Устройство для определения размеров частиц

Устройство для определения размеров частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение касается способа для определения распределения частиц по размерам, в частности для оптических Online-измерений размеров отдельных частиц сыпучего материала, состоящего из частиц с большим разбросом по величине. Кроме того, изобретение касается устройства для измерения размеров частиц.

Способы регистрации размеров частиц и их распределение по размерам, а также определение их состава с помощью специального принципа измерения известны. Так, например, в DE-C-19802141 предлагается устройство для определения размеров частиц посредством электрооптического сканирования потока продукта с помощью оптоэлектронных устройств, установленных на измеряемом участке. Описанное в этом патенте устройство для регистрации изображений содержит большое число электрооптических приборов для регистрации изображений. Одно такое устройство пригодно для измерения частиц размером более 100 нм. Недостатком этого устройства и метода измерений является то, что, прежде всего, для более мелких частиц размером менее 100 нм расходы на измерения и/или погрешность измерений значительно возрастают с уменьшением размера частиц. Причина этого может заключаться в недостаточной глубине резкости и помехах, которые могут возникать в результате наличия таких эффектов, как дифракция или рассеяние света и/или нарушения резкости за счет движения объекта.

Также известны устройства для регистрации частиц посредством дифракции или рассеяния лазерного излучения. При этом могут регистрироваться мелкие частицы с размером в диапазоне приблизительно от 1 мкм до приблизительно 100 мкм. Однако недостатком таких устройств являются высокие расходы на проводимую одновременно регистрацию более крупных частиц, прежде всего, с размером свыше 1 нм, более низкая точность измерений в этом диапазоне, прежде всего, для частиц, форма которых значительно отличается от круглой, и малая информативность этого метода измерений. В частности, могут измеряться только распределение частиц по поверхности и частично концентрация частиц. Данные о подробных контурах частиц, как они определяются при обработке изображения, отсутствуют. Цвет, скорость или другие характеристики частиц также не могут определяться с помощью дифракции лазерного излучения.

Согласно уровню техники, регистрация измеренных значений выполняется только с помощью одного единственного принципа измерений, что ограничивает область применения и/или требует больших затрат.

В основу изобретения положена задача усовершенствовать способ для определения распределения частиц по размеру, в особенности, для оптического метода измерения распределения частиц по размеру, который не будет иметь недостатков уровня техники и который позволит выполнять интегрированные Online-измерения при обработке сыпучих материалов, в состав которого входят частицы различных размеров.

Эта задача решается с помощью метода для определения распределения частиц по размеру, который осуществляется, по меньшей мере, с помощью следующих этапов:

a) производство содержащего частицы потока продукта посредством технологического процесса или подготовки содержащего частицы потока продукта, который был произведен посредством технологического процесса,

b) получение результатов измерений посредством, по меньшей мере, части частиц, причем результаты измерений, по меньшей мере, получены посредством оптической регистрации части частиц с помощью, по меньшей мере, двух различных оптических методов измерения,

c) определение, по меньшей мере, одной характеристики части частиц на основании результатов оптических измерений, полученных на этапе b), причем распределение части частиц по размеру описывается, по меньшей мере, при помощи одной характеристики.

Технологический процесс выбран из группы процессов, в которую входят процессы размельчения, очистки, отделения, смешивания и агломерации или любые комбинации этих процессов. Размельчением может называться, например, процесс помола.

В соответствии с изобретением, по меньшей мере, один способ измерений включает регистрацию образца дифракции части частиц.

Одновременная регистрация с помощью, по меньшей мере, двух различных оптических способов измерения позволяет провести измерения в большей зоне, чем при регистрации с помощью только одного оптического способа измерений. Так, с помощью предложенного в изобретении способа в одной зоне могут регистрироваться частицы до четырех размеров. Например, в одной зоне от 2 мкм до 20 мм, предпочтительно в зоне от 5 мкм до 5 мм. Прежде всего, предложенный в изобретении способ регистрации образца дифракции позволяет проводить измерения особо мелких частиц. При этом получают более полную информацию о размере частиц и их распределении в потоке продукта. Это в свою очередь позволит целенаправленно устанавливать производственные параметры сыпучих продуктов, состоящих из частиц, в частности, зерновых культур.

Измерение проводится предпочтительно в режиме online. При этом здесь и далее имеется в виду, что измерение интегрировано в процесс, В частности, измерение проводится в непосредственной близости от процесса.

Этот способ может применяться, например, в следующих областях:

- обработка зерновых культур, измельченных продуктов из зерновых культур и конечных продуктов после изготовления муки (в частности, измельчение пшеницы мягких сортов, пшеницы твердых сортов, ржи, кукурузы и/или ячменя) или специальных продуктов из муки (в частности, удаление оболочки и/или измельчение сои, гречихи, ячменя, двузернянки, проса/сорго, полуфабрикатов из круп и/или бобовых);

- производство кормов для сельскохозяйственных и домашних животных, рыб и ракообразных;

- обработка масличных семян;

- обработка биомасс и производство гранулированного топлива;

- промышленные установки для производства и дробления солода;

- обработка какао-бобов, орехов и кофейных зерен;

- производство строительных материалов;

- производство удобрений;

- фармацевтическая промышленность;

- химия твердых веществ.

Предпочтительно из произведенного или подготовленного на этапе а) потока продукта выбирается проба, содержащая частицы, причем на этапе b) эти частицы в этой пробе регистрируются с помощью оптического устройства. Таким образом, в таком исполнении частицы не должны измеряться в потоке продукта. Вместо этого измерение отобранной пробы может выполняться на этапе b), что позволяет значительно упростить расположение в пространстве измерительных устройств, которые используются в этом способе измерений.

В возможных формах выполнения отбор пробы может выполняться в скатной трубе, например, с помощью поддона. Отбор может производиться в прерывистом режиме. Доля пробы относительно полного потока продукта может составлять от 0,01% до 10%. Таким образом, репрезентативная часть потока может подаваться практически непрерывно без дополнительной промежуточной записи результатов измерений.

В некоторых формах выполнения пробу можно дозировать, сортировать и/или диспергировать, прежде чем выполнять собственно измерение на этапе b). При дозировании обеспечивается, по-возможности, бесперебойная подача требуемого количества продукта в измерительное устройство. При сортировке и диспергировании, например, по принципу Вентури, поток продукта может, наоборот, в отдельных случаях больше не регулироваться. Здесь продукт может разряжаться с помощью сжатого воздуха и дополнительно всасываемого из окружающей среды воздуха, с тем, чтобы все частицы лежали по отдельности и, таким образом, также измерялись по-отдельности. Этот второй этап может выполняться отдельно от дозирования, для того чтобы продукт, в зависимости от его свойств (например, сил сцепления между частицами), можно было разделить. Переход от разделения к размельчению выполняется плавно. Разделение и диспергирование могут выполняться в отдельных случаях за один этап.

В предпочтительных формах выполнения, по меньшей мере, один из способов измерений на этапе b) включает регистрацию площади проекции части частиц. Затем контуры частиц этой площади проекции могут обрабатываться с помощью устройства для обработки контуров частиц.

Предпочтительно с помощью устройства для обработки контуров частиц проводится определение распределения по размеру, по меньшей мере, крупной фракции частиц, в частности, в диапазоне размеров от 10 мкм до 30000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 20000 мкм, особенно предпочтительно от 90 мкм до 10000 мкм.

Также с помощью дифракции лазерного излучения предпочтительно выполняется определение распределения по размеру, по меньшей мере, мелкой фракции частиц, в частности, в диапазоне размеров от 0,1 мкм до 300 мкм, предпочтительно от 1 мкм до 300 мкм, особенно предпочтительно от 5 мкм до 200 мкм.

В некоторых формах выполнения на основании распределения частиц по размеру, который определяется с помощью оптического устройства, может определяться форма, формфактор, цвет, цветовая компонента, и/или скорость части частиц. Формфактор снижает контур частиц любой сложности на одно значение. Формфактором может быть, например, степень «округлости» частицы; он может определяться как отношение диаметров равновеликих кругов и кругов, имеющих одинаковую длину окружности. Типичными формфакторами являются, например, «удлинение», «сферичность», «выпуклость» и «округлость». Мелкие и крупные частицы могут, например, отличаться тем, что степень округлости мелких частиц значительно отличается от формы шара.

Цвет и/или цветовые компоненты могут, например, определяться с помощью датчика цвета, в частности, с помощью датчика цветного изображения. Система и способ для определения параметров измельченного материала с помощью датчика цветного изображения описаны, например, в международной заявке на патент РСТ/ЕР2009/055877. Такой датчик цветного изображения позволяет использовать информацию о цвете для определения параметров частиц в потоке измельченного материала, в котором частицы, отражающие (испускающие) электромагнитное излучение, отображаются на датчике цветного изображения, который затем регистрирует спектральный состав электромагнитного излучения на своих элементах кадров. Датчиком цветного изображения предпочтительно является CCD-датчик, который может использоваться для описанного ниже способа для измерения скорости частиц.

В особенности может использоваться комбинация освещения на отражение и на просвет. Это позволяет посредством освещения на отражение получить информацию о цвете, а с помощью освещения на просвет в сравнении с чистым освещением достичь более высокой четкости контуров, в особенности для быстрых частиц (например, с диаметром от приблизительно 200 нм и со скоростью прибл. 20 м/с). Аналогичные комбинации освещения на отражение и на просвет описаны в РСТ/ЕР2009/055877.

В частности, один или несколько таких параметров (форма, формфактор, цвет, цветовая компонента и/или скорость) могут определяться в режиме реального времени.

Опционально после этапа с) может выполняться калибровка полученных на этапе с) параметров части частиц, т.е. подготовка данных и сравнение параметров с соответствующим технологическим Know-How. При такой калибровке данные о фракционном составе, полученные первоначально раздельно по дифракции лазерного излучения и данным о контуре, объединяются в общие данные о распределении по всему диапазону измерений. Согласно первому методу область перекрытия результатов измерения, полученных с помощью обоих методов измерения, может использоваться для того, чтобы нормировать и объединить оба распределения частиц по размеру. Согласно второму методу общая площадь результатов измерений, полученных с помощью обоих способов измерений, может измеряться и использоваться вместе с соответствующим объемом данных для стандартизации распределения.

Результатом обоих методов является распределение по площади проекции, которое отклоняется от технически важного распределения по массе. Здесь может применяться «технологическое Know-How», для того, чтобы определить соответствующий пересчет. Частицы шелухи, например, напоминают скорей форму дисков, а частицы муки - форму шара. При пересчете распределения по площади и по массе это необходимо учитывать, причем, например, частицы муки и шелухи отличаются по цвету и формфактору.

Кроме того, необходимо учесть влияние аппарата для размола на форму шелухи. Рифления и, прежде всего, мелющая щель аппарата для размола продукта определяют, например, среднюю высоту шелухи в форме дисков.

Способ может использоваться для оптимизации, регулирования, в особенности, при регулировании в Online-режиме, моделировании, имитации, в особенности, при Online-контроле, поиске неисправностей, диагностике ошибок, контроле качества и/или наблюдении за одной машиной и за машинами, соединенными в линию, за технологическим процессом и/или установкой. Аналогичные способы описаны, например, в международной заявке на патент РТС/ЕР2009/058351.

Также опционально могут архивироваться, в особенности, по меньшей мере, результаты измерений, полученные с помощью измерительного устройства, в особенности, по меньшей мере, результаты измерений, полученные с помощью оптического измерительного устройства. По результатам измерений, хранящимся в архиве, можно определять параметры, настройки и делать заключения о работе и/или конфигурации отдельной и/или нескольких машин и/или установок и/или технологических процессов. Либо можно не описывать полностью поведение общей мельницы посредством многочисленных и комплексных интеракций отдельной машины. Для того, чтобы, тем не менее, обеспечить регулирование всей установки, можно использовать самонастройку и/или настройку, основанную на эмпирическом методе. Для этого могут использоваться сигналы, поступающие от датчиков с информацией о состоянии всей мельницы, которые могут архивироваться в банке данных. На данных из такого банка данных может быть основан алгоритм регулировки, который может предотвращать нежелательные состояния мельницы. Аналогичные установки с локальными и/или глобальными регулирующими системами описаны, например, в международной заявке на патент РТС/ЕР2009/058351.

Кроме того, опционально могут использоваться исходные результаты измерений, полученные с помощью измерительных устройств и/или данные, полученные по этим исходным результатам измерений, в качестве опытных значений в адаптивных системах, как, например, в нейронных сетях, в частности, для управления и/или регулировки машин и/или установок и/или технологических процессов. Например, в нейронных механизмах могут использовать описанные выше заархивированные результаты измерений. Эти результаты измерений могут использоваться также с помощью так называемого «нечеткого управления». Результаты измерений могут архивироваться в виде обработанных данных (например, одно распределение частиц по массе, полученное по двум способам измерений) или в менее обработанном состоянии (например, два отдельных распределения по площади).

В дальнейшем непосредственно для регулирования опционально могут использоваться исходные результаты измерений, полученные с помощью измерительных устройств, или не полностью обработанные результаты измерений, полученные с помощью измерительных устройств, для распределения частиц по массе, в частности, один дифракционный спектр лазерного излучения, рассчитанный по нескольким отдельным измерениям.

По картине дифракции, полученной с помощью этих способов, посредством круговой интеграции вокруг центра кадра может рассчитываться дифракционный спектр лазерного излучения. По нему можно судить, какое количество световой энергии отклонилось и на какой угол. Для постоянного распределения частиц по размеру этот дифракционный спектр или его среднее значение, рассчитанное по достаточному количеству отдельных измерений, также постоянен. Слишком сильное измельчение приводит к уменьшению размеров частиц и, значит, к увеличению дифракции лазерного излучения, таким образом, к увеличению световой энергии при увеличении радиусов. Слишком малое измельчение приводит, наоборот, к меньшей дифракции лазерного излучения. Дифракционный спектр лазерного излучения может использоваться, таким образом, непосредственно для регулирования (например, ширины мелющей щели между двумя валами), без реконструирования собственно распределения частиц по размеру. Выполненный последним этапом требует большого времени вычислений и может стать причиной математической ошибки или неточности, которая может отрицательно повлиять на регулировку. Регулировка, основанная на дифракционном спектре лазерного излучения, может предотвратить эту проблему.

В некоторых формах выполнения управляется и/или регулируется, по меньшей мере, один технический параметр технологического процесса с помощью определенного на этапе с) характеристики, в частности, с помощью распределения части частиц по размеру. В частности, по меньшей мере, один технический параметр может управляться и/или регулироваться таким образом, что при этом распределение частиц по размеру может меняться. Тем самым обеспечивается возможность регулирования действительного значения распределения частиц по размеру по предварительно заданному распределению частиц по размеру.

В частности, в случае измельчения, или во время помола, может идти речь, по меньшей мере, об одном техническом параметре - ширине, по меньшей мере, одной мелющей щели, о скорости вращения, по меньшей мере, одного мелющего тела, передаточном отношении двух мелющих тел, геометрии одного мелющего тела и/или одного мельничного вала и/или массового расхода измельчаемого продукта. На мельничном валу могут иметься рифления.

Согласно предложенному в изобретении способу, измерения скорости отдельных частиц или измерения скорости, рассчитанные по всему диапазону или по части диапазона измерений для частиц различного размера могут использоваться для коррекции распределения частиц по размеру с различной степенью вероятности или по классам в пределах диапазона измерения измерительного устройства. Тем самым можно повысить точность измерений и их достоверность по сравнению с известными способами.

В двухфазовых потоках с широким распределением частиц по размерам скорости частиц в общем случае коррелируются с размерами частиц, их формой и удельным весом. В ускоренном потоке, например, более крупные частицы, вследствие их большей массы, имеют более низкую скорость, чем более мелкие частицы. Скорость частиц может определять длительность пребывания частиц в диапазоне измерений и тем самым непосредственно вероятность определения частицы. Для того, чтобы это учесть, распределение частиц по размерам, определенное с помощью оптических устройств, может соответственно корригироваться. Относительные или абсолютные значения скорости могут при этом определяться для индивидуальных частиц или, по меньшей мере, для каждого соответствующего класса частиц. Оценка каждого класса частиц становится функцией скорости частиц и размера частиц (например, площадь проекции, диаметр или расчетный объем). Определение скорости объекта в комбинации с распознаванием контура частиц выполняется на современном уровне. При этом распределение скорости крупных частиц может измеряться непосредственно. Измеренная с помощью дифракции, в частности, с помощью дифракции лазерного излучения, доля мелких частиц, вследствие малых размеров этих частиц и малой массы, имеет почти постоянную скорость. Последняя может определяться посредством экстраполяции результатов измерений скорости при обработке контуров частиц.

Оптически зарегистрированные объекты с нулевыми скоростями - это, например, оптические ошибки или царапины на смотровом окне или стационарные или медленно сползающие загрязнения (со скоростями, которые значительно меньше, чем 1 м/с), такие как прилипшие частицы или ингредиенты частиц, такие как в случае зерновых культур, например, протеины или жиры. Эти продукты не являются частью искомого распределения частиц по размеру. С помощью коррекции скорости, которая описана выше, такие значения могут оцениваться как 0; эти данные в дальнейшем не могут повлиять на результаты распределения частиц по размеру.

Альтернативно при обработке контуров объектов неподвижные или медленно перемещающиеся объекты могут быть отфильтрованы с помощью отдельного алгоритма из результатов измерений. Для этого, например, можно оценить разницу двух изображений, полученных от датчиков, предпочтительно двух следующих непосредственно друг за другом изображений, вместо одного простого изображения. При этом неподвижные дефекты или почти неподвижные загрязнения сокращаются автоматически и становятся невидимыми на изображении. Альтернативно часто появляющиеся частицы с приблизительно постоянными размерами и положением могут распознаваться как дефекты и отбрасываться. Для этого может составляться предпочтительно динамический список с соответствующими пикселями и объектами для фильтрации результатов измерений.

Альтернативно, а также для дифракции лазерного излучения, посредством кратковременного останова потока продукта (например, при останове отбирающего шнека) может заново создаваться фон без потока продукта через регулярные интервалы и использоваться в дальнейшем для соответствующей коррекции исходных данных.

Опционально поток продукта может периодически отключаться при создании текущего фона для коррекции дифракционного спектра лазерного излучения.

Изобретение касается, кроме того, устройства для определения распределения частиц по размеру, в частности, для осуществления предложенного в изобретении способа, описанного выше.

Устройство содержит

- устройство для производства потока продукта, содержащего частицы, с помощью технологического процесса и/или подготовительное устройство для подготовки потока продукта, содержащего частицы, который был произведен посредством технологического процесса,

- по меньшей мере, два измерительных устройства для регистрации, по меньшей мере, части частиц и,

- расчетный блок для расчета, по меньшей мере, параметров части частиц на основании результатов измерений, полученных с помощью оптических измерительных устройств.

Технологический способ выбран из группы операций, в которую входят операции размельчения, очистки, разделения, смешивания и агломерация. По меньшей мере, два измерительных устройства применяются в качестве двух различных оптических измерительных устройств для оптической регистрации части частиц. По меньшей мере, один рассчитываемый параметр части частиц - это распределение части частиц по размеру.

В соответствии с изобретением, для регистрации образца дифракции частиц сконструировано, по меньшей мере, одно оптическое измерительное устройство. На основании такой конструкции с помощью такого устройства можно достичь преимущества, которые уже были описаны выше в связи с предложенным в изобретении способом.

Устройство может иметь узел для отбора пробы из потока продукта.

Альтернативно или дополнительно это устройство может иметь узел для транспортировки пробы в область измерения. При этом измерительные устройства такого типа сконструированы и располагаются таким образом, что проба оптически регистрируется с помощью измерительных устройств в области измерения.

Устройства для отбора проб могут быть выполнены в виде отбирающих шнеков. С помощью одного такого шнека можно отобрать пробу из потока продукта, например, из сыпучего продукта. Отбор проб может производиться либо в определенном месте, либо, преимущественно, комбинированно в определенном месте и в определенное время. При отборе пробы в определенном месте продукт отбирается только из одной части потока продукта. Это может быть реализовано посредством ввода отбирающего шнека в трубу, причем отбирается только продукт, который падает на отбирающий шнек. При этом отбирающий шнек может быть выполнен в виде стационарной, или, предпочтительно, поворотной конструкции.

Временный отбор проб означает, что весь продукт отбирается не непрерывно, а только короткое время. Этот процесс повторяется. Если процесс проходит непрерывно и достаточно стабильно, отобранные образцы являются достаточно репрезентативными также для оценки продукта до и после отбора проб.

Предпочтительное в рамках настоящего изобретения устройство для отбора проб из потока продукта содержит корпус шнека, который, по меньшей мере, частично расположен или может быть расположен в трубопроводе, по которому проходит продукт. Когда говорят о трубопроводе для подачи продукта, речь может идти о трубе, по которой продукт падает свободно. Кроме того, устройство для отбора проб имеет отбирающий шнек, который, по меньшей мере, частично входит в корпус шнека. Отбирающий шнек служит для отбора проб.

Корпус шнека и/или отбирающий шнек могут приводиться на выбор в положение приема или в положение готовности. При этом в положении приема содержащиеся в потоке продукта частицы поступают в корпус шнека и отбираются с помощью отбирающего шнека из потока продукта. В положении готовности, наоборот, содержащиеся в потоке продукта частицы не поступают в корпус шнека. Выбрав один из режимов - положение приема или положение готовности - можно таким образом выбрать регулировку, позволяющую либо отбирать частицы с помощью отбирающего шнека, либо не отбирать. В частности, отбирающий шнек может продолжать вращаться даже в положении готовности, но частицы не будут попадать в корпус шнека.

Таким образом, нет необходимости выключать отбирающий шнек между двумя последовательными отборами проб.

В некоторых формах выполнения отбирающий шнек и корпус шнека могут передвигаться, в частности, поворачиваться и в положении готовности располагаться вне потока продукта. В этом положении готовности отбирающий шнек может подавать уже имеющийся продукт, однако, не отбирать новый продукт. Затем для отбора пробы отбирающий шнек и корпус шнека могут поворачиваться в поток продукта до тех пор, пока шнек не наполнится продуктом. Заглушка-вкладыш в этом исполнении не требуется.

Предпочтительно устройство для отбора проб имеет заглушку, с помощью которой корпус шнека и/или отбирающий шнек могут на выбор приводиться в положение приема или в положение готовности. В положении приема заглушки могут открывать корпус шнека, так что получается положение приема. В положении готовности заглушки могут закрывать корпус шнека, так что получается положение готовности.

Предпочтительно корпус шнека выполнен, по существу, в форме желоба, а заглушки предпочтительно выполнены в виде заглушек-вкладышей. Кроме того, заглушки-вкладыши предпочтительно могут вращаться относительно корпуса шнека вокруг оси, проходящей параллельно оси вращения отбирающего шнека или согласована с ним. Регулируя относительный угол между заглушкой-вкладышем и корпусом шнека, можно выбирать положение приема или положение готовности. Такая конструкция является особенно простой.

Альтернативно могут также применяться движущиеся направляющие пластины, трубные стрелки или аналогичные приспособления для выбора положения приема или готовности.

Кроме того, устройство может иметь приспособление для разделения и/или диспергирования пробы. При этом гарантируется репрезентативный отбор пробы также при большом разделении проб и постоянная принудительная транспортировка продукта. Это особенно удобно, если одно из измерительных устройств может анализировать только часть (например, от 1/10 до 1/10000) всего потока продукта. С помощью разделения проб количество продукта можно соответственно уменьшить.

Кроме того, возможны несколько мест для отбора проб, в которых могут отбираться пробы. Применение устройства может позволить также выполнять переключение между различными местами отбора проб, например, для регулирования параллельности валов на вальцовом станке.

Для регистрации площади проекции частиц предпочтительно имеется, по меньшей мере, одно оптическое измерительное устройство.

Также предпочтительно имеются, по меньшей мере, два измерительных устройства, в частности, одно оптическое измерительное устройство для регистрации образца дифракции частиц и одно дополнительное оптическое измерительное устройство, расположенные в пространстве рядом друг с другом. Это позволяет, с одной стороны, проводить измерение в двух расположенных рядом друг с другом и даже в одинаковых оптических зонах измерения. С другой стороны, при таком исполнении можно обеспечить компактную конструкцию. Предпочтительно в общем корпусе могут располагаться, по меньшей мере, два измерительных устройства.

В некоторых конструкциях устройство имеет, по меньшей мере, один управляющий контур и/или регулирующий контур, с помощью которого могут управляться или регулироваться, по меньшей мере, один технологический параметр технического устройства на основании определенной с помощью вычислительного устройства характеристики, в частности, на основании распределения частиц по размеру.

Предпочтительно площадь, занимаемая частицами (то есть среднее отношение площади частиц к измеряемой площади в зоне измерений) в зоне измерений поддерживается, в основном, постоянной, для того, чтобы избежать возможного влияния на результат измерений. Этого можно достичь, например, следующим образом: площади проекции всех частиц (т.е. площади частиц) измеряются в каждом изображении и, таким образом, известны. Они рассчитываются по нескольким изображениям. Площадь измерений (т.е. размер изображения) является фиксированной величиной и также известна. По этим данным устройство рассчитывает соответствующую площадь, занимаемую частицами, и может предоставить эти данные в виде действительного значения (например, в виде аналоговой величины) регулировки. С помощью дозирующего узла (например, шнека) можно увеличить или уменьшить подаваемое количество продукта в зависимости от отклонения от действительного значения. Это может выполняться посредством изменения скорости вращения шнека или посредством изменения степени его наполнения. Степень наполнения может, в свою очередь, управляться и/или регулироваться непосредственно посредством изменения длительности такта при отборе пробы.

Соотношение в диапазоне от 0,2% до 5% предпочтительно поддерживается постоянным. Для этого в качестве входных параметров регулирования продолжительности отбора проб могут использоваться действительное и заданное значения площади, занимаемой частицами.

В другой форме осуществления изобретения устройство может иметь еще дополнительные измерительные устройства для регистрации, по меньшей мере, части частиц. Эти дополнительные измерительные устройства не обязательно должны быть оптическими датчиками; вместо них устройство может оснащаться, по меньшей мере, индуктивным, емкостным, ультразвуковым, инфракрасным датчиком и/или датчиком для определения цвета. Тем самым могут определяться, например, форма, формфактор, цвет, цветовая компонента и/или скорость части частиц.

Датчик для определения цвета может быть выполнен в виде датчика цветного изображения. Система и способ для определения параметров измельченного продукта с помощью датчика цветного изображения описаны, например, в международной заявке на патент РСТ/ЕР2009/055877. Такой датчик цветного изображения позволяет использовать информацию о цвете для определения параметров частиц в потоке измельченного материала, в котором частицы, испускающие электромагнитное излучение, отображаются на датчике цветного изображения, который затем регистрирует спектральный состав электромагнитного излучения на своих элементах изображения.

По меньшей мере, одно из оптических измерительных устройств может иметь смотровое окно, через которое могут регистрироваться частицы в зоне измерения.

Для качества измерений чистота смотрового окна имеет решающее значение. Для того, чтобы минимизировать прилипание частиц к смотровому окну, материал для стекла и/или структура поверхности стекла предпочтительно выбирается таким образом, чтобы физические и/или химические силы сцепления, например, такие как силы Вандер-Ваальса, водородные перемычки, дипольные силы и/или перемычки из жидкости были как можно меньше.

Предпочтительно смотровое окно может быть выполнено из электропроводящего стекла или прозрачной пластмассы. Это позволяет значительно снизить или даже полностью предотвратить налипание частиц вследствие электростатических сил. Для этого предпочтительно могут использоваться электропроводящие смотровые окна. При этом с внутренней стороны канала, по которому проходит часть частиц, стекло или пластмасса могут иметь покрытие. Покрытие может, например, содержать или состоять из пленки из материалов на основании оксида индиум-оловянного сплава, оксида кремния или TiO₂ (предпочтительно нестехиометрический в О).

Соответственно изобретение касается, кроме того, применения, по меньшей мере, частично электропроводного, в частности, имеющего электропроводящее покрытие прозрачного материала в качестве смотрового окна для снижения прилипания частиц к смотровому окну вследствие электростатических сил. В частности, речь может идти о применении смотрового окна в оптическом измерительном устройстве. Прозрачный материал может содержать прозрачную пластмассу или состоять из нее.

Дополнительно при нагреве, охлаждении или попеременном нагреве и охлаждении может меняться степень устойчивости материала к прилипанию частиц, и тем самым уменьшаться степень его загрязнения. С помощью вибрации смотрового окна или окон, которая может осуществляться посредством пьезоэлемента, можно дополнительно или альтернативно преодолеть силы сцепления частиц и тем самым достичь более высокой степени очистки смотрового окна.

Альтернативно или дополнительно в предложенном в изобретении способе скорость частиц для различных продуктов может регулироваться таким образом, чтобы загрязнение смотрового окна было минимальным. При увеличении скорости толщина граничного слоя на внутренней стороне канала смотрового окна уменьшается, что приводит к увеличению срезающего усилия и столкновениям между движущимися и прилипшими частицами. Таким образом, при увеличении скорости потока увеличивается эффект самоочистки. Для измельченных продуктов, таких как мука, при средней скорости потока, составляющей более 10 м/с в комбинации со смотровым стеклом с электропроводящим покрытием эффект самоочистки доминирует, что приводит к тому, что смотровые окна остаются достаточно чистыми.

Для крупных частиц, как, например, целые зерна, напротив, увеличение скорости частиц может иметь негативные последствия, так как при увеличении сил инерции при столкновении частицы со смотровым окном, в отличие от случая с мелкими частицами, возможно прочное отложение материала на смотровом окне. Этот эффект встречается, в частности, при работе с продуктами из зерновых культур, в особенности, при обработке жиро- и протеиносодержащих продуктов и ухудшает оптические свойства смотрового окна. Кроме того, чем больше силы инерции, тем больше износ узлов и смотрового окна. Этот отрицательный эффект может преобладать над положительным влиянием явления самоочистки при увеличении скорости, так что в некоторых формах осуществления способа предпочтительны более низкие скорости, в частности, скорости менее 20 м/с, предпочтительно менее 15 м/с, особенно предпочтительно, менее 10 м/с.

Альтернативно или дополнительно также посредством геометрических характеристик канала, через который проходит часть частиц, направление продукта можно менять таким образом, чтобы частицы не попадали или редко попадали на смотровое окно, чтобы таким образом предотвратить налипание частиц. Для этого можно, например, создать пограничный слой без частиц и минимизировать турбулентность в пограничном слое посредством скачкообразного расширения канала с продувочным воздухом. При этом продувочный воздух м