WO2017089145A1 - Determination of material properties by noise evaluation - Google Patents

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WO2017089145A1
WO2017089145A1 PCT/EP2016/077358 EP2016077358W WO2017089145A1 WO 2017089145 A1 WO2017089145 A1 WO 2017089145A1 EP 2016077358 W EP2016077358 W EP 2016077358W WO 2017089145 A1 WO2017089145 A1 WO 2017089145A1
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evaluation device
noise
contact surface
determined
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PCT/EP2016/077358
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Andreas ROHRHOFER
Thomas Kuehas
Paul Fischer
Franz Hartl
Anna Mayrhofer
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a method for determining at least one material property of a particulate material.
  • the present invention further relates to an evaluation device for determining at least one material property of a lumpy material.
  • raw materials In production facilities such as a steelworks or a blast furnace often different materials (raw materials, additives, ...) are needed for production. These materials are often delivered in chunk form. The shape may vary as needed. For example, lime can be supplied in the form of small or larger pieces or chunks, aluminum in the form of chips, coke in larger chunks, etc. Other forms are - depending on the material and application - possible and conceivable.
  • the delivered materials are transported sorted according to type to corresponding storage bunkers in the respective production plant.
  • the respective material is emptied by a truck in a hopper, from which it is transported via conveyors such as conveyor belts and the like to the storage bunkers. If the corresponding material is needed later in a production step, it is removed from the bunker.
  • the quality of the delivered materials must comply with strict guidelines. For example, materials below a specified grain size must not enter a converter, since in this case they would be sucked off the converter exhaust due to their fine grain size and insufficient mass. If this were the case, then a steel quality other than the desired one would be produced and would continue to produce the suction and subsequent cleaning. supply device such as an electrostatic filter are excessively loaded. Furthermore, the accumulated dust would have to be disposed of again, which is also associated with costs. In the prior art, the delivery of materials and their promotion to the storage bunkers by the operating personnel of the production plant is monitored directly or indirectly via cameras. This approach is on the one hand staff-intensive and beyond due to the often high transport speed of the material is not accurate enough.
  • Another option is to take samples of the material and analyze the samples. This procedure only checks samples. Furthermore, the analysis is often associated with significant delays. If, for example, the analysis determines that it is the wrong material or a material that does not meet the specifications, this material has been stored in the corresponding storage bunker for a long time. Therefore, the error can not be corrected or only with considerable effort.
  • the object of the present invention is to provide possibilities by means of which in production facilities in a simple way, detection and determination of at least one material property of a material is possible.
  • a method for determining at least one material property of a lumpy material, wherein the lumpy material is conveyed by means of a conveying device such that it makes contact with a contact surface of the conveying device and is moved relative to the contact surface, wherein by means of at least one sound sensor is detected by the contact of the lumpy material with the contact surface and its movement relative to the contact surface noise generated,
  • the evaluation device automatically determines the material property by evaluating the detected during a time interval noise.
  • the sound sensor may be formed as needed.
  • the sound sensor may be a microphone, a hydrophone or a sensor for detecting structure-borne noise.
  • the material property may alternatively be the type of material (that is, what material it is) and the structure of the material (that is, in what form the particular material is present).
  • the contact surface may be an area that is present anyway on the conveyor. Alternatively, the contact surface may have been integrated into the conveyor device specifically for generating noise. In the latter case, it must of course be ensured that it does not hinder the transport of the lumpy material.
  • the material can also be determined as needed. This applies both to the type of material and its structure. In particular, the material can be present, for example, in the form of larger or smaller chunks, in the form of larger or smaller grains (ie gravel or sand-like), in the form of chips or possibly even in the form of a powder.
  • the lumpy material is transferred at a transfer point from a first conveying element of the conveyor to a second conveying element of the conveyor.
  • the contact surface can be arranged in particular in the region of the transfer point.
  • it may be a guide plate or a funnel. It can also be a baffle plate arranged especially for generating noise in the region of the transfer point.
  • the first conveying element is arranged stationary, so that the lumpy material is supplied to the first conveying element at a predefined feeding point and the transfer point, at which the lumpy material is transferred to the second conveying element, is also stationary.
  • the movement of the material relative to the contact surface may be - according to material and other circumstances - an orthogonal or oblique impact on the contact surface or a Ent long sliding along the contact surface.
  • the sound sensor has a directional characteristic. As a result, it can be achieved that the sound sensor essentially only detects noises which originate from the region where the lumpy material moves on the contact surface.
  • the noise detected during the time interval is first filtered by the evaluation device during the evaluation and then processed further.
  • the filtering may be for example a filtering with a high pass, a low pass or a bandpass.
  • an amplitude limitation of the detected noise can take place.
  • the evaluation device subtracts an ambient noise from the noise detected during the time interval. Dadur the evaluation accuracy can be increased. It is possible that the ambient noise is detected in real time by means of another sound sensor. Alternatively, it may be a stored ambient noise, which was previously detected by means of the sound sensor or the further sound sensor. If the ambient noise is previously detected by means of the sound sensor, by means of which also the noise to be evaluated is detected, the ambient noise is detected during a period during which no lumpy material is moved in the detection range of the sound sensor.
  • a resulting function is determined as a linear combination of predefined output functions, wherein the output functions weighted with a respective weighting factor enter into the resulting function,
  • the weighting factors are determined in such a way that a norm of the deviation of the resulting function from a spectrum of the sound detected during the time interval as an integral over the frequency is minimal
  • a respective set of reference weighting factors is given, by which a respective reference function is determined, and
  • the material property is determined based on a comparison of the resulting function with the reference functions or on the basis of a comparison of the determined weighting factors with the reference weighting factors of the respective reference function.
  • the material property is a type of material, that is to say characterized by which material it is (for example, coke, pig iron, scrap, lime, aluminum, etc.).
  • the spectrum may be, for example, a power spectrum of the noise.
  • the term "norm" is a standard in the meaningful meaning, ie a value which is dependent on the amount of the difference of the deviation of the resulting function of said spectrum. Generally in the context of the present invention, therefore, the value where g is the resulting function, S is the spectrum and f is the frequency.
  • the standard may be the well-known Euclidean norm.
  • the material property is determined on the basis of a comparison of the determined weighting factors with the reference weighting factors of the respective reference function.
  • the material property is determined on the basis of a comparison of the resulting function with the reference functions, it is possible in particular for the standard of the deviation of the resulting function from the respective reference function to be determined by the evaluation device for determining the material property at a number of nodes the number of
  • the output functions can be determined as needed.
  • these may be polynomial functions.
  • the output functions are orthogonal functions.
  • the use of orthogonal functions as output functions offers the advantage that it is possible to independently determine the weighting factors for the individual output functions.
  • the combination of these two types of functions, ie the use of orthogonal polynomials offers the advantage of initially determining only the weighting factors for polynomials of relatively low degree and then gradually determining the weighting factors for higher order polynomials as needed, without the already determined weighting factors to determine again. As a result, the spectrum can be gradually brought closer to the spectrum by the resulting function with little computation effort until the resulting function approximates the spectrum sufficiently well.
  • Orthogonal functions are well known to those skilled in the art.
  • Chebyshev polynomials and the also generally known Legendre polynomials may be mentioned.
  • a frequency range within which the integral is formed can be mapped to the range of -1 to +1, in particular linearly mapped.
  • the method is executed by the evaluation device in a working mode. It is possible that this is the only mode of operation assumed by the evaluation device. Alternatively, it is possible for the evaluation device to additionally operate in a learning mode. Also in the learning mode, the particulate material is conveyed such that it contacts the contact surface and is moved relative to the contact surface. In contrast to the working mode, however, the material property of the evaluation device is specified in the learning mode. Furthermore, the evaluation device repeatedly uses the learning mode in the learning mode
  • a respective resulting function is determined as a linear combination of the given output functions for the respective time interval, the output functions being determined by a respective weighting factor weighted enter into the resulting function, and
  • the weighting factors such that a norm of the deviation of the respective resulting function of a spectrum of the detected during the respective time interval noise is minimal.
  • the reference weighting factors are then determined by the evaluation device in the learning mode on the basis of the totality of the weighting factors respectively determined for the time intervals and assigned to the predetermined material property.
  • the evaluation device is thus able to learn the characteristic noise of a new material property analogously to the later recognition of a material property similar to a teach-in.
  • a permissible tolerance range can also be determined within which a material is recognized later in the working mode despite deviations of the weighting factors from the reference weighting factors or the resulting function from the corresponding reference function.
  • the tolerance range can be determined, for example, based on variances determined in the learning mode. For example, the variances may be related to one of the reference weighting factors or to a support point.
  • the time interval during which the noise is detected may be in particular in the one or two-digit seconds range. In tests, periods of about 1 second to about 30 seconds have proven to be advantageous.
  • the time interval is predetermined.
  • a sound energy of the detected noise is determined by the evaluation device from the beginning of the time interval and the time interval is terminated by the evaluation device when the accumulated sound energy reaches an energy limit. The last This approach leads in particular to an increased reliability in the recognition of a material property.
  • the material property is determined on the basis of the proportion of subintervals in which the share of the power is above a predetermined threshold value.
  • the material property is a structure, that is, it characterizes whether the respective material is coarse-grained, fine-grained, powdered, in chips and the like.
  • the recognition of a material structure usually requires that the material type is already known. For example, the upper and / or lower limit frequency and / or the threshold value may be determined depending on the type of material. In some cases, the recognition of a material structure is also possible if the material type is not known.
  • a certain degree of granularity can be determined on the basis of the proportion of subintervals in which the proportion of the power is above the threshold value. It can be deduced, for example, that it is a "good” material if the number is above the threshold, or it is a "bad” material if the number is below the threshold. It is also possible to compare with multiple thresholds. For example, a material may be judged to be good if the number is above a first threshold and poor if the number is below a second threshold Threshold is. If the number is between the two thresholds, a warning message can be issued to the operator as a more accurate check is required.
  • the lower cutoff frequency is between 200 Hz and 1000 Hz, for example at about 500 Hz. It has also proven to be advantageous that the upper cutoff frequency is between 500 Hz and 2000 Hz, for example at approx. 1000 Hz. Irrespective of the specific choice of the two cutoff frequencies, however, the higher-order condition always applies that the lower cutoff frequency is smaller than the upper cutoff frequency.
  • the subintervals have a maximum duration of 1 second. In many cases, it is even advantageous if the duration of the subintervals is at most 100 ms, in particular between 20 ms and 80 ms, for example at about 50 ms.
  • the time interval should preferably correspond to 20 to 100 subintervals.
  • the evaluation device determines the material property by means of fuzzy logic on the basis of the proportion of subintervals in which the proportion of the power lies above the predetermined threshold value.
  • the evaluation device prefferably, it is at least optionally possible for the evaluation device to specify a trigger signal by an operator and for the predetermining of the trigger signal to determine the start of a time interval.
  • a trigger signal by an operator and for the predetermining of the trigger signal to determine the start of a time interval.
  • the operator may specifically request a review of the material property, if necessary. For example, an operator may have become suspicious due to a "somehow" altered sound and would now like to have checked whether subsidized material is still proper.
  • the evaluation device works independently, that is without further specification of data.
  • the evaluation device is given data relating to the particulate material. In this case, it is possible that the evaluation device takes into account the data in the context of the evaluation of the detected noise.
  • an operator or the automation system of the evaluation device can specify information about the conveying speed with which the lumpy material is transported.
  • the evaluation device it is possible, for example, for the evaluation device to adapt the evaluation as such based on the conveying speed.
  • the reference weighting factors can be adjusted to determine the type of material. It is also possible, for the determination of the material structure, to adapt the lower and / or the upper limit frequency or to vary the threshold value. It is also possible that the evaluation device information about the beginning and end of the transport of the lumpy material are specified. In this case, the evaluation device may, for example, start and stop the operation in dependence on this information. Also, a plausibility check is possible if the evaluation device detects any noise caused by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface. Furthermore, it is possible for the evaluation device to specify which material is conveyed. In this case, the evaluation device can perform a plausibility check as to whether the material property of the recognized material corresponds to an expected material property.
  • the evaluation device adapts the order in which certain tests are carried out - for example the comparisons of the resulting function with the reference functions - on the basis of the data.
  • the evaluation device outputs an information representing the determined material property and / or stores this information in the sense of a history.
  • a history of the recognized material property is also retrievable later, for example, as a guarantee voucher, as proof of a proper or faulty material or for a subsequent search of errors.
  • the evaluation device compares the determined material property with an expected material property. In the case of a deviation of the determined material property from the expected material property, the evaluation device issues an alarm message.
  • the alarm message if issued in addition to the detected material property message, is a different message than the default material property recognition message as such.
  • the expected material property can be known to the evaluation device, for example, as already mentioned, by a specification from the automation device. Alternatively, the material property can be preset or the evaluation device can be specified by an operator.
  • the output of the alarm message can be made to the operator and / or to the automation device of the conveyor. In the latter case, the alarm message can cause an automatic stop of the further transport of the lumpy material.
  • a noise is detected by means of a plurality of sound sensors at different locations.
  • the detected sounds - that is, the sounds detected by the plurality of sound sensors - are supplied to the evaluation device.
  • the evaluation device is able to determine on the basis of the detected noise, at which location the sound caused by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface is detected by the sound sensor arranged there.
  • the evaluation device can thereby Verify that this location matches an expected location.
  • the evaluation device can issue an alarm message.
  • the output of the alarm message can - as before - done to the operator and / or to the automation device of the conveyor.
  • the alarm message can cause an automatic stop of the further transport of the lumpy material.
  • the locations can be arranged one behind the other along the transport path of the material. In this case, it is possible, for example, automatically detect a blockage of a transport path.
  • the locations may be arranged parallel to each other, so that therefore only at a single one of the locations can be detected by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface caused noise. In this case, it can be checked in particular whether the lumpy material is supplied to the correct storage bunker or other depot or, generally speaking, is on the right transport path.
  • the object is further achieved by an evaluation device for determining at least one material property of a lumpy material.
  • This evaluation device has a first input for supplying a detected sound.
  • the lumpy material is conveyed by means of a conveyor such that it contacts a contact surface of the conveyor and is moved relative to the contact surface.
  • the at least one sound sensor detects the noise caused by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface.
  • the noise detected by the sound sensor is supplied to the first input of the evaluation device.
  • a processing device of the evaluation device automatically evaluates the detected sounds during a time interval and determines the material property.
  • the device ensures that a reliable recognition of the material properties takes place.
  • a preferred embodiment of the evaluation device has a filter for filtering the noise, and / or an amplitude limiter for limiting the amplitude of the noise (G).
  • the filter is preferably a high-pass, low-pass or bandpass filter.
  • the evaluation device has a second input for supplying an ambient noise, and a subtractor for subtracting the ambient noise from the noise. This allows a more accurate determination of the material properties, since noise that is not caused by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface, are not supplied to the processing device.
  • An advantageous embodiment of the evaluation device provides that the processing device implements a method according to one of claims 7 to 23.
  • FIGS. 13 and 14 are flowcharts
  • a lumpy material 1 is conveyed by means of a conveyor 2.
  • the conveying device 2 may comprise, for example, a number of conveying elements 3a to 3c for conveying the particulate material 1, in particular conveyor belts.
  • the conveyor 2 may, for example, as shown in FIG 1, a front conveyor element 3a, a central conveyor element 3b and a rear conveyor element 3c include.
  • lumpy material 1 is initially applied to the front conveying element 3 a during delivery.
  • the lumpy material 1 can be applied by means of a truck 4 directly or via a hopper, not shown, on the front conveyor element 3a.
  • the lumpy material 1 can be conveyed by means of the front conveyor element 3a to a front transfer point 4a and applied there to the central conveyor element 3b.
  • the lumpy material 1 can be conveyed by means of the middle conveying element 3b to a central transfer point 4b and applied there to the rear conveying element 3c.
  • the lumpy material 1 is then conveyed to one of a plurality of rear transfer points 4c and fed from there to a respective storage area 5a to 5d.
  • the transport of the lumpy material 1 of the third crossing points 4c can be done for example via slides 5 '.
  • the lumpy material 1 has material properties.
  • a material property is, for example, the type of the respective material 1, that is, whether it is, for example, coke, iron ore, lime, aluminum or another material.
  • Another material property is, for example, the structure of the respective material 1, that is to say, for example, chunks, fine-grained material, chips and the like. Such material properties should be able to be determined automatically.
  • a noise G is detected by means of at least one sound sensor 6.
  • the sound sensor 6 is arranged in a region and - if necessary - aligned such that the noise G is detected, which by the contact of the lumpy material 1 with a contact surface 7 a, 7 b and the movement of the lumpy material 1 relative to the contact surface 7 a, 7b (see FIG. 2 to 4 in detail) is caused.
  • the lumpy material 1 is conveyed by means of the conveying device 2 or the conveying elements 3 a to 3 c in such a way that it makes contact with said contact surface 7 a, 7 b and is moved relative to the contact surface 7 a, 7 b.
  • a baffle surface 7a may be provided as the contact surface 7a, 7b.
  • the lumpy material 1 by means of one of the conveying elements 3a to 3c - shown in Figures 2 and 3 purely by way of example the front conveying element 3a - are promoted such that it impinges on the baffle surface 7a. The impact can be carried out in accordance with the illustration in FIG.
  • Sliding surface 7b is formed, which slides the particulate material 1 along or slides. In each of these cases it is possible to detect the resulting noise G by means of the sound sensor 6.
  • the location where the noise G is detected by the sound sensor 6 may be determined as needed. According to the above explanations, it is possible in particular that the contact surface 7a, 7b is arranged in the region of one of the transfer points 4a to 4c and that the noise G is detected at this point. Furthermore, it is particularly possible that the transport element 3a, 3b arranged upstream in the transport path is arranged in a stationary manner.
  • the upstream conveying element 3a, 3b is that conveying element 3a, 3b, from which the lumpy material 1 is discharged at the transfer point 4a, 4b. In this case, the lumpy material 1 is fed to the upstream conveying element 3a, 3b as shown in FIG. 1 at a predefined supply point.
  • the downstream conveying element 3b, 3c is that conveying element 3b, 3c, from which the lumpy material 1 at the transfer point 4a, 4b is taken.
  • the downstream conveying element 3b, 3c is also arranged stationary. In this case, the lumpy material 1 is discharged from the downstream conveying element 3b, 3c at a predefined delivery point. In the illustration of FIG. 1, this is the case, for example, in the case of the middle conveying element 3b.
  • the downstream conveying element 3b, 3c it is possible for the downstream conveying element 3b, 3c to be movable, so that the lumpy material 1 is fed from the downstream conveying element 3b, 3c, depending on its positioning, to one of a plurality of storage areas 5a, 5d. In the illustration of FIG. 1, this is the case, for example, in the case of the rear conveying element 3c.
  • the rear conveying element 3c can be displaced, for example, in the direction of the double arrow shown, as shown in FIG. Furthermore, the conveying direction of the rear conveyor element 3 c as needed to the left or to be right. As a result, each of the four storage areas 5a to 5d can be operated by means of the conveying element 3c. Alternatively and possibly even in addition to a displaceability, the rear conveying element 3c could also be pivotable.
  • the noise G detected by the sound sensor 6 is fed to an evaluation device 8 according to FIG.
  • the evaluation device 8 automatically determines the sought material property by evaluating the detected noise G.
  • the detected and the evaluation device 8 supplied noise G is amplified as shown in FIG 5 usually first in an amplifier 9, then digitized in an analog-to-digital converter 10 and filtered in a filter 11. Only then is the signal G processed further.
  • the evaluation device 8 can subtract an ambient noise GU from the detected noise G.
  • the ambient noise GU can be detected, for example, according to the representation in FIG. 5 by means of a further sound sensor 12.
  • the sound sensor 12 must of course be arranged for this purpose so that it does not detect the noise G or only to a very small extent.
  • the filtering in the filter 11 may be high-pass filtering, low-pass filtering, band-pass filtering, or other filtering, such as one, as needed
  • the subtraction of the ambient noise GU may be part of the filtering.
  • the subtraction of the ambient noise GU, as shown in FIG. 5, may be an independent processing step.
  • the previously described processing of the noise G are pre-processing, which are upstream of the actual evaluation of the noise G.
  • None of these measures is required.
  • the analog-to-digital conversion is usually present.
  • the other measures are conducive to the evaluation of the noise G.
  • below is always from the evaluation of the noise G spoken. This evaluation is based on the noise as it is fed to a processing device 13 of the evaluation device 8. So even if below is always "only" spoken of the noise G, it may be the filtered noise, from which, if necessary, the ambient noise GU is already subtracted.
  • the top representation and the step S 1 in FIG. 7 are selected from the detected noise G by a time interval T, ie a temporally limited range of the noise G detected as a function of the time t
  • Length of the time interval T can be in the single-digit second range, for example between 1 s and 5 s.
  • the length of the time interval T can also be greater.
  • the length of the time interval T can also be in the two-digit second range, for example between 10 s and 30 s.
  • the range is - see in Figure 6, the lower view - a corresponding frequency spectrum determined.
  • the spectrum S (of course as a function of the frequency f) is determined.
  • a Fourier transformation in particular a fast Fourier transformation (FFT) may be carried out in accordance with step S in FIG. 7 to determine the spectrum S.
  • the spectrum S may in particular be a power spectrum of the detected noise G.
  • a resulting function g is determined by the evaluation device 8 in a step S2.
  • the output functions gi enter the resulting function g with a respective weighting factor ai.
  • the weighting factors ai are determined in a manner known per se such that a norm of the deviation of the resulting function g from the spectrum S as an integral over the frequency f is minimal.
  • the integral extends from a minimum frequency fmin to a maximum frequency fmax.
  • the minimum frequency fmin and the maximum frequency fmax are selected such that the entire relevant spectrum S is covered.
  • the minimum frequency fmin can be at 0 Hz and the maximum frequency fmax can be in the two-digit kilohertz range.
  • the number of determined weighting factors ai (ie the value N + 1) can be determined as needed.
  • the value N has a significant size.
  • the value N may be 20 or more, more preferably 30 or more.
  • the evaluation device 8 is shown in FIG 5 for certain material properties, a respective set of Referenzwich- factors ail, ai2, ai3 given.
  • the respective set of reference weighting factors ail, ai2, ai3 determines according to FIGS. 8 to 10 a respective reference function gR1, gR2, gR3.
  • the number of material properties, associated sets of reference weighting factors ail, ai2, ai3 and associated reference functions gR1, gR2, gR3 can be determined as required.
  • the given according to FIG 5 number of three sets of reference weighting factors ail, ai2, ai3, etc. is purely exemplary.
  • the evaluation device 8 compares the determined resulting function g with the reference functions gR1, gR2, gR3 and determines therefrom (positive case) the material property.
  • the determined material property (or a corresponding information I) outputs the evaluation device 8 in a step S4. If (in the negative case) no agreement could be determined within the framework of the comparison, a message is issued in a step S5 that the material property could not be determined.
  • the output can be made, for example, to an operator 14 or to an automation system 15 for the conveyor 2. A combined output to the operator 14 and to the automation system 15 is possible.
  • the evaluation device 8 compares the determined weighting factors ai first with the reference weighting factors ail of the reference function gRl, then with the reference weighting factors ai2, the reference function gR2 and then with the reference weighting factors ai3 of the reference function gR3 and so on.
  • the evaluation device 8 compares the functions g, gR1, gR2, gR3 as such within the scope of the aforementioned comparison. Which of these two approaches leads to better results is a matter of individual case. For example, as shown in FIG.
  • the error band can be determined uniformly for all reference functions gR1, gR2, gR3 or individually for the respective reference function gR1, gR2, gR3.
  • a number of nodes 16 are preferably defined as shown in FIG 12. The number of nodes 16 is smaller than that Number of output functions gi, which enter into the linear combination. If M denotes the number of nodes 16, then M ⁇ N + 1.
  • number of output functions in this context does not necessarily mean the number of output functions gi whose respective weighting factor ai has a value different from 0. What is meant is the number of weighting factors that are determined at all (even if Their value may be 0 in individual cases.) In the case of the embodiment according to FIG 12, therefore, the norm of the deviation of the resulting function g from the respective reference function gR1, gR2, gR3 is determined only for the support points 16. The number of four shown in FIG Support points 16 is only a pure example.
  • the output functions gi can be polynomial functions
  • gi (f) biO + bil - f + bi2 - f 2 + .Mi ⁇ where bii ⁇ is 0.
  • the output functions gi can be determined recursively in this case, where
  • the definition of the output functions gi as orthogonal polynomials offers, in particular, the advantage that the individual weighting factors ai can be determined one by one and it can be checked in each case whether the deviation of the resulting function g from the spectrum S as an integral over the frequency f is sufficiently small , If this is the case, the further determination of weighting factors ai can be aborted, and the not yet determined weighting factors ai can be set to the value 0. If this is not the case, further weighting factors ai can be determined without having to redetermine the previously determined weighting factors ai.
  • the method for determining the material property is carried out by the evaluation device 8 in a working mode.
  • working mode the respective material property is determined on the basis of the detected noise G.
  • the evaluation device 8 similar to a teach-in, it is possible to teach the evaluation device 8 new material properties in a similar manner. This will be explained in more detail below in conjunction with FIG.
  • the evaluation device 8 checks in a step S11 whether it is in a learning mode. If this is not the case, the evaluation device 8 is in working mode. In this case, the evaluation device 8 proceeds to a step S12. Step S12 corresponds to the procedure of FIG. 7 as a whole.
  • step S13 the evaluation device is given the material property as such. Furthermore, the particulate material 1 is conveyed such that it contacts the contact surface 7a, 7b and is moved relative to the contact surface 7a, 7b. This step is not shown in FIG. 13 because it is not executed by the evaluation device 8. The conveying of the lumpy material 1 takes place in the same manner as in the working mode.
  • step S15 the evaluation device 8 extracts a time interval T from the detected noise G and determines a corresponding frequency spectrum.
  • the step S15 corresponds to the steps Sl and S2 of FIG 7. It is therefore made to the above statements.
  • step S16 the evaluation device 8 stores the weighting factors ai determined as part of the step S15.
  • step S16 the evaluation device 8 checks whether the value of the counter 17 has already reached a final value M. If this is not the case, the evaluation device 8 proceeds to a step S17. In step S17, the increment
  • Evaluation device 8 the counter 17. Then, it returns to step S15.
  • the steps S15 to S17 are thus executed several times by the evaluation device 8 in the learning mode.
  • the evaluation device 8 proceeds to a step S18.
  • step S18 the evaluation device 8 evaluates the weighting factors ai determined as part of the multiple execution of step S15 in their entirety.
  • the evaluation device 8 can determine the respective mean value of the respective weighting factor ai, that is to say, for example, the mean value of the weighting factors a1, which are determined in run 1, in run 2, and so on until run M of the loop of FIG.
  • the reference weighting factor al4 can be used as al4 (eg 6) be determined.
  • the letter m in equation 6 stands for the respective iteration, ie the respective passage of the loop of FIG.
  • Analogous determinations are made for the weighting factors a2, a3 and so on.
  • the reference weighting factors ai4 are thus determined by the evaluation device 8 in the learning mode on the basis of the totality of the weighting factors ai respectively determined for the time intervals T.
  • the newly determined reference weighting factors ai4 are then assigned in a step S19 to the material property predetermined in step S13. As a result, it is possible to recognize the new, fourth material property from this time in the working mode, if corresponding matches.
  • step S20 an allowable error band is determined for the new reference function gR4 defined by the newly determined reference weighting factors ai4. For example, variances can be determined in accordance with customary statistical procedures and, based on this, the permissible error band can be determined.
  • the time interval T is predetermined. It therefore has a fixed, previously known length in the context of the procedures explained so far. Alternatively, it is possible to modify the procedure of step Sl of FIG. 7 as explained below in conjunction with FIG.
  • step S1 is replaced by steps S31 to S36.
  • step S31 an energy value E is set to 0.
  • step S32 the noise G detected by the sound sensor 6 is received for a (short) period of time.
  • step S33 the noise G received in step S32 is added to the previously received noise G, that is, timed thereto.
  • step S34 the energy content ⁇ of the noise SG received in step S32 is determined.
  • step S35 the energy value E is incremented by the energy content ⁇ .
  • the Step S36 checks the evaluation device 8, whether the energy value E has exceeded a limit E0. If this is not the case, the evaluation device 8 returns to step S32. Otherwise, the evaluation device 8 goes to step S2 (see also FIG. 7).
  • a sound energy E of the detected noise G is determined by the evaluation device 8 from the beginning of the time interval T.
  • the time interval T is terminated by the evaluation device 8 when the accumulated sound energy E reaches an energy limit E0.
  • the evaluation device 8 - see the top illustration and the step S41 in FIG 16 - to subdivide the time interval T into a plurality of subintervals ⁇ "- the number of subintervals ⁇ "can be between 20 and 100 in particular.
  • the duration of the subintervals ⁇ " is usually a maximum of 1 second, often up to 100 ms, in particular between 20 ms and 80 ms, for example about 50 ms.
  • FIG. 17 shows, purely by way of example, one of the subintervals ⁇ "of its power spectrum S.
  • the evaluation device 8 determines the respective intervals in the respective intervals for the subintervals ⁇ " Power spectrum S contained energy P. Furthermore, the evaluation device 8 determined in a step S44 for the subintervals ⁇ "each a share of energy P '.
  • the energy component P ' is that part of the energy of the respective power spectrum S, which is between a lower limit frequency fl and upper limit frequency f2.
  • the lower limit frequency fl may for example be between 200 Hz and 1000 Hz, in particular at about 500 Hz.
  • the upper limit frequency f2 may for example be between 500 Hz and 2000 Hz, in particular at about 1000 Hz. It is possible that the two limit frequencies fl, f2 of the evaluation device 8 are fixed. Alternatively, they can be specified to the evaluation device 8, for example by the operator 14.
  • Figure 15 shows in the lower part purely by way of example a possible sequence of the determined proportions q.
  • the evaluation device 8 finally determines the material property The determination takes place, in particular, on the basis of the proportion of subintervals T 'in which the proportion q is above a predetermined threshold value qO
  • the threshold value q0 can be between 0.2 and 0.5, depending on the specification of the two limit frequencies f1, f2 If the total number of subintervals ⁇ "is known in advance, the number of subintervals ⁇ " can be used directly, otherwise the quotient with the total number of subintervals ⁇ "is usually formed beforehand.
  • the evaluation device 8 may have a fuzzy logic 18 for the evaluation of the proportion of subintervals T ', in which the proportion q is above the predetermined threshold value qO, in particular as shown in FIGS.
  • the evaluation device 8 permanently executes one or more of the methods explained above. Alternatively, it is possible that the evaluation device 8 executes (at least) one of these methods only from time to time. For example, it is possible for the evaluation device 8 to be given a triggering signal C by the operator 14 as shown in FIG. In this case, the specification of the trigger signal C may determine the beginning of a time interval T. By way of example, the evaluation device 8 can start a time interval T when the triggering signal C is given immediately or after a certain delay time. It is also possible that the evaluation device 8 from the automation system 15 - similar to a tracking - information I 'on the conveying of the lumpy material 1 are given and that the evaluation device 8 the inventive method in response to this information I 'begins and ends.
  • the evaluation device 8 may specify data D related to the lumpy material 1.
  • the data D may include information about the conveying path of the lumpy material 1, about a conveying speed and / or the type and structure of the lumpy material 1.
  • the evaluation device 8 it is possible for the evaluation device 8 to take into account the data in the context of the evaluation of the detected noise G.
  • the specification of the data D can be done by the operator 14 or the automation system 15.
  • the evaluation device 8 in the event that it is given a conveying speed of the lumpy material, adjust the evaluation as such.
  • the evaluation device 8 detects, for example, no noise G, which is caused by the contact of the particulate material 1 with the contact surface 7a, 7b and its movement relative to the contact surface 7a, 7b, although this is due to the data D of Case would have to be.
  • information I about the determined material property is output.
  • the output can be made as needed to the operator 14 and / or to the automation system 15.
  • the automation system 15 is able to automatically process the determined material property.
  • the automation system 15 (which, of course, knows which material is to be transported from where to where at what time) can check whether the detected material property is correct. If necessary, even existing funding can be slowed, stopped or interrupted.
  • the evaluation device 8 stores the determined material property in the sense of a history. The stored material property thus does not overwrite previously stored material properties, but is stored in addition to these, ideally together with a time stamp.
  • the evaluation device 8 an expected material property is known. For example, corresponding specifications can be made by the operator 14 and / or the automation system 15. In the case of such specifications, the evaluation device 8 can compare the determined material property with the expected material property. In the case of a deviation of the determined material property from the expected material property, the evaluation device 8 according to FIG. 5 gives a
  • Alarm message A off.
  • the output of the alarm message A preferably takes place to the operator 14, but can also be transmitted to the automation system 15 in addition.
  • the alarm message A is a message different from the information I '. It may be, for example, an audible and / or visual alarm.
  • a noise G is detected by means of a plurality of sound sensors 6 at different locations.
  • the detected noises G are fed to the evaluation device 8 according to FIG.
  • it can be determined by the evaluation device 8 on the basis of the detected noise G, at which location by the sound sensor 6 arranged there by the contact of the lumpy material 1 with the (local) contact surface 7a, 7b and its movement relative to the (there ) Contact surface 7a, 7b caused noise G is detected.
  • the evaluation device 8 can then only evaluate this one noise G.
  • the evaluation device 8 Verify that this location matches an expected location. In the case of disagreement, the evaluation device 8, in particular according to the illustration in FIG 5 output an alarm message A '.
  • Sound sensors 6 may be formed as needed. For example, it may be a microphone, a hydrophone or a structure-borne sound sensor. In particular, in the case of a microphone and possibly also in the case of a hydrophone, the sound sensor 6 may in particular have a directional characteristic. This will be explained in more detail below in connection with FIGS. 19 and 20.
  • the sound sensor 6 has a preferred direction 19. If the sound from the preferred direction 19 impinges on the sound sensor 6, the sound sensor 6 according to FIG. 20 has a maximum sensitivity. The greater an angle ⁇ at which the sound impinges on the sound sensor 6, deviates from the preferred direction 19, the lower becomes the sensitivity according to FIG. A relative sensitivity normalized to the maximum sensitivity therefore decreases to values below 1.
  • Directional characteristic now means that the angle ⁇ , at which the relative sensitivity drops below the value of 0.1, is at a maximum of 20 °.
  • the present invention thus relates to the following facts:
  • a lumpy material 1 is conveyed by means of a conveyor 2 such that it contacts a contact surface 7a, 7b of the conveyor 2 and is moved relative to the contact surface 7a, 7b.
  • a sound G caused by the contact of the lumpy material 1 with the contact surface 7a, 7b and its movement relative to the contact surface 7a, 7b is detected.
  • the detected noise G is fed to an evaluation device 8.
  • the evaluation device 8 determines by evaluating the during a Time interval T detected noise G automatically at least one material property of the particulate material.
  • the present invention has many advantages. In particular, a reliable detection of material properties is possible at any time in a simple and cost-effective manner. The operating personnel are relieved of noise and dust. Due to the coupling with the automation system 15, it is also possible to implement mutual automatic adjustments between the evaluation device 8 and the automation system 15.

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Abstract

A lumpy material (1) is conveyed by means of a conveyor device (2) such that it comes into contact with a contact surface (7a, 7b) of the conveyor device (2) and moves in relation to the contact surface (7a, 7b). A noise (G) caused by the contact of the lumpy material (1) with the contact surface (7a, 7b) and the movement thereof in relation to the contact surface (7a, 7b) is detected by means of at least one sound sensor (6). The detected noise (G) is supplied to an evaluation device (8). The evaluation device (8) determines automatically at least one material property of the lumpy material (1) by evaluating the noise (G) detected during a time interval (T).

Description

Beschreibung description
Ermittlung von Materialeigenschaften durch Geräuschauswertung Determination of material properties by sound evaluation
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Materialeigenschaft eines stückigen Materials. The present invention relates to a method for determining at least one material property of a particulate material.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Auswertungseinrichtung zur Bestimmung mindestens einer Materialeigenschaft eines stückigen Materials. The present invention further relates to an evaluation device for determining at least one material property of a lumpy material.
In Produktionsanlagen wie beispielsweise einem Stahlwerk oder einem Hochofen werden oftmals verschiedene Materialien (Rohmaterialien, Zusatzstoffe, ...) für die Produktion benötigt. Diese Materialien werden oftmals in stückiger Form angeliefert. Die Form kann je nach Bedarf verschieden sein. Beispielsweise kann Kalk in Form von kleinen oder größeren Stücken bzw. Brocken angeliefert werden, Aluminium in Form von Spänen, Koks in größeren Brocken usw.. Auch andere Formen sind - je nach Material und Anwendung - möglich und denkbar. In production facilities such as a steelworks or a blast furnace often different materials (raw materials, additives, ...) are needed for production. These materials are often delivered in chunk form. The shape may vary as needed. For example, lime can be supplied in the form of small or larger pieces or chunks, aluminum in the form of chips, coke in larger chunks, etc. Other forms are - depending on the material and application - possible and conceivable.
Die angelieferten Materialien werden in der jeweiligen Produktionsanlage sortenrein zu entsprechenden Vorratsbunkern transportiert. Beispielsweise wird das jeweilige Material von einem Lastkraftwagen in einen Trichter entleert, von dem aus es über Fördereinrichtungen wie beispielsweise Förderbänder und dergleichen zu den Vorratsbunkern transportiert wird. Wird später in einem Produktionsschritt das entsprechende Material benötigt, wird es aus dem Bunker entnommen. The delivered materials are transported sorted according to type to corresponding storage bunkers in the respective production plant. For example, the respective material is emptied by a truck in a hopper, from which it is transported via conveyors such as conveyor belts and the like to the storage bunkers. If the corresponding material is needed later in a production step, it is removed from the bunker.
Bei der Qualität der angelieferten Materialien müssen strenge Richtlinien eingehalten werden. Beispielsweise dürfen Materialien unterhalb einer spezifizierten Korngröße nicht in einen Konverter gelangen, da sie in diesem Fall aufgrund ihrer Feinkörnigkeit und der zu geringen Masse von der Konverter- absaugung abgesaugt würden. Wäre dies der Fall, so würde eine andere als die gewünschte Stahlqualität produziert werden und würden weiterhin die Absaugung und eine nachfolgende Reini- gungseinrichtung wie beispielsweise ein Elektrofilter übermäßig belastet werden. Weiterhin müsste der anfallende Staub wiederum entsorgt werden, was ebenfalls mit Kosten verbunden ist. Im Stand der Technik wird die Anlieferung von Materialien und deren Förderung zu den Vorratsbunkern vom Bedienpersonal der Produktionsanlage direkt oder indirekt über Kameras überwacht. Diese Vorgehensweise ist zum einen personalintensiv und darüber hinaus aufgrund der oftmals hohen Transportgeschwindigkeit des jeweiligen Materials nicht genau genug. The quality of the delivered materials must comply with strict guidelines. For example, materials below a specified grain size must not enter a converter, since in this case they would be sucked off the converter exhaust due to their fine grain size and insufficient mass. If this were the case, then a steel quality other than the desired one would be produced and would continue to produce the suction and subsequent cleaning. supply device such as an electrostatic filter are excessively loaded. Furthermore, the accumulated dust would have to be disposed of again, which is also associated with costs. In the prior art, the delivery of materials and their promotion to the storage bunkers by the operating personnel of the production plant is monitored directly or indirectly via cameras. This approach is on the one hand staff-intensive and beyond due to the often high transport speed of the material is not accurate enough.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Stichproben des Materials zu entnehmen und die Stichproben zu analysieren. Bei dieser Vorgehensweise werden nur Stichproben geprüft. Weiterhin ist die Analyse oftmals mit erheblichen Verzögerungen verbunden. Wenn beispielsweise im Rahmen der Analyse festgestellt wird, dass es sich um das falsche Material oder um ein Material handelt, das der Spezifikation nicht genügt, ist dieses Material schon lange in dem entsprechenden Vorratsbunker eingelagert worden. Der Fehler kann daher nicht mehr oder nur noch mit erheblichem Aufwand korrigiert werden. Another option is to take samples of the material and analyze the samples. This procedure only checks samples. Furthermore, the analysis is often associated with significant delays. If, for example, the analysis determines that it is the wrong material or a material that does not meet the specifications, this material has been stored in the corresponding storage bunker for a long time. Therefore, the error can not be corrected or only with considerable effort.
Eine weitere Möglichkeit ist die akustische Auswertung. In diesem Fall kann das Bedienpersonal, sofern es über die nötige Erfahrung verfügt, falsches Material beim Transport zum Vorratsbunker am während des Transports auftretenden Klang erkennen. Beispielsweise unterscheiden sich Kalkgestein in körniger Form und Aluminiumspäne deutlich in Lautstärke und Frequenzbereich des beim Transport hervorgerufenen Geräuschs. Dies gilt insbesondere an Übergabestellen, an denen das Material von einem Förderelement an ein anderes Förderelement Another possibility is the acoustic evaluation. In this case, if the operator has the necessary experience, he or she will be able to identify the wrong material during transport to the storage bunker during the transport. For example, limestone in granular form and aluminum shavings differ significantly in volume and frequency range of the noise generated during transport. This is especially true at transfer points where the material from one conveyor element to another conveyor element
übergeben wird. Beispielsweise verursacht der Aufprall des Materials auf ein Förderelement oder auf ein Umlenkblech je nach Material ein anderes Geräusch. is handed over. For example, the impact of the material on a conveyor element or on a baffle causes a different sound depending on the material.
Wenn im Falle der akustischen Auswertung durch das Bedienpersonal eine falsche Materialbefüllung erkannt wird, so wird die weitere Befüllung des Vorratsbunkers abgebrochen. Es kann jedoch gewisse Zeit dauern, bis das falsche Material erkannt wird und darauf reagiert werden kann . If, in the case of the acoustic evaluation by the operating staff, an incorrect material filling is detected, the further filling of the storage bunker is aborted. It may, however, be certain Take time for the wrong material to be detected and responded to.
Obwohl die akustische Erkennung vom Ansatz her großes Potenzial bietet, wird sie in der Praxis kaum eingesetzt. Zum einen steht entsprechend erfahrenes Bedienpersonal nur in den seltensten Fällen zur Verfügung. Weiterhin muss sich zur Realisierung dieser Vorgehensweise stets eine Bedienperson in die Nähe der jeweiligen Transportstrecke begeben. An diesem Ort herrschen sowohl eine starke Staubbelastung als auch eine starke Lärmbelastung. Although acoustic detection offers great potential by design, it is rarely used in practice. On the one hand, appropriately experienced operating personnel are available only in the rarest of cases. Furthermore, to implement this procedure, an operator must always move to the vicinity of the respective transport route. In this place prevail both a strong dust load and a strong noise pollution.
Ein weiterer Nachteil ist der Gewöhnungsfaktor des menschlichen Gehörs. Wenn das geförderte Material sich langsam und kontinuierlich verändert, so werden die Unterschiede vom menschlichen Ohr kaum wahrgenommen. Der allmähliche Übergang von einemAnother disadvantage is the habituation factor of human hearing. As the mined material changes slowly and continuously, the differences are barely discerned by the human ear. The gradual transition from one
Material guter Qualität zu einem Material schlechter Qualität - im Gegensatz zu einem abrupten Übergang - wird daher oftmals fälschlicherweise nicht erkannt. Eine weitere mögliche Fehlerquelle ist die Subjektivität der Einschätzung des Materials durch das Bedienpersonal. Good quality material to a poor quality material, unlike an abrupt transition, is therefore often misrecognized. Another possible source of error is the subjectivity of the operator's assessment of the material.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer bei Produktionsanlagen auf einfache Weise eine Erkennung und Ermittlung mindestens einer Materialeigenschaft eines Materials möglich ist. The object of the present invention is to provide possibilities by means of which in production facilities in a simple way, detection and determination of at least one material property of a material is possible.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 24. The object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the method are the subject of the dependent claims 2 to 24.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Materialeigenschaft eines stückigen Materials geschaffen, - wobei das stückige Material mittels einer Fördereinrichtung derart gefördert wird, dass es eine Kontaktfläche der Fördereinrichtung kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche bewegt wird, - wobei mittels mindestens eines Schallsensors ein durch den Kontakt des stückigen Materials mit der Kontaktfläche und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche hervorgerufenes Geräusch erfasst wird, According to the invention, a method is provided for determining at least one material property of a lumpy material, wherein the lumpy material is conveyed by means of a conveying device such that it makes contact with a contact surface of the conveying device and is moved relative to the contact surface, wherein by means of at least one sound sensor is detected by the contact of the lumpy material with the contact surface and its movement relative to the contact surface noise generated,
- wobei das erfasste Geräusch einer Auswertungseinrichtung zugeführt wird,  - wherein the detected noise is supplied to an evaluation device,
- wobei die Auswertungseinrichtung durch Auswerten des während eines Zeitintervalls erfassten Geräuschs automatisch die Materialeigenschaft ermittelt.  - wherein the evaluation device automatically determines the material property by evaluating the detected during a time interval noise.
Der Schallsensor kann nach Bedarf ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Schallsensor um ein Mikrofon, ein Hydrophon oder einen Sensor zur Detektion von Körperschall handeln. Die Materialeigenschaft kann alternativ die Art des Materials (also um welches Material es sich handelt) und die Struktur des Materials (also in welcher Form das jeweilige Material vorliegt) sein. Die Kontaktfläche kann eine Fläche sein, die bei der Fördereinrichtung sowieso vorhanden ist. Alternativ kann die Kontaktfläche extra zur Geräuscherzeugung in die Fördereinrichtung integriert worden sein. Im letztgenannten Fall muss - selbstverständlich - sichergestellt sein, dass sie den Transport des stückigen Materials nicht behindert. Auch das Material kann nach Bedarf bestimmt sein. Dies gilt sowohl für die Art des Materials als auch dessen Struktur. Insbesondere kann das Material beispielsweise in Form von größeren oder kleineren Brocken, in Form von größeren oder kleineren Körnern (also kies- oder sandartig) , in Form von Spänen oder eventuell sogar in Form eines Pulvers vorliegen. The sound sensor may be formed as needed. For example, the sound sensor may be a microphone, a hydrophone or a sensor for detecting structure-borne noise. The material property may alternatively be the type of material (that is, what material it is) and the structure of the material (that is, in what form the particular material is present). The contact surface may be an area that is present anyway on the conveyor. Alternatively, the contact surface may have been integrated into the conveyor device specifically for generating noise. In the latter case, it must of course be ensured that it does not hinder the transport of the lumpy material. The material can also be determined as needed. This applies both to the type of material and its structure. In particular, the material can be present, for example, in the form of larger or smaller chunks, in the form of larger or smaller grains (ie gravel or sand-like), in the form of chips or possibly even in the form of a powder.
In vielen Fällen wird das stückige Material an einer Übergabestelle von einem ersten Förderelement der Fördereinrichtung an ein zweites Förderelement der Fördereinrichtung übergeben. In diesem Fall kann die Kontaktfläche insbesondere im Bereich der Übergabestelle angeordnet sein. Beispielsweise kann es sich um ein Führungsblech oder einen Trichter handeln. Auch kann es sich um ein speziell zur Geräuscherzeugung im Bereich der Übergabestelle angeordnetes Prallblech handeln. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen möglich. In vielen Fällen ist das erste Förderelement ortsfest angeordnet, so dass das stückige Material dem ersten Förderelement an einer vordefinierten Zuführstelle zugeführt wird und die Übergabestelle, an der das stückige Material an das zweite Förderelement übergeben wird, ebenfalls ortsfest ist. Dadurch ist es möglich, mittels eines einzigen Schallsensors, der im Bereich der Übergabestelle angeordnet ist, alle Materialien zu erfassen und zu überprüfen. Dies gilt sowohl dann, wenn auch das zweite Förderelement ortsfest angeordnet ist, so dass das stückige Material von dem zweiten Förderelement an einer vordefinierten Abgabestelle abgegeben wird, als auch in dem Fall, dass das zweite Förderelement beweglich ist, so dass das stückige Material von dem zweiten Förderelement je nach dessen Positionierung einem von mehreren Vorratsbereichen zugeführt wird. In many cases, the lumpy material is transferred at a transfer point from a first conveying element of the conveyor to a second conveying element of the conveyor. In this case, the contact surface can be arranged in particular in the region of the transfer point. For example, it may be a guide plate or a funnel. It can also be a baffle plate arranged especially for generating noise in the region of the transfer point. But there are also other configurations possible. In many cases, the first conveying element is arranged stationary, so that the lumpy material is supplied to the first conveying element at a predefined feeding point and the transfer point, at which the lumpy material is transferred to the second conveying element, is also stationary. This makes it possible to detect and check all materials by means of a single sound sensor, which is located in the region of the transfer point. This applies both when the second conveying element is arranged stationary, so that the lumpy material is discharged from the second conveying element at a predefined discharge point, as well as in the case that the second conveying element is movable, so that the lumpy material of the second conveying element is supplied depending on the positioning of one of several storage areas.
Die Bewegung des Materials relativ zur Kontaktfläche kann - nach Material und übrigen Umständen - ein orthogonales oder schräges Aufprallen auf die Kontaktfläche oder ein Ent langgleiten entlang der Kontaktfläche sein. The movement of the material relative to the contact surface may be - according to material and other circumstances - an orthogonal or oblique impact on the contact surface or a Ent long sliding along the contact surface.
Vorzugsweise weist der Schallsensor eine Richtcharakteristik auf. Dadurch kann erreicht werden, dass der Schallsensor im wesentlichen nur Geräusche erfasst, die aus demjenigen Bereich stammen, an dem sich das stückige Material auf der Kontaktfläche bewegt . Preferably, the sound sensor has a directional characteristic. As a result, it can be achieved that the sound sensor essentially only detects noises which originate from the region where the lumpy material moves on the contact surface.
Vorzugsweise wird das während des Zeitintervalls erfasste Geräusch im Rahmen der Auswertung von der Auswertungseinrichtung zunächst gefiltert und sodann weiter verarbeitet. Die Filterung kann beispielsweise eine Filterung mit einem Hochpass, einem Tiefpass oder einem Bandpass sein. Alternativ Preferably, the noise detected during the time interval is first filtered by the evaluation device during the evaluation and then processed further. The filtering may be for example a filtering with a high pass, a low pass or a bandpass. alternative
oder zusätzlich kann eine Amplitudenbegrenzung des erfassten Geräuschs erfolgen. or in addition, an amplitude limitation of the detected noise can take place.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wird von der Auswertungseinrichtung von dem während des Zeitintervalls erfassten Geräusch ein Umgebungsgeräusch subtrahiert. Dadur kann die Auswertungsgenauigkeit erhöht werden. Es ist möglich, dass das Umgebungsgeräusch in Echtzeit mittels eines weiteren Schallsensors erfasst wird. Alternativ kann es sich um ein gespeichertes Umgebungsgeräusch handeln, das zuvor mittels des Schallsensors oder des weiteren Schallsensors erfasst wurde. Falls das Umgebungsgeräusch zuvor mittels des Schallsensors erfasst wird, mittels dessen auch das auszuwertende Geräusch erfasst wird, wird das Umgebungsgeräusch während eines Zeitraums erfasst, während dessen kein stückiges Material im Erfassungsbereich des Schallsensors bewegt wird. In a particularly preferred embodiment, the evaluation device subtracts an ambient noise from the noise detected during the time interval. Dadur the evaluation accuracy can be increased. It is possible that the ambient noise is detected in real time by means of another sound sensor. Alternatively, it may be a stored ambient noise, which was previously detected by means of the sound sensor or the further sound sensor. If the ambient noise is previously detected by means of the sound sensor, by means of which also the noise to be evaluated is detected, the ambient noise is detected during a period during which no lumpy material is moved in the detection range of the sound sensor.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass von der Auswertungseinrichtung zum Ermitteln der Materialeigenschaft In a preferred embodiment of the present invention, it is provided that of the evaluation device for determining the material property
- eine resultierende Funktion als Linearkombination vorgegebener Ausgangsfunktionen ermittelt wird, wobei die Ausgangsfunktionen mit einem jeweiligen Wichtungsfaktor gewichtet in die resultierende Funktion eingehen,  a resulting function is determined as a linear combination of predefined output functions, wherein the output functions weighted with a respective weighting factor enter into the resulting function,
- die Wichtungsfaktoren derart ermittelt werden, dass eine Norm der Abweichung der resultierenden Funktion von einem Spektrum des während des Zeitintervalls erfassten Geräuschs als Integral über die Frequenz minimal ist,  the weighting factors are determined in such a way that a norm of the deviation of the resulting function from a spectrum of the sound detected during the time interval as an integral over the frequency is minimal,
- für die jeweilige Materialeigenschaft ein jeweiliger Satz von Referenzwichtungsfaktoren gegeben ist, durch die eine jeweilige Referenzfunktion bestimmt ist, und  for the respective material property, a respective set of reference weighting factors is given, by which a respective reference function is determined, and
- die Materialeigenschaft anhand eines Vergleichs der resultierenden Funktion mit den Referenzfunktionen oder anhand eines Vergleichs der ermittelten Wichtungsfaktoren mit den Referenzwichtungsfaktoren der jeweiligen Referenzfunktion bestimmt wird.  - The material property is determined based on a comparison of the resulting function with the reference functions or on the basis of a comparison of the determined weighting factors with the reference weighting factors of the respective reference function.
Diese Vorgehensweise kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Materialeigenschaft eine Materialart ist, also charakterisiert, um welches Material es sich handelt (beispielsweise Koks, Roheisen, Schrott, Kalk, Aluminium usw.) . This procedure may be useful, in particular, if the material property is a type of material, that is to say characterized by which material it is (for example, coke, pig iron, scrap, lime, aluminum, etc.).
Das Spektrum kann beispielsweise ein Leistungsspektrum des Geräuschs sein. Mit dem Begriff „Norm" ist eine Norm im ma- thematischen Sinn gemeint, also ein Wert, der vom Betrag der Differenz der Abweichung der resultierenden Funktion von dem genannten Spektrum abhängig ist. Allgemein wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung also der Wert
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minimiert, wobei g die resultierende Funktion, S das Spektrum und f die Frequenz sind.
The spectrum may be, for example, a power spectrum of the noise. The term "norm" is a standard in the meaningful meaning, ie a value which is dependent on the amount of the difference of the deviation of the resulting function of said spectrum. Generally in the context of the present invention, therefore, the value
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where g is the resulting function, S is the spectrum and f is the frequency.
Bei der Norm kann es sich beispielsweise um die allgemein bekannte euklidische Norm handeln. For example, the standard may be the well-known Euclidean norm.
Es ist, wie bereits erwähnt, möglich, die Materialeigenschaft anhand eines Vergleichs der ermittelten Wichtungsfaktoren mit den Referenzwichtungsfaktoren der jeweiligen Referenzfunktion zu bestimmen. Wenn jedoch alternativ die Materialeigenschaft anhand eines Vergleichs der resultierenden Funktion mit den Referenzfunktionen bestimmt wird, ist es insbesondere möglich, dass von der Auswertungseinrichtung zum Ermitteln der Materialeigenschaft an einer Anzahl von Stützstellen die Norm der Abweichung der resultierenden Funktion von der jeweiligen Referenzfunktion ermittelt wird und dass die Anzahl an As already mentioned, it is possible to determine the material property on the basis of a comparison of the determined weighting factors with the reference weighting factors of the respective reference function. However, if, alternatively, the material property is determined on the basis of a comparison of the resulting function with the reference functions, it is possible in particular for the standard of the deviation of the resulting function from the respective reference function to be determined by the evaluation device for determining the material property at a number of nodes the number of
Stützstellen kleiner als die Anzahl an Ausgangsfunktionen ist, die in die Linearkombination eingehen. Diese Vorgehensweise führt oftmals zu guten Ergebnissen bei sehr geringem Rechenaufwand . Support points is less than the number of output functions that enter into the linear combination. This procedure often leads to good results with very little computational effort.
Die Ausgangsfunktionen können nach Bedarf bestimmt sein. The output functions can be determined as needed.
Beispielsweise kann es sich um Polynomfunktionen handeln. For example, these may be polynomial functions.
Weiterhin ist es möglich, dass die Ausgangsfunktionen orthogonale Funktionen sind. Insbesondere bietet die Verwendung orthogonaler Funktionen als Ausgangsfunktionen den Vorteil, dass es möglich ist, die Wichtungsfaktoren für die einzelnen Ausgangsfunktionen unabhängig voneinander zu ermitteln. Insbesondere die Kombination dieser beiden Funktionsarten, also die Verwendung orthogonaler Polynome, bietet den Vorteil, zunächst nur die Wichtungsfaktoren für Polynome relativ niedrigen Grades zu ermitteln und sodann je nach Bedarf nach und nach die Wichtungsfaktoren für Polynome höheren Grades zu ermitteln, ohne die bereits ermittelten Wichtungsfaktoren neu ermitteln zu müssen. Dadurch kann das Spektrum durch die resultierende Funktion mit geringem Rechenaufwand nach und nach immer besser angenähert werden, bis die resultierende Funktion das Spektrum hinreichend gut annähert. Furthermore, it is possible that the output functions are orthogonal functions. In particular, the use of orthogonal functions as output functions offers the advantage that it is possible to independently determine the weighting factors for the individual output functions. In particular, the combination of these two types of functions, ie the use of orthogonal polynomials, offers the advantage of initially determining only the weighting factors for polynomials of relatively low degree and then gradually determining the weighting factors for higher order polynomials as needed, without the already determined weighting factors to determine again. As a result, the spectrum can be gradually brought closer to the spectrum by the resulting function with little computation effort until the resulting function approximates the spectrum sufficiently well.
Orthogonale Funktionen sind Fachleuten allgemein bekannt. Rein beispielhaft seien die allgemein bekannten Tscheby- scheff-Polynome und die ebenfalls allgemein Legendre-Polynome genannt. Soweit erforderlich, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Frequenzbereich, innerhalb dessen das Integral gebildet wird, auf den Bereich von -1 bis +1 abgebildet werden, insbesondere linear abgebildet werden. Orthogonal functions are well known to those skilled in the art. By way of example, the well-known Chebyshev polynomials and the also generally known Legendre polynomials may be mentioned. If necessary, in the context of the present invention, a frequency range within which the integral is formed can be mapped to the range of -1 to +1, in particular linearly mapped.
Soweit bisher erläutert, wird das Verfahren von der Auswertungseinrichtung in einem Arbeitsmodus ausgeführt. Es ist möglich, dass dies der einzige von der Auswertungseinrichtung angenommene Betriebsmodus ist. Alternativ ist es möglich, dass die Auswertungseinrichtung zusätzlich in einem Lernmodus arbeiten kann. Auch im Lernmodus wird das stückige Material derart gefördert, dass es die Kontaktfläche kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche bewegt wird. Im Unterschied zum Arbeitsmodus wird im Lernmodus jedoch die Materialeigenschaft der Auswertungseinrichtung vorgegeben. Weiterhin wird bzw. werden von der Auswertungseinrichtung im Lernmodus mehrfach As far explained so far, the method is executed by the evaluation device in a working mode. It is possible that this is the only mode of operation assumed by the evaluation device. Alternatively, it is possible for the evaluation device to additionally operate in a learning mode. Also in the learning mode, the particulate material is conveyed such that it contacts the contact surface and is moved relative to the contact surface. In contrast to the working mode, however, the material property of the evaluation device is specified in the learning mode. Furthermore, the evaluation device repeatedly uses the learning mode in the learning mode
- mittels des mindestens einen Schallsensors während eines jeweiligen Zeitintervalls das durch den Kontakt des stückigen Materials mit der Kontaktfläche und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche hervorgerufene Geräusch erfasst,  detected by the at least one sound sensor during a respective time interval caused by the contact of the lumpy material with the contact surface and its movement relative to the contact surface noise,
- für das jeweilige Zeitintervall eine jeweilige resultierende Funktion als Linearkombination der vorgegebenen Ausgangsfunktionen ermittelt, wobei die Ausgangsfunktionen mit einem jeweiligen Wichtungsfaktor gewichtet in die resultierende Funktion eingehen, und a respective resulting function is determined as a linear combination of the given output functions for the respective time interval, the output functions being determined by a respective weighting factor weighted enter into the resulting function, and
- für das jeweilige Zeitintervall die Wichtungsfaktoren derart ermittelt, dass eine Norm der Abweichung der jeweiligen resultierenden Funktion von einem Spektrum des während des jeweiligen Zeitintervalls erfassten Geräuschs minimal ist. - Determined for the respective time interval, the weighting factors such that a norm of the deviation of the respective resulting function of a spectrum of the detected during the respective time interval noise is minimal.
Sodann werden von der Auswertungseinrichtung im Lernmodus anhand der Gesamtheit der für die Zeitintervalle jeweils ermittelten Wichtungsfaktoren die Referenzwichtungsfaktoren ermittelt und der vorgegebenen Materialeigenschaft zugeordnet. Im Lernmodus ist die Auswertungseinrichtung also in der Lage, analog zur späteren Erkennung einer Materialeigenschaft ähnlich einem Teach-in das charakteristische Geräusch einer neuen Materialeigenschaft zu lernen. The reference weighting factors are then determined by the evaluation device in the learning mode on the basis of the totality of the weighting factors respectively determined for the time intervals and assigned to the predetermined material property. In the learning mode, the evaluation device is thus able to learn the characteristic noise of a new material property analogously to the later recognition of a material property similar to a teach-in.
Im Lernmodus kann zugleich auch ein zulässiger Toleranzbereich ermittelt werden, innerhalb dessen später im Arbeitsmodus trotz Abweichungen der Wichtungsfaktoren von den Referenzwichtungsfaktoren bzw. der resultierenden Funktion von der korrespondierenden Referenzfunktion ein Material erkannt wird. Der Toleranzbereich kann beispielsweise anhand von im Lernmodus ermittelten Varianzen ermittelt werden. Die Varianzen können beispielsweise auf jeweils einen der Referenzwichtungsfaktoren oder auf eine Stützstelle bezogen sein. In the learning mode, at the same time, a permissible tolerance range can also be determined within which a material is recognized later in the working mode despite deviations of the weighting factors from the reference weighting factors or the resulting function from the corresponding reference function. The tolerance range can be determined, for example, based on variances determined in the learning mode. For example, the variances may be related to one of the reference weighting factors or to a support point.
Das Zeitintervall, während dessen das Geräusch erfasst wird, kann insbesondere im ein- oder zweistelligen Sekundenbereich liegen. In Versuchen haben sich Zeiträume von ca. 1 Sekunde bis ca. 30 Sekunden als vorteilhaft erwiesen. The time interval during which the noise is detected may be in particular in the one or two-digit seconds range. In tests, periods of about 1 second to about 30 seconds have proven to be advantageous.
Es ist möglich, dass das Zeitintervall vorbestimmt ist. Alternativ ist es möglich, dass von der Auswertungseinrichtung ab dem Beginn des Zeitintervalls eine Schallenergie des erfassten Geräuschs ermittelt wird und das Zeitintervall von der Auswertungseinrichtung terminiert wird, wenn die akkumulierte Schallenergie einen Energiegrenzwert erreicht. Die letztge- nannte Vorgehensweise führt insbesondere zu einer erhöhten Zuverlässigkeit bei der Erkennung einer Materialeigenschaft. It is possible that the time interval is predetermined. Alternatively, it is possible that a sound energy of the detected noise is determined by the evaluation device from the beginning of the time interval and the time interval is terminated by the evaluation device when the accumulated sound energy reaches an energy limit. The last This approach leads in particular to an increased reliability in the recognition of a material property.
Im Rahmen einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Auswertungseinrichtung As part of an alternative preferred embodiment, it is provided that the evaluation device
- das Zeitintervall in eine Mehrzahl von Teilintervallen unterteilt,  subdividing the time interval into a plurality of subintervals,
- für die Teilintervalle jeweils einen Anteil ermittelt, zu dem die Leistung eines Leistungsspektrums des während des jeweiligen Teilintervalls erfassten Geräuschs zwischen einer unteren Grenzfrequenz und einer oberhalb der unteren  - For the sub-intervals each determined a proportion to which the power of a power spectrum of the detected during each sub-interval noise between a lower limit frequency and one above the lower
Grenz frequenz liegenden oberen Grenzfrequenz liegt, und Limit frequency lying upper limit frequency is, and
- die Materialeigenschaft anhand des Anteils an Teilintervallen ermittelt, bei denen der Anteil der Leistung oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt. - the material property is determined on the basis of the proportion of subintervals in which the share of the power is above a predetermined threshold value.
Diese Vorgehensweise kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Materialeigenschaft eine Struktur ist, also charakterisiert, ob das jeweilige Material grobkörnig, feinkörnig, als Pulver, in Spänen und dergleichen vorliegt. Die Erkennung einer Materialstruktur setzt üblicherweise voraus, dass die Materialart bereits bekannt ist. Beispielsweise können die obere und/oder die untere Grenzfrequenz und/oder der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Materialart bestimmt sein. In manchen Fällen ist die Erkennung einer Materialstruktur jedoch auch möglich, wenn die Materialart nicht bekannt ist. This procedure can be useful, in particular, if the material property is a structure, that is, it characterizes whether the respective material is coarse-grained, fine-grained, powdered, in chips and the like. The recognition of a material structure usually requires that the material type is already known. For example, the upper and / or lower limit frequency and / or the threshold value may be determined depending on the type of material. In some cases, the recognition of a material structure is also possible if the material type is not known.
Insbesondere kann anhand des Anteils an Teilintervallen, bei denen der Anteil der Leistung oberhalb des Schwellenwertes liegt, beispielsweise ein bestimmter Grad an Körnigkeit ermittelt werden. Daraus kann beispielsweise abgeleitet werden, dass es sich um einen „gutes" Material handelt, wenn die Anzahl oberhalb des Schwellenwertes liegt, oder dass es sich um ein „schlechtes" Material handelt, wenn die Anzahl unterhalb des Schwellenwertes liegt. Es ist auch ein Vergleich mit mehreren Schwellenwerten möglich. Beispielsweise kann ein Material als gut beurteilt werden, wenn die Anzahl oberhalb eines ersten Schwellenwertes liegt, und als schlecht, wenn die Anzahl unterhalb eines zweiten Schwellenwertes liegt. Wenn di Anzahl zwischen den beiden Schwellenwerten liegt, kann ei Warnmeldung an das Bedien personal ausgegeben werden, da eine genauere Prüfung er- forderlich ist. In particular, on the basis of the proportion of subintervals in which the proportion of the power is above the threshold value, for example, a certain degree of granularity can be determined. It can be deduced, for example, that it is a "good" material if the number is above the threshold, or it is a "bad" material if the number is below the threshold. It is also possible to compare with multiple thresholds. For example, a material may be judged to be good if the number is above a first threshold and poor if the number is below a second threshold Threshold is. If the number is between the two thresholds, a warning message can be issued to the operator as a more accurate check is required.
In Versuchen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die untere Grenzfrequenz zwischen 200 Hz und 1000 Hz liegt, beispielsweise bei ca. 500 Hz. Ebenso hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die obere Grenzfrequenz zwischen 500 Hz und 2000 Hz liegt, beispielsweise bei ca . 1000 Hz . Unabhängig von der konkreten Wahl der beiden Grenzfrequenzen gilt jedoch stets die übergeordnete Bedingung, dass die untere Grenzfrequenz kleiner als die obere Grenzfrequenz ist. In experiments, it has proved to be advantageous that the lower cutoff frequency is between 200 Hz and 1000 Hz, for example at about 500 Hz. It has also proven to be advantageous that the upper cutoff frequency is between 500 Hz and 2000 Hz, for example at approx. 1000 Hz. Irrespective of the specific choice of the two cutoff frequencies, however, the higher-order condition always applies that the lower cutoff frequency is smaller than the upper cutoff frequency.
In Versuchen hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Teilintervalle eine Zeitdauer aufweisen, die maximal bei 1 Sekunde liegt. In vielen Fällen ist es sogar von Vorteil, wenn die Zeitdauer der Teilintervalle bei maximal 100 ms liegt, insbesondere zwischen 20 ms und 80 ms, beispielsweise bei ca. 50 ms. Das Zeitintervall sollte vorzugsweise mit 20 bis 100 Teilintervallen korrespondieren. In experiments, it has also proven to be advantageous if the subintervals have a maximum duration of 1 second. In many cases, it is even advantageous if the duration of the subintervals is at most 100 ms, in particular between 20 ms and 80 ms, for example at about 50 ms. The time interval should preferably correspond to 20 to 100 subintervals.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Auswertungseinrichtung die Materialeigenschaft anhand des Anteils an Teilintervallen, bei denen der Anteil der Leistung oberhalb des vorbestimmten Schwellenwertes liegt, mittels einer Fuzzylogik ermittelt. In a further preferred embodiment, it is provided that the evaluation device determines the material property by means of fuzzy logic on the basis of the proportion of subintervals in which the proportion of the power lies above the predetermined threshold value.
Vorzugsweise ist es zumindest optional möglich, dass der Auswertungseinrichtung von einer Bedienperson ein Auslösesignal vorgegeben wird und dass das Vorgeben des Auslösesignals den Beginn eines Zeitintervalls bestimmt. Dadurch ist es für das Bedienpersonal möglich, gezielt eine Überprüfung der Materialeigenschaft anzufordern, wenn es erforderlich ist. Beispielsweise kann eine Bedienperson aufgrund eines „irgendwie" veränderten Klanges stutzig geworden sein und möchte nun überprüfen lassen, ob geförderte Material noch ordnungsgemäß ist . Es ist möglich, dass die Auswertungseinrichtung autark arbeitet, also ohne weitergehende Vorgabe von Daten. Vorzugsweise werden der Auswertungseinrichtung jedoch auf das stückige Material bezogene Daten vorgegeben. In diesem Fall ist es möglich, dass die Auswertungseinrichtung die Daten im Rahmen der Auswertung des erfassten Geräuschs berücksichtigt. Preferably, it is at least optionally possible for the evaluation device to specify a trigger signal by an operator and for the predetermining of the trigger signal to determine the start of a time interval. This makes it possible for the operator to specifically request a review of the material property, if necessary. For example, an operator may have become suspicious due to a "somehow" altered sound and would now like to have checked whether subsidized material is still proper. It is possible that the evaluation device works independently, that is without further specification of data. Preferably, however, the evaluation device is given data relating to the particulate material. In this case, it is possible that the evaluation device takes into account the data in the context of the evaluation of the detected noise.
Beispielsweise können eine Bedienperson oder das Automatisierungssystem der Auswertungseinrichtung eine Information über die Fördergeschwindigkeit vorgegeben, mit der das stückige Material transportiert wird. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, dass die Auswertungseinrichtung basierend auf der Fördergeschwindigkeit die Auswertung als solche anpasst. For example, an operator or the automation system of the evaluation device can specify information about the conveying speed with which the lumpy material is transported. In this case, it is possible, for example, for the evaluation device to adapt the evaluation as such based on the conveying speed.
Beispielsweise können für die Bestimmung der Materialart die Referenzwichtungsfaktoren angepasst werden. Auch ist es möglich, für die Bestimmung der Materialstruktur die untere und/oder die obere Grenzfrequenz anzupassen oder den Schwellenwert zu variieren. Auch ist es möglich, dass der Auswertungseinrichtung Informationen über den Beginn und das Ende des Transports des stückigen Materials vorgegeben werden. In diesem Fall kann die Auswertungseinrichtung beispielsweise den Betrieb in Abhängigkeit von diesen Informationen beginnen und beenden. Auch ist eine Plausibilitätsprüfung möglich, wenn die Auswertungseinrichtung keinerlei Geräusch erfasst, das durch den Kontakt des stückigen Materials mit der Kontaktfläche und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche hervorgerufen wird. Weiterhin ist es möglich, dass der Auswertungseinrichtung vorgegeben wird, welches Material gefördert wird. In diesem Fall kann die Auswertungseinrichtung eine Plausibilitätsprüfung durchführen, ob die Materialeigenschaft des erkannten Materials mit einer erwarteten Materialeigenschaft korrespondiert. Auch ist es möglich, dass die Auswertungseinrichtung die Reihenfolge, in der gewisse Prüfungen vorgenommen werden - beispielsweise die Vergleiche der resultierenden Funktion mit den Referenz funk- tionen - auf Basis der Daten anpasst. Vorzugsweise gibt die Auswertungseinrichtung eine die ermittelte Materialeigenschaft repräsentierende Information aus und/oder speichert diese Information im Sinne einer Historie ab. Insbesondere im Falle der Speicherung als Historie ist die erkannte Materialeigenschaft auch nachträglich noch abrufbar, beispielsweise als Garantiebeleg, als Nachweis für ein ordnungsgemäßes oder fehlerhaftes Material oder für eine spätere Suche von Fehlern. For example, the reference weighting factors can be adjusted to determine the type of material. It is also possible, for the determination of the material structure, to adapt the lower and / or the upper limit frequency or to vary the threshold value. It is also possible that the evaluation device information about the beginning and end of the transport of the lumpy material are specified. In this case, the evaluation device may, for example, start and stop the operation in dependence on this information. Also, a plausibility check is possible if the evaluation device detects any noise caused by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface. Furthermore, it is possible for the evaluation device to specify which material is conveyed. In this case, the evaluation device can perform a plausibility check as to whether the material property of the recognized material corresponds to an expected material property. It is also possible that the evaluation device adapts the order in which certain tests are carried out - for example the comparisons of the resulting function with the reference functions - on the basis of the data. Preferably, the evaluation device outputs an information representing the determined material property and / or stores this information in the sense of a history. In particular, in the case of storage as a history of the recognized material property is also retrievable later, for example, as a guarantee voucher, as proof of a proper or faulty material or for a subsequent search of errors.
Vorzugsweise vergleicht die Auswertungseinrichtung die ermittelte Materialeigenschaft mit einer erwarteten Materialeigenschaft. Im Falle einer Abweichung der ermittelten Materialeigenschaft von der erwarteten Materialeigenschaft gibt die Auswertungseinrichtung eine Alarmmeldung aus. Die Alarmmeldung ist, falls sie zusätzlich zu der Meldung über die erkannte Materialeigenschaft ausgegeben wird, eine andere Meldung als die Standard-Meldung über die erkannte Materialeigenschaft als solche. Die erwartete Materialeigenschaft kann der Auswertungseinrichtung beispielsweise , wie bereits erwähnt, durch eine Vorgabe von der Automatisierungseinrichtung bekannt sein. Alternativ kann die Materialeigenschaft voreingestellt sein oder der Auswertungseinrichtung von einer Bedienperson vorgegeben werden. Die Ausgabe der Alarmmeldung kann an die Bedienperson und/oder an die Automatisierungseinrichtung der Fördereinrichtung erfolgen. Im letztgenannten Fall kann die Alarmmeldung einen automatischen Stopp des weiteren Transports des stückigen Materials bewirken. Preferably, the evaluation device compares the determined material property with an expected material property. In the case of a deviation of the determined material property from the expected material property, the evaluation device issues an alarm message. The alarm message, if issued in addition to the detected material property message, is a different message than the default material property recognition message as such. The expected material property can be known to the evaluation device, for example, as already mentioned, by a specification from the automation device. Alternatively, the material property can be preset or the evaluation device can be specified by an operator. The output of the alarm message can be made to the operator and / or to the automation device of the conveyor. In the latter case, the alarm message can cause an automatic stop of the further transport of the lumpy material.
Vorzugsweise wird mittels mehrerer Schallsensoren an verschiedenen Orten jeweils ein Geräusch erfasst. In diesem Fall werden die erfassten Geräusche - also die von den mehreren Schallsensoren erfassten Geräusche - der Auswertungseinrichtung zugeführt. Dadurch ist die Auswertungseinrichtung in der Lage, anhand der erfassten Geräusche zu ermitteln, an welchem Ort durch den dort angeordneten Schallsensor das durch den Kontakt des stückigen Materials mit der Kontaktfläche und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche hervorgerufene Geräusch erfasst wird. Insbesondere kann die Auswertungseinrichtung dadurch überprüfen, ob dieser Ort mit einem erwarteten Ort übereinstimmt. Im Falle der Nichtübereinstimmung kann die Auswertungseinrichtung eine Alarmmeldung ausgeben. Die Ausgabe der Alarmmeldung kann - wie zuvor - an die Bedienperson und/oder an die Automatisierungseinrichtung der Fördereinrichtung erfolgen. Im letztgenannten Fall kann die Alarmmeldung einen automatischen Stopp des weiteren Transports des stückigen Materials bewirken. Die Orte können entlang des Transportweges des Materials hintereinander angeordnet sein. In diesem Fall ist es beispielsweise möglich, automatisch eine Verstopfung eines Transportweges zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich können die Orte einander parallel geordnet sein, so dass also nur an einem einzigen der Orte das durch den Kontakt des stückigen Materials mit der Kontaktfläche und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche hervorgerufene Geräusch erfasst werden kann. In diesem Fall kann insbesondere überprüft werden, ob das stückige Material dem richtigen Vorratsbunker oder sonstigen Depot zugeführt wird bzw. allgemein gesprochen sich auf dem richtigen Transportweg befindet. Preferably, a noise is detected by means of a plurality of sound sensors at different locations. In this case, the detected sounds - that is, the sounds detected by the plurality of sound sensors - are supplied to the evaluation device. As a result, the evaluation device is able to determine on the basis of the detected noise, at which location the sound caused by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface is detected by the sound sensor arranged there. In particular, the evaluation device can thereby Verify that this location matches an expected location. In the case of disagreement, the evaluation device can issue an alarm message. The output of the alarm message can - as before - done to the operator and / or to the automation device of the conveyor. In the latter case, the alarm message can cause an automatic stop of the further transport of the lumpy material. The locations can be arranged one behind the other along the transport path of the material. In this case, it is possible, for example, automatically detect a blockage of a transport path. Alternatively or additionally, the locations may be arranged parallel to each other, so that therefore only at a single one of the locations can be detected by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface caused noise. In this case, it can be checked in particular whether the lumpy material is supplied to the correct storage bunker or other depot or, generally speaking, is on the right transport path.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Auswertungseinrichtung zur Bestimmung mindestens einer Materialeigenschaft eines stückigen Materials gelöst. Diese Auswertungseinrichtung weist einen ersten Eingang zum Zuführen eines erfassten Geräusches auf. Das stückige Material wird mittels einer Fördereinrichtung derart gefördert, dass es eine Kontaktfläche der Fördereinrichtung kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche bewegt wird. Der mindestens eine Schallsensor erfasst das Geräusch welches durch den Kontakt des stückigen Materials mit der Kontaktfläche und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche hervorgerufen wird. Das durch den Schallsensor erfasste Geräusch wird dem ersten Eingang der Auswertungseinrichtung zugeführt. Eine Verarbeitungseinrichtung der Auswertungseinrichtung wertet während eines Zeitintervalls die erfassten Geräusche automatisch aus und ermittelt die Materialeigenschaft. The object is further achieved by an evaluation device for determining at least one material property of a lumpy material. This evaluation device has a first input for supplying a detected sound. The lumpy material is conveyed by means of a conveyor such that it contacts a contact surface of the conveyor and is moved relative to the contact surface. The at least one sound sensor detects the noise caused by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface. The noise detected by the sound sensor is supplied to the first input of the evaluation device. A processing device of the evaluation device automatically evaluates the detected sounds during a time interval and determines the material property.
Die Vorrichtung gewährleistet, dass eine zuverlässige Erkennung der Materialeigenschaften erfolgt. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Auswerteeinrichtung weist einen Filter zum Filtern des Geräusches, und/oder einen Amplitudenbegrenzer zur Begrenzung der Amplitude des Geräusches (G) auf. The device ensures that a reliable recognition of the material properties takes place. A preferred embodiment of the evaluation device has a filter for filtering the noise, and / or an amplitude limiter for limiting the amplitude of the noise (G).
Der Filter ist dabei vorzugsweise ein Hochpass, Tiefpass oder Bandpassfilter .  The filter is preferably a high-pass, low-pass or bandpass filter.
Vorzugsweise hat die Auswerteeinrichtung einen zweiten Eingang zum Zuführen eines Umgebungsgeräusches, und einen Subtrahierer zum Subtrahieren des Umgebungsgeräusches vom Geräusch. Dies ermöglicht eine genauere Bestimmung der Materialeigenschaften, da Geräusche die nicht vom Kontakt des stückigen Materials mit der Kontaktfläche und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche hervorgerufene werden, der Verarbeitungseinrichtung nicht zugeführt werden.  Preferably, the evaluation device has a second input for supplying an ambient noise, and a subtractor for subtracting the ambient noise from the noise. This allows a more accurate determination of the material properties, since noise that is not caused by the contact of the particulate material with the contact surface and its movement relative to the contact surface, are not supplied to the processing device.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungen der Auswertungseinrichtung sieht vor, dass die Verarbeitungseinrichtung ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 23 implementiert.  An advantageous embodiment of the evaluation device provides that the processing device implements a method according to one of claims 7 to 23.
Die vorteilhaften Ausgestaltungen der Auswertungseinrichtung und der Verarbeitungsvorrichtung korrespondieren mit denen des Verfahrens. Es wird daher auf die obigen Ausführungen verwiesen. The advantageous embodiments of the evaluation device and the processing device correspond to those of the method. Reference is therefore made to the above statements.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung: The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in more detail in conjunction with the drawings. Here are shown in a schematic representation:
FIG 1 eine Fördereinrichtung und Teile einer Pro- duktionsanlage, 1 shows a conveyor and parts of a production plant,
FIG 2 bis 4 mögliche Ausgestaltungen eines Kontaktbereichs, 2 to 4 possible embodiments of a contact area,
FIG 5 eine Auswertungseinrichtung, 5 shows an evaluation device,
FIG 6 einen zeitlichen Verlauf eines Geräuschs und ein zugehöriges Spektrum,  6 shows a time course of a sound and an associated spectrum,
FIG 7 ein Ablaufdiagramm,  7 shows a flow chart,
FIG 8 bis 10 Verläufe möglicher Referenz funktionen , FIG 11 eine mögliche Referenzfunktion mit einem Fehlerband, 8 to 10 curves of possible reference functions, 11 shows a possible reference function with an error band,
FIG 12 eine mögliche Referenzfunktion mit einem Fehlerband an Stützstellen,  12 shows a possible reference function with an error band at interpolation points,
FIG 13 und 14 Ablaufdiagramme, FIGS. 13 and 14 are flowcharts;
FIG 15 ei  FIG. 15 ei
ei  egg
FIG 16 ei  FIG. 16 ei
FIG 17 ei  FIG. 17 ei
FIG 18 ei  FIG. 18 ei
1,  1,
FIG 19 ei  FIG. 19 ei
FIG 20 ei  FIG. 20 ei
Gemäß FIG 1 wird ein stückiges Material 1 mittels einer Fördereinrichtung 2 gefördert. Die Fördereinrichtung 2 kann zum Fördern des stückigen Materials 1 beispielsweise eine Anzahl von Förderelementen 3a bis 3c umfassen, insbesondere Förderbänder. Die Fördereinrichtung 2 kann beispielsweise entsprechend der Darstellung in FIG 1 ein vorderes Förderelement 3a, ein mittleres Förderelement 3b und ein hinteres Förderelement 3c umfassen. Beispielsweise ist es entsprechend der Darstellung in FIG 1 möglich, dass stückiges Material 1 beim Anliefern zunächst auf das vordere Förderelement 3a aufgebracht wird. Beispielsweise kann das stückige Material 1 mittels eines Lastkraftwagens 4 direkt oder über einen nicht dargestellten Schütttrichter auf das vordere Förderelement 3a aufgebracht werden. Das stückige Material 1 kann mittels des vorderen Förderelements 3a zu einer vorderen Übergabestelle 4a gefördert und dort auf das mittlere Förderelement 3b aufgebracht werden. In analoger Weise kann das stückige Material 1 mittels des mittleren Förderelements 3b zu einer mittleren Übergabestelle 4b gefördert und dort auf das hintere Förderelement 3c aufgebracht werden. Mittels des hinteren Förderelements 3c wird das stückige Material 1 dann zu einer von mehreren hinteren Übergabestellen 4c gefördert und von dort einem jeweiligen Vorratsbereich 5a bis 5d zugeführt. Der Transport des stückigen Materials 1 von den dritten Übergangsstellen 4c kann beispielsweise über Rutschen 5' erfolgen. Das stückige Material 1 weist Materialeigenschaften auf. Eine Materialeigenschaft ist beispielsweise die Art des jeweiligen Materials 1, also ob es sich beispielsweise um Koks, Eisenerz, Kalk, Aluminium oder ein anderes Material handelt. Eine weitere Materialeigenschaft ist beispielsweise die Struktur des jeweiligen Materials 1, also ob es sich beispielsweise um Brocken handelt, um feinkörniges Material, um Späne und dergleichen mehr . Derartige Materialeigenschaften sollen automatisiert ermittelt werden können. 1, a lumpy material 1 is conveyed by means of a conveyor 2. The conveying device 2 may comprise, for example, a number of conveying elements 3a to 3c for conveying the particulate material 1, in particular conveyor belts. The conveyor 2 may, for example, as shown in FIG 1, a front conveyor element 3a, a central conveyor element 3b and a rear conveyor element 3c include. For example, it is possible according to the representation in FIG. 1 that lumpy material 1 is initially applied to the front conveying element 3 a during delivery. For example, the lumpy material 1 can be applied by means of a truck 4 directly or via a hopper, not shown, on the front conveyor element 3a. The lumpy material 1 can be conveyed by means of the front conveyor element 3a to a front transfer point 4a and applied there to the central conveyor element 3b. In an analogous manner, the lumpy material 1 can be conveyed by means of the middle conveying element 3b to a central transfer point 4b and applied there to the rear conveying element 3c. By means of the rear conveying element 3c, the lumpy material 1 is then conveyed to one of a plurality of rear transfer points 4c and fed from there to a respective storage area 5a to 5d. The transport of the lumpy material 1 of the third crossing points 4c can be done for example via slides 5 '. The lumpy material 1 has material properties. A material property is, for example, the type of the respective material 1, that is, whether it is, for example, coke, iron ore, lime, aluminum or another material. Another material property is, for example, the structure of the respective material 1, that is to say, for example, chunks, fine-grained material, chips and the like. Such material properties should be able to be determined automatically.
Zur Bestimmung mindestens einer Materialeigenschaft des stückigen Materials 1 wird mittels mindestens eines Schallsensors 6 ein Geräusch G erfasst. Der Schallsensor 6 ist in einem Bereich angeordnet und - soweit erforderlich - derart ausgerichtet, dass dasjenige Geräusch G erfasst wird, welches durch den Kontakt des stückigen Materials 1 mit einer Kontaktfläche 7a, 7b und der Bewegung des stückigen Materials 1 relativ zu der Kontaktfläche 7a, 7b (siehe im Detail FIG 2 bis 4) hervorgerufen wird. To determine at least one material property of the lumpy material 1, a noise G is detected by means of at least one sound sensor 6. The sound sensor 6 is arranged in a region and - if necessary - aligned such that the noise G is detected, which by the contact of the lumpy material 1 with a contact surface 7 a, 7 b and the movement of the lumpy material 1 relative to the contact surface 7 a, 7b (see FIG. 2 to 4 in detail) is caused.
Insbesondere wird das stückige Material 1 mittels der Fördereinrichtung 2 bzw. den Förderelementen 3a bis 3c derart gefördert, dass es die genannte Kontaktfläche 7a, 7b kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche 7a, 7b bewegt wird. Beispielsweise kann entsprechend der Darstellung in den FIG 2 und 3 als Kontaktfläche 7a, 7b eine Prallfläche 7a vorgesehen sein. In diesem Fall wird das stückige Material 1 mittels eines der Förderelemente 3a bis 3c - dargestellt ist in den FIG 2 und 3 rein beispielhaft das vordere Förderelement 3a - derart gefördert werden, dass es auf die Prallfläche 7a auftrifft. Der Aufprall kann entsprechend der Darstellung in FIG 2 im Wesentlichen orthogonal zur Prallfläche 7a oder entsprechend der Darstellung in FIG 3 unter einem von 90° verschiedenen Winkel relativ zur Prallfläche 7a (also schräg zur Prallfläche 7a) erfolgen. Alternativ ist es entsprechend der Darstellung in FIG 4 beispielsweise möglich, dass die Kontaktfläche 7a, 7b als In particular, the lumpy material 1 is conveyed by means of the conveying device 2 or the conveying elements 3 a to 3 c in such a way that it makes contact with said contact surface 7 a, 7 b and is moved relative to the contact surface 7 a, 7 b. For example, as shown in FIGS. 2 and 3, a baffle surface 7a may be provided as the contact surface 7a, 7b. In this case, the lumpy material 1 by means of one of the conveying elements 3a to 3c - shown in Figures 2 and 3 purely by way of example the front conveying element 3a - are promoted such that it impinges on the baffle surface 7a. The impact can be carried out in accordance with the illustration in FIG. 2 substantially orthogonally to the baffle surface 7a or as shown in FIG. 3 at an angle different from 90 ° relative to the baffle surface 7a (ie obliquely to the baffle surface 7a). Alternatively, it is possible, for example, according to the representation in FIG. 4, that the contact surface 7a, 7b as
Gleitfläche 7b ausgebildet ist, welche das stückige Material 1 entlang rutscht bzw. gleitet. In jedem dieser Fälle ist es möglich, das jeweils entstehende Geräusch G mittels des Schallsensors 6 zu erfassen. Sliding surface 7b is formed, which slides the particulate material 1 along or slides. In each of these cases it is possible to detect the resulting noise G by means of the sound sensor 6.
Der Ort, an dem mittels des Schallsensor 6 das Geräusch G erfasst wird, kann nach Bedarf bestimmt sein. Entsprechend den obenstehenden Ausführungen ist es insbesondere möglich, dass die Kontaktfläche 7a, 7b im Bereich einer der Übergabestellen 4a bis 4c angeordnet ist und dass das Geräusch G an dieser Stelle erfasst wird. Weiterhin ist es insbesondere möglich, dass das im Transportweg vorgeordnete Förderelement 3a, 3b ortsfest angeordnet ist. Das vorgeordnete Förderelement 3a, 3b ist dasjenige Förderelement 3a, 3b, von dem das stückige Material 1 an der Übergabestelle 4a, 4b abgegeben wird. In diesem Fall wird das stückige Material 1 dem vorgeordneten Förderelement 3a, 3b entsprechend der Darstellung in FIG 1 an einer vordefinierten Zuführstelle zugeführt. Weiterhin ist in diesem Fall entsprechend der Darstellung in FIG 1 auch die Übergabestelle 4a, 4b, an der das stückige Material 1 an das nachgeordnete Förderelement 3b, 3c übergeben wird, ortsfest. Das nachgeordnete Förderelement 3b, 3c ist dasjenige Förderelement 3b, 3c, von dem das stückige Material 1 an der Übergabestelle 4a, 4b übernommen wird . The location where the noise G is detected by the sound sensor 6 may be determined as needed. According to the above explanations, it is possible in particular that the contact surface 7a, 7b is arranged in the region of one of the transfer points 4a to 4c and that the noise G is detected at this point. Furthermore, it is particularly possible that the transport element 3a, 3b arranged upstream in the transport path is arranged in a stationary manner. The upstream conveying element 3a, 3b is that conveying element 3a, 3b, from which the lumpy material 1 is discharged at the transfer point 4a, 4b. In this case, the lumpy material 1 is fed to the upstream conveying element 3a, 3b as shown in FIG. 1 at a predefined supply point. Furthermore, in this case, as shown in Figure 1, the transfer point 4a, 4b, where the lumpy material 1 is transferred to the downstream conveying element 3b, 3c, stationary. The downstream conveying element 3b, 3c is that conveying element 3b, 3c, from which the lumpy material 1 at the transfer point 4a, 4b is taken.
Es ist möglich, dass das nachgeordnete Förderelement 3b, 3c ebenfalls ortsfest angeordnet ist. In diesem Fall wird das stückige Material 1 von dem nachgeordneten Förderelement 3b, 3c an einer vordefinierten Abgabestelle abgegeben. In der Darstellung von FIG 1 ist dies beispielsweise beim mittleren Förderelement 3b der Fall. Alternativ ist es möglich, dass das nachgeordnete Förderelement 3b, 3c beweglich ist, so dass das stückige Material 1 von dem nachgeordneten Förderelement 3b, 3c je nach dessen Positionierung einem von mehreren Vorratsbereichen 5a, bis 5d zugeführt wird. In der Darstellung von FIG 1 ist dies beispielsweise beim hinteren Förderelement 3c der Fall. Das hintere Förderelement 3c kann entsprechend der Darstellung in FIG 1 beispielsweise in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeils verschiebbar sein. Weiterhin kann die Förderrichtung des hinteren Förderelements 3c nach Bedarf nach links oder nach rechts sein. Dadurch ist mittels des Förderelements 3c jeder der vier Vorratsbereiche 5a bis 5d bedienbar. Alternativ und eventuell sogar zusätzlich zu einer Verschiebbarkeit könnte das hintere Förderelement 3c auch verschwenkbar sein. It is possible that the downstream conveying element 3b, 3c is also arranged stationary. In this case, the lumpy material 1 is discharged from the downstream conveying element 3b, 3c at a predefined delivery point. In the illustration of FIG. 1, this is the case, for example, in the case of the middle conveying element 3b. Alternatively, it is possible for the downstream conveying element 3b, 3c to be movable, so that the lumpy material 1 is fed from the downstream conveying element 3b, 3c, depending on its positioning, to one of a plurality of storage areas 5a, 5d. In the illustration of FIG. 1, this is the case, for example, in the case of the rear conveying element 3c. The rear conveying element 3c can be displaced, for example, in the direction of the double arrow shown, as shown in FIG. Furthermore, the conveying direction of the rear conveyor element 3 c as needed to the left or to be right. As a result, each of the four storage areas 5a to 5d can be operated by means of the conveying element 3c. Alternatively and possibly even in addition to a displaceability, the rear conveying element 3c could also be pivotable.
Das von dem Schallsensor 6 erfasste Geräusch G wird gemäß FIG 5 einer Auswertungseinrichtung 8 zugeführt. Die Auswertungseinrichtung 8 ermittelt durch Auswerten des erfassten Geräuschs G automatisch die gesuchte Materialeigenschaft. Zu diesem Zweck wird das erfasste und der Auswertungseinrichtung 8 zugeführte Geräusch G entsprechend der Darstellung in FIG 5 in der Regel zunächst in einem Verstärker 9 verstärkt, sodann in einem Analog-Digital-Wandler 10 digitalisiert sowie in einem Filter 11 gefiltert. Erst danach wird das Signal G weiterverarbeitet. Weiterhin kann entsprechend der Darstellung in FIG 5 von der Auswertungseinrichtung 8 von dem erfassten Geräusch G ein Umgebungsgeräusch GU subtrahiert werden. Das Umgebungsgeräusch GU kann beispielsweise entsprechend der Darstellung in FIG 5 mittels eines weiteren Schallsensors 12 erfasst werden. Der Schallsensor 12 muss zu diesem Zweck selbstverständlich derart angeordnet sein, dass er das Geräusch G nicht oder nur zu einem sehr geringen Anteil erfasst. The noise G detected by the sound sensor 6 is fed to an evaluation device 8 according to FIG. The evaluation device 8 automatically determines the sought material property by evaluating the detected noise G. For this purpose, the detected and the evaluation device 8 supplied noise G is amplified as shown in FIG 5 usually first in an amplifier 9, then digitized in an analog-to-digital converter 10 and filtered in a filter 11. Only then is the signal G processed further. Furthermore, according to the representation in FIG. 5, the evaluation device 8 can subtract an ambient noise GU from the detected noise G. The ambient noise GU can be detected, for example, according to the representation in FIG. 5 by means of a further sound sensor 12. The sound sensor 12 must of course be arranged for this purpose so that it does not detect the noise G or only to a very small extent.
Die Filterung in dem Filter 11 kann nach Bedarf eine Hochpassfilterung, eine Tiefpassfilterung, eine Bandpassfilterung oder eine andere Filterung sein, beispielsweise eine The filtering in the filter 11 may be high-pass filtering, low-pass filtering, band-pass filtering, or other filtering, such as one, as needed
Amplitudenbegrenzung. Unter Umständen kann auch die Subtraktion des Umgebungsgeräuschs GU Bestandteil der Filterung sein. Alternativ kann es sich bei der Subtraktion des Umgebungsgeräuschs GU entsprechend der Darstellung in FIG 5 um einen eigenständigen Verarbeitungsschritt handeln. Amplitude limiting. Under certain circumstances, the subtraction of the ambient noise GU may be part of the filtering. Alternatively, the subtraction of the ambient noise GU, as shown in FIG. 5, may be an independent processing step.
Die bisher erläuterten Verarbeitungen des Geräuschs G sind Vorverarbeitungen, die der eigentlichen Auswertung des Geräuschs G vorgelagert sind. Zwingend ist keine dieser Maßnahmen erforderlich. Die Analog-Digital-Wandlung ist jedoch in aller Regel vorhanden. Die anderen Maßnahmen sind für die Auswertung des Geräuschs G förderlich. Weiterhin wird nachfolgend stets von der Auswertung des Geräuschs G gesprochen. Diese Auswertung basiert auf dem Geräusch, wie es einer Verarbeitungseinrichtung 13 der Auswertungseinrichtung 8 zugeführt wird. Also auch wenn nachstehend stets „nur" von dem Geräusch G gesprochen wird, handelt es sich gegebenenfalls um das gefilterte Geräusch, von dem gegebenenfalls auch bereits das Umgebungsgeräusch GU subtrahiert ist. The previously described processing of the noise G are pre-processing, which are upstream of the actual evaluation of the noise G. Mandatory, none of these measures is required. However, the analog-to-digital conversion is usually present. The other measures are conducive to the evaluation of the noise G. Furthermore, below is always from the evaluation of the noise G spoken. This evaluation is based on the noise as it is fed to a processing device 13 of the evaluation device 8. So even if below is always "only" spoken of the noise G, it may be the filtered noise, from which, if necessary, the ambient noise GU is already subtracted.
Nachfolgend werden - beginnend mit FIG 6 - in Verbindung mit den Figuren 6 bis 14 zunächst mögliche Vorgehensweisen erläutert, die von Vorteil sind, wenn die Materialeigenschaft eine Materialart ist. Prinzipiell sind die Vorgehensweisen gemäß den Figuren 6 bis 14 jedoch nicht auf die Ermittlung einer Materialart beschränkt. Sodann werden - beginnend mit FIG 15 - in Verbindung mit den Figuren 15 bis 17 mögliche Vorgehensweisen erläutert, die von Vorteil sind, wenn die Materialeigenschaft eine Materialstruktur ist. Prinzipiell sind die Vorgehensweisen gemäß den Figuren 15 bis 17 jedoch nicht auf die Ermittlung einer Materialstruktur beschränkt . Hereinafter - starting with FIG. 6 - in connection with FIGS. 6 to 14, first of all possible procedures will be explained, which are advantageous if the material property is a type of material. In principle, however, the procedures according to FIGS. 6 to 14 are not limited to determining a type of material. Then, starting with FIG. 15, in conjunction with FIGS. 15 to 17, possible procedures are explained, which are advantageous if the material property is a material structure. In principle, however, the procedures according to FIGS. 15 to 17 are not limited to the determination of a material structure.
Gemäß den FIG 6 und 7 wird - siehe in FIG 6 die obere Darstellung und den Schritt Sl in FIG 7 - aus dem erfassten Geräusch G zunächst ein Zeitintervall T herausgegriffen, also ein zeitlich begrenzter Bereich des als Funktion der Zeit t erfassten Geräuschs G. Die Länge des Zeitintervalls T kann im einstelligen Sekundenbereich liegen, beispielsweise zwischen 1 s und 5 s. Die Länge des Zeitintervalls T kann aber auch größer sein. Insbesondere kann die Länge des Zeitintervall T auch im zweistelligen Sekundenbereich liegen, beispielsweise zwischen 10 s und 30 s. Für den Bereich wird - siehe in FIG 6 die untere Darstellung - ein korrespondierendes Frequenzspektrum ermittelt. Es wird also das Spektrum S (selbstverständlich als Funktion der Frequenz f) ermittelt. Beispielsweise kann entsprechend dem Schritt Sl von FIG 7 zur Ermittlung des Spektrums S eine Fouriertransformation vorgenommen werden, insbesondere eine schnelle Fouriertransformation (FFT) . Bei dem Spektrum S kann es sich insbesondere um ein Leistungsspektrum des erfassten Geräuschs G handeln. Sodann wird von der Auswertungseinrichtung 8 in einem Schritt S2 eine resultierende Funktion g ermittelt. Die resultierende Funktion g ist eine Linearkombination vorgegebener Ausgangsfunktionen gi (i = 0, ... , N) . Die Ausgangsfunktionen gi gehen gemäß FIG 7 mit einem jeweiligen Wichtungsfaktor ai in die resultierende Funktion g ein. Die Wichtungsfaktoren ai werden in an sich bekannter Weise derart ermittelt, dass eine Norm der Abweichung der resultierenden Funktion g von dem Spektrum S als Integral über die Frequenz f minimal ist. Das Integral erstreckt sich von einer Minimalfrequenz fmin zu einer Maximalfrequenz fmax . Die Minimalfrequenz fmin und die Maximalfrequenz fmax sind derart gewählt, dass das gesamte relevante Spektrum S abgedeckt wird. Beispielsweise kann die Minimalfrequenz fmin bei 0 Hz liegen und die Maximalfrequenz fmax im zweistelligen Kilo- hertzbereich . According to FIGS. 6 and 7, the top representation and the step S 1 in FIG. 7 are selected from the detected noise G by a time interval T, ie a temporally limited range of the noise G detected as a function of the time t Length of the time interval T can be in the single-digit second range, for example between 1 s and 5 s. The length of the time interval T can also be greater. In particular, the length of the time interval T can also be in the two-digit second range, for example between 10 s and 30 s. For the range is - see in Figure 6, the lower view - a corresponding frequency spectrum determined. Thus, the spectrum S (of course as a function of the frequency f) is determined. For example, a Fourier transformation, in particular a fast Fourier transformation (FFT), may be carried out in accordance with step S in FIG. 7 to determine the spectrum S. The spectrum S may in particular be a power spectrum of the detected noise G. Then, a resulting function g is determined by the evaluation device 8 in a step S2. The resulting function g is a linear combination of given output functions gi (i = 0, ..., N). According to FIG. 7, the output functions gi enter the resulting function g with a respective weighting factor ai. The weighting factors ai are determined in a manner known per se such that a norm of the deviation of the resulting function g from the spectrum S as an integral over the frequency f is minimal. The integral extends from a minimum frequency fmin to a maximum frequency fmax. The minimum frequency fmin and the maximum frequency fmax are selected such that the entire relevant spectrum S is covered. For example, the minimum frequency fmin can be at 0 Hz and the maximum frequency fmax can be in the two-digit kilohertz range.
Die Anzahl an ermittelten Wichtungsfaktoren ai (also der Wert N+l) kann nach Bedarf bestimmt sein. In der Regel weist der Wert N eine nennenswerte Größe auf. Beispielsweise kann der Wert N bei 20 oder mehr liegen, insbesondere bei 30 oder mehr. In Versuchen haben sich Werte N zwischen 40 und 60, insbesondere zwischen 45 und 55, als vorteilhaft erwiesen. The number of determined weighting factors ai (ie the value N + 1) can be determined as needed. In general, the value N has a significant size. For example, the value N may be 20 or more, more preferably 30 or more. In tests, values N between 40 and 60, in particular between 45 and 55, have proven to be advantageous.
Der Auswertungseinrichtung 8 ist gemäß FIG 5 für bestimmte Materialeigenschaften ein jeweiliger Satz von Referenzwich- tungsfaktoren ail, ai2, ai3 gegeben. Der jeweilige Satz von Referenzwichtungsfaktoren ail, ai2, ai3 bestimmt gemäß den FIG 8 bis 10 eine jeweilige Referenzfunktion gRl, gR2, gR3. Die Anzahl an Materialeigenschaften, zugehörigen Sätzen von Refe- renzwichtungsfaktoren ail, ai2, ai3 und zugehörigen Referenzfunktionen gRl, gR2, gR3 kann nach Bedarf bestimmt sein. Die gemäß FIG 5 gegebene Anzahl an drei Sätzen von Referenz- wichtungsfaktoren ail, ai2, ai3 usw. ist rein beispielhaft . Auch die in den FIG 8 bis 10 dargestellten Referenzfunktionen gRl, gR2, gR3 sind als solche rein beispielhaft. Wesentlich und auch ohne weiteres erkennbar ist jedoch, dass die Referenzfunktionen gRl, gR2, gR3 deutlich unterschiedlich sind. In einem Schritt S3 vergleicht die Auswertungseinrichtung 8 die ermittelte resultierende Funktion g mit den Referenzfunktionen gRl, gR2, gR3 und bestimmt daraus (positiver Fall) die Mate- rialeigenschaft . Die ermittelte Materialeigenschaft (bzw. eine entsprechende Information I) gibt die Auswertungseinrichtung 8 in einem Schritt S4 aus. Falls (negativer Fall) im Rahmen des Vergleichs keine Übereinstimmung ermittelt werden konnte, wird in einem Schritt S5 eine Meldung ausgegeben, dass die Mate- rialeigenschaft nicht ermittelt werden konnte. Die Ausgabe kann in beiden Fällen beispielsweise an eine Bedienperson 14 oder an ein Automatisierungssystem 15 für die Fördereinrichtung 2 erfolgen. Auch eine kombinierte Ausgabe an die Bedienperson 14 und an das Automatisierungssystem 15 ist möglich. The evaluation device 8 is shown in FIG 5 for certain material properties, a respective set of Referenzwich- factors ail, ai2, ai3 given. The respective set of reference weighting factors ail, ai2, ai3 determines according to FIGS. 8 to 10 a respective reference function gR1, gR2, gR3. The number of material properties, associated sets of reference weighting factors ail, ai2, ai3 and associated reference functions gR1, gR2, gR3 can be determined as required. The given according to FIG 5 number of three sets of reference weighting factors ail, ai2, ai3, etc. is purely exemplary. The reference functions gR1, gR2, gR3 shown in FIGS. 8 to 10 are purely exemplary as such. It is essential and easily recognizable, however, that the reference functions gR1, gR2, gR3 are clearly different. In a step S3, the evaluation device 8 compares the determined resulting function g with the reference functions gR1, gR2, gR3 and determines therefrom (positive case) the material property. The determined material property (or a corresponding information I) outputs the evaluation device 8 in a step S4. If (in the negative case) no agreement could be determined within the framework of the comparison, a message is issued in a step S5 that the material property could not be determined. In both cases, the output can be made, for example, to an operator 14 or to an automation system 15 for the conveyor 2. A combined output to the operator 14 and to the automation system 15 is possible.
Es ist möglich, dass die Auswertungseinrichtung 8 im Rahmen des genannten Vergleichs die ermittelten Wichtungsfaktoren ai zunächst mit den Referenzwichtungsfaktoren ail der Referenzfunktion gRl, sodann mit den Referenzwichtungsfaktoren ai2, der Referenzfunktion gR2 und sodann mit den Referenzwichtungs- faktoren ai3 der Referenzfunktion gR3 usw. vergleicht. Alternativ ist es möglich, dass die Auswertungseinrichtung 8 im Rahmen des genannten Vergleichs die Funktionen g, gRl, gR2, gR3 als solche miteinander vergleicht. Welche dieser beiden Vor- gehensweisen zu besseren Ergebnissen führt, ist eine Frage des Einzelfalls. Beispielsweise ist es möglich, wie in FIG 11 für eine der Referenzfunktionen gRl, gR2, gR3 (nämlich die Referenzfunktion gRl) dargestellt, ein Fehlerband zu definieren und zu überprüfen, ob die resultierende Funktion g innerhalb des jeweiligen Fehlerbandes liegt. Das Fehlerband kann nach Bedarf einheitlich für alle Referenzfunktionen gRl, gR2, gR3 oder individuell für die jeweilige Referenzfunktion gRl, gR2 , gR3 bestimmt sein. Zum Überprüfen, ob die resultierende Funktion g innerhalb des jeweiligen Fehlerbandes liegt, werden vorzugsweise entsprechend der Darstellung in FIG 12 eine Anzahl von Stützstellen 16 definiert. Die Anzahl an Stützstellen 16 ist kleiner als die Anzahl an Ausgangsfunktionen gi, die in die Linearkombination eingehen. Wenn mit M die Anzahl an Stützstellen 16 bezeichnet wird, gilt also M < N+l . Mit dem Begriff „Anzahl an Ausgangsfunktionen" ist in diesem Zusammenhang nicht notwendi- gerweise diejenige Anzahl an Ausgangsfunktionen gi gemeint, deren jeweiliger Wichtungsfaktor ai einen von 0 verschiedenen Wert aufweist. Es ist vielmehr die Anzahl an Wichtungsfaktoren gemeint, die überhaupt bestimmt werden (auch wenn ihr Wert im Einzelfall 0 sein kann) . Im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 12 wird also die Norm der Abweichung der resultierenden Funktion g von der jeweiligen Referenzfunktion gRl, gR2, gR3 nur für die Stützstellen 16 ermittelt. Die in FIG 12 dargestellte Anzahl von vier Stützstellen 16 ist jedoch nur rein beispielhaft. It is possible that the evaluation device 8 compares the determined weighting factors ai first with the reference weighting factors ail of the reference function gRl, then with the reference weighting factors ai2, the reference function gR2 and then with the reference weighting factors ai3 of the reference function gR3 and so on. Alternatively, it is possible for the evaluation device 8 to compare the functions g, gR1, gR2, gR3 as such within the scope of the aforementioned comparison. Which of these two approaches leads to better results is a matter of individual case. For example, as shown in FIG. 11 for one of the reference functions gR1, gR2, gR3 (namely, the reference function gR1), it is possible to define an error band and to check whether the resulting function g lies within the respective error band. As required, the error band can be determined uniformly for all reference functions gR1, gR2, gR3 or individually for the respective reference function gR1, gR2, gR3. To check whether the resulting function g is within the respective error band, a number of nodes 16 are preferably defined as shown in FIG 12. The number of nodes 16 is smaller than that Number of output functions gi, which enter into the linear combination. If M denotes the number of nodes 16, then M <N + 1. The term "number of output functions" in this context does not necessarily mean the number of output functions gi whose respective weighting factor ai has a value different from 0. What is meant is the number of weighting factors that are determined at all (even if Their value may be 0 in individual cases.) In the case of the embodiment according to FIG 12, therefore, the norm of the deviation of the resulting function g from the respective reference function gR1, gR2, gR3 is determined only for the support points 16. The number of four shown in FIG Support points 16 is only a pure example.
Die Ausgangsfunktionen gi können Polynomfunktionen The output functions gi can be polynomial functions
jede Ausgangsfunktion gi gilt in diesem Fall gi(f) = biO + bil - f + bi2 - f 2 + .Mi wobei weiterhin bii Φ 0 ist. Im einfachsten Fall gilt für die Ausgangsfunktionen gi In this case, every output function gi is given by gi (f) = biO + bil - f + bi2 - f 2 + .Mi where bii Φ is 0. In the simplest case applies to the output functions gi
(f) = f (3) (f) = f (3)
Vorzugsweise sind die Ausgangsfunktionen gi orthogonale Funktionen. Wenn die Ausgangspositionen gi orthogonale Funk' tionen sind, erfüllen sie die Bedingung
Figure imgf000025_0001
wobei gj 1 und gj2 jeweils eine der Ausgangsfunktionen gi und 5ij das sogenannte Kronecker-Delta sind. Es gilt also 5ij = 1 für i = j und 5ij = 0 für i Φ j . Die Ausgangsfunktionen gi können in diesem Fall rekursiv ermittelt werden, wobei gilt
Preferably, the output functions gi are orthogonal functions. If the initial positions gi are orthogonal functions, they satisfy the condition
Figure imgf000025_0001
where gj 1 and gj2 are each one of the output functions gi and 5ij the so-called Kronecker delta. So we have 5ij = 1 for i = j and 5ij = 0 for i Φ j. The output functions gi can be determined recursively in this case, where
*0(/) = -7—!=== (5) jj max- / min Die Definition der Ausgangsfunktionen gi als orthogonale Polynome bietet insbesondere den Vorteil, dass nach und nach die einzelnen Wichtungsfaktoren ai ermittelt werden können und jeweils geprüft werden kann, ob die Abweichung der resultierenden Funktion g von dem Spektrum S als Integral über die Frequenz f hinreichend klein ist. Ist dies der Fall, kann die weitere Ermittlung von Wichtungsfaktoren ai abgebrochen werden, und die noch nicht ermittelten Wichtungsfaktoren ai können auf den Wert 0 gesetzt werden. Ist dies nicht der Fall, so können weitere Wichtungsfaktoren ai ermittelt werden, ohne die zuvor ermittelten Wichtungsfaktoren ai neu ermitteln zu müssen. * 0 (/) = -7 -! === (5) jj max- / min The definition of the output functions gi as orthogonal polynomials offers, in particular, the advantage that the individual weighting factors ai can be determined one by one and it can be checked in each case whether the deviation of the resulting function g from the spectrum S as an integral over the frequency f is sufficiently small , If this is the case, the further determination of weighting factors ai can be aborted, and the not yet determined weighting factors ai can be set to the value 0. If this is not the case, further weighting factors ai can be determined without having to redetermine the previously determined weighting factors ai.
Soweit bisher erläutert, wird das Verfahren zur Ermittlung der Materialeigenschaft von der Auswertungseinrichtung 8 in einem Arbeitsmodus ausgeführt. Im Arbeitsmodus wird anhand des er- fassten Geräuschs G die jeweilige Materialeigenschaft ermittelt. Es ist jedoch - ähnlich einem Teach-in - möglich, der Auswertungseinrichtung 8 auf ähnliche Weise neue Materialeigenschaften anzulernen. Dies wird nachfolgend in Verbindung mit FIG 13 näher erläutert. As far explained so far, the method for determining the material property is carried out by the evaluation device 8 in a working mode. In working mode, the respective material property is determined on the basis of the detected noise G. However, similar to a teach-in, it is possible to teach the evaluation device 8 new material properties in a similar manner. This will be explained in more detail below in conjunction with FIG.
Gemäß FIG 13 prüft die Auswertungseinrichtung 8 in einem Schritt Sil, ob sie sich in einem Lernmodus befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, befindet sich die Auswertungseinrichtung 8 im Arbeitsmodus. In diesem Fall geht die Auswertungseinrichtung 8 zu einem Schritt S12 über. Der Schritt S12 korrespondiert mit der Vorgehensweise von FIG 7 insgesamt. According to FIG. 13, the evaluation device 8 checks in a step S11 whether it is in a learning mode. If this is not the case, the evaluation device 8 is in working mode. In this case, the evaluation device 8 proceeds to a step S12. Step S12 corresponds to the procedure of FIG. 7 as a whole.
Im Lernmodus geht die Auswertungseinrichtung 8 zunächst zu einem Schritt S13 über. Im Schritt S13 wird der Auswertungseinrichtung die Materialeigenschaft als solche vorgegeben. Weiterhin wird das stückige Material 1 derart gefördert wird, dass es die Kontaktfläche 7a, 7b kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche 7a, 7b bewegt wird. Dieser Schritt ist in FIG 13 nicht dargestellt, weil er nicht von der Auswertungseinrichtung 8 ausgeführt wird. Das Fördern des stückigen Materials 1 erfolgt auf die gleiche Weise wie auch im Arbeitsmodus. In einem Schritt S14 setzt die Auswertungseinrichtung 8 einen Zähler 17 (siehe FIG 5) auf den Wert m = 1. In einem Schritt S15 greift die Auswertungseinrichtung 8 aus dem erfassten Geräusch G ein Zeitintervall T heraus und ermittelt ein korrespondierendes Frequenzspektrum. Der Schritt S15 korrespondiert mit den Schritten Sl und S2 von FIG 7. Es wird daher auf die obigen Ausführungen verwiesen. In einem Schritt S16 speichert die Auswertungseinrichtung 8 die im Rahmen des Schrittes S15 er- mittelten Wichtungsfaktoren ai ab. In the learning mode, the evaluation device 8 first proceeds to a step S13. In step S13, the evaluation device is given the material property as such. Furthermore, the particulate material 1 is conveyed such that it contacts the contact surface 7a, 7b and is moved relative to the contact surface 7a, 7b. This step is not shown in FIG. 13 because it is not executed by the evaluation device 8. The conveying of the lumpy material 1 takes place in the same manner as in the working mode. In a step S14, the evaluation device 8 sets a counter 17 (see FIG. 5) to the value m = 1. In a step S15, the evaluation device 8 extracts a time interval T from the detected noise G and determines a corresponding frequency spectrum. The step S15 corresponds to the steps Sl and S2 of FIG 7. It is therefore made to the above statements. In a step S16, the evaluation device 8 stores the weighting factors ai determined as part of the step S15.
In einem Schritt S16 prüft die Auswertungseinrichtung 8, ob der Wert des Zählers 17 bereits einen Endwert M erreicht hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Auswertungseinrichtung 8 zu einem Schritt S17 über. Im Schritt S17 inkrementiert dieIn a step S16, the evaluation device 8 checks whether the value of the counter 17 has already reached a final value M. If this is not the case, the evaluation device 8 proceeds to a step S17. In step S17, the increment
Auswertungseinrichtung 8 den Zähler 17. Sodann geht sie zum Schritt S15 zurück. Die Schritte S15 bis S17 werden von der Auswertungseinrichtung 8 im Lernmodus also mehrfach ausgeführt. Wenn der Zähler 17 hingegen den Endwert M erreicht hat, geht die Auswertungseinrichtung 8 zu einem Schritt S18 über. Im Schritt S18 wertet die Auswertungseinrichtung 8 die im Rahmen der mehrfachen Ausführung des Schrittes S15 ermittelten Wichtungsfaktoren ai in ihrer Gesamtheit aus. Beispielsweise kann die Auswertungseinrichtung 8 den jeweiligen Mittelwert des jeweiligen Wichtungsfaktors ai ermitteln, also beispielsweise den Mittelwert der Wichtungsfaktoren al, die im Durchlauf 1, im Durchlauf 2 usw. bis zum Durchlauf M der Schleife von FIG 13 ermittelt werden. Wenn also beispielsweise die Präferenz- wichtungsfaktoren ail, ai2, ai3 für drei Materialeigenschaften bereits bekannt sind und im Rahmen der Vorgehensweise von FIG 13 die Referenzwichtungsfaktoren ai4 für eine vierte Materialeigenschaft ermittelt werden sollen, kann im Rahmen des Schrittes S18 beispielsweise der Referenzwichtungsfaktor al4 als al4 (6)
Figure imgf000027_0001
ermittelt werden. Der Buchstabe m in Gleichung 6 steht hierbei für die jeweilige Iteration, also den jeweiligen Durchlauf der Schleife von FIG 13.
Evaluation device 8 the counter 17. Then, it returns to step S15. The steps S15 to S17 are thus executed several times by the evaluation device 8 in the learning mode. On the other hand, when the counter 17 has reached the final value M, the evaluation device 8 proceeds to a step S18. In step S18, the evaluation device 8 evaluates the weighting factors ai determined as part of the multiple execution of step S15 in their entirety. For example, the evaluation device 8 can determine the respective mean value of the respective weighting factor ai, that is to say, for example, the mean value of the weighting factors a1, which are determined in run 1, in run 2, and so on until run M of the loop of FIG. If, for example, the preference weighting factors ail, ai2, ai3 are already known for three material properties and the reference weighting factors ai4 for a fourth material property are to be determined in the course of the procedure in FIG. 13, the reference weighting factor al4 can be used as al4 (eg 6)
Figure imgf000027_0001
be determined. The letter m in equation 6 stands for the respective iteration, ie the respective passage of the loop of FIG.
Analoge Ermittlungen werden für die Wichtungsfaktoren a2, a3 usw. vorgenommen. Im Ergebnis werden somit von der Auswertungseinrichtung 8 im Lernmodus anhand der Gesamtheit der für die Zeitintervalle T jeweils ermittelten Wichtungsfaktoren ai die Referenzwichtungsfaktoren ai4 ermittelt. Die neu ermittelten Referenzwichtungsfaktoren ai4 werden sodann in einem Schritt S19 der im Schritt S13 vorgegebenen Materialeigenschaft zugeordnet. Dadurch ist es möglich, ab diesem Zeitpunkt im Arbeitsmodus dann, wenn sich entsprechende Übereinstimmungen ergeben, die neue, vierte Materialeigenschaft zu erkennen. Analogous determinations are made for the weighting factors a2, a3 and so on. As a result, the reference weighting factors ai4 are thus determined by the evaluation device 8 in the learning mode on the basis of the totality of the weighting factors ai respectively determined for the time intervals T. The newly determined reference weighting factors ai4 are then assigned in a step S19 to the material property predetermined in step S13. As a result, it is possible to recognize the new, fourth material property from this time in the working mode, if corresponding matches.
Oftmals ist weiterhin zusätzlich ein Schritt S20 vorhanden. Im Schritt S20 wird ein zulässiges Fehlerband für die durch die neu ermittelten Referenzwichtungsfaktoren ai4 definierte neue Referenzfunktion gR4 ermittelt. Beispielsweise können gemäß üblichen statistischen Vorgehensweisen Varianzen ermittelt werden und ausgehend hiervon das zulässige Fehlerband ermittelt werden . Often, a step S20 is additionally present. In step S20, an allowable error band is determined for the new reference function gR4 defined by the newly determined reference weighting factors ai4. For example, variances can be determined in accordance with customary statistical procedures and, based on this, the permissible error band can be determined.
Soweit bisher erläutert, ist das Zeitintervall T vorbestimmt. Es weist also im Rahmen der bisher erläuterten Vorgehensweisen eine feste, vorab bekannte Länge auf. Alternativ ist es möglich, die Vorgehensweise des Schrittes Sl von FIG 7 so zu modifizieren, wie dies nachfolgend in Verbindung mit FIG 14 erläutert wird. As far explained so far, the time interval T is predetermined. It therefore has a fixed, previously known length in the context of the procedures explained so far. Alternatively, it is possible to modify the procedure of step Sl of FIG. 7 as explained below in conjunction with FIG.
Gemäß FIG 14 ist der Schritt Sl durch Schritte S31 bis S36 ersetzt. Im Schritt S31 wird ein Energiewert E auf den Wert 0 gesetzt. Im Schritt S32 wird für einen (kurzen) Zeitraum das vom Schallsensor 6 erfasste Geräusch G entgegengenommen. Im Schritt S33 wird das im Schritt S32 entgegengenommene Geräusch G dem bisher entgegengenommenen Geräusch G hinzugefügt, also zeitlich an dieses angesetzt. Im Schritt S34 wird der Energieinhalt δΕ des im Schritt S32 entgegengenommenen Geräusch SG ermittelt. Im Schritt S35 wird der Energiewert E um den Energieinhalt δΕ inkrementiert . Im Schritt S36 prüft die Auswertungseinrichtung 8, ob der Energiewert E einen Grenzwert E0 überschritten hat. Solange dies nicht der Fall ist, geht die Auswertungseinrichtung 8 zum Schritt S32 zurück. Anderenfalls geht die Auswertungseinrichtung 8 zum Schritt S2 (vergleiche auch FIG 7) über. According to FIG. 14, the step S1 is replaced by steps S31 to S36. In step S31, an energy value E is set to 0. In step S32, the noise G detected by the sound sensor 6 is received for a (short) period of time. In step S33, the noise G received in step S32 is added to the previously received noise G, that is, timed thereto. In step S34, the energy content δΕ of the noise SG received in step S32 is determined. In step S35, the energy value E is incremented by the energy content δΕ. in the Step S36 checks the evaluation device 8, whether the energy value E has exceeded a limit E0. If this is not the case, the evaluation device 8 returns to step S32. Otherwise, the evaluation device 8 goes to step S2 (see also FIG. 7).
Im Rahmen der Vorgehensweise von FIG 14 wird also von der Auswertungseinrichtung 8 ab dem Beginn des Zeitintervall T eine Schallenergie E des erfassten Geräuschs G ermittelt. Das Zeitintervall T wird von der Auswertungseinrichtung 8 terminiert, wenn die akkumulierte Schallenergie E einen Energiegrenzwert E0 erreicht. In the context of the procedure of FIG. 14, therefore, a sound energy E of the detected noise G is determined by the evaluation device 8 from the beginning of the time interval T. The time interval T is terminated by the evaluation device 8 when the accumulated sound energy E reaches an energy limit E0.
Alternativ zu den Vorgehensweisen gemäß den FIG 6 bis 14 ist es möglich, dass die Auswertungseinrichtung 8 - siehe in FIG 15 die obere Darstellung und den Schritt S41 in FIG 16 - das Zeitintervall T in eine Mehrzahl von Teilintervallen Ί" unterteilt. Die Anzahl an Teilintervallen Ί" kann insbesondere zwischen 20 und 100 liegen. Die Zeitdauer der Teilintervalle Ί" liegt in der Regel bei maximal 1 Sekunde. Oftmals liegt sie bei maximal 100 ms, insbesondere zwischen 20 ms und 80 ms, beispielsweise bei ca. 50 ms . As an alternative to the procedures according to FIGS 6 to 14, it is possible for the evaluation device 8 - see the top illustration and the step S41 in FIG 16 - to subdivide the time interval T into a plurality of subintervals Ί "- the number of subintervals Ί "can be between 20 and 100 in particular. The duration of the subintervals Ί "is usually a maximum of 1 second, often up to 100 ms, in particular between 20 ms and 80 ms, for example about 50 ms.
In einem Schritt S42 ermittelt die Auswertungseinrichtung 8 für die Teilintervalle Ί" jeweils deren Leistungsspektrum S. FIG 17 zeigt rein beispielhaft für eines der Teilintervalle Ί" dessen Leistungsspektrum S. In einem Schritt S43 ermittelt die Auswertungseinrichtung 8 für die Teilintervalle Ί" jeweils die im jeweiligen Leistungsspektrum S enthaltene Energie P. Weiterhin ermittelt die Auswertungseinrichtung 8 in einem Schritt S44 für die Teilintervalle Ί" jeweils einen Energieanteil P'. Der Energieanteil P' ist derjenige Energieanteil des jeweiligen Leistungsspektrums S, der zwischen einer unteren Grenzfrequenz fl und oberen Grenz frequenz f2 liegt. Die untere Grenz frequenz fl kann beispielsweise zwischen 200 Hz und 1000 Hz liegen, insbesondere bei etwa 500 Hz. Die obere Grenzfrequenz f2 kann beispielsweise zwischen 500 Hz und 2000 Hz liegen, insbesondere bei etwa 1000 Hz. Es ist möglich dass die beiden Grenz frequenzen fl, f2 der Auswertungseinrichtung 8 fest vorgegeben sind. Alternativ können sie der Auswertungseinrichtung 8 beispielsweise von der Bedienperson 14 vorgegeben werden. FIG. 17 shows, purely by way of example, one of the subintervals Ί "of its power spectrum S. In a step S43, the evaluation device 8 determines the respective intervals in the respective intervals for the subintervals Ί" Power spectrum S contained energy P. Furthermore, the evaluation device 8 determined in a step S44 for the subintervals Ί "each a share of energy P '. The energy component P 'is that part of the energy of the respective power spectrum S, which is between a lower limit frequency fl and upper limit frequency f2. The lower limit frequency fl may for example be between 200 Hz and 1000 Hz, in particular at about 500 Hz. The upper limit frequency f2 may for example be between 500 Hz and 2000 Hz, in particular at about 1000 Hz. It is possible that the two limit frequencies fl, f2 of the evaluation device 8 are fixed. Alternatively, they can be specified to the evaluation device 8, for example by the operator 14.
In einem Schritt S45 ermittelt die Auswertungseinrichtung 8 für die Teilintervalle Ί" jeweils einen Anteil q = P'/P. FIG 15 zeigt im unteren Teil rein beispielhaft eine mögliche Abfolge der ermittelten Anteile q. In einem Schritt S46 ermittelt die Auswertungseinrichtung 8 schließlich die Materialeigenschaft. Die Ermittlung erfolgt insbesondere anhand des Anteils an Teilintervallen T', bei denen der Anteil q oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes qO liegt. Der Schwellenwert qO kann - je nach Vorgabe der beiden Grenzfrequenzen fl, f2 - beispielsweise zwischen 0,2 und 0,5 liegen. Falls die Gesamtzahl an Teilintervallen Ί" vorab bekannt ist, kann direkt die Anzahl an Teilintervallen Ί" verwertet werden. Anderenfalls wird in der Regel zuvor der Quotient mit der Gesamtzahl an Teilintervallen Ί" gebildet. Die Auswertungseinrichtung 8 kann für die Auswertung des Anteils an Teilintervallen T ' , bei denen der Anteil q oberhalb des vorbestimmten Schwellenwertes qO liegt, insbesondere entsprechend der Darstellung in den FIG 5 und 16 eine Fuzzylogik 18 aufweisen. In a step S45, the evaluation device 8 determines a proportion q = P '/ P for the subintervals Ί ".Figure 15 shows in the lower part purely by way of example a possible sequence of the determined proportions q. In a step S46, the evaluation device 8 finally determines the material property The determination takes place, in particular, on the basis of the proportion of subintervals T 'in which the proportion q is above a predetermined threshold value qO The threshold value q0 can be between 0.2 and 0.5, depending on the specification of the two limit frequencies f1, f2 If the total number of subintervals Ί "is known in advance, the number of subintervals Ί" can be used directly, otherwise the quotient with the total number of subintervals Ί "is usually formed beforehand. The evaluation device 8 may have a fuzzy logic 18 for the evaluation of the proportion of subintervals T ', in which the proportion q is above the predetermined threshold value qO, in particular as shown in FIGS.
Es ist möglich, dass die Auswertungseinrichtung 8 eines oder mehrere der obenstehend erläuterten Verfahren permanent ausführt. Alternativ ist es möglich, dass die Auswertungseinrichtung 8 (mindestens) eines dieser Verfahren nur von Zeit zu Zeit ausführt. Beispielsweise ist es möglich, dass der Auswertungseinrichtung 8 entsprechend der Darstellung in FIG 5 von der Bedienperson 14 ein Auslösesignal C vorgegeben wird. In diesem Fall kann das Vorgeben des Auslösesignals C den Beginn eines Zeitintervalls T bestimmen. Beispielsweise kann die Auswertungseinrichtung 8 bei Vorgabe des Auslösesignals C sofort oder nach einer gewissen Verzögerungszeit ein Zeitintervall T starten. Auch ist es möglich, dass der Auswertungseinrichtung 8 vom Automatisierungssystem 15 - ähnlich einer Wegverfolgung - Informationen I' über das Fördern des stückigen Materials 1 vorgegeben werden und dass die Auswertungseinrichtung 8 die erfindungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit von diesen Informationen I' beginnt und beendet. It is possible that the evaluation device 8 permanently executes one or more of the methods explained above. Alternatively, it is possible that the evaluation device 8 executes (at least) one of these methods only from time to time. For example, it is possible for the evaluation device 8 to be given a triggering signal C by the operator 14 as shown in FIG. In this case, the specification of the trigger signal C may determine the beginning of a time interval T. By way of example, the evaluation device 8 can start a time interval T when the triggering signal C is given immediately or after a certain delay time. It is also possible that the evaluation device 8 from the automation system 15 - similar to a tracking - information I 'on the conveying of the lumpy material 1 are given and that the evaluation device 8 the inventive method in response to this information I 'begins and ends.
Weiterhin ist es möglich, dass der Auswertungseinrichtung 8 auf das stückige Material 1 bezogene Daten D vorgegeben werden. Die Daten D können beispielsweise - gegebenenfalls zusätzlich zu den Informationen I ' - Informationen über den Förderweg des stückigen Materials 1, über eine Fördergeschwindigkeit und/oder Art und Struktur des stückigen Materials 1 umfassen. In diesem Fall ist es möglich, dass die Auswertungseinrichtung 8 die Daten im Rahmen der Auswertung des erfassten Geräuschs G berücksichtigt. Die Vorgabe der Daten D kann durch die Bedienperson 14 oder das Automatisierungssystem 15 erfolgen. Beispielsweise kann die Auswertungseinrichtung 8 in dem Fall, dass ihr eine Fördergeschwindigkeit des stückigen Materials vorgegeben wird, die Auswertung als solche anpassen. Insbesondere können für die Bestimmung der Materialart die Refe- renzwichtungsfaktoren ail, ai2, ai3 oder die Größe des Furthermore, it is possible for the evaluation device 8 to specify data D related to the lumpy material 1. By way of example, in addition to the information I ', the data D may include information about the conveying path of the lumpy material 1, about a conveying speed and / or the type and structure of the lumpy material 1. In this case, it is possible for the evaluation device 8 to take into account the data in the context of the evaluation of the detected noise G. The specification of the data D can be done by the operator 14 or the automation system 15. For example, the evaluation device 8 in the event that it is given a conveying speed of the lumpy material, adjust the evaluation as such. In particular, for the determination of the material type, the reference weighting factors ail, ai2, ai3 or the size of the
Fehlerbandes und/oder für die Bestimmung der Materialstruktur die untere und/oder die obere Grenzfrequenz fl, f2 und eventuell auch der Schwellenwert qO angepasst werden. Auch ist eine Plausibilitätsprüfung möglich, wenn die Auswertungseinrichtung 8 beispielsweise kein Geräusch G erfasst, das durch den Kontakt des stückigen Materials 1 mit der Kontaktfläche 7a, 7b und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche 7a, 7b hervorgerufen wird, obwohl dies aufgrund der Daten D der Fall sein müsste. Error band and / or for the determination of the material structure, the lower and / or the upper limit frequency fl, f2 and possibly also the threshold qO be adjusted. Also, a plausibility check is possible if the evaluation device 8 detects, for example, no noise G, which is caused by the contact of the particulate material 1 with the contact surface 7a, 7b and its movement relative to the contact surface 7a, 7b, although this is due to the data D of Case would have to be.
Von der Auswertungseinrichtung 8 wird, wie bereits erwähnt, gemäß FIG 5 eine Information I über die ermittelte Materialeigenschaft ausgegeben. Die Ausgabe kann nach Bedarf an die Bedienperson 14 und/oder an das Automatisierungssystem 15 erfolgen. Wenn die Ausgabe an das Automatisierungssystem 15 erfolgt, ist das Automatisierungssystem 15 in der Lage, die ermittelte Mate- rialeigenschaft automatisch zu verarbeiten. Insbesondere kann das Automatisierungssystem 15 (dem selbstverständlich bekannt ist, welches Material zu welchem Zeitpunkt von wo nach wo gefördert werden soll) überprüfen, ob die erkannte Materi- aleigenschaft ordnungsgemäß ist. Gegebenenfalls kann sogar eine bereits bestehende Förderung verlangsamt, gestoppt oder unterbrochen werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Auswertungseinrichtung 8 die ermittelte Materialeigenschaft im Sinne einer Historie abspeichert. Die abgespeicherte Materialeigenschaft überschreibt also nicht bisher abgespeicherte Materialeigenschaften, sondern wird zusätzlich zu diesen gespeichert, am besten zusammen mit einem Zeitstempel. From the evaluation device 8, as already mentioned, according to FIG. 5, information I about the determined material property is output. The output can be made as needed to the operator 14 and / or to the automation system 15. When the output is made to the automation system 15, the automation system 15 is able to automatically process the determined material property. In particular, the automation system 15 (which, of course, knows which material is to be transported from where to where at what time) can check whether the detected material property is correct. If necessary, even existing funding can be slowed, stopped or interrupted. Alternatively or additionally, it is possible that the evaluation device 8 stores the determined material property in the sense of a history. The stored material property thus does not overwrite previously stored material properties, but is stored in addition to these, ideally together with a time stamp.
Es ist weiterhin möglich, dass der Auswertungseinrichtung 8 eine erwartete Materialeigenschaft bekannt ist. Beispielsweise können entsprechende Vorgaben durch die Bedienperson 14 und/oder das Automatisierungssystem 15 erfolgen. Im Falle derartige Vorgaben kann die Auswertungseinrichtung 8 die ermittelte Materialeigenschaft mit der erwarteten Materialeigenschaft vergleichen. Im Falle einer Abweichung der ermittelten Materialeigenschaft von der erwarteten Materialeigenschaft gibt die Auswertungseinrichtung 8 gemäß FIG 5 eine It is also possible that the evaluation device 8 an expected material property is known. For example, corresponding specifications can be made by the operator 14 and / or the automation system 15. In the case of such specifications, the evaluation device 8 can compare the determined material property with the expected material property. In the case of a deviation of the determined material property from the expected material property, the evaluation device 8 according to FIG. 5 gives a
Alarmmeldung A aus . Die Ausgabe der Alarmmeldung A erfolgt vorzugsweise an die Bedienperson 14, kann zusätzlich aber auch an das Automatisierungssystem 15 übermittelt werden. Die Alarmmeldung A ist eine von der Information I' verschiedene Meldung. Es kann sich beispielsweise um einen akustischen und/oder optischen Alarm handeln.  Alarm message A off. The output of the alarm message A preferably takes place to the operator 14, but can also be transmitted to the automation system 15 in addition. The alarm message A is a message different from the information I '. It may be, for example, an audible and / or visual alarm.
Im Minimalfall ist nur ein einziger Schallsensor 6 vorhanden. Vorzugsweise wird jedoch entsprechend der Darstellung in FIG 18 mittels mehrerer Schallsensoren 6 an verschiedenen Orten jeweils ein Geräusch G erfasst. Die erfassten Geräusche G werden gemäß FIG 18 der Auswertungseinrichtung 8 zugeführt. In diesem Fall kann von der Auswertungseinrichtung 8 anhand der erfassten Geräusche G ermittelt werden, an welchem Ort durch den dort angeordneten Schallsensor 6 das durch den Kontakt des stückigen Materials 1 mit der (dortigen) Kontaktfläche 7a, 7b und dessen Bewegung relativ zu der (dortigen) Kontaktfläche 7a, 7b hervorgerufene Geräusch G erfasst wird. Die Auswertungseinrichtung 8 kann zum einen daraufhin nur noch dieses eine Geräusch G auswerten. Zum anderen kann die Auswertungseinrichtung 8 überprüfen, ob dieser Ort mit einem erwarteten Ort übereinstimmt. Im Falle der Nichtübereinstimmung kann die Auswertungseinrichtung 8 insbesondere entsprechend der Darstellung in FIG 5 eine Alarmmeldung A' ausgeben. In the minimum case, only a single sound sensor 6 is present. Preferably, however, according to the illustration in FIG. 18, in each case a noise G is detected by means of a plurality of sound sensors 6 at different locations. The detected noises G are fed to the evaluation device 8 according to FIG. In this case it can be determined by the evaluation device 8 on the basis of the detected noise G, at which location by the sound sensor 6 arranged there by the contact of the lumpy material 1 with the (local) contact surface 7a, 7b and its movement relative to the (there ) Contact surface 7a, 7b caused noise G is detected. On the one hand, the evaluation device 8 can then only evaluate this one noise G. On the other hand, the evaluation device 8 Verify that this location matches an expected location. In the case of disagreement, the evaluation device 8, in particular according to the illustration in FIG 5 output an alarm message A '.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten The used in the context of the present invention
Schallsensoren 6 können nach Bedarf ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich um ein Mikrofon, ein Hydrofon oder einen Körperschallsensor handeln. Insbesondere im Falle eines Mikrofons und eventuell auch im Falle eines Hydrofons kann der Schallsensor 6 insbesondere eine Richtcharakteristik aufweisen. Dies wird nachstehend in Verbindung mit den FIG 19 und 20 näher erläutert . Sound sensors 6 may be formed as needed. For example, it may be a microphone, a hydrophone or a structure-borne sound sensor. In particular, in the case of a microphone and possibly also in the case of a hydrophone, the sound sensor 6 may in particular have a directional characteristic. This will be explained in more detail below in connection with FIGS. 19 and 20.
Gemäß FIG 19 weist der Schallsensor 6 eine Vorzugsrichtung 19 auf. Trifft der Schall aus der Vorzugsrichtung 19 auf den Schallsensor 6 auf, weist der Schallsensor 6 gemäß FIG 20 eine maximale Sensitivität auf. Je größer ein Winkel α ist, unter dem der Schall auf den Schallsensor 6 auftrifft, von der Vorzugsrichtung 19 abweicht, desto geringer wird gemäß FIG 20 die Sensitivität. Eine auf die maximale Sensitivität normierte relative Sensitivität sinkt daher auf Werte unterhalb von 1 ab. Richtcharakteristik bedeutet nun, dass der Winkel αθ, bei dem die relative Sensitivität unter den Wert von 0,1 sinkt, bei maximal 20° liegt. According to FIG. 19, the sound sensor 6 has a preferred direction 19. If the sound from the preferred direction 19 impinges on the sound sensor 6, the sound sensor 6 according to FIG. 20 has a maximum sensitivity. The greater an angle α at which the sound impinges on the sound sensor 6, deviates from the preferred direction 19, the lower becomes the sensitivity according to FIG. A relative sensitivity normalized to the maximum sensitivity therefore decreases to values below 1. Directional characteristic now means that the angle αθ, at which the relative sensitivity drops below the value of 0.1, is at a maximum of 20 °.
Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt: In summary, the present invention thus relates to the following facts:
Ein stückiges Material 1 wird mittels einer Fördereinrichtung 2 derart gefördert, dass es eine Kontaktfläche 7a, 7b der Fördereinrichtung 2 kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche 7a, 7b bewegt wird. Mittels mindestens eines Schallsensors 6 wird ein durch den Kontakt des stückigen Materials 1 mit der Kontaktfläche 7a, 7b und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche 7a, 7b hervorgerufenes Geräusch G erfasst. Das erfasste Geräusch G wird einer Auswertungseinrichtung 8 zugeführt. Die Auswertungseinrichtung 8 ermittelt durch Auswerten des während eines Zeitintervalls T erfassten Geräuschs G automatisch mindestens eine Materialeigenschaft des stückigen Materials 1. A lumpy material 1 is conveyed by means of a conveyor 2 such that it contacts a contact surface 7a, 7b of the conveyor 2 and is moved relative to the contact surface 7a, 7b. By means of at least one sound sensor 6, a sound G caused by the contact of the lumpy material 1 with the contact surface 7a, 7b and its movement relative to the contact surface 7a, 7b is detected. The detected noise G is fed to an evaluation device 8. The evaluation device 8 determines by evaluating the during a Time interval T detected noise G automatically at least one material property of the particulate material. 1
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist auf einfache und kostengünstige Weise jederzeit eine zuverlässige Erkennung von Materialeigenschaften möglich. Das Bedienpersonal wird hierbei von Lärm- und Staubbelastungen entlastet. Durch die Kopplung mit dem Automatisierungssystem 15 ist es weiterhin möglich, gegenseitige automatische Abstimmungen zwischen der Auswertungseinrichtung 8 und dem Automatisierungssystem 15 zu implementieren. The present invention has many advantages. In particular, a reliable detection of material properties is possible at any time in a simple and cost-effective manner. The operating personnel are relieved of noise and dust. Due to the coupling with the automation system 15, it is also possible to implement mutual automatic adjustments between the evaluation device 8 and the automation system 15.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 stückiges Material 1 piece of material
2 Fördereinrichtung 2 conveyor
3a bis 3c Förderelemente 3a to 3c conveying elements
4a bis 4c Übergabestellen 4a to 4c transfer points
5a bis 5d Vorratsbereiche 5a to 5d storage areas
5' Rutschen 5 'slides
6 SchallSensoren 6 sound sensors
7a, 7b Kontaktflächen 7a, 7b contact surfaces
8 Auswertungseinrichtung 9 Verstärker  8 evaluation device 9 amplifiers
10 Analog-Digital-Wandler 11 Filter  10 analog-to-digital converter 11 filters
12 weiterer Schallsensor 13 Verarbeitungseinrichtung 14 Bedienperson 12 further sound sensor 13 processing device 14 operator
15 AutomatisierungsSystem 16 Schnittstellen 15 Automation System 16 Interfaces
17 Zähler 17 counters
18 Fuzzylogik 18 fuzzy logic
19 Vorzugsrichtung 19 preferred direction
A, A ' Alarmmeldungen  A, A 'Alarm messages
ai Wichtungsfaktoren ail, ai2, ai3 Referenzwichtungsfaktorenai weighting factors ail, ai2, ai3 reference weighting factors
C Auslösesignal C trip signal
D Daten D data
f Frequenz f frequency
f1, f2 Grenzfrequenzen f1, f2 cutoff frequencies
E Energiewert E energy value
E0 Grenzwert E0 limit
G Geräusch G noise
g resultierende Funktion gi Ausgangsfunktionen gRl, gR2, gR3 Referenzfunktion g resulting function gi output functions gRl, gR2, gR3 reference function
GU Umgebungsgeräusch GU ambient noise
I, I' Informationen  I, I 'information
Wert des Zählers M Endwert Value of the counter M final value
P Energie  P energy
P' Energieanteil q Anteil q0 Schwellenwert P 'energy share q share q0 threshold
S SpektrumS spectrum
Sl bis S46 SchritteSl to S46 steps
T ZeitintervallT time interval
T ' TeilIntervalle t Zeit T 'partial intervals t time
Oi , αθ Winkel δΕ Energieinhalt  Oi, αθ angle δΕ energy content

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Materialeigenschaft eines stückigen Materials (1), 1. A method for determining at least one material property of a lumpy material (1),
- wobei das stückige Material (1) mittels einer Fördereinrichtung (2) derart gefördert wird, dass es eine Kontaktfläche (7a, 7b) der Fördereinrichtung (2) kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche (7a, 7b) bewegt wird, - wherein the particulate material (1) by means of a conveyor (2) is conveyed such that it contacts a contact surface (7a, 7b) of the conveyor (2) and relative to the contact surface (7a, 7b) is moved,
- wobei mittels mindestens eines Schallsensors (6) ein durch den Kontakt des stückigen Materials (1) mit der Kontaktfläche (7a, wherein by means of at least one sound sensor (6) by the contact of the lumpy material (1) with the contact surface (7a,
7b) und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche (7a, 7b) hervorgerufenes Geräusch (G) erfasst wird, 7b) and whose movement relative to the contact surface (7a, 7b) caused noise (G) is detected,
- wobei das erfasste Geräusch (G) einer Auswertungseinrichtung (8) zugeführt wird,  - wherein the detected noise (G) is fed to an evaluation device (8),
- wobei die Auswertungseinrichtung (8) durch Auswerten des während eines Zeitintervalls (T) erfassten Geräuschs (G) automatisch die Materialeigenschaft ermittelt. - wherein the evaluation device (8) by evaluating the detected during a time interval (T) noise (G) automatically determines the material property.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass das stückige Material (1) an einer Übergabestelle (4a, 4b) von einem ersten Förderelement (3a, 3b) der Fördereinrichtung (2) an ein zweites Förderelement (3b, 3c) der Fördereinrichtung (2) übergeben wird und dass die Kontaktfläche (7a, 7b) im Bereich der Übergabestelle (4a, 4b) angeordnet ist. in that the lumpy material (1) is transferred at a transfer point (4a, 4b) from a first conveying element (3a, 3b) of the conveying device (2) to a second conveying element (3b, 3c) of the conveying device (2) and that the contact surface ( 7a, 7b) in the region of the transfer point (4a, 4b) is arranged.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass das erste Förderelement (3a, 3b) ortsfest angeordnet ist, so dass das stückige Material (1) dem ersten Förderelement (3a, 3b) an einer vordefinierten Zuführstelle zugeführt wird und die Übergabestelle (4a, 4b), an der das stückige Material (1) an das zweite Förderelement (3b, 3c) übergeben wird, ebenfalls ortsfest ist . in that the first conveying element (3a, 3b) is arranged stationary so that the lumpy material (1) is fed to the first conveying element (3a, 3b) at a predefined feeding point and the transfer point (4a, 4b) at which the lumpy material (FIG. 1) is transferred to the second conveying element (3b, 3c), is also stationary.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, 4. The method according to claim 2 or 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass das zweite Förderelement (3b) ortsfest angeordnet ist, so dass das stückige Material (1) von dem zweiten Förderelement (3b) an einer vordefinierten Abgabestelle abgegeben wird oder dass das zweite Förderelement (3c) beweglich ist, so dass das stückige Material (1) von dem zweiten Förderelement (3c) je nach dessen Positionierung einem von mehreren Vorratsbereichen (5a, 5b) zugeführt wird. that the second conveying element (3b) is arranged stationary, so in that the lumpy material (1) is delivered from the second conveying element (3b) at a predefined delivery point or in that the second conveying element (3c) is movable so that the lumpy material (1) moves from the second conveying element (3c) according to its positioning one of a plurality of storage areas (5a, 5b) is supplied.
5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, 5. The method according to any one of the above claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Bewegung des Materials (1) relativ zur Kontaktfläche (7a, 7b) ein orthogonales oder schräges Aufprallen auf die Kontaktfläche (7a) oder ein Entlanggleiten entlang der Kontaktfläche (7b) ist. in that the movement of the material (1) relative to the contact surface (7a, 7b) is an orthogonal or oblique impact on the contact surface (7a) or a sliding along the contact surface (7b).
6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, 6. The method according to any one of the above claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass der Schallsensor (6) eine Richtcharakteristik aufweist. the sound sensor (6) has a directional characteristic.
7. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, 7. Method according to one of the above claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass das während des Zeitintervalls (T) erfasste Geräusch (G) im Rahmen der Auswertung von der Auswertungseinrichtung (8) zunächst gefiltert wird und sodann weiter verarbeitet wird. in that the noise (G) detected during the time interval (T) is first filtered by the evaluation device (8) during the evaluation and then further processed.
8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, 8. The method according to any one of the above claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass von der Auswertungseinrichtung (8) von dem während des Zeitintervalls (T) erfassten Geräusch (G) ein Umgebungsgeräusch (GU) subtrahiert wird. an ambient noise (GU) is subtracted from the evaluation device (8) by the noise (G) detected during the time interval (T).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. The method according to any one of claims 1 to 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass von der Auswertungseinrichtung (8) zum Ermitteln der Materialeigenschaff that of the evaluation device (8) for determining the Materialeigenschaff
- eine resultierende Funktion (g) als Linearkombination vorgegebener Ausgangsfunktionen (gi) ermittelt wird, wobei die Ausgangsfunktionen (gi) mit einem jeweiligen Wichtungsfaktor (ai) gewichtet in die resultierende Funktion (g) eingehen, - die Wichtungsfaktoren (ai) derart ermittelt werden, dass eine Norm der Abweichung der resultierenden Funktion (g) von einem Spektrum (S) des während des Zeitintervalls (T) erfassten Geräuschs (G) als Integral über die Frequenz (f) minimal ist, - für die jeweilige Materialeigenschaft ein jeweiliger Satz von Referenzwichtungsfaktoren (ail, ai2, ai3) gegeben ist, durch die eine jeweilige Referenzfunktion (gRl, gR2, gR3) bestimmt ist, und a resulting function (g) is determined as a linear combination of predetermined output functions (gi), wherein the output functions (gi) are weighted with a respective weighting factor (ai) into the resulting function (g), the weighting factors (ai) are determined so that a norm of the deviation of the resulting function (g) from a spectrum (S) of the noise (G) detected during the time interval (T) as an integral over the frequency (f) is minimal, for the respective material property a respective set of reference weighting factors (ail, ai2, ai3) is given, by which a respective reference function (gR1, gR2, gR3) is determined, and
- die Materialeigenschaft anhand eines Vergleichs der resul- tierenden Funktion (g) mit den Referenz funktionen (gRl, gR2, gR3) oder anhand eines Vergleichs der ermittelten Wichtungsfaktoren (ai) mit den Referenzwichtungsfaktoren (ail, ai2, ai3) der jeweiligen Referenz funktion (gRl, gR2, gR3) bestimmt wird.  - the material property based on a comparison of the resulting function (g) with the reference functions (gRl, gR2, gR3) or on the basis of a comparison of the determined weighting factors (ai) with the reference weighting factors (ail, ai2, ai3) of the respective reference function ( gR1, gR2, gR3).
10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass von der Auswertungseinrichtung (8) zum Ermitteln der Materialeigenschaft an einer Anzahl von Stützstellen (16) die Norm der Abweichung der resultierenden Funktion (g) von der jeweiligen Referenzfunktion (gRl, gR2, gR3) ermittelt wird und dass die Anzahl an Stützstellen (16) kleiner als die Anzahl an Ausgangsfunktionen (gi) ist, die in die Linearkombination eingehen . the standard of deviation of the resulting function (g) from the respective reference function (gR1, gR2, gR3) is determined by the evaluation device (8) for determining the material property at a number of support points (16) and that the number of support points (16 ) is less than the number of output functions (gi) that enter the linear combination.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, 11. The method according to claim 9 or 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Ausgangsfunktionen (gi) Polynomfunktionen sind. that the output functions (gi) are polynomial functions.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, 12. The method according to claim 9, 10 or 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Ausgangsfunktionen (gi) orthogonale Funktionen sind. the output functions (gi) are orthogonal functions.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, 13. The method according to any one of claims 9 to 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
- dass das Verfahren von der Auswertungseinrichtung (8) in einem Arbeitsmodus ausgeführt wird, - dass in einem Lernmodus das stückige Material (1) derart gefördert wird, dass es die Kontaktfläche (7a, 7b) kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche (7a, 7b) bewegt wird, der Auswertungseinrichtung (8) die Materialeigenschaft vorgegeben wird und von der Auswertungseinrichtung (8) mehrfach that the method is executed by the evaluation device (8) in a working mode, - That in a learning mode, the lumpy material (1) is promoted such that it contacts the contact surface (7 a, 7 b) and relative to the contact surface (7 a, 7 b) is moved, the evaluation device (8) the material property is specified and of the Evaluation device (8) several times
-- mittels des mindestens einen Schallsensors (6) während eines jeweiligen Zeitintervalls (T) das durch den Kontakt des stückigen Materials (1) mit der Kontaktfläche (7a, 7b) und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche (7a, 7b) hervorgerufene Geräusch (G) erfasst wird,  - By means of the at least one sound sensor (6) during a respective time interval (T) caused by the contact of the particulate material (1) with the contact surface (7a, 7b) and its movement relative to the contact surface (7a, 7b) noise ( G) is detected,
-- für das jeweilige Zeitintervall (T) eine jeweilige resultierende Funktion (g) als Linearkombination der vorgegebenen Ausgangsfunktionen (gi) ermittelt wird, wobei die Ausgangsfunktionen (gi) mit einem jeweiligen Wichtungs- faktor (ai) gewichtet in die resultierende Funktion (G) eingehen, und  a respective resulting function (g) is determined as a linear combination of the given output functions (gi) for the respective time interval (T), the output functions (gi) being weighted with a respective weighting factor (ai) into the resulting function (G) come in, and
-- für das jeweilige Zeitintervall (T) die Wichtungsfaktoren (ai) derart ermittelt werden, dass eine Norm der Abweichung der jeweiligen resultierenden Funktion (g) von einem Spektrum (S) des während des jeweiligen Zeitintervalls (T) erfassten Geräuschs (G) minimal ist, und  - For the respective time interval (T) the weighting factors (ai) are determined such that a norm of the deviation of the respective resulting function (g) from a spectrum (S) of the during the respective time interval (T) detected noise (G) minimal is and
- dass von der Auswertungseinrichtung (8) im Lernmodus anhand der Gesamtheit der für die Zeitintervalle (T) jeweils ermittelten Wichtungsfaktoren (ai) die Referenzwichtungsfaktoren (ai4) ermittelt werden und der vorgegebenen Materialeigenschaft zugeordnet werden.  in that the reference weighting factors (ai4) are determined by the evaluation device (8) in the learning mode on the basis of the totality of the weighting factors (ai) respectively determined for the time intervals (T) and assigned to the predetermined material property.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, 14. The method according to any one of claims 9 to 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass das Zeitintervall (T) im ein- oder zweistelligen Sekundenbereich liegt. that the time interval (T) is in one or two-digit seconds range.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, 15. The method according to any one of claims 9 to 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass das Zeitintervall (T) vorbestimmt ist oder dass von der Auswertungseinrichtung (8) ab dem Beginn des Zeitintervalls (T) eine Schallenergie (E) des erfassten Geräuschs (G) ermittelt wird und das Zeitintervall (T) von der Auswertungseinrichtung (8) terminiert wird, wenn die akkumulierte Schallenergie (E) einen Energiegrenzwert (E0) erreicht. the time interval (T) is predetermined or that from the evaluation device (8) from the beginning of the time interval (T) a sound energy (E) of the detected noise (G) is determined and the time interval (T) from the evaluation device (8) is terminated when the accumulated sound energy (E) reaches an energy limit (E0).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 16. The method according to any one of claims 1 to 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Auswertungseinrichtung (8) that the evaluation device (8)
- das Zeitintervall (T) in eine Mehrzahl von Teilintervallen (Τ') unterteilt ,  dividing the time interval (T) into a plurality of subintervals (Τ '),
- für die Teilintervalle (Τ') j eweils einen Anteil (q) ermittelt, zu dem die Leistung eines Leistungsspektrums (S) des während des jeweiligen Teilintervalls (Τ') erfassten Geräuschs (G) zwischen einer unteren Grenzfrequenz (fl) und einer oberhalb der unteren Grenzfrequenz (fl) liegenden  - For the subintervals (Τ ') in each case a proportion (q) is determined, to which the power of a power spectrum (S) during each sub-interval (Τ') detected noise (G) between a lower cutoff frequency (fl) and one above the lower limit frequency (fl) lying
oberen Grenzfrequenz (f2) liegt, und  upper limit frequency (f2), and
- die Materialeigenschaft anhand des Anteils an Teilintervallen (Τ') ermittelt, bei denen der Anteil (q) der Leistung oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes (qO) liegt. - the material property is determined on the basis of the proportion of subintervals (Τ ') in which the proportion (q) of the power is above a predetermined threshold value (qO).
17. Verfahren nach Anspruch 16, 17. The method according to claim 16,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die untere Grenzfrequenz (fl) zwischen 200 Hz und 1000 Hz liegt und/oder dass die obere Grenzfrequenz (f2) zwischen 500 Hz und 2000 Hz liegt. the lower limit frequency (fl) is between 200 Hz and 1000 Hz and / or the upper limit frequency (f2) is between 500 Hz and 2000 Hz.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, 18. The method according to claim 16 or 17,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Teilintervalle (Τ') eine Zeitdauer aufweisen, die maximal bei 1 Sekunde liegt, beispielsweise bei maximal 100 ms, insbesondere zwischen 20 ms und 80 ms, und dass das Zeitintervall (T) mit 20 bis 100 Teilintervallen (Τ') korrespondiert. the subintervals (Τ ') have a maximum duration of 1 second, for example at a maximum of 100 ms, in particular between 20 ms and 80 ms, and that the time interval (T) corresponds to 20 to 100 subintervals (Τ').
19. Verfahren nach Anspruch 16, 17 oder 18, 19. The method according to claim 16, 17 or 18,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Auswertungseinrichtung (8) die Materialeigenschaft anhand des Anteils an Teilintervallen (Τ'), bei denen der Anteil (q) der Leistung oberhalb des vorbestimmten Schwellenwertes (qO) liegt, mittels einer Fuzzylogik (18) ermittelt. in that the evaluation device (8) determines the material property by means of a fuzzy logic (18) on the basis of the proportion of subintervals (Τ ') at which the proportion (q) of the power lies above the predetermined threshold value (q0).
20. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 20. Method according to one of the above claims, d a d e r c h e c e n e c e n e,
dass der Auswertungseinrichtung (8) von einer Bedienperson (14) ein Auslösesignal (C) vorgegeben wird und dass das Vorgeben des Auslösesignals (C) den Beginn eines Zeitintervalls (T) bestimmt. in that an evaluation signal (C) is given by the operator (14) to the evaluation device (8) and that the specification of the triggering signal (C) determines the beginning of a time interval (T).
21. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, 21. Method according to one of the above claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass der Auswertungseinrichtung (8) auf das stückige Material (1) bezogene Daten (D) vorgegeben werden und dass die Auswertungseinrichtung (8) die Daten (D) im Rahmen der Auswertung des erfassten Geräuschs (G) berücksichtigt. in that the evaluation device (8) is assigned data (D) related to the lumpy material (1) and that the evaluation device (8) takes into account the data (D) in the context of the evaluation of the detected noise (G).
22. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, 22. Method according to one of the above claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Auswertungseinrichtung (8) eine die ermittelte Materialeigenschaft repräsentierende Information (I) ausgibt und/ oder diese Information (I) im Sinne einer Historie abspeichert. the evaluation device (8) outputs an information (I) representing the determined material property and / or stores this information (I) in the sense of a history.
23. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, 23. Method according to one of the above claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Auswertungseinrichtung (8) die ermittelte Materialeigenschaft mit einer erwarteten Materialeigenschaft vergleicht und dass die Auswertungseinrichtung (8) im Falle einer Abweichung der ermittelten Materialeigenschaft von der erwarteten Materialeigenschaft eine Alarmmeldung (A) ausgibt. that the evaluation device (8) compares the determined material property with an expected material property, and that the evaluation device (8) issues an alarm message (A) in the event of a deviation of the determined material property from the expected material property.
24. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, 24. Method according to one of the above claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
- dass mittels mehrerer Schallsensoren (6) an verschiedenen Orten jeweils ein Geräusch (G) erfasst wird, - That by means of several sound sensors (6) at each location a noise (G) is detected,
- dass die erfassten Geräusche (G) der Auswertungseinrichtung (8) zugeführt werden,  - That the detected noise (G) of the evaluation device (8) are supplied,
- dass von der Auswertungseinrichtung (8) anhand der erfassten Geräusche (G) ermittelt wird, an welchem Ort durch den dort angeordneten Schallsensor (6) das durch den Kontakt des stückigen Materials (1) mit der Kontaktfläche (7a, 7b) und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche (7a, 7b) hervorgerufene Geräusch (G) erfasst wird, und - Is determined by the evaluation device (8) based on the detected noise (G), at which location by the sound sensor arranged there (6) by the contact of the lumpy material (1) with the contact surface (7a, 7b) and whose movement relative to the contact surface (7a, 7b) caused noise (G) is detected, and
- dass von der Auswertungseinrichtung (8) überprüft wird, ob dieser Ort mit einem erwarteten Ort übereinstimmt, und im Falle der Nichtübereinstimmung eine Alarmmeldung (Α') ausgegeben wird .  - That is checked by the evaluation device (8), if this place coincides with an expected location, and in the case of non-compliance, an alarm message (Α ') is issued.
25. Auswertungseinrichtung zur Bestimmung mindestens einer Materialeigenschaft eines stückigen Materials (1), aufweisend - ein ersten Eingang zum Zuführen eines erfassten Geräusches (G) ,25. Evaluation device for determining at least one material property of a lumpy material (1), comprising - a first input for supplying a detected sound (G),
- wobei das stückige Material (1) mittels einer Fördereinrichtung (2) derart gefördert wird, dass es eine Kontaktfläche (7a, 7b) der Fördereinrichtung (2) kontaktiert und relativ zu der Kontaktfläche (7a, 7b) bewegt wird, und - wherein the particulate material (1) by means of a conveyor (2) is promoted such that it contacts a contact surface (7 a, 7 b) of the conveyor (2) and relative to the contact surface (7 a, 7 b) is moved, and
- wobei ein mittels mindestens eines Schallsensors (6) durch den Kontakt des stückigen Materials (1) mit der Kontaktfläche (7a, 7b) und dessen Bewegung relativ zu der Kontaktfläche (7a, 7b) hervorgerufenes Geräusch (G) dem ersten Eingang der Auswertungseinrichtung zugeführt wird, und - Wherein a by means of at least one sound sensor (6) by the contact of the lumpy material (1) with the contact surface (7a, 7b) and its movement relative to the contact surface (7a, 7b) caused noise (G) supplied to the first input of the evaluation device will, and
- eine Verarbeitungseinrichtung, wobei die Verarbeitungseinrichtung der Auswertungseinrichtung durch Auswerten des während eines Zeitintervalls (T) erfassten Geräuschs (G) automatisch die Materialeigenschaft ermittelt. a processing device, wherein the processing device of the evaluation device automatically determines the material property by evaluating the noise (G) detected during a time interval (T).
26. Auswertungseinrichtung nach Anspruch 25, 26. Evaluation device according to claim 25,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h marked by
- einen Filter (11) zum Filtern des Geräusches (G) , wobei der Filter (11) vorzugsweise ein Hochpass, Tiefpass oder Bandpassfilter ist, und/oder  a filter (11) for filtering the noise (G), the filter (11) preferably being a high-pass, low-pass or band-pass filter, and / or
- einen Amplitudenbegrenzer zur Begrenzung der Amplitude des Geräusches (G) . - An amplitude limiter for limiting the amplitude of the noise (G).
27. Auswertungseinrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 26, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h 27. Evaluation device according to one of claims 25 to 26, e e c e n e c e n e d e r c h
- einen zweiten Eingang zum Zuführen eines Umgebungsgeräusches (GU) , und - einen Subtrahierer zum Subtrahieren des Umgebungsgeräusches (GU) vom Geräusch (G) . - A second input for supplying an ambient noise (GU), and a subtractor for subtracting the ambient noise (GU) from the noise (G).
28. Auswertungseinrichtung nach Anspruch 25 bis 27, 28. Evaluation device according to claim 25 to 27,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , characterized ,
dass die Verarbeitungseinrichtung ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 23 implementiert. in that the processing device implements a method according to one of claims 7 to 23.
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