Dosier-Genauigkeit Welche Faktoren die Dosier-Genauigkeit gravimetrischer Dosierer beeinflussen können

Für die Qualität eines jeden Prozesses, in dem gravimetrische Dosierer zur Dosierung oder Regelung der Schüttgutmengen verwendet werden, ist die Genauigkeit ein entscheidendes Kriterium. Immer strengere Richtlinien hinsichtlich der Verarbeitung und Zusammensetzung erfordern ein klares Verständnis der Eigenschaften und der Dosiererleistung.

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Die Genauigkeit von Dosierwaagen wird unabhängig von Konstruktion und Funktionsprinzip durch Wiegen einer Reihe zeitlich abgestimmter Materialproben bestimmt, die am Dosiererausgang entnommen werden. Der Oberbegriff Dosierwaagen-Genauigkeit fasst dabei den kombinierten Effekt zweier verschiedener, jedoch verwandter Leistungsfaktoren zusammen: Linearität und Reproduzierbarkeit.

Linearität

Die Linearität quantifiziert, wie gut oder schlecht die gewünschte mittlere Fördermenge an verschiedenen Punkten innerhalb des gesamten Betriebsbereichs eines Dosierers erreicht wird. Eine perfekte Linearität ist gegeben, wenn sich die Beziehung zwischen Sollwert und der tatsächlichen Fördermenge über den gesamten Auslegungsbereich des Dosierers durch eine Gerade durch alle Messpunkte darstellen lässt.

Zur Messung der Linearität müssen dem Auslassstrom des Dosierers verschiedene Gruppen von Proben in einem festen Zeitraum entnommen werden. Üblicherweise werden zehn aufeinander folgende Proben bei folgenden Fördermengen entnommen und gewogen: 5, 25, 50, 75 und 100 Prozent des Endwerts.

Für jeden der fünf Datensätze wird das mittlere Probengewicht berechnet und die Differenz zwischen dem berechneten Mittelwert und dem gewünschten Probengewicht gebildet. Diese gewichtsbezogenen Fehler werden dann in Prozent der Sollfördermenge ausgedrückt, indem die jeweilige Differenz durch das entsprechende Zielgewicht geteilt und mit 100 multipliziert wird. Das Ergebnis ist ein Satz von fünf Fehlerwerten, aus denen sich die mittlere Dosierleistung über den Betriebsbereich des Gerätes ablesen lässt.

Reproduzierbarkeit

Die Reproduzierbarkeit – die Streuung über das mittlere Gewicht der Probengruppe – zeigt das zu erwartende Ausmaß kurzzeitiger Schwankungen der Fördermenge an. Diese Informationen sind sehr nützlich, besonders für die Qualitätskontrolle.

Der Schlüssel zur Aussagekraft der Reproduzierbarkeit liegt in der zufälligen Natur von Reproduzierbarkeitsfehlern. Reproduzierbarkeitsfehler lassen sich quantifizieren und mit dem Konzept der Standardabweichung statistisch ausdrücken. Die Standardabweichung beschreibt auf einfache Weise, wie eine Reihe zufälliger Ereignisse über den Mittelwert verteilt ist. Die Standardabweichung s des Gewichts einer Reihe von Proben wird wie folgt beschrieben:

wobei

n ist die Anzahl der Proben, x-quer ist das arithmetische Mittel der Proben, und x_i ist das tatsächliche Probengewicht.

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