DD260325A1

DD260325A1 - APPARATUS FOR FILL LEVEL MEASUREMENT AND FILL LEVEL CONTROL OF PRESENTLY VERY LIGHT, GIANT PROPELLED SLABS, IN PARTICULAR OF PROPOSED EXPANDABLE POLYSTYRENE (EPS)

Info

Publication number: DD260325A1
Application number: DD30224487A
Authority: DD
Inventors: Helmut Siegert; Hartmut Giehler; Heinz Ende
Original assignee: Greiz Plasttechnik
Priority date: 1987-04-29
Filing date: 1987-04-29
Publication date: 1988-09-21
Also published as: DE3742313A1; DE3742313C2

Abstract

Vorrichtung zur Fuellstandsgrenzmessung und Fuellstandsregelung von vorwiegend sehr leichten, rieselfaehigen Schuettguetern, insbesondere von vorgeschaeumtem expandierbarem Polystyrol (EPS). Die Erfindung ist anwendbar besonders fuer sehr leichte Schuettgueter in der Kunststoffverarbeitung, Getreidewirtschaft, Glas- und Keramikindustrie. Ziel und Aufgabe sind eine Vorrichtung, die trotz der relativ geringen Unterschiede der auswertbaren physikalischen Eigenschaften des Schuettgutes Masse und Reibung im Vergleich zur Luft eine sichere Messung und Regelung gewaehrleistet. Erfindungsgemaess wird in der bzw. in jeder zu ueberwachenden Fuellstandsgrenze ein selbsterregtes, sensibles Schwerependel mit einem Permanentmagneten als Pendelmasse als schwingendes Element eines Rueckkopplungskreises angeordnet, dessen freischwingender bzw. durch das Schuettgut hervorgerufener nichtschwingender Zustand durch eine Auswerteschaltung als Messsignal ausgewertet wird. Fig. 1Device for level measurement and level control of predominantly very light, free-flowing bulk goods, in particular pre-expanded expandable polystyrene (EPS). The invention is applicable especially for very light Schuettgueter in plastics processing, grain industry, glass and ceramic industry. The aim and task are a device that ensures a safe measurement and control in comparison to air despite the relatively small differences in the evaluable physical properties of the bulk material mass and friction. According to the invention, a self-excited, sensitive heavy pendulum with a permanent magnet as a pendulum mass is arranged as a vibrating element of a feedback circuit in the or each to be monitored level limit, the free-running or caused by the Schuettgut non-oscillating state is evaluated by an evaluation circuit as a measurement signal. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung und Regelung der Grenzfüllstände eines Behälters mit rieselfähigem Schüttgut, besonders aber sehr leichtem Schüttgut der Kunststoffverarbeitung, Getreidewirtschaft, Glas- und Keramikindustrie, z. B. vorgeschäumtes expandierbares Polystyrol (EPS).The invention relates to a device for determining and regulating the boundary levels of a container with pourable bulk material, but especially very light bulk of plastic processing, grain, glass and ceramics, z. B. prefoamed expandable polystyrene (EPS).

Characteristic of the known state of the art

Zur zuverlässigen Füllstandsgrenzmessung und Füllstandsregelung in Behältern mit extrem leichten Schüttgütern, z.B. vorgeschäumtes EPS, versagen bekannte Füllstandsmeßmethoden oder sind zu aufwendig bzw. störanfällig. Bei der kapazitiven Füllstandsmeßmethode bildet eine Sonde mit der Behälterwand einen Kondensator, dessen Kapazität sich mit der Füllhöhe ändert und die als Füllstandssignal ausgewertet wird. (W. Erler, Elektrisches Messen nichtelektrischer Größen, Verlag Technik Berlin, 1971). Die Kapazitätsänderung basiert auf der Änderung des Dielektrikums bei Füllstandsänderungen. Bei vorgeschäumtem EPS ist diese Änderung sehr gering, deshalb ist diese Art der Messung ungeeignet. Bekannt ist eine Füllstandsmessung durch eine in die Behälterwand eingelassene Membran, die bei Befüllung durch das Gewicht des Füllgutes einen Schalter drückt (DE-PS 3126524). Durch das geringe Gewicht des vorgeschäumten EPS versagt auch diese Methode. Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung, bei der ständig ein Gewicht bis auf die Schüttgutoberfläche abgesenkt und nach der. zwangsläufigen Gewichtsänderung beim Aufsitzen auf die Oberfläche der Weg des Gewichtes als Maß für den Füllstand ausgewertet wird (DE-PS 2022414). Die Meßmethode versagt bei vorgeschäumtem EPS, da das Gewicht in das Schüttgut einsinkt, ohne eine auswertbare Gewichtsänderung zu bewirken. Außerdem ist ein hoher Aufwand an bewegten Teilen erforderlich, der diese Einrichtung störanfällig macht. Bekannt sind Vorrichtungen, bei denen die Drehmomentänderung auf einen Drehflügel beim Eintauchen in das Schüttgut als Füllstandssignal ausgewertet wird (DE-PS 3126524, DD-WP 144112). Um ein auswertbares Signal bei vorgeschäumtem EPS zu erhalten, muß der Drehflügel extrem groß sein. Außerdem wird die Einrichtung durch die bewegten Teile und durch die erforderliche empfindliche Auswertung störanfällig. Bekannt ist ein Membranvibrationsfüllstandsmesser, bei dem eine vibrierende Stahlmembran in der Behälterwand eingebaut ist und die Dämpfung durch das Füllgut als Maß für den Füllstand ausgewertet wird. (DD-WP 226370).For reliable level limit measurement and level control in containers with extremely light bulk solids, e.g. prefoamed EPS, fail known Füllstandsmeßmethoden or are too expensive or prone to failure. In the capacitive Füllstandsmeßmethode forms a probe with the container wall a capacitor whose capacity changes with the filling level and which is evaluated as a level signal. (W. Erler, electrical measurement of non-electrical quantities, Verlag Technik Berlin, 1971). The capacitance change is based on the change of the dielectric in case of level changes. In the case of pre-expanded EPS, this change is very small, which is why this type of measurement is unsuitable. Known is a level measurement by a recessed into the container wall membrane which presses a switch when filled by the weight of the contents (DE-PS 3126524). Due to the low weight of the prefoamed EPS also this method fails. Also known is a device in which constantly a weight lowered down to the bulk material surface and after the. inevitable change in weight when sitting on the surface of the way the weight is evaluated as a measure of the level (DE-PS 2022414). The measuring method fails with prefoamed EPS, because the weight sinks into the bulk material, without causing an evaluable weight change. In addition, a high amount of moving parts is required, which makes this device susceptible to interference. Devices are known in which the torque change is evaluated on a rotary wing when immersed in the bulk material as a level signal (DE-PS 3126524, DD-WP 144112). In order to obtain an evaluable signal in pre-expanded EPS, the rotary wing must be extremely large. In addition, the device is susceptible to interference by the moving parts and by the required sensitive evaluation. A membrane vibration level gauge is known in which a vibrating steel membrane is installed in the container wall and the damping by the contents is evaluated as a measure of the level. (DD-WP 226370).

Um bei vorgeschäumtem EPS eine auswertbare Änderung der Dämpfung der Membran durch das Schüttgut zu erreichen, muß diese sehr groß sein und mit einer relativ großen Amplitude schwingen, wodurch die Lebenserwartung negativ beeinflußt wird.In order to achieve an evaluable change in the attenuation of the membrane by the bulk material in pre-expanded EPS, this must be very large and swing with a relatively large amplitude, whereby the life expectancy is adversely affected.

In der DE-AS 2855643 wird eine Vorrichtung mit einem durch Rückkopplung selbsterregbaren Schwingungsgebilde, bestehend aus zwei Drehschwingern, beschrieben, bei dem Schwingungsenergie auf das Schüttgut übergeht. Durch die Abstimmung der Resonanzfrequenz, Kraftkompensation, und Dämpfung des unteren, als Meßglied dienenden Schwingers, soll die Füllstandsgrenzmessung auch von leichten Schüttgütern möglich sein. Die geringe Amplitude des Schwingers kann bei dem sehr lose liegenden vorgeschäumten EPS dazu führen, daß eine auswertbare Dämpfung nicht erreicht wird und damit die Anwendung für dieses EPS in Frage steht. Die Einrichtung erfordert eine genaue Abstimmung beider Systeme, die aufwendig ist. Über längere Zeit kann die Betriebssicherheit durch Veränderung der verwendeten Membranen, in denen die Schwinger eingespannt sind, negativ beeinflußt werden. Die Auswerteschaltung für die Impulse des Rückkopplungskreises besteht aus einem Schwellwertdiskriminator und einem Relais.In DE-AS 2855643 a device with a self-excited by feedback vibration structure, consisting of two torsional vibration, described, passes in the vibration energy to the bulk material. By adjusting the resonant frequency, force compensation, and damping of the lower, serving as a measuring element vibrator, the level limit measurement should also be possible from light bulk materials. The low amplitude of the vibrator can cause in the very loose pre-expanded EPS that an evaluable damping is not achieved and thus the application for this EPS in question. The device requires a precise coordination of both systems, which is expensive. Over a long period of time, the operational safety can be negatively influenced by changing the membranes used in which the oscillators are clamped. The evaluation circuit for the pulses of the feedback circuit consists of a threshold discriminator and a relay.

Bekannt ist ein Füllstandsgrenzschalter, der mit einem mit fester Frequenz erregten elektromechanischen Tastglied, als Pendel bezeichnet, arbeitet, und bei dem über einen Kontakt, der Impulse liefert, der Füllstand ausgewertet wird (CH-PS 528071). Die Bewegung wird von einem Elektromagneten und einer Rückholfeder über Hebel auf das Tastglied übertragen. Bei vorgeschäumtem EPS versagt diese Methode, da die elektromechanische Erregung des Tastgliedes zur Überwindung der mechanischen Widerstände und zur Betätigung eines Kontaktes im Vergleich zu dem geringen Widerstand dieses EPS zu groß ausgelegt werden muß. Die Auswertung über Kontakt weist die Nachteile kontaktbehafteter Systeme wie relativ geringe Lebenserwartung auf. Die mechanische Bewegungsübertragung bringt Nachteile bezüglich Lebenserwartung und Betriebssicherheit. Die Auswerteschaltung für die Impulse besteht aus einer Zeitstufe und Schmitt-Trigger. Bei der Anordnung von zwei Füllstandsgrenzschaltern mit Schwingungsgebilden zur Gewinnung eines Ober- und Unterwertes zur Regelung eines Füllvorganges ist es nachteilig, den oberen Füllstandsgrenzschalter dauernd schwingen zu lassen, da dieser nur kurzzeitig vom Füllgut bedeckt wird. Die lange Schwingdauer führt zu erhöhtem Verschleiß der schwingenden Elemente.Known is a level limit switch, which is called with a fixed frequency excited electromechanical sensing element, known as a pendulum, and in which via a contact that provides pulses, the level is evaluated (CH-PS 528071). The movement is transmitted to the probe by an electromagnet and a return spring via levers. In pre-expanded EPS this method fails because the electromechanical excitation of the sensing element to overcome the mechanical resistance and to actuate a contact in comparison to the low resistance of this EPS must be interpreted as too large. The evaluation via contact has the disadvantages of contact-based systems such as relatively low life expectancy. The mechanical transmission of motion brings disadvantages in terms of life expectancy and reliability. The evaluation circuit for the pulses consists of a timer and Schmitt trigger. In the arrangement of two level limit switches with vibrational structures to obtain an upper and lower value for controlling a filling process, it is disadvantageous to let the upper level limit switch oscillate continuously, as this is only briefly covered by the contents. The long vibration time leads to increased wear of the vibrating elements.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine zuverlässige, einfache Füllstandsgrenzmeßvorrichtung für sehr leichte Schüttgüter, z. B. vorgeschäumtes EPS, zu finden, mit deren Hilfe Grenzstände überwacht und geregelt werden können.The aim of the invention is to provide a reliable, simple Füllstandsgrenzmeßvorrichtung for very light bulk materials, eg. B. prefoamed EPS to find, with the help of which limit levels can be monitored and regulated.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei der Füllstandsgrenzmessung und -regelung in Behältern mit vorgeschäumtem EPS trotz der relativ geringen Unterschiede der auswertbaren physikalischen Eigenschaften Masse und Reibung dieses EPS im Vergleich zur Luft eine sichere Füllstandsgrenzmessung und Füllstandsregelung ermöglicht unter » Vermeidung der Mängel bekannter Lösungen.The object of the invention is to provide a device which in the level limit measurement and control in containers with pre-expanded EPS despite the relatively small differences in the evaluable physical properties of mass and friction of this EPS compared to the air a safe level limit measurement and level control allows under »Avoidance the deficiencies of known solutions.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Anordnung eines Füllstandsgrenzschalters in der bzw. in jeder in einem Vorratsbehälter zu überwachenden Füllstandsgrenze, der aus einem durch Rückkopplung selbsterregbaren Schwingungsgebilde, bei dem Schwingungsenergie auf das Schüttgut übergeht, und einer Einrichtung zur Auswertung des Schwingungszustandes besteht, als Schwingungsgebilde ein nur in einer Ebene schwingfähiges Schwerependel mit einem an seinem unteren Ende befindlichen Permanentmagneten als Pendelmasse angeordnet ist und dem Permanentmagneten auf einem nichtferromagnetischen Trägerelement befestigt eine Triebspule und eine von dieser räumlich getrennte Meßspule eines Rückkopplungskreises, der in bekannter Weise einen Verstärker aufweist, an dessen Eingang die Meßspule und dessen Ausgang die Triebspule angeschlossen ist, gegenüberstehen. Das die Pendellänge bestimmende Element ist ein weicher, elastischer Kunststoffstreifen, dessen Maß in Richtung der Schwingebene ein mehrfach kleiner, vorzugsweise kleiner als ¹A des Maßes quer zur Schwingebene ist. Der am unteren Ende des Kunststoffstreifens befestigte Permanentmagnet weist eine Polung in Richtung der Schwingebene auf. Die Meßspule sowie die Triebspule sind mit waagerechter Lage ihrer Achsen in einer Ebene mit der Trennfläche der Polung des Permanentmagneten untereinander angeordnet. Insbesondere ist die Meßspule durch einenAccording to the invention the object is achieved in that in the arrangement of a level limit switch in or in each to be monitored in a reservoir level limit, which consists of a self-excited by feedback vibration structure in the vibration energy passes to the bulk material, and means for evaluating the vibration state, as a vibration structure vibrating only in one plane heavy pendulum with a permanent magnet located at its lower end is arranged as a pendulum mass and the permanent magnet on a non-ferromagnetic support member attached to a drive coil and a spatially separated from this measuring coil of a feedback circuit having in known manner an amplifier to whose input is the measuring coil and whose output is connected to the drive coil, face each other. The pendulum length determining element is a soft, elastic plastic strip whose dimension in the direction of the swing plane is a multiple smaller, preferably less than ¹ A of the dimension transverse to the swinging plane. The fixed at the lower end of the plastic strip permanent magnet has a polarity in the direction of the rocker plane. The measuring coil and the drive coil are arranged with horizontal position of their axes in a plane with the separation surface of the polarity of the permanent magnet with each other. In particular, the measuring coil is by a

magnetischen Schirm getrennt unterhalb der Triebspule angeordnet. Im Rückkopplungskreis ist ein in seinem Arbeitspunkt etwa halbaufgesteuerter Wechselspannungsverstärker mit einer Spannungsphasendrehung von 180° oder 360° angeordnet. Bei der Anordnung eines Wechselspannungsverstärkers mit einer Phasendrehung von 180° ist der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers mit dem Anfang der Wicklung der Triebspule und der Eingang des Wechselspannungsverstärkers mit dem Ende der Meßspule bei gleichem Wickelsinn beider Spulen verbunden. Bei Anordnung eines Wechselspannungsverstärkers mit einer Phasendrehung von 360° ist der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers mit dem Anfang der Wicklung der Triebspule und der Eingang des Wechselspannungsverstärkers mit dem Anfang der Meßspule bei gleichem Wickelsinn beider Spulen verbunden. Bei der Füllstandsregelung mit einem oberen und einem unteren in der zu überwachenden Füllstandszone angeordneten Füllstandsgrenzschalter, deren Ausgänge mit einer Halteschaltung verbunden sind, ist der Ausgang der Halteschaltung über eine Entkopplungsdiode mit dem Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des Rückkopplungskreises des oberen Füllstandsgrenzschalters verbunden. Im Ausgangszustand „Füllstandsgrenze vom Füllgut nicht erreicht und ausgeschalteter Betriebsspannung für den Füllstandsgrenzschalter" befindet sich das Schwerependel in lotrechter Stellung, die Trennfläche der Polung des Permanentmagneten steht der Triebspule und der Meßspule gegenüber. 'Magnetic shield arranged separately below the drive coil. In the feedback circuit, an approximately half-driven AC voltage amplifier with a voltage phase rotation of 180 ° or 360 ° is arranged in its operating point. In the arrangement of an AC amplifier with a phase rotation of 180 °, the output of the AC amplifier is connected to the beginning of the winding of the drive coil and the input of the AC amplifier to the end of the measuring coil at the same winding sense of both coils. When arranging an AC amplifier with a phase rotation of 360 °, the output of the AC amplifier is connected to the beginning of the winding of the drive coil and the input of the AC amplifier to the beginning of the measuring coil at the same winding sense of both coils. In the level control with an upper and a lower level in the monitored zone level limit switch whose outputs are connected to a holding circuit, the output of the holding circuit is connected via a decoupling diode to the output of the AC amplifier of the feedback circuit of the upper level limit switch. In the initial state "fill level limit of the product not reached and switched off operating voltage for the level limit switch" is the heavy pendulum in a vertical position, the interface of the polarity of the permanent magnet is the drive coil and the measuring coil opposite.

Mit Zuschaltung der Betriebsspannung des Füllstandsgrenzschalters wird der Wechselspannungsverstärker des Rückkopplungskreises halb auf seinen Arbeitspunkt aufgesteuert und in der Triebspule ein Magnetfeld mit definierter Polung erzeugt. Dieses Magnetfeld übt auf den Permanentmagneten eine drehende Kraft aus. Infolge der geometrischen Gestaltung des die Pendellänge bestimmenden Elejnentes_nur.querzu Triebspule möglichen Bewegungsrichtung des Schwerependels wird dieses in einer Richtung bis zu seinem Umkehrpunkt ausgelenkt.With connection of the operating voltage of the level limit switch, the AC amplifier of the feedback circuit is half open at its operating point and generates a magnetic field with defined polarity in the drive coil. This magnetic field exerts a rotating force on the permanent magnet. Due to the geometric design of the pendulum length determining Elejnentes_nur.querzu drive coil possible direction of movement of the gravity pendulum this is deflected in one direction to its reversal point.

Danach schwingt das Schwerependel zurück und bewirkt über die Meßspule und den Wechselspannungsverstärker des Rückkopplungskreises den Abbau des Magnetfeldes der Triebspule. Dadurch schwingt das Schwerependel bis zum entgegengesetzten Umkehrpunkt. Beim Zurückschwingen wird über die Meßspule und den Wechselspannungsverstärker des Mitkopplungskreises das Magnetfeld in der Triebspule wieder aufgebaut und auf das Schwerependel wird erneut eine antreibende Kraft ausgeübt. Dieser Vorgang wiederholt sich, das Schwerependel schwingt. Am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers liegt die Schwingung als Spannungssignal an. Die Auswerteschaltung signalisisiert diesen Zustand als „L0W"-Pegel.Thereafter, the heavy pendulum swings back and causes the degradation of the magnetic field of the drive coil via the measuring coil and the AC amplifier of the feedback circuit. As a result, the heavy pendulum swings to the opposite reversal point. When swinging back the magnetic field in the drive coil is rebuilt on the measuring coil and the AC amplifier of the positive feedback coil and on the heavy pendulum is again exerted a driving force. This process is repeated, the heavy pendulum swings. At the output of the AC amplifier, the oscillation is applied as a voltage signal. The evaluation circuit signals this state as "L0W" level.

Erreicht das Füllgut die Füllstandsgrenze, taucht das Schwerependel mit seinem unteren Ende in das Füllgut ein und es geht Schwingungsenergie auf das Füllgut über, was zur Dämpfung der Schwingung des Schwerependels und schließlich zu dessen Stillstand führt. Damit liegt am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers keine Spannungsschwingung mehr an, der Wechselspannungsverstärker befindet sich dauern im Arbeitspunkt. Das Ausbleiben der Spannungsschwingung am Ausgang des Spannungsverstärkers wird durch die Auswerteschaltung als „High"-Pegel signalisiert. Sinkt das Füllgut unter die Füllstandsgrenze, wird das untere Ende des Schwerependels frei von Füllgutteilchen. Durch die Kraftwirkung des Magnetfeldes der Triebspule, die durch den Wechselspannungsverstärker, der sich bei gebremsten Schwerependel dauernd im Arbeitspunkt befindet, erzeugt wird, wird das von Füllgut freiwerdende Schwerependel ausgelenkt und beginnt erneut zu schwingen. Die Auswerteschaltung signalisiert Füllstandsgrenze nicht erreicht als „LOW"-Pegel.If the product reaches the level limit, the gravity pendulum plunges with its lower end into the medium and vibrational energy is transferred to the contents, which leads to the damping of the oscillation of the gravity pendulum and finally to its stoppage. Thus, no voltage oscillation is present at the output of the AC amplifier, the AC amplifier is located at the operating point. The absence of the voltage oscillation at the output of the voltage amplifier is signaled by the evaluation circuit as a "high" level If the contents fall below the fill level limit, the lower end of the gravity pendulum is free of Füllgutteilchen by the force of the magnetic field of the drive coil, through the AC amplifier, If the heavy pendulum released from the product is deflected and begins to oscillate again, the evaluation circuit signals the filling level limit not reached as "LOW" level.

Durch die Anordnung der Meßspule unterhalb der Triebspule wird ein größeres Wechselspannungssignal am Eingang des Wechselspannungsverstärkers erreicht, durch die Anordnung eines magnetischen Schirms zwischen Trieb- und Meßspule wird die Rückwirkung der Triebspule auf die Meßspule über eine direkte magnetische Kopplung vermindert. Durch den phasendefinierten Anschluß von Trieb- und Meßspule an den Wechselspannungsverstärker wird erreicht, daß die verbleibende direkte magnetische Kopplung der Triebspule auf die Meßspule als Gegenkopplung wirkt, wodurch ein selbständiges Schwingen des Rückkopplungskreises ohne die Bewegung des Permanentmagneten verhindert wird. Die Mitkopplung und damit die Schwingungserzeugung erfolgt ausschließlich über die Bewegung des Permanentmagneten des Schwerependels.The arrangement of the measuring coil below the drive coil, a larger AC signal at the input of the AC amplifier is achieved by the arrangement of a magnetic shield between drive and measuring coil, the retroactive effect of the drive coil is reduced to the measuring coil via a direct magnetic coupling. Due to the phase-defined connection of drive and measuring coil to the AC amplifier is achieved that the remaining direct magnetic coupling of the drive coil acts on the measuring coil as negative feedback, whereby an independent oscillation of the feedback loop is prevented without the movement of the permanent magnet. The positive feedback and thus the vibration generation takes place exclusively via the movement of the permanent magnet of the gravity pendulum.

Bei der Regelung des Füllstandes in einer Füllstandszone sind die Ausgänge eines oberen Füilstandsgrenzschalters und eines unteren Füilstandsgrenzschalters über eine Halteschaltung, als NAND-Glied in Verbindung mit der Blockierung des oberen Füilstandsgrenzschalters ausgeführt, verbunden, von der das Signal „Füllen" bei „LOW"-Pegel am Ausgang der Halteschaltung über den Schaltverstärker „Füllen" erzeugt wird. Durch die Verbindung des Ausgangs der Halteschaltung über eine Diode mit dem Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des oberen Füilstandsgrenzschalters wird eine Blockierung der Schwingung des Schwerependels des oberen Füilstandsgrenzschalters erreicht, indem bei der Meldung „beide Füllstandsgrenzen erreicht", d. h. beide Füllstandsgrenzschalter melden „High"-Pegel, am Ausgang der Halteschaltung „LOW"-Pegel anliegt, der den Wechselspannungsverstärkers des oberen Füilstandsgrenzschalters blockiert, indem der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers des oberen Füilstandsgrenzschalters fest auf „LOW"-Pegel gezogen wird. Damit gelangt keine Spannungsschwingung auf die Auswerteschaltung des oberen Füilstandsgrenzschalters und an dessen Ausgang bleibt der „High"-Pegel erhalten. Erst wenn das Schwerependel des unteren Füilstandsgrenzschalters wieder schwingt, d.h. der Füllstand befindet sich unter der unteren Füllstandsgrenze, und der untere Füllstandsgrenzschalter liefert „LOW"-Pegel, wird die Halteschaltung aufgelöst und am Ausgang der Halteschaltung entsteht High-Pegel. Damit wird die Blockierung des Schwerependels des oberen Füilstandsgrenzschalters aufgelöst, dessen Wechselspannungsverstärker geht in seinen Arbeitspunkt, das Magnetfeld der Triebspule wird auf ca. die Hälfte reduziert und das Schwerependel des oberen Füilstandsgrenzschalters beginnt ebenfalls zu schwingen, am Ausgang dessen Auswerteschaltung entsteht „LOW"-Pegel.When controlling the level in a level zone, the outputs of an upper level limit switch and a lower level limit switch are connected via a latch circuit, designed as a NAND gate in conjunction with the upper level limit switch blocking, from which the signal "Fill" is "LOW". By connecting the output of the latching circuit via a diode to the output of the AC amplifier of the upper level limit switch, blocking of the oscillation of the heavy level limit switch is achieved by the message "both Level limits reached ", d. H. both level limit switches indicate "high" level, the output of the latch circuit is at "LOW" level, which blocks the AC amplifier of the upper level limit switch by pulling the output of the AC amplifier of the upper level limit switch firmly to "LOW" level to the evaluation circuit of the upper level limit switch and at the output of the "high" level is maintained. Only when the heavy pendulum of the lower level limit switch oscillates again, i. the level is below the lower level limit, and the lower level limit switch provides "LOW" level, the latch is released, and the output of the latch circuit becomes high level, breaking the blockage of the upper level limit switch's heavy pendulum whose AC amplifier goes into its Operating point, the magnetic field of the drive coil is reduced to about half and the heavy pendulum of the upper Füillstandsgrenzeschalters also starts to oscillate, at the output of the evaluation circuit is "LOW" level.

Durch den High-Pegel am Ausgang der Halteschaltung wird das Signal „Füllen" aktiviert, bis der obere Füllgrenzstand erreicht ist, was am Ausgang der Halteschaltung wieder LOW-Pegel erzeugt.Due to the high level at the output of the holding circuit, the signal "Fill" is activated until the upper filling level is reached, which again produces LOW level at the output of the holding circuit.

embodiment

In den Zeichnungen ist die erfinderische Lösung dargestellt. Darin zeigen:In the drawings, the inventive solution is shown. Show:

Fig. 1: Schwerependel mit Befestigung und Spulen; SeitenansichtFig. 1: Heavy pendulum with attachment and coils; sideview

Fig.2: Schwerependel mit Befestigung und Spulen, ohne Behälterwand gezeichnet; VorderansichtFig.2: Heavy pendulum with attachment and coils, drawn without container wall; front view

Fig.3: Schaltung des Füllstandsgrenzschalters Fig.4: FüllstandsregelungFig.3: Switching of the level limit switch Fig.4: Level control

Gemäß Fig. 1 und 2 wird ein Schwerependel 1, bestehend aus dem die Pendellänge bestimmenden Element 2, das aus einem weichen, elastischen Kunststoffstreifen aus PUR-Elaste mit dem Maßverhältnis Dicke zu Breite gleich 1 zu 6 besteht, und dem daran befestigten Permanentmagneten 3, einem in Längsrichtung gepolten Stabmagneten, in der zu überwachenden Füllstandsgrenze mittels der Pendelbefestigung 8, in der das obere Ende des Kunststoffstreifens eingespannt ist, an der Behälterwand 6 angeordnet. In einer Ebene mit derTrennfläche der Polung ζ des Permanentmagneten 3 stehen mit waagerechter Lage ihrer Achsen x; y die Meßspule 4 und die Triebspule 5 dem Permanentmagneten 3 gegenüber. Die Meßspule 4 und die Triebspule 5 sind bei einer Anzahl von ca. 5000 Windungen gleichsinnig gewickelt, besitzen einen Kern aus Weicheisen und sind auf dem nichtferromagnetischen Trägerelement 7 aus Kunststoff, das als Teil der Behälterwand 6 ausgebildet ist, befestigt. Die Meßspule 4 ist unterhalb der Triebspule 5 durch einen magnetischen Schirm 9 räumlich getrennt angeordnet. In Fig. 3 ist der Füllstandsgrenzschalter 21 dargestellt. Die Triebspule 5 ist mit dem Anfang ihrer Wicklung an den Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 10, der als einstufige im Arbeitspunkt halb aufgesteuerte Transistorverstärkerstufe mit einer Stromverstärkung von ca. 150 bis 200 und einer Spannungsphasendrehung von 180 ausgebildet ist, angeschlossen. Das Ende der Wicklung der Triebspule 5 ist an die Betriebsspannung Ub, die 12V beträgt, angeschlossen. Das Ende der Wicklung der Meßspule 4 ist an den Eingang des Wechselspannungsverstärkers 10 angeschlossen, der Anfang der Wicklung der Meßspule 4 liegt auf Masse. Das Schwerependel 1 bildet zusammen mit der Triebspule 5, der Meßspule 4 und dem Wechselspannungsverstärker 10 einen Rückkopplungskreis 20, wobei zwischen Triebspule 5 und Meßspule 4 direkt über die verbleibende magnetische Beeinflussung eine Gegenkopplung und die Mitkopplung ausschließlich über die Bewegung des Permanentmagneten 3 erfolgt. Der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 10 ist mit einer Auswerteschaltung 11 verbunden, die aus dem Entkopplungsglied 12, dem Zeitglied 16 und dem Trigger 19 besteht. Das Entkopplungsglied 12 besteht aus dem Entkopplungskondensator 13, dem Entladewiderstand 14 und der Diode 15. Das Zeitglied 16 besteht aus dem Widerstand 17, der mit einer Seite an die Betriebsspannung Ub angeschlossen ist und dem Kondensator 18. Über den Entkopplungskondensator 13 und die Diode 15 gelangt die negative Halbweile der bei Schwingung des Schwerependels 1 am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 10 anliegenden Wechselspannung, die eine Frequenz von ca. 3 Hz aufweist, auf den Eingang des Triggers 19, an den gleichzeitig das Zeitglied 16 mit einer Zeitkonstante > die doppelte Schwingdauer der Pendelschwingung, sie beträgt ca. 1 s, angeschlossen ist. Durch die negative Halbwelle der Wechselspannung kann sich der Kondensator 18 nicht aufladen, der Trigger 19 ist nicht durchgesteuert und liefert an seinem Ausgang „LOW"-Pegel als Meldung „Füllstandsgrenze durch das Füllgut nicht erreicht". Bleibt die Wechselspannung am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 10 durch Blockierung der Schwingung des Schwerependels 1 durch das Füllgut aus, so kann sich der Kondensator 18 über den Widerstand 17 aufladen, der Trigger 19 schaltet durch und liefert an seinem Ausgang „High"-Pegel als Meldung „Füllstandsgrenze durch das Füllgut erreicht".1 and 2 is a heavy pendulum 1, consisting of the pendulum length determining element 2, which consists of a soft, elastic plastic strip of polyurethane elastomers with the ratio of thickness to width equal to 1 to 6, and the permanent magnet 3 attached thereto, a longitudinally poled bar magnet, in the monitored fill level limit by means of the pendulum attachment 8, in which the upper end of the plastic strip is clamped, arranged on the container wall 6. In a plane with the separation surface of the polarity ζ of the permanent magnet 3 stand with horizontal position of their axes x; y the measuring coil 4 and the drive coil 5 the permanent magnet 3 opposite. The measuring coil 4 and the drive coil 5 are wound in the same direction in a number of about 5000 turns, have a core of soft iron and are on the non-ferromagnetic support member 7 made of plastic, which is formed as part of the container wall 6, attached. The measuring coil 4 is arranged below the drive coil 5 by a magnetic shield 9 spatially separated. In Fig. 3, the level limit switch 21 is shown. The drive coil 5 is connected to the beginning of its winding to the output of the AC amplifier 10, which is formed as a single-stage in the operating point semi-open transistor amplifier stage with a current gain of about 150 to 200 and a voltage phase rotation of 180. The end of the winding of the drive coil 5 is connected to the operating voltage Ub, which is 12V. The end of the winding of the measuring coil 4 is connected to the input of the AC amplifier 10, the beginning of the winding of the measuring coil 4 is grounded. The heavy pendulum 1 forms together with the drive coil 5, the measuring coil 4 and the AC amplifier 10, a feedback circuit 20, wherein between the drive coil 5 and measuring coil 4 directly via the remaining magnetic influence a negative feedback and the positive feedback takes place exclusively on the movement of the permanent magnet 3. The output of the AC voltage amplifier 10 is connected to an evaluation circuit 11, which consists of the decoupling member 12, the timer 16 and the trigger 19. The decoupling member 12 consists of the decoupling capacitor 13, the discharge resistor 14 and the diode 15. The timer 16 consists of the resistor 17, which is connected to one side to the operating voltage Ub and the capacitor 18 via the decoupling capacitor 13 and the diode 15 passes the negative half-beating of the alternating voltage applied to the output of the AC amplifier 10 during oscillation of the oscillating pendulum 1, which has a frequency of approximately 3 Hz, to the input of the trigger 19 at the same time the timer 16 with a time constant> the double oscillation period of the pendulum oscillation, It is about 1 s, connected. Due to the negative half cycle of the AC voltage, the capacitor 18 can not charge, the trigger 19 is not controlled and delivers at its output "LOW" level as a message "level limit not reached by the contents". If the AC voltage remains at the output of the AC amplifier 10 by blocking the oscillation of the heavy pendulum 1 through the filling material, then the capacitor 18 can charge via the resistor 17, the trigger 19 switches on and delivers at its output "high" level as a message " Level limit reached by the contents ".

Gemäß Fig.4 sind zum Zweck der Füllstandsregelung ein oberer Füllstandsgrenzschalter 21.1 und ein unterer Füllstandsgrenzschalter 21.2 in der zu regelnden Füllstandszone angeordnet. Die Ausgänge der Füllstandsgrenzschalter 21.1; 21.2 sind an die Eingänge der Halteschaltung 22, die als NAND-Glied in Verbindung mit der Blockierung des oberen Füllstandsgrenzschalters 21.1 ausgeführt ist, angeschlossen. An den Ausgang der Halteschaltung 22 ist der Eingang des Schaltverstärkers „Füllen" 23 und über die Entkopplungsdiode 24 der Ausgang des Wechselspannungsverstärkers 10 des oberen Füllstandsgrenzschalters 21.1 für dessen Blockierung angeschlossen. Am Ausgang des Schaltverstärkers „Füllen" 23 liegt das Signal „Füllen" zur Steuerung von peripheren Nachfülleinrichtungen an.According to Figure 4, an upper level limit switch 21.1 and a lower level limit switch 21.2 are arranged in the fill level zone to be controlled for the purpose of level control. The outputs of the level limit switch 21.1; 21.2 are connected to the inputs of the holding circuit 22, which is designed as a NAND gate in connection with the blocking of the upper level limit switch 21.1. The input of the switching amplifier "Filling" 23 is connected to the output of the holding circuit 22 and the output of the AC amplifier 10 of the upper fill level limit switch 21.1 is connected via the decoupling diode 24. At the output of the switching amplifier "Filling" 23, the signal "Filling" is applied to the controller from peripheral refills.

Claims

1. An apparatus for level limit measurement and level control of predominantly very light flowable bulk materials, in particular of prefoamed expandable polystyrene (EPS), with the arrangement of a Füllstandsgrenzeschalters in or in each to be monitored in a reservoir level limit, consisting of a self-excited by feedback vibration structure in which Vibration energy is transferred to the bulk material, and a device for evaluating the vibration state, characterized in that a vibration oscillating only in one plane vibrating pendulum (1) with a located at its lower end permanent magnet (3) is arranged as a pendulum mass and the permanent magnet ( 3) mounted on a non-ferromagnetic carrier element (7), a drive coil (5) and a spatially separated from this measuring coil (4) of a feedback circuit (20) facing.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that as a pendulum length determining element (2) is a soft, elastic plastic strip whose dimension in the direction of the swing plane is a multiple smaller, preferably smaller than Vs of the dimension transverse to the swinging plane, is arranged, and the permanent magnet (3) has a polarity in the direction of the rocker plane and the measuring coil (4) and the drive coil (5) with a horizontal position of their axes (x; y) in a plane with the separating surface of the polarity (Z) of the permanent magnet (3) are arranged one below the other.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the measuring coil (4) below the drive coil (5) is arranged.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that between the drive coil (5) and the measuring coil (4), a magnetic shield (9) is arranged.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that in the feedback circuit (20) is arranged at its operating point about half-controlled AC voltage amplifier (10) with a voltage phase rotation of 180 °, whose output with the beginning of the winding of the drive coil (5) and its Input are connected to the end of the winding of the measuring coil (4) and drive coil (5) and measuring coil (4) have the same winding sense.

6. The device according to claim 1 to4, characterized in that in the feedback circuit (20) in its operating point about half-controlled AC amplifier (10) is arranged with a voltage phase rotation of 360 °, the output of the beginning of the winding of the drive coil (5) and its Input are connected to the beginning of the winding of the measuring coil (4) and drive coil (5) and measuring coil (4) have the same winding sense.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, having an upper and a lower in the monitored level zone filling level limit switch whose outputs are connected to a holding circuit, characterized in that the output of the holding circuit (22) via a decoupling diode (24) with the Output of the AC amplifier (10) of the upper level limit switch (21.1) is connected.