DE102017005386A1

DE102017005386A1 - monitoring procedures

Info

Publication number: DE102017005386A1
Application number: DE102017005386.3A
Authority: DE
Inventors: Jörg Schmidt
Original assignee: Fagus Grecon Greten GmbH and Co KG
Current assignee: Fagus Grecon Greten GmbH and Co KG
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2018-12-06

Abstract

Bei einem Verfahren für die Überwachung eines Materialstroms in einer Rohrleitung, mit wenigstens einem Melder mit einer lichtdurchlässigen Scheibe, unter der wenigstens ein lichtempfindlicher Sensor angeordnet ist erfolgt durch den einen Melder eine Erkennung von Funken-, Brand- oder Glutnestern in wenigstens einem ersten Spektralbereich und eine Erkennung einer Verschmutzung der Scheibe in einem zweiten, von dem ersten beabstandeten Spektralbereich geringerer Wellenlänge.In a method for monitoring a flow of material in a pipeline, with at least one detector with a translucent disc, is disposed below the at least one photosensitive sensor by the detector is a detection of spark, fire or Glutnestern in at least a first spectral range and a detection of contamination of the disc in a second, of the first spaced spectral range of shorter wavelength.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Überwachung eines Materialstroms in einer Rohrleitung, mit wenigstens einem Melder mit einer lichtdurchlässigen Scheibe, unter der wenigstens ein lichtempfindlicher Sensor angeordnet ist.The invention relates to a method for monitoring a material flow in a pipeline, comprising at least one detector with a translucent disk, under which at least one light-sensitive sensor is arranged.

Bei einem pneumatischen Transport von Feststoffen wie bspw. Sägespänen, Tabak oder dergleichen in Rohrleitungen können eine Vielzahl von Problemen auftreten. Eine Überhitzung und infolge die Ausbildung von Funken-, Brand- oder Glutnestern können bspw. zerstörerische Staubexplosionen auslösen.In a pneumatic transport of solids such as sawdust, tobacco or the like in pipelines, a variety of problems can occur. Overheating and, as a result of the formation of sparks, fires or embers, can, for example, trigger destructive dust explosions.

Vor diesem Hintergrund sind vielfältige Überwachungssysteme für pneumatisch geförderte Materialströme bekannt geworden.Against this background, a variety of monitoring systems for pneumatically conveyed material flows have become known.

Aus der DE 20 2013 006 142 U1 ist ein Melder zum Erkennen von Funken-, Brand- und Glutnestern bekannt, der Lichtblitze in dem sichtbaren Spektralbereich oder alternativ thermische Strahlung in dem infraroten Spektralbereich detektieren kann. Hierzu wird der Melder mit einem eine lichtdurchlässige Scheibe aufweisenden Stutzen in die Rohrwandung eingesetzt und wird die zu detektierende elektromagnetische Strahlung über einen unter der Scheibe angeordneten Lichtleiter auf ein fotosensibles Element geleitet. Im Anschluss kann eine Auswertung der detektierten Signale erfolgen.From the DE 20 2013 006 142 U1 For example, a detector is known for detecting spark, fire and embers which can detect flashes of light in the visible spectral range or, alternatively, thermal radiation in the infrared spectral range. For this purpose, the detector is inserted into the pipe wall with a nozzle having a transparent disk, and the electromagnetic radiation to be detected is conducted via a light guide arranged under the disk onto a photosensitive element. Subsequently, an evaluation of the detected signals can take place.

Verschmutzt allerdings die Scheibe, bspw. durch Materialablagerungen, oder wird sie durch abrasive Materialien beschädigt, kann eine Detektion kaum mehr erfolgen.However, if the disk is contaminated, for example due to material deposits, or if it is damaged by abrasive materials, detection can hardly take place any more.

Ein vergleichsweise aufwendiges Verfahren für die Überwachung einer pneumatischen Förderung von Materialien erläutert die WO 03/012381 A1 . Das dortige Verfahren benötigt zwei diametral gegenüberliegend in die Rohrwandung eingesetzte Melder. Für die Überprüfung der Funktionssicherheit dieser Melder wird von einem Sender des einen Melders ein Testsignal abgestrahlt, das, zumindest teilweise, von einem Empfänger des gegenüberliegenden Melders aufgefangen wird. Hieraus kann eine Steuerungs- und Auswerteinheit Rückschlüsse auf die Funktionssicherheit ziehen.A comparatively complicated process for monitoring pneumatic conveying of materials is explained in US Pat WO 03/012381 A1 , The local method requires two diametrically opposite in the pipe wall used detector. For checking the functional reliability of these detectors, a transmitter of the one detector emits a test signal which, at least partially, is picked up by a receiver of the opposing detector. From this, a control and evaluation unit draw conclusions about the reliability.

Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem insbesondere mit nur einem Melder eine möglichst lückenlose Überwachung des pneumatischen Transportes von Materialien in einer Rohrleitung ermöglicht ist.Against this technical background, the object of the invention is to make available a method with which it is possible, in particular with only one detector, to monitor the pneumatic transport of materials in a pipeline as completely as possible.

Gelöst wird diese technische Problematik durch das Verfahren gemäß des Anspruchs 1. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.This technical problem is solved by the method according to claim 1. The subclaims represent advantageous embodiments and further developments of the method according to the invention.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht zunächst in an sich herkömmlicher Weise das Erkennen von Funken-, Brand- oder Glutnestern.The method according to the invention initially makes it possible, in a conventional manner, to detect spark, fire or embers.

In vorteilhafter Weise werden jedoch auch Verschmutzungen der Scheibe des Melders erkannt, indem von dem Melder in einem zweiten, von dem ersten beabstandeten Spektralbereich geringerer Wellenlänge ein Signal ausgesandt wird, das an der Scheibe reflektiert und von dem Melder wieder empfangen wird.Advantageously, however, soiling of the disc of the detector are detected by a signal is emitted by the detector in a second, of the first spaced spectral range of shorter wavelength, which is reflected at the disc and received by the detector again.

Dabei ist von Bedeutung, dass durch die Beabstandung der Spektralbereiche es zu keiner gegenseitigen Beeinflussung der Sensorik für das Erkennen von Funken-, Brand- oder Glutnestern und der für das Erkennen einer Verschmutzung oder Beschädigung der Scheibe kommt.It is important that the spacing of the spectral regions does not lead to any mutual influence of the sensors for the detection of spark, fire or embers, and for the detection of soiling or damage to the window.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiter vorgesehen, dass die Erkennung der Funken-, Brand- oder Glutnestern in zwei voneinander beabstandeten Spektralbereichen erfolgt, wobei ein Spektralbereich den Übergang vom sichtbaren Licht zum Infrarot und der andere Spektralbereich einen längerwelligen Infrarotbereich abdeckt.In an embodiment of the method according to the invention is further provided that the detection of spark, fire or Glutnestern takes place in two spaced-apart spectral regions, wherein a spectral range covers the transition from visible light to infrared and the other spectral range a longer wavelength infrared range.

Entsprechend verfügt der Melder über zwei elektromagnetische Strahlungen detektierende Elemente, beispielsweise über ein Si-Element für das Erkennen von Funken in einem gegenüber einem PbS-Element kurzwelligeren Spektralbereich, während ein PbS-Element in vorteilhafterweise tageslichtunempfindlich ist und insbesondere auch heiße Partikel detektieren kann. Dabei ist bevorzugt weiter vorgesehen, dass der oder die Spektralbereiche für die Erkennung der Funken-, Brand- oder Glutnestern ausgefiltert werden, womit die Spektralbereiche ausreichend scharf voneinander abgegrenzt werden können.Accordingly, the detector has two electromagnetic radiation detecting elements, for example via a Si element for the detection of sparks in a short wavelength compared to a PbS element spectral range, while a PbS element is advantageously insensitive to daylight and in particular can detect hot particles. In this case, it is preferably further provided that the spectral range or spectral ranges for the detection of the spark, fire or Glutnestern be filtered out, so that the spectral ranges can be sufficiently sharply distinguished from each other.

Weiter ist vorgesehen, dass der zweite Spektralbereich, in dem Verschmutzungen der Scheibe detektiert werden, den Übergang vom ultravioletten zum sichtbaren Licht abdeckt. Aufgrund des Abstandes zum Übergang vom sichtbaren Licht zum Infrarot bzw. zu einem noch längerwelligeren Infrarotbereich kommt es zu keinen gegenseitigen Störungen bei der passiven Erfassung von Funken-, Brand- oder Glutnestern und der aktiven Detektierung der Verschmutzungen der Scheibe.It is further provided that the second spectral range, in which contaminants of the disc are detected, covers the transition from the ultraviolet to the visible light. Due to the distance to the transition from visible light to infrared or to a longer wavelength infrared range, there is no mutual interference in the passive detection of sparks, fire or Glutnestern and the active detection of contamination of the disc.

Neben dem voranstehend erläuterten Reflexionsverfahren für die Detektierung einer Verschmutzung, bei dem ein von dem Melder in dem zweiten Spektralbereich ausgesendetes und von einer Verschmutzung reflektiertes Signal von dem Melder detektiert wird, kann auch ein Durchlichtverfahren Verwendung finden.In addition to the above-discussed reflection method for the detection of contamination, in which one of the detector in the second Spectral region emitted and reflected by a pollution signal is detected by the detector, a transmitted light method can be used.

Dabei ist vorgesehen, dass einem ersten Melder diametral gegenüberliegend auf der anderen Seite des Materialstroms ein zweiter, gleichartiger Melder vorgesehen ist und dass ein von dem ersten Melder ausgesendetes Signal im zweiten Spektralbereich von dem zweiten Melder detektiert wird und umgekehrt.It is provided that a second detector is provided diametrically opposite on the other side of the material flow, a second, similar detector and that a signal emitted by the first detector signal in the second spectral range is detected by the second detector and vice versa.

Ein solches Signal kann konstanter Natur sein. Alternativ ist auch ein gepulstes Signal durchaus möglich.Such a signal can be constant. Alternatively, a pulsed signal is quite possible.

Insbesondere ist daran gedacht, dass nach einer Unterbrechung des konstanten Signals und damit einhergehend einer Detektierung einer Verschmutzung ein solches gepulstes, blitzlichtähnliches Signal ausgesendet wird. Wird dieser Impuls dann nicht detektiert, wird eine Verschmutzung gemeldet.In particular, it is envisaged that after an interruption of the constant signal and, consequently, a detection of contamination, such a pulsed, flash-light-like signal is emitted. If this pulse is then not detected, contamination is reported.

Das Wesen der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich schematische Darstellungen wiedergegeben sind. In der Zeichnung zeigt:

1: nach Art eines Blockschaltbildes einen Melder für die Durchführung des Verfahrens, dient 2: der Erläuterung des Reflexionsverfahrens und
3: der Erläuterung eines Durchlichtverfahrens mit zwei Meldern.

The essence of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing, in which only schematic representations are shown. In the drawing shows:

1 : in the manner of a block diagram, a detector for carrying out the method, is used 2 : the explanation of the reflection method and
3 : the explanation of a transmitted light method with two detectors.

1 zeigt, unvollständig, ein Blockschaltbild eines Melders 1, der optimal für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung konfiguriert ist. 1 shows, incomplete, a block diagram of a detector 1 which is optimally configured for carrying out the method according to the invention.

Der Melder 1 weist einen ersten lichtempfindlichen Sensor 2 für ein Erfassen optischer Strahlung auf, der insbesondere der Erkennung von Funken dient, deren Emissionen durch den Pfeil 3 angedeutet werden. Der empfindliche Spektralbereich des Sensors 2 liegt bevorzugt in einem Übergangsbereich vom sichtbaren Licht hin zum nahen Infrarot. Hierfür geeignet sind beispielsweise Si-Elemente, die eine typische Empfindlichkeit von etwa 190 nm bis 1.100 nm aufweisen. Durch eine Filterscheibe 4 wird jedoch dieser Empfindlichkeitsbereich beschränkt, beispielsweise auf 430 nm bis 1.100 nm, bei einem Maximum der Empfindlichkeit des Sensors um 780 nm.The detector 1 has a first photosensitive sensor 2 for detecting optical radiation, in particular the detection of sparks, whose emissions are indicated by the arrow 3 be indicated. The sensitive spectral range of the sensor 2 is preferably in a transition region from the visible light to the near infrared. Suitable for this purpose are, for example, Si elements which have a typical sensitivity of about 190 nm to 1100 nm. Through a filter disc 4 However, this sensitivity range is limited, for example, to 430 nm to 1100 nm, with a maximum sensitivity of the sensor to 780 nm.

Zur Auswertung gelangt das detektierte Signal über einen Verstärker 5 an eine zentrale CPU 6. Beabstandet von diesem Spektralbereich, der den Übergang vom sichtbaren Licht zum Infrarot abdeckt, erfolgt in einem hiervon beabstandeten Spektralbereich in dem längerwelligen Infrarotbereich eine weitere Detektion von Funken-, Glutnestern oder dergleichen, deren Emissionen durch den Pfeil 7 angedeutet sind. Der für eine Auswertung herangezogene Spektralbereich beginnt bei etwa 1.650 nm aufgrund einer Filterscheibe 8. Für die Detektion kann ein PbS-Element herangezogen werden, dessen Empfindlichkeit typischerweise bei 1.000 nm - 3.100 nm liegt.For evaluation, the detected signal passes through an amplifier 5 to a central CPU 6 , Distanced from this spectral range, which covers the transition from visible light to infrared, is carried out in a spectral region spaced therefrom in the longer wavelength infrared range, a further detection of sparks, Glutnestern or the like, their emissions by the arrow 7 are indicated. The spectral range used for an evaluation starts at about 1650 nm due to a filter disk 8th , For the detection, a PbS element can be used whose sensitivity is typically at 1,000 nm - 3,100 nm.

Über einen bevorzugt einstellbaren Verstärker 10 gelangt das Signal an die CPU 6.Via a preferably adjustable amplifier 10 the signal reaches the CPU 6 ,

Für Testzwecke der Funktionsfähigkeit des Sensors 9 kann, beaufschlagt von einer einstellbaren Stromquelle 11, eine LED 12 eingeschaltet werden.For test purposes, the functionality of the sensor 9 can, powered by an adjustable power source 11 , an LED 12 be turned on.

Neben diesem Block 13 mit passiven Sensoren 2,9 ist ein weiterer Block 15 mit einer aktiven Sensorik für ein Erkennen einer Verschmutzung der lichtdurchlässigen Scheibe des Melders vorgesehen.Next to this block 13 with passive sensors 2.9 is another block 15 provided with an active sensor for detecting contamination of the translucent disc of the detector.

Eine LED 16 strahlt in einem weiteren Spektralbereich, der deutlich von den übrigen Spektralbereichen beabstandet ist, ein insbesondere blaues Licht aus, bevorzugt in dem Übergangsbereich des blauen Lichts hin zum Ultravioletten, beispielsweise in einem Spektralbereich von 400 nm - 500 nm. Wird dieses Licht an einer verschmutzten Scheibe des Melders, reflektiert, detektiert ein Sensor 18 dieses reflektierte, durch den Pfeil 19 angedeutete Signal, das über einen Verstärker 20 dann der CPU 6 zugeführt wird, vgl. 2.An LED 16 emits a particular blue light in a further spectral range, which is clearly spaced from the other spectral ranges, preferably in the transition region of the blue light to the ultraviolet, for example in a spectral range of 400 nm - 500 nm. If this light on a soiled disc of the detector, reflects, detects a sensor 18 this reflected, by the arrow 19 indicated signal, via an amplifier 20 then the CPU 6 is supplied, see. 2 ,

Neben der Sende-LED 16 wird von einer Ansteuerschaltung 21, die bevorzugt frei einstellbar ist, eine Kompensations-LED 22 noch angesteuert.Next to the send LED 16 is from a drive circuit 21 , which is preferably freely adjustable, a compensation LED 22 still driven.

Dieses Reflexionsverfahren zeigt nochmals die 2 auf. Neben der passiven Detektierung von Funken-, Brand- oder Glutnestern, deren Emission durch den Pfeil 25 angedeutet werden, hier durch nur einen lichtempfindlichen Sensor 26, erfolgt das Erfassen einer Verschmutzung der Scheibe aktiv. In einem Übergangsbereich von blauem zum ultravioletten Licht strahlt, wie voranstehend erläutert, die Sende-LED 16. Dieses Signal gem. Pfeil 17 wird an einer angedeuteten Verschmutzung 28 der Scheibe des Sensors gem. Pfeil 19 reflektiert und von dem Sensor 18 detektiert, der von der Kompensations-LED 22 beleuchtet wird.This reflection process shows again the 2 on. In addition to the passive detection of spark, fire or embers, their emission by the arrow 25 be indicated here by only one photosensitive sensor 26 , Detecting a contamination of the disc is active. In a transition region of blue to ultraviolet light radiates, as explained above, the transmission LED 16 , This signal acc. arrow 17 is at an indicated pollution 28 the disc of the sensor gem. arrow 19 reflected and from the sensor 18 detected by the compensation LED 22 is illuminated.

Mit zwei gleichartigen Meldern 1, 1' ist ein Durchlichtverfahren gemäß 3 möglich. Neben der passiven Erkennung von Funken-, Brand- oder Glutnestern, deren Emissionen der Doppelpfeil 31 symbolisiert, durch Sensoren 32,32' in einem oder, wie voranstehend erläutert, in zwei Spektralbereichen, wird das von der Sende-LED 16 ausgestrahlte blaue Licht des Melders 1 von dem Sensor 18' des gegenüberliegenden Melders 1' detektiert. Wird dieser durch den Pfeil 34 dargestellte, kontinuierlich ausgestrahlte Lichtstrahl der Sende-LED 16 unterbrochen, ist damit eine angedeutete Verschmutzung 35 erkannt.With two similar detectors 1 . 1' is a transmitted light method according to 3 possible. In addition to the passive detection of spark, fire or embers, whose emissions the double arrow 31 symbolized by sensors 32 , 32 'in one or, as explained above, in two spectral ranges, that of the transmission LED 16 emitted blue light of the detector 1 from the sensor 18 ' of the opposite detector 1' detected. Is this by the arrow 34 shown, continuous emitted light beam of the transmission LED 16 interrupted, is thus an indicated pollution 35 recognized.

Wird ein derartiger, kontinuierlicher Lichtstrahl gem. Pfeil 34 unterbrochen, der auf eine Verschmutzung 35 hindeutet, kann nochmals eine Kontrolle erfolgen, in dem die Sende-LED 16 einen einzelnen blitzlichtartigen Impuls, angedeutet durch einen Rechteckimpuls 36, aussendet. Wird auch dieser von dem Sensor 18' nicht empfangen, so liegt sicher eine Verschmutzung vor.If such a continuous light beam gem. arrow 34 interrupted, on a pollution 35 suggests, another check can be made in which the send LED 16 a single flash-like pulse, indicated by a square pulse 36 , sends out. Will this also from the sensor 18 ' not received, so there is certainly a pollution.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.: Melderdetector
2.Second: Sensorsensor
3.Third: Pfeilarrow
4.4th: Filterscheibefilter disc
5.5th: Verstärkeramplifier
6.6th: CPUCPU
7.7th: Pfeilarrow
8.8th.: Filterscheibefilter disc
9.9th: Sensorsensor
10.10th: Verstärkeramplifier
11.11th: Stromquellepower source
12.12th: LEDLED
13.13th: Blockblock
14.14th
15.15th: Blockblock
16.16th: Sende-LEDTransmission LED
17.17th: Pfeil LichtArrow light
18.18th: Sensorsensor
19.19th: Pfeilarrow
20.20th: Verstärkeramplifier
21.21st: Ansteuerschaltungdrive circuit
22.22nd: LEDLED
23.23rd
24.24th
25.25th: Pfeilarrow
26.26th: Sensorsensor
27.27th
28.28th: Verschmutzungpollution
29.29th: Sensorsensor
30.30th
31.31st: Doppelpfeildouble arrow
32.32nd: Sensorsensor
33.33rd
34.34th: Pfeilarrow
35.35th: Verschmutzungpollution
36.36th: Rechteckimpulsrectangular pulse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202013006142 U1 [0004]
WO 03/012381 A1 [0006]

Claims

Method for monitoring a flow of material in a pipeline, comprising at least one detector with a translucent pane, under which at least one light-sensitive sensor is arranged, characterized in that by one detector detection of spark, fire or Glutnestern in at least a first Spectral region and a detection of contamination of the disc in a second, spaced from the first spectral region of shorter wavelength.

Method according to Claim 1 , characterized in that the detection of the spark, fire or Glutnestern takes place in two spaced apart spectral ranges, wherein a spectral range covers the transition from visible light to infrared and the other spectral range a longer wavelength infrared range.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the one or more spectral ranges for the detection of the spark, fire or Glutnestern be filtered out.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the second spectral range covers the transition from the ultraviolet to the visible light.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a signal emitted by the detector in the second spectral range and reflected by the disc signal is detected by the detector.

Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that a second detector is provided diametrically opposite one another on the other side of the material flow and that a signal emitted by the first detector is detected by the second detector in the second spectral range and vice versa.

Method according to Claim 6 Characterized in that the signal is constant.

Method according to Claim 6 , characterized in that the signal is pulsed.

Method according to Claim 6 and 8th , characterized in that the pulsed signal is emitted after the detection of contamination of the disc.