DE29719600U1 - Vorrichtung zur Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern, in einer zu kontrollierenden Materialienschicht - Google Patents
Vorrichtung zur Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern, in einer zu kontrollierenden MaterialienschichtInfo
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Description
porto Patentanwälte
Dipl. Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. WaIdem or Leitner
Dr. phiI. not. Rudolf Bauer-1990
Dipl. Ing. Helmut Hubbuch -1991 European Potent Attorneys
RG01EOOI DEU/ee97sO61/Dr.L/ee/O3.11,1997
RGi Industriemeßgeräte GmbH, Beermjß 15, D-75323 Bad Wildbad
Vorrichtung zur Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere von
Fremdkörpern, in einer zu kontrollierenden Materialienschicht
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere
von Fremdkörpern, in einer zu kontrollierenden Materialschicht.
Für eine Vielzahl von Anwendungsfäiien ist erforderlich, daß in einem Material
oder einem Materialiengemisch, zum Beispiel in Sand oder Kohle, die auf Förderströmen
oder Stetigförderern transportiert werden, Fremdkörper - wie zum Beispiel Steine oder Metallteile - oder unerwünscht große Teilstücke erkannt werden.
Bisher wurden lediglich auf mechanische Verfahren basierende Vorrichtungen eingesetzt, die in nachteiliger Art und Weise aber nur eine ineffiziente Arbeitsweise
ermöglichen.
Westliche Karl-Friedrich-Straße 29-31 D-75172 Pforzheim Postbank Karlsruhe 16852-750 (BLZ660 10075)
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VAT Registration No. DE 144180005
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
derart weiterzubilden, daß in besonders einfacher Art und Weise eine Erkennung von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern oder unerwünscht großen
Teilstücken, in einer Materialschicht ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung eine
Strahlungseinheit mit einer Strahlungsquelle aufweist, durch die eine die zu kontrollierende
Materialschicht beaufschlagende Strahlung erzeugbar ist, daß die Vorrichtung eine Detektoreinheit mit mindestens einem Detektor aufweist, in dem
die durch die zu kontrollierende Materialschicht transmittierte oder von dieser
rückgestreute Strahlung der Strahlungsquelle erfaßbar ist, und daß die Detektoreinheit
ein die Intensität der durch die zu kontrollierende Materialschicht transmittierten
oder von dieser rückgestreuten und in dem mindestens einen Detektor der Detektoreinheit registrierten Strahlung charakterisierendes Detektorsignal erzeugbar
ist.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine
Vorrichtung geschaffen, die eine kontinuierliche, automatische Erkennung von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern oder unerwünscht großen
Teilstücken, in einer Materialienschicht ermöglicht. Durch die erfindungsgemäß zur Erkennung derartigen Inhomogenitäten vorgesehene - vorzugsweise radiometrische
- Transmissionsmessung wird in vorteilhafter Art und Weise die Flächenmasse der Materialschicht bestimmt und aufgrund des unterschiedlichen Absorptionsverhaltens
der Inhomogenitäten gegenüber dem sie umgebenden Bereichs der Materialschicht durch eine Erfassung der transmittierten Strahlungsintensität
besonders einfach eine Erkennung der Inhomogenitäten ermöglicht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung eine
Meßeinheit zur Bestimmung der Geomentrie und insbesondere der Dicke der von
der Strahlungsquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung emittierten Strahlung aktuell beaufschlagten Materialschicht aufweist. Durch diese erfindungsgemäße
Maßnahme wird erreicht, daß die Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere
von Fremdkörpern, in der Materialschicht auch dann durchführbar ist, wenn die vorzugsweise
radiometrische - Transmissionsmessung allein nicht zur eindeutigen Bestimmung des Fremdkörpers oder des großen Teilstücks ausreichend ist,
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Detektoreinheit
mehrere Detektoren aufweist. Hierdurch wird in vorteilhafter Art und Weise eine ortsauflösende Bestimmung der Inhomogenitäten und damit die Größe
derselben ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu
entnehmen, das im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der
Vorrichtung,
und
Figur 2 eine Draufsicht auf das Ausführunsbeispiel aus der Richtung Il der
Figur 1.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 1 zur Erkennung von Inhomogenitäten,
insbesondere von Fremdkörpern, in einer Materialienschicht, dient in dem hier beschriebenen Fall zur kontinuierlichen, automatischen Erkennung von
Fremdkörpern, wie zum Beispiel Steinen oder Metallteilen, oder unerwünscht großen
Teilstücken in einem zu kontrollierenden Material M, welches von einer an
·· (III .
und für sich bekannten und daher nicht mehr näher beschriebenen Fördereinrichtung
F an der Vorrichtung 1 vorbeibewegt wird.
Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 1 eine über dem zu kontrollierenden Material
M angeordnete Strahlungseinheit 10 mit einer Strahlungsquelle 11, welche
von einer Bleiabschirmung 12 umgeben ist, auf. Die von der Bleiabschirmung 12 umgebene und einen von einem Motor 14 angetriebenen Abschirmungsverschluß
13 aufweisende Strahlungsquelle 11 emittiert eine Strahlung S in Richtung des
kontrollierenden Materials M, die - wie in Figur 1 dargestellt - vorzugsweise zu
einem Strahienfächer oder einen Strahlenkegel SF aufgeweitet wird. Als Strahlungsquelie
werden hierbei vorzugsweise ein Isotopenstrahler, z.B. eine Kobald 60-Quelle, oder ein Röntgenstrahier verwendet. Es ist aber auch möglich, jede
beliebige andere Art eines Teilchenstrahlers, wie z.B. einen ß-Teilchen- oder einen
Neutronen-Strahler, oder einen elektromagnetischen Strahler, wie z.B. einen Mikrowellenstrahler, zu verwenden.
Unter dem zu kontrollierenden Material M ist eine Detektoreinheit 20 der Vorrichtung
1 angeordnet, die mindestens einen, vorzugsweise aber mehrere Detektoren 21a-21h aufweist, durch die die von der Strahlungsquelle 11 der Strahlungseinheit
10 emittierte und durch das Material M transmittierte Strahlung S erfaßbar ist. Die vorzugsweise vorgesehene Verwendung von mehreren Detektoren 21a-21b
bzw. von ortsauflösenden Detektoren allgemein besitzt den Vorteil, daß hierdurch
eine ortsauflösende Erkennung von Inhomogenitäten im Material M ermöglicht wird.
Die Detektoreinheit 20 erzeugt nun in Abhängigkeit von der in ihren Detektoren
21a-21h erfaßten Strahlungsintensität der transmittierten Strahlung S ein Detektorsignal
D, das zu einer Auswerteeinheit 40 geleitet und darin ausgewertet wird: Da das Absorptionsverhalten der zu kontrollierenden Schicht entscheidend von
ihrer Materialzusammensetzung und/oder Dichte der darin befindlichen Stoffe abhängt,
charakterisiert die von dem Detektoren 21a-21h der Detektoreinheit 20
erfaßte, durch das zu kontrollierende Material M transmittierte Strahlung S ein
Abbild des Dichte- bzw. Flächengewichts, also des Gewichts des Materials M pro Flächeneinheit, des erfaßten Bereichs des Materials M, aus der die Auswerteeinheit
40 durch eine entsprechende Korrelation der ihr zugeführten Meßwerte Inhomogenitäten,
insbesondere Fremdkörper und unerwünscht große Teilstücke, sowie deren Größe im Material M erkennen kann.
Für die Vielzahl von Anwendungszwecken ist die Erfassung der transmittierten
Strahlung S ausreichend. Da aber die transmittierte Intensität der Strahlung S ebenfalls von der Geometrie und insbesondere der Dicke des zu kontrollierenden
Materials M abhängig ist, kann bei einer Reihe von Anwendungszwecken die vorstehend
beschriebene Vorgangsweise zu mehrdeutigen Ergebnissen führen.
Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung 1 eine Meßeinheit 30
(siehe Figur 2) zur Erfassung der Geometrie und insbesondere der Dicke des zu kontrollierenden Materials M aufweist. In dem hier gezeigten Fall weist die
Meßeinheit 30 ein Strahlungselement 31 und ein Sensorelement 32 auf, welches eine das zu kontrollierende Material M beaufschlagende optische {z.B. Laser) und/oder
akustische (z.B. Ultraschall) Strahlung SA und/oder eine Radarstrahlung aussendet bzw. die vom zu kontrollierenden Material M reflektierte Strahlung SA
empfängt und ein Sensorsignal DS erzeugt. Durch ein entsprechendes Meßverfahren - z.B. Laser-Laufzeit-Messung oder eine Laufzeitmessung des Ultraschalls
- wird dann aus dem von der Meßeinheit 30 erzeugten Sensorsignal DS in der Auswerteeinheit 40 die Geometrie, insbesondere die Dicke, des von der Strahlung
S der Strahlungseinheit 10 beaufschlagten Materialbereichs des zu kontrollierenden
Materials M bestimmt. Die Kenntnis der Geometrie, insbesondere der Dicke, des aktuell von der Strahlung S der Strahlungseinheit 10 erfaßten Bereichs
des Materials M erlaubt es dann, daß die in den Detektoren 21a-21h der
Detektoreinheit 20 registrierte Intensität der Strahlung S auf geometriebedingte
Abweichungen der transmittierten Intensität hin zu kompensieren, so daß auch bei einer stark variierenden Geometrie, insbesondere einer stark
unterschiedlichen Dicke, des zu kontrollierenden Matriais M eine zuverlässige Erkennung
von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern, ermöglicht wird.
In der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß die Intensität
der durch das Material M transmittierten Strahlung S zur Erkennung der Inhomogenität
erfaßt wird. Es ist aber auch möglich, anstelle einer Transmissionsmessung
eine Messung der vom Material M rückgestreuten Strahlung durchzuführen. Dem Fachmann ist klar ersichtlich, daß in diesem Fall die Strahlungseinheit 10
und die Detektoreinheit 20 nicht - wie in Figur 1 dargestellt - an unterschiedlichen Seiten des zu kontrollierenden Materials M, sondern auf der gleichen Seite angeordnet sein müssen.
eine Messung der vom Material M rückgestreuten Strahlung durchzuführen. Dem Fachmann ist klar ersichtlich, daß in diesem Fall die Strahlungseinheit 10
und die Detektoreinheit 20 nicht - wie in Figur 1 dargestellt - an unterschiedlichen Seiten des zu kontrollierenden Materials M, sondern auf der gleichen Seite angeordnet sein müssen.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern,
in einer zu kontrollierenden Materiaischicht (M), daß die Vorrichtung eine Strahiungseinheit (10) mit einer Strahlungsquelle (11) aufweist, durch die
eine die zu kontrollierende Materialschicht (M) beaufschlagende Strahlung
(S) erzeugbar ist, wobei die Vorrichtung eine Detektoreinheit (20) mit mindestens
einem Detektor (21a-21h) aufweist, in dem die durch die zu kontrollierende
Materialschicht (M) transmittierte oder von dieser (M) rückgestreute Strahlung (S) der Strahlungsquelle (11) erfaßbar ist, und wobei die Detektoreinheit
(20) ein die Intensität der durch die zu kontrollierende Materialschicht
(M) transmittierten oder von dieser (M) rückgestreuten und in dem mindestens einen Detektor (21a-21h) der Detektoreinheit (20) registrierten
Strahlung (S) charakterisierendes Detektorsignal (D) erzeugbar ist.
2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurcth gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle
(11) der Strahlungseinheit (10) ein Teilchenstrahler, ein Isotopenstrahler,
insbesondere eine Kobald 60-Quelle, oder ein elektromagnetischer Strahler
wie ein Röntgenstrahier oder ein Mikrowellenstrahler ist
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die von der Strahlungsquelle (11) emittierten Strahlung (S) zu einem
Strahlenfächer oder Strahlenkegel (SF) aufgefächert ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinheit (20) ortsauflösend ausgebildet ist.
• ·
-8-
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinheit
(20) mehrere Detektoren (21a-21h) aufweist, die zueinander versetzt angeordnet
sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlungseinheit (10) eine Bleiabschirmung (12) für die
Strahlungsquelle (11) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlungseinheit (10) einen Abschirmungsverschiuß (13)
für die Strahlungsquelle (11) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung (1) eine Einheit (30) zur Erfassung der Geometrie und/oder der Dicke zumindest des von der Strahlung (S) der Strahlungsquelle
(11) beaufschlagten Bereichs des zu kontrollierenden Materials (M)
aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Höhenmeß-Einrichtung
(30) ein Strahlungselement (31) aufweist, durch das eine optische und/oder akustische Strahlung oder eine Radar-Strahlung (SA) zur
kontrollierenden Materialschicht (M) sendbar ist, daß die von der zu kontrollierenden
Materialschicht (M) reflektierende Strahlung (SA) in einem entsprechenden Sensorelement (32) registrierbar ist, und daß durch das Sensorelement
(32) ein Sensorsignal (DS) erzeugbar ist.
-9-
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung
der Geometrie und/oder der Dicke des zu kontrollierenden Materials (M) durch eine Laufzeitmessung der von der Höhenmeß-Einheit (30) ausgesandten
Strahlung (SA) erfolgt.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das die Vorrichtung (1) eine Auswerteeinheit (40) aufweist, zu der das Detektorsignal (D) und/oder das Sensorsignal (DS) leitbar sind.
12. Förderanlage mit einer Fördereinrichtung (F), durch die die zu kontrollierende
Materialschicht (M) an einer Vorrichtung zur Erkennung von Fremdkörpern
vorbeiführbar ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis 11.
13. Förderanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahiungseinheit
(10) und die Detektoreinheit (20) der Vorrichtung (1) an gegenüberliegenden
Seiten der Materiaischicht (M) angeordnet sind.
14. Förderanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungseinheit
(10) und die Detekioreinheit (20) der Vorrichtung (1) an der gleichen
Seite der Materialschicht (M) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29719600U DE29719600U1 (de) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Vorrichtung zur Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern, in einer zu kontrollierenden Materialienschicht |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29719600U DE29719600U1 (de) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Vorrichtung zur Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern, in einer zu kontrollierenden Materialienschicht |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29719600U1 true DE29719600U1 (de) | 1998-01-02 |
Family
ID=8048174
Family Applications (1)
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| DE29719600U Expired - Lifetime DE29719600U1 (de) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | Vorrichtung zur Erfassung von Inhomogenitäten, insbesondere von Fremdkörpern, in einer zu kontrollierenden Materialienschicht |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29719600U1 (de) |
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