专利名称:测定和控制集装箱内装载料面水平高度的装置的制作方法
本发明是用于测定和控制集装箱内物料装载料面水平高度的一种装置。它的振动机构有两个共振频率相同的扭转振动器。两振动元件设计成反向旋转，同轴排列，并以一定的间隔互相包含。当包含内部振动元件的外部振动元件接触到装载物料时振动机构的振动衰减，装置带的系统就触发作为振幅函数的指示和转换过程。
这类装置是公知的。应用的效应是振动能量藉助脉冲传递从振动机构传至装载的物料，从而促进振动机构的振动被强迫衰减。
德国专利582760和英国专利1013186就是这类装置。在这类装置中，振动棒以共振频率进行弯曲振动，并插入到被检测的集装箱内，当接触到装载物料时它的振动被强迫衰减，根据振动的这种变化来指示装载的料面。
但是这类装载料面测量装置有如下缺点，单振动棒对夹紧系统，即会对集装箱壁有显著的反作用力，从而使振动能量从振动棒传到集装箱壁。由于这些损失，为了维持振动必须把振动驱动系统设计成具有很高的输出功率。但是相反的效果是当振动装置插入到比重很轻、阻尼能力低的物料时，得不到足够的衰减。所以不太可能获得正确的检测。
因此已经提出的建议是用两个振动棒而不是一个，相互平行排列插入到集装箱内。这两个振动棒在夹紧点用一个横棒互相连接，可以进行相反的弯曲振动(德国公开专利公报1773815)。除了同单振动棒的测量装置相比结构非常复杂外，设计成调音叉形状的装置有如下缺点，如装载纤维状的货物很容易被两个振动棒钩住，如装载粉状或谷类货物会在两棒之间沉积。因此尽管料面低也会引起振动的衰减。
现已提出在各自振动机构的顶部带有两个振动元件的振动机构。相互重叠的两个元件设计成有相同共振频率的扭转振动器，进行旋转方向相反的振动来测定装载料面。为了这个目的振动元件互相同轴排列，可以部分地以一定间隔相互包含。通过相应的安排，已经见效的优点是可以极其正确地检测集装箱内的装载料面，不会把振动能量传给集装箱壁也不需要复杂的结构。
本发明的任务就是设计一种上述的这类装置，使之有可能用它来测定几乎任何装载货物(即包括高密度和低密度货物)的料面，它的检测灵敏度几乎与振动机构的夹紧条件无关。
本发明完成了这个任务。同轴排列的振动元件有相同的旋转中心，它在用作外部振动元件回复弹簧的隔板中心，内部振动元件设计成棒状，在旋转中心区有一个颈部作为回复弹簧。
本发明的进一步开发及其主要特征如下1、用于测定集装箱内装载料面的装置1)带有能振动两个振动元件的振动机构，这两个元件相互以一定间隔排列，有相同的共振频率，向相反的方向旋转2)当包含内部振动元件的外部振动元件接触到装载货物时，它们的振动被衰减3)带有机构触发作为振幅函数的指示和转换过程，其特征是4)振动元件有共同的旋转中心并同轴排列，5)旋转中心是位于用作外部振动元件回复弹簧的隔板中心
6)内部振动元件设计成棒状，在旋转中心区有一个颈部作为回复弹簧。
2、按照所述的装置，其特征是振动元件的质量相等，有共同的质量中心，运动在公共的半径上。
3、按照所述的装置，其特征是由隔板和颈部所产生的弹簧力抵消由振动元件相对旋转中心所产生的扭矩。
4、按照所述的装置，其特征是振动机构的驱动以及振幅的检测是用径向相对安装在隔板上的压电元件作为机电转换器。
5、按照所述的装置，其特征是外部振动元件至少在内部振动元件区域内设计成管状，在它自由端的外部成桨状。
6、按照所述的装置，其特征是隔板和内部振动元件在颈部以上的部分最好是用螺纹件与集装箱刚性连接。
振动元件的质量相等，有共同的质量中心。还有隔板和颈部产生的弹簧力以这样的方式逐个调整使之由两个振动元件相对旋转中心产生的扭矩相互抵消。
作为本发明进一步开发之一，外部振动元件至少在包含内部振动元件的区域内设计成管状。但为了得到更高的测量精变最好在它自由端的外部成桨状。外部振动元件的隔板和内部振动元件颈部以上段是刚性连接到集装箱壁上。
振动机构的驱动和振幅的检测最好用压电元件类的机电转换器，压电元件是径向相对要装在隔板上。
另外，本发明的优点是内部振动元件加到不同特征集装箱壁上的反振动矩是自动调节的，这样得到提到过的与夹紧条件无关，导致检测灵敏度的增加。还应该提到本发明的装置特点是结构简单而且结实。
如果按照现有技术水平用两个振动元件的装载料面测量装置是企图避免振动能量传递到集装箱壁或者减少其到最低限度，本发明则是根据其他的考虑。有两种极端情况，每种对应不同的物理先决条件。本发明装置的实际应用将处于这两种极端情况之间。一种极端情况是振动装置拧入的集装箱壁具有无限大的质量和刚度。在这种情况下集装箱壁的特征不会损害对外部振动元件要求的性质，即能被装载货物所衰减。换句话说，因为作为弹性元件的隔板是完全刚性支撑的所以使必定会产生反转矩的内部振动元件成为多余。在另一种极端情况下，认为振动机构以无限弹性和完全自由的方式挂在空间。从而内部振动元件必须产生与外部振动元件产生的振动矩大小相等但作用相反的振动矩，使得振动装置拧入集装箱壁的区域保持它原来的静止状态。在这种情况下可得到高质量的状态。
实际上本发明装置拧入集装箱壁的条件可以扩展到装置部分由集装箱壁支撑，部分由内部振动机构的反转矩平衡。前面所述内容可以详细看到本发明装置的特征。由于这些特征，在保持相同的高检测灵敏度的同时现在有可能对各种现实条件进行自动调整。
从下面图形的描述中可以发现本发明的优点、特色和进一步细节。
这里有两个图。固1是本发明装置第一种示例的组合体;
图2是第二种示例的组合体。
图1中显示本发明装置第一种示例的实施例的剖面图。它是用于测定和控制集装箱内一定的装载料面。装置由两个振动元件10和12构成，它们互相同轴排列，至少部分以一定间隔相互包含。在示例的实施例中外部振动元件10在内部振动元件12区域内设计成管状，而内部振动元件12设计成棒状。外部振动元件10不包含内部内部振动元件的自由端最好是压成扁平(在图中没有显示)以便做成桨形。这样在检测装载料面时得到较高的灵敏度。
外部振动元件10在其上部自由端与作为回复弹簧的隔板14相连，隔板用螺纹部件16刚性连接到集装箱壁上。隔板14对振动元件10来说具有回复弹簧的作用，而内部振动元件12上端的颈部17有同样的功能。图1中清楚显示颈部17位于隔板14的平面。在颈部17的上方振动元件12的上端18是刚性连接到螺纹部件16。棒状的振动元件12和管状的振动元件10是这样设计，使它们有共同的旋转中心20，这个中心位于隔板的中心，也位于振动元件10、12共同的主轴上。还有，振动元件10、12有相等的质量和共同的质量中心22。隔板14和颈部17根据它们的弹簧力，以这样的方式相互调整使得外部振动元件10和内部振动元件12，即管子和棒，围绕旋转中心20产生的扭矩M1和M2互相抵消。
这样保证了两个振动元件10和12振动具有相同的共振频率。压电元件24作为驱动系统的机电转换器，通过以振动机构共振频率脉动的直流电压使它受激工作。压电元件24安装在隔板14的一侧。压电元件在径向的脉动膨胀使得隔板的相应侧面产生同样的膨胀，因此引起管子即外部振动元件10振动。当振动能量开始通过螺纹件16时，它传递给棒状的内部振动元件12。结果内部振动元件12与外部振动元件10作旋转方向相反的振动。当螺纹部件16或集装箱壁不是无限刚性，不具有无限质量时会发生这种情况。另一方面，如具有无限大的质量内部振动元件12将保持静止。
压电元件23是进行检测的机电转换器，它与压电元件24径向相对安装在隔板14的另一侧。由于振动引起的隔板14与固定在上面的压电元件23的膨胀在压电元件23中产生脉动的直流电压。当外部的振动元件10与装载的物料相接触，系统被阻尼时这个直流电压消失。然后通过图中未表示出的系统触发指示和转换过程。压电元件23或24与指示和转换过程用的放大器或接着连接的阈鉴别器和继电器之间的连线是从螺纹部件16中的钻孔26和28中引出。
按照图1示例的实施例，隔板14是由基面30和从它的两侧伸出的直径不同的两个园筒形部件构成。基面与振动元件的轴相垂直。园筒件32与管状的外部振动元件10相连，最好插进管子并与它对成直线。另一园筒件34最好与螺纹件部16的园筒形突出部相连接。
图2示例的实施例，隔板36和螺纹部件38的设计与图1有所不同。除此之外，其它部件的设计都相同。因此采用与图1相同的部件号，无必要加以详述。
图2中隔板36也有一个基面40，它垂直于振动元件的轴伸展，与螺纹件38直接刚性连接。隔板36与外部振动元件10也是通过从基面40伸出的园筒部件42连接，与图1的情况相同。部件42插进管状的振动元件10并与它对成直线。按照图2示例的实施例，压电元件23和24与图中未示出的指示和测量系统之间的连线穿过棒状的内部振动元件12的上部18，它在颈部17的上方。还有图2示例的实施例外部振动元件10的自由端最好设计成桨状，但这在图中未表示。
权利要求
1.用于测定集装箱内装载料面的装置1)带有能振动两个振动元件的振动机构，这两个元件相互以一定间隔排列，有相同的共振频率，向相反的方向旋转，2)当包含内部振动元件的外部振动元件接触到装载货物时，它们的振动被衰减3)带有机构触发作为振幅函数的指示和转换过程，其特征是4)振动元件(10，12)有共同的旋转中心(20)并同轴排列，5)旋转中心(20)是位于用作外部振动元件回复弹簧的隔板(14)中心6)内部振动元件(12)设计成棒状，在旋转中心(20)区有一个颈部(17)作为回复弹簧。
2.按照权利要求
1所述的装置，其特征是振动元件(10，12)的质量相等，有共同的质量中心(22)，运动在公共的半径上。
3.按照权利要求
1或2所述的装置，其特征是由隔板(14)和颈部(17)所产生的弹簧力抵消由振动元件相对旋转中心(20)所产生的扭矩。
4.按照权利要求
1至3中任何一项所述的装置，其特征是振动机构的驱动以及振幅的检测是用径向相对安装在隔板(14)上的压电元件(23，24)作为机电转换器。
5.按照权利要求
1至4中任何一项所述的装置，其特征是外部振动元件(10)至少在内部振动元件区域内设计成管状，在它自由端的外部成桨状。
6.按照权利要求
1至5中任何一项所述的装置，其特征是隔板(14)和内部振动元件(12)在颈部(17)以上的(18)部分最好是用螺纹件(16，38)与集装箱刚性连接。
专利摘要
测定集装箱内装载料面的装置有一个振动器，它有两个共振频率相同、振向相反的扭转振动器(10，12)。振动元件(10，12)同轴排列，有共同的旋转中心(20)，它位于用作外部元件(10)回复弹簧的隔板(14)中心。内部元件(12)设计成棒状，在旋转中心(20)区有一个颈部(17)作为回复弹簧。按照本发明的设计，因为检测灵敏度几乎与振动器的夹紧条件无关，对高密度和低密度货物的料面都可以测定。
文档编号G01N24/00GK86105521SQ86105521
公开日1988年2月10日 申请日期1986年7月26日
发明者卡尔·本兹, 冈特·凯克 申请人:维加·格里沙伯公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan