NAHRUNGSMITTEE

Die Erfindung betrifft die Lebensmittelverarbeitung und spezifisch die Verarbeitung von Getreideprodukten. Sie betrifft im Speziellen eine Dosier- oder Wiegevorrichtung für Schüttgut, wie sie in der maschinellen Verarbeitung von Getreideprodukten zum Einsatz kommt. Solche Dosier- und/oder Wiegevorrichtungen kommen sowohl als Bestandteile von Maschinen als auch als eigenständige Maschinen (‘ stand-alone devices') vor. Beispiele einer Vorrichtung als Bestandteil einer Maschine sind die Speisung eines Walzenstuhls oder auch eine Wiege- und Dosiervorrichtung einer Mehlabfüllanlage. Beispiele für eigenständige Maschinen sind Schüttwaagen oder Differentialwaagen. GB 2 119 104 lehrt das Zuführen von beispielsweise faserigem Gut, oder auch Getreide, zu einem Prozess, unter Bestimmung von dessen Gewicht und zusätzlich Feuchtigkeitsgehalt und Volumen.

Dosier- und/oder Wiegevorrichtungen weisen jeweils einen Schüttgutbehälter auf, von welchem das Schüttgut dosiert weitertransportiert wird, oder in welchem das Schüttgut zwecks Dosierung gesammelt und gewogen wird. Bei Dosiervorrichtungen ohne Wiegeeinheit, also beispielsweise der Speisung eines Walzenstuhls, besteht im Allgemeinen das Bedürfnis zur Überwachung des Füllstands dieses Schüttgutbehälters. Zu diesem Zweck wurde vorgeschlagen, ein durch einen Kraftaufnehmer ermitteltes Gewicht zu verwenden, wobei der Kraftaufnehmer im Schüttgutbehälter angeordnet ist. Die Kraft auf einen Gewichtsaufnehmer ist jedoch nur bedingt ein Mass für den Füllstand, da sie nebst dem Füllstand noch von weiteren Parametern abhängt, beispielsweise der Dichte des Schüttguts und je nach Anordnung und Ausgestaltung noch von weiteren Eigenschaften wie der Körnung oder von Fliesseigenschaften. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, schlägt die EP3605034 vor, zusätzlich zum Kraftaufnehmer einen kapazitiven Niveausensor zu verwenden. Der Niveausensor stellt fest, wenn ein bestimmtes Niveau im Schüttgutbehälter erreicht ist, und diese Information kann zur Kalibrierung verwendet werden. Diese Lösung hat den Nachteil, dass sie relativ kompliziert ist. Andernorts werden kapazitive Stabsensoren zur Füllstandüberwachung verwendet. Diese haben den Vorteil, dass sie den Füllstand dichteunabhängig messen können. Sie sind jedoch anfällig auf Funktionsstörungen durch Produktanhaftung. US 5,433,391 zeigt einen Walzenstuhl mit kapazitiver Füllstandsmessung.

Ebenfalls bekannt ist die Niveaumessung über eine Mehrzahl von in unterschiedlichen Höhen angeordnete Lichtschranken. Auch Lichtschranken sind jedoch anfällig auf Funktionsstörungen durch Staub oder Produktanhaftungen.

Bei Dosiervorrichtungen mit Wiegeeinheit liefert die Gewichtsmessung gleich auch eine Information über den Füllstand im entsprechenden Behälter. Der Nachteil der Dichteabhängigkeit besteht jedoch auch bei diesen, d.h. aus dem Füllgewicht kann das Niveau nicht direkt ermittelt werden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dosier- und/oder Wiegevorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche Nachteile des Standes der Technik überwindet und welche insbesondere eine verlässliche und robuste Einschätzung des Füllstands ermöglicht und dabei möglichst einfach und kostengünstig ist.

Gemäss einem Aspekt der Erfindung weist die Dosier- und/oder Wiegevorrichtung einen Schüttgutbehälter auf, mit einem Schüttguteinlauf und einer Schüttgutabgabe. Letztere ist eingerichtet, im Schüttgutbehälter vorhandenes Schüttgut dosiert und/oder gesteuert in Intervallen abzugeben. Die Dosier- und/oder Wiegevorrichtung zeichnet sich durch einen Radarsensor aus, welcher oberseitig am Schüttgutbehälter angebracht ist und einen ins Behälterinnere nach unten gerichteten Strahlkegel erzeugt um ein Niveau des im Behälter vorhandenen Schüttguts zu ermitteln.

Die Dosier- und/oder Wiegevorrichtung ist eingerichtet zum Dosieren und/oder Wiegen von Nahrungsmittelprodukten, insbesondere Getreideprodukten. Als Getreideprodukte werden Getreidekörner sowie Produkte bezeichnet, die bei der Zerkleinerung von Getreidekömern entstehen, also Mehl, Dunst, Griess, Schrot etc. Die Körnung des Schüttguts (der mittlere Durchmesser) kann insbesondere bis zu einigen Millimetern, bspw. bis zu 5 mm oder bis zu 3 mm betragen. Die feinste mögliche Körnung ist diejenige von Mehl, also weniger als 0.18 mm oder weniger als 0.112 mm, wobei die mittlere Korngrösse je nach Mehltyp bspw. ungefähr 0.07- 0.1 mm oder auch mehr oder weniger als diese Werte betragen kann.

Radarsensoren sind an sich bekannt, unter anderem für die Messung von Distanzen. Ein Messprinzip kann beispielsweise auf der Frequenzmodulation beruhen, indem die Frequenz kontinuierlich geändert wird. Die Frequenzdifferenz zwischen dem ausgesandten und dem von einem Objekt zurückgeworfenen Radarsignal ist dann ein Mass für die sogenannte ‘time of flight’ und damit für die Distanz zwischen Radarsensor und Objekt. Radarsensoren wurden beispielweise schon für die Messung des Füllstands von hohen Silos und grossen Bunkern vorgeschlagen. Die Messung der 'lime of flighf erfolgt dabei insbesondere unter Nutzung der Frequenzmodulation, indem das Funksignal kontinuierlich, aber mit einer sich kontinuierlich ändernden Frequenz ausgesandt wird. Aus dem Abgleich der Frequenzen der emittierten Funkstrahlung und des empfangenen Signals ergibt sich dabei die Flugzeit. Radarmessungen dieser Art wurden auch schon für die Messung des Füllstands von grossen Silos die als Speicher für Güter in industriellen Prozessen dienen, insbesondere in der chemischen Industrie, vorgeschlagen. CN211033818U, und US 2021/0140811 zeigen entsprechende Beispiele. EP3913335 und DE10 2012 109 101 thematisieren messtechnische Aspekte solcher Füllstandsmessungen.

Solche Silos weisen allerdings keinen Schüttguteinlauf auf, durch welchen Schüttgut während eines Betriebs zuführbar wäre. Nur schon deshalb und aufgrund ihrer Dimensionierung wären sie in keiner Weise für Anwendungen beispielsweise in der Müllerei geeignet. Ausserdem gehen die gelehrten Messprinzipien von einer definierten Oberfläche des Schüttguts aus. Voraussetzung für das Funktionieren von solchen Messungen ist nämlich, dass die Reflexion des Funksignals an einem definierten Ort stattfindet.

Diese Voraussetzung ist in Dosier- und/oder Wiegevorrichtungen für Getreideprodukte jedoch nicht gegeben, aus nachfolgend noch erörterten Gründen.

Es ist eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis, dass sich trotz dieser Umstände Radarsensoren auch für die Füllstandsüberwachung von Schüttgutbehältern von Wiege- und Dosiervorrichtungen für Nahrungsmittelprodukte eignen, obwohl diese Behälter um Grössenordnungen kleiner und die entsprechenden Vorrichtungen ungleich filigraner sind. Ausserdem sind die Abmessungen im Vergleich zur Wellenlänge der verwendeten Funkstrahlung relativ klein; der Abstand zwischen Sender und zurückwerfender Fläche kann deutlich weniger als 1000 Wellenlängen betragen. Auch ist es generell schwierig, in engen Behältnissen mit Radarsensoren Distanzen zu messen, da es viele Reflexionen, bspw. an Wänden geben kann; auch der Hintergrund (Reflexionen am Gefäss-Boden und Vorrichtungen in dessen Nähe wie Förderschnecken, Klappen, etc.) liefert nicht vemachlässigbare Signalanteile. Ausserdem sind mehlartige Produkte schlechte Reflektoren, da die Funkwellen relativ tief eindringen können und Reflexionen also nicht nur an der Oberfläche stattfmden. Vielmehr ist das Reflexionsverhalten diffus. Eine weitere Eigenschaft von Dosier- und/oder Wiegevorrichtungen für als Schüttgut vorliegende Nahrungsmittelprodukte, ist das Vorhandensein des Schüttguteinlaufs sowie der Schüttgutabgabe, durch welche während des Betriebs Schüttgut zugeführt bzw. weggeführt wird. Insbesondere die Schüttgutzuführung ist so konfiguriert, dass während eines Betriebs, während dessen auch Messungen des Niveaus erfolgen, auch Schüttgut zuführbar ist und zugeführt wird. Die Zuführung des Schüttguts beispielsweise zur Dosiervorrichtung eines Walzenstuhls, kann kontinuierlich erfolgen, d.h. es gibt eine stetigen Produktstrom in die Dosiervorrichtung, was unter anderem auch bewirkt, dass oberhalb des Produktniveaus oft ständig ein dichter Staub vorhanden ist. Trotz all dieser Punkte zeigt sich, dass mittels vorhandener Messtechniken gute Resultate erzielt werden können.

Die Dosier- und/oder Wiegevorrichtung ist demnach eingerichtet, das Niveau zu erfassen, auch während Schüttgut durch den Schüttguteinlauf zugeführt wird.

Als besonders günstig erweisen sich kohärente Radarsysteme. Es hat sich herausgestellt, dass sich kohärente Radarsysteme besonders gut dafür eignen, Störsignale, die auf Reflexionen und den Hintergrund zurückzuführen sind, zu eliminieren. Als kohärente Radarsysteme werden Pulsradarsysteme bezeichnet, bei denen die Sendeimpulse kohärent sind, d.h. eine definierte Phasenbeziehung haben. Kohärente Radarsysteme sind gemäss dem Stand der Technik insbesondere für die Erfassung von bewegten Zielen (bspw. Flugzeugen) bekannt.

Die Dosier- und/oder Wiegevorrichtung kann in diesem Zusammenhang insbesondere eingerichtet sein, die genaue Phasenlage der Pulse in einer Initialmessung zu vermessen und bei der Ermittlung des Niveaus jeweils zwecks Hintergrundausblendung vom Messsignal abzuziehen (bzw. Signalanteile mit dieser Phasenlage nicht zu berücksichtigen). Dadurch wird ein Vorteil des kohärenten Radarsystems bei festem Einbau (ein solcher liegt bei einer erfindungsgemässen Vorrichtung vor) nutzbar: die Reflexionen können mittels einer solchen Initialmessung empirisch berücksichtigt werden. Das gilt auch dann, wenn die Reflexionen aufgrund einer Befüllung des Behälters während der Niveauermittlung bspw. abgedämpft werden, und es gilt auch ohne, dass ein genaues Modell des Behälters und seiner Wechselwirkung mit den Funkstrahlen benötigt würde. Aufgrund der Kohärenz des Radars kann das bei jeder an die Initialmessung anschliessenden Messung des Niveaus berücksichtigt werden.

Ein Abstand zwischen dem Radarsensor und dem Grund des zu überwachenden Volumens im Behälter ist bei Vorrichtungen der erfindungsgemässen Art relativ klein, bspw. maximal ca. 3 m oder gar maximal 1.5 m. Der Abstand kann bspw. zwischen dem Radarsensor einerseits und dem Kontrollorgan andererseits gemessen werden. Das Kontrollorgan ist das Organ, durch welches hindurch die Schüttgutabgabe erfolgt, z.B. die Speisewalze zusammen mit einem Schieber bei einer Walzenstuhl-Speisung oder die Auslaufklappe bzw. der Auslaufschieber bei einer Schüttgutwaage bzw. einem Durchflussmengenregler. Der Abstand zwischen Radarsensor und Kontrollorgan kann bspw. zwischen 0.1 m oder 0.2 m und 3 m betragen, insbesondere zwischen 0.3 m und 1.5 m. Der Radarsensor kann eingerichtet sein, minimale Distanzen von bis zu 0.2 m oder gar bis zu 0.1 m oder weniger zu erfassen. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, in einem Alarm- oder Sicherheitszustand überzugehen, wenn die minimale messbare Distanz oder eine einstellbare minimale Distanz (entsprechend einem maximalen Füllstand) unterschritten wird.

Der Radarsensor weist insbesondere einen Funkwellentransmitter (Sender) sowie einen entsprechenden Empfänger auf. Funkwellentransmitter und Empfänger können insbesondere Teil eines Radarsensormoduls sein, und bspw. auf einer gemeinsamen Platine, beispielsweise sogar integriert in einer gemeinsamen integrierten Schaltung vorhanden sein. Daneben weist ein solches Radarmodul auch Auswertungsmittel zum Ausführen von Auswertungsschritten des empfangenen Signals aus. So kann das Radarsensormodul wie erwähnt insbesondere ausgebildet sein, die Funkwellen in Form von kohärenten Sendepulsen auszusenden, wobei ein Ermitteln der ‘time-of- flighf bevorzugt direkt im Radarsensormodul, in örtlicher Nähe zum Transmitter und zum Empfänger stattfindet.

Nebst dem Radarsensormodul kann der Radarsensor noch ein Gehäuse oder eine andere Trägerstruktur sowie eine Linse aufweisen, welche in einem Abstand von bspw. 1-5 cm vom Funkwellentransmitter angeordnet ist und die emittierten Funkwellen bündelt. Solche Linsen können bspw. aus Kunststoff bestehen.

Es hat sich als in vielen Anwendungsfällen besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Öffnungswinkel des vom Radarsensor - ggf. nach der entsprechenden Bündelung - ausgehende Strahlkegel einen Öffnungswinkel von zwischen 5° und 15° aufweist. In diesem Bereich sind die Resultate der Messung des Schüttgut-Niveaus im Behälter der hier beschriebenen Art besonders gut und reproduzierbar. Bei grösseren Öffnungswinkeln können Effekte, die bspw. durch Reflexionen an der Gefässwand entstehen, sowie eine Mittelung über einen zu grossen Oberflächenbereich das Resultat etwas unscharf machen, während bei kleineren Öffnungswinkeln die Strahlungsintensität lokal zu hoch sein kann.

Eine Wiege- und/oder Dosiervorrichtung der hier beschriebenen Art dient insbesondere der Dosierung von Getreideprodukten (oder eventuell anderen als Schüttgut anfallenden Nahrungsmitteln) bei der maschinellen Verarbeitung und/oder Verpackung. Zu diesem Zweck weist sie ein Kontrollorgan auf, durch welches die Schüttgutabgabe erfolgt.

Ist die Vorrichtung eine Speisung eines Walzenstuhls, dann wird dieses Kontrollorgan beispielswiese durch eine Speisewalze gebildet, zusammen mit einem Mittel, die durch die Speisewalze weitergegebene Fördermenge zu dosieren, insbesondere automatisch steuerbar. Ein solches Mittel kann bspw. die Ansteuerung des Antriebs der Speisewalze umfassen, welche in unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren kann. Ergänzend oder alternativ kann ein Speisespalt, durch welchen die Speisewalze das dosiert geförderte Gut fördert, eine einstellbare Dimension aufweisen.

Wenn die Vorrichtung eine Waage für das Schüttgut ist, bspw. eine Schüttwaage oder eine Differentialwaage, dann wird das Kontrollorgan durch eine elektrisch oder pneumatisch betriebene Auslaufklappe oder einen elektrisch oder pneumatisch betriebenen Auslaufschieber gebildet. Die Auslaufklappe bzw. der Auslaufschieber kann zum vollständigen Öffnen und vollständigen Schliessen während entsprechenden Intervallen und/oder zum kontinuierlichen Steuern des Durchflussquerschnitts eingerichtet sein - je nach gewünschter Anwendung. Wenn die Vorrichtung eine Waage ist, also eine Wiegeeinheit mit mindestens einer Wägezelle zum Ermitteln des Gewichts umfasst, kann sie auch eingerichtet sein, einen Wert für die Dichte des Schüttguts zu ermitteln. Das ergibt sich dadurch, dass das ermittelte Niveau eine Abschätzung des Schüttgut-Volumens im Behälter ermöglicht, unter Verwendung von geometrischen Daten über den Behälter und/oder von in der Steuerung der Vorrichtung abgespeicherten, vorgängig ermittelten Kalibrationsdaten.

Unabhängig von der Anwendung kann die Steuerung, welche die Daten des Radarsensors ausliest - oder auch der Radarsensor selbst - eingerichtet sein, mit einer übergeordneten Steuerung und/oder mit anderen Geräten bspw. einer Mühle zu kommunizieren - beispielsweise zwecks Regelung der Zufuhr von Schüttgut durch den Schüttguteinlauf.

Ergänzend oder alternativ kann die Steuerung der Dosier- und/oder Wiegevorrichtung (die auch Teil einer übergeordneten Steuerung sein kann) eingerichtet sein, die Schüttgutabgabe abhängig von den Daten des Radarsensors zu regeln.

Ist die Dosier- und/oder Wiegevorrichtung eine Speisungsvorrichtung eines Walzenstuhls für die Nahrungsmittelverarbeitung, wird die Schüttgutabgabe wie vorstehend erwähnt beispielsweise eine Speisewalze aufweisen, welche in dem Behälter (‘ Sammelraum’) vorhandenes Schüttgut in einen weiteren Raum austrägt, wo es zwischen (Mahl-)walzen zerkleinert oder - je nach erfolgter Bearbeitung - auch nur flachgepresst wird. Es kann im Behälter auch ein Fördermittel, bspw. eine Förderwalze vorhanden sein, welche das Schüttgut entlang der axialen Ausdehnung der Speisewalze verteilt. In Ausführungsformen ist die Steuerung der Dosier- und/oder Wiegevorrichtung eingerichtet, eine Drehgeschwindigkeit der Speisewalze und/oder eine Breite des Speisespalts zwischen der Speisewalze und einer Blende und/oder gegebenenfalls eine Fördergeschwindigkeit des Fördermittels in Abhängigkeit vom vom Radarsensor ermittelten Niveau einzustellen.

Nebst der Dosier- und/oder Wiegevorrichtung ist auch ein Walzenstuhl Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Dieser weist nebst einer Bearbeitungseinheit mit mindestens einem Paar von Walzen, zwischen denen ein Getreideprodukt zerkleinert und/oder gepresst wird, auch eine Dosier- und/oder Wiegevorrichtung der in diesem Text beschriebenen Art auf, die als Speisungsvorrichtung des Walzenstuhls dient. Die Dosier- und/oder Wiegevorrichtung kann dann insbesondere eine Speisewalze aufweisen, wobei die durch die Speisewalze pro Zeiteinheit austragbare Schüttgutmenge einstellbar sein kann, bspw. durch Einstellung der Drehgeschwindigkeit der Speisewalze und/oder eventuell auch eines anderen Parameters, bspw. der Breite des erwähnten Speisespalts. Die Steuerung der Dosier- und/oder Wiegevorrichtung - die Teil der Walzenstuhlsteuerung oder auch Teil einer übergeordneten Steuerung, bspw. einer ganzen Mühlenanlage - sein kann, wird in Ausführungsformen eingerichtet und konfiguriert sein, die pro Zeiteinheit ausgetragene Schüttgutmenge in Abhängigkeit vom vom Radarsensor ermittelten Niveau einzustellen.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Dosier- und/oder Wiegevorrichtung der in diesem Text beschriebenen Art zum Dosieren eines Getreideprodukts in einer Mühle. Dabei kann insbesondere das vom Radarsensor ermittelte Niveau verwendet werden, um die pro Zeiteinheit ausgetragene Schüttgutmenge einzustellen.

Bei einer solchen Verwendung wird insbesondere die Zuführung durch den Schüttguteinlauf kontinuierlich erfolgen, und/oder die Ermittlung des Niveaus erfolgt kontinuierlich. Insbesondere sieht die Verwendung vor, das Niveau zu erfassen, auch während Schüttgut durch den Schüttguteinlauf zugeführt wird.

Ergänzend oder alternativ kann auch die pro Zeiteinheit durch den Schüttguteinlauf eingetragene Schüttgutmenge eingestellt werden, bspw. durch ansteuern eines entsprechenden Kontrollorgans (bspw. eines Schiebers) oder einer vorgelagerten Maschine, bspw. eines Plansichters.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder analoge Elemente. Die Zeichnungen sind alle schematisch. Sie zeigen teilweise einander entsprechende Elemente in von Figur zu Figur unterschiedlichen Grössen. Es zeigen:

- Fig. 1 eine Ansicht eines Walzenstuhls;

- Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Speisung eines Walzenstuhls;

- Fig. 3 einen Radarsensor;

- Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Schüttwaage; und

- Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Differentialwaage.

Figur 1 zeigt einen Walzenstuhl 1, wie er in Getreidemühlen verwendet wird. Der Walzenstuhl weist mindestens ein Gehäuse auf, in dem mindesten ein Paar, oft mehrere Paare, von Walzen angeordnet ist/sind. Zwischen den Walzen des Walzenpaares wird das von oben eingebrachte Getreideprodukt zerkleinert und/oder gepresst. Zum Zweck der Zuführung einer dosierten Menge des Getreideprodukts weist der Walzenstuhl eine Speisung 3 auf, welche als erfindungsgemässe Vorrichtung ausgebildet ist.

Die in Figur 2 schematisch im Querschnitt (Schnittebene senkrecht zur Bildebene von Fig. 1) dargestellte Speisung 3 weist einen Schüttgutbehälter 40 mit einem Schüttguteinlauf 11 sowie eine Schüttgutabgabe auf. Letztere wird durch eine Speisewalze 41 und einen relativ zur Speisewalze mittels eines geeigneten Mechanismus 44 bewegbaren Speiseschieber 43 auf, zwischen denen sich ein Speisespalt 42 bildet, durch welchen das Schüttgut 20 zwecks Verarbeitung durch das mindestens eine Walzenpaar weitertransportiert wird. In Fig. 1 ist die Möglichkeit illustriert, dass das Innere eins oberen Teils des Behälters 40 durch ein Sichtfenster 49 von aussen sichtbar sein kann.

Der Radarsensor 31, nämlich ein gepulster kohärenter Radarsensor ist oberseitig am Behälter 40 montiert. Er erzeugt einen nach unten auf die (freie) Oberfläche 21 des Schüttguts 20 gerichteten Strahlkegel 33 von Funkwellenstrahlung und detektiert von der Oberfläche 21 zurückgeworfene Strahlung. Mittels Messung der zurückgeworfenen Strahlung kann die Flugzeit (time-of-flight) der Funkwellenstrahlung zur Oberfläche und zurück zum Sensor ermittelt werden. Aus der Flugzeit ergibt sich direkt der doppelte Abstand zwischen dem Radarsensor 31 und der Oberfläche 21 und damit das Niveau 22, also der Füllstand.

Die verwendete Funkwellenstrahlung kann eine vergleichsweise kurze Wellenlänge entsprechend einer Frequenz von bspw. über 50 GHz, bspw. ungefähr 60 GHz haben. Insbesondere sind die Funkwellen folglich Mikrowellen, wie das an sich für die Radartechnik charakteristisch ist. In der Radartechnik werden die verwendeten Mikrowellen manchmal auch «Radarwellen» genannt. Innerhalb des möglichen Spektrums von Radarwellen sind im vorliegenden Kontext relativ kurzwellige Radarwellen, mit Frequenzen von über 20 GHz, insbesondere über 50 GHz und bspw. wie erwähnt ungefähr 60 GHz von Interesse.

Der vom Radarsensor 31 ermittelte Messwert für den Füllstand (Niveau 22) wird an ein Steuerungsmodul 45 übergeben. Dieses Steuerungsmodul 45 kann die Steuerung des ganzen Walzenstuhls 1 bilden oder ein eigenständiges Steuerungsmodul der Speisung 3 sein. Es kann insbesondere direkt oder indirekt mit anderen Einheiten einer Anlage kommunizieren, zu welcher der Walzenstuhl gehört, um bspw. die Zufuhr des Getreideprodukts zum Walzenstuhl zu beeinflussen. Auch der Speiseschieber 43, die Speisewalze 41 und/oder weitere, in Fig. 2 nicht dargestellte Elemente der Speisung, bspw. eine Förderschnecke zur horizontalen Verteilung des Getreideprodukts, kann/können durch das Steuerungsmodul 45 gesteuert sein.

Der auch in Figur 3 dargestellte Radarsensor 31 weist eine Radarsensormodul 32 mit einem oder mehreren integrierten Schaltkreisen, bspw. auf einer Platine auf. Das Radarsensormodul umfasst, unter Umständen integriert, einen Transmitter und einen Empfänger sowie eine Auswertelektronik auf. Ausserdem umfasst der Radarsensor 31 eine Träger Struktur mit einem Linsenhalter 34 sowie eine konvergente Linse 35 zur Bündelung der emittierten Funkstrahlung. Die Linse kann bspw. aus einem Kunststoff gefertigt sein, und sie kann unter Umständen mit einem Verfahren der additiven Fertigungstechnik («3D-Printing») nach Mass erstellt worden sein.

Die Linse 35 - oder ganz allgemein eine Bündelungsoptik des Radarsensors - kann insbesondere so ausgebildet sein, dass der Öffnungswinkel ( des Strahlkegels zwischen 5° und 15°, insbesondere zwischen 6° und 12°, beispielsweise ungefähr 8° beträgt. Es zeigt sich, dass Öffnungswinkel in diesem Bereich eine für die in diesem Text beschriebenen Anwendungen optimierte Wirkung ergeben. Einerseits würde bei grösseren Öffnungswinkel die Streuwirkung der Gefässwände signifikant, und das Signal würde über einen zu grossen Bereich der Oberfläche 21 gemittelt und daher unscharf. Andererseits müsste bei kleineren Öffnungswinkeln die Funkleistung zu stark reduziert werden, um nicht örtlich zu hohe, potentiell gesundheitsschädliche Strahlungsleistungen zu ergeben. Eine Reduktion der Funkleistung würde sich jedoch ebenfalls negativ auf die Signalqualität auswirken.

Figur 4 zeigt ein Beispiel weiteren Dosier- und/oder Wiegevorrichtung, nämlich einer Schüttwaage 61 für Getreideprodukte und andere, als Schüttgut vorhandene Lebensmittelprodukte. Die Schüttwaage besitzt ebenfalls einen Behälter 40 und einen Schüttguteinlauf 11. Ausserdem ist sie ausgerüstet, ein Gewicht des im Innern des Behälters vorhandenen Schüttguts zu messen. Zu diesem Zweck weist sie mindestens eine Wägezelle 64 auf, welche entweder das Gewicht des ganzen Behälters 40 mit Inhalt misst, woraus unter Berücksichtigung von Kalibrierungsdaten das Gewicht des Schüttguts 20 ermittelt werden kann, oder welche alternativ auch die Gewichtskraft messen kann, die auf ein Element im Innern des Behälters, beispielsweise auf eine Auslaufklappe 63, misst.

Wie an sich für Schüttwaagen bekannt wird das Schüttgut in Portionen durch den Schüttguteinlauf 11 eingelassen, weshalb beispielsweise eine Einlaufklappe (in Fig. 4 nicht gezeichnet) vorhanden sein kann, welche den Schüttguteinlauf durch ein Steuerungsmodul 45 gesteuert öffnen und schliessen kann. Die Gewichtsmessung findet statt, wenn kein Schüttgut zugeführt wird und die Auslaufklappe 63 geschlossen ist. Anschliessend an die Messung wird die Auslaufklappe 63 geöffnet und so der Behälter geleert, indem das Schüttgut in einen Auslaufbereich 65 gelangt, aus dem es kontinuierlich abfliessen kann.

Ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Speisung 3 für einen Walzenstuhl 1 dient der Radarsensor 31 zur Ermittlung der Distanz zur Oberfläche 21 des Schüttguts und damit zur Ermittlung des Füllstandes. Die so ermittelte Information über den Füllstand kann erstens ganz allgemein zur Kontrolle der Prozesse verwendet werden. Beispielsweise kann sichergestellt werden, dass der Behälter zu keinem Zeitpunkt überfüllt ist, was Messungen verfälschen und eventuell Elemente verstopfen könnte.

Zweitens kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Steuerungsmodul 45 bewirkt, dass eine Messung durch den Radarsensor dann (auch dann oder nur dann) vorgenommen wird, wenn kein Schüttgut zugeführt wird und die Auslaufklappe 63 geschlossen ist. Der Füllstand ist dann ein Mass für das Volumen des Schüttguts, dessen Gewicht gemessen wird. Daraus lässt sich näherungsweise die Dichte des Schüttguts bestimmen. Zwar ist die Volumenmessung im Vergleich zur Gewichtsmessung im Allgemeinen deutlich weniger präzis, da der genaue Verlauf der Oberfläche 21 nicht berücksichtigt wird und mit einem einzigen Radarsensor auch gar nicht ermittelbar ist. Eine auch nur näherungsweise Bestimmung der Schüttgutdichte ist jedoch trotzdem wertvoll, kann sich doch zur Steuerung der jeweils der Waage zugeführten Schüttgutmenge verwendet werden. Auch für andere Geräte einer Anlage, denen der ermittelte Wert zur Verfügung gestellt werden kann, kann ein Wert für die Dichte eine wertvolle Information darstellen. Im Vergleich zum Stand der Technik können dadurch bspw. Kontrollgänge und manuelle Justierungen durch einen Operator eingespart werden, bspw. wenn zwischen verschiedenen Arten verarbeiteten Schüttguts (bspw. zwischen Körnern, Mehl, Griess Schrot, verschiedenen Getreidesorten etc.) gewechselt wird.

Figur 5 zeigt eine weitere Schüttgutwaage, nämlich eine Differentialwaage 71. Im Unterschied zu zur Schüttwaage 61 aus Fig. 4 erfolgt der Austrag des Schüttguts nicht intermittierend in Intervallen, sondern durch eine Auslaufklappe 73 mit steuerbarem Durchsatz. Gemessen wird auch bei dieser Waage das Gewicht im Behälter, und auch das das pro Zeiteinheit aus dem Behälter 40 abfliessende Gewicht, insbesondere während keine Zufuhr von Schüttgut erfolgt, wird ermittelt. Das kann zur Regelung des Durchsatzes durch die Auslaufklappe 73 verwendet werden. Die Funktion des Radarsensors 31 ist analog zur Schüttwaage 61 gemäss Fig. 4.