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Signalen eine objektspezifische Auswertung durchführt.

Vorteilhaft ist es, wenn die Einzelsysteme in Richtung des Förderstromes hintereinander liegend angeordnet sind. Eine vorteilhafte Alternative hierzu besteht darin, daß die Einzelsysteme ineinander verschachtelt sind und zur gegenseitigen Entkopplung entweder zumindest weitgehend raumsymmetrisch ausgebildet und angeordnet und/oder mit, vorzugsweise geringfügig in der Betriebsfrequenz unterschiedlichen Wechselstromgeneratoren verbunden sind. Es ist ferner von Vorteil, wenn ein Einzelsystem den Förderstrom mit seinen Sende- und Empfangsspulen umschließt und wenigstens ein anderes so angeordnet ist, daß seine Sende- und Empfangsspulen auf gegenüberliegenden Seiten des Förderstromes liegen. Zweckmäßig ist es, die Betriebsfrequenz(en) im Bereich von über 100 kHz zu legen, beispielsweise um 250 kHz. Das erleichtert auch die Entkopplung der Einzelsysteme, da in diesem Frequenzgebiet die nötige Frequenzselektion mit relativ geringem Filteraufwand in an sich bekannter Weise realisierbar ist.

Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für die Erkennung von drahtförmigen metallisch leitenden Fremdkörpern in strang- oder faserförmigem Gut, wie in Babywindeln und hygienischen Artikeln aus solchem Gut und in der Fertigung von Tabakwaren, weil sich gerade in diesen Fällen kleine Drahtstücke, wie sie von den Bürsten der Faserzubereitung in das Gut kommen können, äußerst unangenehm bemerkbar machen können. Auch im Holzverarbeitungs-Bereich ist die Erfindung von Bedeutung, beispielsweise um Nägel oder deren Reste im Holz rechzeitig zu erkennen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer Metalldetektions-Einrichtung, die ein Förderband umschließt,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Metalldetektions-Einrichtung nach der Fig. 1 mit zwei ein Spulensystem bildenden Einzelsystemen I und II,

Fig. 3 eine schematische räumliche Darstellung der Einzelsysteme I und II,

Fig. 4 für ein Einzelsystem die Schaltung der Sendespule und der Empfangsspulen,

Fig. 5 das Blockschaltbild einer Schaltung zur Erklärung der Ableitung eines Erkennungssignals (Auswerteschaltung),

Fig. 6 ein Schwingungssystem zur Verdeutlichung der Wirkung von leitenden Teilen im Fördergutstrom auf das über die Spulen eines Einzelsystems aufgenommene Signal,

Fig. 7 den zeitlichen Verlauf des beim Durchgang eines metallisch leitenden Teiles auftretenden Signals am Eingang einer Schwellwert-Schaltung, die der Abgabe des Erkennungssignals dient,

Fig. 8 eine Schaltung zur Ableitung von Amplituden- und Phasensignal bei einem Einzelsystem mit nur einer Empfangsspule,

Fig. 9 eine Spulengestaltung, die das Einzelsystem II nach Fig. 3 mit einem in dieser Figur gestrichelt eingezeichneten Einzelsystem III zusammenfaßt,

Fig. 10 ein Beispiel für eine von Auswerteschaltungen gespeiste Logikschaltung,

Fig. 11 eine Aktivierungs-Zeitdiagramm für eine Logikschaltung nach Fig. 10,

Fig. 12 ein Beispiel für die Anwendung eines Multiplexers und eines Demultiplexers zur Reduzierung der Anzahl von Auswerteschaltungen,

Fig. 13 ein weiteres Beispiel für eine Logikschaltung und

Fig. 14 ein Prinzip-Blockschaltbild für eine gemeinsame Einstellung für z. B. zwei Auswerteschaltungen.

Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Einrichtung umschließt ein Förderband B, das in Richtung des aufgezeichneten Pfeiles das auf unerwünschte metallische Teile, beispielsweise Drahtabschnitte D1, D2 oder eine Schraubenmutter Mu, zu überprüfende Gut durch die Einrichtung transportiert.

In der Fig. 2 ist ein Schnitt a-a′ durch die Einrichtung nach der Fig. 1 wiedergegeben, die die beiden, das Spulensystem bildenden Einzelsysteme I und II erkennen läßt. Zum besseren Verständnis sind die einzelnen Spulen der Einzelsysteme I und II in der Fig. 3 zusätzlich noch räumlich dargestellt. Das Einzelsystem I hat eine das Förderband umfassende Sendespule Is und zwei Empfangsspulen Ie1 und Ie2, von denen eine - in Förderrichtung - vorgeschaltet und eine nachgeschaltet ist, während bei dem Einzelsystem II die Sendespule IIs über dem Förderband und die beiden Empfangsspulen IIe1 und IIe2 unterhalb desselben angeordnet sind. Die Spulenorientierung der beiden Einzelsysteme ist so, daß sich der in der Fig. 2 durch gestrichelte Linienzüge angedeutete Verlauf der Magnetfelder in dem von den Spulen umschlossenen Raum ergibt. Jedes der beiden Einzelsysteme ist für sich nach außen durch einen Mantel aus ferromagnetischem Material (M1, M2) abgeschirmt, unter Belassung von Durchtrittsöffnungen für den Förderstrom. In der Fig. 2 sind die beiden Mäntel M1 und M2 durch eine verstärkte Linienführung erkennbar gemacht. In der Einrichtung sind ferner ein die Sendespulen mit Wechselstrom speisender Generator G und zwei Auswerteeinrichtungen A1 und A2 zur Ableitung der Erkennungssignale von gegebenenfalls im Fördergut enthaltenen, metallisch leitenden Teilen angeordnet. Ausführungsform und Anordnung der Spulen sind, ebenso wie die Gehäuseform und die Form und Art der Durchlaßöffnung zusätzlich in an sich bekannter Weise dem Anwendungsfall angepaßt. Eine Anschlußleitung AL dient der Verbindung der Einrichtung mit einer Betriebsstromversorgung. Eine Ausgangsleitung SL dient zur Weiterleitung der von A1 und A2 abgegebenen Erkennungssignale an eine der einleitend erwähnten Schutzvorrichtungen. Die Auswerteeinrichtungen können auch ganz oder teilweise getrennt von der dargestellten Einrichtung in einem gesonderten Gehäuse untergebracht werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst das Prinzip der Ableitung eines Erkennungssignals anhand eines der beiden Einzelsysteme erläutert.

Wie die Fig. 4 für die Spulen des zur Erläuterung ausgewählten Einzelsystems zeigt, sind die Sendespule Is durch den Kondensator Cs und die beiden Empfangsspulen Iel und Ie2 durch den Kondensator Ce jeweils zu einem auf die Frequenz des zugeführten Wechselstromes abgestimmten elektrischen Schwingkreis vervollständigt und bilden im Prinzip ein auf die Frequenz des vom Generator G zugeführten Wechselstromes abgestimmten Bandfilter. Durch die Unterteilung der Spule und damit der Induktivität im empfangsseitigen Schwingungskreis ist es möglich, zwei gegenüber dem Bezugspotential BP gegenphasige und unter sich betragsgleiche Signale U1 und U2 abzunehmen und den Schaltungen A1 bzw. A2 zuzuführen.

Die Schaltung A1 beginnt, wie die Fig. 5 zeigt, mit einem durch einen sogenannten Operationsverstärker gebildeten Differenz-Verstärker OP, an dessen Ausgang eine Aufteilung in einen Amplitudenzweig AZ und einen Phasenzweig PZ vorgenommen ist. Im Amplitudenzweig AZ wird mittels einer Gleichrichterstufe SG der Spitzenwert des Signales Uem bestimmt. Im Phasenzweig PZ ist ein Phasendiskriminator PV eingefügt, dem als Phasenbezugssignal das Signal Use des Generators G zugeführt wird. Die Ausgangsspannungen von SG und PV werden einem Komparator K mit einstellbarer Gewichtung zugeführt. Im einfachsten Fall ist dies ein Subtrahierer mit einem Amplitudenregler in zumindest einem seiner beiden Eingänge.

In der Fig. 6 ist der Einfluß des Durchgangs eines mittels des Förderbandes durch die Spulen bewegten, metallisch leitenden Teiles dargestellt. Die von dem Wechselfeld der Spule Is in dem Teil verursachten Wirbelströme verändern sowohl die Amplitude als auch die Phasenlage des über Ie1 und Ie2 empfangenen Signals Uem, das ohne solche Feldstörungen um 90° gegen Use phasenverschoben ist. Die Änderungen sind durch Pfeile angedeutet. Die Amplitudenveränderung wird über AZ und die Phasenänderung über PZ ausgewertet.

Die Ausgangsspannung von K wird, gegebenenfalls nach einer Zwischenverstärkung in einem Verstärker V, über ein Filter F einer Schwellwertschaltung SS eingespeist, an deren Ausgang das Erkennungssignal AS eines metallisch leitenden Teiles entnehmbar ist, das als störend zu klassifizieren ist. Zu diesem Zweck wird der Schwellwertschaltung SS eine im Wert einstellbare Bezugsspannung Usch zugeführt, bei deren Überschreiten das Erkennungssignal AS im Ausgang von SS auftritt. Das Filter F unterdrückt den Gleichspannungsanteil im Ausgang von K und begrenzt das Frequenzspektrum auf den für die Auswertung vorgesehenen Bereich.

Beim Transport eines metallisch leitenden Teiles durch eine Einrichtung nach den Fig. 1 bis 5 tritt im Eingang von V bzw. SS ein Signal auf, das einen für das bewegte Teil charakteristischen Amplitudenverlauf zeigt. Ist das Teil kurz gegenüber dem Abstand der Spulen Ie1 und Ie2, entsteht bei jedem Passieren einer der beiden Spulen ein Signal, wie es in der Fig. 7 mit a gekennzeichnet ist. Ist hingegen das Teil demgegenüber lang, so ist der Verlauf von AS etwa so, wie es durch b angedeutet ist. In der Fig. 7 ist noch die Wirkung der Bezugsspannung Usch in der Schwellwertschaltung SS angedeutet. Nur bei Überschreiten der Schwellenwerte +Usch bzw. -Usch tritt ein Ausgangssignal AS auf, das als Erkennungssignal dient. Solche Schwellwert-Schaltungen sind an sich bekannt. Durch die Schwellwertschaltung wird auch ein u. U. störender Einfluß des Grundrauschens, das in der Fig. 7 als den eigentlichen Signalen vorausgehend und nachfolgend angedeutet ist, wirksam unterdrückt.

Die Regelmittel für die Ansprechschwelle der Auswerteschaltung sind, vor allem bei kleinen drahtförmigen metallisch leitenden Teilen eine entsprechende Einstellung der Maximalamplitude der Ausgangssignale von SG und PV und eine entsprechende Einstellung der Schwellwert-Spannung Usch für die Schwellwertschaltung SS. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich auch, wenn das nicht dargestellte Fördergut beispielsweise ein Textilerzeugnis wie eine Folge Babywindeln, eine Textilbahn oder faserförmiges Gut wie ein Tabakstrang ist.

Das Einzelsystem nach den Fig. 1 bis 3 verwendet sekundärseitig eine aus zwei Einzelspulen bestehende Empfangsspule. Man kann auch nur mit einer Spule arbeiten. In diesem Fall ist, wie in der Fig. 8 gezeigt, das Signal U1 an dem Schwingkreis abzugreifen und einmal direkt dem Operationsverstärker und einmal mit einer Phasenumkehr, also einer Phasenverschiebung von 180° zuzuführen. Dies wird durch die angedeutete Einschaltung einer Phasenumkehrstufe PU in an sich bekannter Art erreicht.

Beim dargestellten System erfolgt die Verarbeitung der Signale Use und Uem mittels sogenannter analog arbeitender Baugruppen. Wandelt man diese Signale vor ihrer Verarbeitung in der Auswerteschaltung durch Analog/Digital-Wandler in Digital-Signale um, so kann die Verarbeitung auf digitaler Basis durchgeführt werden. Die entsprechenden Bausteine, wie ein Subtrahierer, ein Komparator, ein Verstärker, ein Filter und eine Schwellwertschaltung sind im Handel als sogenannte IC's bekannt und erhältlich.

Generell ist es für derartige Auswerteschaltung und die diese speisenden Spulensysteme wesentlich, daß eine hohe Empfindlichkeit erreichbar ist. Diese wird in der Praxis auf den Durchmesser eines kugelförmigen Testkörpers bezogen, der gerade noch mit der Einrichtung erkennbar ist. Die Kugelform wird genommen, da für diese die Empfindlichkeit orientierungslageunabhängig ist. Bei einem Drahtteil ist im Prinzip die gleiche Empfindlichkeit gegeben, wenn der Drahtdurchmesser zumindest diesem kleinsten Kugeldurchmesser entspricht. Ist jedoch der Drahtdurchmesser geringer, so ist die Empfindlichkeit bzw. Erkennbarkeit von der Orientierungslage des Drahtes im Förderstrom abhängig.

Durch die erfindungsgemäße Anwendung von zwei Einzelsystemen I und II wird jedoch nicht nur auch für ein kurzes Drahtstück die Erkennung gewährleistet, sondern im gewissen Umfang auch eine Aussage über die Lage in Abhängigkeit vom Drahtmaterial erhältlich. Dies verdeutlicht die nachfolgende Übersicht, in der die verschiedenen in der Praxis vorkommenden Fälle wiedergegeben sind. Es ist dabei zum einen nach der Art des Drahtmaterials und zum anderen nach der Drahtstücklage unterschieden. Es zeigt sich nämlich, daß sich ein ferromagnetisches Teil gegensätzlich zu einem nichtferromagnetischen Teil verhält und demzufolge das Ansprechen unterschiedlich ist. Als Beurteilungskriterium ist für diese Fälle die Ansprech-Empfindlichkeit der Einrichtung verwendet.

Einzelsystem I

Einzelsystem II

Bei dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß kleine drahtförmige, metallisch leitende Teile nur in der Ebene des Förderbandes liegend vorkommen. Für faserförmiges Gut gilt dies im allgemeinen auch hinreichend gut. In manchen Fällen kann die räumliche Ausrichtung aber auch so sein, daß sie im wesentlichen orthogonal zu der Förderband-Ebene verläuft. Das kann zur Folge haben, daß die den Erkennungsvorgang bestimmende Feldänderung nur gering ist und dementsprechend die Erkennung zumindest erschwert wird oder unter Umständen unterbleibt. Dem kann in Weiterbildung der Erfindung dadurch begegnet werden, daß ein drittes Einzelsystem III, wie gestrichelt in der Fig. 3 angedeutet, vorgesehen wird, das dem Einzelsystem II entspricht, dessen Spulen aber an den gegenüberliegenden Schmalseiten des Förderbandes liegend angeordnet sind, das also, bezogen auf eine durch die Mitte des Förderbandes in Förderrichtung gedachte Achse, um 90° gegenüber dem Einzelsystem II gedreht ist.

Eine vorteilhafte Alternative dazu besteht in Weiterbildung der Erfindung darin, daß bezogen auf die Einzelsysteme II und III die Sendespule und die Empfangsspulen so wie in Fig. 9 gezeigt zu jeweils einer winkelförmig abgebogenen Spule vereinigt werden. Man kommt dann mit nur zwei Einzelsystemen und damit nur zwei Auswerteschaltungen aus.

Durch Kombination der Ausgangssignale der beiden Auswertungsschaltungen A1 und A2 werden damit auch kleine und kurze leitende Teile, unabhängig von ihrer Orientierungslage eindeutig feststellbar. Für die Kombination ist, wie in der Fig. 10 in einem Blockschaltbild dargestellt, eine Logikschaltung Log vorgesehen, von deren vier Eingängen einer mit der Auswerteschaltung A1 und einer mit der Auswerteschaltungg A2 verbunden ist. Ein weiterer Eingang ist mit einer Lichtschranke Ls verbunden, die wie in Fig. 1 gezeigt im Eingangsbereich der Einrichtung angeordnet ist und beim Passieren des Fördergutes ein Signal abgibt. An den Ausgang der Logikschaltung ist ein Zeitverzögerungsglied angeschaltet, das durch seine Zeitverzögerung sicherstellt, daß die Betätigung einer der einleitend geschilderten Schutzeinrichtungen zum zeitlich richtigen Augenblick, bezogen auf die Lage des störenden Teiles im aus der Einrichtung austretenden Förderstromes, gewährleistet. Der vierte Eingang von Log ist ebenso wie A1, A2 und VL an einen Taktgenerator TG angeschaltet, der mit dem von ihm abgegebenen Taktsignal die einzelnen Baugruppen zeitlich synchronisiert. Die Logikschaltung Log enthält zum Beispiel eine Flip-Flop-Stufe für das Ausgangssignal von A1 und eine weitere Flip-Flop-Stufe für das Ausgangssignal von A2. Dadurch wird eine erste Feststellung hinsichtlich störender Teile möglich. Wird nur ein Flip-Flop umgeschaltet, so handelt es sich mit hoher Wahrscheinlichkeit um ein drahtförmiges Teil. Werden jedoch beide Flip-Flop-Stufen umgeschaltet, so ist eine hohe Wahrscheinlichkeit gegeben, daß sich ein massiveres störendes Teil im Förderstrom befindet. Dieses Kriterium kann durch eine von den beiden Flip-Flop-Stufen gespeiste Und-Stufe abgeleitet werden. Das Kriterium für ein drahtförmiges Teil läßt sich durch eine von den beiden Flip-Flop-Stufen gespeiste Oder-Stufe ableiten. Die Rückstellung der einzelnen Stufen - vergleiche das Zeitdiagramm in der Fig. 11 - läßt sich auf einfache Weise durch das von der Lichtschranke LS abgegebene Signal vornehmen, so daß eine Auswertung jeweils nur während des Durchgangs von Fördergut durch die Feldbereiche der Einzelsysteme I und II erfolgt. In manchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein die erwähnte Lichtschranke LS am Ausgang der Einrichtung, gegebenenfalls auch zusätzlich vorzusehen. Es ist dann nur auf eine entsprechende gegenseitige zeitliche Abstimmung der Signale zu achten.

Eine vorteilhafte Möglichkeit zur Reduzierung der Anzahl von Auswerteschaltungen ist die Verwendung eines Multiplexers und eines Demultiplexers. Dies zeigt in einem Blockschaltbild die Fig. 12. Die von den Empfangsspulen der Einzelsysteme I, II und gegebenenfalls III kommenden Signale werden den einzelnen Eingängen eines Multiplexers Mux zugeführt, der sie dann in zeitlicher Aufeinanderfolge an eine gemeinsame Auswerteschaltung A abgibt, deren Ausgangssignale bzw. Erkennungssignale dann über einen Demultiplexer Dmux auf die für diese Signale vorgesehenen Verarbeitungswege verteilt werden. Die Umlauffrequenz von Mux und Dmux ist dabei so zu wählen, daß eine der Fördergeschwindigkeit des zu untersuchenden Gutes angepaßte Erkennung gewährleistet ist. Man kann auch - wie gestrichelt eingezeichnet - einen gemeinsamen Ausgang für die Erkennungssignale vorsehen, wenn es nicht auf die Feststellung ankommt, welches der Einzelsysteme ein störendes Teil im Fördergutstrom erfaßt hat.

Eine andere Ausführungsform der Logikschaltung verwendet - vergleiche die Fig. 13 - zwei in Reihe geschaltete Schieberegister SR1 und SR2. Das Schieberegister SR1 erhält die Signale A1 bzw. A2 über gegenseitig entkoppelte Eingänge. Die Entkopplung kann z. B. durch Trenndioden oder eine andere Entkopplungsschaltung wie eine Oder-Schaltung in an sich bekannter Weise erfolgen. Das Schieberegister SR1 wird von der Lichtschranke LS für die Durchgangszeit des zu überprüfenden Fördergutes, z. B. eines Pakets von Babywindeln aktiviert und kann nur während dieser Aktivierungszeit Signale von A1 bzw. A2 für die Verarbeitung annehmen. Durch das vom Taktgenerator zugeführte Taktsignal wird ein angenommenes Eingangssignal in Richtung des Schieberegister-Ausgangs fortgeschaltet. Die Frequenz des Taktsignals ist so zu wählen, daß das am Ausgang SR1 abnehmbare, zeitverzögerte Signal genau dann eine Schutzeinrichtung betätigt, wenn das ein Erkennungssignal in A1 und/oder A2 auslösende störende Teil im Förderstrom die Schutzeinrichtung wie eine Auswurfeinrichtung AE erreicht. Man kann also durch die Taktfrequenz in Abhängigkeit von der elektrischen Länge des Schieberegisters die Fördergut-Laufzeit zwischen dem Erkennungsort in der Einrichtung und dem Passieren der Schutzeinrichtung berücksichtigen. Diese Auswurfeinrichtung AE ist dabei nur ein Beispiel für die einleitend behandelten Formen von Schutzeinrichtungen. Von dem Ausgangssignal des Schieberegisters SR1 wird beim Beispiel der Eingang eines weiteren Schieberegisters SR2 gespeist, das ebenfalls vom Taktgenerator fortgeschaltet wird. Es dient der Ableitung eines Rücksetzsignals (reset) der Logikschaltung, das seinem Ausgang entnommen wird - vergleiche hierzu auch das Zeitdiagramm in der Fig. 11 - und das zum einen eine so große Zeitverzögerung sicherstellt, daß eine Entfernung des ein störendes Teil enthaltenden Fördergutes sichergestellt ist und zum anderen die relevanten Baugruppen der Einrichtung, vor allem der Logikschaltung wieder in den Ausgangszustand gebracht werden.

Die vorstehend anhand der Fig. 5 bis 7 erläuterte, für einen bestimmten Förderstrom erforderliche Grundeinstellung der einzelnen Auswerteschaltungen bringt zwar eine gewisse Erhöhung der Einstellarbeit, stellt aber ein hohes Maß an Empfindlichkeit sicher. Diese Einstellarbeit läßt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch wesentlich reduzieren, daß einander entsprechende Einstellorgane der beispielsweise zwei Auswerteschaltungen gemeinsam betätigt werden. Der Erläuterung dieser Möglichkeit dienen die Blockschaltbilder der Fig. 5, 10, 13 und 14. Einer Einstellung bedürfen die Baugruppen K, V, F und SS (hinsichtlich Usch). Es wird zunächst eine Einstellung von A1 hinsichtlich dieser Werte vorgenommen. Die in A1 dann anfallenden Werte werden an einen Speicher eines Einstellorgans EO abgegeben. Von EO wird dann mit den in dem Speicher abgelegten Werten A2 auf mechanischem oder elektrischem Wege eingestellt. Damit ist bereits eine gewisse Grundeinstellung erreicht. Diese kann nun entweder von A1 nochmals verbessert werden oder auch durch Betätigung der Einstellorgane von A2, deren Einstellwerte dann über einen Speicher zur Nachstellung von A1 dienen. Dabei kann auch berücksichtigt werden, daß die Ansprechempfindlichkeit der verschiedenen Auswerteschaltungen auf störende Teile unter Umständen unterschiedlich hoch ist, weil sich nicht immer sicherstellen läßt, daß das Fördergut im gleichen Maß von den einzelnen Einzelsystemen erfaßt wird. Der Ausgleich der Ansprechempfindlichkeiten ist durch Korrekturfaktoren für die in den jeweiligen Speicher ein- und/oder ausgelesenen Einstellwerte in an sich bekannter Weise möglich.

Die einzelnen Einstellwerte können auch für bestimmte Arten und Formen der Förderströme in Speichern von EO dauerhaft abgespeichert werden. Die abgespeicherten Werte können dann zur unmittelbaren Einstellung von A1 und A2 bei der Inbetriebnahme der Einrichtung dienen. Diese Art der gegenseitigen Steuerung bzw. Einstellung über in einem Speicher sozusagen abgelegte Einstellwerte läßt sich auch bei der erwähnten Reduzierung der Anzahl von Auswerteschaltungen mittels einer Multiplexer-Demultiplexer-Schaltung anwenden. Das kann zum Beispiel in der Weise realisiert werden, daß die Einstellwerte jedes Einzelsystems nach dem Passieren der durch die Multiplex-Demultiplex-Schaltung gemeinsamen Auswerteschaltung für jedes Einzelsystem in einem eigenen Speicher abgelegt werden. Die abgelegten einzelnen Einstellwerte sind dann mit dem Multiplexvorgang synchronisiert der Auswerteschaltung zur Einstellung auf das jeweils gerade anliegende Einzelsystem (I, II bzw. III) zeitrichtig zuzuführen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht es daher nicht nur, massive oder größere metallisch leitende Teile, unabhängig davon, ob sie ferromagnetisch sind oder nicht (z. B. VA-Stahl), sicher in einem Fördergut zu erkennen, sondern vor allem auch kleine drahtförmige, metallisch leitende Teile.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Erkennungssignals beim Auftreten von metallisch leitenden Teilen in einem zumindest weitgehend nichtleitenden Förderstrom, bei der von einem Wechselstromgenerator über eine Sendespule in einem zu überwachenden Abschnitt des Förderstromes ein elektromagnetisches Wechselfeld aufgebaut wird, dessen Amplituden- und Phasenänderungen mittels eines eine Auswerteschaltung speisenden Spulensystem zur Ableitung des Erkennungssignals erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulensystem aus wenigstens zwei, jeweils Sendespule und Empfangsspulen, umfassenden Einzelsystemen besteht, von denen eines, bezogen auf den Förderstrom, so angeordnet ist, daß das magnetische Feld seiner Sendespule überwiegend in Richtung des Förderstromes verläuft und wenigstens ein anderes so angeordnet ist, daß das magnetische Feld seiner Sendespule überwiegend quer zur Richtung des Förderstromes verläuft, daß jedes der Einzelsysteme mit einer Auswerteschaltung versehen ist und daß die Signalausgänge der Auswerteschaltungen mit einer Auswerte-Logikschaltung verbunden sind, die so ausgebildet ist, daß sie in Abhängigkeit von den ihr zugeführten Signalen eine objektspezifische Auswertung durchführt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelsysteme in Richtung des Förderstromes hintereinander liegend angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelsysteme ineinander verschachtelt sind und zur gegenseitigen Entkopplung entweder zumindest weitgehend raumsymmetrisch ausgebildet und angeordnet und/oder mit vorzugsweise geringfügig in der Betriebsfrequenz unterschiedlichen Wechselstromgeneratoren verbunden sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einzelsystem den Förderstrom mit seinen Sende- und Empfangsspulen umschließend und wenigstens ein anderes so angeordnet ist, daß seine Sende- und Empfangsspulen auf gegenüberliegenden Seiten des Förderstromes liegen.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einstellorgan vorgesehen ist, das Speicher für die Abspeicherung von Einstellwerten der Auswerteschaltungen enthält, und daß die in den Speichern abgelegten Speicherwerte zur Einstellung der Auswerteschaltungen über mechanische und/oder elektrische Mittel vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrfachausnutzung einer Auswerteschaltung mittels einer Multiplex-Einrichtung vorgesehen ist.

7. Verwendung einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihren Einsatz in einer Fördereinrichtung für insbesondere strang- und/oder faserförmiges Gut zur Erkennung von drahtförmigen metallisch leitenden Fremdkörpern.