ES2332663T3 - Procedimiento para la medicion del esfuerzo de traccion de una banda movil. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la medición del esfuerzo de tracción de una banda móvil (2) utilizando, como mínimo, un sensor (10) que tiene, como mínimo, un puente de Wheatstone (11) que contiene, como mínimo, un sensor de esfuerzo (7) que es influido por el esfuerzo de tracción de la banda móvil (2), siendo amplificado el voltaje diagonal (17) del, como mínimo, un puente de Wheatstone (11) mediante un amplificador (18) que emite una señal Z 0 de esfuerzo de tracción, caracterizado porque el, como mínimo, un puente de Wheatstone (11) es cargado periódicamente mediante, como mínimo, una resistencia (26) utilizando, como mínimo, un conmutador accionado de manera intermitente (24),(25) durante la carga por el esfuerzo de tracción de la banda móvil (2), siendo determinada la funcionalidad del, como mínimo, un sensor (10) a partir de la medida en que la señal de esfuerzo de tracción (Z 1) es influida por la carga y siendo emitida en forma de una señal de error (28).

Description

Procedimiento para la medición del esfuerzo de tracción de una banda móvil.

La invención se refiere a un procedimiento para la medición del esfuerzo de tracción de una banda móvil, según la parte introductoria de la reivindicación 1.

Por el documento DE 101 18 887 C1 se conoce un dispositivo para la captación del esfuerzo de tracción de una banda móvil portadora de artículos, que capta el esfuerzo de los cojinetes de un rodillo inversor de la banda. Para ello, dicho dispositivo presenta dos travesaños de doble flexión que están dotadas de captadores de esfuerzo en forma de cintas medidoras de alargamiento. Estas cintas medidoras de alargamiento están conectadas en forma de puente de Wheatstone para conseguir una dependencia lo más reducida posible del sensor en cuanto a la temperatura y a la desviación. Este sensor se ha acreditado satisfactoriamente en la práctica y constituye el punto de partida de la presente invención. Se ha mostrado como inconveniente en este sensor conocido que en caso de fallo de las cintas de medición del alargamiento, por ejemplo, por rotura o por cortocircuito, el conjunto del sensor facilita valores sin sentido que son interpretados de manera correspondiente por las unidades siguientes. Si el sensor se halla contenido, por ejemplo, en el circuito de regulación de una regulación de esfuerzo de tracción de la banda, puede ocurrir, según el tipo de fallo, que el dispositivo de regulación aumente por completo el esfuerzo de tracción de la banda o que la banda móvil sea ampliamente sobrestirada. Esto puede conducir en el caso más simple a la rotura de la banda cuando ésta no puede ya resistir el esfuerzo aplicado o que en base a la falta de esfuerzo de tracción quede colgando en piezas o partes de la máquina. En especial, en la regulación de bandas sin fin en máquinas de fabricación de papel eso puede conducir a la rotura de rodillos, separándolos de sus cojinetes, conduciendo por lo tanto a un importante peligro para las personas y las máquinas.

Otro dispositivo, que se considera el más próximo del estado de la técnica, es el que se da a conocer en el documento EP 0 582 947 A1, el mismo es también válido para el correspondiente procedimiento.

La presente invención se plantea el objetivo de dar a conocer un procedimiento para la medición del esfuerzo de tracción de una banda móvil del tipo indicado en la introducción, que puede captar también el fallo de componentes electrónicos reaccionando de manera correspondiente.

Este objetivo se consigue, de acuerdo con la invención, según las características de la reivindicación 1.

El procedimiento, según la reivindicación 1, está destinado a la medición del esfuerzo de tracción de una banda móvil mediante un sensor. No juega papel alguno el que la banda sea de tipo cerrado o de tipo pasante. Tampoco tiene importancia el material de la banda móvil a los efectos de la utilización de este procedimiento. El sensor presenta un puente de Wheatstone que contiene, como mínimo, un captador de esfuerzo. Como captadores de esfuerzo se pueden tomar en consideración diferentes tipos de sensores, los cuales están en condiciones de transformar un esfuerzo o bien una deformación mecánica en una señal eléctrica. Preferentemente se utilizarán cintas de medición de alargamiento como captadores de esfuerzo, las cuales son aplicadas a una pieza mecánica, por ejemplo, a un travesaño de doble flexión que se deforma por el efecto del esfuerzo a medir. Básicamente es suficiente en este caso disponer solamente una resistencia del puente de Wheatstone como medidor de esfuerzo. Para conseguir una dependencia del sensor lo más reducida posible de la temperatura y desviación se realizan, no obstante, de manera preferente, todas las resistencias del puente de Wheatstone en forma de captadores de esfuerzo. La tensión diagonal del puente de Wheatstone es una medida del esfuerzo que actúa. Esta tensión diagonal es amplificada mediante un amplificador que tiene fundamentalmente el objetivo de separar las cargas óhmicas del puente de Wheatstone, ya que podrían falsear las mediciones. De manera adicional, el amplificador puede realizar también una amplificación de la tensión para llevar la señal de medición a una zona de tensión de trabajo fácil de manipular. No obstante, ello no es preciso de manera necesaria y depende en especial de la elección concreta del captador de esfuerzo. Este amplificador proporciona en su salida una señal que es proporcional hasta un desplazamiento que en un caso eventual debe ser tenido en cuenta del esfuerzo de tracción medido, y a continuación será designado como señal de esfuerzo de tracción. En caso de fallo de un captador de esfuerzo, esto conduce, según la causa del defecto, a un cortocircuito o a una interrupción dentro del puente de Wheatstone. En todo caso, la señal de esfuerzo de tracción quedará extremadamente falseada, de manera que no se podrá utilizar para efectos de indicación o regulación. A efectos de determinar un defecto de este tipo dentro del sensor y reaccionar de manera adecuada se facilitará, adicionalmente a la señal de esfuerzo de tracción, una señal de fallo. Esta señal de fallo es inactiva en el funcionamiento normal y será llevada a estado activo en la aparición de un fallo reconocible en el sensor. Para poder reconocer un fallo en el sensor, el puente de Wheatstone será sometido, durante la carga producida por el esfuerzo de tracción de la banda móvil, como mínimo mediante un conmutador controlado de forma intermitente periódicamente, a la carga de una resistencia. Esta resistencia de carga desajusta el puente de Wheatstone de una manera definida, de forma que el efecto de esta carga en base a una comparación de la señal de esfuerzo de tracción con o sin carga óhmica puede ser determinado de forma directa. Esta prueba tiene lugar en el funcionamiento del sensor sometido a carga por la banda, de manera que su funcionalidad quedará comprobada con proximidad al suceso. Para el caso de que uno de los captadores de esfuerzo del amplificador de tensión sometido a carga presente un cortocircuito interno, se determinará que la señal de esfuerzo de tracción no varía por la carga de dicho amplificador de tensión. Lo mismo es válido para el caso de que el captador de esfuerzo conectado en serie con la resistencia de carga muestre una interrupción. En caso de que el captador de esfuerzo que está conectado en paralelo con la resistencia de carga presente una interrupción, se produce ciertamente una dependencia de la señal de esfuerzo de tracción con respecto a la carga, siendo no obstante ésta el doble que en el caso de funcionamiento del sensor. De esta manera se puede comprobar, por la dependencia de la señal de esfuerzo de tracción con respecto a la carga, si el sensor todavía se encuentra en condiciones funcionales. Dentro de determinados límites se pueden evaluar también desviaciones del captador de esfuerzo. De manera correspondiente al resultado de esta prueba, se activará o se desactivará la señal de fallo. Mediante la emisión adicional de esta señal de fallo, se podrán poner otros componentes siguientes, tales como indicadores o reguladores, en conocimiento del fallo de la señal de medición. Los componentes siguientes que deben evaluar la señal de esfuerzo de tracción, se pueden conmutar a la recepción de una señal de fallo activa en una modalidad en la que ya no evalúa la señal de esfuerzo de tracción, por lo que se pueden evitar daños en las personas o bien en las máquinas.

En especial, en los casos en que ambas ramas amplificadoras del puente de Wheatstone presentan, como mínimo, un captador de esfuerzo, la prueba de carga de solamente un amplificador de tensión no es suficiente para la valoración de la capacidad funcional del sensor. En este caso, es favorable, de acuerdo con la reivindicación 2, que ambos conductores de salida del puente de Wheatstone sean cargados, con intermedio de un conmutador, con una resistencia, como mínimo. De esta manera, se pueden comprobar los valores de resistencia de todos los elementos activos del puente de Wheatstone. De manera ventajosa, en el fallo de algún elemento activo dentro del puente de Wheatstone, se emite una señal de fallo activa.

Para poder captar hasta el máximo posible todos los casos de defectos dentro del sensor es ventajoso, según la reivindicación 3, que ambos conductores de salida del puente de Wheatstone sean cargados de forma alternativa, como mínimo, con una resistencia. De esta manera, se consigue que incluso en casos en los que dos captadores de esfuerzo resultan defectuosos simultáneamente, ello se pueda identificar de manera fiable mediante ambas pruebas de carga que se llevan a cabo.

Para conseguir un análisis de fallos lo más claro posible es ventajoso, según la reivindicación 4, que la diferencia entre las señales de esfuerzo de tracción sean calculadas con y sin carga del puente de Wheatstone y comparadas con un valor límite inferior. En caso de superar el valor límite inferior, se emitirá una señal de fallo. De esta manera, se pueden evaluar la mayor parte de las causas de fallo del sensor y se podrá reaccionar de manera correspondiente. En especial, en caso de cortocircuito de un captador de esfuerzo dentro del puente de Wheatstone, no tiene lugar variación alguna de la tensión diagonal con o sin carga.

De esta manera, los cortocircuitos del captador de esfuerzo pueden ser detectados de manera muy fiable. Si el captador de esfuerzo se encuentra en serie con la resistencia de carga, también se podrá de esta forma determinar de modo fiable una interrupción del funcionamiento del captador de esfuerzo. Tampoco en este caso se produce por la carga del puente de Wheatstone variación alguna de la tensión diagonal con respecto a la situación sin carga. Por el contrario, si el puente de Wheatstone se encuentra en pleno estado funcional, en el caso de carga del mismo se produce una discordancia de la simetría del puente que conduce a una variación de la tensión diagonal. Esta variación depende principalmente de los valores de resistencia del puente de Wheatstone en relación con el valor de la resistencia de carga y, por lo tanto, es una magnitud conocida.

Para el dimensionado del valor límite inferior de la señal de esfuerzo de tracción, se ha demostrado útil la zona de valoración según la reivindicación 5. El límite superior de esta zona de valoración no debe ser superado en modo alguno, puesto que por el contrario, un puente de Wheatstone con funcionamiento correcto se identificaría como si estuviera en fallo. El valor límite inferior se indica solamente en base a criterios de probabilidad para conseguir en especial una suficiente separación de la tensión diagonal del puente de Wheatstone. De otro modo, existiría el peligro que un puente de Wheatstone defectuoso, solamente por el efecto de las desviaciones, se considerara funcional.

Para poder evaluar todos los defectos posibles del puente de Wheatstone de manera segura, es ventajoso, según la reivindicación 6, que la diferencia entre la señal de esfuerzo de tracción con y sin carga del puente de Wheatstone se compare también con un valor límite superior. En caso de superar el valor límite superior se emitirá, de modo correspondiente, una señal de fallo activa. De esta manera, se pueden evaluar otros fallos que se muestran por una dependencia demasiado elevada de la tensión diagonal con respecto a la carga. Por ejemplo, de este modo, se puede detectar una interrupción de servicio de un captador de esfuerzo que es directamente cargado. Mediante esta interrupción se dobla la dependencia de la tensión diagonal con respecto a la carga, lo cual puede ser comprobado de manera muy simple por comparación con un correspondiente valor límite. Además, de esta manera, se pueden captar de modo seguro defectos muy improbables en los que ambos captadores de esfuerzo son defectuosos simultáneamente. Para el caso de que ambos captadores de esfuerzo presenten un cortocircuito, la tensión diagonal es nula, puesto que la tensión de alimentación del puente de Wheatstone se interrumpe en este caso. No obstante, en caso de que ambos captadores de esfuerzo presenten una interrupción de servicio, se establece en el caso sin carga, una tensión de entrada determinada solamente por el amplificador que usualmente se encuentra a la mitad de la tensión de trabajo. Mediante la carga por la resistencia, la tensión de entrada se llevará, no obstante, a masa, de lo que resulta un aumento de tensión con una magnitud de la mitad de la tensión de trabajo. Este comportamiento se puede determinar también por la comparación de las señales de esfuerzo de tracción con y sin carga con un valor límite superior.

Para el valor límite superior se ha mostrado de interés el dimensionado según la reivindicación 7, para poder evaluar de manera segura todos los fallos previsibles dentro del puente de Wheatstone.

Mediante la carga del puente de Wheatstone, éste mostrará discordancia de forma conocida, de manera que los resultados de medición serán falseados de modo correspondiente. Para evitar que los resultados de medición del puente de Wheatstone discordante se puedan traspasar a otros componentes siguientes, es ventajoso según la reivindicación 8, que el sensor facilite solamente valores del esfuerzo de tracción para los ciclos de medición en los que el conmutador está abierto. En el caso de utilización de varios conmutadores, se debe asegurar que todos los conmutadores estén abiertos. De esta manera, se garantiza que los resultados de medición se traspasen a los componentes siguientes solamente en el caso de que el puente de Wheatstone se encuentre realmente descargado. Por lo tanto, los resultados de medición con el puente de Wheatstone cargado se procesarán exclusivamente de forma interna para la determinación de la señal de fallo.

Para evitar mediciones erróneas es ventajoso, de acuerdo con la reivindicación 9, que el ajuste del conmutador esté sincronizado con los ciclos de medición del sensor. De esta manera, se asegura que durante la totalidad del ciclo de medición el ajuste del conmutador no variará, de manera que cada uno de los ciclos de medición se basa en un ajuste definido del conmutador.

Para el accionamiento del sensor, se ha mostrado ventajosa, según la reivindicación 10, la utilización de un ciclo de revisión. Este ciclo de revisión comprende varios ciclos de medición del sensor y se repite periódicamente. En cada ciclo de revisión se prevé, como mínimo, un ciclo de medición con el conmutador cerrado y, como mínimo, un ciclo de medición con el conmutador abierto. De este modo, se emiten valores de medición periódicamente y el sensor en su conjunto será comprobado también periódicamente.

Para la comprobación de ambos amplificadores de tensión del puente de Wheatstone es ventajoso, de acuerdo con la reivindicación 11, que se prevean en cada ciclo de revisión, como mínimo, un ciclo de medición con conmutador cerrado del primer conductor de salida y, como mínimo, un ciclo de medición con el conmutador cerrado del segundo conductor de salida del puente de Wheatstone. De esta manera, se garantiza que dentro de cada ciclo de revisión el puente de Wheatstone es comprobado por completo y también que, como mínimo, se genera un valor de medición para el esfuerzo de tracción para el puente de Wheatstone sin carga.

En especial, en utilizaciones del sensor en la técnica de regulación, es importante un tiempo de reacción corto del sensor. Frecuentemente, no es suficiente, en este caso, la emisión de un valor de medición solamente para cada tres ciclos de medición, a efectos de garantizar una regulación ordenada. En este caso, es ventajoso, según la reivindicación 12, que en cada ciclo de revisión se prevean más ciclos de medición con conmutador abierto que con conmutador cerrado. El sensor genera, por lo tanto, resultados de medición evaluables sustancialmente con una separación temporal de su ciclo de tiempo, de manera que se realizarán pruebas internas del sensor con intervalos de tiempo predeterminados, de manera que es innecesario un ciclo de medición aislado para la generación de señales de esfuerzo de tracción. Evidentemente, el valor de medición generado finalmente puede ser almacenado y se dispondrán de los componentes siguientes, de manera adicional, para superar este fallo.

Para conseguir la regulación del esfuerzo de la banda es ventajoso, según la reivindicación 13, que la señal de esfuerzo de tracción emitida por el sensor sea utilizada como valor real de la regulación. Por el contrario, en una señal de fallo activa, la regulación se bloqueará para impedir reacciones de la regulación indefinidas o completamente destructivas.

Mediante la carga del puente de Wheatstone, se obtiene una subida adicional de tensión en la tensión diagonal que debe ser amplificada mediante un amplificador subsiguiente y, en caso deseado, un convertidor analógico-digital. Esto conduce, además, básicamente, a que el convertidor analógico-digital utilice una parte de su anchura de bit para la prueba de carga. En caso de una carga muy reducida del puente de Wheatstone, esto no tiene habitualmente importancia alguna. No obstante, se produce en este caso una tendencia relativamente grande a los fallos de la prueba de funcionalidad del puente de Wheatstone. En caso de que se desee la zona dinámica completa del amplificador y del convertidor analógico-digital para una elevada seguridad de la prueba funcional, es ventajoso, de acuerdo con la reivindicación 14, que con la carga del puente de Wheatstone se varíe también su tensión de alimentación. La variación de la tensión de alimentación se escoge habitualmente de forma tal que contrarresta el efecto de la carga. De manera ventajosa, la tensión de alimentación se escogerá en el caso de carga y sin carga, de manera tal que en el caso de un puente de Wheatstone en situación funcional, se presenta aproximadamente la misma tensión diagonal. De esta forma, se puede utilizar la gama dinámica completa del amplificador y del convertidor analógico-digital para el objetivo de medición. En el caso de un defecto del puente de Wheatstone se produce, en este caso, una variación de la tensión diagonal que es evaluable por el convertidor analógico-digital. Este último pasa posiblemente, en este caso, a condiciones de sobrecarga que son muy fácilmente detectables. Una medición exacta del aumento de tensión no es necesaria, en este caso, puesto que para este objetivo se necesita solamente la funcionalidad en forma de decisión si-no.

Para conseguir un sistema especialmente seguro, es ventajoso, de acuerdo con la reivindicación 15, que se prevean, como mínimo, dos puentes de Wheatstone. Estos puentes de Wheatstone suministran, de modo correspondiente, tensiones diagonales que son evaluadas con intermedio de amplificador y de un convertidor analógico-digital. Ambos puentes de Wheatstone serán controlados, en este caso, en la forma antes descrita. Cuando aparece una señal de fallo para uno de los puentes de Wheatstone, se utilizará para la generación de señales de esfuerzo de tracción el otro puente de Wheatstone. Se puede realizar el mismo principio con más de dos puentes de Wheatstone. En este caso, los puentes de Wheatstone individuales serán preferentemente priorizados o bien su señal de esfuerzo de tracción se comunicará para conseguir una mejor exactitud. Por lo tanto, los puentes de Wheatstone que muestran una señal de fallo activa serán excluidos del cálculo.

El objeto de la invención se explicará, a continuación, a título de ejemplo, en base a los dibujos, sin limitar el alcance de protección.

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En los dibujos:

La figura 1 muestra una sección de un rodillo de medición de esfuerzo de una banda transportadora de artículos circulante,

La figura 2 muestra una representación esquemática de un sensor y

La figura 3 muestra un diagrama de recorrido para la activación del sensor de la figura 2.

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La figura 1 muestra una vista en sección de un rodillo medidor de esfuerzo (1), sobre el cual se invierte el sentido de una banda transportadora (2). La banda transportadora (2) ejerce, en este caso, un esfuerzo (3) sobre el rodillo (1) de medición de esfuerzos que depende solamente del esfuerzo de tracción de la banda (2) y del ángulo abarcado sobre el rodillo medidor de esfuerzo (1). Para la medición del esfuerzo de tracción de la banda (2) es suficiente, por lo tanto, medir la fuerza sobre los cojinetes del rodillo medidor de esfuerzo (1) para un ángulo de inversión abarcado conocido.

El rodillo medidor de esfuerzo (1) presenta un cuerpo estacionario (4) que está unido con intermedio de travesaños de doble flexión (5) con un eje de máquina (6). Según la carga del rodillo medidor de esfuerzo (1) producida por la fuerza (3), los travesaños de doble flexión (5) son deformados más o menos en forma de S. Sobre los travesaños de doble flexión (5) están dispuestos captadores de esfuerzo (7) que están construidos preferentemente a base de tiras de medición de alargamiento. Estos captadores de esfuerzo son esencialmente resistencias óhmicas que al doblarse varían su valor de resistencia. Los captadores de esfuerzo (7) están dispuestos en zonas extremas de los travesaños de doble flexión (5), en los que la flexión de dichos travesaños de doble flexión (5) es más acentuada. El cuerpo estacionario (4) está unido mediante un cojinete de rodillo (8) con una envolvente (9) que constituye el contorno externo del rodillo medidor de esfuerzo (1). Dicha envolvente (9) recibe el contacto directo de la banda (2).

La figura 2 muestra un esquema de principio de un sensor (10) que capta el esfuerzo sobre los cojinetes del rodillo medidor de esfuerzo (1) y, de este modo, capta indirectamente el esfuerzo de tracción de la banda (2). El sensor (10) presenta un puente de Wheatstone (11) que está constituido por dos amplificadores de tensión (12,13). Los amplificadores de tensión (12,13) están constituidos, en este caso, por los captadores de esfuerzo (7) que están dispuestos sobre los travesaños de doble flexión (5). Mediante la utilización de cuatro captadores de esfuerzo (7) que están conectados al puente de Wheatstone (11) se consigue una compensación ventajosa de la temperatura del captador de esfuerzo (7). Además, se elimina de este modo, de forma sustancial, la desviación o "drift" del captador de esfuerzo (7).

El puente de Wheatstone (11) es alimentado mediante un conmutador (14') de manera alternativa con una tensión de alimentación (14) que queda constituida de forma estable y con pocas alteraciones. Desde un puente de Wheatstone (11) salen dos conductores de salida (15,16) entre los cuales se produce una tensión diagonal (17). Esta tensión diagonal (17) es la señal de medición propiamente dicha que se consigue por los captadores de esfuerzo (7). Los conductores de salida (15,16) son conectados a un amplificador (18) que está constituido como amplificador diferencial. El amplificador (18) presenta entradas de alto valor óhmico para que, en lo posible, no se cargue el puente de Wheatstone (11). Adicionalmente, el amplificador (18) puede amplificar la tensión diagonal (17) en un determinado factor de amplificación que posibilita una valoración simple de la tensión diagonal (17).

El amplificador (18) se encuentra conectado, de manera efectiva, por el lado de la salida con un convertidor analógico-digital (19) que genera a base de la señal de salida del amplificador (18) un valor digital proporcional. Este valor o término digital es alimentado mediante un bus (20) al procesador (21) en el que es procesado. El procesador (21) puede poner en marcha en el convertidor analógico digital (19) un ciclo de medición con intermedio de la conducción de control (22). Como realimentación, el procesador (21) recibe con intermedio de una conducción de señal (23) la información de que ha tenido lugar el ciclo de medición del convertidor analógico digital (19) y que se genera, de este modo, un nuevo término de datos en el bus (20).

Para poder comprobar si los captadores de esfuerzo (7) siguen todavía con capacidad funcional y, por lo tanto, el puente de Wheatstone (11) facilita valores aprovechables, se pueden cargar ambos conductores de salida (16,17) con intermedio de conmutadores (24,25) con una resistencia de carga (26). Esta resistencia de carga (26) facilita una confirmación del puente de Wheatstone (11), de manera que es esperable una variación definida de la tensión diagonal (17). Esta variación de la tensión diagonal (17) será alimentada con intermedio del amplificador (18) y del convertidor analógico digital (19) con intermedio del bus (20) al procesador (21) que lleva a cabo operaciones matemáticas correspondientes en base a este término o valor de datos. De este modo, se emitirá además de una señal de esfuerzo de tracción (27) que corresponde esencialmente al valor en el bus (20) para el caso de puente de Wheatstone (11) sin carga, una señal de fallo (28). Esta señal de fallo (28) muestra en estado activo que el puente de Wheatstone (11) tiene un defecto y, por lo tanto, que no es utilizable la señal de esfuerzo de tracción emitida (27). Adicionalmente, el procesador (21) facilita a los componentes siguientes una señal de coordinación ("hand-shake") (29) para sincronizar a estos con la emisión de datos del procesador (21).

Para el control de ambos conmutadores (24,25), el procesador (21) presenta dos salidas de control (30, 31) que provocan que los conmutadores (24,25) estén cerrados solamente durante un ciclo de prueba, de manera que dichos conmutadores (24,25) no son cerrados simultáneamente, sino de manera alternativa. Durante un ciclo de medición normal en el que se debe evaluar una nueva señal (27) de esfuerzo de tracción, ambos conmutadores (24,25) están abiertos.

Adicionalmente, en la duración del ciclo de prueba, la tensión de alimentación (14) del puente de Wheatstone (11) puede estar conectada con intermedio del procesador (21). Esta conexión ocasiona una variación proporcional de la tensión diagonal (17), de manera que la carrera del esfuerzo producida por la carga será más reducida. Se pretende también, de esta manera, el variar la tensión de alimentación del puente de Wheatstone (11), de manera que ésta contrarreste de manera exacta dicha carga. En este caso, no se produce variación alguna de la tensión diagonal (17) debida a la carga cuando el puente de Wheatstone (11) se encuentra en condiciones funcionales. En caso de que el puente de Wheatstone (11) tenga un defecto se produce, en este caso, no obstante, una carrera o recorrido de tensión característico de la tensión diagonal (17).

La figura 3 muestra un diagrama de recorrido para el accionamiento del procesador (21). En una fase de inicialización (32) ambos conmutadores (24,25) están abiertos y se activa la señal de fallo (28). De este modo, se impide que un valor numérico que se encuentra casualmente en la salida (28), sea interpretado como valor de medición.

Después de la fase de inicialización (32) sigue un bucle que define un ciclo de revisión (33). Este ciclo de revisión (33) se repite posteriormente, de modo deseado, periódicamente, después de la inicialización (32).

En el ciclo de revisión (33) se abre en primer lugar el conmutador (25) y se empieza un ciclo de medición (34). La medición tiene lugar en este caso con el puente de Wheatstone (11) sin carga. El valor de los datos conseguido por este ciclo de medición es un Z_{0} variable. De manera alternativa a la figura 3, se podrían empezar también varios ciclos de medición (34) uno después del otro, y los resultados de medición podrían ser facilitados en caso de que estuviera desactivada la señal de fallo (28).

Finalmente, se cierra el conmutador (24), de manera que el conductor de salida (15) del puente de Wheatstone (11) es cargado mediante la resistencia de carga (26). Finalmente, se inicia un nuevo ciclo de medición (35) y el valor de medición determinado del convertidor analógico-digital (19) es almacenado en una Z_{1} variable. Finalmente, el importe absoluto de la diferencia entre los valores Z_{0} y Z_{1} es calculado y facilitado a una F_{1} variable. De manera alternativa a la figura 3, podrían seguir ahora varios ciclos de medición (34) con los conmutadores (24, 25) abiertos, cuyos resultados de medición serán facilitados solamente con la señal de fallo desactivada.

En la fase siguiente, se intercambiarán las situaciones de ambos conmutadores (24, 25), de manera que en este caso, la conducción de salida (16) del puente de Wheatstone (11) será cargada con intermedio de la resistencia de carga (26). Finalmente, se iniciará otro ciclo de medición adicional (36). El valor determinado por el convertidor analógico-digital (19) será almacenado nuevamente en la Z_{1} variable. En este caso, se determinará nuevamente el valor absoluto de la diferencia entre las variables Z_{0} y Z_{1} y se almacenarán en una F_{2} variable. Las variables F_{1} y F_{2} contienen, por lo tanto, valores para influir en el puente de Wheatstone (11) mediante los dos tipos de carga utilizados.

En una etapa de comparación siguiente (37), se efectuará la comparación de las F_{1} y F_{2} variables con valores de umbral inferior previamente definidos (U) y de valor umbral superior (O). Solamente, para el caso de que ambos valores variables F_{1} y F_{2} se encuentren dentro de la banda definida por los valores umbral (U) y (O), se interpretará el sensor (10) como funcional y se facilitará el valor Z_{0}. El valor Z_{0} contiene el valor de medición con el puente de Wheatstone (11) descargado. Adicionalmente, se volverá a disponer, en este caso, la señal de fallo (28) para mostrar a los componentes siguientes que el valor de medición facilitado es fiable.

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Lista de designaciones

(1)

Rodillo de medición de esfuerzo

(2)

Banda transportadora

(3)

Fuerza

(4)

Cuerpo estacionario

(5)

Travesaños de doble flexión

(6)

Eje

(7)

Captador de esfuerzo

(8)

Cojinete del rodillo

(9)

Envolvente

(10)

Sensor

(11)

Puente de Wheatstone

(12)

Amplificador de tensión

(13)

Amplificador de tensión

(14)

Tensión de alimentación

(14')

Conmutador

(15)

Conductor de salida

(16)

Conductor de salida

(17)

Tensión diagonal

(18)

Amplificador

(19)

Convertidor analógico-digital

(20)

Bus

(21)

Procesador

(22)

Conducción control

(23)

Conducción control

(24)

Conmutador

(25)

Conmutador

(26)

Resistencia de carga

(27)

Señal de esfuerzo de tracción

(28)

Señal de fallo

(29)

Señal de confirmación

(30)

Salida de control

(31)

Salida de control

(32)

Fase de inicialización

(33)

Ciclo de revisión

(34)

Ciclo de medición sin carga

(35)

Ciclo de medición con carga

(36)

Ciclo de medición con carga

(37)

Etapa de comparación

Claims (15)

1. Procedimiento para la medición del esfuerzo de tracción de una banda móvil (2) utilizando, como mínimo, un sensor (10) que tiene, como mínimo, un puente de Wheatstone (11) que contiene, como mínimo, un sensor de esfuerzo (7) que es influido por el esfuerzo de tracción de la banda móvil (2), siendo amplificado el voltaje diagonal (17) del, como mínimo, un puente de Wheatstone (11) mediante un amplificador (18) que emite una señal Z_{0} de esfuerzo de tracción, caracterizado porque el, como mínimo, un puente de Wheatstone (11) es cargado periódicamente mediante, como mínimo, una resistencia (26) utilizando, como mínimo, un conmutador accionado de manera intermitente (24),(25) durante la carga por el esfuerzo de tracción de la banda móvil (2), siendo determinada la funcionalidad del, como mínimo, un sensor (10) a partir de la medida en que la señal de esfuerzo de tracción (Z_{1}) es influida por la carga y siendo emitida en forma de una señal de error (28).

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque ambas conducciones de salida (15, 16) del puente de Wheatstone (11) son cargadas, como mínimo, con una resistencia (26) con medio de, como mínimo, un conmutador (24, 25).

3. Procedimiento, según la reivindicación 2, caracterizado porque las conducciones de salida (15, 16) del puente de Wheatstone (11) son cargadas de manera alternada por, como mínimo, una resistencia (26).

4. Procedimiento, según, como mínimo, una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la diferencia (F_{1},F_{2}) entre las señales de esfuerzo de tracción (Z_{0},Z_{1}) con y sin carga del puente de Wheatstone (11) es calculada y comparada con un valor límite inferior (U), siendo emitida una señal activa de error (28) cuando no se alcanza dicho valor límite inferior.

5. Procedimiento, según la reivindicación 4, caracterizado porque el valor límite inferior (U) está comprendido entre 0,05 veces y 0,5 veces el valor

1

de manera que U_{w} es la tensión de alimentación del puente de Wheatstone (11), V es el factor de amplificación, R_{s} es la resistencia de carga y R_{k} la resistencia del captador de esfuerzo (7).

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6. Procedimiento, según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque la diferencia (F_{1},F_{2}) es comparada con un valor límite superior o para cuya superación se facilita una señal activa de error (28).

7. Procedimiento, según la reivindicación 6, caracterizado porque el valor límite superior (O) es menor de 0,5 U_{w} y menor de

2

en la que U_{w} es la tensión de alimentación del puente de Wheatstone (11), V es el factor de amplificación, R_{s} la resistencia de carga (26) y R_{K} la resistencia del captador de esfuerzo (7).

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8. Procedimiento, según como mínimo, una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el sensor (10) facilita los valores de esfuerzo de tracción (Z_{0}) solamente para los tipos de medición (34), en los que, como mínimo, un conmutador (24),(25) está abierto.

9. Procedimiento según, como mínimo, una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la posición del, como mínimo, un conmutador (24),(25) está sincronizada con los ciclos de medición (34),(35),(36) del sensor (10).

10. Procedimiento, según la reivindicación 9, caracterizado porque se ha previsto un ciclo de revisión (33) que comprende varios ciclos de medición (34),(35),(36) del sensor (10), de manera que en cada ciclo de revisión (33), como mínimo, se prevé un ciclo de medición (35),(36) con el conmutador (24),(25) cerrado y, como mínimo, un ciclo de medición (34) con el conmutador (24),(25) abierto.

11. Procedimiento, según la reivindicación 10, caracterizado porque en cada ciclo de revisión (33) se prevé, como mínimo, un ciclo de medición (35) con conmutador cerrado (24) de la primera conducción de salida (15) y, como mínimo, un ciclo de medición (36) con el conmutador (25) cerrado de la segunda conducción de salida (16) del puente de Wheatstone (11).

12. Procedimiento, según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque en cada ciclo de revisión (33) se prevén varios tipos de medición (34) con el conmutador abierto (24),(25) que con el conmutador (24),(25).

13. Procedimiento, según, como mínimo, una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el esfuerzo de la banda es regulado de manera que la señal de esfuerzo de tracción (27) facilitada por un sensor (10) se utiliza como valor real, de forma que la regulación será bloqueada en caso de señal activa de fallo (28).

14. Procedimiento, según, como mínimo, una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque con la carga del puente de Wheatstone (11) también se varía su tensión de alimentación (14).

15. Procedimiento, según, como mínimo, una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque se prevén, como mínimo, dos puentes de Wheatstone (11), de manera que para el caso de una señal de fallo (28) de un puente de Wheatstone (11), como mínimo, otro de los otros puentes de Wheatstone (11) genera la señal de esfuerzo de tracción (Z_{0}).