ES2942617T3 - Dispositivo sensor para proporcionar al menos un parámetro funcional de un transportador vibrante y transportador vibrante - Google Patents

Dispositivo sensor para proporcionar al menos un parámetro funcional de un transportador vibrante y transportador vibrante Download PDF

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Jens Twiefel
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Abstract

Dispositivo sensor que sirve para proporcionar al menos un parámetro operativo de un transportador oscilante (1) a un dispositivo de control (6), sirviendo el dispositivo de control (6) para controlar un dispositivo de accionamiento (5) para excitar la vibración de un riel oscilante (2) en función del parámetro operativo, en el que el dispositivo sensor (8) comprende al menos un elemento sensor (9) para detectar el parámetro operativo o al menos un valor medido a partir del cual se puede determinar el parámetro operativo, el dispositivo sensor (8) que tiene al menos un dispositivo de comunicación (11) para la transmisión inalámbrica del parámetro operativo al dispositivo de control (6) y un dispositivo de suministro de energía (12) para suministrar energía operativa al dispositivo sensor (8),donde el dispositivo de suministro de energía (12) sirve para convertir una vibración y/o radiación electromagnética generada por el dispositivo de accionamiento (5) en energía operativa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo sensor para proporcionar al menos un parámetro funcional de un transportador vibrante y transportador vibrante
La invención se refiere a un dispositivo sensor que sirve para proporcionar al menos un parámetro funcional de un transportador vibrante en un dispositivo de control, en donde el dispositivo de control sirve para el control de un dispositivo de accionamiento para la excitación de vibraciones de un carril vibratorio en función del parámetro funcional, en donde el dispositivo sensor comprende al menos un elemento sensor para determinar el parámetro funcional o al menos un valor de medición a partir del cual se puede determinar el parámetro funcional. Además, la invención se refiere a un transportador vibrante.
Los transportadores vibrantes se emplean, por ejemplo, para aportar pequeños elementos constructivos o bien componentes de elementos constructivos en procesos de fabricación y para el transporte de material a granel. Un carril vibratorio del transportador vibrante es excitado por un dispositivo de accionamiento para formar una vibración a modo de elipse o bien un movimiento de sacudida, el cual transporta el material a transportar a lo largo de una trayectoria predefinida. La vibración del carril vibratorio puede ser excitada al excitar a un electroimán de tal modo que atraiga periódicamente a una armadura unida con el carril vibratorio. El carril vibratorio puede estar soportado por resortes de lámina.
Con el fin de hacer funcionar el transportador vibrante de una manera energéticamente eficiente, es decir, alcanzar grandes amplitudes vibratorias aprovechando ya energías de excitación bajas, es ventajoso hacer funcionar el transportador vibrante a o cerca de la frecuencia de resonancia del carril vibratorio apoyado de forma elástica. Son ventajosas grandes amplitudes vibratorias, ya que la amplitud vibratoria está relacionada con la capacidad de transporte. Además, se debe alcanzar una amplitud vibratoria constante, dado que esto es una premisa para una capacidad de transporte constante.
Con el fin de alcanzar una amplitud vibratoria grande y estable, es conocido utilizar sensores que detectan parámetros funcionales del transportador vibrante. Así, el documento DE 19741 524 A1 da a conocer un transportador vibrante que comprende un sensor óptico, el cual vigila la amplitud vibratoria. En función de la amplitud vibratoria detectada, tiene lugar una regulación del accionamiento del transportador vibrante.
Los documentos WO 2012/071198, así como WO 2012/122597 se refieren a un dispositivo sensor, el cual sirve para proporcionar al menos un parámetro funcional de un transportador vibrante a un dispositivo de control, en donde el dispositivo de control sirve para el control de un dispositivo de accionamiento para la excitación de vibraciones de un carril vibratorio en función del parámetro funcional, en donde el dispositivo sensor comprende al menos un elemento sensor para detectar el parámetro funcional o al menos un valor de medición a partir del cual se pueda determinar el parámetro funcional, en donde el dispositivo sensor comprende al menos un dispositivo de comunicación para la transmisión inalámbrica del parámetro funcional al dispositivo de control y un dispositivo de suministro de energía para suministrar energía operativa al dispositivo sensor, en donde el dispositivo de suministro de energía sirve para convertir una vibración generada por el dispositivo de accionamiento y/o radiación electromagnética en la energía operativa.
Los documentos EP 1201 572, DE 19531 674, DE 41 42398, DE 3644811 y WO 95/15221 se refieren todos a un dispositivo sensor que sirve para proporcionar al menos un parámetro funcional de un transportador vibrante a un dispositivo de control.
El documento DE 102012217510 da a conocer un dispositivo sensor que comprende un sensor de aceleración para la transmisión inalámbrica a un dispositivo de control y un dispositivo de suministro de energía para suministrar energía operativa al dispositivo sensor, en donde el dispositivo de suministro de energía sirve para la conversión de una vibración generada mediante el dispositivo de accionamiento, en donde el dispositivo sensor comprende un dispositivo de procesamiento para determinar los valores de medición, en donde el dispositivo de procesamiento está configurado para excitar, a intervalos predefinidos o dependientes del valor de medición, el dispositivo de comunicación para la transmisión del parámetro funcional determinado en cada caso, en donde los datos detectados son transmitidos como parámetros funcional a intervalos de tiempo predefinidos.
En este caso es problemático que, por una parte, los correspondientes sensores tengan que ser alimentados con energía y, por otra parte, que las señales de los sensores tengan que ser conducidas al dispositivo de accionamiento o bien a un dispositivo de control asociado a los dispositivos de accionamiento. En particular, cuando un sensor correspondiente deba ser conectado con un carril vibratorio, un cableado del sensor puede ser complejo y propenso a errores.
Por consiguiente, la invención tiene por misión indicar un dispositivo sensor mejorado frente a lo anterior.
El problema se resuelve de acuerdo con la invención al indicar un dispositivo sensor del tipo mencionado al comienzo que comprende al menos un dispositivo de comunicación para la transmisión inalámbrica del parámetro funcional al dispositivo de control y un dispositivo de suministro de energía para suministrar energía operativa al dispositivo sensor, en donde el dispositivo de suministro de energía sirve para la conversión de una vibración generada mediante el dispositivo de accionamiento o radiación electromagnética.
De acuerdo con la invención, se propone un dispositivo sensor que en un transportador vibrante se contenta sin un cableado del dispositivo sensor para el suministro de energía y para la transmisión de valores de medición o bien el parámetro funcional. Esto se consigue, por una parte, porque la transmisión del parámetro de funcionamiento del dispositivo sensor al dispositivo de control tiene lugar sin cables. Una transmisión inalámbrica de informaciones requiere, sin embargo, una determinada energía para el envío de las informaciones, de modo que, incluso en el caso de utilizar sensores puramente pasivos, es necesario un suministro de energía al dispositivo sensor. Un suministro de energía podría conseguirse, en principio, mediante baterías o acumuladores en el dispositivo sensor. Sin embargo, en este caso sería necesaria una recarga regular de los acumuladores o bien un cambio de las baterías, lo cual, especialmente en el caso de utilizar transportadores vibrantes con una pluralidad de dispositivos sensores, elevaría considerablemente los costos de mantenimiento. Por lo tanto, de acuerdo con la invención se propone obtener la energía para el funcionamiento del dispositivo sensor de la energía proporcionada por el dispositivo de accionamiento, transformando las vibraciones generadas y/o la radiación electromagnética, que es irradiada por el dispositivo de accionamiento, en la energía operativa. Por consiguiente, se puede proporcionar un dispositivo sensor para transportadores vibrantes inalámbrico y esencialmente libre de mantenimiento.
El dispositivo sensor de acuerdo con la invención puede estar dispuesto directamente junto al carril vibratorio. Por ejemplo, el dispositivo sensor puede estar dispuesto en la cara inferior o en la zona lateral del carril vibratorio. El dispositivo sensor puede estar fijado en el carril vibratorio mediante uno o varios elementos de fijación, por ejemplo mediante tornillos o abrazaderas.
Es posible que el dispositivo de suministro de energía sea un elemento vibratorio, el cual, en el caso de un contacto mecánico del dispositivo sensor y el transportador vibrante, pueda ser hecho oscilar mediante vibraciones, y comprende un circuito rectificador, en donde en el caso de una vibración del elemento vibratorio se proporciona una tensión alterna, y en donde el circuito rectificador sirve para proporcionar la energía operativa mediante rectificación de la tensión alterna. Ventajosamente, el dispositivo sensor puede estar en contacto mecánico con el carril vibratorio o un elemento de apoyo que soporta el carril vibratorio, por ejemplo un resorte de lámina. En este caso, las oscilaciones del carril vibratorio o bien del elemento de apoyo hacen oscilar al elemento vibratorio. El elemento vibratorio puede servir al mismo tiempo como elemento sensor, en particular como sensor de la aceleración. Ventajosamente, está configurado, sin embargo, separado del elemento sensor, dado que se diferencian los requisitos técnicos al elemento vibratorio y a un sensor de la aceleración. Así, un elemento vibratorio debe posibilitar un rendimiento lo más elevado posible de la obtención de energía, sin embargo en el caso de un sensor se requiere una elevada precisión de los valores de medición.
El circuito rectificador puede estar configurado como puente integral o medio puente. Es posible utilizar un circuito rectificador pasivo que esté constituido, por ejemplo, por diodos. De forma alternativa o complementaria pueden utilizarse interruptores eléctricos sincronizados, por ejemplo transistores. Es posible que la tensión rectificada sea suavizada, por ejemplo mediante un condensador. Puede estar previsto un dispositivo de almacenamiento de energía para el almacenamiento intermedio de la energía operativa, por ejemplo una batería, un condensador Goldcap o un supercondensador. Este dispositivo de almacenamiento de energía puede estar dimensionado pequeño, ya que solo sirve para la estabilización del suministro de energía al dispositivo sensor y no tiene que suministrar energía de manera permanente.
El elemento vibratorio puede ser un elemento piezoeléctrico o puede comprender al menos un elemento piezoeléctrico, en donde en el caso de una vibración del elemento vibratorio se deforma el elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico puede comprimirse, estirarse o someterse a vibraciones de flexión en el caso de la vibración. En el caso de una deformación del elemento piezoeléctrico mediante la vibración, la tensión alterna puede ser tomada directamente en el elemento piezoeléctrico y, a continuación, puede ser rectificada.
Es posible que el elemento piezoeléctrico acople un contrapeso móvil al menos en una dirección con respecto al dispositivo sensor con un punto de fijación estacionario con respecto al dispositivo sensor. Por ejemplo, el elemento vibratorio puede estar construido de manera correspondiente a un sensor de la aceleración basado en un elemento piezoeléctrico, en el que, en función de una aceleración que actúa sobre el sensor de la aceleración, se emite una tensión. A diferencia de los sensores de la aceleración, los cuales, en la medida en que estén basados en elementos piezoeléctricos, utilizan típicamente monocristales piezoeléctricos con el fin de alcanzar una elevada precisión, para el elemento piezoeléctrico del elemento vibratorio se utiliza preferiblemente un elemento piezoeléctrico policristalino, con lo cual se puede alcanzar un rendimiento más elevado. El elemento vibratorio puede ser, en particular, un transductor de flexión. Un transductor de flexión puede comprender, como el elemento que se curva durante la vibración, preferiblemente un elemento a base de un material multicapa, en donde al menos una de las capas es una capa de un material piezocerámico. En el caso del elemento se puede tratar de un monomorfo, en el que un material piezocerámico está aplicado sobre un material de soporte, o un bimorfo con dos capas piezoeléctricas que se sujetan entre sí cuando se doblan. El transductor de flexión puede estar fijado en un lado en un punto de fijación estacionario del dispositivo sensor. El otro lado puede vibrar libremente o puede estar unido con un contrapeso móvil con respecto al dispositivo sensor.
La frecuencia de resonancia del transductor de flexión puede elegirse de manera que esencialmente sea igual a la frecuencia de resonancia o bien una frecuencia de accionamiento nominal del transportador vibrante. En este caso, el transductor de flexión es particularmente sensible en el intervalo de frecuencias en el que se haga funcionar típicamente durante el funcionamiento del transductor de flexión.
En una forma de realización alternativa, es posible que el elemento vibratorio comprenda un imán permanente, el cual está apoyado de forma móvil con respecto a una bobina, en donde la tensión alterna cae en el caso de una vibración del imán permanente en la bobina. Con una variación de la posición del imán permanente con respecto a la bobina se modifica el flujo magnético a través de la bobina, con lo cual se induce una tensión alterna en la bobina, la cual se puede utilizar para el suministro de energía al dispositivo sensor.
Como ya se explicó al comienzo, de manera complementaria o alternativa, la radiación electromagnética generada por el dispositivo de accionamiento puede ser utilizada para proporcionar la energía operativa. Es posible que el dispositivo de suministro de energía comprenda una antena receptora para la radiación electromagnética y un circuito rectificador para proporcionar la energía operativa a partir de una señal de recepción de la antena receptora. La rectificación puede estar configurada de la misma manera que el circuito rectificador descrito en relación con el elemento vibratorio. Como antena receptora se puede utilizar una bobina. Preferiblemente, la antena receptora puede estar ajustada de manera que presente una sensibilidad máxima en el intervalo de la frecuencia de resonancia o bien de la frecuencia de resonancia deseada del transportador vibrante o de un múltiplo entero de esta frecuencia respectiva.
El parámetro funcional puede referirse a una vibración del carril vibratorio del transportador vibrante. En particular, el parámetro funcional puede describir un lugar y/o una velocidad y/o una aceleración del carril vibratorio. También es posible que el parámetro funcional describa una amplitud y/o una fase, en particular con respecto a una fase del accionamiento, y/o una frecuencia de una vibración del carril vibratorio. Como parámetro funcional puede determinarse, de acuerdo con la invención, un valor momentáneo de la fase de la vibración del carril vibratorio y/o un transcurso en el tiempo para las magnitudes mencionadas y, opcionalmente, además, puede determinarse un máximo y/o un valor medio para las magnitudes mencionadas. Máximos, valores medios y similares pueden determinarse en cada caso para uno o varios periodos de vibración.
También es posible que el dispositivo sensor detecte, adicional o alternativamente, otros parámetros del transportador vibrante, por ejemplo, una temperatura del aire del entorno o bien distintos componentes del transportador vibrante, un nivel de llenado y/o una masa de llenado del carril vibratorio y/o la posición de piezas transportadas en el carril vibratorio. Como parte del dispositivo sensor de acuerdo con la invención se puede utilizar cualquier tipo de sensor conocido del estado de la técnica. Por ejemplo, se pueden utilizar sensores de la ubicación, sensores de la velocidad, sensores de la aceleración, sensores de la fuerza, sensores del peso, sensores ópticos y/o sensores acústicos.
Si el elemento sensor detecta al menos un valor de medición, entonces el dispositivo sensor comprende un dispositivo de procesamiento para determinar el parámetro funcional a partir del valor de medición, en donde el dispositivo de procesamiento está configurado para excitar, a intervalos predefinidos o dependientes del valor de medición, el dispositivo de comunicación para transmitir el parámetro funcional determinado en cada caso. Una transmisión inalámbrica de los datos consume relativamente mucha energía. Por lo tanto, es ventajoso que una transmisión de datos del dispositivo sensor al dispositivo de control no tenga lugar de forma continua, sino mediante transmisiones separadas entre sí en el tiempo. En particular, un parámetro funcional puede ser transmitido en cada caso después de un ciclo de vibración o después de un número predefinido de ciclo de vibración. Es posible que estén predefinidos intervalos de tiempo fijos, según los cuales tenga lugar en cada caso una transmisión del parámetro funcional, pero también es posible que el dispositivo de procesamiento reconozca ciclos de vibración cerrados y lleve a cabo una transmisión, por ejemplo, después de alcanzar una determinada fase de vibración y/o después de concluir un determinado número de ciclos de vibración.
De acuerdo con la invención, como parámetro funcional también puede ser transmitido un transcurso en el tiempo del valor de medición o de un valor, determinado a partir del valor de medición, para un intervalo de tiempo predefinido o determinado a partir de los valores de medición. Es posible que después de un número predefinido de ciclos de vibración se transmitan en cada caso valores de medición para uno de los ciclos de vibración. En este caso, es ventajoso que sean transmitidos datos que afecten a un intervalo de tiempo que se extienda algo más allá del ciclo de vibración, con el fin de representar los "bordes" del ciclo de vibración y, con ello, posibilitar un procesamiento ulterior más sencillo de los datos.
Si como parámetro funcional se transmite, por ejemplo, un transcurso en el tiempo de la aceleración durante un ciclo de vibración y la detección de los valores de la aceleración tiene lugar con una tasa del sensor de 10 KHz, entonces, en el caso de la transmisión de todos los valores de medición, deberían transmitirse al dispositivo de control 10.000 valores de medición por segundo. Sin embargo, si la transmisión de datos tiene lugar, por ejemplo, solo para cada centésimo ciclo de vibración, entonces se puede reducir la cantidad de datos a transmitir a 100 valores de medición por segundo. La cantidad de energía operativa necesaria para la transmisión de datos puede reducirse claramente.
El dispositivo sensor puede comprender al menos un dispositivo convertidor para la conversión de analógico a digital del valor de medición o del parámetro funcional, en donde el dispositivo de comunicación está configurado para la transmisión digital del parámetro funcional. Una transmisión digital del parámetro funcional puede tener lugar con protocolos conocidos tales como, por ejemplo, Bluetooth ® o WLAN. Sin embargo, la transmisión también puede tener lugar sin el uso de un protocolo de nivel superior, por ejemplo mediante la modulación digital de fases o bien de amplitudes de una señal de soporte. Es posible que, adicionalmente al parámetro funcional, se transmita una información de identificación inequívoca para el dispositivo sensor. En este caso, se pueden utilizar sin problema varios dispositivos sensores en un transportador vibrante o bien una planta industrial, ya que siempre se puede reconocer cuál de los dispositivos sensores proporciona los parámetros funcionales transmitidos. También es posible transmitir de forma codificada el parámetro funcional y/o la información de identificación. El funcionamiento del transportador vibrante se asegura en este caso frente a manipulaciones o bien informaciones transmitidas por error.
Además del dispositivo sensor de acuerdo con la invención, la invención se refiere a un transportador vibrante que comprende un carril vibratorio, un dispositivo de accionamiento para la excitación de una vibración del carril vibratorio y un dispositivo de control para el control del dispositivo de accionamiento, en donde el transportador vibrante comprende un dispositivo sensor de acuerdo con la invención y en donde el dispositivo de control sirve para controlar el dispositivo de accionamiento en función del parámetro funcional transmitido de forma inalámbrica por el dispositivo sensor. El dispositivo sensor presenta al menos un elemento sensor para detectar el parámetro funcional o al menos un valor de medición, a partir del cual se pueda determinar el parámetro funcional. Además, el dispositivo sensor comprende al menos un dispositivo de comunicación para la transmisión inalámbrica del parámetro funcional al dispositivo de control, y un dispositivo de suministro de energía para suministrar energía operativa al dispositivo sensor. El dispositivo de suministro de energía sirve para convertir una vibración generada por el dispositivo de accionamiento y/o radiación electromagnética en energía operativa. Perfeccionamientos posibles del dispositivo sensor se puede deducir de la descripción precedente. El dispositivo sensor puede estar acoplado, en particular, mecánicamente con el carril vibratorio o un elemento de apoyo que soporta el carril vibratorio. Un acoplamiento puede tener lugar, por ejemplo, atornillando o sujetando el dispositivo sensor con el carril vibratorio o el elemento de apoyo.
El parámetro funcional puede afectar a una fase y/o una amplitud y/o una frecuencia del carril vibratorio, en donde el dispositivo sensor puede formar el dispositivo de control y el dispositivo de accionamiento puede formar un circuito de regulación para la regulación de la fase y/o de la amplitud y/o de la frecuencia de la vibración a un valor predefinido. La regulación de la vibración tiene lugar preferiblemente de manera que una frecuencia de la vibración está próxima a la frecuencia de resonancia del carril vibratorio apoyado mediante los elementos de apoyo.
Alternativamente, es posible que el dispositivo de control esté configurado para proporcionar el parámetro funcional con un retardo de tiempo predefinido como señal de control para el dispositivo de accionamiento. Si el parámetro funcional es una aceleración o una velocidad del carril vibratorio, entonces esto corresponde a un retroacoplamiento de la vibración del carril vibratorio al accionamiento del carril vibratorio. Mediante una adaptación del retardo de tiempo y, por consiguiente, del desplazamiento de fase entre la señal de retroacoplamiento y la vibración del carril vibratorio es posible hacer funcionar al transportador vibrante de forma estable en o cerca de su resonancia.
Una señal de retroacoplamiento, que estuviera desplazada en fase 90° con respecto a una señal de ubicación para el carril vibratorio, correspondería a un funcionamiento del transportador vibrante en la frecuencia de resonancia. Desplazamientos de fase menores desplazan la frecuencia de vibración del transportador vibrante a frecuencias más bajas y viceversa. Si la vibración del carril vibrante se considera aproximadamente como vibración armónica, entonces una señal de medición para la velocidad del carril vibratorio está desplazada 90° con respecto a una señal de medición para la ubicación y una señal de medición para la aceleración lo está 180°. Por lo tanto, también un parámetro funcional que describe una aceleración momentánea o una velocidad momentánea del carril vibratorio puede ser retroacoplado mediante un correspondiente retardo de tiempo, es decir, mediante un correspondiente retraso de propagación de fase, con el fin de posibilitar el funcionamiento del transportador vibrante en la frecuencia de resonancia o próximo a la frecuencia de resonancia.
El dispositivo de accionamiento puede comprender una bobina, en donde junto al carril vibratorio está dispuesta una armadura, la cual es atraída mediante la bobina al aplicar corriente a la bobina, en donde el dispositivo de control está configurado para aplicar corriente a la bobina en función del parámetro funcional. Las bobinas generan campos de dispersión electromagnéticos intensos, por lo cual, como se explicó precedentemente, para el suministro de energía del dispositivo sensor, junto a las vibraciones o alternativamente a éstas, se puede utilizar la radiación electromagnética que es emitida por el dispositivo de accionamiento o bien por las bobinas.
Otras ventajas y particularidades de la invención resultan de los siguientes ejemplos de realización, así como de los dibujos correspondientes. En este caso, muestran esquemáticamente:
La Figura 1,
un ejemplo de realización de un transportador vibrante de acuerdo con la invención,
la Figura 2,
un ejemplo de realización de un dispositivo sensor de acuerdo con la invención,
las Figuras 3 a 6,
vistas en detalle de elementos vibratorios de diferentes ejemplos de realización de dispositivos sensores de acuerdo con la invención y
las Figuras 7 y 8,
dispositivos de control de diferentes ejemplos de realización de transportadores vibrantes de acuerdo con la invención.
La Figura 1 muestra un transportador vibrante 1, el cual está configurado para transportar objetos a lo largo del carril vibratorio 2 mediante una vibración del carril vibratorio 2. El carril vibratorio 2 está fijado a una placa base 4 a través de resortes de lámina 3. El carril vibratorio 2 es hecho vibrar mediante un dispositivo de accionamiento 5. El dispositivo de accionamiento 5 comprende para ello al menos una bobina, mediante la cual una armadura 7 dispuesta junto al carril vibratorio 2 es atraída en el caso de aplicar corriente a la bobina. Si se interrumpe la aplicación de corriente a la bobina, entonces el carril vibratorio 2 es movido de nuevo fuera de la bobina mediante los resortes de lámina 3. Mediante una aplicación periódica de corriente a la bobina, el carril vibratorio 2 puede, por consiguiente, ser hecho vibrar
Con el fin de posibilitar un funcionamiento eficiente del transportador vibrante 1, es ventajoso hacer funcionar el carril vibratorio 2 en o cerca de la frecuencia de resonancia del carril vibratorio 2. Un control correspondiente del dispositivo de accionamiento 5 o bien una aplicación correspondiente de corriente de la bobina tiene lugar mediante el dispositivo de control 6. En este caso, es problemático que la frecuencia de resonancia del carril vibratorio 2 dependa de una pluralidad de factores, los cuales pueden variar en parte también durante el funcionamiento del transportador vibrante 1, por ejemplo de la temperatura de los componentes del transportador vibrante 1. Con el fin de posibilitar un funcionamiento fiable del transportador vibrante 1 en o cerca de la frecuencia de resonancia del carril vibratorio 2, el transportador vibrante 1 comprende, por lo tanto, adicionalmente un dispositivo sensor 8, el cual está configurado para detectar un parámetro funcional del transportador vibrante 1 y transmitirlo de forma inalámbrica al dispositivo de control 6. Como parámetro funcional se transmite un transcurso en el tiempo de la aceleración del carril vibratorio 2. De manera alternativa o complementaria, como parámetros funcionales podrían transmitirse otros parámetros que describen la vibración del carril vibratorio 2, por ejemplo, una ubicación y/o una velocidad del dispositivo sensor 8 o una amplitud y/o fase y/o frecuencia de vibración. En una forma de realización alternativa, también sería posible que, adicional o alternativamente, como parámetros funcionales sean detectados como parámetros funcionales una temperatura local en la zona del dispositivo sensor, un nivel de llenado detectado, por ejemplo, de forma óptica, y/o una masa de llenado y/o una posición de piezas transportadas por el transportador vibrante y sean transmitidos de forma inalámbrica al dispositivo de control 6.
Con el fin de posibilitar un funcionamiento totalmente inalámbrico del dispositivo sensor 8, éste comprende un dispositivo de suministro de energía, no representado, para el suministro de energía operativa al dispositivo sensor 8, en donde el dispositivo de suministro de energía sirve para convertir una vibración generada mediante el dispositivo de accionamiento 5 en la energía operativa. En formas de realización alternativas, sería posible convertir, de manera complementaria o alternativa, una radiación electromagnética proporcionada por el dispositivo de accionamiento 5 en la energía operativa.
La Figura 2 muestra esquemáticamente la estructura del dispositivo sensor 8. El dispositivo sensor 8 comprende un elemento sensor 9, un dispositivo de procesamiento 10 y un dispositivo de comunicación 11, así como el dispositivo de suministro de energía 12 que suministra energía, en la medida en que sea necesario, a los otros componentes del dispositivo sensor 8. El dispositivo sensor 9 es un sensor de la aceleración que proporciona una tensión de partida que describe una aceleración que actúa sobre el elemento sensor 9 y, por consiguiente, sobre el dispositivo sensor 8. Sensores de la aceleración correspondientes son conocidos del estado de la técnica y no tienen que ser comentados detalladamente. Por ejemplo, se puede utilizar un sensor de la aceleración que comprende un elemento piezoeléctrico que está dispuesto entre la carcasa del dispositivo sensor y un contrapeso. Si sobre el elemento sensor actúa una aceleración, entonces en este elemento piezoeléctrico se puede tomar una tensión que describe a esta aceleración. Sensores de la aceleración no requieren a menudo un suministro de energía, de modo que la Figura 2 no muestra una conexión del elemento sensor con el dispositivo de suministro de energía 12. Si se utiliza un elemento sensor activo que requiere un suministro de energía, entonces también dicho elemento puede ser abastecido con energía mediante el dispositivo de suministro de energía 12. En formas de realización alternativas del dispositivo sensor 8 pueden utilizarse también otros sensores, por ejemplo, sensores de la temperatura, sensores de la velocidad o similares, con el fin de proporcionar valores de medición o bien parámetros funcionales.
El dispositivo de procesamiento 10 digitaliza los valores de medición proporcionados por el dispositivo sensor 9, a partir de estos determina un parámetro funcional a transmitir y controla al dispositivo de comunicación 11 para transmitir este parámetro funcional al dispositivo de control 6. En una primera forma de realización, mediante el dispositivo de procesamiento 10 se detecta periódicamente el valor de medición proporcionado por el dispositivo sensor 9, es escalado bajo determinadas circunstancias o bien es provisto de una compensación, por ejemplo para tener en cuenta datos de calibración predefinidos para el elemento sensor 9 y se controla el dispositivo de comunicación 11 para transmitir este valor de medición como parámetro funcional.
Para ello, el parámetro funcional es enlazado con una información de identificación que identifica inequívocamente al dispositivo sensor 8. Esto posibilita que se puedan utilizar varios dispositivos sensores 8 y, a pesar de ello, siempre se pueda determinar a través de cuál de los dispositivos sensores 8 se proporciona un valor de medición. De esta forma, en un transportador vibrante 1 se pueden utilizar varios dispositivos sensores para medir una aceleración en varias zonas del transportador vibrante 1 y pueden estar previstos otros dispositivos sensores para determinar, por ejemplo, temperaturas de servicio, niveles de llenado o similares y transmitirlos al dispositivo de control 6. La transmisión del parámetro funcional puede tener lugar mediante protocolos estándares, por ejemplo conforme al patrón WLAN o a través de Bluetooth ®. También es posible utilizar protocolos de comunicación para la comunicación inalámbrica en el marco del control de la planta industrial. Alternativamente, sería posible utilizar un protocolo de comunicación propietario, en donde, por ejemplo, una transmisión de datos podría tener lugar mediante modulación digital de amplitudes y/o de fases. La transmisión del parámetro funcional al dispositivo de control 6 tiene lugar preferiblemente de forma codificada, con lo cual se puede impedir una perturbación por error o deliberada del funcionamiento del transportador vibrante 1 mediante otros dispositivos de comunicación.
La transmisión del parámetro funcional mediante el dispositivo de comunicación 11 consume mucha energía, por lo que es deseable reducir la cantidad datos transmitida. Esto se consigue en una forma de realización alternativa al no transmitir cada uno de los valores de medición como parámetro funcional. Como parámetro funcional se transmite en cada caso un transcurso en el tiempo de los valores de medición que fue detectado durante un periodo de vibración o durante una parte del periodo de vibración del carril vibratorio 2.
Con el fin de continuar reduciendo la demanda energética del dispositivo de comunicación 11, es posible transmitir un transcurso en el tiempo correspondiente no para cada uno de los periodos de vibración, sino solo, por ejemplo, para cada tercer periodo de vibración. Con el fin de conseguir esto, el dispositivo de procesamiento 10 está configurado para determinar distintos periodos de vibración del carril vibratorio 2. Los periodos de vibración pueden reconocerse mediante patrones de aceleración periódicos. El dispositivo de procesamiento 10 recopila a continuación los valores de medición de uno de estos ciclos de vibración para formar el parámetro funcional, teniéndose en cuenta de manera ventajosa adicionalmente algunos valores de medición adicionales antes del comienzo del intervalo de vibración respectivo y después de finalizar el intervalo de vibración respectivo, con el fin de facilitar un procesamiento ulterior subsiguiente de los datos de medición mediante el dispositivo de control 6. El parámetro funcional representa, por lo tanto, una secuencia en el tiempo de valores de medición que describen aceleraciones en un intervalo de tiempo, que es algo más largo que un periodo de vibración del carril vibratorio 2. Este parámetro funcional es transmitido a continuación, como se ha explicado anteriormente, a través del dispositivo de comunicación 11 al dispositivo de control 6. Mediante el reconocimiento de distintos periodos de vibración mediante el dispositivo de procesamiento 10 es fácilmente posible llevar a cabo una transmisión correspondiente en cada caso solo tras varios periodos de vibración.
Alternativamente, el dispositivo de procesamiento 10 podría detectar en cada caso valores de medición dentro de un primer intervalo de tiempo predefinido y transmitirlos, individualmente o recopilados, al dispositivo de control y, a continuación, no llevar a cabo en cada caso una transmisión para un segundo intervalo de tiempo predefinido. Si ha de tener lugar un control del transportador vibrante 1, por ejemplo a partir de una frecuencia de 10 Hz, entonces es suficiente detectar los valores de medición en cada caso para un intervalo de 200 ms, con lo cual se garantiza que este intervalo de medición comprenda al menos un periodo de vibración. A continuación, se puede interrumpir la detección o bien transmisión de los datos de medición durante, por ejemplo, un segundo.
En otra forma de realización alternativa del dispositivo sensor 8, el dispositivo de procesamiento 10 puede estar configurado para calcular, a partir de los valores de medición, al menos un parámetro funcional que describe la vibración en forma de parámetros de vibración, tales como una amplitud de vibración, una frecuencia de vibración y/o una fase de vibración, y transmitir estos como el parámetro funcional al dispositivo de control 6. Una frecuencia de vibración se puede determinar al determinar, como se ha explicado anteriormente, un periodo de vibración.
Una amplitud de vibración se puede determinar, por ejemplo, debido a que se determina un valor máximo de la aceleración durante una o varias amplitudes de vibración, dado que la aceleración máxima durante una vibración se correlaciona con la amplitud de vibración. Informaciones de fase se pueden transmitir en términos absolutos, por ejemplo transmitiendo una señal de activación a través del dispositivo de comunicación al dispositivo de control cuando hay un paso por cero en un flanco positivo de la aceleración. La posición de fase con respecto a una fase de accionamiento puede determinarse a continuación en el dispositivo de control.
Alternativamente, sería posible, por ejemplo, recibir con una antena receptora la radiación electromagnética irradiada a través del dispositivo de accionamiento 5 y, a partir de una posición de fase relativa entre la radiación electromagnética recibida y la señal de aceleración, determinar una fase relativa entre la fase de la vibración del carril vibratorio 2 y la fase de una señal de aplicación de corriente para una bobina del dispositivo de accionamiento 5 y transmitir esta señal como parámetro funcional al dispositivo de control 6.
El suministro de energía del dispositivo sensor 8, en particular del dispositivo de procesamiento 10 y del dispositivo de comunicación 11 tiene lugar mediante el dispositivo de suministro de energía 12. El dispositivo de suministro de energía 12 comprende un elemento vibratorio 13, el cual se puede hacer oscilar mediante vibración en el caso de un contacto mecánico del dispositivo sensor 8 con respecto al transportador vibrante 1, y un circuito rectificador 14. En el caso de una vibración del elemento vibratorio 13 se proporciona una tensión alterna y el circuito rectificador 14 rectifica a ésta y proporciona la energía operativa para el dispositivo sensor 8.
Para la estabilización del suministro de energía puede estar previsto adicionalmente, como se representa en la Figura 2, un elemento de almacenamiento de energía 15. El elemento de almacenamiento de energía 15 puede ser un condensador que filtra una tensión proporcionada por el circuito rectificador 14. Alternativamente, sin embargo, sería posible utilizar una batería, un supercondensador o similar, con el fin de posibilitar un suministro de energía al dispositivo sensor 8 también cuando no se pueda obtener en un breve periodo de tiempo energía a partir de una vibración. La capacidad del elemento de almacenamiento de energía 15 puede elegirse pequeña, ya que durante el funcionamiento del transportador vibrante 1 el dispositivo sensor 8 es abastecido con energía, al convertir las vibraciones generadas en energía operativa.
El circuito rectificador 14 puede estar configurado como puente integral o medio puente. La rectificación puede ser puramente pasiva, por ejemplo mediante diodos, o activa, por ejemplo mediante interruptores eléctricos pulsados de manera correspondiente, por ejemplo mediante transistores. Diferentes posibilidades de configuración para el elemento vibratorio 13 se explican en el texto más adelante con referencia a las Figuras 3 a 6.
En una forma de realización alternativa del dispositivo sensor 8 sería posible prever, de manera complementaria o alternativa al elemento vibratorio 13, una antena receptora para radiación electromagnética, la cual es irradiada mediante el dispositivo de accionamiento 5. Si tiene lugar un accionamiento del transportador vibrante 1, como se representa en la Figura 1, mediante la atracción de un yunque 7 a través de una bobina en el dispositivo de accionamiento 5, entonces se irradian mediante la bobina campos alternos electromagnéticos relativamente intensos. Estos pueden ser recibidos a través de la antena receptora. Mediante una subsiguiente rectificación se puede proporcionar energía operativa para el dispositivo sensor 8.
La Figura 3 muestra una posible configuración del elemento vibratorio 13. Un elemento piezoeléctrico 16 está dispuesto entre un punto de fijación en la carcasa 17 del dispositivo sensor 8 y un contrapeso 18. En el caso de una vibración del dispositivo sensor 8 en la dirección mostrada por la flecha 19, el elemento piezoeléctrico 16 se deforma, es decir se comprime o bien se expande, en virtud de la inercia del contrapeso 18. Si se utiliza un elemento piezoeléctrico correspondientemente estructurado, por ejemplo un elemento piezoeléctrico de pila, entonces en el elemento piezoeléctrico 16 se puede tomar una tensión que escala con la expansión o bien compresión del elemento piezoeléctrico 16. En el caso de una vibración del elemento sensor 8 y, por consiguiente, una vibración relativa del contrapeso 18 con respecto a la pared 17 del elemento sensor 8 se proporciona, por consiguiente, una tensión alterna mediante el elemento piezoeléctrico 16, la cual se puede rectificar mediante el circuito rectificador 14 para proporcionar energía. El elemento vibratorio 13 representado en la Figura 3 corresponde, con respecto a su estructura, esencialmente a un sensor de la aceleración basado en un elemento piezoeléctrico. Mientras que en el caso de sensores de la aceleración es, sin embargo, ventajoso utilizar monocristales como elemento piezoeléctrico con el fin de alcanzar una elevada precisión de medición, para el elemento vibratorio es ventajoso utilizar un elemento piezoeléctrico 16 policristalino, con el fin de alcanzar un elevado rendimiento energético.
El transportador vibrante 1 debe ser hecho funcionar típicamente en o cerca de su frecuencia de resonancia. El rendimiento energético del dispositivo de suministro de energía puede mejorarse adicionalmente cuando el elemento vibratorio se configure de modo que presente una frecuencia de resonancia que corresponda esencialmente a la frecuencia de resonancia del transportador vibrante 1, de modo que en un funcionamiento normal del transportador vibrante 1 haga vibrar en resonancia al elemento vibratorio 13. Un aprovechamiento particularmente bueno de esta condición de resonancia es posible cuando como elemento vibratorio se utilice un transductor de flexión como el que se muestra en las Figuras 4 y 5. La Figura 4 muestra el transductor de flexión en estado relajado, en la Figura 5 se representa un estado curvado del transductor de flexión. El transductor de flexión comprende un contrapeso 22, el cual puede vibrar en la dirección de la flecha 19 con respecto a la pared del dispositivo sensor 17. Entre el contrapeso 22 y la pared 17 está dispuesto un bimorfo, el cual está compuesto por dos elementos piezoeléctricos 20, 21. Si el transductor de flexión, representado en la Figura 5, es curvado en virtud de la inercia del contrapeso 22 en el caso de una vibración del dispositivo sensor 8 en la dirección de la flecha 19, entonces el elemento piezoeléctrico 21 se comprime y el elemento piezoeléctrico 20 se expande. En los elementos piezoeléctricos 20, 21 decaen, por consiguiente, tensiones en direcciones opuestas entre sí, las cuales pueden ser añadidas mediante una correspondiente conexión de los elementos piezoeléctricos 20, 21 y aportadas al rectificador 14.
El transductor de flexión puede comprender, adicionalmente a los elementos piezoeléctricos 20, 21, una o varias capas de soporte no representadas. En una forma de realización alternativa, sería posible utilizar solo un elemento piezoeléctrico 20 o 21 y colocar éste sobre un material de soporte, por ejemplo, sobre una tira de plástico. En este caso, se comprimiría o bien expandiría exclusivamente una capa piezoeléctrica y la tensión que decae en esta capa piezoeléctrica se aportaría al circuito rectificador 14.
La Figura 6 muestra otro elemento vibratorio 13 alternativo, en el que en lugar de un efecto piezoeléctrico se utiliza una inducción electromagnética en una bobina 25 con el fin de proporcionar la tensión alterna para el circuito rectificador 14. Un imán permanente 23 está apoyado con un elemento elástico 24 en la pared 17 del dispositivo sensor 8. Si el dispositivo sensor 8 vibra en la dirección de la flecha 19, entonces el imán permanente 23 se mueve con respecto a una bobina 25 estacionaria con relación al dispositivo sensor 8. Por consiguiente, se modifica el flujo magnético a través de la bobina 25 y se induce una tensión alterna en la bobina 25 que puede ser aportada al circuito rectificador 14.
Las Figuras 7 y 8 muestran dos posibles configuraciones del dispositivo de control 6 del transportador vibrante 1. El dispositivo de control 6 en la Figura 7 está configurado de manera que en el caso de proporcionar la aceleración momentánea o bien la velocidad momentánea como parámetro funcional mediante el dispositivo sensor 8, se posibilita un funcionamiento del transportador vibrante en o cerca de la frecuencia de resonancia. El parámetro funcional transmitido de manera inalámbrica es recibido por la antena 26 y es proporcionado al dispositivo de procesamiento 27. Éste desmodula la señal de recepción y desecha datos opcionales que fueron recibidos por otros dispositivos sensores que presentan otra información de identificación. A continuación, la señal de recepción, a saber, la aceleración momentánea o bien la velocidad momentánea se transforma en una señal analógica. Mediante un desfasador 28 se desfasa esta señal y, a continuación, se aporta a un excitador de bobina 29, el cual proporciona una señal de la corriente para aplicar corriente a la bobina del dispositivo de accionamiento 5.
El dispositivo de control 6 proporciona, por consiguiente, una señal para aplicar corriente a la bobina, la cual corresponde a una señal de la aceleración o bien de la velocidad desfasada. Si la vibración del transportador vibrante 1 se considera aproximadamente como vibración armónica, entonces se presenta una resonancia de la vibración del carril vibratorio 2 cuando tiene lugar un accionamiento con una señal, la cual está desfasada 90° con respecto a una ubicación momentánea del carril vibratorio. Una velocidad o bien una aceleración que es detectada por el dispositivo sensor 8, está desfasada, sin embargo, 90° o bien 180° con respecto a una ubicación del carril vibratorio 2 en el caso de una vibración armónica. Mediante un desfase correspondiente mediante el desfasador 28, a partir de una señal de la aceleración o bien de la velocidad se puede generar, por consiguiente, una señal de control para un accionamiento resonante del transportador vibrante 1. El transportador vibrante 1 está en este caso autoexcitado.
Con el fin de posibilitar un arranque automático del transportador vibrante 1, en la unidad de control 6 está previsto, además, un cebador 30, cuya señal de partida se añade a la señal de partida del desfasador. Éste puede proporcionar, por ejemplo, una señal de pulso con el fin de generar una excitación inicial para el transportador vibrante 1.
En formas de realización alternativas del dispositivo de control 6 es posible llevar a cabo el procesamiento en el dispositivo de control 6 ampliamente de forma digital mediante un circuito digital, un microprocesador o similar. En este caso, después de la desmodulación de la señal de recepción mediante el dispositivo de procesamiento 27 no tiene lugar, primeramente, una conversión digital-analógica, sino que la señal de recepción se continúa procesando de forma digital. La conversión digital-analógica puede tener lugar en este caso, a elección, después del desfase de la señal, después de la adición de la señal de excitación o solo en el caso de proporcionar una corriente de control en el excitador de bobina 29.
La Figura 8 muestra el dispositivo de control 6 de un ejemplo de realización alternativo del transportador vibrante 1. La recepción del parámetro funcional mediante la antena 26 y el dispositivo de procesamiento 27, así como el control de la bobina 5 mediante el excitador de bobina 29 tienen lugar tal como se explica en la Figura 7. La provisión de una señal de control para el excitador de bobina 29 en función del parámetro funcional tiene lugar, sin embargo, en el caso de la Figura 8 a través de un circuito de regulación que se explica más adelante. Mediante un segundo dispositivo de procesamiento 31, se pueden generar magnitudes derivadas del parámetro funcional. Si como parámetro funcional se transmite, por ejemplo, un transcurso en el tiempo de una aceleración, entonces el segundo dispositivo de procesamiento 31 puede calcular una frecuencia, amplitud y/o fase de la vibración a partir de este transcurso en el tiempo. El segundo dispositivo de procesamiento 31 proporciona, por consiguiente, un parámetro funcional derivado, el cual se calcula a partir del parámetro funcional. Alternativamente, sería posible que como parámetro funcional se transmita directamente una amplitud, fase y/o frecuencia. En este caso, sería innecesario un procesamiento previo mediante el segundo dispositivo de procesamiento 31 y el dispositivo de control 6 podría estar configurado sin el dispositivo de procesamiento 31. Del parámetro funcional derivado o bien del parámetro funcional se resta un valor nominal 32, el cual corresponde a un valor sobre el que se debe regular el parámetro funcional o bien el parámetro funcional derivado. La señal de diferencia se aporta a continuación a un miembro de regulación 33, por ejemplo, un miembro proporcional-integral. Éste controla a un generador de vibración 34, el cual genera una señal de control que es aportada a la bobina a través del excitador de bobina 29. Por ejemplo, el generador de vibración 34 genera una señal sinusoidal, cuya amplitud, fase y/o frecuencia es adaptada mediante el regulador 33. Mediante la especificación de valores nominales 32 correspondientes, la fase, la amplitud y/o la frecuencia con la que vibra el carril vibratorio 2 se pueden ajustar a un valor definido. La fase puede ser, en particular, una fase relativa entre la señal de control para la bobina del dispositivo de accionamiento 5 y el transcurso en el tiempo del parámetro funcional. Un funcionamiento resonante del transportador vibrante 1 puede conseguirse, por ejemplo, con el dispositivo de control 6 representado en la Figura 8, especificando una posición de fase de 90° entre la vibración mecánica del carril vibratorio 2 y la señal de aplicación de corriente para la bobina.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo sensor que sirve para proporcionar al menos un parámetro funcional de un transportador vibrante (1) a un dispositivo de control (6), en donde el dispositivo de control (6) sirve para controlar un dispositivo de accionamiento (5) para excitar la vibración de un carril vibratorio (2) en función del parámetro funcional, en donde el dispositivo sensor (8) comprende al menos un elemento sensor (9) para detectar al menos un valor de medición a partir del cual se puede determinar el parámetro funcional, y el dispositivo sensor (8) comprende al menos un dispositivo de comunicación (11) para la transmisión inalámbrica del parámetro funcional al dispositivo de control (6) y un dispositivo de suministro de energía (12) para suministrar energía operativa al dispositivo sensor (8), en donde el dispositivo de suministro de energía (12) sirve para convertir la vibración y/o la radiación electromagnética generada por el dispositivo de accionamiento (5) en energía operativa, en donde el dispositivo sensor (8) comprende un dispositivo de procesamiento (10) para determinar el parámetro funcional a partir del valor de medición, en donde el dispositivo de procesamiento (10) está configurado para excitar al dispositivo de comunicación (11 ) para la transmisión del parámetro funcional determinado en cada caso a intervalos predefinidos o dependientes del valor de medición, caracterizado por que el parámetro funcional describe una fase de una vibración del carril vibratorio (2), y/o por que como parámetro funcional se transmite un transcurso en el tiempo del valor de medición para un intervalo de tiempo determinado a partir de los valores de medición o como parámetro funcional se transmite un transcurso en el tiempo de un valor determinado a partir del valor de medición para un intervalo de tiempo determinado a partir de los valores de medición.
2. Dispositivo sensor según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de suministro de energía (12) es un elemento vibratorio (13), el cual, en el caso de un contacto mecánico del dispositivo sensor (8) y el transportador vibrante (1), puede ser hecho oscilar mediante vibraciones, y comprende un circuito rectificador (14), en donde en el caso de una vibración del elemento vibratorio (13) se proporciona una tensión alterna, y en donde el circuito rectificador (14) sirve para proporcionar la energía operativa mediante rectificación de la tensión alterna.
3. Dispositivo sensor según la reivindicación 2, caracterizado por que el elemento vibratorio (13) es un elemento piezoeléctrico (16, 20, 21) o comprende al menos un elemento piezoeléctrico (16, 20, 21), en donde, en el caso de una vibración del elemento vibratorio (13), se deforma el elemento piezoeléctrico (16, 20, 21).
4. Dispositivo sensor según la reivindicación 3, caracterizado por que el elemento piezoeléctrico (16, 20, 21) acopla un contrapeso (18, 22) móvil al menos en una dirección con respecto al dispositivo sensor (8) con un punto de fijación estacionario con respecto al dispositivo sensor (8).
5. Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que el elemento vibratorio (13) es un transductor de flexión.
6. Dispositivo sensor según la reivindicación 2, caracterizado por que el elemento vibratorio comprende un imán permanente, el cual está apoyado de forma móvil con respecto a una bobina, en donde la tensión alterna cae en el caso de una vibración del imán permanente en la bobina.
7. Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de suministro de energía (12) comprende una antena receptora para la radiación electromagnética y un circuito rectificador (14) para proporcionar la energía operativa a partir de una señal de recepción de la antena receptora.
8. Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el parámetro funcional se refiere a una vibración del carril vibratorio (2) del transportador vibrante (1).
9. Dispositivo sensor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo sensor (8) comprende al menos un dispositivo convertidor para la conversión de analógico a digital del valor de medición o del parámetro funcional, en donde el dispositivo de comunicación (11 ) está configurado para la transmisión digital del parámetro funcional.
10. Transportador vibrante, que comprende un carril vibratorio (2), un dispositivo de accionamiento (5) para excitar una vibración del carril vibratorio (2) y un dispositivo de control (6) para controlar el dispositivo de accionamiento (5), caracterizado por que el transportador vibrante (1) comprende un dispositivo sensor ( 8) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de control (6) sirve para controlar el dispositivo de accionamiento (5) en función del parámetro funcional transmitido de forma inalámbrica del dispositivo sensor (8).
11. Transportador vibrante según la reivindicación 10, caracterizado por que el parámetro funcional se refiere a una fase y/o una amplitud y/o una frecuencia de la vibración del carril vibratorio (2), en donde el dispositivo sensor (8), el dispositivo de control (6 ) y el dispositivo de accionamiento (5) forman un circuito de regulación para regular la fase y/o la amplitud y/o la frecuencia de la vibración a un valor predefinido.
12. Transportador vibrante según la reivindicación 10, caracterizado por que el dispositivo de control (6) está configurado para proporcionar el parámetro funcional con un retardo de tiempo predefinido como señal de control para el dispositivo de accionamiento (5).
13. Transportador vibrante según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que el dispositivo de accionamiento (5) comprende al menos una bobina, en donde junto al carril vibratorio (2) está dispuesta una armadura (7), la cual es atraída mediante la bobina al aplicar corriente a la bobina, en donde el dispositivo de control (6) está configurado para aplicar corriente a la bobina en función del parámetro funcional.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016000387A1 (de) * 2015-12-21 2017-06-22 F.E. Schulte Strathaus GmbH & Co. KG Fördertechnik Dichtungssysteme Verfahren zum Regeln der Arbeitsweise einer Abstreifvorrichtung an einem Förderband
CH713047A1 (de) * 2016-10-14 2018-04-30 K Tron Tech Inc Verfahren zur Regelung der Vibrationsbewegung eines Vibrationsförderers und einen Vibrationsförderer.
JP7105043B2 (ja) * 2017-09-19 2022-07-22 日本電子株式会社 容器供給ユニット及び自動分析装置
WO2020202039A1 (en) 2019-04-05 2020-10-08 Blue Sky Ventures (Ontario) Inc. Vibratory conveyor for conveying items and related filling machine and methods

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3644811A1 (de) * 1986-12-31 1988-07-14 Karl Bergmann Gmbh Dipl Ing Schwingfoerderer
DE4142398C2 (de) * 1991-12-20 1995-05-04 Wolff Reo Boris Von Gmbh Steuereinrichtung für einen in der Resonanzfrequenz schwingenden Schwingförderer
DK134693A (da) * 1993-12-02 1995-06-03 Skako As Vibrationssystem
DE19531674C2 (de) 1995-08-29 1997-06-19 Mrw Digit Electronicgeraete Gm Steuergerät für elektrisch angetriebene Vibrationsförderer
JP2845208B2 (ja) * 1996-08-15 1999-01-13 日本電気株式会社 アドレス解決装置
DE19741524A1 (de) 1997-09-20 1999-03-25 Heinrich Kuehlert Schwingförderer
JP3632413B2 (ja) * 1997-12-19 2005-03-23 豊田工機株式会社 フレキシブル生産システム及びその制御方法
US6357579B1 (en) * 1998-09-08 2002-03-19 Fmc Technologies, Inc. Linear motor drive for vibratory feeders and conveyors
US6986418B2 (en) * 1998-12-10 2006-01-17 Martin Engineering Company Conveyor belt cleaner scraper blade with sensor and control system therefor
US6259372B1 (en) * 1999-01-22 2001-07-10 Eaton Corporation Self-powered wireless transducer
JP2002128261A (ja) * 2000-10-23 2002-05-09 Ykk Corp 電磁式パーツフィーダの制御方法と装置
DE10103952A1 (de) * 2001-01-30 2002-10-02 Enocean Gmbh Vorrichtung zur Energieversorgung eines Sensors
DE10150128C2 (de) 2001-10-11 2003-10-02 Enocean Gmbh Drahtloses Sensorsystem
US6848933B1 (en) * 2001-11-13 2005-02-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and methodology providing coordinated and modular conveyor zone control
CN1860623B (zh) * 2003-07-30 2010-04-28 波音公司 用于振动能量收集的应变能量往复运行装置和方法
US8350394B2 (en) * 2009-09-30 2013-01-08 Alcatel Lucent Energy harvester apparatus having improved efficiency
US9571012B2 (en) * 2010-11-22 2017-02-14 Laitram, L.L.C. Energy-harvesting conveyor belts and methods
BR112013023535A2 (pt) * 2011-03-14 2017-03-21 Intium Energy Ltd método, aparelho e sistema para detecção de vibrações.
EP2698609B1 (en) * 2012-08-13 2021-03-03 Alcatel Lucent Wireless sensing device and method
DE102012217510A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Schwingungsmessung eines schwingenden Objektes

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Publication number Publication date
US9796534B2 (en) 2017-10-24
EP3059187A1 (de) 2016-08-24
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CA2918433A1 (en) 2016-08-19
DK3059187T3 (da) 2023-04-24
DE102015102384A1 (de) 2016-08-25

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