DE1548159B2 - Elektrische schaltanordnung zum auffinden und anzeigen metallischer fremdkoerper in foerderstroemen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltungs- Dauer des Auslöseimpulses ist daher von der Höhe der

anordnung zum Auffinden und Signalisieren metal- Ladespannung U₀ abhängig, welche wiederum von der

lischer Fremdkörper in Förderströmen aus nicht- Größe des Fremdkörpers und seiner Geschwindigkeit

metallischen Gütern mit einem das strömende Gut abhängig ist.

durchsetzenden Wechselfeld und mindestens zwei 5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ge-Suchspulen, deren Signal bei Durchtritt eines metal- rät mit sehr hoher Empfindlichkeit zu schaffen, das lischen Fremdkörpers über eine Schaltungsanordnung bei einheitlicher Konstruktion geeignet ist, die in beeine Vorrichtung zum Aussondern des Fremdkörpers wegten Gütern befindlichen metallischen Fremdkörper betätigt. wahlweise anzuzeigen, zu signalisieren, den Transport

Der Transport der Güter durch die Spulenanord- io zu stoppen oder auszuscheiden, ohne daß dem Gerät

nung erfolgt beispielsweise durch ein Förderband, die aufgezeigten Nachteile anhaften. Die Geschwindig-

eine Rutsche oder in freiem Fall. Die Geschwindigkeit keit der im Gut befindlichen Fremdkörper soll weit-

des Gutes kann daher sehr verschieden sein und zwi- gehend ohne Einfluß auf die Ansprechempfindlichkeit

sehen 10~² und 10 m/sec liegen. und die Dauer des Auslöseimpulses sein. Durch die

Aus der deutschen Patentschrift 929 046 ist eine Vor- 15 vom Anwender geforderte höchstmögliche Ansprechrichtung bekannt, welche die beim Durchtritt von empfindlichkeit muß die Justage der Spulenanordnung Fremdkörpern durch die Spulenanordnung entstehende sehr fein und temperaturstabil sein,
und gleichgerichtete Differenzspannung differenziert, Die Aufgabe besteht weiterhin darin, daß das Metalld. h. die Differenzspannung in eine Spannung um- suchgerät keine Zeitglieder enthalten darf, die nur bei wandelt, die der zeitlichen Änderungsgeschwindigkeit 20 einer bestimmten Durchfallgeschwindigkeit des Gutes der Eingangsspannung proportional ist. durch die Spulenanordnung maximale Signale abgeben.

Auf diese Weise tritt eine konstante Differenz- Größe und Geschwindigkeit des metallisch verunreinigspannung nicht in Erscheinung. Anschließend wird diese ten Gutes sollen keinen Einfluß auf die Auslöseimpulsdifferenzierte Spannung mit einer der Durchgangszeit dauer haben. Die Justage der Spulenanordnung muß des Gutes durch die Spulenanordnung entsprechenden 25 trotz veränderlicher Temperaturen weitgehend optimal Zeitkonstante derart modifiziert, daß der Auslöse- bleiben. .
Vorgang nur bei Differenzspannungen mit entsprechen- Zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Schaltungsder Charakteristik zum Ansprechen gebracht wird. anordnung der eingangs angegebenen Art wird gemäß Unter Modifizieren wird dabei die spezielle Differen- der Erfindung so vorgegangen, daß jeder der beiden zierung durch Anpassung der Größe der Zeitkonstante 30 gleichartigen Spulen der Suchspulenanordnung eine der Zeitglieder in der Weise verstanden, daß Differenz- i_n Sperrichtung vorgespannte Diode wechselspannungsspannungsimpulse von dem Durchfallen des Gutes mäßig parallel geschaltet ist und daß eine an den Spudurch die Spulenanordnung entsprechender Zeitdauer len auftretende Differenzspannung nach Verstärkung maximal große elektrische Auslösespannungen ergeben. und Begrenzung im Verstärker und Gleichrichtung im Dabei werden langsame und schnellere Impulse in zu- 35 Diskriminator sowohl über einen komplexen Widernehmendem Maße unterdrückt. stand einer der Dioden als auch einem Zerhacker zu-

Die Abstimmung der Zeitglieder auf spezielle Ge- geführt wird und daß das zerhackte Differenzspan-

schwindigkeiten des Gutes bedingen einen erhöhten nungssignal über Verstärker und Amplitudensieb einen

Aufwand. Durch Bemessung der Ansprechfähigkeit monostabilen Multivibrator erregt, dessen Signal

des Gerätes auf spezielle Geschwindigkeiten des Gutes 40 einen Schalter betätigt.

können Ansprechlücken entstehen, wenn sich die Ge- Bei dieser Anordnung ist infolge der Rückführung schwindigkeit des Gutes ändert. Beispielsweise kann an eine der Dioden eine derart gepolte, die Vorspandie Transportgeschwindigkeit aus betrieblichen Grün- nung verändernde Spannung angelegt, daß infolge den umschaltbar sein, wenn das Gut rutschend oder Änderung der Sperrschichtkapazität der Diode das fallend befördert wird. Durch Ballung, Stauung, Rei- 45 Differenzspannungssignal gleich null wird, während bungsänderung und andere Umstände kann eine Ge- alle Signale, die innerhalb der längst möglichen Ändeschwindigkeitsänderung eintreten. Ein großer Fremd- _rUng infolge Durchtritts eines Fremdkörpers liegen, körper fällt schneller als ein kleiner, wenn er sich in dem Zerhacker zugeführt werden. Die Signale aus dem einem spezifisch leichteren Gut, welches durch Reibung Zerhacker betätigen — nach Verstärkung und Begebremst wird, befindet. Im zitierten Beispiel wird das 50 grenzung — den monostabüen Multivibrator, der somodifizierte Signal direkt zum Aufladen eines Konden- dann den Schalter betätigt. Die Kippdauer des Multisators benutzt, dem ein veränderlicher Entladewider- vibrators ist einstellbar.

stand parallel geschaltet ist. Mit der an diesem Kon- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erdensator stehenden Spannung wird der Auslöse- findung an Hand der schematischen Zeichnung bevorgang ein- und ausgeschaltet. 55 schrieben.

Die Entladekurve eines ohmisch belasteten Konden- Das von der Suchspulenanordnung 1 bei Durchsators folgt der Beziehung tritt eines Fremdkörpers entstehende Differenzspanry — υ -tiR.c nungssignal wird einem Verstärker und Begrenzer6 ^Rest ~ ° ' zugeleitet. Das verstärkte und begrenzte Differenzierest = Spannung nach der Zeit i[_Sec], ^6o Spannungssignal wird anschließend in einem bekann- U₀ = Spannung zur Zeit inuii, ^ten Phasendiskriminator mit einer dem Wechselfeld e — Basis des natürlichen Logarithmus, der Spulenanordnung 1 proportionalen Wechselspan- R = Widerstand [mü], nung verglichen, die vom Oszillator 8 erzeugt wurde. C = Kapazität [[lF]). Die am Signalausgangspunkt 22 bei Verstimmung der

65 Suchspulenanordnung 1 entstehende Spannung wird

Daraus folgt, daß die Zeit, nach der die Konden- nun über einen komplexen Widerstand 9 einer Diode 4

satorspannung auf einen bestimmten Wert abgesunken zugeführt, die ebenso wie Diode 3 den gleichartigen

ist, mit von der Ladespannung U₀ bestimmt ist. Die und gleichgepolten Spulenteilen 2 gleichpolig wechsel-

spannungsmäßig parallel geschaltet ist und die über einen komplexen Widerstand 10 eine feste, veränderbare Vorspannung 11 erhält. Diode 3 erhält über die komplexen Widerstände 12 und 13 eine feste veränderbare Vorspannung 14. Die Vorspannungen 11 und 14 sind etwa gleich groß und so gepolt, daß jede Diode gesperrt ist. Die Trennkondensatoren 5 verhindern einen Kurzschluß der Vorspannungen durch die Spulen 2. Die an den Signalausgangspunkt 22 von Diskriminator 7 gelieferte Spannung ist bei exaktem Abgleich der Spulenanordnung Null. Verändert sich der Abgleich der Spulenanordnung, gelangt über den Widerstand 9 eine derart gepolte Spannung an die Diode 4, daß durch sinngemäße Änderung der Sperrschichtkapazität eine Korrektur des Abgleiche bzw. der Justage bwirkt wird.

Der Widerstand 9 muß so bemessen sein, daß die durch verunreinigte Güter längstmögliche Änderung der Spannung am Signalausgangspunkt 22 nicht an die Diode 4 gelangen kann. Die Diode 3 ist angeordnet, damit jeder der Spulen 2 die gleichen dynamischen Kapazitäten zugeordnet sind, damit bei Amplitudenänderungen der vom Oszillator 8 gelieferten Spannung keine Unsymmetrien auftreten können.

Die durch metallische Verunreinigungen beim Passieren der Spulenanordnung an dem Signalausgangspunkt 22 auftretende Spannung wird über den Kondensator 15 dem Zerhacker 16 zugeleitet. Der Kondensator 15 ist eingefügt, damit der Diskriminator 7 nicht gleichstrommäßig von dem Zerhacker belastet wird und damit nicht rückwirkende Spannungen aus dem Zerhacker, der mit Transistoren verwirklicht wird, über den Widerstand 9 an die Diode 4 gelangen können. Der Kondensator 15 muß so bemessen sein, daß die durch verunreinigte Güter längstmögliche Veränderung der Spannung am Signalausgangspunkt 22 ohne Verlust an die Zerhackerschaltung 16 weitergeleitet werden. Die im Zerhacker 16 entstandenen Impulse werden dem Verstärker und Begrenzer 17 zugeleitet und weiter dem Amplitudensieb 18, welches nur solche Impulse durchläßt, die eine bestimmte Amplitude aufweisen und vorzugsweise begrenzt sind. Damit steht am Ausgang des Amplitudensiebes 18 eine Impulsreihe zur Verfügung, deren Impulseinzelform unabhängig von Geschwindigkeit und Größe der die Spulenanordnung passierenden metallischen Verunreinigungen ist. Durch eine hohe Zerhackerfrequenz und durch genügende Bandbreite des Verstärkers und Begrenzers 6 ist gewährleistet, daß schnellste Bewegungen der metallischen Verunreinigungen durch die Spulenanordnungen am Ausgang des Amplitudensiebes 18 definierte, immer gleichartige Impulse hervorrufen, die geeignet sind, digitale Baugruppen zu steuern. Die am Ausgang des Amplitudensiebes 18 auftretenden Impulse werden dem monostabilen Multivibrator 19 zugeführt, dessen Kippdauer einstellbar ist. Sofort nach Erscheinen der Impulse kippt der monostabile Multivibrator 19 und sperrt das Amplitudensieb 18 so, daß keine Beeinflussung der Kippdauer durch weiter auftretende Impulse möglich ist. Gleichzeitig liefert der monostabile Multivibrator 19 einen Impuls gleicher Länge, der ein Relais oder vorzugsweise einen elektronischen Schalter 20 erregt. Die

ίο Impulsdauer des monostabilen Multivibrators wird vorzugsweise so eingestellt, daß sie länger ist als die maximale Durchgangsdauer der metallischen Verunreinigungen durch die Spulenanordnung. Der am Ausgang des Schalters 20 zur Verfügung stehende Impuls leitet dann den Arbeitsvorgang (z. B. Aussondern) ein.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltungsanordnung zum Auffinden und Signalisieren metallischer Fremdkörper in Förderströmen aus nichtmetallischen Gütern mit einem das strömende Gut durchsetzenden Wechselfeld und mindestens zwei Suchspulen, deren Signal bei Durchtritt eines metallischen Fremdkörpers über eine Schaltungsanordnung eine Vorrichtung zum Aussondern des Fremdkörpers betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden gleichartigen Spulen (2) der Suchspulenanordnung (1) eine in Sperrichtung vorgespannte Diode (3,4) wechselspannungsmäßig parallel geschaltet ist und daß eine an den Spulen (2) auftretende Differenzspannung nach Verstärkung und Begrenzung im Verstärker (6) und Gleichrichtung im Diskriminator (7) sowohl über einen komplexen Widerstand (9) einer der Dioden (3) oder (4) als auch einem Zerhacker (16) zugeführt wird und daß das zerhackte Differenzspannungssignal über Verstärker (17) und Amplitudensieb (18) einen monostabilen Multivibrator (19) erregt, dessen Signal einen Schalter (20) betätigt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Vorspannungen für die Dioden (3, 4) einstellbar ist und die Vorspannung (11,14) über Kondensatoren (5) gleichstrommäßig getrennt sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem monostabilen Multivibrator (19) ein Amplitudensieb (18) angeordnet ist, das beim Auftreten des ersten vom Zerhacker (16) stammenden Signals durch Rückführung vom Multivibrator (19) die nachfolgenden Impulse sperrt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Multivibrator (19) in seiner Kippdauer einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen