JPH03134520A

JPH03134520A - バルク製品の輸送量の測定方法および装置

Info

Publication number: JPH03134520A
Application number: JP2269309A
Authority: JP
Inventors: Heinz Kronmueller; ハインツ　クロンミューラー; Heinrich Hagenmeyer; ハインリッヒ　ハーゲンメーヤー
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1990-10-05
Publication date: 1991-06-07
Also published as: DE3933472C2; DE3933472A1; EP0421111A3; EP0421111A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野］本発明は、バルク製品の輸送量を測定する方法とその方
法を実施するための装置に関する。

［従来技術］この種の方法と、そのための計測装置は、西独特許１３
３４６１４５号で周知である。　本明細書にはコリオリ
の原理で輸送量を測定する装置が書いである。　この方
法では動いている物質粒子と、回転している基準物体と
の相互作用で生ずる有効慣性力を利用している。　この
質量流量測定装置では、モーターにより一定回転数で回
転している羽根車へ、測定すべき物質流を供給している
このときモーターに要求される駆動用の回転モーメント
は、そのとき羽根車によって送られる物質流に依存する
。　この駆動用回転モーメントの測定を可能にするため
に、上記駆動用モーターを縦揺れ可能な取付ブラケット
に取付け、それをロードセルで支持していた。　　この
ときロードセルが受けた力が、瞬間的な輸送量の手がか
りを与えることになる。　この種の測定法と装置がもつ
欠点は、ばら荷を回転輸送するために、輸送装置として
の羽根車がばら荷の形状の影響を強く受けることと、羽
根車に合わせてばら荷を選択することによってのみ、十
分な信頼性をもつ測定結果が得られることである。

ヨーロッパ特許第０１５１６３８号からも液体用の質量
流量の測定法が周知である。　本明細書には測定すべき
液体を、回転軸のまわりに動くループ管へ通す方法が書
いである。　この場合回転軸のまわりに生ずる回転振動
の影響で、腕金にコリオリの力が発生して、その大きさ
がそのときの流量に比例し、腕金を振動に逆らう方向に
偏移させ、その結果ループ管にねじれが発生する。　本
法は実質上液状の流体にしか適用できないのが欠点であ
る。液状でないばら荷を輸送する場合には、本法を用い
て十分な精度で流量を測定することは不可能である。

従って最初に１！明した種類の物質の輸送量を計測する
方法と装置を提供する問題が本考案の基礎であって、本
装置によるときは殆ど全ての種類のバルク製品の輸送量
の測定が、極めて簡単な装置で正確に実施できる。

本問題は特許請求の範囲の請求項１．２に記載した発明
によって解決できる。　本発明のこれ以上の改良と有利
な実施例とは、他の請求項に記載しである通りである。

コリオリの原理による従来の質量流量の測定装置は、回
転座標系内にある１個の運動物体は、遠心力のほかに、
これと直角方向に作用する慣性力（コリオリの力）を受
けると言う根本思想に殆どが基づいていた。　従って固
体バルク製品（ばら荷）の物質流量の測定に当っては、
従来からもたいてい、外力によって駆動される測定輪が
使用されていた。　そして、ばら荷がこの測定輪に供給
された時の駆動力の大小が、質量流量を知る手がかりに
なっていた。

本発明の根本思想は、物流系の一部を周期的に作動させ
て、計測すべき物体を測定可能な回転角と、指定可能な
速度で輸送方向と直角に動かすにある。　その際この周
期的な回転運動が、輸送方向に直角な成分を受けるか、
あるいは輸送方向に直接垂直に進行することだけが問題
である。　そのために駆動装置は実質上輸送系の全物質
量と、周期的な加速度とからきまる慣性力を発生させる
必要がある。　更に本駆動系には、物質流と上昇速に比
例する慣性力である「コリオリの力」が作用する。

本発明においては、周期的な駆動力を輸送系の周期的な
上昇速度でＲ調（モジュレート）シて、次にこの出力シ
グナルを時間に対して積分するときは、輸送量に比例す
るシグナルが得られると言う、数学的にあとづけが可能
な知識を利用している。　この認識からまず第一に、駆
動加速度に起因する慣性力が、全期間にわたる出力シグ
ナルの積分で相殺されることが推論される。　全期間に
わたる出力シグナルの積分で、駆動速度に起因する（コ
リオリの力）慣性力が輸送量に相当する一つの値を与え
る。

本発明の利点をあげれば、バルク製品の輸送システムで
の輸送量の積分が容易であって、そのために計測物質に
は、ばら荷と液体が特に適していることである。

例えばコンベアーベルトシステムだけでなく、ばら青用
のシュートにも本発明は使用できる。

従ってこの種の輸送システムの一部に、輸送方向を横断
して駆動力を与えて、相当する上昇力と昇昇速度をつか
むことだけが必要になる。　現存する輸送装置にこのよ
うな測定系をつけることば容易である。

特に本発明の利点をあげれば、得られた測定シグナルを
互いに組みあわせて、出力シグナルが系の風袋重量の影
響を受けないようにできて、そのために輸送量に直接比
例するようにできることである。　従って計測期間中に
輸送システムの風袋重量が、例えば汚物、あるいは計測
物質の残渣で変わることがあっても無視できる。

更にここに記載した本発明の計測システムでは、計測シ
ステムを一定の輸送システムに連合させるとか、あるい
は特別な輸送装置をこのために製作する必要はない。　
何故なら輸送装置の全物質量と加速度に比例する慣性力
が、周期的な上昇運動による秤量結果に対して相殺され
て、その結果全期間にわたって測定が実施できるからで
ある。

本発明の有利な実施態様では、ばら荷と液体用の殆ど全
ての任意の直線状の輸送システムに本測定例が適用可能
である。　本測定法は殆ど全ての直線状の輸送システム
に組みこめるので、−船釣に言って、バルク製品の輸送
には別個の駆動装置を必要とせず、従って液体と固体の
バルク製品の輸送量が測定可能である。　この種の計測
装置ではバルク製品の輸送に重力を利用することができ
る。　従ってエネルギー節約型上昇運動による操業が可
能である。

本発明の別の有利な実施態様では、回転位置をばねジヨ
イントに作る。　ばねジヨイントの使用には摩耗がない
外に、ばね強度を適当に選定して、上昇加速度がサイン
形状の場合には、加速度に比例する慣性力が、曲りに比
例するばね力に対して相殺される。　そのために動力針
は、上昇速度に比例する力だけを受けとればよいことに
なる。

〔実　施　例〕

添付図面に示した実施例を用いて、本発明を更に詳細に
説明する。

図面はばら荷姿のバルク製品の輸送量を計測するための
計測装置の配置を図式的に示したものである。　バルク
製品に属するものとして、特に液体をあげることができ
る。　本計測装置は実質上、駆動装置２１によって支点
のまわりに周期的に動かされる輸送装置２から構成され
る。　支点は回転軸３として作られている。　その際送
信器１８．８によって、上昇力と上昇速度が把握されて
、これらのシグナルがアナライザー９へ供給される。　
アナライザー９がこれから輸送量を求めて指示計１２で
表示する。

輸送装置２はコンベアーベルト１３であって、ベルトは
図示していないモーターで連続的に駆動される。　ビン
１を通って、この中にあるバルク製品が連続的にコンベ
アーベルト上へ供給され、一定距離はなれた消費用容器
１６まで水平輸送される。　バルク製品としてばら荷が
示しであるが、これの組成、あるいは構成はなんら問題
にならない。　ここで輸送装置２を傾斜が水平の溝、あ
るいはシュートに作ることも可能である。　輸送装置２
を構成するに当っては、まず第一に輸送するバルク製品
が問題になる。

本発明では、輸送方向に垂直に、周期的に可動に作った
輸送装置をとりあげることにする。　この場合輸送装置
が固体のバルク製品を対象にするのか、あるいは液状製
品を対象にするのかどちらでもかまわない。　ただし輸
送過程で大量物質の個々の部分が、輸送方向に垂直に動
かないように作る必要があって、その理由は垂直に動く
と秤量結果に誤差が入りこむためである。　一方輸送方
向を垂直にとることも可能である。　その場合もまた輸
送物質が輸送装置の周期的運動に従って進むことが必要
である。

ベルトコンベアー１３は駆動側、あるいは物質の供給側
を回転自在に軸支して、その結果水平の輸送方向に対し
て旋回できるように作る。　回転軸３は固定支柱５で担
持用構造部材、あるいは器具部材６へ接続する。　コン
ベアーベルト１３の物質排出側では、連結棒１７を用い
てベルトを駆動装置２１と接続する。　連結棒１７はコ
ンベアーベルト１３の第２反転ローラー１５の軸１４に
１Ｍして、コンベアーベルト１３を支持させる。

最初の反転ローラー４は固定支柱５へとめる。

コンベアーベル）１３の両反転ロー−ＩＦ−４，１５は
互いに一定距離を保っているが、この距離は構造上決る
ものであって、原理上この長さは任意である。　連結棒
１７は垂直下向きで、先を偏心駆動輪１９に接続する。

　偏心駆動輪１９はモーター２０の駆動軸に接続し、こ
の駆動軸によって連結棒１７が輸送方向に垂直な一定リ
フトの上下運動をする。　これとは別な上下運動の駆動
方式も考えることができる。　すなわちサイン形状の起
動電流のリズムで、コンベアーベルト１３を一定リフト
だけ動かす電磁駆動方式を用いて、直接駆動することも
できる。　　しかしまたこの上下運動を、直接的なカム
軸のピボットによって、純機械的に制御することも勿論
可能である。　また輸送方向に対して斜めに駆動するこ
ともできる。　この場合には輸送方向に対して垂直割合
を求めるか、あるいは計算する必要があるが、それはこ
の割合のみが測定値を求めるのに利用できるからである
。

連結棒１７を２つの部分から構成して、秤量エレメント
として作った力測定器１８上のほぼ中央で支持する。　
この力測定器が上昇力に比例するシグナルを発生して、
上昇力シグナルを表わす。

秤量エレメント１８としては、上昇力に比例する電気シ
グナルを発生する、ストレーンゲージの測定ブリッジを
使用して、供給電源から通電するのが好ましい。　原理
上から言えば、上昇力の測定には相当する電気シグナル
を発生する、市場にある全ての力センサーが使用できる
。

連結棒１７には更に１本の連結棒７を接続して、上下運
動をセンサー８へ伝達する。　センサー８は連結棒１７
の周期的な上昇運動から電気シグナルを発生し、このシ
グナルが上昇運動の速度に相当して、上昇速度シグナル
を示す一つの値を供給する。　センサー８は、変位ある
いは加速度を測定するものを利用してもよい。　センサ
ー８はまた別の位置で、可動になった輸送装置と接続す
ることもできる。　その際上昇速度のシグナルを、セン
サー経由で直接モーター２０の駆動軸と接続することも
考えられよう。　力測定５１８を支柱５と担持用部材６
間、あるいは回転軸３と支柱５間に力が作用するように
配置することもできるロードセル１８とセンサー８の出
力側をアナライザー９に接続する。　アナライザー９が
ロードセル１８と、センサー８から出てくる電気シグナ
ルを、輸送量に比例する出力シグナルに変換する電気回
路を構成する。　そのためには、センサー８と秤量エレ
メント１８が供給する電気シグナルを、まず掛算回路１
０として作った掛算エレメントへ供給する。

掛算エレメント１０は、センサー８の出力電圧をロード
セルの供給電圧に使用することで、簡単に実現できるも
のである。　その際力測定器とセンサーを一体物の構造
部品として取りつけが可能になる。　従って独立した掛
算エレメントと、さラニロードセルへ通電するために必
要な電圧源とが不用になる。

掛算回路１０は理想的な場合にはサイン状の経過を示す
闇期的シグナルから、振幅変調に対応する変調シグナル
を形成する。　この変調シグナルを次にフィルターと積
分の両回路として作った積分エレメントへ供給する。　
本積分エレメント１１は変調されたシグナルを分離して
、その成分を全期間にわたって積分して、出力シグナル
として指示計１２へ供給する平均値を算出する。　この
出力シグナルはアナライザー９の各種の計算と増幅用回
路で変化させられて、希望する表示の単位で直接示され
る。

積分回路１１で発生するシグナル経過は同時に制御、あ
るいは調節装置へも供給できる。　その結果希望する輸
送量を自動的に制御、あるいは調節することも可能にな
る。

更に全輸送量を示す値を出すために、輸送量のシグナル
を加算回路へ送って合計することもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施例を示した全体配置図である。２は輸送装置、３は支点、４と１５は反転ローラー、５
は固定支柱、６は担持用構造部材、７と１７は連結棒、
８と１８は送信器、９はアナライザー　１０は掛算回路
、１２は指示計、１３はコンベアーベルト、１４は軸、
１８は力測定器、１９は偏心駆動輪、２０はモーターで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１、輸送装置（２）、あるいは輸送装置（２）の一部を
、バルク製品の流れに垂直方向の運動成分をもった、指
定可能な揚高（リフト）で上下可動に作り、その際上昇
力と上昇速度を測定して、これから輸送量に比例する一
つの値を算出することを特徴とする、バルク製品の輸送
量の測定方法。２、（ａ）輸送装置（２）、あるいは輸送装置（２）の
一部が、定められた行程で輸送装置（２）を揺り動かす
駆動装置（２１）を備えており、しかも、前記の行程が
輸送方向（２）に対して垂直な運動成分を持っているこ
とと、（ｂ）上昇力に比例する上昇力シグナルを発生する力測
定器（１８）を備えることと、（ｃ）上昇速度に比例する上昇速度シグナルを発生する
センサー（８）を備えることと、（ｄ）上昇力シグナル
と上昇速度シグナルとから、輸送装置（２）の輸送量に
比例する出力シグナルを出すアナライザー（９）が計測
装置に含まれることを特徴とする、請求項１記載の方法を実施するための測
定装置。３、アナライザー（９）に、連続する上昇力と上昇速度
の両シグナルから、変調されたシグナルを生成する掛算
エレメント（１０）が含まれることを特徴とする、請求
項２記載の測定装置。４、アナライザー（９）に、変調されたシグナルを少く
とも一上昇期間にわたって積分して、これから出力シグ
ナルを算出する積分エレメント（１１）が含まれること
を特徴とする、請求項３記載の測定装置。５、輸送装置（２）が支点のまわりに軸受けで配置され
て、この支点（３）のまわりに上下運動が可能なことを
特徴とする、請求項４記載の測定装置。６、支点（３）を回転軸、あるいはばねジョイントに作
ることを特徴とする、請求項５記載の計測装置。７、輸送装置（２）をコンベアーベルト（１３）、ある
ぃ水平に対して傾いた輸送シュートに作ることを特徴と
する、請求項６記載の測定装置。８、駆動装置（２１）をモーター（２０）にして、これ
の駆動軸を連結棒（１７）がとめてある偏心軸（１９）
に接続し、連結棒（１７）を同時に輸送装置（２）と接
続することを特徴とする、請求項７記載の測定装置。９、上昇力を測定するための力測定器を、回転軸（３）
と支柱（５）間に配置することを特徴とする、請求項８
記載の測定装置。１０、力測定器が、駆動装置（２１）と輸送装置（２）
間に配置したロードセル（１８）から構成されることを
特徴とする、請求項９記載の測定装置。１１、力測定器（１８）とセンサー（８）を一体物の構
造部品に作ることを特徴とする、請求項１０記載の測定
装置。１２、センサー（８）を、輸送装置（２）の可動側と接
続した可動コイル式センサーに作ることを特徴とする、
請求項１１記載の測定装置。１３、輸送シュートに、輸送方向に平行にガイド手段を
設け、その構造をバルク製品がリフト方向に運動するの
が防止できるように作ることを特徴とする、請求項１２
記載の測定装置。１４、アナライザー（９）の構造を、指定可能な時間間
隔で、物質流なしに測定した送り能力を誤差シグナルと
して求めてこれを記憶し、輸送量の測定値の校正に使用
できるように作ることを特徴とする、請求項１４記載の
測定装置。