[發明專利]用于對運動的材料條的特性進行處理和測量的裝置及方法

無效

• 申請號: 201110298438.9
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102539449A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: D.施勒德
• 申請（專利權）人: 豪尼機械制造股份公司
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00;A24C5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李永波;楊國治

技術領域

本發明涉及一種用于對煙草加工業的運動的材料條的特性進行處理和測量的裝置，該裝置包括具有微波諧振器的微波測量機構，通過所述微波諧振器輸送或者能夠輸送所述材料條，其中在輸入側向所述微波諧振器加載或者能夠加載由微波發生器用輸出頻率f₀產生的測量信號。此外，本發明涉及一種相應的微波測量機構以及一種用于對煙草加工業的材料條的特性進行處理和測量的方法。

本發明尤其涉及煙草加工業中的條形成和條加工的領域，也就是涉及制條機中的香煙條及過濾條的制造。比如在此制造香煙條，方法是首先將煙草抖散到條輸送機上，用香煙紙帶來包封所述煙草條并且隨后從所述煙草條上定尺寸剪切具有多倍使用長度的香煙。煙草條或者過濾條的形成以及所述條的隨后的切割或者定尺寸剪切以較高的速度進行。對于今天的香煙及過濾嘴制造機來說，10m/s的制條速度比較典型，其中對于100mm的區段長度來說產生每秒100次的切割節拍。

背景技術

香煙的質量依賴于香煙條中的煙草的狀態。出于這個原因，在此規定對香煙條中的煙草的濕度和密度進行測量并且尤其對密度進行調節。此外在出現突然的且短時間的信號波動的情況下推斷出異物的存在，其中接下來剔出相應的條段（Strangabschnitt）。

這在現代的香煙制造機中借助于微波測量機構來進行，所述微波測量機構具有至少一個微波諧振器殼體，象比如在DE?10?2004?017?597?B4中所公開的一樣將煙草條導送穿過所述微波諧振器殼體，該專利文件的專利申請說明書應該內容完整地接納在本專利申請中。其中公開了具有構造為空心圓筒的形式的諧振器腔室的諧振器殼體，所述諧振器腔室關于香煙條對稱地布置。在此設置了耦合輸入天線和耦合輸出天線，借助于所述耦合輸入天線和耦合輸出天線來耦合輸入微波信號用于在所述諧振器腔室中激發振動并且又耦合輸出所透射的部分。

借助于微波諧振器進行的測量利用這樣的物理狀況，即微波諧振器中的微波場的諧振曲線在微波諧振器中存在材料條的情況下發生變化。原則上測量通過所述諧振器導送的材料條的復合的電介質常數。所述復合的電介質常數具有實數部分和虛數部分或者說量和相位。在所述復合的電介質常數的這兩個特征值中，包含了所述條的密度和含水量的信息。密度和含水量的變化導致所述兩個特征值的表征的變化并且由此導致所述微波諧振器的諧振曲線的表征的變化。

相對于未加載的微波諧振器，在存在條材料的情況下諧振曲線的最大值或者說最小值朝較低的頻率移動。此外所述諧振曲線展寬。所述材料條的密度的變化和濕度的變化相應地產生所述諧振曲線的位置、高度和寬度的自身的特別的變化。如果測量所述諧振曲線的至少兩個測量參量，那么因此可以在條密度和條濕度的測量值的測量精度及函數上的依賴性的相互關系的范圍內彼此獨立地確定所述密度和濕度。

用于對微波諧振器測量信號進行分析的分析線路從EP?0?791?823?A2中得到公開，該專利文件的專利申請說明書同樣應該內容完整地接納到本專利申請中。在此產生多個獨立的測量參量，方法是向所述諧振器輸送具有至少兩種不同的頻率的微波，利用所述微波來對諧振曲線的一部分進行掃描。諧振的移動通過所述諧振器的未受到材料影響的諧振曲線與受到材料影響的諧振曲線的比較來檢測，并且衰減通過在使用所輸送的微波的頻率的情況下產生的諧振曲線的振幅的比較來檢測。從所測量的信號的級別和沿的陡度中來重新設計煙草條的密度和濕度。

關于用于未加載的微波諧振器的諧振曲線如此對微波信號的基頻進行調節，使得其處于所述諧振曲線的沿之一的拐點上。經過調制的至少兩種頻率在相同的沿上處于所述拐點的上方和下方。在數字實例中，作為輸入頻率，在此列舉5.79GHz和5.81GHz，也就是5.8GHz±10MHz。在所述兩種頻率之間，每5μs切換一次，也就是說以100kHz的頻率進行切換。所述微波輸出信號通過循環器和微波二極管來整流并且通過模擬-數字轉換器傳輸給分析機構。

這種處理方式在實際上是有限度的。因此在測量時在工作頻率固定時在諧振曲線的沿上進行測量，優選在未裝載的諧振器的諧振的沿的拐點中進行測量。在諧振器中的材料量較小時，在這種情況下僅僅觀察到微小的信號變化，而在材料量較大時則出現較大的也可能導致過調制的信號變化。微小的信號變化意味著，測量的精度變差并且條密度和條濕度的區別效果變差。在出現較小的信號變化時所述系統應該還總是可靠地工作，所述較小的信號變化因此向微波信號處理提出較高的精度要求。由于這些較高的要求，所有組件必須以很高的精度來制造和安裝，這相應地引起較高的成本。