本发明涉及食品加工，并且具体是谷物产品的加工。它尤其涉及一种用于散装材料的计量或称重设备，该计量或称重设备应用于通过机器加工谷物产品。
背景技术：
1、这种计量和/或称重设备作为机器的组成部分存在，并且也作为自主机器(“独立设备”)存在。作为机器的组成部分的设备的示例是辊磨机的进料器或者还有面粉填充设施的称重和计量设备。自主机器的示例是散装秤或差分秤。
2、gb 2119104教导了将例如纤维材料或者还有谷物供给到一个工序，同时确定其重量以及附加地其水分含量和体积。
3、计量和/或称重设备各自包括散装材料容器，散装材料从该散装材料容器中以计量的方式被进一步运输，或者在该散装材料容器中为了计量的目的对散装材料进行收集和称重。
4、对于没有称重单元的计量设备，因此例如辊磨机的进料器，通常需要监控该散装材料容器的填充料位。为此目的，已经建议使用由力换能器确定的重量，其中，力换能器布置在散装材料容器中。然而，重量传感器上的力仅仅是有限程度的填充程度的度量，因为除了填充料位之外，它还取决于另外的参数，例如散装产品的密度，并且取决于布置和设计，还取决于另外的特征，诸如粒度或流动特征。为了考虑这些情况，ep3605034建议除了力换能器之外还使用电容式料位传感器。料位传感器确定散装材料容器中何时已经达到某一料位，并且该信息可以用于校准。这种解决方案的缺点是它相对复杂。在其他地方，电容式杆传感器用于监控填充料位。这些的优点是它们可以独立于密度地测量填充料位。然而，由于材料的粘附，它们容易出故障。us 5433391示出了一种具有电容式料位测量的辊磨机。
5、同样已知的是，经由布置在不同高度的多个挡光板进行料位测量。然而，由于灰尘和材料的粘附，挡光板也容易出故障。
6、对于具有称重单元的计量设备，重量测量同时也提供了关于相应容器中的填充料位的信息。然而，密度依赖性的缺点也存在于这些设备中，即，不能直接根据填充重量来确定料位。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种计量和/或称重设备，该计量和/或称重设备克服了现有技术的缺点，并且该计量和/或称重设备特别是使得对填充料位的可靠和鲁棒的估计成为可能，并且在此尽可能简单和便宜。
2、根据本发明的一个方面，该计量和/或称重设备包括散装材料容器，其具有散装材料入口和散装材料输送。后者被配置成以计量和/或受控的方式间隔地输送散装材料容器中存在的散装材料。该计量和/或称重设备的特征在于雷达传感器，该雷达传感器附接到散装材料容器的上侧，并产生向下指向容器内部的束锥，以便确定容器中存在的散装材料的料位。
3、该计量和/或称重设备被配置用于计量和/或称重食品产品，特别是谷物产品。谷物颗粒以及由谷物颗粒的尺寸减小而产生的产品，因此面粉、粗粉、粗面粉、燕麦等，被表示为谷物产品。散装材料的粒度(平均直径)尤其可以高达几毫米，例如高达5mm或高达3mm。最细的可能粒度是面粉的粒度，因此小于0.18mm或小于0.112mm，其中，平均粒度可以大约为0.07-0.1mm，或者也可以大于或小于这些值，这取决于面粉的类型。
4、除了用于测量距离之外，雷达传感器本身是已知的。一种测量原理可以基于例如通过连续改变频率的频率调制。发射的雷达信号和由物体反射回来的信号之间的频率差然后是所谓的飞行时间的度量，并且因此也是雷达传感器和物体之间的距离的度量。雷达传感器也已经被建议用于例如高筒仓和大燃料仓的填充料位的测量。飞行时间的测量在本文特别是在使用频率调制的情况下通过以连续的方式发射无线电信号来实现，但是具有连续变化的频率。在本文中，飞行时间由发射的无线电辐射和接收的信号的频率的比较产生。这种类型的雷达测量已经被建议用于测量大筒仓的填充料位，所述大筒仓用作工业过程中(特别是在化学工业中)的产品的仓库。cn211033818u和us2021/0140811示出了相应的示例。ep3913335和de102012109101讨论了这种填充料位测量在测量技术方面的问题。
5、然而，这种筒仓不包括散装材料入口，散装材料可以能够在操作期间通过该散装材料入口进料。由于这个原因，并且仅考虑到它们的尺寸，这将不适于例如在碾磨设施中的应用。此外，所教导的测量原理假设了散装材料的限定的表面。这种测量起作用的先决条件特别是无线电信号的反射发生在限定的位置处。
6、然而，这一先决条件在谷物产品的计量和/或称重设备中没有给出，其原因将在下文中解释。
7、本发明所基于的认识是以下事实：尽管在这种情况下，雷达传感器也适用于对用于食品产品的称重和计量设备的散装材料容器的填充料位进行监控，尽管这些容器小几个数量级，并且相应的设备不相等地更加精细。此外，与所施加的无线电辐射的波长相比，尺寸相对小；在发射器和反射表面之间的距离可以显著小于1000个波长。此外，在狭窄的容器中用雷达传感器测量距离通常是困难的，因为可能存在许多反射(例如在墙壁上)，并且背景(在器皿底部及其附近的设备(诸如运送螺杆、挡板等)上的反射)也不输送可以忽略的信号分量。此外，面粉状产品是不良反射体，因为无线电波可以穿透得相对深，并且反射可以不仅仅发生在表面上。相反，反射行为是漫射的。用于作为散装材料存在的食品产品的计量和/或称重设备的另外的特征是存在散装材料入口以及散装材料输送，散装材料在操作期间分别通过它们进料和导出。特别地，散装材料进料器被配置成使得散装材料也可以被进料，并且在操作期间被进料，在该操作期间也实现料位的测量。散装材料向例如辊磨机的计量设备的进料可以连续进行，即，存在连续的产品流进入计量设备，这除其他之外具有以下效果：紧密的粉尘经常持续存在于产品料位上方。尽管存在所有这些问题，但是已经发现通过现有的测量技术可以实现良好的结果。
8、因此，该计量和/或称重设备被配置成即使在散装材料通过散装材料入口进料时也检测料位。
9、已经发现相干雷达系统特别有利。已经发现，相干雷达系统特别适合于消除由于反射和背景引起的干扰信号。发射脉冲是相干的，即具有限定的相位关系的脉冲雷达系统被表示为相干雷达系统。根据现有技术的相干雷达系统尤其已知用于检测移动的目标(例如飞机)。
10、在这种上下文中，该计量和/或称重设备尤其可以被配置成在初始测量中测量脉冲的精确相位位置，并且在确定料位时从测量信号中减去该相位，用于消除背景(也就是说不考虑具有该相位位置的信号分量)的目的。通过这种方式，利用了给定固定安装的相干雷达系统的优点(这在根据本发明的设备中存在)：通过这种初始测量，可以根据经验考虑反射。当反射例如由于在确定料位期间容器的填充而被衰减时也是这种情况，并且在没有容器的精确模型及其与无线电波束的相互作用变得必要的情况下也是这种情况。由于雷达的相干性，这可以在初始测量之后的每次料位测量中加以考虑。
11、雷达传感器和要被监控的容器中的体积的底部之间的距离相对小，例如最大大约为3m或者甚至最大为1.5m，具有根据本发明的类型的设备。例如，可以测量一方面雷达传感器与另一方面控制元件之间的距离。控制元件是通过其实现散装材料的输送的元件，例如给定辊磨机进料的进料辊以及滑块，或给定散装材料秤或通过量控制器的出口挡板或出口滑块。雷达传感器和控制元件之间的距离可以例如在0.1m或0.2m和3m之间，特别是在0.3m和1.5m之间。
12、雷达传感器可以被配置成检测低至0.2m或甚至低至0.1m或更小的最小距离。该设备可以被配置为当最小可测量距离或可设置的最小距离(对应于最大填充料位)不足时进入报警状态或安全状态。
13、特别地，雷达传感器包括无线电波发射机(发射器)以及相应的接收机。无线电波发射机和接收机尤其可以是雷达传感器模块的一部分，并且例如可以存在于公共电路板上，例如甚至集成在公共集成电路中。除此之外，这种雷达模块还包括评估装置，用于执行接收信号的评估步骤。因此，如所述，雷达传感器模块尤其可以被设计成以相干发射脉冲的形式发射无线电波，其中，飞行时间的确定优选地直接发生在雷达传感器模块中，在发射机和接收机的本地附近。
14、除了雷达传感器模块之外，雷达传感器还可以包括壳体或另一载体结构以及透镜，该透镜被布置在距无线电波发射机大约1-5cm的距离处，并对发射的无线电波进行集束。这种透镜可以由例如塑料组成。
15、在许多应用情况下，已经发现，如果来自雷达传感器的束锥的张角(可能在适当的集束之后)具有5°和15°之间的张角，则是特别有利的。在这个范围内，在这里描述的类型的容器中的散装材料料位的测量结果是特别好的和可重复的。给定较大的张角，例如由器皿壁上的反射引起的效果以及在太大的表面积区域上的平均可能使结果有些模糊，而给定较小的张角，辐射强度可能局部过高。
16、这里描述的类型的计量和/或称重设备特别是用于在由机器加工和/或包装中计量谷物产品(或可能作为散装材料出现的其它食品)。为此目的，它包括控制元件，通过该控制元件实现散装材料的输送。
17、如果该设备是辊磨机的进料器，则该控制元件例如由进料辊与用于计量由进料辊传输的输送量的装置一起形成，特别是以自动可控的方式。这种装置可以包括例如控制可以以不同速度旋转的进料辊的驱动。补充地或替代地，进料辊通过其运输以计量方式运送的材料的进料间隙可以具有可调节的尺寸。
18、如果该设备是用于散装材料的秤，例如散装秤或差分秤，则控制元件由电动或气动操作的出口挡板或者电动或气动操作的出口滑块形成。出口挡板或出口滑块可以被配置用于在相应的间隔期间完全打开和完全关闭，和/或用于连续控制通流截面——这取决于期望的应用。
19、如果该设备是秤，因此包括具有至少一个用于确定重量的称重传感器的称重单元，那么它也可以被配置为确定散装材料的密度值。这是由于所确定的料位允许估计容器中的散装材料体积，同时利用容器上的几何数据和/或存储在设备的控件中的预先确定的校准数据。
20、与用途无关，读取雷达传感器的数据的控件——或者还有雷达传感器本身——可以被配置为与上级控件和/或其他设备(例如磨机)通信，例如用于通过散装材料入口对散装材料的进料进行闭环控制的目的。
21、补充地或替代地，该计量和/或称重设备的控件(其也可以是上级控件的一部分)可以被配置成以取决于雷达传感器的数据的方式闭环控制散装材料输送。
22、如果该计量和/或称重设备是用于加工食品的辊磨机的进料器，那么如上所述，散装材料输送将包括例如进料辊，该进料辊将存在于容器(“收集空间”)中的散装材料带到另外的空间中，在该另外的空间中，散装材料在(研磨)辊之间尺寸减小，或者——取决于所进行的加工——也仅仅被压平。容器中还可以存在运送装置，例如运送辊，所述运送装置沿着进料辊的轴向延伸分配散装材料。在实施例中，该计量和/或称重设备的控件被配置成取决于由雷达传感器确定的料位来设定进料辊的旋转速度和/或进料辊和孔之间的进料间隙的宽度和/或可能的运送装置的运送速度。
23、除了该计量和/或称重设备之外，辊磨机也是本发明的主题。除了具有至少一对辊的加工单元之外，谷物产品在所述至少一对辊之间被减小尺寸和/或被挤压，该加工单元还包括计量和/或称重设备，该计量和/或称重设备用作辊磨机的进料器，并且具有本文中描述的类型。特别地，该计量和/或称重设备然后可以包括进料辊，其中，可通过进料辊每次购买的散装材料量可以被调节，例如通过调节进料辊的转速和/或可能的另一参数(例如所述进料间隙的宽度)。在实施例中，该计量和/或称重设备的控件——其可以是辊磨机控件的一部分，或者也可以是上级控件(例如整个碾磨设施)的一部分——被设计和配置成取决于由雷达传感器确定的料位来调节每单位时间带出的散装材料量。
24、使用本文中所述类型的计量和/或称重设备来计量碾磨机中的谷物产品同样是本发明的主题。在本文中，特别地，可以使用由雷达传感器确定的料位，以便调节每单位时间带出的散装材料的量。
25、关于这种用途，特别是通过散装材料入口的进料连续地进行，和/或连续地进行料位的确定。
26、特别地，该用途设想在散装材料通过散装材料入口进料时也检测料位。
27、补充地或替代地，每单位时间通过散装材料入口带入的散装材料的量可以被调节，例如通过控制相应的控制元件(例如滑块)或机器(例如布置在上游的平筛)。