DD128231B1 - Schaltungsanordnung zur beruehrungslosen messung des foerdervolumens auf gurtbandfoerderern - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, insbesondere zur berührungslosen Messung des Fördervolumens auf Gurtbandförderern, wobei am Ausgang ein dem Fördervolumen proportionales elektrisches Signal und eine der Förderleistung äquivalente Impulsfolge zur Verfügung steht,

Die Schaltungsanordnung ist ebenso zur kontaktlosen Überwachung von Verhältnissen und Zustandsänderungen in umbauten und nicht umbauten Räumen verwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind Förderbandwaagen der verschiedensten Bauart z.3. nach DT-PS Nr. 1 088 723 imd 1 177 361 bekannt.

Nachteilig ist dabei, daß die Genauigkeit der Werte durch häufig wechselnde physikalische Eigenschaften des zu fördernden Materials nur unvollkommen sein kann. Außerdem ist der Einbau von Bandwaagen in vorhandene Bandanlagen schwierig und nicht an jeder beliebigen Stelle möglich«

Bekannt ist auch die Ermittlung des Förderquerschnitts durch Ultraschallabtastung, z.B. nach Patent DT-OS Nr. 1 944 199. Ein Schallgeber sendet in seiner Richtung eine definierte Impulsfolge, die vom Fördergut reflektiert und über einen Empfänger in ein elektrisches Signal umgewandelt wird« Die Phasenverschiebung zwischen Sende- und Empfangeimpulsen ist eine Funktion der Schütthöhe auf der Bandanlage«, Dor Nachteil liegt vor allem darin, daß lediglich die Schütthöhe unter der Annahme eines idealen Schüttkegels des Fordergutes gemessen v/i rd und dadurch das Meßergebnis nicht allsn Anforderungen genügt_β

Die Laufzeitänderung des Schalles bei sich ändernder Luftfeuchtigkeit wird ebenfalls nicht berücksichtigt und führt zu einer Erhöhung des Meßfehlers, der mit £ 10 % angegeben ist. Es ist auch bekannt, die Schütthöhe auf einem Fördergurt mittels mechanischer Abtastung ζ.B. nach DT-PS Nr. 56 365 und 56 362 zu erfassen und in eine verwertbare Meßgröße umzuwandeln. Über einer Integrationsvoιrichtung erhält man den Wert des Volumens. Die nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung hält den extremen Beanspruchungen im Bergbau nicht stand und ist nur bei verhältnismäßig niedriger Gurtgeschwindigkeit einsetzbar. Es ist außerdem bekannt, den Förderquerschnitt mittels optischer Abtastung zu erfassen (DL-PS Ur. 56 946).· Aus Bandgeschwindigkeit, Zeitabstand der Aufnahmen und Querschnittsflächen wird das Volumen des Fördergutes ermittelt. Nachteilig ist hierbei, daß durch die Staubentwicklung die optischen Teile sehr schnell verschmutzen. Dadurch ist ein sehr hoher Wa^rtungsaufwand erforderlich. Nach DL-PS Nr. 116 441 ist weiterhin die kapazitive Fördermengenmessung bekannt. Eine großflächige Metallelektrode ist über dem Fördergurt angeordnet und stellt das positive Potential, die Stahlkonstruktion der Bandanlage mit dem Fördergurt das Massepotential des Meßkondensators dar. Gemessen wird die augenblickliche Größe des Kondensators, dessen Dielektrikum der Förderstrom ist. Die Kapazitätsänderungen werden in Frequenzänderungen umgewandelt und diese wiederum in ein frequenzproportionales Spannungssignal umgeformt. Am Ausgang.der Anordnung erscheint ein dem Förderquerschnitt äquivalentes Gleichspannungssignal. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Meßverfahren durch die starke Muldung der Fordergurte nur den Förderstrom

erfaßt, der über die Höhe der Gurtkanten herausragt und für die Messung kleinerer Fördermengen, die innerhalb· der Muldung liegen, ungeeignet ist.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Eichung über einen Normal-(Ideal-) Schüttkegel erfolgen muß und sich die gesamte Messung auf diesen Schüttkegel bezieht© Diese Idealform eines Schüttkegels stellt sich im praktischen Betrieb durch die unterschiedlichen Bodenarten und durch Umlenkungen des Förderstromes im Forderprozeß nur sehr selten ein. Gutleitplanken, wie sie auf

Großgeräten zur Anwendung kommen, erhöhen den Meßfehler durch Feldverzerrung noch beträchtlich·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Verringerung des Meßfehlers, der bei den bekannten Meßmethoden durch die an der Meßstelle vorhandenen Bedingungen eintritt. Vor allem unter den Verhältnissen in Braunkohlentagebauen sollen aussagefähige Meßwerte für das Momeixtanfördervolumen bzw« die Förderleistung bereitgestellt werden«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung insbesondere zur direkten und berührungslosen Messung des Fördervolumene auf Gurtbandförderern unter Ausnutzung einer ausgewählten Dielektrizitätskonstanten zu entwickeln. Die- Messung soll unabhängig von der ««fälligen Ausbildung des Schüttkegels erfolgen, wobei Meßfehler durch den Einfluß von Luftfeuchtigskeitänderungen kompensiert wer,d$n sollen*

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem ein modifizierter Oszillator über seine spreiz- und schränkbare Sondenkombination ein HF-Feld definierter geometrischer Form und Feldstärke im Förderraum erzeugt* Die vom durchlaufenden Massenstrom bewirkte Störung-des HF-Feldes erzeugt eine Frequenzänderung im modifizierten Oszillator_f die mit Hilfe eines nachgeschalteten Produktendetektors mit der Frequenz eines Referenzoszillators vergliciien wird* Die aus dem Frequenzvergleich ermittelte !Phasenverschiebung odey Frequenzänderung erzeugt eine der Phasenverschiebung ätjuivalente Gleichspannung und eine der Frequenzänderung äquivalente Impulsfolge, Die Impulsfolge wird über einen Tiefpaß und einen Begrenzer einem Impulsfunktionsgenerator zugeführt, linearisiert und als integriertes Gleichspannungssignal in bekannter .Weise zur Anzeige gebracht. Die der Phasenverschiebung äquivalente Gleichspannung wird über den Tiefpaß in einer-nachgeschalteten Driftkennungs- und Auswerteschaltung verarbeitet, deren Korrektursignal über einen Speicher den· modifizierten Oszillator steuert· Parallel dazu wertet ein zweiter modifizierter Oszillator mit Hohlraumsonde die Luftfeuchte, Temperatur uno. den Luftdruck aus. Seine Frequenz wira im nachgeschalteten zweiten Produktendetektor mit der Frequenz des Keferenzoszillators vergli-

chen» Die aua dem Vergleich resultierende Impulsfolge gelangt wieder über einen zweiten Tiefpaß und zweiten Begrenzer zu ein^m zweiten Impulsfunktionsgenerator· Bas linearisierte Signal gelangt zu «inem Regelverstärker und Spannungsteiler· Von dort wird es den modifizierten Oszillatoren als Korrektursignal zur Kompensation des Einflusses der Luftfeuchtigkeit unter bestimmten Luftdruck- und -temperaturverhältnissen aufgeschaltet« Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann auch in wiederholter Anordnung zur qualitativen und quantitativen Überwachung von Verhältnissen und ZuStandsänderungen umbauter oder nicht umbauter Räume verwendet werden·

Ausfiihrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden· Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: die Meßanordnung mit Signalverlauf

Fig. 2: das Blockschaltbild des Meßwertaufnehmers, der Zentraleinheit und des Zählers über der Bandanlage 1 erzeugt der modifizierte Oszillator 5 des Meßwertaufnehmers 2 ein HF-Feld definierter geometrischer Form. Durch aas Fördergut, welches unter der Sondenkombination des Oszillators 5 durchläuft, wird dieses HF-Feld deformiert. Dadurch kommt eine Phasenverschiebung zwischen dem Oszillator 5 und dem JteferenzQBzillator б zustande, die im ProduktendeteKtor 8" in eine Impulsfolge umgewandelt wird"· Der Tiefpaß 10 und der Begrenzer sorgen für ein eindeutiges Steuersignal für den Digital-Analogwandler 14· Dieses Signal wird gleichzeitig der Driftkennungs- und Auswerteschaltung 33 zugeführt· Über den Speicher 34 wird der Korrekturwert gehalten und dem Oszillator 5 wieder zugeführt· Das Analogsignal im D/A-Wandler 14 wird dem Impuls-Funktionsgenerator 16 zugeführt· Er hat die Aufgabe, die quadratische Annäherungsfunktion in eine lineare Spannungsfunktion umzuwandeln» Über den Impedanzwandler und Integrator 18 wird das Signal für die Kabelübertragung aufbereitet· Der Integrator 18 hat ferner die Aufgabe, einen ruhigen Anzeigeverlauf zu gewährleisten, um eine leichte Ablesbarkeit des Momentanwertes zu erreichen. Der Meß-Prüf-Umschal-

ter 20 sorgt für die Umgehung der Abschaltautomatik bei der Eichung der Anlage» Die Abschaltautomatik besorgt die interne und externe Verriegelung des Meßwertes bei Stillstand der Bandanlage mit beladenem Gurt« Im Anzeigeverstärker 22 erfolgt die Anhebung des Signalpegels auf URS-Normpegel 10V und 2 Kilo-Ohm und im -tiachgeschalteten Anzeigeinstrument 23 ist das Momentani'ördervoluraen ablesbar» Das Signal gelangt gleichzeitig zur Signalanpassungseinheit 32 für die Punkfeinmessung und zum Spannungsfrequenzumsetzer 24· Hach der Impulsaufbereitung durch die Impulseinheit 25 gelangen die Impulse in die Speicher- und Summiereinheit 26. Von dort gelangt das codierte Signal in die Dekodiermatrix 27 und wird in Dezimalimpulse umgesetzte Diese aufbereiteten Impulse gelangen zum Codierschalter 28. Dort erfolgt die in Zahlen codierte Eingabe vom geeichten Fördervolumen der Anlage und die Ausgabe vom m -Impulsen«, In der Tor- und Impulseinheit 29 erfolgt die Aufbereitung der Verriegelung der m -Impulse für den Impulsverstärker 30« Hier wird der Signalpegel auf den Leistungsbedarf des Impulszählers 31 angehoben und diesem zugeführt*" Gleichzeitig, steht das Ausgangssignal der Fernm eseaing zur Verfugung, In der Zentraleinheit 3 ist deren Stromversorgung und die des Meßwertaufnehmers 2 untergebracht. Die Stromversorgung des Zählers 4 ist- separat vorgesehen. Im Meßwertaufnehmer 2 erfolgt mittels des modifizierten Oszillators 7 die Ermittlung der die Sondenkombination des Oszillators 5 umgebenden Luftfeuchtigkeit. Mit dem Referenzossiilator 6 wird im Produktendetektor 9 ein dieser Feuchte entsprechendes Signal gebildet. Ober den Tiefpaß 11 und Begrenzer 13 wird das Signal für den Digital-Analogumwandler 15 aufbereitet-und dem Impuls-Punkt ions gene rat or 1t zugeführt» Von hier erfolgt die Aussteuerung des Regelverstärkers 19» dessen Spannungsausgang zum Oszillator 7 zurückgeführt und dessen Kapazitätsdioden steuert« Diesem Regelkreis wird gleichzeitig die Stellgröße für die Kapazitätsgröße im Oszillator 5 entnommen. Durch diese Maßnahme wird eine Umkehranzeige des Fördervolumens bei steigender Luftfeuchtigkeit vermieden. Die Oszillatoren 5 und 7 sind gleiehzeitig mittels Kleinthermostaten temperaturstabilisiert. Damit wird eine hohe Abtastgenauigkeit gewährleistet.

Die Stromversorgung der Punkt ions gruppen JJeßwertaufnehmer 2 und Zentraleinheit 3 erfolgt über die Netζzuführung I und II· Über die ITetζzuführung I wird der Hetztrafo 35 gespeist. Die Sekundärspannung von 16 V gelangt zum Gleichrichter 36* Von diesem wird die pulsierende Gleichspannung von ca. 20 V zu der Konstantspannungsquelle -12 V 37 und der Konstantspannungsquelle +12 V 38 geleitet· An den Ausgängen der Spannungsquellen steht eine Betriebsspannung von +12 V bzw. - 12 V elektronisch stabilisiert zur Verfügung· In der Zentraleinheit 3 ist ferner

tO der Anpaßtrafo 39 für das externe Verriegelungssignal untergebracht, der parallel zum Betriebsstundenzähler mit 220 V angesteuert wird. Seine Sekundarspannung wird der Abschaltautomatik 21 zugeführt· Im Zähler 4 befindet sich zu dessen Stromversorgung der Netztrafo 40, der über die Netzzufuhrung ГГ-gespeist wird. Von diesem werden die Sekundärspannungen im Gleichrichter 41 gleichgerichtet und der Konstantspannungsquelle +12 V 42 sowie der Konstantspannungsquell« -4 V 43 zugeführt· Die Ausgangsspannungen sind ebenfalls elektronisch stabilisiert und versorgen ausschließlich die Baugruppen des Zählers 4.

Claims (2)

Erfindunfisan3prüche

1. Schaltungsanordnung zur b'erührungslosen Messung des Fördervolumens auf Gurtbandförderern, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem modifizierten Oszillator (5) mit spreiz- und schränkbarer Sondenkombination besteht, dessen Frequenzän*- derung, verursacht durch Störung des von dem modifizierten Oszillator (5) aufgebauten HF-Feldes, im nachgeschalteten Produktendetektor (8) mit der Frequenz eines Referenzoszillators (6) verglichen und eine der Frequenzänderung äquivalente Impulsfolge über einen Tiefpaß. (10) und einen Begrenzer (12) einem Impuls-Funktionsgenerator (16) zugeführt, linearisiert und als integriertes Gleichspannungssignal in bekannter V/eise zur Anzeige gebracht wird und daß die, der aus dem Frequenzvergleich ermittelten Phasenverschiebung äquivalente Gleichopannung über einen Tiefpaß (10) in einer nachgeschalteten Driftkennungs- und Auswerteschaltung (33) verarbeitet wird, deren Korrektursignal über einen Speicher (34) den modifizierten Oszillator (5) steuert und daß· parallel dazu die Frequenz eines modifizierten Oszillators (7) aiit Hohlraumsonde in einem nachgeschalteten Produktendetektor (9) mit der Frequenz des Referenz-Oszillators (6) verglichen und die daraus resultierende Impulsfolge über einen Tiefpaß (11) und einen Begrenzer (13) einen Impulsfunktionsgenerator (17) ansteuert, dessen linearisiertes Signal über einen Regelverstärker (19) und Spannungsteiler den modifizierten Oszillatoren (5;6) als Korrektursignal aufgeschaltet wird«

β Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet durch die wiederholte Anordnung zur qualitativen und quantitativen Überwachung von Verhältnissen und Zustandsänderungen umbauter und nicht umbauter Räume.

Hierzu

2 Blatt Zeichnungen»