EP2513676A1 - Detektionseinrichtung für eine bandfördereinrichtung und verfahren zur detektion von elektrisch leitfähigen fremdkörpern im fördergut einer bandfördereinrichtung - Google Patents

Detektionseinrichtung für eine bandfördereinrichtung und verfahren zur detektion von elektrisch leitfähigen fremdkörpern im fördergut einer bandfördereinrichtung

Info

Publication number
EP2513676A1
EP2513676A1 EP10784971A EP10784971A EP2513676A1 EP 2513676 A1 EP2513676 A1 EP 2513676A1 EP 10784971 A EP10784971 A EP 10784971A EP 10784971 A EP10784971 A EP 10784971A EP 2513676 A1 EP2513676 A1 EP 2513676A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conveyor
belt
belt conveyor
detection device
foreign body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10784971A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe BÖCKER
Ulrich Binder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Foerdertechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Foerdertechnik GmbH filed Critical ThyssenKrupp Foerdertechnik GmbH
Publication of EP2513676A1 publication Critical patent/EP2513676A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/344—Sorting according to other particular properties according to electric or electromagnetic properties

Definitions

  • the present invention relates to a detection device and a method for detecting an electrically conductive foreign body in a winninggutstrom a belt conveyor according to the preamble of the respective independent claim.
  • the detection device is either arranged in substantially metal-free areas of the belt conveyor or shielded with appropriate shielding consuming against the Störfeldum imagination.
  • a metal detection device with at least one metal detector with directional effect for the investigation of biowaste bins known.
  • the metal detection device operates in accordance with the so-called pulse induction method, whereby induction pulses are selectively emitted in the direction of the biotube via two transmitter coils arranged in the same plane with the transmitter coil and a received signal influenced by the metal parts possibly present in the biobin is received.
  • pulse induction method whereby induction pulses are selectively emitted in the direction of the biotube via two transmitter coils arranged in the same plane with the transmitter coil and a received signal influenced by the metal parts possibly present in the biobin is received.
  • a thick-walled and one-sided open metal box for receiving the metal detection device is provided.
  • a metal detection device for the detection of metal parts from a winning fabric dielectric materials is known, the baingutstrom is guided between a transmitting coil and two receiving coils and the receiving coils in an alternating electromagnetic field of the transmitting coil, which is acted upon by a predetermined frequency , are arranged.
  • a closed housing is provided which projects over the entire width of the belt conveyor and causes a shielding of the electromagnetic fields. At the bottom of the housing this is closed with a metallic lid, wherein the lid is formed so that it prevents leakage of electromagnetic alternating fields of the transmitting and / or receiving coils to the outside.
  • DE 199 21 224 B4 describes a method for monitoring an endlessly circulating belt of a corresponding belt conveyor.
  • the belt monitoring for damage is carried out using a belt-specific reference signal, the belt to be examined is scanned and recorded over its entire length and the signal is separated according to size of the amplitude, evaluated according to waveform and position assignment in the belt, so that a change in position or damage of Stahlseilzuarri within the belt or on the belt existing metal body (such as a forgotten tool od) are recognizable.
  • the object of the present invention is to specify a detection device for a belt conveyor with metallic components having structure, via which a detection of an electrically conductive foreign body in winningstrom is ensured with the simplest possible technical structure with improved detection reliability.
  • the electrical coil operating as a transmitter coil is controlled via a pulse generator, so that a time-varying primary magnetic field is generated via the pulse induction device formed in this way.
  • the electric coil operating as a transmitter coil can be used such that it temporarily works as a receiver coil instead of as a transmitter coil - in this case a total of two electrical coils would suffice for the provision of transmitter and receiver, at least one of the electrical coils being designed or should be used that they can work both as a transmitter coil and as a receiver coil.
  • at least two designed as a pure receiver coils / working coils also be a separate working exclusively as a transmitter coil further coil.
  • an installation-specific reference signal which is described in more detail below in the context of the second embodiment, can be generated and (for example) stored in the evaluation device.
  • this reference signal which is also "recorded” or detected with the help of at least one of the receiver coils, the properties of the belt conveyor with empty conveyor belt including the effect on the "measuring point" in the environment of the belt conveyor disturbing influences.
  • the properties of the belt conveyor at the (axial) position of the measuring / detecting conveyor belt position to be measured or determined with loaded conveyor belt and the deposited reference signal (the empty conveyor belt) position related to this ratio or subtracted.
  • Detection can be further improved by comparing the so-called signal signature of disturbing bodies in the conveyed material flow, corrected for speed, with stored disturbance reference signals.
  • a foreign body reference signal may be at subsequent Detection cycles (speed corrected) are included in the evaluation such that each detected foreign body is compared with the stored reference foreign body signals and is not closed in the event of a match on a foreign body to be detected.
  • the deposited foreign body reference signals may have to be adapted (speed-adjusted) to the present belt speed by a factor (since the foreign-body reference signals are at a specific conveyor belt speed, which is usually different from the present conveyor belt speed) have been generated).
  • the detection device comprises a pulse induction device for generating a force acting on the winninggutstrom the belt conveyor primary magnetic field (also referred to as the primary field) and an electrical coil and an evaluation device for detecting and evaluating a generated due to the primary field in the foreign body secondary magnetic field (also as Secondary field).
  • the detection device has at least one electrical coil. This then in turn must be designed such that it can temporarily work as a transmitter coil in the context of the generation of the primary magnetic field, and that it can temporarily work as a receiver coil for detecting the secondary magnetic field generated in the foreign body.
  • the evaluation device of the detection device is designed such that the detection of the electrically conductive foreign body in response to a comparison of the metallic environment of the belt conveyor in terms of their disturbing properties on electromagnetic fields reproducing (or correlating) reference signal with a detected by the receiver coil measurement signal he follows.
  • the reference signal is thus to be understood as plant-specific reference signal, wherein at a predetermined axial reference point of the belt conveyor, including the acting on this reference point with disturbing influences on the magnetic fields of the detection device system and environmental parts, the circumferential (also comprising metal parts) conveyor belt scanned over its entire length by the detection device and the generated reference signals (reference signal sequence) in the evaluation as a reference variable (reference signals) is stored (will).
  • the detection device is designed to be self-learning, such that a detected foreign body, which has led to a system stop, can be determined and stored by a corresponding program-technical confirmation of an authorized person as reference foreign body or foreign object reference signal.
  • the new reference body thus learned can thus be treated (depending on the determination) as a foreign body of a certain genus triggering a bandstop or as a foreign body that can be intentionally ignored and does not cause a bandstop.
  • the detection device can be designed in such a way that the electrical coil on the one hand serves to detect the secondary field emanating from the foreign body (ie as a receiver coil) and is likewise used as the transmitter coil of the pulse induction device.
  • the possibly single electric coil would be driven via a so-called pulse generator for generating the pulsed primary field, wherein the primary field is built up and maintained during the pulse duration and during which the impulse duration (n) and the short duration of the steeply sloping Pulse edge (s) (during which the primary field collapses) subsequent pulse break (s) takes place receiving the foreign body generated (and slowly degrading during the pulse break (s)) secondary field.
  • the transmission and reception times of the various electrical coils would have to be matched to one another accordingly.
  • the second embodiment of the detection device according to the first embodiment described above (which is why the features described below with respect to the two receiver coils at this point apply to the first embodiment) comprises at least two receiver coils, wherein these are arranged at the same axial position of the belt conveyor, preferably parallel to each other and at different distances to the conveyor belt level, in particular above the conveyor belt.
  • at least one electrical coil can be designed, controlled and evaluated in such a way that this electrical coil works or can work both as a transmitter coil and as a receiver coil.
  • the pulse induction method known per se in conjunction with a so-called differential arrangement with preferably at least two electric coils operating as receiver coils (and identically constructed - ie having the same parameters), which are located at an axially identical conveyor belt position above the winninggutstroms are advantageously parallel to each other and arranged at a predetermined distance from each other - apply or further develop it accordingly.
  • the lower receiver coil (the receiver coil with the shorter distance to the conveyed stream) primarily receives the signals from the metallic interfering components of the belt conveyor assembly (metallic sidewalls, metallic conveyor, etc.) including the signals of any electrically conductive foreign object
  • the upper receiver coil (Receiver coil with the greater distance from the conveyor belt level) primarily detects the signals of the metallic interference components of the belt conveyor direction structure.
  • a further improvement in the detection situation can be achieved by measuring the speed of the conveyor belt and comparing the speed-dependent signature of the signal from foreign bodies with previously recorded and deposited foreign body reference signals using a cross-correlation method. This significantly reduces the influence of constant signals or those that show the "wrong" signature.
  • the invention comprises a method (which can be carried out with both embodiments of a detection device described above) for detecting an electrically conductive foreign body in a conveyed material flow of a belt conveyor having a detection device.
  • a time-varying, acting on the winninggutstrom primary magnetic field is generated at a predetermined axial position of the belt conveyor by means of pulse induction, depending on a comparison of the at the predetermined axial position of the belt conveyor for a certain (determined) conveyor belt position of the loaded conveyor belt detected (and generated by pulse induction measurement signal) is closed with the associated at this axial position of the belt conveyor for the same conveyor belt position comparison signal on the presence or absence of an electrically conductive foreign body to be detected.
  • the comparison signal based on the two different embodiments of the detection device, either as second the winninggutstrom at the predetermined axial position (at a different distance) scanning the measuring signal of a second receiver coil and / or as previously generated and stored in the evaluation reference signal (a in unloaded conveyor belt state at the predetermined axial position measured belt conveyor) may be formed.
  • Fig. 1 shows a belt conveyor 2 with a metallic components W having structure (eg existing to essential parts of metal guide side walls, plate belt, drive or pulleys, conveyor belt steel cables, shoring, drive motors or the like).
  • the belt conveyor 2 is shown in fragmentary form in the illustrated embodiment, wherein as a conveyor configured as an endless belt conveyor belt FB is present, which is driven or deflected at its ends via corresponding drive and pulleys, and is held on the bottom side on corresponding holding racks.
  • the belt conveyor device 2 has guide side walls made of metal over wide axial regions (conveyor belt sections).
  • the metallic structural components W represent significant interference factors for electromagnetic detection devices for detecting electrically conductive foreign bodies K within the conveyed material flow F.
  • a detection device 1 For detection of electrically conductive foreign bodies K within the conveyed stream F to be transported on the conveyor belt FB, a detection device 1 is provided which advantageously a pulse induction device for generating a force acting on the winninggutstrom F primary magnetic field Ml and an electric coil 4; 40 and an evaluation device 6 for detecting and evaluating a secondary field M2 constructed by the eddy currents l w generated in the electrically conductive foreign body K due to the targeted collapse of the primary field M1.
  • the evaluation device 6 executes the detection of the electrically conductive foreign body K in a program-supported manner.
  • This detection takes place in a possible embodiment of the invention as a function of a comparison of the metallic environment of the belt conveyor 2 (with respect to the disturbing influences on an electromagnetic field (here: the secondary field M2)) reflecting (or correlating herewith) reference signal S Ref one through the electric coil 4; 40 detected or received measurement signal S measurement i.
  • an electromagnetic field here: the secondary field M2
  • a single electrical coil 4 - both as a transmitter coil for generating the primary field Ml and as a receiver coil for detecting the due to the primary field Ml in the electrically conductive foreign body K generated secondary field M2 (or a correlated parameters ) is operable - in connection with a (eg) stored in the evaluation unit 6 reference signal S Ref (eg reference value signal sequence of the belt conveyor 2 for a complete circulation of the empty conveyor belt FB) a detection device 1 for electrically conductive foreign bodies K in winninggutstrom F are created.
  • a detection device 1 for electrically conductive foreign bodies K in winningstrom F are created.
  • the detection takes place in response to a signal comparison of the two working as receiver coils, preferably parallel above the conveyor belt FB arranged electrical coils 4, 40.
  • a signal comparison of the two working as receiver coils preferably parallel above the conveyor belt FB arranged electrical coils 4, 40.
  • at least two electric coils 4, 40 for the Detection of an electrically conductive foreign body K required.
  • this can be dispensed with in a simple embodiment, the comparison or the inclusion of a stored reference signal S Ref of the empty conveyor belt FB.
  • the detection device 1 essentially comprises two annularly formed electrical coils 4 and 40 and at least one electrically connected to at least one of the two electrical coils 4, 40 Pulse generator G, G 'and one (in the example shown) with the two coils 4, 40 electrically connected evaluation device 6.
  • the two electric coils 4 and 40 are formed as toroidal coils with substantially square or rectangular running longitudinal section and (with its annular surface) arranged parallel to the conveyed material flow F at different distances II, 12 and at the same axial position X of the belt conveyor 2.
  • the two coils 4, 40 are arranged at a distance d (10-1000 mm, in particular 150-550 mm) spaced from each other.
  • the coils 4, 40 with a corresponding positioning drive (not shown), so that the distance d and / or the respective distance II, 12 of the coil 4, 40 can be adjusted correspondingly to the belt conveyor 2 is.
  • the pulse induction device comprises in the illustrated embodiment, a pulse generator G for generating a pulse-shaped signal sequence i (eg rectangular signal sequence) and controlled by the pulse generator G acting as a transmitter coil electric coil 4.
  • a pulse generator G for generating a pulse-shaped signal sequence i (eg rectangular signal sequence) and controlled by the pulse generator G acting as a transmitter coil electric coil 4.
  • several pulse generators G, G 'for controlling different arranged at axially same position X, parallel spaced electrical coils 4, 40 may be present, wherein the individual generated primary magnetic fields then additively overlap to a resulting total primary magnetic field.
  • the or each electrical coil 4, 40 can be operated both as a transmitter coil and as a receiver coil.
  • the respective coil 4, 40 would work as transmitter coil during the pulse duration Ti and during the i.W. immediately after the pulse duration Ti (or its downstream falling edge) subsequent pulse interval Tp work as a receiver coil.
  • electrical coils 4, 40 may be present in addition to an exclusively operating as a transmitter coil.
  • a short current pulse i of a few microseconds (in particular 10-2000 ps) pulse duration (or a corresponding pulse signal sequence) is fed into the coil 4 via the pulse generator G.
  • the rising current generates in the electric coil 4 a corresponding primary magnetic field Ml. If the current is abruptly switched off (the expiration of the pulse duration Ti) at the end of the current pulse, this results in a very rapid collapse of the primary field M 1 (essentially during the period of the falling pulse edge).
  • the electrical coil 4 (transmitter / receiver coil) can be switched to receive or another electrical coil 40 can be activated as a receiver coil.
  • the eddy currents l w produced in the foreign body by the collapse of the primary field M1 become a further, the so-called secondary field generated M2, which is emitted from the foreign body K and from the respective receiver coil 4; 40 is detected.
  • the time-varying (degrading over time) secondary field M2 induced in the working as a receiver coil electric coil 4; 40 a (small) voltage, which is then amplified and evaluated.
  • a detection device 1 with at least one (then working as a transmitter / receiver coil) electrical coil 4 and an evaluation device 6 with deposited reference signal S Ref is detected by the single electrical coil 4 measurement signal S Me ssi of the secondary field M2 by Comparison with the stored reference signal S Ref evaluated.
  • the detection device 1 has at least two electrical coils 4, 40 operating at least as a receiver coil
  • the different received signals due to the different distance (II, 12) to the conveyed product flow F or to the foreign body K (measurement signals: S meas , S MeS s2) with each other and concluded on the basis of this comparison on the presence or absence of a foreign body K closed.
  • a difference signal from the two detected measurement signals S MeS si. S Me ss2 generated and this compared with a stored reference signal S ef .
  • the solid line field Ml solid lines and the foreign body K induced eddy currents l w generated during shutdown illustrate the transmit phase during the pulse duration Ti, including the very short duration of the primary field breakdown during the time of the edge fall.
  • the dashed line field lines of the generated (due to the eddy currents) secondary field M2 is essentially the temporally iW immediately adjacent to the pulse duration Ti reception phase illustrated within the pulse interval Tp.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Control Of Conveyors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Detektionseinrichtung (1) für eine Bandfördereinrichtung (2) mit metallische Bestandteile aufweisendem Aufbau und ein Verfahren zur Erkennung eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) in einem Fördergutstrom (F) einer derartigen Bandfördereinrichtung. Die Detektionseinrichtung umfasst mit Vorteil eine Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung eines auf den Fördergutstrom (F) wirkenden Primärmagnetfeldes (M1) eine elektrische Spule (4) und eine Auswerteeinrichtung (6) zur Erfassung und Auswertung eines durch den elektrisch leitfähigen Fremdkörper (K) aufgrund des Primärmagnetfeldes (M1) erzeugten Sekundärmagnetfeldes (M2). Die Erkennung des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) im Fördergutstrom erfolgt in Abhängigkeit von einem Vergleich eines die metallische Umgebung der Bandfördereinrichtung (2) im Hinblick auf die Störeinflüsse auf ein elektromagnetisches Feld wiedergebenden Referenzsignals (SRef) oder einem die metallische Umgebung erfassenden Messsignal einer zweiten Empfangsspule (40) mit einem durch die elektrische Spule (4) der Erfassungseinrichtung ermittelten Messsignal (SMess).

Description

Detektionseinrichtung für eine Bandfördereinrichtung und Verfahren zur Detektion von elektrisch leitfähigen Fremdkörpern im Fördergut einer
Bandfördereinrichtung
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektionseinrichtung sowie ein Verfahren zur Detektion eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers in einem Fördergutstrom einer Bandfördereinrichtung gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs.
Bandfördereinrichtungen mit plattenbandartigen Förderbändern (Plattenbändem) aus Metall oder mit mit Stahlseilen verstärkten Förderbändern werden in einem großen Umfang zum Transport von mineralischen Rohstoffen und Produkten eingesetzt. Dabei kommt es immer wieder vor, dass sich im Fördergutstrom metallische bzw. elektrisch leitfähige Fremdkörper wie Baggerzähne, Moniereisen, Munition oder Sprengkörper oder dergleichen befinden, welche geeignet sind, nachfolgende Verarbeitungsstationen, wie z. B. Brechereinrichtungen zum Zerkleinern des Fördergutes, zu beschädigen oder zu zerstören. Neben der unmittelbaren Beschädigung der Verarbeitungseinrichtung ist der damit einhergehende Produktionsausfall durch Anlagenstillstand bis zur Schadensbehebung ein weiteres erhebliches Problem für den Betreiber einer derartigen Anlage. Zwar sind seit längerer Zeit vielfältige, vorwiegend magnetische Methoden zum Nachweis von Metallteilen bzw. von elektrisch leitfähigen Fördergutfremdkörpern in einem Fördergutstrom bekannt und als sog. Metalldetektoren im Einsatz. Allen eingesetzten Detektionseinrichtungen ist aber gemeinsam, dass sie eine sehr stark reduzierte Nachweisempfindlichkeit haben, wenn das Förderorgan selbst metallisch ausgebildet ist und/oder sich große Metallmassen in unmittelbarer Nähe des Detektors befinden. Klassische Detektionseinrichtungen werden deshalb bislang an Plattenbändern bzw. an Bandfördereinrichtungen mit entsprechend hohem metallischem Aufbauanteil nicht eingesetzt. An stahlseilverstärkten Förderbändern oder allgemein an Förderbändern bei denen sich große eventuell bewegliche Metallmassen in der Nähe des Detektors befinden, muss zur Vermeidung von Fehlalarmen in der Regel die Nachweisempfindlichkeit soweit zurückgenommen werden, dass kein sinnvoller Betrieb der Detektionseinrichtung mehr möglich ist. Fehlalarme auf Grund höherer Nachweisempfindlichkeit stellen insbesondere dann ein Problem dar, wenn sie häufiger als begründete Alarme auftreten, da jeder Alarm zunächst einen Anlagenstillstand und damit einen Produktionsausfall nach sich zieht.
Zur Beseitigung von elektromagnetischen Störeinflüssen wird daher die Detektionseinrichtung entweder in weitgehend metallfreien Bereichen der Bandfördereinrichtung angeordnet oder mit entsprechenden Abschirmeinrichtungen aufwendig gegen die Störfeldumgebung abgeschirmt.
So ist aus der DE 196 10 003 Cl eine Metalldetektionsvorrichtung mit mindestens einem Metalldetektor mit Richtungswirkung für die Untersuchung von Biomülltonnen bekannt. Die Metalldetektionsvorrichtung arbeitet gemäß dem sogenannten Pulsinduktionsverfahren, wobei über eine Senderspule Induktionsimpulse gezielt in Richtung Biotonne abgestrahlt und über zwei in gleicher Ebene mit der Senderspule angeordnete Empfängerspulen ein durch die in der Biotonne ggf. vorhandenen Metallteile beeinflusstes Empfangssignal empfangen wird. Zur Vermeidung von unnötigen - insbesondere durch die metallische Umgebung der zu entleerenden und auf Metallteile zu untersuchenden Biotonne verursachten - Fehlalarme ist ein dickwandiger und einseitig offener Metallkasten zur Aufnahme der Metalldetektionsvorrichtung vorgesehen.
Ferner ist aus der DE 20 2004 011 073 Ul eine Metalldetektionsvorrichtung zur Detektion von Metallteilen aus einem Fördergutstrom dielektrischer Stoffe bekannt, wobei der Fördergutstrom zwischen einer Sendespule und zwei Empfangsspulen geführt ist und die Empfangsspulen in einem elektromagnetischen Wechselfeld der Sendespule, die mit vorgebbarer Frequenz beaufschlagt ist, angeordnet sind. Zur Beseitigung elektromagnetischer Störungen ist ein geschlossenes Gehäuse vorgesehen, welches über die gesamte Breite des Bandförderers übersteht und eine Abschirmung der elektromagnetischen Felder bewirkt. An der Unterseite des Gehäuses ist dieses mit einem metallischen Deckel geschlossen, wobei der Deckel so ausgebildet ist, dass er einen Austritt elektromagnetischer Wechselfelder der Sende- und/oder Empfangsspulen nach außen verhindert.
Aus der DE 36 15 020 AI sind ein Verfahren und ein Gerät zum Nachweisen von Metallgegenständen in einem Fördergutstrom von Bandförderern mit Stahlseilbändern beschrieben, wobei der Nachweis der Metallgegenstände über ein sog. Gebergerät mit Richtungscharakteristik der Empfindlichkeit erfolgt. Dabei werden die zur Untersuchung des Fördergutstroms erzeugten Gebersignale im Bereich der Bandübergabe des Fördergutes eines Bandfördersystems angeordnet, sodass möglichst wenig Störeinflüsse durch metallische Seitenbegrenzungen der Bandfördereinrichtung oder dergleichen auftreten können. Darüber hinaus ist das Gebergerät über einen sog. Schirm, der aus magnetischem Material besteht und der mindestens an einer Seite dem Fördergutstrom zugewandt geöffnet ist, abgeschirmt.
Darüber hinaus beschreibt die DE 199 21 224 B4 ein Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Gurtes einer entsprechenden Bandfördereinrichtung. Die Gurtüberwachung auf Beschädigungen erfolgt unter Heranziehung eines gurtspezifischen Referenzsignals, wobei der zu untersuchende Gurt über seine gesamte Länge abgetastet und aufgezeichnet wird und das Signal getrennt nach Größe der Amplitude, nach Signalverlauf und Lagezuordnung im Gurt ausgewertet wird, sodass eine Lageveränderung oder Beschädigung der Stahlseilzuträger innerhalb des Gurtes oder ein auf dem Gurt vorhandener Metallkörper (wie z.B. ein vergessenes Werkzeug o.d.) erkennbar sind.
Des Weiteren sind aus der DE 197 30 952 AI Verfahren und Vorrichtung zur elektromagnetischen Detektion von Objekten, welche in mineralisierten Böden verborgen sind, bekannt. Hierfür werden pulsförmige Primärsignale von mindestens einer Sendeschleife ausgesendet und hieraus resultierende Sekundärsignale zu zumindest zwei verschiedenen Zeitpunkten von mindestens einer Empfangsschleife in Form von Abtastsignalen detektiert und anschließend ausgewertet. Aus der DE 699 17 030 T2 ist ein Metalldetektor zum Lokalisieren von Metallobjekten unter einer Oberfläche oder zum Lokalisieren von fremden Metallobjekten im Körper eines Menschen oder eines anderen Lebewesens bekannt. In diesem Zusammenhang wird u. a. die Arbeitsweise von Metalldetektoren nach dem Pulsinduktionsprinzip beschrieben. Der eigentliche Gegenstand dieser Anmeldung wird unter Verwendung von nach dem Dauerstrichverfahren arbeitenden Detektoren erläutert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Detektionseinrichtung für eine Bandfördereinrichtung mit metallische Bestandteile aufweisendem Aufbau anzugeben, über die eine Erkennung eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers im Fördergutstrom bei möglichst einfachem technischen Aufbau mit verbesserter Detektionssicherheit gewährleistet ist. Durch die erfindungsgemäße Detektionseinrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion von elektrisch leitfähigen Fremdkörpern, soll das Auftreten von Fehlalarmen deutlich reduziert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe jeweils durch die Kombination der Merkmale eines der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche beschrieben.
I. Erste Ausführungsform der Detektionseinrichtung
Die erfindungsgemäße Detektionseinrichtung zur Erkennung eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers im (insbesondere mineralischen) Fördergutstrom einer Bandfördereinrichtung umfasst gemäß einer ersten möglichen Ausführungsform eine, eine elektrische Spule umfassende Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines Primärmagnetfeldes, eine Empfangseinrichtung mit zumindest zwei an gleicher axialer Position der Bandfördereinrichtung, vorzugsweise parallel zur Förderbandebene und in einem vorbestimmten Abstand von der Förderbandebene und zueinander angeordnete elektrische Spulen zur Erfassung von auf ein Magnetfeld einwirkenden Faktoren, sowie eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung der Messsignale der als Empfängerspulen arbeitenden elektrischen Spulen der Empfangseinrichtung (im Hinblick auf das Vorliegen oder NichtVorliegen eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers im Fördergutstrom).
Mit Vorteil wird die als Senderspule arbeitende elektrische Spule über einen Impulsgenerator angesteuert, so dass über die so gebildete Pulsinduktionseinrichtung ein zeitlich variierendes Primärmagnetfeld erzeugt wird. Des Weiteren kann die als Senderspule arbeitende elektrische Spule derart eingesetzt werden, dass sie zeitweise anstatt als Senderspule als Empfängerspule arbeitet - in diesem Fall würden für die Bereitstellung von Sendeeinrichtung und Empfangseinrichtung insgesamt zwei elektrische Spulen ausreichen, wobei zumindest eine der elektrischen Spulen derart ausgebildet bzw. eingesetzt sein müsste, dass sie sowohl als Senderspule als auch als Empfängerspule arbeiten kann. Alternativ kann allerdings neben zumindest zwei als reine Empfängerspulen ausgestalteten/arbeitenden Spulen auch eine separate ausschließlich als Senderspule arbeitende weitere Spule vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann ein anlagenspezifisches Referenzsignal, welches im Folgenden im Rahmen der zweiten Ausführungsform nachfolgend näher beschrieben wird, erzeugt und (beispielsweise) in der Auswerteeinrichtung hinterlegt werden. Mit Vorteil bildet dieses Referenzsignal, welches ebenfalls mit Hilfe zumindest einer der Empfängerspulen„aufgenommen" bzw. detektiert wird, die Eigenschaften der Bandfördereinrichtung bei leerem Förderband einschließlich der im Umfeld der Bandfördereinrichtung auf die „Messstelle" einwirkenden Störeinflüsse ab. Zur Verbesserung der Detektion können die Eigenschaften der Bandfördereinrichtung an der (axialen) Position der zu messenden/erfassenden Förderbandstelle bei beladenem Förderband gemessen bzw. ermittelt werden und das hinterlegte Referenzsignal (des leeren Förderbandes) positionsbezogen hierzu ins Verhältnis gesetzt oder subtrahiert werden.
Die Detektion lässt sich weiter verbessern, indem die sog. Signalsignatur von Störkörpern im Fördergutstrom geschwindigkeitskorrigiert mit hinterlegten Störkörper-Referenzsignalen verglichen wird. Hierzu kann für Fälle, in denen ein vermeintlich zu detektierender elektrisch leitfähiger Fremdkörper detektiert wird und festgestellt wird, dass dieser Fremdkörper nicht detektiert werden sollte (weil z.B. aufgrund dieses Fremdkörpers kein Bandstopp eingeleitet werden soll), ein Fremdkörper-Referenzsignal erzeugt und in der Auswerteeinrichtung hinterlegt werden. Dieses Fremdkörper-Referenzsignal kann bei nachfolgenden Detektionszyklen (geschwindigkeitsbereinigt) in die Auswertung mit einbezogen werden derart, dass jeder detektierte Fremdkörper mit den hinterlegten Referenz- Fremdkörpersignalen verglichen wird und für den Fall einer Übereinstimmung nicht auf einen zu detektierenden Fremdkörper geschlossen wird. Dabei müssen die hinterlegten Fremdkörper-Referenzsignale in Abhängigkeit von der während der Detektion vorliegenden Geschwindigkeit des Förderbandes ggf. mit einem Faktor an die vorliegende Bandgeschwindigkeit angepasst (geschwindigkeitsbereinigt) werden (da die Fremdkörper-Referenzsignale bei einer bestimmten - i.d.R. von der vorliegenden Förderbandgeschwindigkeit abweichenden - Förderbandgeschwindigkeit generiert worden sind).
II. Zweite Ausführungsform der Detektionseinrichtung
Gemäß einer zweiten möglichen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Detektionseinrichtung eine Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung eines auf den Fördergutstrom der Bandfördereinrichtung wirkenden Primärmagnetfeldes (auch als Primärfeld bezeichnet) sowie eine elektrische Spule und eine Auswerteeinrichtung zur Erfassung und Auswertung eines aufgrund des Primärfeldes im Fremdkörper erzeugten Sekundärmagnetfeldes (auch als Sekundärfeld bezeichnet). Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist es ausreichend, wenn die Detektionseinrichtung zumindest eine elektrische Spule aufweist. Diese muss dann wiederum derart ausgebildet sein, dass sie zeitweise im Rahmen der Erzeugung des Primärmagnetfeldes als Senderspule arbeiten kann, und dass sie für im Rahmen der Erfassung des im Fremdkörper erzeugten Sekundärmagnetfeldes zeitweise als Empfängerspule arbeiten kann. Dabei ist die Auswerteeinrichtung der Erfassungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Erkennung des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers in Abhängigkeit von einem Vergleich eines die metallische Umgebung der Bandfördereinrichtung im Hinblick auf ihre Störeigenschaften auf elektromagnetische Felder wiedergebenden (bzw. hiermit korrelierenden) Referenzsignals mit einem durch die Empfängerspule ermittelten Messsignal erfolgt. Das Referenzsignal ist somit als anlagenspezifisches Referenzsignal zu verstehen, wobei an einer vorbestimmten axialen Referenzstelle der Bandfördereinrichtung, unter Einbeziehung des auf diese Referenzstelle mit Störeinflüssen auf die Magnetfelder der Detektionseinrichtung einwirkenden Anlagen- und Umgebungsteilen, das umlaufende (ebenfalls Metallteile aufweisende) Förderband über seine gesamte Länge durch die Detektionseinrichtung abgetastet und die generierten Referenzsignale (Referenzsignalfolge) in der Auswerteeinrichtung als Vergleichsgröße (Referenzsignale) hinterlegt wird (werden). Diese Referenzsignalbildung eines vorzugsweise unbeladenen Förderbandes kann während der Inbetriebnahme der Anlage erfolgen. Mit Vorteil ist die Detektionseinrichtung selbstlernend ausgeführt, derart, dass ein detektierter Fremdkörper, der zu einem Anlagenstopp geführt hat, durch eine entsprechende programmtechnische Bestätigung eines Berechtigten als Referenz-Fremdkörper bzw. Fremdkörper-Referenzsignal bestimmt und abgespeichert werden kann. Der so erlernte neue Referenzkörper wird bei den folgenden Detektionszyklen somit (je nach Bestimmung) als zu detektierender und z.B. einen Bandstopp auslösender Fremdkörper bestimmter Gattung oder als bewusst zu ignorierender und keinen Bandstopp auslösender Fremdkörper behandelt werden können.
Die Detektionseinrichtung kann derart ausgestaltet sein, dass die elektrische Spule einerseits der Erfassung des vom Fremdkörper ausgehenden Sekundärfeldes (also als Empfängerspule) dient und ebenfalls als Senderspule der Pulsinduktionseinrichtung verwendet wird. In diesem Fall würde die ggf. einzige elektrische Spule über einen sog. Pulsgenerator zur Erzeugung des gepulsten Primärfeldes angesteuert, wobei während der Impulsdauer das Primärfeld aufgebaut und aufrechterhalten wird und wobei während der sich an die Impulsdauer(n) und die geringe Zeitdauer der steil abfallenden Impulsflanke(n) (während der das Primärfeld zusammenbricht) anschließenden Impulspause(n) ein Empfang des im Fremdkörper erzeugten (und sich während der Impulspause(n) langsam abbauenden) Sekundärfeldes stattfindet. Im Falle separater Sendespulen und Empfangsspulen müssten die Sende- und Empfangszeiten der verschiedenen elektrischen Spulen entsprechend aufeinander abgestimmt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die zweite Ausführungsform der Detektionseinrichtung analog zur vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform (weshalb auch die nachfolgend bezüglich der zwei Empfängerspulen an dieser Stelle beschriebenen Merkmale Anwendung auf die erste Ausführungsform finden sollen) mindestens zwei Empfängerspulen, wobei diese an der gleichen axialen Position der Bandfördereinrichtung, vorzugsweise parallel zueinander und in unterschiedlichen Abständen zur Förderbandebene, insbesondere oberhalb des Förderbandes, angeordnet sind. Dabei kann (wie vorstehend bereits beschrieben) zumindest eine elektrische Spule derart ausgebildet, angesteuert und ausgewertet werden, dass diese elektrische Spule sowohl als Senderspule als auch als Empfängerspule arbeitet bzw. arbeiten kann. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das an sich bekannte Pulsinduktionsverfahren im Zusammenspiel mit einer sog. Differenzialanordnung - mit vorzugsweise mindestens zwei als Empfängerspulen arbeitenden (und mit Vorteil identisch aufgebauten - d.h. gleiche Parameter aufweisenden) elektrischen Spulen, welche an axial identischer Förderbandposition oberhalb des Fördergutstroms mit Vorteil parallel übereinander und in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind - anzuwenden bzw. es hierdurch entsprechend weiterzubilden. Aufgrund der beschriebenen Differenzialanordnung empfängt die untere Empfängerspule (die Empfängerspule mit dem geringeren Abstand zum Fördergutstrom) vorrangig die Signale von den metallischen Störbestandteilen des Bandfördereinrichtungsaufbaus (metallische Seitenwände, metallisches Förderorgan etc.) einschließlich der Signale eines gegebenenfalls vorhandenen elektrisch leitfähigen Fremdkörpers, während die obere Empfängerspule (Empfängerspule mit dem größeren Abstand zur Förderbandebene) vorrangig die Signale der metallischen Störbestandteile des Bandförderrichtungsaufbaus erfasst. Durch Differenzbildung der Messsignale von erster und zweiter Empfängerspule lässt sich das Signal des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers, welches typischerweise um mehrere Größenordnungen geringer ist als das von den metallischen Störbestandteilen des Bandförderrichtungsaufbaus, teilweise isolieren.
Eine weitere Verbesserung der Nachweissituation lässt sich erreichen, indem auch die Geschwindigkeit des Förderbands gemessen wird und die geschwindigkeitsabhängige Signatur des Signals von Fremdkörpern mit zuvor aufgenommenen und hinterlegten Fremdkörper-Referenzsignalen mittels einer Kreuzkorrelationsmethode verglichen wird. Dadurch wird der Einfluss konstanter Signale oder solcher, die die„falsche" Signatur zeigen deutlich verringert. III. Erfindungsgemäßes Verfahren
Ferner umfasst die Erfindung ein (mit beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einer Detektionseinrichtung durchführbares) Verfahren zur Detektion eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers in einem Fördergutstrom einer eine Detektionseinrichtung aufweisenden Bandfördereinrichtung. Gemäß diesem Verfahren wird an einer vorbestimmten axialen Position der Bandfördereinrichtung mittels Puls-Induktionsverfahren ein zeitlich variierendes, auf den Fördergutstrom wirkendes Primärmagnetfeld erzeugt, wobei in Abhängigkeit von einem Vergleich des an der vorbestimmten axialen Position der Bandfördereinrichtung für eine bestimmte (ermittelte) Förderbandposition des beladenen Förderbands erfassten (und durch Pulsinduktion erzeugten Mess-Signals) mit dem an dieser axialen Position der Bandfördereinrichtung für dieselbe Förderbandposition zugeordneten Vergleichssignal auf das Vorliegen oder nicht Vorliegen eines zu detektierenden elektrisch leitfähigen Fremdkörpers geschlossen wird. Dabei kann das Vergleichssignal, in Anlehnung an die beiden unterschiedlichen Ausführungsformen der Detektionseinrichtung, entweder als zweites den Fördergutstrom an der vorbestimmten axialen Position (in anderem Abstand) abtastendes Messsignal einer zweiten Empfängerspule und/oder als zuvor erzeugtes und in der Auswerteeinrichtung abgelegtes Referenzsignal (einer in unbeladenem Förderbandzustand an der vorbestimmten axialen Position vermessenen Bandfördereinrichtung) ausgebildet sein.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungsfigur 1 anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Bandfördereinrichtung 2 mit einem metallische Bestandteile W aufweisenden Aufbau (z.B. zu wesentlichen Teilen aus Metall bestehende Führungsseitenwände, Plattenband, Antriebs- oder Umlenkrollen, Fördergurt- Stahlseilen, Traggerüste, Antriebsmotoren oder dergleichen). Die Bandfördereinrichtung 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ausschnittsweise dargestellt, wobei als Fördereinrichtung ein als Endlosband ausgestaltetes Förderband FB vorhanden ist, welches an seinen Enden über entsprechende Antriebs- und Umlenkrollen angetrieben bzw. umgelenkt ist, und auf entsprechenden Haltegestellen bodenseitig gehalten ist. Zur seitlichen Führung des Fördergutstroms F weist die Bandfördereinrichtung 2 über weite axiale Bereiche (Förderbandabschnitte) aus Metall bestehende Führungsseitenwände auf. Die metallischen Aufbaubestandteile W stellen für elektromagnetische Detektionseinrichtungen zur Detektion von elektrisch leitfähigen Fremdkörpern K innerhalb des Fördergutstroms F erhebliche Störfaktoren dar.
Zur Erkennung von elektrisch leitfähigen Fremdkörpern K innerhalb des zu transportierenden Fördergutstroms F auf dem Förderband FB ist eine Detektionseinrichtung 1 vorgesehen, welche mit Vorteil eine Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung eines auf den Fördergutstrom F wirkenden Primärmagnetfeldes Ml als auch eine elektrische Spule 4; 40 und eine Auswerteeinrichtung 6 zur Erfassung und Auswertung eines durch die im elektrisch leitfähigen Fremdkörper K aufgrund des gezielten Zusammenbruchs des Primärfelds Ml erzeugten Wirbelströme lw aufgebauten Sekundärfelds M2 umfasst. Die Auswerteeinrichtung 6 führt programmgestützt die Erkennung des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers K durch.
Diese Erkennung erfolgt in einer möglichen Ausführungsform der Erfindung in Abhängigkeit von einem Vergleich eines die metallische Umgebung der Bandfördereinrichtung 2 (im Hinblick auf die Störeinflüsse auf ein elektromagnetisches Feld (hier: das Sekundärfeld M2)) widerspiegelnden (bzw. hiermit korrelierenden) Referenzsignals SRef mit einem durch die elektrische Spule 4; 40 ermittelten bzw. empfangenen Messsignal SMessi. Im Rahmen dieser Ausführungsform der Erfindung kann bereits mit einer einzigen elektrischen Spule 4 - die sowohl als Senderspule zur Erzeugung des Primärfeldes Ml als auch als Empfängerspule zur Erfassung der aufgrund des Primärfeldes Ml im elektrisch leitfähigen Fremdkörper K erzeugten Sekundärfeldes M2 (bzw. einem hiermit korrelierenden Parameter) betreibbar ist - in Verbindung mit einem (z.B.) in der Auswerteeinheit 6 hinterlegten Referenzsignal SRef (z.B. Referenzwertsignalfolge der Bandfördereinrichtung 2 für einen gesamten Umlauf des leeren Förderbandes FB) eine Detektionseinrichtung 1 für elektrisch leitfähige Fremdkörper K im Fördergutstrom F geschaffen werden. 0 006886
- 11 -
In einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Erkennung in Abhängigkeit von einem Signalvergleich der aus zwei, als Empfängerspulen arbeitenden, vorzugsweise parallel oberhalb des Förderbandes FB angeordneten elektrischen Spulen 4, 40. Bei dieser Ausführungsform sind somit zumindest zwei elektrische Spulen 4, 40 für die Detektion eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers K erforderlich. Allerdings kann hierbei in einer einfachen Ausführungsform auf den Vergleich bzw. die Einbeziehung eines hinterlegten Referenzsignals SRef des leeren Förderbandes FB verzichtet werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel - welches sowohl eine Ausgestaltung gemäß der einen als auch der anderen Ausführungsform der Detektionseinrichtung darstellen kann - umfasst die Detektionseinrichtung 1 im Wesentlichen zwei ringförmig ausgebildete elektrische Spulen 4 und 40 sowie zumindest einen mit zumindest einer der beiden elektrischen Spulen 4, 40 elektrisch verbundenen Impulsgenerator G, G' sowie eine (im dargestellten Beispiel) mit den beiden Spulen 4, 40 elektrisch verbundene Auswerteeinrichtung 6. Dabei sind die beiden elektrischen Spulen 4 und 40 als Ringspulen mit im Wesentlichen quadratisch oder rechteckig ausgeführtem Längsschnitt ausgebildet und (mit ihrer Ringfläche) parallel zum Fördergutstrom F in unterschiedlichen Abständen II, 12 und an axial gleicher Position X der Bandfördereinrichtung 2 angeordnet. Die beiden Spulen 4, 40 sind im Abstand d (10-1000 mm, insbesondere 150-550 mm) zueinander beabstandet angeordnet. In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, die Spulen 4, 40 mit einem entsprechenden Positionierungsantrieb (nicht dargestellt) zu versehen, so dass der Abstand d und/oder der jeweilige Abstand II, 12 der Spule 4, 40 zur Bandfördereinrichtung 2 entsprechend einstellbar ist.
Die Pulsinduktionseinrichtung umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Impulsgenerator G zur Erzeugung einer impulsförmigen Signalfolge i (z.B. Rechtecksignalfolge) sowie eine von dem Impulsgenerator G angesteuerte als Senderspule fungierende elektrische Spule 4. Wie in der Zeichnungsfigur angedeutet, können auch mehrere Impulsgeneratoren G, G' zur Ansteuerung unterschiedlicher, an axial gleicher Position X angeordneter, parallel beabstandeter elektrischer Spulen 4, 40 vorhanden sein, wobei die einzelnen erzeugten Primärmagnetfelder sich dann additiv zu einem resultierenden Gesamt- Primärmagnetfeld überlagern.
Zur Erfassung der elektrisch leitfähigen Fremdkörper K bzw. der hierdurch erzeugten elektromagnetischen Signale kann die bzw. jede elektrische Spule 4, 40 sowohl als Senderspule als auch als Empfängerspule betrieben werden. Im Falle einer derartigen Doppelfunktionalität würde die jeweilige Spule 4, 40 während der Impulsdauer Ti als Senderspule arbeiten und während der sich i.W. unmittelbar an die Impulsdauer Ti (bzw. deren nachgelagerte abfallende Flanke) anschließenden Impulspause Tp als Empfängerspule arbeiten. Alternativ könnten aber auch zusätzlich zu einer ausschließlich als Senderspule arbeitenden elektrischen Spule 4 eine, zwei oder mehr voneinander und von der Senderspule beabstandete und auf gleicher axialer Höhe X angeordnete, als Empfängerspulen arbeitende, elektrische Spulen 4, 40 vorhanden sein.
Um die Informationsqualität im Hinblick auf zu erkennende Fremdkörper K (insbesondere im Hinblick auf deren Geometrie) weiter zu erhöhen, können über die Breite des Förderbandes FB, an gleicher axialer Förderbandposition X und mit Vorteil in gleichem Abstand II, 12 zum Förderband FB bzw. zur Bandfördereinrichtung 2 mehrere elektrische Spulen verteilt angeordnet sein.
Im Folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Detektionseinrichtung 1 bei Verwendung einer Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung des Primärmagnetfeldes Ml näher beschrieben. Für die Erläuterung der Wirkungsweise wird dabei zwischen einer Sendephase und einer Empfangsphase unterschieden.
Während der sog. Sendephase wird über den Impulsgenerator G ein kurzer Stromimpuls i von einigen Mikrosekunden (insbesondere 10-2000 ps) Impulsdauer (oder eine entsprechende Impulssignalfolge) in die Spule 4 eingespeist. Der ansteigende Strom erzeugt in der elektrischen Spule 4 ein entsprechendes Primärmagnetfeld Ml. Wird der Strom nunmehr mit Beendigung des Stromimpulses (nach Ablauf der Impulsdauer Ti) abrupt abgeschaltet, hat dies (im Wesentlichen während der Zeitdauer der fallenden Impulsflanke) einen sehr schnellen Zusammenbruch des Primärfeldes Ml zur Folge. Aufgrund der starken Änderung des Primärfeldes Ml werden in einem elektrisch leitfähigen Fremdkörper K, der diesem Primärfeld Ml ausgesetzt ist (bzw. vor dem Zusammenbruch ausgesetzt war), Wirbelströme lw erzeugt, deren Stärke und Dauer (Zeitdauer für die der Wirbelstrom lw den Fremdkörper K durchfließt) von der elektrischen Leitfähigkeit, der Größe und der Form des Fremdkörpers K abhängen.
Im zeitlichen Anschluss an die Impulsdauer Ti kann die elektrische Spule 4 (Sender-/Empfängerspule) auf Empfangen umgeschaltet werden oder kann eine andere elektrische Spule 40 als Empfangsspule aktiviert werden.
Während der sich an die Sendephase (während der Impulsdauer Ti) zeitlich i.W. unmittelbar anschließenden Empfangsphase (innerhalb der Impulspause Tp, möglichst zeitnah am Ende der abfallenden Impulsflanke) wird durch die im Fremdkörper durch den Zusammenbruch des Primärfeldes Ml erzeugten Wirbelströme lw ein weiteres, das sog. Sekundärfeld M2 erzeugt, welches vom Fremdkörper K abgestrahlt und von der jeweiligen Empfängerspule 4; 40 erfasst wird. Das sich zeitlich verändernde (im Laufe der Zeit abbauende) Sekundärfeld M2 induziert in der als Empfängerspule arbeitenden elektrischen Spule 4; 40 eine (kleine) Spannung, welche anschließend verstärkt und ausgewertet wird.
Im Falle der zuerst angesprochenen Ausführungsform einer Detektionseinrichtung 1 mit mindestens einer (dann als Sender-/Empfängerspule arbeitenden) elektrische Spule 4 und einer Auswerteeinrichtung 6 mit hinterlegtem Referenzsignal SRef wird das durch die einzige elektrische Spule 4 erfasste Messsignal SMessi des Sekundärfeldes M2 durch Vergleich mit dem hinterlegten Referenzsignal SRef ausgewertet.
Im Falle der anderen Ausführungsform, bei der die Detektionseinrichtung 1 mindestens zwei zumindest als Empfängerspule arbeitende elektrische Spulen 4, 40 aufweist, werden die aufgrund des unterschiedlichen Abstandes (II; 12) zum Fördergutstrom F bzw. zum Fremdkörper K verschiedenen Empfangssignale (Messsignale: SMessl, SMeSs2) miteinander verglichen und anhand dieses Vergleichs auf das Vorliegen oder NichtVorliegen eines Fremdkörpers K geschlossen. Mit Vorteil wird ein Differenzsignal aus den beiden erfassten Messsignalen SMeSsi. SMess2 erzeugt und dieses mit einem hinterlegten Referenzsignal S ef verglichen. In der dargestellten Zeichnungsfigur 1 veranschaulichen die durchgehend gezeichneten Feldlinien des Primärfeldes Ml und die bei Abschaltung erzeugten, im Fremdkörper K induzierten Wirbelströme lw die Sendephase während der Impulsdauer Ti, einschließlich der sehr kleinen Zeitdauer des Primärfeldzusammenbruchs während der Zeitdauer des Flankenabfalls. Mit den gestrichelt gezeichneten Feldlinien des (aufgrund der Wirbelströme erzeugten) Sekundärfeldes M2 wird im Wesentlichen die sich an die Impulsdauer Ti zeitlich i.W. unmittelbar anschließende Empfangsphase innerhalb der Impulspause Tp veranschaulicht.

Claims

Patentansprüche:
1. Detektionseinrichtung (1) für eine Bandfördereinrichtung (2) mit
metallische Bestandteile (W) aufweisendem Aufbau, zur Erkennung eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) in einem Fördergutstrom (F),
- mit einer ein Primärmagnetfeld (Ml) erzeugenden, eine elektrische Spule (4) umfassenden Sendeeinrichtung,
- mit einer eine elektrische Spule (4; 40) umfassenden
Empfangseinrichtung,
- und mit einer Auswerteeinrichtung (6) zur Auswertung der mittels der Empfangseinrichtung erfassten Signale (SMess),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Empfangseinrichtung umfasst:
- eine an einer vorbestimmten axialen Position (X) der
Bandfördereinrichtung (2) in einem ersten Abstand (II) zum Förderband (FB) angeordnete erste elektrische Spule (4), sowie
- eine an derselben axialen Position (X) der Bandfördereinrichtung (2) in einem zweiten Abstand (12) zum Förderband (FB) und zu der ersten elektrischen Spule (4) mit einem Abstand (d) beabstandet angeordnete zweite elektrische Spule (40).
2. Detektionseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Spule (4) und/oder die zweite elektrische Spule (40) parallel zum Förderband angeordnet ist/sind.
3. Detektionseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass
- die Sendeeinrichtung eine Pulsinduktionseinrichtung umfasst.
4. Detektionseinrichtung (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Auswerteeinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass die Auswertung in Abhängigkeit von einem hinterlegten Referenzsignal (SRef) erfolgt.
Detektionseinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Auswerteeinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass die
Auswertung durch einen Vergleich des aus den Messsignalen (SMeSsi , SMess2) der beiden elektrischen Spulen (4, 40) erhaltenen
Differenzsignals (Sdlff = SMeSsi - SMeSs2) mit dem in der
Auswerteeinrichtung (6) hinterlegten Referenzsignal (SRef) erfolgt.
Detektionseinrichtung (1) für eine Bandfördereinrichtung (2) mit
metallische Bestandteile (W) aufweisendem Aufbau, zur Erkennung eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) in einem Fördergutstrom (F), umfassend:
- eine Pulsinduktionseinrichtung zur Erzeugung eines auf den
Fördergutstrom (F) wirkenden Primärmagnetfeldes (Ml),
- eine elektrische Spule (4) und eine Auswerteeinrichtung (6) zur Erfassung und Auswertung eines durch den elektrisch leitfähigen Fremdkörper (K) aufgrund des Primärmagnetfeldes (Ml) erzeugten Sekundärmagnetfeldes (M2),
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Auswerteeinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass die Erkennung des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) in Abhängigkeit von einem Vergleich eines durch die elektrische Spule (4) an einer vorbestimmten axialen Position (X) der Bandfördereinrichtung (2) bei einer bestimmten Förderbandposition (XF8) des mit Fördergut beladenen Förderbandes (FB) erfassten Messsignals (SMess) mit einem für diese
Förderbandposition (XFEs) an der vorbestimmten axialen Position der Bandfördereinrichtung (2) zuvor ermittelten hinterlegten Referenzsignal (SRef) erfolgt.
Detektionseinrichtung (1) nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
- eine zweite elektrische Spule (40), wobei die elektrischen Spulen (4, 40) an der gleichen axialen Position (X) der Bandfördereinrichtung (2) in unterschiedlichen Abständen (II, 12) zur Förderbandebene angeordnet sind.
Detektionseinrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die/jede elektrische Spule (4, 40) ringförmig ausgebildet ist/sind.
Detektionseinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
- die/jede elektrische Spule (4, 40) derart angeordnet ist/sind, dass der ringförmige Spulenkörper der/jeder Spule (4, 40) in einer Ebene parallel zur Förderbandebene ausgerichtet ist.
Detektionseinrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die/jede elektrische Spule (4, 40) außerhalb der Förderbandebene, insbesondere außerhalb und oberhalb der Förderbandebene, angeordnet ist/sind.
Bandfördereinrichtung (2) umfassend eine Detektionseinrichtung (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Bandfördereinrichtung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
- diese in ihrem Förderband (FB) und/oder in den das Förderband (FB) seitlich begrenzenden Führungsmitteln (W) für das Fördergut (F) metallische Bestandteile aufweist.
13. Verfahren zur Detektion eines elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) in einem Fördergutstrom (F) einer eine Detektionseinrichtung (1) aufweisenden Bandfördereinrichtung (2), insbesondere einer Bandfördereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
- dass an einer vorbestimmten axialen Position (X) der Bandfördereinrichtung (2) mitteis Puls-Induktionsprinzip ein über der Zeit im Hinblick auf seine Feldstärke variierendes, auf den
Fördergutstrom (F) wirkendes Primärmagnetfeld (Ml) erzeugt wird, und
- dass in Abhängigkeit von einem Vergleich des an der axialen Position (X) der Bandfördereinrichtung (2) für eine bestimmte
Förderbandposition des beladenen Förderbands (FB) mittels einer elektrischen Spule (4; 40) erfassten Messsignals (SMess; SMessi. SMess2) mit einem an dieser axialen Position (X) der Bandfördereinrichtung (2) für dieselbe Förderbandposition zugeordneten Vergleichssignal erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Vergleichssignal durch ein Messsignal (SMess2) einer zweiten, als Empfängerspule arbeitenden und (4) an gleicher axialer Position (X) angeordneten, elektrischen Spule (40) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Vergleichssignal als zuvor erzeugtes und in der
Auswerteeinrichtung (6) abgelegtes Referenzsignal (SRef) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Referenzsignal (SRef) erzeugt wird, indem eine Referenzsignalfolge von zumindest einem kompletten Förderbandumlauf eines als
Endlosband ausgeführten Förderbands (FB) der Bandfördereinrichtung (2) im nicht beladenen Zustand ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13-16, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Geschwindigkeit des Förderbandes (FB) der Bandfördereinrichtung (2) ermittelt wird,
- und die Detektion des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) erfolgt, indem die geschwindigkeitsabhängige Signatur des Mess-Signals (SMess, SMKSI. SMesS2) des elektrisch leitfähigen Fremdkörpers (K) im
Fördergutstrom (F) mit einem Fremdkörper-Referenzsignal (KRef) von mindestens einem hinterlegten Referenz-Fremdkörper verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Vergleich mittels Kreuzkorrelation erfolgt.
EP10784971A 2009-12-17 2010-11-11 Detektionseinrichtung für eine bandfördereinrichtung und verfahren zur detektion von elektrisch leitfähigen fremdkörpern im fördergut einer bandfördereinrichtung Withdrawn EP2513676A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910058549 DE102009058549A1 (de) 2009-12-17 2009-12-17 Detektionseinrichtung für eine Bandfördereinrichtung und Verfahren zur Detektion von elektrischen leitfähigen Fremdkörpern im Fördergut einer Bandfördereinrichtung
PCT/EP2010/006886 WO2011082728A1 (de) 2009-12-17 2010-11-11 Detektionseinrichtung für eine bandfördereinrichtung und verfahren zur detektion von elektrisch leitfähigen fremdkörpern im fördergut einer bandfördereinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2513676A1 true EP2513676A1 (de) 2012-10-24

Family

ID=43589410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10784971A Withdrawn EP2513676A1 (de) 2009-12-17 2010-11-11 Detektionseinrichtung für eine bandfördereinrichtung und verfahren zur detektion von elektrisch leitfähigen fremdkörpern im fördergut einer bandfördereinrichtung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2513676A1 (de)
DE (1) DE102009058549A1 (de)
WO (1) WO2011082728A1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2535246T3 (es) * 2012-08-16 2015-05-07 Tomra Sorting As Método y aparato para analizar objetos metálicos considerando los cambios en las propiedades de las cintas
FR3001643B1 (fr) * 2013-02-07 2015-02-20 Grs Valtech Procede de tri en flux continu de matieres contaminees et dispositif correspondant
RU2708023C2 (ru) * 2014-12-09 2019-12-03 СиЭмТиИ ДЕВЕЛОПМЕНТ ЛИМИТЕД Способ и система для обнаружения проводящих объектов
DE102015209589A1 (de) 2015-05-26 2016-12-01 Wacker Chemie Ag Vorrichtung zur Förderung eines Produktstroms aus Polysiliciumbruch oder Polysiliciumgranulat
CN108722903B (zh) * 2018-04-23 2024-01-12 周志明 一种基于胶带输送机的金属检测分离装置及方法
NL2023193B1 (nl) * 2019-05-24 2020-12-02 Univ Delft Tech Inrichting en werkwijze voor het vanaf een vlak uitnemen van objecten
WO2020242298A1 (en) * 2019-05-24 2020-12-03 Technische Universiteit Delft Apparatus and method for picking up objects off a surface
DE102021000156A1 (de) 2021-01-15 2022-07-21 Pepperl+Fuchs Se lnduktive Annäherungssensoreinheit und Verfahren zur Bestimmung einer Objekteigenschaft eines metallischen Erfassungskörpers
DE102021000157A1 (de) 2021-01-15 2022-07-21 Pepperl+Fuchs Se lnduktive Annäherungssensoreinheit und Verfahren zur Störungsüberprüfung bei einer induktiven Annäherungssensoreinheit
CN113546859A (zh) * 2021-07-30 2021-10-26 惠州光弘科技股份有限公司 车载电子产品生产用质量检测装置及其使用方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB654150A (en) * 1947-05-15 1951-06-06 Bolidens Gruv Ab Improvements in and relating to methods and apparatus for ore separation
PL147668B1 (en) 1985-05-07 1989-07-31 Ogolnokrajowe Gwarectwo Wegla Method of and apparatus for detecting metallic objects
US5654637A (en) * 1995-05-19 1997-08-05 Geonics Limited Method for detecting buried high conductivity objects including scaling of voltages for eliminating noise of a particular depth
DE19610003C1 (de) 1996-03-14 1997-08-28 Vallon Gmbh Metalldetektionsvorrichtung mit mindestens einem Metalldetektor mit Richtwirkung zur Untersuchung von Biotonnen
DE19730952A1 (de) 1997-07-18 1999-01-21 Klaus Ebinger Verfahren und Vorrichtung zur elektromagnetischen Detektion von Objekten
GB9813889D0 (en) 1998-06-27 1998-08-26 Secr Defence Apparatus for detecting metals
DE19921224B4 (de) 1999-05-07 2007-08-02 Rheinbraun Ag Verfahren zur Überwachung eines endlos umlaufenden Gurts
JP3658523B2 (ja) * 1999-08-31 2005-06-08 アンリツ産機システム株式会社 金属検出機
EP1347311B1 (de) * 2002-03-23 2012-02-08 Lorenz Roatzsch Verfahren zum Detektieren von Objekten, insbesondere von Metallobjekten
DE202004011073U1 (de) 2004-07-08 2004-09-30 S+S Metallsuchgeräte & Recyclingtechnik GmbH Metalldetektionsvorrichtung zur Detektion von Metallteilen aus einem Gutstrom dielektrischer Stoffe
AT504527B1 (de) * 2007-02-23 2008-06-15 Evk Di Kerschhaggl Gmbh Verfahren und vorrichtung zum unterscheiden von ein elektromagnetisches wechselfeld beeinflussenden objekten, insbesondere metallobjekten
US7919964B2 (en) * 2008-06-02 2011-04-05 Geonics Limited Combined electromagnetic sensor and magnetometer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2011082728A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009058549A1 (de) 2011-06-22
WO2011082728A1 (de) 2011-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2513676A1 (de) Detektionseinrichtung für eine bandfördereinrichtung und verfahren zur detektion von elektrisch leitfähigen fremdkörpern im fördergut einer bandfördereinrichtung
EP2312338B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von elektrisch leitfähigen Gegenständen
EP0747733B1 (de) Einrichtung zur Feststellung metallisch leitender Teile
DE102006032226B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Abstandsüberwachung
DE102005007803A1 (de) Verfahren zur Detektion von in einem Medium eingeschlossenen Objekten sowie Messgerät zur Durchführung des Verfahrens
EP3926230B1 (de) Verfahren zur detektion eines stoffs
EP3164731B1 (de) Sensor für eine rollenbahn und verfahren zum erkennen von auf einer rollenbahn befindlichen objekten
WO2015158540A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur detektion eines störkörpers in einem system zur induktiven energieübertragung sowie system zur induktiven energieübertragung
DE202006020496U1 (de) Sensorvorrichtung zum Erkennen elektromagnetisch detektierbarer Fördergutteile und Sortiervorrichtung mit einer solchen Sensorvorrichtung
CH651483A5 (de) Verfahren und vorrichtung zum unterscheiden zwischen erdfruechten einerseits und steinen oder erdkluten anderseits.
EP3673231B1 (de) Induktiver sensor
DE102006061041B4 (de) Einrichtung zur Überwachung eines Produktstromes auf störende Einschlüsse
WO2014191352A2 (de) Induktiver sensor
DE102013209808A1 (de) Induktiver Sensor
DE3731329C2 (de)
EP1347311B1 (de) Verfahren zum Detektieren von Objekten, insbesondere von Metallobjekten
EP1678528A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum unterscheiden von ein elektromagnetisches wechselfeld beeinflussenden teilen
DE102007027822B4 (de) Induktiv arbeitende Sensoranordnung und Verfahren zum Beeinflussen des Messverhaltens einer Messspule
AT9360U1 (de) Metalldetektionsvorrichtung zur detektion von metallteilen aus einem gutstrom dielektrischer stoffe
DE2849411A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum markieren und erfassen der lage eines gegenstandes
WO2024041878A1 (de) Metalldetektor und verfahren zur detektion von metallen in fördergut
EP3622330A1 (de) Induktiver näherungsschalter
DE102012015200A1 (de) Induktiver Näherungsschalter
DE102016117018A1 (de) Sicherheitsvorrichtung für einen Palettierer sowie System mit einem Palettierer und einer Sicherheitsvorrichtung sowie Verfahren
EP2938443B1 (de) Verfahren zum erkennen und klassifizieren von elektromagnetisch detektierbaren teilen, insbesondere von fördergutteilen in einem schüttgut

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20120717

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20161108