DD150369A1 - NORMALIZATION FOR TEMPERATURE-CORRECTED ULTRASOUND REMOVAL OR ULTRASOUND MEASUREMENT - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Ultraschallmesztechnik. Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindung moeglich ist, sind Ultraschallentfernungs- oder Ultraschallmengenmeszgeraete fuer kontinuierliche Meszzwecke, insbesondere Ultraschallmengenmeszgeraete an Foerderbandanlagen. Ziel der Erfindung ist es, mit geringstem Material- und Montageaufwand den Einflusz der Temperatur zu korrigieren. Mit der Erfindung wird die Aufgabe geloest, eine fuer diesen Zweck im Aufbau einfache Anordnung zu entwickeln, mit welcher auch bestehende Anlagen jederzeit nachgeruestet werden koennen. Erfindungsgemaesz wird das erreicht, indem bei einer bekannten Ultraschallentfernungs- oder Ultraschallmengenmeszanordnung an die Auswerteeinheit eine temperaturabhaengige Widerstandskombination angeschlossen und in unmittelbarer Naehe der Meszstelle montiert ist.The invention relates to the field of Ultraschallmesztechnik. Objects in which the application of the invention is possible, are Ultraschallentfernungs- or Ultraschallmengenmezgeraete for continuous Meszzwecke, in particular Ultraschallmengenmezgeraete on conveyor belt systems. The aim of the invention is to correct the influence of the temperature with minimal material and assembly costs. With the invention of the object is achieved to develop a simple structure for this purpose in the arrangement, which also existing systems can be retrofitted at any time. According to the invention, this is achieved by connecting a temperature-dependent resistance combination to the evaluation unit in a known ultrasonic distance or ultrasonic quantity measuring arrangement and mounting it in the immediate vicinity of the measuring point.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Anordnung zur temperaturkorrigierten Ultraschallentfernungs— oder UltraschallmengenmessungArrangement for temperature-corrected ultrasonic distance or ultrasonic quantity measurement

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Ultraschallmeßtechnik·The invention relates to the field of ultrasound measuring technology.

Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindung möglich und zweckmäßig ist, sind Ultraschallentfernungs— oder Ultraschallmengenmeßgerä^e für kontinuierliche Meßzwecke, _t insbesondere Ultraschallmengenmeßgeräte an Förderbandanlagen.Objects in which the application of the invention is possible and expedient are ultrasonic removal or Ultraschallmengenmeßgerä ^ e for continuous measurement purposes, _t particular Ultraschallmengenmeßgeräte on conveyor systems.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es sind eine Tielzahl technischer Lösungen für Ultraschallentfernungs- oder Ultraschallmengenmessungen bekannt· Im Ausschließungspatent 90 640 (DD) wird die Messung der Fördern^enge „eines Gurtbandförderers mittels yitraschall so durchgefühlt, daß ein mitf einem Impulsgenerator gekoppelter Sender mit einem Empfänger zusammenwirkt, der über einen Umformer an einen !Zeitmesser angeschlossen ist. Dieses Ultrasehallgerät; hat* den Jiachteil, daß 4ceine Möglichkeit besteht, den störenden Einfluß von Temperaturschwankungen zu korrigieren und ist daher nur bei gleichbleibenden Temperaturen einsetzbar·There are a number of technical solutions for Ultraschallentfernungs- or ultrasonic quantity measurements known · In the exclusion patent 90 640 (DD), the measurement of the conveyance ^ narrow "of a belt conveyor by means of yitraschall so durchf that a mitf a pulse generator coupled transmitter cooperates with a receiver which has a Converter connected to a timepiece. This ultrasound device; has the disadvantage that there is a possibility to correct the disturbing influence of temperature fluctuations and can therefore only be used at constant temperatures.

In der Offenlegungsschrift 2 313 149 (DE) wird die Laufzeit eines von einem Ultraschallsender ausgestrahlten und über einen Taktgenerator gesteuerten Signals gemessen. Dabei wird die Laufzeit des Signals im Meßbereich mit der Lauf— zeit eines Signals in einer Referenzstrecke von vorgegebener konstanter Länge, die sich während des Meßvorganges im gleichen Medium des Meßbereiches befindet, elektronisch verglichen. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß die Korrektureinrichtung mit einem erheblichen elektronischen Aufwand verbunden ist.In the published patent application 2 313 149 (DE), the transit time of a signal emitted by an ultrasonic transmitter and controlled by a clock generator is measured. The running time of the signal in the measuring range is compared electronically with the running time of a signal in a reference distance of a predetermined constant length, which is in the same medium of the measuring range during the measuring process. This device has the disadvantage that the correction device is associated with a considerable electronic effort.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mit geringstem Material- und Montageaufwand den Einfluß der Temperatur bei Ültraschallentfernungs— oder Ültrasohallmengenmeßgeräten zu korrigie— ren.The aim of the invention is to correct the influence of temperature on ultrasound removal or ultra-small volume meters with the least possible material and assembly costs.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur temperaturkorrigierten ültraschallentfernungs- oder Ultraschallmengenmessung so zu entwickeln, daß diese einfach im Aufbau ist und auch bestehende Anlagen zu jeder Zeit analog dieser Anordnung naohgerustet werden können·The invention has for its object to develop an arrangement for temperature-corrected ültraschallentfernungs- or ultrasonic quantity measurement so that it is simple in construction and also existing systems can be nachohgerustet at any time analogous to this arrangement ·

Brfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer bekannten Ültraschallentfernungs- oder Ultraschall— mengenmeßanordnung innerhalb der Auswerteeinheit, an Stelle eines EinzelwiderStandes in der für die Eichung notwendigen Brückenschaltung, eine temperaturabhängige Widerstandskombination, bestehend aus temperaturunabhängigen Widerständen und Thermistoren, angeschlossen und in unmittelbarer Nähe der Meßstelle montiert ist·In accordance with the invention, the object is achieved by connecting a temperature-dependent resistance combination, consisting of temperature-independent resistors and thermistors, in the immediate vicinity of the prior art ultrasonic erosion device within the evaluation unit instead of a single resistor in the bridge circuit required for the calibration Measuring point is mounted ·

Bei der Durchführung der Entfernungs- bzw. Mengenmessung wird das in der Auswerteeinheit gebildete Gleichspannungssignal durch die an der Meßstelle befindliche temperatur—When carrying out the distance or quantity measurement, the DC voltage signal formed in the evaluation unit is determined by the temperature at the measuring point.

abhängige- Widerstandskombination von der dort herrschenden Temperatur so beeinflußt, daß damit der infolge der Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit auftretende Meßfehler korrigiert wird.dependent resistance combination of the temperature prevailing there influenced so that thus the error of measurement due to the temperature dependence of the speed of sound is corrected.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert«The invention is explained below using an exemplary embodiment.

Die Anordnung zur temperaturkorrigierten Ultraschallentfernungs— oder Ultraschallmengenmessung kann bei Meßanordnungen, deren wesentlichsten Bestandteile ein Ultraschall— sender und Ultraschallempfänger, eine Taktzentrale, ein Kurzzeitmesser und eine Auswerteeinheit sind, angewendet werden. Das Ausführungsbeispiel soll eine Anwendung für eine Ultraschallmengenmessung an Förderbandanlagen unter Tagebaubedingungen erläutern, wobei mit einem bekannten Ultraschallmengenmeßgerät als sekundäre Meßgröße in kurzen Zeitintervallen die Entfernung von einem festen Punkt über der Bandanlage zum höchsten Punkt des Schüttgutes gemessen wird. Hierbei treten ständige Änderungen der Außentemperaturen auf, die wiederum ständige Änderungen der Schallgeschwindigkeit verursachen. Bei einem kontinuierlichen Meßprozeß treten als Folge sehr große Meßungenauigkeiten der Fördermengen auf·The arrangement for temperature-corrected Ultraschallentfernungs- or ultrasonic quantity measurement can be used in measuring arrangements whose essential components are an ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver, a clock center, a timer and an evaluation unit. The exemplary embodiment is intended to explain an application for ultrasonic quantity measurement on conveyor systems under open-pit conditions, wherein the distance from a fixed point over the belt system to the highest point of the bulk material is measured with a known Ultraschallmengenmeßgerät as a secondary measured variable in short time intervals. This causes constant changes in the outside temperatures, which in turn cause constant changes in the speed of sound. In a continuous measuring process, very large measurement inaccuracies of the delivery quantities occur as a consequence.

Eine Veränderung dieses Zustandes wird geschaffen, indem erfindungsgemäß innerhalb der Auswerteeinheit ein Einzelwiderstand, in der für die Eichung notwendigen Brückenschaltung, durch eine temperaturabhängige Widerstandskombination ersetzt wird. Diese Widerstandskombination besteht aus temperaturunabhängigen Widerständen und Thermistoren und wird in unmittelbarer Nähe der Meßstelle montiert. Die Verbindung zur Auswerteeinheit, die in einem geschützten Raum untergebracht ist, wird durch eine abgeschirmte zweiadrige Leitung hergestellt. Die Entfernung von der Auswerteeinheit zur Meßstelle kann maximal 30 mA change of this state is created by the invention according to the invention within the evaluation a single resistor, in the bridge circuit necessary for the calibration, is replaced by a temperature-dependent resistor combination. This resistor combination consists of temperature-independent resistors and thermistors and is mounted in the immediate vicinity of the measuring point. The connection to the evaluation unit, which is housed in a protected room, is made by a shielded two-core cable. The distance from the evaluation unit to the measuring point can be up to 30 m

betragen·be·

Bei der Durchführung der Entfernungs- bzw. Mengenmessung wird das in der Auswerteeinheit gebildete Gleichspannungs— signal durch die an der Meßstelle befindliche temperaturabhängige Widerstandskombination von der dort herrschenden Temperatur so beeinflußt, daß damit der infolge der Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit auftretende Meßfehler korrigiert wird.When carrying out the distance or quantity measurement, the DC voltage signal formed in the evaluation unit is influenced by the temperature-dependent resistance combination at the measuring point in such a way that the measurement error occurring as a result of the temperature dependence of the speed of sound is corrected.

Diese Anordnung hat die Vorteile, daß sie mit einem minimalen Material- und Montageaufwand auch bei bestehenden Anlagen realisiert werden kann· Sie ist bei Temperaturen zwischen. —-25° C und '+ 50° C anwendbar und bedarf keinerlei Wartungsarbeiten. Der verbleibende Meßfehler im angegebenen Temperaturbereich hält sich in den Gfenzen von * 4 % der maximalen Fördermenge gegenüber dem auftretendem Meßfehler ohne Temperaturkorrektur von £ 25 %· Dies ist für Fördermengenmessungen in Tagebauen eine ausreichende Genauigkeit·This arrangement has the advantages that it can be realized with a minimum material and assembly costs even with existing systems · It is at temperatures between. - 25 ° C and '+ 50 ° C applicable and requires no maintenance. The remaining measuring error in the specified temperature range is within the limits of * 4 % of the maximum flow rate compared to the occurring measuring error without temperature correction of 25 %. · This is sufficient accuracy for flow rate measurements in opencast mines.

Claims (1)

ErfindungsanapruchErfindungsanapruch Anordnung zur temperaturkorrigierten ültraschallentfernungs- oder ültraschallraengenmessung, bestehend aus Ultraschallsender und Ultraschallempfänger, Taktzentrale, Kurz-Zeitmesser, Auswerteeinheit und Einrichtung zur Korrektur auftretender Umwelteinflüsse dadurch gekennzeichnet, daS
innerhalb der Auswerteeinheit an Stelle eines Einzelwiderstandes in der für die Eichung notwendigen Brückenschaltung eine temperaturabhängige Widerstandskonfoination, bestehend aus temperaturunabhängigen Widerständen und Thermistoren, angeschlossen und in unmittelbarer Nähe der Meßstelle montiert ist.Arrangement for temperature corrected ültraschallentfernungs- or ültraschallraengenmessung, consisting of ultrasonic transmitter and ultrasound receiver, clock center, short-timer, evaluation and means for correcting occurring environmental influences characterized daS
within the evaluation unit instead of a single resistor in the bridge circuit necessary for the calibration, a temperature-dependent Widerstandkonfoination, consisting of temperature-independent resistors and thermistors, connected and mounted in the immediate vicinity of the measuring point.