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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft generell Förderbänder und
insbesondere ein verbessertes System und Verfahren zur Erfassung
von Beschädigung
oder Rissen an Förderbändern.
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Hintergrund der Erfindung
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In
einer Vielzahl kommerzieller Anwendungen ist es üblich, ein Hochleistungsförderband
zum Zweck des Transportierens von Produkt und Material einzusetzen.
Die so eingesetzten Förderbänder können relativ
lang sein, in der Größenordnung
von Kilometern, und einen hohen Kostenanteil eines industriellen
Materialhandhabungs-vorgangs darstellen. In vielen Anwendungen sind
die Förderbänder anfällig für Beschädigung,
insbesondere durch sich ausbreitende Risse, Schlitze, Schnitte oder
Brüche.
Ein zerrissenes oder eingerissenes Band kann repariert werden, sobald
dies festgestellt ist. Die Kosten für die Reparatur eines Hochleistungsförderbandes
und die Kosten für
das Aufräumen
von Material, das von dem beschädigten
Band heruntergefallen ist, können
erheblich sein. wenn jedoch ein solcher Riss oder Schnitt beginnt
und das Band nicht unmittelbar gestoppt wird, kann der Riss sich über eine
erhebliche Distanz entlang des Bandes ausbreiten. Es ist daher wünschenswert,
einen Riss in dem Band so rasch als möglich nach seinem Beginn festzustellen
und zu lokalisieren und den Bandbetrieb unmittelbar zu beenden,
wodurch das Ausmaß der
Beschädigung
an dem Band minimiert wird.
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Es
ist geläufig,
Sensoren in Förderbändern als
Teil eines Risserfassungssystems einzusetzen. In einem typischen
System sind Sensoren in Form von Schleifen leitenden Drahts an dem
Band befestigt oder in dieses eingebettet. Typischerweise ist eine Quelle
von elektrischer Energie, die extern zu dem Band ist, induktiv an
eine Sensorschleife in dem Band gekoppelt. Ein Bruch in der Leiterdrahtschleife des
Sensors kann dann durch einen Fernübertrager/Empfänger (Erreger/Detektor)
erfasst werden. Die Anordnung einer Vielzahl solcher Sensoren in Zwischenabständen entlang
des Bandes kann vorgesehen sein, wobei jeder Sensor sich innerhalb
des Ablesebereichs eines oder mehrerer Erregers/Detektoren an verschiedenen
Standorten vorbeibewegt. Wenn ein Riss oder Bruch auf eine nahegelegene Sensorschleife
trifft und diese beschädigt,
kann das Vorhandensein des Bruchs erfasst werden, indem die Beschädigung der
Sensorschleife von dem Detektor bei seinem nächsten Vorbeilauf als offener Schaltkreis
erfasst wird. Auf diese Weise wird das Vorhandensein eines Risses
prompt erfasst und repariert und wird der Schaden an dem Band minimiert.
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Während bestehende
Risserfassungssysteme zuverlässig
und gut arbeiten, besteht ein kontinuierliches Bestreben, die Systemleistung
zu verbessern. In dieser Hinsicht sind mehrere Gebiete zur potentiellen
Verbesserung identifiziert worden. zuerst ist in manchen Betriebsumgebungen
das elektrische Rauschen so groß,
dass ein schlechter Rauschabstand die Präzision der Risserfassungsfunktion
erheblich vermindert. Außerdem
ist beobachtet worden, dass bei einem Förderband, das Antennen trägt, die
zur induktiven Kopplung gedacht sind, ein Großteil des in den Empfänger eingebrachten
elektrischen Rauschens aus kapazitiver Kreuzkopplung stammt. Diese
ist primär
von kapazitiver Natur, zwischen den Sonden des Überträgers und Empfängers über das Band
selbst und/oder diesem zugeordneter Apparatur, wie etwa Walzen,
Antriebsräder,
Traggestell usw. Die Größenordnung
des elektrischen Rauschsignals in einem Förderband-Rissdetektor nähert sich
oft der Größenordnung
des Übertragersignals,
und daher ist es recht schwierig, ein empfangenes Übertragersignal
mit ausreichender Präzision
zu erfassen, speziell in Umgebungen mit hohem elektrischem Rauschpegel,
wo sich aber Förderband-Rissdetektoren
oft befinden.
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Zweitens
können
Verschleiß,
Dehnung, Kontraktion, Schmutz, andere Umweltbedingungen usw. eine
Schwankung in der Effizienz der Signalkopplung verursachen, sei
es der kapazitive, induktive, optische oder jeden anderen Kopplungstyp,
zwischen den Sensorschleifen (oder anderen von dem Band getragenen
Signalkopplungsmitteln) und dem Überträger und
dem Empfänger
bei einer Rissdetektorstation. Eine solche Effizienzschwankung wird
die Größenordnung
oder anderen Parameter des von dem Empfänger zu dem Detektor abgegebenen
Signals verändern,
was den Betrieb des gesamten Systems beeinträchtigen kann. Daher besteht
ein Bedarf an einem Sensorschleifenerfassungssystem, das weniger empfindlich
für Umweltbedingungen
sowie den Abstand zwischen dem Detektor und dem Förderband ist.
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Drittens
kann durch Überwachen
der Größenordnung
und Phase eines von einer delektierten Schleife empfangenen Signals
ein Sensorschleifenerfassungssystem dazu genutzt werden, entweder umgekehrte
oder nicht umgekehrte Sensorschleifenkonfigurationen zu erfassen.
In manchen Anwendungen ist ein Förderbandabschnitt
mit einer Sensorschleifenkonfiguration, beispielsweise einer umgekehrten
oder Ziffer Acht-Konfiguration, mit einem Förderbandabschnitt mit einer
anderen Konfiguration verspleißt,
beispielsweise einer nicht umgekehrten Schleifenkonfiguration. In
einer solchen Anwendung ist es notwendig, dass das Sensorschleifendetektionssystem
in der Lage ist, auf effektive Weise gleichzeitig mit beiden Sensorschleifenkonfigurationen
zu arbeiten.
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Viertens
verwenden viele bekannte Systeme induktive Kopplung zum Erregen
der leitenden Sensorschleifen in dem Band, und bekannte automatische
Verstärkungsregelkreise
nutzen eine relativ große
Kapazität.
Eine solche große
Kapazität
erfordert elektrische Abschirmung und Filterung und ist daher relativ
kostspielig. Es besteht daher ein Bedarf an der Entwicklung eines
Sensortreiberssystems, das keine so hohe Kapazität und deren zugehörige elektrische Abschirmung
und Filterung erfordert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Sensorschleifendetektor zur Verfügung, der
digitale Datenverarbeitung zur Erzeugung von Sensorschleifen-Erregungssignalen
und zur Analyse entsprechender Feedbacksignale von den Sensorschleifen nutzt.
Weiter ist der Sensorschleifendetektor der vorliegenden Erfindung
in der Lage, automatisch eine Frequenz für das Sensorschleifen-Erregungssignal auszuwählen, die
eine minimale Rauschamplitude aufweist, wodurch das System weniger
anfällig
für Umgebungsrauschen
gemacht wird. Zusätzlich
hat die digitale Datenverarbeitung des Sensorschleifendetektors
einen größeren Ablesebereich
im Hinblick auf die Sensorschleifen als frühere Analog-Erfassungsschaltkreise, wodurch die
Empfindlichkeit gegenüber
Veränderungen
in umweltbedingten Variablen weiter verringert wird. Der Sensorschleifendetektor
der vorliegenden Erfindung wendet bevorzugt Erregersignalimpulsfolgen
mit fester Dauer auf intermittierender Basis an, um ungünstige Auswirkungen
von kapazitiver Kreuzkopplung und Umgebungsrauschen zu reduzieren.
Auch verwendet der Sensorschleifendetektor vorzugsweise keinen automatischen
Verstärkungsregelkreis,
der eine große
Kapazität
erfordert, wodurch die kostspieligen Erfordernisse der Bereitstellung
zugehöriger
elektrischer Abschirmung und Filterung eliminiert werden.
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Der
Sensorschleifendetektor der vorliegenden Erfindung ist besonders
nützlich
bei Anwendungen, wo hohe Niveaus kapazitiver Kreuzkopplung und/oder
Umgebungsrauschen vorliegen. Weiter ist der Sensorschleifendetektor
auch in Anwendungen nützlich,
in denen ein Förderband
zwei verschiedene Sensorschleifenkonfigurationen aufweist, beispielsweise
eine umgekehrte Ziffer Acht-Schleifenkonfiguration und eine nicht
umgekehrte Schleifenkonfiguration. In einer solchen Anwendung ist
es erforderlich, dass der Sensorschleifendetektor in der Lage ist,
mit beiden Sensorschleifenkonfigurationen effektiv zu arbeiten.
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren
gemäß Anspruch
6. Die Unteransprüche
betreffen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung.
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In
einer Ausführungsform
verschafft die Erfindung einen digitalen Prozessor zur Verwendung
in einem Förderband-Rissdetektor.
Der digitale Prozessor führt
Sensorschleifen an einem Förderband
Erregungssignale auf einer ausgewählten Frequenz zu und erfasst
dann entsprechende empfangene Signale von den Sensorschleifen. Der
digitale Prozessor führt
dann schnelle Fouriertransformationen an den entsprechenden empfangenen
Signalen durch, um jeweilige empfangene Signalfrequenzspektra zu
verschaffen. Als nächstes
ermittelt der digitale Prozessor einen Größenwert und einen Phasenwert
für die ausgewählte Frequenz
in den jeweiligen empfangenen Signalfrequenzspektra und ermittelt
einen qualitativen Status der Sensorschleifen in Reaktion auf die Ermittlung
der Größen- und
Phasenwerte.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung verschafft der digitale Prozessor aufeinander folgende
periodische Erregungssignale zur Übertragung auf eine Sensorschleife,
wobei die aufeinanderfolgenden Erregungssignale verschiedene Frequenzen
haben, um eine Rauscherfassung auf allen Erregungsfrequenzen zu
gestatten. In einem Aspekt dieser Erfindung hat jedes aufeinander
folgende Erregungssignal eine Frequenz, die sich von einem unmittelbar
vorangehenden Erregungssignal unterscheidet. Somit kann Umgebungsrauschen
in allen Erregungssignalen mit Anwendung von nur zwei Erregungssignalen
erfasst werden. In einem anderen Aspekt dieser Ausführungsform
wählt der
digitale Prozessor eine Erregungsfrequenz aus, die von allen Erregungsfrequenzen
die niedrigste Rauschamplitude aufweist.
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In
einem Aspekt, der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
gemein ist, verschafft der digitale Prozessor Erregungssignale mit
einer festen Dauer, wobei die feste Dauer die Übertragung des Erregungssignals
vor der Ermittlung der Größen- und Phasenwerte
beendet, wodurch eine inhärente
kapazitive Kreuzkopplung, die Rauschen erzeugt, reduziert wird.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist das Erregungssignal
eine Impulsfolge mit fester Dauer.
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In
einem anderen Aspekt, der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
gemein ist, ist der Größenwert
ein standardisierter Größenwert
mit einem Höchstwert,
der eine Signalgröße darstellt,
die zu erwarten wäre,
wenn die der Master- und der Detektorkopf in direktem Kontakt mit
dem Förderband innerhalb
der Sensorschleife wären,
und einen Mindestwert, der eine Abwesenheit einer Sensorschleife oder
das Vorhandensein einer unterbrochenen Sensorschleife darstellt.
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In
einem weiteren Aspekt, der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
gemein ist, umfassen die Sensorschleifen umgekehrte und nicht umgekehrte
Sensorschleifen.
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Diese
und andere Gegenstände
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher anhand
der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm' einer Ausführungsform
eines Risserfassungssystems nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung.
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Die 2 und 2A zeigen
ein schematisches Ablaufdiagramm, das einen Betrieb des Risserfassungsystems
von 1 abbildet.
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Definitionen
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„Sensorschleife" bedeutet eine elektrisch
leitende Schleife, die beispielsweise von dem Förderband getragen wird, welche
sich vorzugsweise beispielsweise über die Breite des Förderbands
oder quer über
das Förderband
erstreckt. Die Sensorschleife funktioniert insbesondere als Antenne
und leitet einen mittels eines Hochfrequenz-Feldes in der Schleife
induzierten Strom. Eine Sensorschleifen kann aus einem oder mehreren
Leitern bestehen und entweder als eine umgekehrte Schleife oder
nicht umgekehrte Schleife konfiguriert sein. Eine umgekehrte Schleife
wird durch Umdrehen oder Umkehren eines Endes einer Schleife gebildet.
wodurch die Form einer Ziffer Acht gebildet wird. Es sind zahlreiche
Beispiele von Sensorschleifen bekannt und können bei dieser Erfindung verwendet
werden. Eine Vielzahl von Sensorschleifen ist oft über eine
Länge eines
Förderbandes
beabstandet und wird zum Erfassen von Beschädigung oder eines Risses in
dem Förderband
verwendet.
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„Masterkopf", „Überträger" oder „Erreger" bedeutet einen Schaltkreis,
der beispielsweise ein induktives Element enthält, das in enger Nachbarschaft
zu einer größeren Fläche beispielsweise
eines Förderbandes
montiert ist und außermittig
positioniert ist, um im Wesentlichen benachbart zu einem entgegengesetzten
Ende einer Sensorschleife zu sein. Der Masterkopf strahlt ein HF-Signal
zu einem Ende der Sensorschleife ab beziehungsweise überträgt es darauf.
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„Detektorkopf" oder „Empfänger" bedeutet einen Schaltkreis,
der beispielsweise ein induktives Element enthält, das in vorzugsweise enger
Nachbarschaft zu einer Hauptfläche
beispielsweise eines Förderbandes
montiert und außermittig
positioniert ist, um im Wesentlichen benachbart zu einem gegenüber liegenden
Ende einer Sensorschleife zu sein. Der Detektorkopf empfängt ein
HF-Signal, das durch einen Strom erzeugt wird, der durch ein HF-Signal von
dem Masterkopf in die Sensorschleife induziert worden ist.
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„Schnelle
Fouriertransformation" oder „FFT" bedeutet einen sich
wiederholenden, computerausführbaren
Algorithmus zum raschen Durchführen
der Fouriertransformation eines Satzes diskreter Datenwerte. Mit
einem gegebenen finiten Satz von Datenpunkten, beispielsweise einer
von einem Signal abgenommenen periodischen Abtastung, drückt das FFT
die Daten in Begriffen ihrer Frequenzbestandteile aus.
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„Impulsreihe", „Reihe
von Impulsen", „Impulsfolge" oder „Abfolge
von Impulsen" bedeutet
eine Serie von Impulsen mit gleichartigen Charakteristiken.
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„Erregungssignal
mit fester Dauer" bedeutet eine
Serie von Zyklen auf einer Frequenz, die für einen festen Zeitraum fortdauert.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Bezugnehmend
auf 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Risserfassungssystems 18 auf
ein Förderband 20 angewendet,
das von einem Förderantrieb 24 auf
bekannte Weise in eine von dem Pfeil 22 angedeutete Richtung
bewegt wird. Eine Serie von Sensorschleifen 26 wird von
dem Förderband 20 getragen.
Die Sensorschleifen 26 erstrecken sich quer über das
Förderband 20 und
sind über eine
Länge des
Förderbandes
voneinander beabstandet. Die Sensorschleifen 26 können aus
einem oder mehreren Leitern bestehen und verschiedene Konfigurationen
aufweisen, beispielsweise eine umgekehrte oder Ziffer Acht-Konfiguration 28 oder
eine Schleifenkonfiguration 30. Die exakte Beabstandung zwischen
den Sensorschleifen 26 hängt von dem Typ von Förderband 20 und
seiner beabsichtigten Anwendung ab. Der Förderantrieb 24 enthält die Riemenscheiben,
Wellen, Motoren und andere bekannte mechanische und elektromechanische
Komponenten. Der Förderantrieb 24 ist
elektrisch mit einer Fördersteuerung 32 verbunden,
welche wiederum oft mit einer Gesamt-Systemsteuerung 34 in
elektrischer Verbindung steht. In dieser beispielhaften Ausführungsform
ist die Fördersteuerung 32 elektrisch
mit einer Risserfassungssteuerung 36 verbunden, die wiederum
elektrisch mit einem Schleifendetektor 38 verbunden ist.
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Es
ist bekannt, dass in der Nähe
einer Förderband-Ladestation
eine größere Wahrscheinlichkeit
der Beschädigung
des Förderbandes 20 vorliegt. Daher
ist der Schleifendetektor 38 oft an einer Risserfassungsstation
montiert, die sich stromabwärts von,
jedoch in der Nähe,
einer Förderband-Ladestation
befindet. Der Schleifendetektor 38 ist so positioniert,
dass ein Masterkopf 40 und ein Detektorkopf 46 sich
in dichter Nachbarschaft des Förderbandes 20 befinden.
Im Betrieb fährt
der Schleifendetektor 38 dem Masterkopf 40 ein
HF-Erregungssignal zu, welcher Masterkopf das HF-Erregungssignal zu einem ersten Schleifenende 42 der
Sensorschleife 26 ausstrahlt oder überträgt. Das erste Schleifenende 42 befindet
sich zwischen einer längsgerichteten
Mittellinie 43 des Förderbandes
und einer Längskante 44. Der
Masterkopf 40 ist benachbart zu einer größeren Fläche, beispielsweise
einer Ober- oder Unterseite, des Förderbandes 26 und
ausreichend dicht daran montiert, um einen Strom in dem einen Schleifenende 42 zu
induzieren, wenn das Förderband 26 an dem
Masterkopf 40 vorbeibewegt wird. Der Erfassungs- oder Detektorkopf 46 ist
gegenüber
einem zweiten Schleifenende 48 der Sensorschleife 26 positioniert,
das sich zwischen der Mittellinie 43 und einer entgegengesetzten
Kante 50 des Förderbandes 20 befindet.
Das zweite Schleifenende 48 ist in Bezug auf das erste Schleifenende 42 umgekehrt,
wodurch es eine Sensorschleife 28 in Form der Ziffer Acht
bildet. Der Detektorkopf 46 befindet sich dicht genug bei
der größeren Fläche des
Förderbandes 20,
um zu gestatten, dass er ein entsprechendes HF-Signal von dem zweiten
Schleifenende 48 empfängt.
Das entsprechende HF-Signal wird durch den Stromfluss in der Sensorschleife 26 erzeugt,
der durch das von dem Masterkopf 40 übertragene Erregungs-HF-Signal
und elektrisches Rauschen von einer oder mehreren Quellen induziert
wird.
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Der
Schleifendetektor 38 ist wirksam, um das empfangene entsprechende
HF-Signal von dem Detektorkopf 46 als durch das HF-Erregungssignal
von dem Masterkopf 40 produziert zu unterscheiden und somit
festzustellen, dass die Sensorschleife 26 intakt und unbeschädigt ist.
In dem Fall, dass das Förderband 20 in
der Nähe
der Sensorschleife 26 beschädigt, aufgeschlitzt, gerissen,
zerrissen ist, liegt eine hohe Wahrscheinlichkeit vor, dass die
Sensorschleife 26 auch beschädigt sein wird. Wenn die Sensorschleife 26 ein
offener Schaltkreis ist, liegt kein Stromfluss von dem HF-Erregungssignal
vor; und daher erfasst der Schleifendetektor 38 eine beschädigte oder
offene Sensorschleife 26. Der Schleifendetektor 38 führt der
Risserfassungssteuerung 36, die in einer von mehreren bekannten
Betriebsarten betreibbar ist, ein defekte Schleife-Signal zu.
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Beispielsweise
misst, in einer Standardzeit-Betriebsart,
die Risserfassungssteuerung 36 eine Zeit zwischen einer
Erfassung guter Sensorschleifen, und das Rissfehlerrelais 54 wird
umgeschaltet, wenn eine Zeitspanne ohne die Erfassung einer guten
Sensorschleife vergeht. In einer Standardabstandsbetriebsart bestimmt
die Risserfassungssteuerung 36 einen Abstand zwischen dem
Erfassen guter Sensorschleifen. In dieser Betriebsart verwendet
die Risserfassungssteuerung 36 eine Eichtabelle 86,
die auf bekannte Weise eine Identität und Konfiguration von jeder
der Sensorschleifen 26 und ihrem relativen Standort auf
dem Förderband 20 speichert.
Die Steuerung 36 schaltet das Rissfehlerrelais 54 ein,
wenn der Förderer 20 ohne
die Erfassung einer guten Sensorschleife über einen gemessenen Abstand
bewegt wird. in einer Abtast-Abstandsbetriebsart
vergleicht die Risserfassungssteuerung 36 individuelle
Trennungen der Sensorschleifen 26, wie in der Eichtabelle 86 gespeichert,
mit ihren erfassten Trennungen bei der Ermittlung dessen, ob der
Status des Rissfehlerrelais 54 verändert werden muss. In den oben
genannten Betriebsarten kann die Risserfassungssteuerung 36 ein
Positions- oder Geschwindigkeitsfeedback des Förderbandes auf bekannte Weise
nutzen.
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Der
obige Betrieb eines Risserfassungssystems 18 ist an sich
bekannt. Wie zuvor beschrieben, befindet sich in vielen Anwendungen
der Förderer 20 in
einer Mine oder industriellen Umgebung, worin große Motoren
und andere elektrische Ausrüstung vorhanden
sind, die eine erhebliche HF-Energie erzeugen. Weiter stört die physische
Präsenz
dieser Ausrüstung
sowie anderer elektrisch leitender Strukturen in der Nähe der Sensorschleifen 26 und
des Master- und des Detektorkopfs 40, 46 den Betrieb dieser
Vorrichtungen. insbesondere kann umweltbedingte HF-Energie genug
Rauschen in die Sensorschleifen einbringen, das, wenn es mit einer
kapazitiven Kopplung des Masterkopfs 40 und Detektorkopfs 46 kombiniert
ist, es dem Schleifendetektor 38 unmöglich machen kann, die Quelle
empfangener Signale von dem Detektorkopf 46 zuverlässig zu
unterscheiden. Daher kann bei bekannten Systemen Rauschen Sensorschleifen-Erfassungsfehler
hervorrufen, welche dazu führen
können,
dass ein eingerissenes Förderband
nicht abgeschaltet wird und mehr Beschädigung erfährt, oder zu einem Abschalten
eines unbeschädigten
Förderbandes.
In beiden Fällen können die
Konsequenzen von Sensorschleifen-Erfassungsfehlern sehr zeitraubend
und kostspielig sein.
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In
dem Bestreben, die Qualität
und Zuverlässigkeit
von Förderband-Risserfassung
zu verbessern, nutzt der Schleifendetektor 38 einen digitalen Prozessor 60,
der eine erheblich verbesserte Fähigkeit
zum Betreiben eines Risserfassungssystems in einer elektrisch rauschhaltigen
Umgebungen verschafft. Der digitale Prozessor 60 kann unter
Verwendung bekannter digitaler Signalprozessoren, programmierbarer
Schaltkreise und/oder programmierbarer Steuereinrichtungen verwirklicht
werden, die zur Hochgeschwindigkeitsdatenverarbeitung in Anwendungen
gestaltet sind, welche die Steuerung und Verarbeitung analoger Signale
erfordern, beispielsweise einer Steuereinrichtung der TMS320LF-Serie, die
von Texas Instruments aus Dallas, Texas, USA, kommerziell erhältlich ist.
Während
digitale Signalprozessoren oft integrierte Schaltkreischips sind,
worin verschiedene Funktionen integriert sind, kann der digitale
Prozessor 60 mit nichtintegrierten digitalen Prozessoren
mit programmierbaren Speicher und/oder Steuereinrichtungen mit programmierbaren Speicher
verwirklicht werden, die im Wesentlichen gleichartige Funktionen
wie die hierin beschriebenen bereitstellen. Ein beispielhafter Betrieb
des Schleifendetektors 38 ist in den 2 und 2A gezeigt. In
dieser beispielhaften Ausführungsform
wiederholt sich der Schleifendetektor 38 kontinuierlich
beziehungsweise läuft
zyklisch durch, wenn die Sensorschleifen 26 des Förderbandes 20 an
dem Master- und
dem Detektorkopf 40, 46 vorbeibewegt werden. Bei jedem
Umlauf wird eine Impulsfolge auf der Erregungsfrequenz an die Sensorschleife 26 angelegt und
wird ein empfangenes Signal erfasst und qualitativ analysiert. In
dieser beispielhaften Ausführungsform
sind die erfassten qualitativen Zustände „Schleife vorhanden"- oder „Schleife
nicht vorhanden"-Zustände. Der
Schleifendetektor 38 muss vier aufeinanderfolgende Schleife
vorhanden-Signale erfassen, damit der Schleifendetektor 38 „gute Schleife"-qualitatives Statussignal
an die Risserfassungssteuerung 36 weiterleitet. Weiter
müssen,
sobald ein gutes Schleife-Signal
erzeugt worden ist, vier aufeinanderfolgende Schleife nicht vorhanden-Signale
erfasst werden, damit der Schleifendetektor 39 ein „keine Schleife"-qualitatives Statussignal zu der Risserfassungssteuerung 36 weiterleitet,
das eine unterbrochene oder offene Schleife und ein beschädigtes Förderband
anzeigt. Die Rissfehlerlogik 52 bestimmt, wie das keine
Schleife-Signal
zu interpretieren ist, das heißt,
ob ein bestimmtes keine Schleife-Signal ein Abschalten des Förderbandes 20 auslöst.
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In
dieser beispielhaften Ausführungsform
hat der Schleifendetektor zwei Betriebsarten, eine Einzel frequenzbetriebsart
und eine Frequenzsprungbetriebsart, worin die Erregungsfrequenz
sich automatisch ändert.
Der Betrieb des Schleifendetektors 38 wird zuerst in Bezug
auf die Einzelfrequenzbetriebsart beschrieben. Bezugnehmend auf 2 stellt,
in der Einzelfrequenzbetriebsart, der digitale Prozessor 60 zuerst,
bei 201, eine Standard-Erregungsfrequenz von
etwa 50 kHz ein und stellt einen Relaiszähler 84 auf Null.
Der digitale Prozessor 60 umfasst Hardware und programmierbare
Software, um mehrere Prozessorfunktionen zur Verfügung zu
stellen, beispielsweise einen Pulsbreitenmodulator 62 und
eine Erregungsfrequenzsteuerung 64, die zusammen als Erregungsfrequenzgenerator 66 fungieren.
Der digitale Prozessor 60 enthält weiter notwendige Hardware und
Speicher zum Speichern programmierbarer Instruktionen, um einen
Analog-Digital-Umsetzer („A/D"-Umsetzer) 72,
eine FFT-Analysevorrichtung 67, Schleifenerfassungslogik 78,
den Relaiszähler 84 und
einen Frequenzwähler 92 zu
verschaffen.
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Der
Erregungsfrequenzgenerator 66, bei 202, produziert
ein Erregungssignal in Form einer Abfolge von Impulsen mit fester
Dauer einer gewünschten
Frequenz zu einem Treiberverstärker 68, der
wiederum mit dem Masterkopf 40 verbunden ist. Obwohl generell
Rechteckwellen von dem Pulsbreitenmodulator 62 vorgesehen
werden, führt
die komplexe Impedanz des Schaltkreises, der den Treiberverstärker 68 und
den Masterkopf 40 umfasst, zu einem Antriebssignal, dass
periodisch ist und der Frequenz des Pulsbreitenmodulators folgt,
jedoch keine Rechteckwelle ist. Unter Annahme eines Vorhandenseins
einer ununterbrochenen Sensorschleife 26 wird ein Strom
in der Sensorschleife 26 induziert; und ein entsprechendes
empfangenes Signal wird von dem Detektorkopf 46 erfasst
und einem Analogsignalzustands- und Verstärkungsschaltkreis 70 zugeführt. Der
Analogsignalzustands- und Verstärkungsschaltkreis 70 stutzt
das entsprechende empfangene Signal, sodass es sich einer Rechteckwelle
annähert; in
alternativen Ausführungsformen
muss ein solches Stutzen jedoch nicht durchgeführt werden und ist auch nicht
erforderlich. Der Schleifendetektor 38 wartet eine kurze
Zeitspanne nach der Zufuhr der Erregungsimpulse ab; und dann speichert
der A/D-Umsetzer 72, bei 203, Abtastungen des
entsprechenden empfangenen Signals, die von dem Analogsignal-Konditionierungsschaltkreis 70 zugeführt wurden.
Die Anzahl gespeicherter Abtastungen entspricht Signalmusterpraktiken
und kann Hunderte oder mehr betragen. Die von dem Erregungsfrequenzgenerator 66 erzeugte
abgegebene Impulsfolge wird über
eine feste Dauer vorgesehen, die lang genug ist, um die Durchführung des
Abtastvorgangs zu gestatten. Bei Ablauf der festen Dauer der abgegebenen
Impulsreihe wird deren Anlegen an den Masterkopf 40 bei 204 beendet.
Somit wird während weiterer
Verarbeitung des empfangenen Signals bei diesem Umlauf des Schleifendetektors 38 kein
weiteres Erregungssignal an den Masterkopf 40 angelegt. Die
FFT-Analysevorrichtung 76 führt, bei 206, eine Fouriertransformation
an den digitalen gespeicherten Abtastungen des empfangenen Signals
von dem A/D-Umsetzer 72 durch und verschafft ein Spektrum der
in dem empfangenen Signal enthaltenen Bestandteilfrequenzen. Danach
bestimmt die Schleifenerfassungslogik 78, bei 208,
Größen- und
Phasenwerte der derzeitigen Erregungsfrequenz in dem Frequenzspektrum.
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Die
Größenanalyse
wird verwendet, um erstens eine allgemeine Bestimmung der Qualität der Signalkopplung
der Köpfe 40, 46 an
die Sensorschleifen 26 durchzuführen und zweitens die Qualität des empfangenen
Signals in Bezug auf einen allgemeinen Rauschpegel zu identifizieren.
Ein Größenwert eines
empfangenen Signals wird als eine zweistellige Zahl in einer numerischen
Anzeige 82 angezeigt. Die Zahl ist eine standardisierte
Zahl, worin ein Höchstwert
von 99 eine Signalgröße darstellt,
die zu erwarten wäre,
wenn der Master- und der Detektorkopf 40, 46 in
direktem Kontakt mit den Förderband 20 und
innerhalb der jeweiligen Schleifenenden 42, 48 zentriert
wären.
Ein Nullwert stellt eine Abwesenheit einer Sensorschleife oder das
Vorhandensein einer unterbrochenen Sensorschleife 26 dar;
und daher ist keine leitende Sensorschleife vorhanden. Wenn der Master-
und der Detektorkopf 40, 46 von dem Band wegbewegt
werden, ändert
sich ihre elektrische Kopplung mit der Sensorschleife 26.
Somit wird ein standardisierter Größenwert davon abhängen, wie weit
die Master-Detektorköpfe 40, 46 in
einer bestimmten Anwendung von dem Förderband 20 weg montiert
sind. Generell stellen höhere
standardisierte Größenwerte
eine stärkere
elektromagnetische Kopplung zwischen dem Master- und dem Detektorkopf 40, 46 und
der Sensorschleife 26 dar.
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Die
Analysevorrichtung 74 für
das empfangene Signal führt
eine zweite Größenanalyse
des empfangenen Signals durch. In dieser beispielhaften Ausführungsform
wird angenommen, dass jeder von der numerischen Anzeige 82 angezeigte
standardisierte Größenwert,
der 15 oder weniger beträgt,
Rauschen in dem Schleifenerfassungssystem 18 zuzuschreiben
ist. Daher wird in den hierin beschriebenen verschiedenen Betriebsarten
eine Größe eines
empfangenen Signals mit einem standardisierten Wert von 15 oder
weniger als Rauschen identifiziert und wird nicht als Signal, das
einem Erregungssignal entspricht, betrachtet. Das willkürliche Verwerfen
eines empfangenen Signals als Rauschen, das eine standardisierte
Größe von 15
oder weniger hat, ist ein Versuch, den ungünstigen Einfluss von Rauschen auf
den Betrieb des Schleifendetektors zu verringern. Weiter ist der
standardisierte Wert von 15 kein absoluter Wert, sondern ist ein
einstellbarer Wert, der bei jeder Anwendung und Installation verändert werden kann.
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Die
Analysevorrichtung 74 für
das empfangene Signal umfasst weiter eine Schleifenerfassungslogik 78,
die das von der FFT-Analysevorrichtung 76 vorgesehene Frequenzspektrum überprüft und eine
Phase der derzeitigen Erregungssignalfrequenz innerhalb des Frequenzspektrums
bestimmt. In Hinblick auf die induktive Natur der Köpfe 40, 46 und
der Schleife 28 in Form einer umgekehrten Ziffer Acht ist
zu erwarten, dass ein empfangenes Signal in Bezug auf die Erregungssignalfrequenz
eine negative Phasenverschiebung aufweisen wird. Wenn jedoch die
Sensorschleife 26 eine nicht umgekehrte Schleife 30 ist,
kann eine unterschiedliche Phasenverschiebung vorausgesagt und erfasst
werden. Daher, wie bei 210 von 2 gezeigt,
ermittelt die Schleifenerfassungslogik 78, ob der standardisierte Größenwert
des empfangenen Signals innerhalb des von der FFT-Analysevorrichtung 78 produzierten
Frequenzspektrums über
15 liegt, und zweitens, ob die Phasenverschiebung des empfangenen
Signals negativ ist. Wenn ja, so identifiziert die Schleifenerfassungslogik 78 das
empfangene Signal als ein Vorhandensein einer Sensorschleife anzeigend
und erhöht,
bei 212, einen Relaiszahler 84 um eins.
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Als
nächstes,
bei 214, ermittelt der digitale Prozessor 60,
ob der Relaiszähler 84 größer oder gleich
4 ist. Wenn nicht, ermittelt der digitale Prozessor 60 dann,
bei 216, ob eine Frequenzsprungbetriebsart ausgewählt worden
ist. Wenn nicht, kehrt der digitale Prozessor zu Schritt 202 zurück und legt wiederum
eine Erregungsfrequenz-Impulsfolge auf den Masterkopf 40 an.
Der oben in Bezug auf die Schritte 202 bis einschließlich 216 beschriebene
Vorgang wird eine Anzahl von Malen wiederholt, und jedesmal wird
die Größe und Phase
der Erregungssignalfrequenz innerhalb des Frequenzspektrums von der
FFT-Analysevorrichtung 76 erfasst, um zu ermitteln, ob
die Schleife 26 vorhanden ist oder nicht. Wenn vier aufeinanderfolgende
Umläufe
dazu führen,
dass vier Erfassungen der Sensorschleife 26 vorliegen,
erfasst die Schleifenerfassungslogik 74, bei 214,
dass der Relaiszähler 84 gleich
vier ist und stellt, bei 218, den Relaiszähler 84 auf
einen Wert von acht ein. Als nächstes,
bei 220 von 2A, erfasst die Schleifenerfassungslogik,
dass der Relaiszähler 84 acht
ist, und stellt, bei 222, eine Leistungsabgabe an einem
Schleifendetektor E/A 90 auf einen Status ein, der eine
gute Sensorschleife 26 darstellt. Dieser Status wird durch
die Risssteuerung E/A 88 zu der Rissfehlerlogik 52 zugeführt, welche,
auf bekannte Weise, ein Rissfehlerrelais 54 in einem Status
hält, der
veranlasst, dass die Fördersteuerung 32 den
Betrieb des Förderbandes 20 in Übereinstimmung
mit der Steuerlogik des Risserfassungssystems 36 fortsetzt.
Der Schleifendetektor E/A 90 und Rissdetektor E/A 88 funktionieren
auf bekannte Weise, um analoge Signals, digitale Signalzustände sowie
Signale über
ein serielles Kommunikationsglied bereitzustellen und zu empfangen.
-
Im
Gegensatz zu einer guten Schleifenerfassung kann der Schleifendetektor 38 auch
einen „keine
Schleife"-Zustand
erfassen. Angenommen, dass bereits eine gute Schleife erfasst worden
ist und der Relaiszähler 84 auf
acht gestellt ist. Wenn, bei 210, die standardisierte Größe des empfangenen
Signals nicht größer als
15 ist, oder wenn die Phasenverschiebung nicht als negativ erfasst
wird, sieht die Schleifenerfassungslogik 78, bei 224,
ein „Schleife nicht
vorhanden"-Signal
vor, das den Relaiszähler 84 um
1 herunterstellt. Die Schleifenerfassungslogik 78 ermittelt
dann, bei 226, dass der Relaiszähler 84 kleiner oder
gleich 4 ist, und an diesem Punkt ist der Relaiszähler 84 nicht
gleich vier. Der digitale Prozessor 60 kehrt jetzt zu Schritt 202 zurück und legt
wieder eine Erregungsimpulsreihe von fester Dauer mit derselben
Frequenz an den Masterkopf 40 an. Die Abtast- und FFT-Vorgänge werden
wiederholt; und die Schleifenerfassungslogik ermittelt wiederum,
bei 210, ob die Phase und Größe des empfangenen Signals
anzeigen, ob eine Schleife vorhanden ist. Der Relaiszähler 84 wird
dementsprechend hinauf- oder heruntergestellt, und der Vorgang fährt fort,
sich zu wiederholen, bis ein Relaiszählerwert von vier erfasst wird.
-
Es
ist anzumerken, dass die Sensorköpfe 26 auf
dem Förderband 20 durch
viele Fuß getrennt
werden, beispielsweise bis zu 100 Fuß; und weiter beträgt die Breite
eines Sensorschleifenendes generell etwas mehr als ein Fuß. Daher
werden, während
Teile des Förderbandes
zwischen den Sensorschleifen 26 sich an dem Master- und
dem Detektorkopf 40, 46 vorbeibewegen, Schleife
nicht vorhanden-Signale erfasst. Bei vier aufeinanderfolgenden Schleife
nicht vorhanden-Signalen, die den Relaiszähler auf einen Wert von 4 heruntersetzen,
bezugnehmend auf 2A, stellt die Schleifenerfassungslogik,
bei 228, den Relaiszähler
auf Null zurück.
Danach erfasst die Schleifenerfassungslogik 78, bei 230,
einen Nullstatus des Relaiszählers 74 und
veranlasst, bei 232, den E/A 90, einen kein Schleifen-Ausgangssignalstatus über die
Risskontrolle E/A 88 der Rissfehlerlogik 52 vorzulegen,
was eine Abwesenheit der, oder eine beschädigte, Sensorschleife 26 darstellt.
-
In
Reaktion auf einen keine Schleife-Eingabestatus arbeitet die Risserfassungssteuerung 36 mit der
Fördersteuerung 32 auf
bekannte Weise zusammen, um den Betrieb des Förderantriebs 24 und
Bandes 20 abhängig
von einer bekannten Betriebsart, beispielsweise einer Zeitbetriebsart,
einer Abstandsbetriebsart oder einer Abtastbetriebsart, zu steuern. In
dieser beispielhaften Ausführungsform
beinhaltet die Risserfassungssteuerung 36 auch das System E/A 96,
das wirksam ist, um Sensorschleifendaten zu einer anderen Anzeige,
einem anderen Computer oder einer anderen Steuerung zu übermitteln.
-
Zusätzlich zu
einer Einzelfrequenzbetriebsart ist der Schleifendetektor 38 in
einer Frequenzsprungbetriebsart betreibbar. Eine Bandbreite zwischen
etwa 45–53
kHz wird in zehn Frequenzen unterteilt. Im allgemeinen wird in der
Frequenzsprungbetriebsart mit dem Anlegen jeder Erregungsimpulsabfolge
ein standardisierter Größenwert
für jede
der 10 Frequenzen in dem FFT-Frequenzspektrum ermittelt; und die
Frequenz mit dem niedrigsten standardisierten Größenwert wird als die nächste Erregungsfrequenz
verwendet. Die Schleifensteuerung ist durch eine Hardware-Einstellung
in dem Schleifendetektor 38 von der Einzelfrequenzbetriebsart
auf die Frequenzsprungbetriebsart umschaltbar.
-
Weiter
erleuchtet der Schleifendetektor 38 in beiden Betriebsarten
ein LED oder LED-Displays 94 bei der Erfassung dessen,
dass keine der Nichterregungsfrequenzen rauschhaltig sind, das heißt einen standardisierten
Größenwert
von größer als
15 aufweisen. Somit wird dem Benutzer eine Indikation verschafft,
dass Rauschen vorhanden ist. Die LED-Displays 94 beinhalten andere
LEDs, die dazu verwendet werden, anzuzeigen, ob eine Sensorschleife
vorhanden ist und ob der digitale Prozessor energiebeaufschlagt
ist. Zusätzlich
gibt es eine LED für
jede Erregungsfrequenz, die aufleuchtet, wenn die bestimmte Frequenz
verwendet wird, und andere LEDs können verwendet werden, um andere
Betriebszustände sowie
diagnostische und Prüfzustände zu identifizieren.
-
Spezifischer
stellt der digitale Prozessor 60, wenn in der Frequenzsprungbetriebsart,
wie bei 201 in 2 gezeigt, beim Aufstarten,
eine Erregungsfrequenz als Standardfrequenz ein. In der Frequenzsprungbetriebsart
ist eine erste Standardfrequenz etwa 50,8 kHz; und wie vorangehend
in Bezug auf die Verfahrensschritte 202–232 beschrieben,
legt der Erregungsfrequenzgenerator 66 eine Erregungsimpulsfolge
mit fester Dauer auf der ersten Standardfrequenz an den Masterkopf
von 40 an. Die Analysevorrichtung 74 für das empfangene
Signal verschafft ein Frequenzspektrum auf Basis einer FFT-Analyse eines entsprechenden
empfangenen Signals, das von dem Detektorkopf 46 erfasst
wird. Bei 210 ermittelt die Schleifenerfassungslogik 78,
ob das Frequenzspektrum auf der Erregungsfrequenz einen standardisierten
Größenwert
von mehr als 15 und eine negative Phasenverschiebung, die einer
guten Sensorschleife 26 entsprechen, hat; und der Relaiszähler wird
heraufgesetzt, wie zuvor beschrieben. In der Frequenzsprungbetriebsart,
wie bei 216 erfasst, vor dem Anlegen einer nachfolgenden
Abfolge von Impulsen an den Masterkopf 40, hat der digitale
Prozessor 60 eine Frequenzauswahlvorrichtung 92,
die eine unterschiedliche Erregungsfrequenz auswählt, wie in 2A gezeigt.
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In
der Frequenzsprungbetriebsart hat der Schleifendetektor 38 eine
zweite Standardfrequenz von etwa 48 kHz. Die erste Standardfrequenz
ist die derzeitige Erregungsfrequenz, und damit ist die zweite Standardfrequenz
derzeit eine zweite Nichterregungs-Standardfrequenz. Die Frequenzauswahlvorrichtung 92 ermittelt,
bei 236, ob die Nichterregungsfrequenzen still sind, das
heißt,
ob der größte standardisierte
Größenwert
einer Nichterregungsfrequenz weniger als 15 beträgt. Wenn dies so ist, stellt die
Frequenzauswahlvorrichtung 92 dann, bei 238, die
Erregungsfrequenz auf die zweite Standardfrequenz ein; und der Erregungsfrequenzgenerator 66 legt
dann, bei 202, eine Erregungsimpulsfolge mit fester Dauer,
welche die zweite Standardfrequenz aufweist, an den Masterkopf 40 an.
Der Schleifendetektor 38 führt erneut die Verfahrensschritte
von 203–236 aus,
wie zuvor beschrieben. Wenn, bei 236, der Schleifendetektor 38 wiederum
erfasst, dass die Nichterregungsfrequenzen still sind, stellt die
Frequenzauswahlvorrichtung 92, bei 238, die Erregungsfrequenz
auf die erste Standardfrequenz ein. Somit schaltet oder springt
die Erregungsfrequenz in der Frequenzsprungbetriebsart, wenn ermittelt
ist, dass die nicht Erregungsfrequenzen still sind, das heißt, kein
standardisierter Größenwert
15 oder mehr beträgt,
zwischen den zwei Standardfrequenzen mit anschließenden Erregungszyklen
hin und her. In dieser Betriebsart wird nicht nur das Vorhandensein
einer Schleife mit einer Anlegung eines Erregungssignals geprüft; sondern
es wird auch Rauschen in allen Nichterregungsfrequenzen überprüft. Weiter
wird, durch Hin- und Herschalten zwischen zwei Standardfrequenzen,
die Amplitude von Umgebungrauschen für alle Frequenzen bei jedem
zweiten Erregungszyklus ermittelt. Statt Frequenzsprung bei jedem
Umlauf des Schleifendetektors 38 kann in einer alternativen
Ausführungsform
ein Timer verwendet werden, um zu ermitteln, wann die Frequenz verändert ist,
um Umgebungsrauschamplituden der Nichterregungsfrequenzen zu erfassen.
Die Verwendung von Standardfrequenzen veranlasst diesen Frequenzen
zugeordnete LEDs relativ konstant aufzuleuchten, wodurch einer Bedienperson
gestattet wird, leicht und schnell zu sagen, ob das System in einer
weniger rauschhaltigen Umgebungen arbeitet.
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Wenn,
bei 236, die Frequenzauswahllogik 92 ermittelt,
dass die Nichterregungs-Standardfrequenz nicht still ist, das heißt, wenn
sie einen standardisierten Größenwert
von größer als
15 aufweist, dann sieht die Frequenzauswahllogik 92, bei 240,
auf die standardisierten Größenwerte
der anderen 9 Frequenzen. Die Erregungsfrequenz mit dem niedrigsten
standardisierten Größenwert
wird dann als die nächste
Erregungsfrequenz ausgewählt.
Und bei 202 legt der Erregungsfrequenzgenerator 66 eine
Erregungsimpulsabfolge mit dieser stillsten Erregungsfrequenz an
den Masterkopf 40 an. Somit ist in der Frequenzsprungbetriebsart,
mit jedem Zyklus oder Umlauf des Schleifendetektors 38 durch
den Vorgang der 2 und 2A, wenn
ermittelt wird, dass eine Nichterregungsfrequenz eine Rauschamplitude
hat, die größer als
15 ist, die Frequenzauswahlvorrichtung 92 zur Auswahl einer
Erregungsfrequenz mit der niedrigsten Rauschamplitude betreibbar.
Durch kontinuierliches Erregen des Masterkopf 40 mit einer
Erregungsfrequenz, die eine niedrigste Rauschamplitude hat, verschafft
der Schleifendetektor 38 eine zuverlässigere Erfassung dessen, ob
eine Schleife vorhanden oder nicht vorhanden ist. Eine solche verbesserte
Zuverlässigkeit
verringert nicht nur ungerechtfertigte Abschaltungen des Förderers,
sondern führt auch
zu präziseren
Abschaltungen des Förderers
zur Minimierung der Beschädigung
des Förderbandes
im Fall von keine Schleife-Ermittlungen, wenn Schleifen beschädigt sind.
-
Der
hierin gezeigte und beschriebene Schleifendetektor 38 verschafft
zahlreiche Vorteile und hat eine erheblich verbesserte Leistung
in rauschhaltigen Umgebungen. Erstens wird der Masterkopf 40 mit
einer Impulsabfolge mit fester Dauer erregt, die beendet wird, nachdem
ein entsprechendes empfangenes Signal abgetastet und gespeichert
worden ist. Das Beenden des Anlegens der Erregungsimpulse und auch
das Variieren von Erregungssignalfrequenzen reduziert eine inhärente kapazitive
Kreuzkopplung, die Rauschen erzeugt. Zweitens kann der Schleifendetektor 38,
bei aufeinanderfolgenden Umläufen
oder Zyklen, in einer rauschhaltigen Umgebung, Erregungsfrequenzen
wählen,
die die niedrigsten Rauschamplituden haben, was die Rauschimmunität des Schleifendetektors 38 erheblich
verbessert. Drittens hat der Schleifendetektor 38, unter
Verwendung des digitalen Prozessors 60, einen größeren Ablesebereich
in Bezug auf die Sensorschleife 26 als frühere Analogschaltkreise.
Dieser größere Ablesebereich
produziert generell höhere
standardisierte Größenwerte
und oft jeweils höhere
Rauschabstände.
Der Schleifendetektor 38 hat den weiteren Vorteil, dass
er in der Lage ist, sowohl eine Schleife 28 in Form der
Ziffer Acht als auch eine nicht umgekehrte Schleife 30 zu
erfassen. Auch verwendet der Schleifendetektor 38 keine
automatische Verstärkerregelungsschaltung
mit großer
Kapazität,
wodurch die kostspieligen Anforderungen des Vorsehens zugehöriger elektrischer
Abschirmung und Filterung beseitigt werden.
-
Während die
vorliegende Erfindung durch eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen
illustriert worden ist und während
diese Ausführungsformen
im Einzelnen beschrieben worden sind, ist nicht beabsichtigt, die
Erfindung auf diese Einzelheiten zu beschränken. Beispielsweise wird in
den beschriebenen Ausführungsformen
der standardisierte Größenwert
zur Überprüfung der
Anwesenheit von Umgebungsrauschen in Nichterregungsfrequenzen während des
Betriebs des Schleifendetektors 38 verwendet. Jedoch kann
auch die zweistellige Ziffernanzeige 82 während einer
Einstellung des Master- und des Detektorkopfs 40, 46 verwendet
werden. Während
die Positionen der Köpfe 40, 46 eingestellt werden,
werden der Förderer
und der Schleifendetektor betrieben und wird der standardisierte Größenwert
in der Anzeige 82 beobachtet. Die Köpfe 40, 46 befinden
sich in Positionen, welche die höchsten standardisierten
Größenwerte
und damit die stärkste elektromagnetische
Kopplung zwischen dem Master- und dem Detektorkopf 40, 46 und
der Sensorschleife 26 vorsehen.
-
In
den beschriebenen Ausführungsformen wird
der standardisierte Größenwert
dazu verwendet, einen qualitativen Status des Vorhandenseins der Sensorschleife
zu ermitteln. In einer alternativen Ausführungsform kann jedoch der
standardisierte Größenwert
verwendet werden, um andere qualitative Zustände von Sensorschleifen oder
Förderband zu
ermitteln. Beispielsweise können,
nachdem die Köpfe 40, 46 eingestellt
worden sind, Förderband und
Schleifendetektor betrieben werden; und standardisierte Größenwerte
können
in Zusammenhang mit einer jeweiligen Sensorschleife gespeichert
werden. Solche standardisierten Größenwerte können beispielsweise in der
Eichtabelle 86 der Risserfassungssteuerung 36 gespeichert
werden. In dem sich wiederholenden Vorgang des Schleifendetektors 38 kann
ein gespeicherter standardisierter Größenwert ein Durchschritt standardisierter
Größenwerte
für eine
bestimmte Schleife sein. Nach einem Umlauf des Förderbandes 20 wird
eine Karte von standardisierten Ausgangs- oder Referenz-Größenwerten
für alle
Sensorschleifen 26 an dem Förderband gespeichert. Bei fortgesetztem
Betrieb des Förderbandes können derzeitige
standardisierte Größenwerte
für die
Sensorschleifen ermittelt und gespeichert werden, um eine Karte
derzeitiger standardisierter Größenwerte
vorzusehen. Wenn eine Sensorschleife oder das Förderband um die Sensorschleife
aufgrund normalen Verschleißes
oder einer unerwarteten Kraft oder Beschädigung Veränderungen erfährt. Wenn
beispielsweise ein oder mehrere Leiter in einer Sensorschleife beschädigt oder
unterbrochen werden, verändert
sich eine Impedanz der Sensorschleife. Eine solche Impedanzveränderung
wird den Stromfluss in der Sensorschleife und daher den während eines
Erregungssignals produzierten standardisierten Größenwert
verändern.
-
Daher
kann jederzeit eine Karte der derzeitigen standardisierten Größenwerte
jedes der Sensoren mit der Ausgangs- oder Referenzkarte der standardisierten
Größenwerte
verglichen und eine Ermittlung in Bezug auf ein qualitatives Merkmal
einer jeweiligen Sensorschleife und/oder eines Förderbandes vorgenommen. werden.
Zusätzlich
spürt die
Risserfassungssteuerung 36 oft auch Versagen auf, um Schleifen
und andere Daten zu erfassen. Die obigen Daten können von einem Benutzer, der
die Ausgangs- und derzeitigen Karten und andere Daten zu Analysezwecken
ausdruckt, analysiert werden. In anderen Ausführungsformen können die
standardisierten Größenwerte
automatisch an einer Sensorschleife auf Sensorschleifenbasis durch
die Risserfassungssteuerung 36 oder andere Steuerung verglichen
werden; und kann eine Größe der Veränderung, einer
Veränderungsrate
oder anderer Veränderung
in den standardisierten Größenwerten
ermittelt werden. Somit kann unter manchen Umständen eine Verschlechterung
oder andere qualitative Veränderung in
der Sensorschleife 26 und eventuell dem Förderband 20 beobachtet
werden, indem die standardisierten Größenwerte über einen Zeitraum verfolgt
werden. Dann kann, auf Basis dieser Veränderungen und anderer verfügbarer Daten,
der Risserfassungssteuerung 36 eine Ausgangsgröße zugeführt werden.
Die Ausgangsgröße kann
sich von einer einfachen Warnlampe bis auf eine Anzeige einer Identität einer
betreffenden Sensorschleife belaufen; und in anderen Ausführungsformen
kann der Betrieb des Förderbandes
auf kontrollierte Weise automatisch geändert oder gestoppt werden.
-
Weiter
ist in den beschriebenen Ausführungsformen
das Erregungssignal ein Erregungssignal mit fester Dauer, das beendet
wird, nachdem ein entsprechendes empfangenes Signal abgetastet und gespeichert
worden ist. Während
man glaubt, dass ein solches Erregungssignal mit fester Dauer Rauschen
in dem Schleifenerfassungsvorgang verringert, kann in einer alternativen
Ausführungsform
ein Erregungssignal kontinuierlich an den Masterkopf 40 angelegt
werden, und der Schleifendetektor 38 wird arbeiten wie
hierin unter Bezug auf die 1, 2 und 2A beschrieben.
In dieser alternativen Ausführungsform
können
jedoch rauschhaltigere Umgebungen vorkommen, wo die Qualität der Schleifenerfassung
weniger zuverlässig
sein kann, als wenn ein Erregungssignal mit fester Dauer verwendet
würde.
-
In
der beschriebenen Ausführungsform
erfordert die Schleifenerfassungslogik 78 das Vorhandensein
von vier Schleife vorhanden- oder Schleife nicht vorhanden-Erfassungen, bevor
ein jeweiliges gute Schleife- oder keine Schleife-Signal zu dem Schleifendetektor
E/A 90 geschickt wird. Dies wird gemacht, um falsche Erfassungen
aus dem System herauszufiltern, die das Ergebnis von Rauschen oder anderer
Störvorfälle sein
können.
Die Erfordernis von vier Schleife vorhanden- oder Schleife nicht vorhanden-Erfassungen
kann jedoch unterschiedlich sein, und, abhängig von der Anwendung, können in
anderen Ausführungsformen
gute Schleife- und keine Schleife-Signale in Reaktion auf eine Anzahl
jeweiliger Schleife vorhanden- oder Schleife nicht vorhanden-Signale,
die weniger als vier oder mehr als vier beträgt, erzeugt werden.
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In
der Frequenzsprungbetriebsart wird eine Bandbreite von Frequenzen
zwischen etwa 45–53 kHz
in zehn Frequenzen unterteilt. Somit hat jede der zehn Frequenzen
eine Trennung von weniger als ein kHz. Die gesamte Bandbreite, welche
die 10 Frequenzen überspannt,
die Bandbreite, die die Frequenzen trennt, und die Anzahl von Frequenzen
werden als nicht wesentlich für
das Praktizieren der beanspruchten Erfindung angesehen. Jedoch wird
betont, dass die Verwendung von Erregungsfrequenzen generell um
50 kHz eine bessere Leistung verschafft. In alternativen Ausführungsformen
können
mehr oder weniger als 10 Frequenzen, die durch feststehende oder
unterschiedliche Bandbreiten getrennt sind, verwendet werden.