DE69124203T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Analyse des Schleifgrades eines Granulats - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung (1) Feld der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Analysieren von Kornschleifgraden und insbesondere eine Vorrichtung, die einen einfachen Aufbau hat zum analysieren von Durchmessern und einer Verteilung von Körnchen und eine Walzenabstand-Einstellvorrichtung für ein Schleifsystem unter der Verwendung einer solchen Analysiervorrichtung.
(2) Beschreibung des Standes der Technik
• Verfahren zum analysieren des Granulatschleifgrades, die als Stand der Technik bekannt sind, weisen auf:
• Ein mikroskopisches Verfahren, bei dem die Größe eines Körnchenbildes, beobachtet durch ein Mikroskop, direkt gemessen wird oder gemessen wird, nachdem eine Aufnahme davon genommen wurde; ein Trend- bzw. Ablagerungsverfahren, bei dem Durchmesser der Körnchen aus Trenngeschwindigkeiten der in einem Medium verteilten Körnchen entnommen werden; ein Elektronenzonen-Verfahren, bei dem ein Behälter, der einen Elektrolyten enthält, in zwei Abschnitte unterteilt wird, und zwar durch eine Wand mit einem kleinen Loch, wobei eine Elektrode in jede der beiden Abschnitte gestellt wird, und eine vorbestimmte Spannung zwischen den zwei Elektroden angelegt wird, um das Fließen eines Stromes durch das kleine Loch zu verursachen und wobei von dem pHänomen Gebrauch gemacht wird, das, wenn ein Kärnchen eines bestimmten Volumens durch das kleine Loch tritt, die Messung des Lochs sich verringert und der Wert des Widerstandes wächst proportional zu einem solchen Volumen des Körnchens; ein dynamisches Licht-Dispersionsverfahren, bei dem ein Laserstahl einem kleinen begrenzten Abschnitt der Suspension unterworfen wird, um die Änderungen zu messen&sub1; die in der Intensität des Lichtes stattfinden, das unter einer großen Anzahl von Teilchen in den begrenzten Abschnitt dispergiert bzw. verteilt ist, und wobei durch Ausnutzung des Phänomens, das die größeren Teilchen langsamer sind als kleinere Teilchen, hinsichtlich ihrer Bewegung, in der Zeit, diese Änderung gewandelt werden in Signale und die Selbstkorrelation- Funktion der Änderungen durch eine bekannte Diffusionsgleichung berechnet wird; ein Licht-Beugungverfahren, bei dem ein Laserstrahl auf eine Gruppe von Körnchen angewendet wird, die in einem Medium dispergiert sind und die gebeugten Lichtstrahlen von einer Linse gesammelt werden, und wobei der Durchmesser des gebeugten Bildrings und die Intensität des gebeugten Lichtes gemessen werden; und ein hydrodynamisches Chromatographie-Verfahren, bei dem eine mobile Flüssigkeitsphase durch eine stationäre Phase fließen kann, die durch Füller von relativ großen Körnchen gebildet wird, wobei eine Suspension eingeführt wird in die mobile Phase von einem Einlaßabschnitt der stationären Phase aus, und wobei Gebrauch gemacht wird von einem Phänomen der progressiven Änderung, d.h. daß die Körnchen von größerer Größe zuerst aus dem Auslaßabschnitt der stationären Phase aufscheinen und dann die Körnchen der kleinsten Größe zuletzt aus dem Auslaßabschnitt erscheinen.
• Die oben erläuterten herkömmlichen Verfahren können verwendet werden für Experimentier- oder Forschungszwecke, können jedoch nicht für ein Verfahren zur automatisierten Kranulatanalyse oder einer Einrichtung bei der Vermahlung oder Mehlherstellungsindustrie verwendet werden, im Hinblick auf Probleme, die mit der Körnchen-Analysierzeit, Probennahme, Automatisiereinrichtung und den Kosten verbunden sind.
• Die Mehlherstellung, z.B. das Vermahlen von Weizen, bringt eine komplexe Kombination von Verfahrensschritten mit sich, z.B. einen Zerkleinerungsschritt bzw. Quetschschritt und einen Schleifschritt, die bezeichnet werden als ein Bruchsch ritt und ein Verkleinerungsschritt, sowie ein Sortier- und ein Siebsch ritt, welche Reiniger und Siebe verwenden. Der Grad der Körnchen ist wichtig und ist ein Entscheidungsfaktor für die Qualität des hergestellten Mehls. Somit spielt die Einstellung des Schleifstatus bei den Bruch- und Schleifverfahren, d.h. die Einstellung des Schleifgrads&sub1; der geändert werden kann in einer beliebigen Weise durch die Einstellung des Abstands oder Spalts zwischen den Walzen des Schleifers eine wichtige Rolle. Eine solche Walzenabstand-Einstellung wird bewirkt auf der Basis eines Referenzwertes, der Erhalten wird durch ein Verfahren, bei dem die durch Schleifwalzen abgeschliffenen Körnchen durch eine Vielzahl von sieben mit unterschiedlichen Siebweiten treten können und der verbleibende Granulatanteil wird berechnet für die Körnchendurchmesser von den Körnchen, die an dem diesbezüglichen Sieb bleiben. Somit wird die Walzenabstand-Einstellung dadurch vorgenommen, daß der angestrebte Wert gleich dem übrigbleibenden Korn-Anteil gemacht wird.
• Die Walzeneinstellung während der Zerkleinerungs- und Schleifoperation durch die Schleifvorrichtung erfordert das oben genannte Verfahren der Analyse der Körnchen durch Siebe zu jeder Zeit&sub1; wenn die Einstellung durchgeführt wird, und da ein solcher Prozesskomplex und zeitaufwendig ist, neigt der Benutzer oft dazu, sich eher auf ein Gefühl oder das Aussehen der Körnchen zu verlassen. Es gibt einige Vorschläge für die Automatisierung des Granulat-Analysierverfahrens, bei dem jedes Granulat-Zuführende und das Granulat-Ablaßende eines Siebs versehen ist mit einem Flußmeßgerät, um das Granulat-Residuumverhältnis aus dem Unterschied in der Menge der Körnchen an dem Granulat-Zuführende und dem Granulat-Abgabeende zu erhalten, oder wobei die Verteilung der geschliffenen Körnchen erhalten wird durch ein Laser-Beugungsverfahren. Wenn jedoch diese Vorschäge eine Anzahl von Meßvorrichtungen oder teuere Vorrichtungen für solche Zwecke erfordern, wird es heute noch als schwierig betrachtet, dieses Verfahren für praktische Anwendungen einzusetzen.
• Die EP-A-0289677 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Teilchenanalyse, bei der ein Fotodedektor Licht erfaßt, das von einem Brennpunkt durch Teilchen in einem fließenden Medium zurück gestreut werden.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung wird definiert in den Ansprüchen und zielt darauf ab, eine automatisierte Granulatanalysiervorrichtung anzugeben durch automatische Systeme, die verwendbar sind für das Schleifen von irgendwelchen Körnern, und zwar unabhängig von der Art der zu schleifenden Körner, und ferner darauf zielt, eine Einrichtung zum Einstellen eines Abstands oder eines Spalts zwischen den Walzen der Schleifvorrichtung anzugeben. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, die einfach und ökonomisch sind.
• Die Analyse von Körnchen bedeutet hier hauptsächlich die Messung der Körnchenverteilung, d.h. hauptsächlich die Körnchenverteilung bezogen auf den Durchmesser eines Körnchens als eine Einheit. Die Einheit ist jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf Körnchendurchmesser, da sie solche Einheiten aufweist, wie die Zeit, in der das Licht durch das Körnchen unterbrochen ist, die Länge des aus einer solchen Zeit erhaltenen Körnchens, und den aus einer solchen Länge erhalten Körnchendurchmesser.
• Wenn in dem Walzenabstand-Einstellverfahren und -vorrichtung gemäß der Erfindung das gegenständliche Körnchen zwischen dem Kohärentlicht-Aussendeabschnitt und dem Lichtaufnahmeabschnitt hindurchtritt, der gegenüber dem Kohärentlicht-Aussendeabschnitt angeordnet ist und mit einem Element versehen ist, das direkt das kohärente Licht aufnimmt, unterbricht das gegenständliche Körnchen das kohärente Licht und das Lichtaufnahmeelement emp fängt kein Licht während der Zeitdauer, in der das kohärente Licht unterbrochen ist. Die Zeit oder Zeitdauer der Unterbrechung, die gemessen wird durch die Zähleinrichtung, welche mit dem Lichtaufnahmeelement verbunden ist, ist proportional zur Größe des gegenständlichen Körnchens und ist umgekehrt proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit des gegenständlichen Körnchens.
• Wenn jedoch die Bewegungsgeschwindigkeit der gegenständlichen Körnchen im Voraus bekannt ist, ist es möglich, aus der Unterbrechungszeit und der Bewegungsgeschwindigkeit die Länge des gegenständlichen Körnchens zu berechnen, welches das kohärente Licht unterbrochen hat. Diese Länge kann genommen werden als der Durchmesser des gegenständlichen Körnchens, wenn ein solches Körnchen angenommenerweise kugelförmig ist.
• Wie oben erläutert, ist die Unterbrechungszeit, die an der Zählereinrichtung gezählt wird, welche mit dem Lichtaufnahmeelement verbunden, korreliert mit dem Durchmesser des gegenständlichen Körnchens. Wenn eine bekannte Granulatverteilung analysiert wird gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung und der Korrelationskoeffizient zwischen der Unterbrechungszeit mit der Frequenz einer solchen Unterbrechung und der bekannten Granulatverteilung erhalten wird, ist es möglich, einen solchen Koeffizienten zu verwenden als einen vorgestimmten Koeffizienten und die Granulatverteilung (nicht bekannt) des gegebenen Körnchens zu berechnen, wenn einmal die Unterbrechungszeit mit der Frequenz mit einer solchen Unterbrechung gemessen wird.
• Die für das Obige zu verwendende Vorrichtung braucht nur die Zeit und die Unterbrechungsfrequenzen des kohärenten Lichtes durch das fragliche Körnchen zu messen und kann einen Sensorabschnitt aufweisen, der einfach gebildet ist durch eine Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung, z.B. eine Laserstrahl-Aussendeeinrichtung und eine Lichtaufnahmeeinrichtung, z.B. einer Fotodiode oder einen Fototransistor, der gegenüberder Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung angeordnet ist zum direkten Aufnehmen des kohärenten Lichts.
• Die Arithmetik- oder Operationseinrichtung berechnet die Verteilung der fraglichen Körnchen auf der Basis der Ausgänge von der Zählereinrichtung und der vorgestimmten Koeffizienten, die in der Speichereinrichtung gespeichert sind und durch speichern der gewünschten Körnerdurchmesser in kumulativen Anteilen als Standard oder Referenzen für die Walzenabstand-Einstellung von Vorrichtungen für Getreidevermahlung (z.B. Aufbrechen) von z.B. Weizenkörnern in einer Speichereinrichtung, berechnet den kumulativen Anteil für die gewünschten Kärnchendurchmesser aus dem gewünschten Referenzkörnchendurchmesser und der oben genannten Granulatverteilung. Die Ausgabeeinrichtung gibt aus die Granulatverteilung der fraglichen Körnchen und des kumulativen Anteils.
• Die Steuereinrichtung gibt aus an die Walzenabstand-Einstelleinrichtung eine Differenz im Anteil zwischen den kumulativen Anteilen gegen den gewünschten Körnchendurchmesser, ausgegeben von der Ausgabeeinrichtung und die Residuumgranulat-Verhältnisse, die als Standard verwendet werden.
• Die Walzenabstand-Einstelleinrichtung arbeitet so, das sie den Walzenabstand bezogen auf die Ausgabenwerte von der Steuereinrichtung einstellt.
• Im Vorangehenden ist erläutert worden, daß die Granulatverteilung berechnet wird an der Operationseinrichtung bezogen auf die vorbestimmten Koeffizienten und die Ausgänge von der Zählereinrichtung. Es ist jedoch zu beachten, daß der vorbestimmte Koeffizient nicht beschränkt ist auf den für die Berechnung der Granulatverteilung, da es möglich ist, einen vorbestimmten Koeffizienten separat einzustellen zur Berechnung eines weiteren kumulativen Gewichtsanteils für einen gewünschten Granulatdurchmesser aus der erhaltenen Granulatverteilung, oder um einen Koeffizienten getrennt einzustellen zum Wandeln der Ausgänge von der Zählereinrichtung direkt in Gewichte an der Operationseinrichtung.
• Die vorbestimmten Koeffizienten, die zu verwenden sind zum Erhalten der Granulatverteilung, können auch erhalten werden aus der Korrelation zwischen den äquivalenten Kreisdurchmessern (Fläche) mit den zu erhaltenen Frequenzen durch ein äquivalentes Kreisdurchmesser-Verfahren unter Verwendung einer CCD-Kamera und des Ausganges von der Zählereinrichtung mit ihren Frequenzen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, erläutert unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, in denen:
• Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, welches eine Körnchen-Analysiervorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
• Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Lichtaufnahmeeinrichtung und eine Zählereinrichtung in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
• Fig. 3 ist eine Zeitkarte von Signalen an verschiedenen Punkten in der Lichtaufnahmeeinrichtung und der Zählereinrichtung in Fig. 2;
• Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, welches die Körnchen-Analysiervorrichtung zeigt, die in einer Walzenabstand-Einstelleinrichtung einer Schleifvorrichtung verwendet wird;
• Fig. 5 ist eine Graphik, die einen kumulativen Frequenzanteil von Körnchen bezüglich des gewünschten Granulatdurchmessers zeigt;
• Fig. 6 ist ein Schaltungsdiagramm einer Lichtaufnahmeeinrichtung unter Verwendung einer Fotodiode als weiteres Beispiel.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Nachstehend wird eine Erläuterung gegeben für eine Anordnung der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1.
• Fig. 1 erläutert in einem Blockdiagramm eine Vorrichtung für und ein Verfahren zum analysieren von Körnchen durch Darstellung einer Körner-Analysiervorrichtung 10.
• Das Bezugszeichen 1 stellt dar eine Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung, die zusammengesetzt ist hauptsächlich aus einer Helium-Neon-Lasereinrichtung (nachstehend "Gaslaser 1"). Es ist vorgesehen eine optische Faser 2, die dem Gaslaser 1 zum direkten Empfangen eines Strahls von dem Gaslaser 1 gegenüberliegt. Die optische Faser 2 ist verbunden mit einer Lichtaufnahmeeinrichtung 3, die ein photoelektrisches Lichtaufnahmeelement hat, bzw. einen Fototransistor (nachstehend als Fototransistoreinrichtung 3 bezeichnet). Der Gaslaser 1 und die optische Faser 2 können im Inneren der Getreidemahlvorrichtung vorgesehen sein, aber können jedoch alternativ angeordnet sein in einer Weise, daß ein Bypass vorgesehen ist in dem Durchgang der aus einer solchen Vorrichtung kommenden Körner, wobei ein Meßkanal 4, durch den der Strahl des Lasers 1 tritt, vorgesehen ist an einem Abschnitt des Bypasses, und der Gaslaser 1 und die optische Faser 2 einander gegenüberliegen, wobei der Meßkanal 4 zwischengelagert ist.
• Ein elektrischer Ausgang von der Fototransistoreinrichtung 3 wird direkt eingegeben in eine Zählereinrichtung 5. Die Zählereinrichtung 5 ist intern ausgerüstet mit einer Osziliereinrichtung und auf der Grundlage von deren Oszilationsfrequenzen und solchen Änderungen in elektrischen Ausgängen (rechtwinklige Wellen) der Fototransistoreinrichtung 3, wie solche, die erzeugt sind aufgrund der Unterbrechung des Laserstrahls durch den Durchtritt eines Korns, berechnet die Zählereinrichtung 5 und gibt aus Daten an der Zeitdauer, während der Strahl unterbrochen ist durch das hindurchtretende Korn.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine weitere Erläuterung gegeben der Fototransistoreinrichtung 3 und der Zählereinrichtung 5.
• Die Fototransistoreinrichtung 3 weist auf einen Fototransistor 33, der mit der optischen Faser 2 verbunden ist und einen geerdeten Emitter und einen Kollektor hat, welcher mit einer Hochzieh-Stromquelle 31 durch einen Schutzwiderstand 32 verbunden ist. Der Fototransistor 33 arbeitet im leitenden oder nicht leitenden Zustand gemäß der Aufnahme von Licht, das auf seine Basisregion fällt. Der Fototransistor 33 kann ersetzt werden durch eine Fotodiode 33' als ein weiteres Beispiel des fotoelektrischen Erfassungselementes. Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm der Lichtaufnahmeeinrichtung 3', bei der die Fotodiode 33' eingesetzt ist anstelle des Fototransistors 33, der in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Beispiel weist die Lichtaufnahmeeinrichtung 3' einen Stromlspannungswandler 35 auf, dessen einer Eingang verbunden ist mit der Fotodiode 33' und dessen anderer Eingang mit der Erde verbunden ist, einen Vergleicher 36, an den eine Referenzspannung von einer Konstantspannung-Schaltung 39 angelegt ist und eine Schmitt-Invertierschaltung 37.
• Die Zählereinrichtung 5 ist zusammengesetzt aus einer AND-Schaltung 52, einem Oszillator 51 zum Eingeben eines Referenzimpulses in die AND-Schaltung 52, eines Zählers IC 53 zum Aufnehmen von Signalen von der AND-Schaltung, ein Flip-Flop 54, das mit dem Zähler IC 53 durch einen Datenbus F verbunden ist, sowie ein Paar von monostabilen Vibratorschaltungen 55, 56 zum Ausgeben von Einschuß-Impulsen an das Flip-Flop 54 bzw. den Zähler IC 53 auf der Basis von Signalen von der Fototransistoreinrichtung 3.
• Der Fototransistor 33 ist in seinem EIN-Zustand aufgrund des Laserstrahls, der durch die optische Faser 2 tritt und zeigt einen geringen Potentialzustand am Punkt A bezüglich der AND-Schaltung 52. Wenn jedoch der Laserstrahl unterbrochen ist durch das hindurchtretende Korn, schaltet sich der Fototransistor 33 aus und das Potential am Punkt A wird hoch, wodurch die AND-Schaltung 52 veranlaßt wird, ein Signal an den Zähler IC 53 auszugeben. Das Signal am Punkt C ist ein Impulssignal, das ausgegeben wird durch ein logisches AND zwischen einem Impuls von dem Oszillator 51 und dem Signal am Punkt A. Der Zähler IC 53 wandelt Digital das Signal am Punkt C der AND-Schaltung 52 und gibt das Signal am Punkt F an das Flip-Flop 54 aus.
• Wenn das Korn durch den Laserstrahl getreten ist, geht der Fototransistor 33 wieder in seinen EIN-Zusand und, wobei die Punkte A bis L in ihrem unteren Zustand sind, beendet die AND-Schaltung 52 die Ausgabe von Signalen. Wenn dagegen der Punkt A in den unteren Zustand geht, gibt der monostabile Multivibrator 55 einen Einschuß-Signal an jedes Flip-Flop 54 und die Operationseinrichtung 6 in Antwort bzw. Reaktion auf eine fallende Kante des Impulses am Punkt A. Dieses Einschuß-Signal veranlaßt sodann das Flip-Flop 54, digitale Signale an die Operationseinrichtung 6 auszugeben. Der monostabile Multivibrator 56 gibt ein Einschuß-Signal an den Zähler IC 53 aus und setzt den Zähler IC 53 in Reaktion auf eine ansteigende Kante des Impulssignals von dem monosta bilen Multivibrator 55 zurück. Der Flip-Flop 54 setzt die Ausgabe des selben digitalen Signals fort bis das nächste Einschuß-Signal von dem monostabilen Multivibrator 55 darin eingegeben wird.
• Fig. 3 zeigt eine Zeitkarte, welche die verschiedenen Signalen an Punkten A bis G in Fig. 2 zeigt.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 1 werden die Ausgänge von der Zählereinrichtung 5 in die Operationseinrichtung 6 eingegeben und in die Speichereinrichtung 7 gespeichert. Die Operationseinrichtung 6 kann gebildet sein durch eine Logikschaltung oder kann in der Praxis gebildet sein durch eine CPU-Konsole, die einen Eingangsanschluß hat, welcher die Speichereinrichtung 7 aufweist und in der es möglich ist, die Eingabe und die Operation der Daten von der Zählereinrichtung 5 zu steuern bzw. zu regeln beispielsweise durch Programme, die in einem ROM geschrieben sind.
• Da es nicht möglich ist, daß der Ausgang der Zählerschaltung 5 unbegrenzt eingegeben und gespeichert wird, ist die Anzahl von Probekörnern so beschränkt, daß beispielsweise die Daten von 2.000 Probekörnchen in die Zählerschaltung 5 eingegeben werden. Die Operationseinrichtung 6 berechnet eine Körnchenverteilung der 2.000 Probekörnchen auf der Basis der Daten der 2.000 Probekörnchen und auch der in der Speichereinrichtung 7 gespeicherten vorbestimmten Koeffizienten. In dieser Operation werden die 2.000 Probekörnchen geteilt in kleine Einheiten auf der Basis einer der Maßstäbe, nämlich der Zeitdauer oder Dauer des durch ein Korn unterbrochenen Lichts, der Länge der von einer solchen Zeit plus der Bewegungsgeschwindigkeit des Körnchens abgeleiteten Länge des Körnchen, und dem Durchmesser des Körnchen abgeleitet von solcher Länge des Körnchens plus dem vorbestimmten Koeffizenten. Somit ist es auf der Basis der Länge und des Durchmessers des Körnchens möglich, eine Berechnung vorzunehmen beispielsweise von der Granulatverteilung oder durch Akkumulation von dem Anteil der kumulativen Frequenz der Körnchen und dem Anteil des kumulativen Gewichts der Körnchen. Wenn, wie oben erläutert, die Bewegungsgeschwindigkeit einer Probe verfügbar ist, ist es möglich, die Länge eines individuellen Probekörnchens auf der Basis einer solchen Bewegungsgeschwin digkeit und der Zeitdauer zu berechnen, während der der Laserstrahl durch das Probekörnchen unterbrochen ist, und aus einer solchen Länge des Körnchens und dem Koeffizienten, der auf der Basis der Korrelation mit der bekannten Granulatverteilung erhalten wird, ist es möglich, die Granulatverteilung (nicht bekannt) der 2.000 Probekörner zu berechnen. Dieser Koeffizent kann in einer Vielzahl von Koeffizientbereichen sein, die geeignet geteilt werden gemäß dem Durchmesser der Körner.
• Abhängig von den Bedümfissen kann die Granulatverteilung, die durch die Operationseinrichtung 6 erhalten wird, ausgegeben werden durch den Datenstrich Ausgabeanschluß 8 an die Anzeigeeinrichtung oder eine Druckereinrichtung.
• Die Proben-Bewegungsgeschwindigkeiten, insbesondere die Fallgeschwindigkeiten verändern sich aufgrund von Differenzen in der Körnchengröße und diese Veränderung verursacht den Eintritt eines Fehlers, wenn die Länge eines Korns berechnet wird auf der Basis sowohl der Zeitdauer, während der der Laserstrahl unterbrochen ist durch das Körnchen als auch der Körnchen-Bewegungsgeschwindigkeit. Wenn die Objekte natürlich fallen beginnend von einer verschwindenden Geschwindigkeit, sind die Geschwindigkeiten der fallenden Objekte unmittelbar nach dem Start des Fallens dieselben. Durch Anordnung, daß das Korn dazu gebracht wird, zwischen dem Laserstrahl und der Fototransistor einrichtung hindurch zu treten, unmittelbar nachdem das Korn von einer Probenzufuhreinrichtung abgegeben wird, d.h., durch Anordnung, daß der Laserstrahl und Fototransistor unmittelbar unterhalb der Probenzufuhreinrichtung angeordnet bzw. vorgesehen sind, kann jeder Einfluß der Korn-Bewegungsgeschwindigkeit auf die Berechnung vernachlässigt werden.
• Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 eine Erläuterung gegeben von einer zweiten Ausführungsform, bei der die Korn-Analysiervorrichtung 10 verbunden ist durch eine Steuereinrichtung 21 mit einer Walsenabstand-Einstelleinrichtung 20 eines Pulverisierers zur Verwendung beim Pulverisieren bzw. Zerreiben von Weizenkörnern.
• Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine Probenahmeeinrichtung 23 angeordnet auf halbem Wege zwischen einem Paar von Schleifwalzen 22A, 22B und einem Sichter 24.
• Ein Teil der zerkleinerten Körner, die in die Korn-Analysiervorrichtung 10 eingegeben sind, wird einem Probennahmeverfahren unterworfen und die gemessenen Probekörnchen werden dem Sichter 24 durch eine Bypass-Leitung zugeführt. Die Probe-Analysiervorrichtung 10 steht in Verbindung mit der Walzenabstand Einstelleinrichtung 20 durch die Steuereinrichtun 21. Die Steuereinrichtung 21 empfängt Signale von der Korn-Analysiervorrichtung 10, wandelt solche Signale um und gibt die umgewandelten Signale aus, um die Walzenabstand-Einstelleinrichtung 20 in Betrieb zu setzen, wodurch der Abstand zwischen Walzen 22B und Walzen 22A eingestellt wird durch die Walzenabstand-Einstelleinrichtung 20. Allgemein wird die Walzenabstand-Einstellung bewirkt auf der Basis des Korn-Residuenverhältnisses, d.h. des Verhältnisses der Anzahl von Körnern, die auf dem Sichter 24 bleiben. Der benutzte Sichter 24 ist vorbestimmt für jeden Schleifschritt und aus der Anzahl der darin zugef(ihrten Körner wird die Anzahl der verbleibenden Körner erhalten, deren Durchmesser größer sind als ein gegebener gewünschter Korndurchmesser, und zwar im Anteil, und diese Information wird verwendet für die Walzenabstand-Einstellung. Der gewünschte Granulatdurchmesser verändert sich abhängig von den Schleifschritten, da die Granulatverteilung sich ändert, wenn die Schleifschritte fortschreiten.
• Wenn die Korn-Analysiervorrichtung 10 verwendet wird in der Walzenabstand- Einstelleinrichtung 20 zum Erreichen der gewünschten Einstellung in dem Walzenabstand, berechnet die Operationseinrichtung 6 der Korn-Analysiervorrichtung 10, welche in ihrer Speichereinrichtung 7 die Daten der gewünschten Korndurchmesser und der gewünschten kumulativen Gewichtsanteile oder des gewünschten kumulativen Frequenzanteus der Körner hinsichtlich der gewünschten Durchmesser der Körner speichert, den kumulativen Gewichtsanteil oder den kumulativen Frequenzanteil der Körner bezüglich der gewünschten Durchmesser der aktuell gemessen Körner, vergleicht deren Ergebnisse mit dem gewünschten kumulativen Gewichtsanteil oder dem gewünschten kumulativen Gewichtsanteil der Körner und gibt die Daten über die Differenz dazwischen in die Steuereinrichtung 25 durch die Eingabeeinrichtung 8 ein.
• Eine weitere Erläuterung im Detail wird bezüglich der Fig. 5 gegeben. Vertical gezeigt an dem Graphen wird der kumulative Frequenzanteil der Körner und Horizontal an dem Graphen die Durchmesser der Körner. Aus den Daten (Unterbrechungszeit), die erhalten werden, nachdem die Probekörnchen durch Korn- Analysiervorrichtung 10 getreten sind, wird die Granulatverteiiung erhalten auf der Basis eines vorbestimmten Koeffizienten. Aus dieser Granulatverteilung wird der kumulative Gewichtsanteil der Körnchen bezüglich der Durchmesser der Körnchen aufgetragen bzw. geplottet wie in dem Graph gezeigt.
• In dem Graph wird der gewünschte kumulative Frequenzanteil bezüglich der gewünschten Durchmesser 5 eingestellt auf YA = 50%. Die ideale Kurve unter diesem Zustand wird dargestellt durch A.
• Es wird angenommen hier, daß die Kurve B eine geplottete Kurve von den Daten ist, die erhalten sind an der Probennahmeeinrichtung 23 durch die Messung der Pro bekörner, die durch die Korn-Analysevorrichtung 10 gegangen sind. Es ist zu beachten, daß der kumulative Freqeuenzanteil der Körner bezüglich der gewünschten Durchmesser 5 YB = 55% ist. Dies bedeutet, daß eine größere Anzahl von Körnern vorliegt, deren Durchmesser größer sind als die gewünschten Durchmesser im Vergleich mit den Körnern, die durch Kurve B dargestellt sind. Demzufolge gibt die Korn-Analysiervorrichtung den Wert -5% aus, d.h.
• YA - YB = -5%.
• Bei Aufnahme dieses Wertes -5% sendet die Steuereinrichtung 21 an die Wal zenabstand-Einstelleinrichtung 20 einen Wert von -5% entsprechendes Signal.
• Da an diesem Beispiel eine größere Anzahl von Körnern vorhanden sind, deren Durchmesser größer sind als die gewünschten Durchmesser 5, arbeitet die Walzenabstand-Einstelleinrichtung 20 so, daß sie die zwei Walzen 22A, 22B veranlaßt, sich in einer Richtung zu bewegen, um einen kleineren Abstand zwischen ihnen einzustellen. im Gegensatz dazu bedeutet dies in dem Fall, wenn die kumulative Anzahl als ein Anteil der Körner bezüglich der beabsichtigten Durchmesser S YC = 45% ist, wie durch die Kurve C gezeigt, YA - YC = +5%, daß die Probekörner eine große Anzahl von Körnern enthalten, deren Durchmesser kleiner sind als der gewünschte Durchmesser 5. In diesem Fall arbeitet die Walzenabstand-Einstelleinrichtung 20 so, daß sie die zwei Walzen 22A, 22B veranlaßt, sich in einer den Obigen entgegengesetzten Richtung zu bewegen, d.h. einen größeren bzw. breiteren Abstand zwischen den beiden Walzen einzustellen.
• Wie oben erläutert liegen gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung zum Analysieren von Körnern und ein Verfahren dafür in einer Anordnung, die eine Einrichtung aufweist zum Messen oder Zählen der Zeit, während der das Licht unterbrochen ist durch ein Korn, wenn es durch den Abstand zwischen kohärentem Licht und der Kohärentlicht-Aufnahmeeinrichtung tritt. Der Abschnitt an dem die Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung und die Kohärentlicht-Aufnahmeeinrichtung einanander gegenüberliegen und somit eine Meßeinrichtung bildet, ist in dem Durchgang der zu messenden Körnern angeordnet oder kann in einer Bypass-Leitung eines solchen Durchganges angeordnet sein. Für die Messung ist es nur notwendig, daß die Körner durch einen solchen Abschnitt oder eine Messeinrichtung treten. Hinsichtlich der Aufnahme der Daten von der Zählereinrichtung, wann immer dies notwendig ist und in einer Menge, die notwendig ist und zum Ausgeben von Daten, nachdem die eingegebenen Daten arithmetisch in einer notwendigen Form verarbeitet wurden, kann eine solche Einrichtung realisiert werden durch existierende Technologien und herkömmlich verfügbare Einrichtungen ohne den Bedarf nach einer speziellen oder extra gestalteten Einrichtung.
• Die vorliegende Erfindung liefert eine Korn-Analysiervorrichtung, die geeignet ist, eine kontinuierliche Analyse der Körner durchzuführen, wobei jedoch solche Anordnungen die Operationseinrichtungen und die Zählereinrichtungen benötigen, um die erforderlichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten und eine ausreichende Analysekapazität zu erreichen.
• Gemäß der Erfindung ist es zum Automatisieren des Systems, durch das Körner einer Vielzahl von Arten zerkleinert oder geschliffen werden, möglich, eine automatisierte Kornschleifgrad-Analysiervorrichtung anzugeben, die einfach im Aufbau ist und geringe Kosten verursacht.
• Obwohl die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es zu verstehen, daß die verwendeten Worte als beschreibende Worte zu verstehen sind und nicht als Beschränkung, und daß Änderungen innerhalb des Umfangs der angehängten Ansprüche vorgenommen werden können.

Claims (7)

1. Walzenabstand-Einstellvorrichtung für einen Granulatschleifer, aufweisend:

eine Probennahmeeinrichtung (23), die es den Körnchen ermöglicht, welche durch ein Paar von Schleifwalzen (22A, 22B) des Granulatschlei fers geschliffen wurden, natürlich in Luft zu fallen;

eine Granulat-Analysiereinrichtung (10) zum Berechnen eines kumulativen Gewichts oder eines Frequenzanteils bezüglich eines gewünschten Durchmessers der gemahlenen bzw. geschliffenen Körnchen, welche durch die Probennahmeeinrichtung treten;

eine Steuereinrichtung (21), zum Vergleichen des kumulativen Gewichtes oder des Frequenzanteils bezüglich des gewünschten Durchmessers, berechnet durch die Granulatanalysiereinrichtung mit einem Referenzwert, der extern in die Walzenabstand-Einstellvorrichtung eingegeben wird, und zum Ausgeben eines Steuersignals; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ebenfalls aufweist:

eine Walzenabstand-Einstelleinrichtung (20) zum Steuern eines Abstands bzw. Raumes zwischen dem Paar von Schleifwalzen des Granulatschleifers bezogen auf das Steuersignal von der Steuereinrichtung, um zu veranlassen, daß das kumulative Gewicht oder der Frequenzanteil und der Referenzwert zusammenfallen, wobei die Granulatanalysiereinrichtung aufweist:

eine Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung (1), die auf der Probennahmeeinrichtung angeordnet ist, um kohärentes Licht auf die geschliffenen Körnchen zu richten;

eine Lichtaufnahmeeinrichtung (3), die an der Probennahmeeinrichtung angeordnet ist und ein Lichtaufnahmeelement (33, 33') hat, welches der Lichtaussendeeinrichtung gegenüberliegt, um das kohärente Licht von der Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung direkt zu empfangen;

eine Zähleinrichtung (5), die mit der Lichtaufnahmeeinrichtung verbunden ist, um auf der Basis eines Ausgangs von der Lichtaufnahmeeinrichtung eine Unterbrechungszeitdauer für jedes der Körnchen zu zählen, die das kohärente Licht zwischen der Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung und der Lichtaufnahmeeinrichtung unterbricht bzw. abfängt sowie Eintrittsfrequenzen der Unterbrechungszeitdauer der Körnchen, die an der Probennahmeeinrichtung vorbeitreten;

eine Speichereinrichtung (7) zum Speichern der gezählten Unterbrechungszeitdauer von jedem der Körnchen und der gezählten Eintrittsfrequenzen solcher Zeitdauer der Körnchen, die an der Probennahmeeinrichtungen vorbeitreten in einer Einheitszeit, und eines vorbestimmten Koeffizienten; und

eine Betriebseinrichtung (6) zum Berechnen des kumulativen Gewichts oder Frequenzanteils des gewiinschten Durchmessers der Körnchen bezogen auf die gezählte Unterbrechungszeitdauer, die gezählten Eintrittsfrequenzen solcher Zeitdauern und des vorbestimmten Koeffizienten, gespeichert in der Speichereinrichtung.

2. Walzenabstand-Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Probennahmeeinrichtung (23) unmittelbar unterhalb des Paars von Schleifwalzen (22A, 22B) des Granulatschleifers angeordnet ist.

3. Walzenabstand-Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung (1) ein Hehum-Neon-Gaslaser ist.

4. Walzenabstand-Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtaufnahmeeinrichtung (3) einen Phototransistor (33) mit einer geerdeten Emitterelektrode und einer Kollektorelektrode aufweist, die mit einer Anzieh-Leistungsquelle (31) durch einen Schutzwiderstand (32) verbunden ist.

5. Walzen abstand-Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zähleinrichtung (5) aufweist:

einen AND-Schaltkreis (52), der an einem Eingangsanschluß ein Ausgangssignal von der Lichtaufnahmeeinrichtung (3) und an dem anderen Eingangsanschluß Impulssignale von einem Impulssignal-Generator (51) empfängt, wobei der AND-Schaltkreis Impulssignale von dem Impulssignalgenerator nur während einer Zeit ausgibt, in der das Ausgangssignal von der Lichtaufnahmeeinrichtung auf seinem hohen Pegel ist;

einen Zähler-Schaltkreis (53), welcher das Ausgangssignal von dem AND- Schaltkreis in ein digitales Signal wandelt;

eine Flipflop-Schaltung (54), die das digitale Signal von dem Zählerschaltkreis für eine vorbestimmte Zeit hält und es an die Betriebseinrichtung ausgibt;

eine erste Rücksetzimpuls-Erzeugungsschaltung (55) zum Erzeugen eines Rücksetzimpulses für die Flipflop-Schaltung gemäß einer Unterkante von Hochpegel zu Niedrigpegel des Signals von der Lichtaufnahmeeinrichtung; und

eine zweite Rücksetzimpuls-Erzeugungsschaltung (56) zum Erzeugen eines Rücksetzimpulses für die Zählerschaltung auf der Basis des Rücksetzimpulses, erzeugt durch die erste Rücksetzimpuls-Erzeugungsschaltung.

6. Walzenabstand-Einstellvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die erste und zweite Rücksetzimpuls-Erzeugungsschaltung (55, 56) monostabile Multivibratoren sind.

7. Verfahren zum Einstellen eines Walzenabstands für einen Granulatschleifer, aufweisend:

Vorsehen einer Probennahmeeinrichtung (23), um den Körnchen, die durch ein Paar von Schleifwalzen (22A, 22B) des Granulatschleifers gemahlen wurden, zu ermöglichen, natürlich in Luft zu fallen; Berechnen eines kumulativen Gewichts oder eines Frequenzanteils beziiglich eines gewünschten Durchmessers der geschliffenen Körnchen, die durch die Probennahmeeinrichtung treten; dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren auch aufweist:

Vergleichen des kumulativen Gewichts oder Frequenzanteils bezüglich des gewünschten Durchmessers mit einem Referenzwert, der extern eingegeben wird, und Ausgeben eines Steuersignals; und

Steuern eines Abstands bzw. Raumes zwischen dem Paar von Schleifwalzen des Granulatschleifers bezogen auf das Steuersignal, um zu veranlassen, daß das kumulative Gewicht oder der Frequenzanteil und der Referenzwert zusammenfallen, wobei der Schritt des Berechnens eines kumulativen Gewichtes oder Frequenzanteils aufweist:

Aussenden von kohärentem Licht auf die geschliffenen Körnchen; Vorsehen einer Lichtaufnahmeeinrichtung (3) mit einem Lichtaufnahmeelement (33, 33'), welches dem ausgesendeten kohärenten Licht gegenüberliegt, um das kohärente Licht direkt zu empfangen;

Zählen auf der Basis eines Ausgangs von der Lichtaufnahmeeinrichtung, einer Unterbrechungszeitdauer jeder der Körnchen, welche das kohärente Licht unterbrechen zwischen der Kohärentlicht-Aussendeeinrichtung und der Lichtaufnahmeeinrichtung sowie der Eintrittsfrequenzen der Unterbrechungszeitdauern der Körnchen, die an der Probennahmeeinrichtung vorbeitreten;

Speichern der gezählten Unterbrechungszeitdauer für jedes der Körnchen und der gezählten Eintrittsfrequenzen solcher Zeitdauer der Körnchen, die an der Probennahmeeinrichtung vorbeitreten in einer Einheitszeit, und eines vorbestimmten Koeffizienten; und

Berechnen des kumulativen Gewichts oder Frequenzanteils des gewünschten Durchmessers der Körnchen, bezogen auf die gezählte Unterbrechungszeitdauer, die gezählten Eintrittsfrequenzen solcher Zeitdauern und des gespeicherten vorbestimmten Koeffizienten.