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1、混合器,用于监视或控制该混合器的装置和方法专利名称：混合器,用于监视或控制该混合器的装置和方法技术领域：本申请属于一种混合器和用于监视和控制该混合器的装置和方法。本申请方所知的混合器包括-容器，要被混合的流体或粒状产品被容纳在其中以形成混合物，这些产品在混合 前通过至少一个可测量物理变量而被彼此区分，-搅拌器，能搅动存在于容器中的产品，和-用于根据该混合器的至少一个可测量特性监视或控制该混合器的装置。背景技术：监视或控制装置是用于确定混合的进行符合预定计划和/或用于控制混合器的 的不同装备件，例如搅拌器，以使得混合根据该预定计划进行。例如，如果所用的可测量特性表示混合物的均勻性，则该装置被用于
2、在混合是勻 质时停止该混合器。所用的可测量特性还可表示与混合相关的过程的进展，例如化学反应。 在后一种情况下，该装置被用于监视该过程的有效运行和如果该过程没有按计划进行时作 用在混合器上。在现有技术的混合器中，由于用于监视或控制混合器的特性的数值在整个混合体 积中不是均勻的，因此造成混合的过程的监视或控制变得非常困难。为了阐述该问题，这里举例的是蓝色漆和黄色漆之间的混合物，以获得均勻的绿 色混合物。已知的方式是把颜色传感器放置在其中进行混合的容器的一侧上。可期望根据该 传感器进行的测量可容易地监视或控制该混合器。例如，可以计划在由该传感器测量的延 伸是均勻绿色时自动停止混合。实际上，不可能以该
3、方式进行。实际上，即使局部地，在传 感器的附近，测量的颜色是均绿色，而蓝或黄漆的残留块通常保持在混合物自身内。通过这 种装置进行的混合物的监视或控制由此是效率较低的。发明内容本发明寻求通过提出一种混合器克服这些问题，其中混合的监视或控制更有效。由此本发明的目的是一种混合器，其中监视或控制装置包括-至少一个带仪器颗粒，其被并入混合物中，每个带仪器颗粒a.在搅拌器搅动的产品的作用下在该混合物中能自由地且独立地移动，和b.装备有至少一个传感器，该传感器能测量混合物的特性。-处理单元，能根据每个带仪器颗粒进行的特性测量来监视或控制混合物。在上述混合物中，由于带仪器颗粒在混合物中自由移动，它们能测量混合
4、物的多 个点处的特性，包括混合物的可视表面之下。带仪器颗粒的数量小于可进行测量的点的数 量。与通过使用固定到容器的壁的传感器要获得的相同测量的情形相比，这限制了所用的 传感器的数量。而且，带仪器颗粒在搅拌器产生的湍流的作用下在混合物内移动。由此不必为这 些颗粒提供专门的推进装置。装备上述监视或控制装置的混合器由此可以简单地更有效地监视或控制混合器 的运行。该混合器的实施例可包括下面的特征-搅拌器是固定地连接到容器且能机械地摇动容纳在容器中的产品以把它们彼此 搅拌的机械搅拌器。 本发明的目标还是一种用于能应用于上述混合器的监视或控制混合器的装置。该监视或控制装置的实施例可包括下面的特征-每个带仪
5、器颗粒的密度在混合物的密度加或减10%范围内；_当在预定的时间槽中特性的瞬时测量值在获得的测量值的平均数值的加或减 Ag范围内时，处理单元能指示混合的结束，其中Ag为预定阈值-该装置包括多个带仪器颗粒，每个都装备有能测量混合物的所述特性的传感 器；-每个带仪器颗粒包括发射器，其用于通过无线链接传输获得的特性的测量值，且 处理单元包括接收器，其能接收由每个带仪器颗粒传输的测量值；-该装置包括定位器，其能读取每个带仪器颗粒在固定链接到其中进行混合的容 器的坐标系中的位置，且处理单元能根据由每个带仪器颗粒获得的测量值和位置读数来监 视或控制混合器；-每个带仪器颗粒的传感器测量的特性代表把混合产品彼此
6、区分开的物理变量。监视或控制装置的这些实施例还具有下述优点-当带仪器颗粒基本上具有与混合物相同的密度时，它们均勻地扫描混合物的整 个体积，从而防止由于例如优选地考虑到朝向容器的底部或相反地朝向容器的表面发生的 情形而引入到测量中的偏差，-当混合物被认为是在容器中关于测量的特性是均勻时，基于带仪器颗粒进行的 测量的混合结束的指示使得混合器停止，-多个带仪器颗粒在相同混合器中的同时使用使得混合器中的均勻性的确定例如 更快和更准确，-经由无线链接传输测量值至处理器降低了颗粒的尺寸且由此最终改善了混合的 运行的监视或控制，-由于考虑了例如混合物中的不均勻性所位于的地方，混合器中的带仪器颗粒的 定位改进
7、了混合器的监视或控制。最后，本发明的目的还是一种用于监视或控制在混合前通过至少一个可测量物理 变量来彼此区分的流体或颗粒的混合器的方法，其特征在于该方法包括-在通过搅拌器搅动的产品的作用下，使至少一个带仪器颗粒在混合物中移动，-通过每个带仪器颗粒测量混合物的至少一个可测量特性，和-以根据每个带仪器颗粒获得的测量值来监视或控制混合器。通过下面纯为非限制性实例的方式给出且参考附图的说明，将能更清楚地理解本 发明，在附图中图1是装备有监视或控制装置的混合器的结构的示意图；图2是图1的监视或控制装置的带仪器颗粒(instrumented particle)的示意 图；图3是用于监视或控制图1的混合器的
8、方法的流程图；图4是示意性地示出了通过图1的监视或控制装置的带仪器颗粒读取的不同测量 值的图表；图5和6是图表，表示图2的带仪器颗粒的两个其它实施例进行的测量随时间的变化。在这些附图中，相同的参考标号被用于表示相同的元件。在本说明的下文中，本领域技术人员熟知的特性和功能将不详细描述。图1示出了混合器2。该混合器2具有容器4，其容纳不同产品的混合物5。要被 混合的产品通过可控制计量单元6被倒入容器4。引入到容器4中的产品在混合前通过至少一个可测量物理变量而被彼此区分。由 此，就在产品被引入到容器前，混合物5是非均勻的。例如，混合器的目的是要使得混合物5关于该混合物的一个局部可测量特性的数 值的空
9、间分布均勻。更具体地，如果混合物中存在至少一个第一产品块和一个第二产品块， 其中测量特性分别具有第一和第二不同数值，第一和第二数值之间的差大于预定阈值，则 混合物在这里被认为是非均勻的。被考虑的块的最小尺寸和预定阈值例如通过用户根据要 被混合的产品预先设定。相反，如果不是非均勻的，则混合物5被认为是均勻的例如，这里，可被局部测量的混合物的特性是一物理变量，其在混合前使得可以区 分被混合的产品。仅通过示例的方式，描述了图1的实施例，在该特定情况下，其中的混合产品是液体 漆，分别是黄色和蓝色的。在本文中，混合器的目的是要获得其为均勻绿色的均勻混合物。计量单元6能把成比例的数量的要被混合的每种产品引
10、入到容器4中。例如，计 量单元6由管形成，每个都装备有可控制计量泵。为了简化图1，仅管8和计量泵10被示 出。每个管敞开到容器4中。这里，计量单元6把被计量体积的不同颜色的漆引入到容器 4中。混合器2具有可控制搅拌器14以搅拌容纳在容器4中的产品。例如，为此，搅拌 器14具有通过马达18旋转驱动的浆片16。这里，搅拌器14相对于容器4的位置可通过机构20调整，以把搅拌器14相对于 容器4的壁移动。例如，机构20沿不同方向倾斜浆片16的旋转轴线。混合器2装备有监视和控制装置。该装置包括-多个带仪器颗粒24，其并入到混合物5中，在容器4周围定位的三个天线26到28，-处理单元30，能监视和控制混合
11、的过程。每个带仪器颗粒24能测量用于区分容器4中的被混合产品的物理变量。例如，这 里，这些颗粒24每个都装备有颜色传感器，以区分不同颜色的两种漆。这些颗粒24还装备 有发射器，用于实时地同时发送通过它们的相应传感器进行的测量至天线26-28。将参考图 2详细描述颗粒24。天线26-28被定位在容器24外部，以接收通过颗粒24进行的测量。这里，三个天 线26-28被相对于彼此定位，以能通过三角测量定位每个带仪器颗粒。处理单元30具有接收器32，其连接到每个天线26-28，以接收由颗粒24发送的测量。单元30还具有-定位器34，能根据天线26-28接收的信号的功率通过三角测量确定容器4内的 每个颗
12、粒24的的位置，-用于监视混合器自身的模块26，例如根据颗粒24传输的测量来检测混合物5中 的非均勻性，和-用于控制混合器4以影响混合物的运行的模块38。例如，这里，模块38能控制混合器2的下述装备-马达18，以调节浆片16的旋转速度，-机构20，以把浆片16取向为预定方向，和-计量单元6，以在必要时把新数量的产品引入到混合物5中。图2给出了带仪器颗粒24的更详细视图。这里，为了简化说明，假定所有带仪器 颗粒24是相同的。每个颗粒24都包括-物理变量的传感器44，用于在要被混合的产品引入容器4并混合前区分它们，-模拟-数字转换器46，能把传感器44传送的信号转换为数字信号，-多路复用器48，能
13、在颗粒24被装备有多个传感器时能多路传输来自多个传感器 的数字信号，和-发射器50，能发送通过多路复用器48传送的多路数字信号至天线26-28。颗粒24还具有微控制器52，其能控制颗粒24的不同元件。最后，颗粒24包括电 池54，用于给颗粒的所有装备供电。图2还以虚线示出了第二传感器56。第二传感器56可与传感器44相同，S卩，能测 量与传感器44相同的物理变量，或相反，能测量与传感器44测量的不同的物理变量。如果 传感器44和56测量相同的物理变量，它们被定位在颗粒24的边沿的不同位置且优选地彼 此在直径上相对。传感器56和传感器44 一样被连接到转换器46。在图1的实施例中，颗粒24仅具有
14、传感器44。传感器44是颜色传感器，其能通过 相应的颜色在两种混合的漆之间进行区分。颗粒24还具有保护壳58，其能保护颗粒所包含的电子装置不受其被设计并入的 外界环境影响。球58具有直径D。直径D足够小以使得所有颗粒24的累计体积与混合物 的体积相比保持较小。例如，颗粒24的累计体积小于混合物的体积的10%。由此，颗粒的 存在不妨碍混合物。在这种情况下，直径D小于2cm且优选地小于1cm。颗粒24的重量足够使得其能在混合期间穿过不同的产品快。这里，颗粒24的直径D被选择为使得该颗粒的密度基本上与混合物5的密度相 等。这里，术语“基本上相等”表示颗粒24的密度等于混合物5的密度(偏差正负10%内
15、)。颗粒24的密度等于该颗粒重量除以其体积。混合物5的密度等于该混合物的重 量除以其体积。如果混合物的重量和体积恒定，混合物的体积可大体上由要被混合的产品 的体积与要被混合的产品的重量的比确定。在该实施例中，直径D是通过下面的关系式给出m = P f3i D3/6其中-m是颗粒24的质量；- F是混合物5的密度；-D是要被确定的颗粒24的直径。当颗粒24的密度基本上等于混合物5的密度时，则颗粒24均勻地扫描混合物5 的整个体积，由此改善了混合器2的监视和控制装置的可靠性。混合器2的运行现在参考图3的方法进行描述，特别是黄色和蓝色的两种漆的混 合的情况。开始，在步骤60，颗粒24被加入到混合物5
16、中，例如，颗粒24被与要混合的产品同 时引入到容器4中。然后，在步骤62，搅拌器14被命令搅动容器4中要被混合的产品。这里，马达18 旋转地驱动浆片16，该浆片自身搅动容器4中的不同产品。产品的该搅动还导致容器4中 的颗粒24在通过浆片16在混合物5中产生的湍流的作用下移动。这里，颗粒24在混合物5中自由运动且不被任意元件连接到容器4的壁或搅拌器 14。而且，每个颗粒24都相对于其它颗粒是独立的。由此，颗粒24均勻地扫描混合物5的 整个体积。在与步骤62平行的步骤64中，每个颗粒24的传感器44获得区分被混合产品的 物理变量(即，在该情况下为它们的颜色)的瞬时测量值gi(t)。指数i标识进行该测量的 颗粒24。在步骤64，每个测量值gi (t)被即时地通过该颗粒的发射器50和天线26-28之间 建立的无线链接而被发送到接收器32。与步骤62和64平行地，单元30进行混合器2的监视和控制阶段66。在该阶段 66的开始处，在步骤68处，接收器32接收由每个颗粒24发送的测量值gi (t)。每个颗粒24都以其自己的频率发送其测量值，以不与相
