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Title:
DEVICE FOR DETERMINING PARAMETERS OF A BULK MATERIAL PARTICLE FLOW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/046914
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a device for determining particle parameters of a particle flow, comprising a detection and evaluation unit that encompasses one or more cameras (2) and is used for determining particle parameters by digitally evaluating digital image files generated by the camera in a backlighting process. Said device is characterized by an NIR spectrometer which is integrated into the device and is used for determining the material properties of the particles in the particle flow. Alternatively, a color identifying camera operated in a vertical illumination process can be used for determining color data on the particles of the particle flow.

Inventors:
FREIHERR VON HODENBERG, Marquardt (Dianalust 9, Rheda-Wiedenbrück, 33378, DE)
Application Number:
EP2007/061222
Publication Date:
April 24, 2008
Filing Date:
October 19, 2007
Export Citation:
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Assignee:
HAVER & BOECKER OHG (Carl-Haver-Platz, Oelde, 59302, DE)
FREIHERR VON HODENBERG, Marquardt (Dianalust 9, Rheda-Wiedenbrück, 33378, DE)
International Classes:
G01N15/14; G01N15/02
Domestic Patent References:
2004-06-17
2001-11-08
1998-07-16
Foreign References:
EP0195420A21986-09-24
EP1302764A12003-04-16
US5448069A1995-09-05
DE102005055825A12007-05-24
Other References:
COPPERS M ET AL: "OPTISCHE ONLINE-PARTIKELANALYSE ALS PRODUKTIONSUEBERWACHUNG IM INDUSTRIELLEN EINSATZ OPTICAL ONLINE PARTICLE ANALYSIS FOR PRODUCTION MONITORING IN INDUSTRIAL APPLICATIONS ANALYSE OPTIQUE EN LIGNE DE PARTICULES POUR LA SURVEILLANCE DE LA PRODUCTION A L'" AT - AUFBEREITUNGS TECHNIK - MINERAL PROCESSING, BAUVERLAG, G]TERSLOH, DE, Bd. 46, Nr. 7, Juli 2005 (2005-07), Seiten 42-47, XP001232016 ISSN: 1434-9302
See also references of EP 2082213A1
Attorney, Agent or Firm:
DANTZ, Jan et al. (Am Zwinger 2, Bielefeld, 33602, DE)
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Claims:

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern eines Schüttgut-

Partikelstromes, mit a. einer Einrichtung zur Partikelformanalyse, die eine wenigstens eine oder mehrere Kameras enthaltende Erfassung- und Auswertungseinrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern mittels einer numerischen Auswertung von mit der Kamera (2) erzeugten digitalen Bilddateien aufweist, b. wobei die wenigstens eine oder wenigstens eine der Kameras (2) im Gegenlichtverfahren betrieben ist und wobei die Partikelparameter zumindest die Partikelform und/oder die Partikelgröße umfassen, und c. mit einem Spektrometer (9) zur ergänzenden Bestimmung stofflicher Parameter der Partikel des Partikelstroms.

2. Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern eines Schüttgut- Partikelstromes, mit a. einer Einrichtung zur Partikelformanalyse, die eine wenigstens eine oder mehrere Kameras enthaltende Erfassung- und Auswertungseinrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern mittels einer numerischen Auswertung von mit der Kamera (2) erzeugten digitalen Bilddateien aufweist, b. wobei die wenigstens eine oder wenigstens eine der Kameras (2) als im

Auflichtverfahren betreibbare Farberkennungskamera ausgebildet ist und wobei die Partikelparameter zumindest die Partikelform und/oder die Partikelgröße umfassen, und dass über eine Auswertung dieses Bildes Farbinformationen über die Partikel des Partikelstromes ermittelbar sind, c. mit einem Spektrometer (9) zur ergänzenden Bestimmung stofflicher

Parameter der Partikel des Partikelstroms.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrometer als NIR-Spektrometer - Nahes-Infrarot-Spektrometer - ausgestaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Spektrometer (9) zur Bestimmung physikalischer Parameter wie der Dichte und der Viskosität der Partikel eines Partikelstroms ausgelegt ist.

5. Vorrichtung nach Ansprach I 5 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ka- mera mit wenigstens einem Gegenlicht ( 10) im Gegenlichtverfahren betrieben ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Spektrometer (9) in die Vorrichtung integriert ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Spektrometer (9) einem Schüttrichter (7) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das NIR-Spektrometer (9) einem Förderaggregat wie einem Band oder Dosierer zugeordnet ist.

Description:

Vorrichtung zur Bestimmung von Parametern eines Schüttgut-Partikelstromes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern eines Schüttgut-Partikelstromes, mit einer Einrichtung zur Partikelformanalyse, die eine wenigstens eine oder mehrere Kameras enthaltende Erfassung- und Auswertungseinrichtung zur Bestimmung von Partikelparametern mittels einer numerischen Auswertung von mit der Kamera erzeugten digitalen Bilddateien aufweist.

Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der DE 201 17 495 Ul oder der EP 1 696 223 A bekannt.

Die bekannten Vorrichtungen haben sich an sich bewährt. Nachteilig ist jedoch, dass anhand der optischen Auswertung zwar Aussagen über aus Bilddateien gewinnbare Parameter wie den mittleren Durchmesser oder auch weitergehende Angaben zur Kornformbeschreibung getroffen werden können, dass die gewonnen Informationen insbesondere bei Partikelgemischen in vielen Fällen aber keine klaren Aussagen über die Zusammensetzung des Partikelstromes getroffen werden können.

Die Lösung dieses Problem ist die Aufgabe der Erfindung.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände des Ansprüche 1 und 2 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind den Unteransprüchen zu entneh- men.

Gemäß einem ersten Vorschlag der Erfindung gemäß Anspruch 1, wird eine Einrichtung der eingangs genannten Art geschaffen, wobei femer die wenigstens eine oder wenigstens eine der Kameras im Gegenlichtverfahren betrieben ist und wobei die Par- tikelparameter zumindest die Partikelform und/oder die Partikelgröße umfassen, und

mit einem Spektrometer zur ergänzenden Bestimmung stofflicher Parameter bzw. der stofflichen Beschaffenheit der Partikel des Partikelstroms.

Derart sind in vorteilhafter und einfacher Weise am Partikelstrom zeitgleich Messungen und damit Aussagen über die Partikelform und -große sowie die stoffli- ehe/chemische Beschaffenheit möglich.

Gemäß dem zweiten Vorschlag der Erfindung gemäß Anspruch 2, werden nicht nur Aussagen über die Partikelform und -große sowie die stoffliche/chemische Beschaffenheit getroffen, sondern mittels der im Auflichtverfahren betriebenen Farberken- nungskamera wird ergänzend sogar noch eine Farbinformation über die Partikel des Partikelstromes gewonnen. Dies ist für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft.

Besonders vorteilhaft wird das Spektrometer als NIR-Spektrometer - Nahes-Infrarot- Spektrometer) - ausgestaltet und ist ferner vorzugsweise auch zur Bestimmung physi- kalischer Parameter der Partikel eines vorzugsweise nicht viskosen Partikelstroms ausgelegt. Vorzugsweise werden die photographischen Aufnahmen an in Luft oder einem sonstigen Gas frei fallenden Partikeln gemacht.

Dabei ist es zweckmäßig, dass Spektrometer in einfacher und kompakt bauender Wei- se in die Vorrichtung zu integrieren, beispielsweise, indem man es in einfacher Weise einem Schüttrichter zuordnet, den der Materialstrom, an dem die Messung durchzuführen ist, durchtritt.

Alternativ ist es denkbar, das Spektrometer einem Förderaggregat wie einem Band oder Dosierer zuzuordnen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im ,Gegenlichtverfahren arbeitend, und

Fig. 2 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit einer im Auflichtverfahren arbeitenden Farberkennungskamera.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Bestimmung von Partikelparametern eines Schüttgut-Partikelstromes. Diese weist eine wenigstens eine oder mehrere Kameras 2 und eine Datenverarbeitungsvorrichtung 4 enthaltende Erfassungs- und Auswertungseinrichtung 3 auf. Die Einrichtung 3 ist zur Bestimmung von Partikelparametern mittels einer numerischen Auswertung von mit der Kamera 2 erzeugten digitalen Bilddateien eines Partikelstromes 5 aus Partikeln 6 ausgelegt. Die Kamera 2 wird mit einem Gegenlicht 10 im Gegenlichtverfahren betrieben, so dass ein nur Graustufen enthaltendes Bild aufgenommen wird, aus dem numerisch als Partikelparameter die Partikelform und/oder die Partikelgröße der Schüttgut-Partikel bestimmbar sind.

Vorzugsweise werden die Bilddateien an einem Schüttgut-Partikelstrom 5 aus Partikeln 6 ausgenommen, die durch einen Trichter 7 auf eine Fördereinrichtung - hier ein Förderband 8 - strömen, von dem die Partikel im freien Fall herunterfallen, wobei die Bilddateien vorzugsweise am fallenden Partikelstrom aufgenommen werden.

Sodann erfolgt eine numerische Auswertung der digital erzeugten Bilddateien z.B. mit der in der EP 1 696 223 A beschriebenen Methode oder mit einer anderen geeigneten numerisch gestützten Auswertungsmethode.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung 1 ferner mit einem Spektrometer 9 zur Bestim- mung der stofflichen Beschaffenheit der Partikel des Partikelstroms versehen. Dieses Spektrometer 9 ist vorzugsweise als NIR- Spektrometer - Nahes-Infrarot- Spektrometer) - ausgestaltet und wird insbesondere zur Bestimmung physikalischer Parameter wie der Dichte und der Viskosität der Partikel des Partikelstroms oder aber auch zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung der Partikel eines Partikel- gemisches genutzt.

Mit dem Spektrometer erfolgt eine Analyse der Strahlungsintensität als Funktion der Frequenz bzw. der Wellenlänge des zur Analyse genutzten Lichtes, dessen Wellenlänge sich erfindungsgemäß vorzugsweise im Bereich des nahen Infrarots befindet.

Mit dem NIR-Spektrometer wird die jeweilige Zusammensetzung des Schüttgutstroms bestimmt. Die weitere Auswertung - insbesondere eine Kornformbestimmung - liefert eine weitergehende Information über den Anteil der jeweiligen Bestandteile/Moleküle an dem Schüttgutstrom. Dabei lassen sich die beiden Vorrichtungen erfindungsgemäß ohne weiteres in ein Gerät integrieren. Das Spektrometer 9 wird vorzugsweise dem Schüttrichter 7 oder dem Förderband 8 zugeordnet. Es kann aber auch an anderer Stel- Ie der Vorrichtung in diese integriert werden.

Durch Korrelation der Ergebnisse des NIR-Spektrometers 9 mit den Ergebnissen der Vorrichtung 3 lassen sich deutlich weitergehende Aussagen über die Beschaffenheit eines Partikelstromes machen als nach dem Stand der Technik.

Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung bei der die Kamera 2 bzw. die Kameras 2 jeweils als Farberkennungskamera ausgebildet ist und der Einrichtung 3 eine Lichtquelle 11 zugeordnet ist, die im Auflichtverfahren arbeitet, so dass auch die Farbinformationen der Partikel des Partikelstromes ermittelt werden können. Die Lichtquelle 11 ist an der gleichen Seite des Partikelstromes angeordnet, an der sich auch die Kamera bzw. die Kameras befinden.