WO2008037095A1 - Silowaage - Google Patents
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- WO2008037095A1 WO2008037095A1 PCT/CH2007/000404 CH2007000404W WO2008037095A1 WO 2008037095 A1 WO2008037095 A1 WO 2008037095A1 CH 2007000404 W CH2007000404 W CH 2007000404W WO 2008037095 A1 WO2008037095 A1 WO 2008037095A1
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- G01G21/00—Details of weighing apparatus
- G01G21/23—Support or suspension of weighing platforms
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- G—PHYSICS
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- G01G23/48—Temperature-compensating arrangements
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- G—PHYSICS
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- G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
- G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
Definitions
- the present invention relates to a silo balance according to the preamble of claim 1.
- Silo scales are several known. They are often used as gravimetric dosing scales according to the principle of weight or mass difference determination. For this purpose, the whole silo stands - usually three to four - scales. With their help, the gross weight of the silo is calculated as the sum.
- the disadvantage of this approach is - among other things - that, for upgrading or retrofitting the silo with the weighing device, this must be lifted from the ground or the support surface and then has to be placed on the force inputs of the measuring cells. This process can only be carried out to a limited extent, especially for silos with many tons of bulk material content.
- the differential weighing method is often unnecessarily accurate as the actual dosing method for inventory weighing.
- An improved weighing device is described in the application WO2006 / 105679 (D1). There, the load borne by the supports of a silo is determined via the elastic elongation of the tubes forming the supports.
- the object of the present invention is to provide a force measuring device for silos, with the help of existing silos can be retrofitted quickly and inexpensively, without facing the task of such silos - even in full condition - even stand out from the ground. Furthermore, it is the object of the invention to quickly vary changing temperatures of the silo-bearing frame of changes in the silo weight.
- Fig. 5 is a logic diagram of signal decisions.
- Such silos 1 are known per se and can be designed as sheet metal structures with a capacity up to about 200 tons.
- loss-in-weight method it is necessary because of the required accuracy to turn off such a silo 1 with each support 5 on a load cell. Because of the high loads, which are constantly at rest on them, such load measuring cells also have relatively robust primary deformation bodies in connection with high-resolution measuring systems.
- strain gauges strain gauges
- load cells which exist in the field and are complex in terms of stressing - such as sill supports designed as truss structures.
- stressing - such as sill supports designed as truss structures.
- the relevant weight-proportional compressive stresses must be separated from the bending stresses, which can only be achieved by the Use of numerous DMS succeeds.
- the correct attachment of strain gages to silos in use is almost hopeless due to the environmental conditions to be observed. Even if these conditions can be created and maintained, the effort to be made is great.
- the four supports 5 here are made of tubes with a circular cross-section.
- Figs. 2 to 5 The embodiment of the inventive concept is shown in Figs. 2 to 5.
- the four supports 5 here with supports 51, 52, 53, 54
- the supports 51, 54 are provided with measuring devices which measure the elastically widened by the load of the silo diameter of these supports 51, 54, for example, according to the document Dl.
- Housings 6 attached to the supports 51, 54 contain at least parts of such measuring devices.
- On the supports 52, 53 further measuring devices are mounted, of which in turn at least parts are housed in further housings 7.
- Such a measuring device is shown in FIG. 3.
- a tension or compression element 8 for example in the form of a rod, passes through the support 5 through two holes 9 and forms an angle ⁇ with the longitudinal axis 10 of the support 5.
- the pull or duck element 8 is secured, for example, by a nut 11 which rests on a bolted to the outside of the support 5 first anchor plate 12.
- a second anchor plate 13 is eb-outside screwed to the support 5.
- the tension or pressure element 8 runs there without being touched by a guide element 14 and ends in a transducer 15, which converts the force signal transmitted by the tension or pressure element 8 into a corresponding electrical signal.
- the tension or pressure element 8 is biased so that the entire force range to be measured by the transducer 15 is detected.
- all known converters come into question, which forces' can convert into electrical signals with the necessary resolution and reproducibility, such as strain gauge assemblies, optical force transducers and vibrating string transducers.
- a schematically illustrated cable 16 serves to supply power to the converter and to transmit the electrical signals to further processing units such as computers, transmission devices, if these are not already integrated in the converter.
- the angle ⁇ is substantially 45 °.
- the behavior of the loads of the transducer 15 and a transducer 17 determining the change in diameter, which is contained in the housings 6 - or may likewise be contained in the computer 20 - is shown in FIG. 4a.
- the signal changes S Dia for the transient temperature changes taking into account measuring arrangement and S D for one, only the changes in the diameter of the support 5 forming pipe, are in opposite direction with load increase. Become the. Supports 5 suddenly cooled, for example, by heavy rain, so on the one hand decreases the diameter S D of the tube due to the temperature drop, on the other hand, also shortens the length of the support 5 quickly, while the tension or pressure element 8 is still substantially at the original temperature located.
- the signal S D i a decreases until after some time the temperature compensation of support 5 and tension or pressure element 8 has set, as in Fig. 4b, together with the actual temperature turverlauf, is shown. For a short time, both signals have sign-like simultaneous changes.
- This change in signatures S n and S D i a which is concurrent, can now be used to exclude that these signals are interpreted individually as weight or fill level values, as shown in the block diagram according to FIG. 5.
- four computers 20 which each determine the weight information from the elastic deformation of the supports 51, 52, 53, 54, wherein in the exemplary embodiment according to FIG. 2 on the supports 51, 54 the pure diameter changes and in the supports 53, 55 are measured by the inclined by the angle ⁇ tensile or compressive elements 8, the superimposed longitudinal compression and the diameter changes.
- the changes in the measurement results, ie .DELTA.S D a of the inclined tensile or compressive elements and the changes in the diameter .DELTA.S D those measuring devices which determine the diameter of the supports 51, 54, are from the computers 20 to four discriminators 21, 22, 23, 24 transmitted.
- Each of the discriminators 21 to 24 respectively forms the difference of the measurement results (S (t) -S (t + ⁇ t) where ⁇ t is a predetermined time difference.) Also schematically included in this check circuit are six AND gates 25 to 30, the link The supports 51, 53 face each other diagonally with respect to the arrangement of the four supports 51 to 54. The same applies to the supports 52 and 54.
- Such a difference formation can be done with a - known per se - differential circuit. In silos with only three supports 5 usually one of the three supports 5 is used both with a transducer 15 at an angle ⁇ inclined tensile or Druckelement- 8, in addition to the diameter of the support 5 detecting sensor.
- all supports 5 are equipped both with measuring arrangements, which measure according to the prior art, the change of the diameter S D (t), as well as with those which enforce the supports 5 at an angle ⁇ and thus S D i a measure up.
- the associated transducers 15 are accommodated in said housings 7.
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Abstract
Die Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes von Silos (1) weist mindestens drei rohrförmige Stützen (5) mit rundem Querschnitt auf. Mindestens eine dieser Stützen (5) trägt einen Sensor, welcher die Veränderungen des Durchmessers dieser Stütze (5) bestimmt und daraus die axiale Last ermittelt. Die weiteren Stützen (5) mit tragen Wandler (15) mit Rechnern (20). Hier durchsetzt ein Zug- oder Druckelement (8) die Stütze (5) in schräger Richtung unter einem Winkel a. Da auf Grund der Poisson-Relation die elastische Längskompression etwa dreimal so gross ist, wie die Querdehnung, führt zusätzliche Last auf der Stütze (5) zu einer Entlastung des Zug- oder Druckelementes (8). Werden die Stützen (5) rasch abgekühlt, so bleibt das Zug- oder Druckelement (8) zunächst auf der ursprünglichen Temperatur und Länge. Dies führt dazu, dass die Wandler (15) dies als eine Entlastung des Silos (1) interpretieren. Ebenso interpretieren dies jene Sensoren, die die Durchmesser der Stützen (5) messen. Mit Diskriminator- oder Differerenzialschaltungen kann jeweils unterschieden werden, ob diese kurzfristigen Laständerungen auf Grund transienter Temperaturänderungen erfolgen, oder reale Laständerungen sind.
Description
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Silowaage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Silowaage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Silowaagen sind mehrere bekannt. Sie werden häufig als gravi- metrische Dosierwaagen nach dem Prinzip der Gewichts- bzw. Massendifferenzbestimmung verwendet. Hierzu steht der ganze Silo auf - in aller Regel drei bis vier - Waagen. Mit deren Hilfe wird das Bruttogewicht des Silos als Summe ermittelt. Der Nachteil dieser Vorgehensweise ist - unter anderem -, dass, zum Aus- oder Nachrüsten des Silos mit der Wägeeinrichtung, dieser vom Boden oder der Auflagefläche abgehoben werden muss und anschliessend auf die Krafteingänge der Messzellen aufgesetzt werden muss. Dieses Verfahren kann, gerade bei Silos mit vielen Tonnen Schüttgutinhalt, nur noch bedingt ausgeführt werden. Zudem ist das Differenzwägeverfahren als eigentliches Dosierverfahren für eine Bestandeswägung oft unnötig genau. Eine verbesserte Wägeeinrichtung ist in der Anmeldung WO2006/105679 (Dl) beschrieben. Dort wird die von den Stützen getragene Last eines Silos ermittelt über die elastische Dehnung der die Stützen bildenden Rohre.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Kraftmesseinrichtung für Silos, mit deren Hilfe bestehen- de Silos rasch und kostengünstig nachgerüstet werden können, ohne vor der Aufgabe zu stehen, solche Silos - allenfalls in vollem Zustande - auch noch vom Boden abzuheben. Ferner ist es die Aufgabe der Erfindung, rasch sich ändernde Temperaturen des den Silo tragenden Gestells von Änderungen des Silogewichtes zu unterscheiden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 hinsichtlich der grundlegenden Merkmale, in den weiteren Ansprüchen hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen und in Anspruch 10 hinsicht- lieh des Messverfahrens.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 einen Silo nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 vier^ Stützen eines Silos mit schematisch dargestellten Messvorrichtungen,
Fig. 3 eine erfindungsgemässe Messvorrichtung im Schnitt,
Fig. 4a, b Signalverläufe zweier Messvorrichtungen bei Laständerung und rascher Temperaturabnahme der Stützen,
Fig. 5 ein Logikschema von Signalentscheidungen.
Ein in Fig. 1 schematisch dargestellter Silo 1 nach dem Stand der Technik für Schüttgüter, wie Streusalz, Zement, Chemika- lien, Getreide, ist in der Regel gegliedert in einen oberen zylindrischen Teil 2 und einen unteren Teil 3 mit Siloablass 4 und drei oder mehr Stützen 5. Solche Silos 1 sind an sich bekannt und können als Blechkonstruktionen mit einem Fassungsvermögen bis etwa 200 Tonnen ausgeführt sein. Bei Dosiereinrichtungen nach dem so genannten loss-in-weight- Verfahren ist es wegen der geforderten Genauigkeit notwendig, einen solchen Silo 1 mit jeder Stütze 5 auf eine Lastmesszelle abzustellen. Solche Lastmesszellen haben wegen der hohen, auf ihnen ständig ruhenden Lasten auch verhältnismässig ro- buste primäre Deformationskörper in Verbindung mit hochauflösenden Mess-Systemen. Die Nachteile solcher Einrichtungen liegen einerseits im grossen aparativen Aufwand, anderseits in der Notwendigkeit, einen solchen Silo vom Boden abzuheben und auf vorbereitete Lastmesszellen wiederum abzustellen; im Vergleich mit der bei reinen Bestandeskontrollen geforderten Genauigkeit von etwa 1 % sind die Genauigkeiten von genannten Dosiereinrichtungen auch in der Regel höher als erforderlich. Bei solchen, im Felde vorbestehenden und spannungsmässig komplexen Konstruktionen - wie als Fachwerk ausgeführten SiIo- stützen - an Stelle von Lastmesszellen nachträglich Dehnmessstreifen (DMS) anzubringen ist ausserordentlich aufwendig. Es müssen die relevanten gewichtsproportionalen Druckspannungen von den Biegespannungen separiert werden, was nur durch den
Einsatz zahlreicher DMS gelingt. Das korrekte Anbringen von DMS an im Gebrauch stehenden Silos ist - wegen der dabei einzuhaltenden Umgebungsbedingungen - nahezu aussichtslos. Selbst wenn diese Bedingungen geschaffen und eingehalten wer- den können, ist der zu treibende Aufwand gross.
Die hier vier Stützen 5 sind aus Rohren mit kreisförmigem Querschnitt hergestellt.
Das Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist dargestellt in den Fig. 2 bis 5. In Fig. 2 sind die vier Stützen 5 (hier mit Stützen 51, 52, 53, 54 bezeichnet)- ohne den von ihnen getragenen Silo 1 - dargestellt. Da die ganze Silo-Konstruktion ein im Wesentlichen statisch bestimmtes System ist, steht der Silo vorwiegend auf zwei einander in der Diagonalen dl oder der Diagona- len d2 gegenüberliegenden Stützen, also auf Stützen 51 und 53 oder Stützen 52 und 54.
Die Stützen 51, 54 sind mit Messvorrichtungen versehen, welche den durch die Last des Silos elastisch aufgeweiteten Durchmesser dieser Stützen 51, 54, beispielsweise nach dem Dokument Dl messen. An den Stützen 51, 54 angebrachte Gehäuse 6 enthalten zumindest Teile solcher Messvorrichtungen. An den Stützen 52, 53 sind weitere Messvorrichtungen angebracht, von denen wiederum mindestens Teile in weiteren Gehäusen 7 untergebracht sind. Eine solche Messvorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt.
Ein Zug- oder Druckelement 8, beispielsweise in der Form einer Stange, durchsetzt die Stütze 5 durch zwei Löcher 9 und bildet mit der Längsachse 10 der Stütze 5 einen Winkel α. Auf der einen Seite ist das Zug- oder Duckelement 8 gesichert, beispielsweise durch eine Mutter 11, welche auf einer aussen an der Stütze 5 angeschraubten ersten Ankerplatte 12 aufsitzt. Auf der der ersten Ankerplatte 12 schräg gegenüberliegenden Seite der Stütze 5 ist eine zweite Ankerplatte 13 e- benfalls aussen an der Stütze 5 angeschraubt. Das Zug- oder Druckelement 8 läuft dort ohne Berührung durch ein Führungselement 14 und mündet in einem Wandler 15, welcher das durch das Zug- oder Druckelement 8 übertragene Kraftsignal in ein diesem entsprechendes elektrisches Signal wandelt.
Das Zug- oder Druckelement 8 ist so vorgespannt, dass der ganze durch den Wandler 15 zu messende Kraftbereich erfasst wird. Geschützt gegen äussere Einflüsse, wie Staub, Feuchtigkeit, Sonneneinstrahlung ist der Wandler 15 durch das Gehäuse 7. Als Wandler 15 kommen alle bekannten Wandler in Frage, welche Kräfte 'in elektrische Signale mit der notwendigen Auflösung und Reproduzierbarkeit wandeln können, wie DMS- Anordnungen, optische Kraftwandler und Schwingsaitenwandler. Ein schematisch dargestelltes Kabel 16 dient zur Stromversor- gung des Wandlers und zur Übermittlung der elektrischen Signale an weiterverarbeitende Einheiten wie Rechner, Übermittlungsvorrichtungen, sofern diese nicht im Wandler bereits integriert sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α im Wesentlichen 45°.
Wird der Silo 1 zusätzlich zur bestehenden Last belastet, so wird die Stütze 5 elastisch verkürzt, gleichzeitig das die Stütze 5 bildende Rohr elastisch aufgeweitet. Über die Pois- son-Relation μ = (dimensionslos) wo μ = Poisson-Zahl
Δd = Aufweitung der Stütze 5 d = Durchmesser der Stütze 5
Δ£ = Längenänderung der Stütze 5 I = Länge der Stütze 5,
wo μ für Stahl etwa 0,3 beträgt, ergibt sich, dass die Längenänderung etwa dreimal so gross ist, wie die Durchmesseränderung. Mit anderen Worten: bei Zu- oder Abnahme des Siloge- wichts ist die Längenänderung der Stütze dreimal so gross wie die entsprechende Aufweitung oder Durchmesserabnahme der Stütze. Das Zug- oder Druckelement 8 wird durch die oben genannte zusätzliche Belastung des Silos 1 also trotz gewichtsbedingter Aufweitung der Stütze entlastet. Dieser Zusammen- hang ist in einem Auswertegerät, welches im Wandler 15 integriert, oder aber in einem externen Rechner 20 enthalten sein
kann, als Kennlinie gespeichert, zusammen mit weiteren apparativen Parametern des Wandlers, wie an sich bekannt. Eine Zug-Messanordnung, welche nur die Aufweitung des die Stütze 5 bildenden Rohres misst (so z.Bsp die oben beschrie- benen Messanordnugen an den Stützen 51,54), stellt im Gegensatz dazu eine Kraftzunahme fest.
Mit der beschriebenen Anordnung kann nicht bloss das Gewicht des Silos 1 bzw. sein Füllstand ermittelt werden, sondern es ist ebenfalls möglich, transiente Temperaturänderungen der Stützen 5 von echten Wägeresultaten zu unterscheiden. Damit ist es möglich, beispielsweise mittels Diskriminatorschaltun- gen Gewichtsveränderungen von transienten Temperaturänderungen der Stützen 51 bis 54 zu unterscheiden. Damit ist es auch möglich, aus transienten Temperaturänderungen sich ergebende Mess-Signale von der Ermittlung des Silogewichtes so lange auszuschliessen, bis sich das Temperaturgleichgewicht von Stütze 5 und Zug- odex Druckelement 8 wieder eingestellt hat. Solche transienten Temperaturänderungen treten in aller Regel als Abkühlung auf, insbesondere dann, wenn starke Regenfälle in Gewittern die vorher sonnenbestrahlten Stützen abkühlen.
Das Verhalten der Belastungen des Wandlers 15 und eines die Durchmesseränderung ermittelnden Wandlers 17, welcher in den Gehäusen 6 enthalten ist - oder ebenfalls im Rechner 20 enthalten sein kann - ist in Fig. 4a dargestellt. Die Signalän- derungen SDia für die transiente Temperaturänderungen berücksichtigende Messanordnung und SD für eine, bloss die Änderungen des Durchmessers des die Stütze 5 bildenden Rohres, sind gegenläufig bei Lastzunahme. Werden nun die. Stützen 5 plötzlich abgekühlt, beispielsweise durch starken Regen, so nimmt einerseits der Durchmesser SD des Rohres aufgrund des Temperaturrückganges ab, anderseits verkürzt sich auch die Länge der Stütze 5 rasch, während das Zug- oder Druckelement 8 immer noch im Wesentlichen auf der ursprünglichen Temperatur sich befindet. Daher nimmt auch das Signal SDia ab, bis sich nach einiger Zeit der Temperaturausgleich von Stütze 5 und Zug- oder Druckelement 8 eingestellt hat, wie in Fig. 4b, zusammen mit dem eigentlichen Tempera-
turverlauf, dargestellt ist. Kurzzeitig liegen bei beiden Signalen vorzeichenmässig gleichlaufende Änderungen vor. Diese - vorzeichenmässig - gleichlaufende Änderung beider Messgrössen Sn und SDia kann nun dazu benutzt werden, um aus- zuschliessen, dass diese Signale je einzeln als Gewichtsoder Füllstands-Werte interpretiert werden, wie im Blockdiagramm gemäss Fig. 5 dargestellt ist.
Hier sind vier Rechner 20 dargestellt, welche aus der elastischen Deformation der Stützen 51, 52, 53, 54 je die Gewichts- Informationen ermitteln, wobei im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 an den Stützen 51, 54 die reinen Durchmesseränderungen und bei den Stützen 53, 55 durch die um den Winkel α schräggestellten Zug- oder Druckelemente 8 die überlagerten Längskompression und die Durchmesseränderungen gemessen werden. Die Änderungen der Messresultate, also ΔSDia der schräggestellten Zug- oder Druckelemente und die Änderungen der Durchmesser ΔSD jener Messvorrichtungen, welche die Durchmesser der Stützen 51, 54 ermitteln, werden von den Rechnern 20 an vier Diskriminatoren 21, 22, 23, 24 übermittelt. Jeder der Diskriminatoren 21 bis 24 bildet jeweils die Differenz der Messresultate (S (t) -S (t+Δt ) , wobei Δt eine vorgegebene Zeitdifferenz ist. Zu dieser schematisch dargestellten Überprüfungsschaltung gehören ferner sechs UND-Tore 25 bis 30, wobei die Verknüpfung der Diskriminatoren 21 bis 24 ver- läuft, wie nachfolgend erläutert. Die Stützen 51, 53 liegen einander diagonal bezüglich der Anordnung der vier Stützen 51 bis 54 gegenüber. Entsprechendes gilt für die Stützen 52 und 54. Unter Berücksichtigung von Fig. 4a, b ergibt sich nun, dass bei einem Materialabfluss aus dem Silo 1 SD(t)- SD(t+Δt)>0; analog ist SDia(t)- SDia(t+ Δt) <0. Die Diskriminatoren 21 und 22 haben Ausgänge 31 (für >0) und 32 (für<0) und entsprechend 33 (für ≥O) und für 34 (für <0) . Für den beschriebenen Fall der Entlastung des Silos werden also die Ausgänge 31 von Diskriminator 21 und 34 von Diskriminator 22 aktiv. Diese Signale werden an ein UND-Tor 26 weitergeleitet und öffnen dieses: Es wird eine Wägung vorgenommen und weiterverarbeitet und weitergeleitet wie an sich bekannt. Analoges geschieht beim Beladen des Silos, wobei die Ausgänge 32
von Diskriminator 21 und 33 von Diskriminator 22 aktiv sind, wodurch ein weiteres UND-Tor 27 geöffnet wird: Eine Wägung wird vorgenommen . Wird jedoch das aus den Stützen 51 bis 54 bestehende Gestell des Silos 1 bei hoher Umgebungstemperatur plötzlich, beispielsweise durch einen Gewitterregen, abgekühlt, so bleibt, wie bereits gesagt, das Zug- oder Druckelement 8 in den Stützen 52, 53 zunächst auf der hohen Umgebungstemperatur, während die Temperaturen der Stützen 51 bis 54 rasch abnehmen. Dies führt dazu, dass die Ausgänge 32, 34 der Diskriminatoren aktiv werden. Diese Signale werden einem weiteren UND-Tor zugeleitet, welches damit geöffnet wird und die Weiterverarbeitung der Wägung verhindert, bis die Resultate der Diskriminatoren 21, 22 dies wieder zulassen. In völliger Analogie zu den Diskriminatoren 21, 22 sind weitere Diskriminatoren 23, 24 geschaltet, welche wiederum in völliger Analogie UND-Tore 28, 29, 30 ansteuern. Mit diesen verfahrensmässigen Massnahmen wird bewirkt, dass nur reale Vorgänge, wie Beladen und Entladen des Silos 1 als wägetechnisch relevante Vorgänge zugelassen und verarbeitet werden. Insbesondere wird verhindert, dass plötzliches Abkühlen der Stützen 51 - 54 beispielsweise durch Gewitterregen als Entleerungsvorgang interpretiert werden. Mit einer solchen Interpretation würde über Fernmeldemittel, wie bekannt, ein Nachfüllen bzw. eines Lieferung des silierten Schüttgutes in die Wege geleitet, . dies auf Grund eines nun als Artefakt erkannten Fehlsignales.
Eine weitere Verfahrensmöglichkeit solche Temperatursprünge von der Interpretation als Gewichtssprünge auszuschliessen, liegt in der Differenzbildung der Signale vor: Die die Änderung des Durchmessers SD erfassenden Sensoren und die erfin- dungsgemässen, mit den unter dem Winkel α die Stützen 5 durchsetzenden Zug- oder Druckelementen 8 verbundenen Wandler 15 liefern am*Ausgang der Wandler im Wesentlichen die glei- chen Signale. Die Differenz dieser Signale wird also im Wesentlichen =0 sein. Damit entfällt ein Diskriminierungsverfahren. Eine so geartete Differenzbildung kann mit einer - an sich bekannten - Differenzialschaltung vorgenommen werden.
Bei Silos mit bloss drei Stützen 5 wird in aller Regel eine der drei Stützen 5 sowohl mit einem Wandler 15 an einer um den Winkel α geneigten Zug- oder Druckelement- 8 eingesetzt, zusätzlich zu einem den Durchmesser der Stütze 5 erfassenden Sensor. Die Differenzbildung der Signale erfolgt dann zwischen den Signalen an der gleichen Stütze, während die beiden anderen Stützen je mit einem unter dem Winkel α gemessenen und einem den Durchmessers S0 erfassenden Signal zur Differenzbildung herangezogen werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind alle Stützen 5 sowohl mit Messanordnungen ausgerüstet, welche nach dem Stande der Technik die Änderung des Durchmessers SD (t) messen, als auch mit solchen, welche die Stützen 5 unter einem Winkel α durchsetzen und somit SDia messen. Vorzugsweise sind die zuge- hörigen Wandler 15 in den genannten Gehäusen 7 untergebracht.
Claims
1. Vorrichtung zum Bestimmen des Füllstandes von Silos (1) für Schüttgüter, wobei jeder Silo (1) auf mindestens drei im Wesentlichen vertikal verlaufenden rohrförmigen Stützen (5) ruht, oder diese Stützen (5) vertikale Abschnitte, und im Wesentlichen kreisrunde Querschnitte aufweisen und an mindestens einer dieser mindestens drei Stützen (5) Kraftmessanordnungen angebracht sind, welche die lastabhängige elastische Aufweitung der Durchmesser der Stützen gestaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dieser drei Stützen (5) je eine Messanordnung tragen, welche zusätzlich zur lastabhängigen elastischen Änderung des Durchmessers der Stütze (5) die lastabhängige elastische Längenänderung der Stütze ermittelt, und diese Messanordnung die Stütze (5) mit einem Element durchsetzt.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass die an mindestens einer der Stützen (5) mit einer Längsachfee (10) angebrachte Messanordnung besteht aus einem Wandler (15) zum Wandeln mechanischer Lasten in elektrische Signale, - ein diesen Wandler (15) mechanisch beaufschlagendes Zug- oder Druckelement (8) vorhanden ist, eine erste an der Aussenwand der Stütze (5) befestigte Ankerplatte (12) vorhanden ist, an welcher das Zug- oder Druckelement (8) mit einer Mutter (11) ge- sichert ist, eine zweite Ankerplatte (13) vorhanden ist, welche an der der ersten Ankerplatte gegenüberliegenden Aussenwand der Stütze (5) befestigt ist und den Wandler (15) mit dem Zug- oder Druckelement (8) trägt, und jeder Wandler (15) mit einem Rechner (20) verbunden ist, das Zug- oder Druckelement (8) mit der Längsachse (10) einen Winkel α bildet. IU
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Zug- oder Druckelementes (8) das gleiche ist, wie jenes der Stütze (5)
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α im Wesentlichen 45° beträgt.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeich- net, dass das Zug- oder Druckelement (8) vorgespannt ist.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Stützen (5) sowohl mit je einer Messan- Ordnung versehen sind, deren Zug- oder Druckelement (9) mit der Längsachse (10) einen Winkel α bildet, als auch mit je einer Messanordnung, welche die Änderung des Durchmessers der Stütze (5) ermittelt.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 2 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Silo (1) eine Diskriminatorschaltung aufweist mit vier Diskriminatoren (21,22, 23, 24) und UND- Toren (25, 26, 27, 28, 29, 30) und jeder der Diskri- minatoren (21 bis 24) zwei Ausgänge (31 und 32, 33 und 34, 35 und 36, 37 und 38) aufweist, wobei die ersten der genannten Ausgänge (31, 33, 35, 37) aktiv sind, falls das jeweils zu diskriminierende Signal ≥O ist und die zweiten genannten Ausgänge (23, 34, 36, 38) aktiv sind, falls das jeweils zu diskrimi- nierende Signal <0 ist, jeder Rechner (20) nachgeschaltet einen der Diskriminatoren (21, 22, 23, 24) speist, welcher jeweils ein Messresultat S(t) vergleicht mit jenem, das ein vorgegebenes Zeitintervall Δt später gemessen wird, und falls bei den Messanordnungen, welche die elastische Änderung des Durchmessers der Stütze (5) SD ermitteln, — —
und jenen, die ein um den Winkel α geneigtes Zugoder Druckelement (8) aufweisen, SΩ±a zu vorzeichen- mässig gleichsinnigen Resultaten der zeitlichen Änderungen der Messresultate führt, die UND-Tore (25 und 28) geöffnet werden, welche dadurch ein Weiterverarbeiten der elektrischen Messresultate in Gewichtsangaben aller Stützen (5) verhindern.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeich- net, dass bei den Messanordnungen, welche die elastische Änderung des Durchmessers der Stütze (5) SD ermitteln, und jenen, die ein um den Winkel α geneigtes Zug- oder Druckelement (8) aufweisen, SΩ±a zu vorzeichenmässig un- gleichsinnigen Resultaten der zeitlichen Änderungen der Messresultate führt, die UND-Tore (26 und 29) oder die UND-Tore (27 und 30) geöffnet werden, welche dadurch ein Weiterverarbeiten der elektrischen Messresultate in Gewichtsangaben aller Stützen (5) ermöglichen.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Gewichtsangaben aller Stützen
(5) im Rechner (20) aufsummiert werden zu einem Gesamt- gewicht.
10. Verfahren zum Bestimmen des Füllstandes von Silos (1) nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Stützen (5) des Silos (1) mit unterschiedlichen Kraftmessanordnungen ausgestattet sind, wobei mindestens eine Stütze (5) mit einer Kraftmessanordnung ausgestattet ist, welche die lastabhängige e- lastische Aufweitung des Durchmessers SD der Stütze (5) misst und mindestens eine der Stützen (5) mit einem die Stütze (5) unter einem Winkel a. durchsetzenden Zugoder Druckelement (8) ausgestattet ist, welche die überlagerte lastabhängige Kompression und die lastab- hängige Aufweitung des Durchmessers der Stütze (5) SDia misst .
11. Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeich- net, dass die Differenz der Signale von je einem Wandler (15) mit unter dem Winkel α schräg verlaufenden Zug- oder Druckelement (8) und je einem die elastische Aufweitung des Durchmessers der Stütze (5) ermittelnden Sensor gebildet wird.
12. Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, die Werte SD(t) und SDia(t) gemessen werden und verglichen werden mit den jeweils ein vorbestimmtes Zeitintervall Δt später gemessenen Werten SD(t+Δt) und Soia(t+Δt) negativ sind, diese Messungen als transiente Temperaturabnahme der Stützen (5) interpretiert werden und die .aus den Signalen SD(t+Δt) und SDia(t+Δt) ermittelten Gewichtswerte verworfen werden.
13. Verfahren nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle, dass die genannten Differenzen SD (t) -sD(t+Δt) und SDia (t) -SDia (t+Δt) ungleiches Vorzei- chen tragen, diese Messungen zugelassen und zu einem Summenwert der Lasten aller Stützen (5) verarbeitet werden.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH1559/06 | 2006-09-29 | ||
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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2007
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