專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的方法、測(cè)量煙草加工業(yè) 條棒的裝料量的裝置、以及將空心導(dǎo)體用于測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料 量的用途。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，煙草加工業(yè)條棒是指在制條機(jī)中制成的、尤其 帶有包裹條的過(guò)濾嘴條或煙草條桿。與此相關(guān)，為使煙草條桿或過(guò)濾嘴 條獲得始終不變的質(zhì)量，必須保持條棒的材料性能穩(wěn)定。這通過(guò)檢測(cè)器 或測(cè)量裝置來(lái)監(jiān)測(cè)，煙草加工業(yè)條棒穿過(guò)或繞過(guò)檢測(cè)器或測(cè)量裝置。
DE2206656A公開(kāi)一種微波測(cè)量檢測(cè)器，借此在生產(chǎn)連續(xù)煙草條桿 的香煙制造設(shè)備中監(jiān)測(cè)煙草條桿密度，就是說(shuō)，要檢測(cè)煙草條桿單位長(zhǎng) 度所占據(jù)的質(zhì)量。測(cè)量信號(hào)將被用于依據(jù)檢測(cè)密度來(lái)控制煙草的輸送和 /或調(diào)整裝置。
在根據(jù)DE2206656的裝置中設(shè)有微波發(fā)射源，包括用于微波輻射的 檢測(cè)器和用于將輻射從發(fā)射源引導(dǎo)至檢測(cè)器的波導(dǎo)，其中波導(dǎo)具有橫截 面如此小的區(qū)段，即在此區(qū)段里的輻射以衰減模式(易消散模式)穿透。 可是，在此情況下沒(méi)有在波導(dǎo)中發(fā)生由微波場(chǎng)全反射引起的傳導(dǎo)。不過(guò)， 通過(guò)用調(diào)諧螺釘適當(dāng)調(diào)整電容，在此區(qū)段中做到了覆蓋窄頻帶范圍的微 波能全傳輸。因此該裝置相當(dāng)于窄帶濾波器。
橫截面較小的波導(dǎo)區(qū)段具有帶開(kāi)口的、用于使條棒穿過(guò)輻射路徑的 壁。檢測(cè)器的輸出信號(hào)受到煙草條密度的每次改變的影響。這種改變?cè)?于衰減，其起因可能是煙草吸收輻射和/或空心導(dǎo)體失調(diào)，即當(dāng)煙草在位 時(shí)波導(dǎo)Q系數(shù)的改變。
按照EP1241469A2，在用于檢查煙草加工業(yè)材料流是否含有雜質(zhì)和 /或用于掌握材料的質(zhì)量、密度和/或濕度的微波共振器裝置中，設(shè)有帶 物料流出開(kāi)口的共振器殼體。共振器裝置包括至少一個(gè)增大電磁波能量 密度的元件。這樣一來(lái)，在條棒就位時(shí)的微波場(chǎng)能量密度被逐點(diǎn)增大， 由此提高了測(cè)量的靈敏度和位置分辨率，結(jié)果，也能發(fā)現(xiàn)很小的雜質(zhì)。利用已知的裝置來(lái)測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的密度或濕度以及條棒逐 個(gè)點(diǎn)是否有雜質(zhì)?？墒牵撗b置對(duì)有效測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量來(lái) 說(shuō)不是最佳的，在這里，物料或是均勻散布在煙草加工業(yè)條棒中，或是 可能因取決于制造的變化而周期性或無(wú)規(guī)律地變化。這種裝填的例子是 給煙草條加入香味料或芳香物質(zhì)或其它添加劑，以及在過(guò)濾嘴條中加入 增塑劑如甘油三醋酸酯或例如成粉末狀或顆粒狀的過(guò)濾活性物質(zhì)如活 性炭。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提出一種用于測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量 的方法和裝置，借此能快速且選擇性良好地將裝料量與條棒的總密度和 其它普通參數(shù)區(qū)分開(kāi)。
通過(guò)測(cè)量煙草加工業(yè)條棒尤其是過(guò)濾嘴條的裝料量且尤其是裝填 增塑劑和/或活性炭的量的方法來(lái)完成該任務(wù)，其中條棒通過(guò)一個(gè)被條棒
穿過(guò)的空心導(dǎo)體來(lái)引導(dǎo)，該方法包括以下步驟
—借助耦合輸入機(jī)構(gòu)將電磁交變場(chǎng)耦合輸入空心導(dǎo)體，電磁交變場(chǎng) 的頻率關(guān)于空心導(dǎo)體的尺寸是如此大小，即在空心導(dǎo)體中發(fā)生由全反射 引起的繼續(xù)傳導(dǎo)；
-借助耦合輸出機(jī)構(gòu)從空心導(dǎo)體中耦合輸出電磁交變場(chǎng)；
-測(cè)量條棒對(duì)電磁交變場(chǎng)的吸收量。
像在現(xiàn)有技術(shù)中那樣，耦合輸入的電磁交變場(chǎng)也因?yàn)榇嬖跓煵菁庸?業(yè)條棒而衰減并且衰減情況被測(cè)量。通過(guò)與衰減模式不同地把空心導(dǎo)體 用于通過(guò)全反射來(lái)傳導(dǎo)電磁交變場(chǎng)，與已知裝置相比，獲得了用于裝填 物料的更高的靈活性和良好選擇性。
當(dāng)適當(dāng)選捧了測(cè)量參數(shù)時(shí)，例如對(duì)給醋酸纖維素條裝填顆粒狀或粉
末狀活性炭的情況來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的方法給出一個(gè)信號(hào)偏移，它比由過(guò)濾 嘴條密度波動(dòng)本身所引起的信號(hào)偏移大了約50倍。因而可以確定例如 過(guò)濾嘴條裝填活性炭的量高于lmg/mm,因而，其活性炭裝填量在規(guī)定 的期望范圍之外的過(guò)濾嘴條部分將被拋棄。
電磁交變場(chǎng)最好是微波場(chǎng)，尤其具有大約5至大約9GHz、特別是 大約5.1至大約6.8GHz的頻率。此范圍對(duì)存在例如活性炭特別靈敏，也 對(duì)存在增塑劑如甘油三醋酸酯非常靈敏。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，活性炭尤其指顆粒狀或粉末狀活性炭。
電磁交變場(chǎng)的頻率最好不對(duì)應(yīng)共振模式。在此情況下，頻率特性即 空心導(dǎo)體的傳輸性能在一個(gè)寬廣的頻率范圍內(nèi)很平緩。在此頻率范圍 內(nèi)，頻率可以很靈活地針對(duì)不同的條棒粗細(xì)、條棒密度。條棒材質(zhì)和條 棒類(lèi)型和物料裝填密度時(shí)的理想測(cè)量條件加以調(diào)節(jié)。在此范圍內(nèi)沒(méi)有出 現(xiàn)或幾乎沒(méi)有出現(xiàn)測(cè)量不穩(wěn)定的問(wèn)題，這是因?yàn)闆](méi)有出現(xiàn)側(cè)面陡立的共 振模式，因而測(cè)量參數(shù)和測(cè)量條件的偏移可能導(dǎo)致強(qiáng)烈的信號(hào)波動(dòng)。
如果電磁交變場(chǎng)通過(guò)去耦器且尤其是循環(huán)器被耦合輸入，則做到了 與外界干擾影響的去耦聯(lián)系。
電磁交變磁場(chǎng)有利地通過(guò)定向耦合器被耦合輸入，在這里，尤其是 在定向耦合器中分支出電磁交變場(chǎng)的一部分并且將其作為定向耦合器 的基準(zhǔn)送往測(cè)量裝置。通過(guò)這種方式，可以分解首先產(chǎn)生的信號(hào)，大致 為正弦波形的交變電壓或者正弦波形的交變場(chǎng)。分支出的部分被反饋至 頻率發(fā)生器以便穩(wěn)定頻率和/或振幅和/或被用作基準(zhǔn)信號(hào)，在該基準(zhǔn)信 號(hào)上測(cè)量穿過(guò)空心導(dǎo)體的電磁交變場(chǎng)的由條棒引起的衰減。
通過(guò)比較，此時(shí)最好將由空心導(dǎo)體耦合輸出的電磁交變場(chǎng)與在定向 耦合器中分支出的電磁交變場(chǎng)部分做比較以便測(cè)量吸收量，補(bǔ)償溫度波 動(dòng)或發(fā)生器偏差。
電磁交變場(chǎng)最好借助共軸天線(xiàn)被耦合輸入到空心導(dǎo)體中和從中耦 合輸出，在這里，共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件相對(duì)共軸空心導(dǎo)體耦合輸入
件轉(zhuǎn)動(dòng)0°或180°角。如果是0。角，則兩個(gè)共軸天線(xiàn)指向同一方向，但 它們彼此相對(duì)錯(cuò)開(kāi)。如果轉(zhuǎn)動(dòng)180。角，則它們同樣錯(cuò)開(kāi)布置，但其指向 彼此相反。通過(guò)這種方式，反相布置這兩個(gè)共軸天線(xiàn)。 測(cè)定的吸收量最好被換算成條棒的裝料量。
也通過(guò)一種測(cè)量煙草加工業(yè)條棒且尤其是過(guò)濾嘴條的裝料量、特別 是增塑劑和/或活性炭的量的裝置來(lái)完成本發(fā)明的任務(wù)，該裝置包括空心 導(dǎo)體、將電磁交變場(chǎng)耦合輸入空心導(dǎo)體的耦合輸入機(jī)構(gòu)、和用于電磁交 變場(chǎng)的耦合輸出機(jī)構(gòu)，該空心導(dǎo)體的尺寸與電磁交變場(chǎng)的尺寸相關(guān)地是 如此大小，即在空心導(dǎo)體中發(fā)生由全反射引起的傳導(dǎo)，在這里，空心導(dǎo) 體具有至少一個(gè)開(kāi)口和/或至少一個(gè)管，條棒可縱軸向移動(dòng)穿過(guò)此開(kāi)口或 管。
在本發(fā)明的裝置中，空心導(dǎo)體的尺寸大于電磁交變場(chǎng)的波長(zhǎng)，因此電磁交變場(chǎng)借助全反射在空心導(dǎo)體內(nèi)被傳導(dǎo)，而不是按照衰減模式。此
時(shí)，電磁交變場(chǎng)最好是微波場(chǎng)，尤其具有大約5至9GHz的頻率，特別 是5.1至6.8GHz的頻率。
在一個(gè)有利的設(shè)計(jì)中，空心導(dǎo)體尤其與耦合輸入機(jī)構(gòu)和/或耦合輸出
才幾構(gòu)一起構(gòu)成一個(gè)用于電》茲交變場(chǎng)的封閉空間。
電磁交變場(chǎng)的頻率不對(duì)應(yīng)于共振模式是有利的。這樣一來(lái)，獲得了 高的靈活性，這是因?yàn)榭梢岳每招膶?dǎo)體的在寬廣頻率范圍內(nèi)的平緩傳 送曲線(xiàn)?？招膶?dǎo)體或該裝置于是只需付出較小代價(jià)就能適應(yīng)其它的條棒 和裝填材料及它們的密度。
在按照本發(fā)明的裝置的一個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)中，空心導(dǎo)體是矩形空心導(dǎo) 體。最好采用這樣的頻率，此時(shí)在空心導(dǎo)體的寬側(cè)面的中央有非常高的 交變場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。在此情況下，所述至少一個(gè)開(kāi)口或至少一個(gè)管尤其是居中 設(shè)置在空心導(dǎo)體的一面上，這是有利的，其中該電磁交變場(chǎng)的電氣組成 部分的方向平行于條棒縱軸線(xiàn)。這種布置形式導(dǎo)致電磁交變場(chǎng)在條棒中 被非常集中地吸收。
矩形空心導(dǎo)體的長(zhǎng)邊有利地具有大約30毫米至40毫米的長(zhǎng)度，尤 其是具有34.84毫米的長(zhǎng)度。矩形空心導(dǎo)體的短邊最好具有大于13毫米 至19毫米的長(zhǎng)度，尤其是具有15.76毫米的長(zhǎng)度。這種幾何形狀尤其能 傳導(dǎo)頻率范圍介于5至9GHz的電磁波。精確的尺寸將匹配于在制條機(jī) 中需要的周邊狀況。
耦合輸入機(jī)構(gòu)最好包括去耦器，尤其是循環(huán)器。而且，耦合輸入機(jī) 構(gòu)最好包括定向耦合器，其中尤其在定向耦合器中分支出電磁交邊場(chǎng)的 一部分。有利地設(shè)置一個(gè)用于測(cè)量耦合輸出的場(chǎng)的測(cè)量裝置，其中尤其 是將電磁場(chǎng)的一部分作為基準(zhǔn)送往該測(cè)量裝置。
耦合輸入機(jī)構(gòu)最好包括共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件和/或耦合輸出機(jī) 構(gòu)包括共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件，在這里，尤其是共軸空心導(dǎo)體耦合輸 出件相對(duì)共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件轉(zhuǎn)動(dòng)0°或180°角。按照此布置形式， 共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件對(duì)通過(guò)共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件被輸入空心 導(dǎo)體的電磁交邊場(chǎng)具有最大靈敏度。
也通過(guò)煙草加工業(yè)設(shè)備尤其是制條機(jī)來(lái)完成本發(fā)明的任務(wù)，其包括 按照本發(fā)明的如上所述的裝置。本發(fā)明的裝置可以被安裝至現(xiàn)有的設(shè)備 或制條機(jī)中，尤其是代替現(xiàn)有的測(cè)量裝置。
8此外，通過(guò)在如上所述的本發(fā)明方法中和/或如上所述的本發(fā)明裝置 中將空心導(dǎo)體用于測(cè)量煙草加工業(yè)條棒尤其是過(guò)濾嘴條的物料裝填量 且特別是增塑劑和/或活性炭的裝填量的用途，以及通過(guò)將本發(fā)明的裝置 用在煙草加工業(yè)的設(shè)備尤其是制條機(jī)中的用途，完成了本發(fā)明的任務(wù)。
為了避免重復(fù)，參見(jiàn)之前的詳細(xì)描述。
以下，將結(jié)合實(shí)施例并參見(jiàn)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的 總體構(gòu)想，其中關(guān)于所有在本文中未詳細(xì)描述的發(fā)明細(xì)節(jié)，明確參見(jiàn)附
圖，其中
圖l是本發(fā)明的空心導(dǎo)體的示意斜;魄圖； 圖2是耦合輸入機(jī)構(gòu)的示意斜視圖； 圖3是本發(fā)明裝置的示意斜視圖； 圖4以示意圖表示線(xiàn)路圖； 圖5表示用于本發(fā)明的雙路測(cè)量系統(tǒng)的線(xiàn)路圖。 在以下的圖中，相同或同類(lèi)的元件或相應(yīng)部分附總是帶有相同的附 圖標(biāo)記，因而省掉了相應(yīng)的重新介紹。
具體實(shí)施例方式
圖l示出了按照本發(fā)明的、具有空腔4的空心導(dǎo)體2，空腔的橫截 面為矩形。圖1是斜3見(jiàn)圖，因而可以看到空腔4的內(nèi)側(cè)壁或側(cè)表面5。 經(jīng)空心導(dǎo)體2的長(zhǎng)邊，居中插入一個(gè)管6，它在圖1的左側(cè)通入漏斗形 件8。漏斗形件8用于將煙草加工業(yè)條棒如煙草條或過(guò)濾嘴條引入管6 中，而不會(huì)出現(xiàn)條棒受損。正面3用于連接耦合輸入機(jī)構(gòu)和/或耦合輸出 機(jī)構(gòu)。
在空心導(dǎo)體2的空腔4中，耦合輸入的電磁交變場(chǎng)尤其是微波場(chǎng)被 傳導(dǎo)或傳送，在此選擇這樣的傳送模式，其具有朝向管6的電場(chǎng)，該電 場(chǎng)在管6的位置上有最大場(chǎng)強(qiáng)。適當(dāng)?shù)膫魉湍Ｊ骄哂性诠?位置上的強(qiáng) 烈集中的場(chǎng)強(qiáng)。
在圖2中示出了耦合輸入機(jī)構(gòu)10，它具有正面13，其中正面13的 外尺寸和內(nèi)尺寸與圖1所示的空心導(dǎo)體2的正面3保持一致，因而圖1 所示的空心導(dǎo)體2可以在一個(gè)共同平面與耦合輸入才幾構(gòu)IO的正面13相連。
耦合輸入機(jī)構(gòu)10具有空腔12，該空腔具有側(cè)壁15和后壁14,因 而空腔12只朝向一側(cè)即觀察者觀察方向上敞開(kāi)。在此空腔12中， 一個(gè) 成共軸天線(xiàn)形式的共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件16在一側(cè)突出側(cè)壁15之 外，以及一個(gè)或多個(gè)如三個(gè)調(diào)諧螺釘18、 18'、 18"從另一側(cè)突出來(lái)。借 助共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件16，可以將頻率可調(diào)的電磁場(chǎng)耦合輸入空腔 12，該電磁場(chǎng)在組裝完成狀態(tài)下通過(guò)圖1所示的空心導(dǎo)體2的空腔4被 繼續(xù)傳導(dǎo)。電場(chǎng)矢量平行于共軸天線(xiàn)或共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件16。
一個(gè)耦合輸出機(jī)構(gòu)原則上可以按照與圖2的耦合輸入機(jī)構(gòu)10 —樣 地構(gòu)成，在這里，耦合輸出機(jī)構(gòu)可以形成有或沒(méi)有調(diào)諧螺釘。
在圖3中示出了用于測(cè)量裝料量的裝置20,其由三個(gè)組成部分即耦 合輸入機(jī)構(gòu)28、空心導(dǎo)體22和耦合輸出機(jī)構(gòu)32構(gòu)成。此時(shí)，空心導(dǎo)體 22布置在耦合輸入機(jī)構(gòu)28和耦合輸出機(jī)構(gòu)32之間。煙草加工業(yè)條棒(未 示出)被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)居中且同心地穿過(guò)空心導(dǎo)體2的管224和漏斗形件26。
耦合輸入機(jī)構(gòu)28具有共軸接頭30，其在耦合輸入機(jī)構(gòu)28內(nèi)如圖2 所示地通入共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件或者說(shuō)共軸天線(xiàn)中。耦合輸出機(jī)構(gòu) 32具有共軸接頭34，其同樣通向共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件或者說(shuō)共軸 天線(xiàn)。示意性地舉例示出了一個(gè)螺栓36,其在邊緣穿透耦合輸入機(jī)構(gòu) 28、空心導(dǎo)體22和耦合輸出機(jī)構(gòu)32并且通過(guò)配對(duì)螺母38被緊固。通 過(guò)一個(gè)或多個(gè)這樣的螺栓和配對(duì)螺母38,該裝置20被組裝固定。
在圖3所示的實(shí)施例中，利用耦合輸入機(jī)構(gòu)28、空心導(dǎo)體22和耦 合輸出機(jī)構(gòu)32，本發(fā)明的裝置20構(gòu)成一個(gè)封閉的空腔。根據(jù)本發(fā)明， 耦合輸入的交變場(chǎng)的頻率被選擇成高于還能在空心導(dǎo)體22中傳導(dǎo)而不 會(huì)轉(zhuǎn)入衰減模式的最低頻率，而按照衰減模式，無(wú)法再出現(xiàn)通過(guò)全反射 的傳送。但是，它不對(duì)應(yīng)于或者說(shuō)不一定對(duì)應(yīng)于空腔的共振頻率。
在根據(jù)圖3的裝置20中，成共軸天線(xiàn)形式的共軸空心導(dǎo)體耦合輸 入件和共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件是反相布置的，這給人的印象就是共軸 接頭30、 34指向同一方向。如果耦合輸出機(jī)構(gòu)32繞共同軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)180° 角(這也是可能的)，則實(shí)現(xiàn)了反相的耦合輸入和耦合輸出。
在圖4中示出了包括本發(fā)明裝置40的線(xiàn)路圖。此時(shí)，示意所示的 裝置40對(duì)應(yīng)于如圖3所示的裝置20。裝置40具有包括成共軸天線(xiàn)形式 的共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件47的耦合輸入機(jī)構(gòu)46、以及包括成共軸天線(xiàn)形式的共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件49的耦合輸出機(jī)構(gòu)48，兩者之間設(shè) 有包括管44和漏斗形件45的空心導(dǎo)體42。通過(guò)漏斗形件45和管44來(lái) 輸送煙草加工業(yè)條棒(未示出)并且測(cè)量其裝料量。
正弦波發(fā)生器52產(chǎn)生正弦波形交變電壓或正弦波形高頻電》茲交變 場(chǎng)，頻率最好為5至9GHz,該電場(chǎng)或電壓^L饋入定向耦合器54中。在 定向耦合器54中，交變電場(chǎng)被分解，其中一支通過(guò)循環(huán)器56被送入耦 合輸入機(jī)構(gòu)46的共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件47或者說(shuō)共軸天線(xiàn)。為此， 高頻的交變電場(chǎng)被耦合輸入空心導(dǎo)體42。
電磁交變場(chǎng)的被分支出且衰減的部分被反饋至正弦波發(fā)生器52,用 于穩(wěn)定其頻率和/或振幅。此外，所產(chǎn)生的交變場(chǎng)借助測(cè)量二極管60被 測(cè)量，借助模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器62被掌握，并作為基準(zhǔn)信號(hào)被繼續(xù)傳遞給 計(jì)算機(jī)64。
在空心導(dǎo)體44中，故耦合輸入的電磁交變場(chǎng)的一部分被煙草加工 業(yè)條棒吸收，因而耦合輸入的電磁交變場(chǎng)中只有 一部分通過(guò)耦合輸出機(jī) 構(gòu)48中的共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件49又被耦合輸出并且借助測(cè)量二極 管66被測(cè)量。加在測(cè)量二極管66上的、取決于由共軸空心導(dǎo)體耦合輸 出件49耦合輸出的能量的電壓借助模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器68被掌握和被數(shù)字 化，并且被繼續(xù)傳送給計(jì)算機(jī)64。在計(jì)算機(jī)64中，通過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換 器62和68已被數(shù)字化的測(cè)量值被相互比較，由此確定電磁波場(chǎng)被條棒 吸收的量。
在一個(gè)具有更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)的替代實(shí)施方式中，省掉了借助二極管60 和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器62測(cè)定的基準(zhǔn)值。此時(shí)，發(fā)生器的功率通過(guò)適當(dāng)措 施保持不變。在此情況下，計(jì)算機(jī)64只接收來(lái)自模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器68的 測(cè)量值，即只有來(lái)自耦合輸出機(jī)構(gòu)68的耦合輸出能量的測(cè)量值。
在圖5中示出了按照本發(fā)明的、用于雙路測(cè)量?jī)蓚€(gè)煙草加工業(yè)條棒 的裝料量的線(xiàn)路圖100。該線(xiàn)路圖100包括發(fā)生器裝置102、空心導(dǎo)體 裝置104和測(cè)量裝置106,其功能單元用虛線(xiàn)框表示。
發(fā)生器裝置102包括正弦波發(fā)生器108，其產(chǎn)生高頻交變電壓或者 電磁交變場(chǎng)，該交變電壓或者電磁交變場(chǎng)被繼續(xù)傳送給輸出濾波器110。 輸出濾波器110的輸出信號(hào)被送往定向耦合器112。從定向耦合器112 中，信號(hào)功率的一部分被送往檢測(cè)交變電壓的檢測(cè)器U6并且繼續(xù)傳送 至測(cè)量裝置106的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器126"。檢測(cè)器116的輸出信號(hào)以反饋
ii循環(huán)的方式被反饋給正弦波發(fā)生器109，以便調(diào)整正弦波發(fā)生器108的 功率。
電磁高頻交變場(chǎng)的主要組成部分被定向耦合器U2傳送至空心導(dǎo)體 裝置104的分裂器118，在分裂器中，交變場(chǎng)被分裂成多個(gè)相同部分。 兩個(gè)分裂出的交變場(chǎng)部分被傳送給尤其是相同的或同類(lèi)型的空心導(dǎo)體 120、 120'，它們例如可以等同于如圖3所示的空心導(dǎo)體?？招膶?dǎo)體120、 120'分別被一個(gè)煙草加工業(yè)條棒穿過(guò)(未示出)，因而發(fā)生兩個(gè)條棒的同時(shí) 測(cè)量。電磁交變場(chǎng)的耦合輸出的能量在兩個(gè)平行的信號(hào)處理路線(xiàn)中通過(guò) 低通濾波器122、 122'被過(guò)濾并且給繼續(xù)傳送給檢測(cè)器124、 124'。檢測(cè) 器124、 124'與檢測(cè)器U6—樣可以例如是RX二極管。代替一個(gè)發(fā)生器 和一個(gè)分裂器118,可以為每一路設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的發(fā)生器。
由檢測(cè)器124、 124'產(chǎn)生的信號(hào)借助模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器126、 126'被數(shù) 字化并且被傳遞給計(jì)算機(jī)128,就像來(lái)自發(fā)生器裝置102的數(shù)字化基準(zhǔn) 信號(hào)那樣。該發(fā)生器裝置本身也可以擴(kuò)展至其它條棒。計(jì)算機(jī)128分析 計(jì)算來(lái)自模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器126、 126'和126"的信號(hào)，在此，總是從來(lái)自 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器126、 126'的值與來(lái)自模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器126"的值的比較 中并結(jié)合檢測(cè)器的已知特征曲線(xiàn)計(jì)算出平行條棒的吸收量。從計(jì)算出的 吸收量算出條棒裝填一種或多種物料的裝料量。
借助利用具有矩形橫截面且其長(zhǎng)邊長(zhǎng)度為34.84毫米、短邊長(zhǎng)度為 15.76毫米的空心導(dǎo)體的本發(fā)明方法和本發(fā)明裝置，對(duì)裝填有活性炭顆 粒的過(guò)濾嘴條的研究已經(jīng)獲得良好的選擇結(jié)果。在此測(cè)量的總是裝填有 或沒(méi)有活性炭顆粒的醋酸纖維素纖維過(guò)濾嘴條。在過(guò)濾嘴條的直徑為5 毫米的情況下，炭裝填量在O至1.4mg/mm之間變化，在過(guò)濾嘴條的直 徑為7.5毫米的情況下，炭裝填量在O至大約18mg/mm之間變化。電磁 交變場(chǎng)借此被耦合輸入空心導(dǎo)體的所用頻率等于5.8GHz和6.5GHz。也 可以采用高達(dá)12GHz的頻率。在兩種情況下發(fā)現(xiàn)，吸收量測(cè)量結(jié)果只依 賴(lài)醋酸纖維素條的密度。不過(guò)，確定了吸收量明顯更強(qiáng)地依賴(lài)于活性炭 顆粒裝填量，在這里，依賴(lài)于裝料量的信號(hào)偏移和依賴(lài)于密度的信號(hào)偏 移之間的系數(shù)達(dá)到47.6。因此，本發(fā)明的配置或裝置對(duì)煙草加工業(yè)條棒 裝填活性炭的裝料量的靈敏度比對(duì)醋酸纖維素條棒密度本身的靈敏度 高了大約50倍。
本發(fā)明裝置的靈敏度足以測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量尤其是過(guò)濾嘴條裝填活性炭顆粒的裝料量，在這里，可以監(jiān)測(cè)裝料量是否向規(guī)定 極限移動(dòng)。也可以在生產(chǎn)多段過(guò)濾嘴條的情況下在本發(fā)明的裝置中結(jié)合 其信號(hào)來(lái)區(qū)分開(kāi)多個(gè)過(guò)濾嘴段。
本發(fā)明的測(cè)量裝置不需要煙草加工業(yè)制條機(jī)的改建，而是可以被裝 入現(xiàn)有制條機(jī)種，代替現(xiàn)有裝置，這是因?yàn)槠渲恍枰倭康牡胤?。附圖標(biāo)記一覽表
2-空心導(dǎo)體；3-正面；4-空腔；5-側(cè)壁；6-管；8-漏斗形件；10 -耦合輸入才幾構(gòu)；12-空腔；13-正面；14-后壁；15-側(cè)壁；16-共 軸空心導(dǎo)體耦合輸入件；18-18"-調(diào)諧螺釘；20-裝料量測(cè)量裝置；22 -空心導(dǎo)體；24-管；26-漏斗形件；28-耦合輸入機(jī)構(gòu)；30-共軸接 頭；32-耦合輸出機(jī)構(gòu)；34-共軸接頭；36 -螺栓；38-配對(duì)螺母；40 -裝置；42-空心導(dǎo)體；44-管；45-漏斗形件；46-耦合輸入機(jī)構(gòu)； 47-共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件；48-耦合輸出機(jī)構(gòu)；49-共軸空心導(dǎo)體 耦合輸出件；52-正弦波發(fā)生器；54-定向耦合器；56-循環(huán)器；58-反饋；60-二極管；62-模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器；64-計(jì)算機(jī)；66-二極管； 68-模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器；lOO-線(xiàn)路圖；102-發(fā)生器裝置；104-空心導(dǎo) 體裝置；106-測(cè)量裝置；108-正弦波發(fā)生器；llO-輸出濾波器；112 -定向耦合器；U6-檢測(cè)器；118-分裂器；120、 120'-空心導(dǎo)體；122、 122'-低通濾波器；124、 124'-檢測(cè)器；126-126"-模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器； 128-計(jì)算機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的方法，其中條棒通過(guò)一個(gè)被該條棒穿過(guò)的空心導(dǎo)體(2，22，42；90；120，120′)引導(dǎo)，該方法包括以下步驟-借助耦合輸入機(jī)構(gòu)(10，28，46，47)，將一個(gè)電磁交變場(chǎng)耦合輸入空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)，其中該電磁交變場(chǎng)的頻率關(guān)于空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)的尺寸是如此大小，即在空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)中發(fā)生通過(guò)全反射的繼續(xù)傳導(dǎo)，-借助耦合輸出機(jī)構(gòu)(32，48，49)，從空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)中耦合輸出該電磁交變場(chǎng)，-測(cè)量條棒對(duì)電磁交變場(chǎng)的吸收量，其中電磁交變場(chǎng)是微波場(chǎng)，電磁交變場(chǎng)的頻率不對(duì)應(yīng)于共振模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，條棒是過(guò)濾嘴條和/或 裝料是增塑劑和/或活性炭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，電磁交變場(chǎng)通過(guò)去耦器:帔耦合輸入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，去耦器是循環(huán)器(56)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，電磁交變場(chǎng)通過(guò)定向耦 合器(54,112)被耦合輸入，在定向耦合器(54，112)中分支出電磁交變場(chǎng)的 一部分，其作為基準(zhǔn)從定向耦合器(54,112)被送往測(cè)量裝置(60，62,64)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，從空心導(dǎo)體 (2,22,42;120，120')耦合輸出的電磁交變場(chǎng)與在定向耦合器(54,112)中分支 出的電磁交變場(chǎng)部分進(jìn)行比較，以便測(cè)定吸收量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，電磁交變場(chǎng)在空心導(dǎo)體 (2,22,42;120,120')內(nèi)借助共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件(49)被耦合輸出，共軸 空心導(dǎo)體耦合輸出件相對(duì)共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件(16，47)轉(zhuǎn)動(dòng)0°或 180。角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，測(cè)定的吸收量被換算成 條棒的裝料量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，微波場(chǎng)具有大約5至大 約9GHz的頻率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，該頻率介于5.1至 6.8GHz。
11. 一種測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的裝置(20)，包括空心導(dǎo)體 (2,22,42; 120， 120，)、用于將電磁交變場(chǎng)耦合輸入空心導(dǎo)體 (2，22,42;120，120')的耦合輸入機(jī)構(gòu)(10,28,46,47)、和用于電磁交變場(chǎng)的耦 合輸出機(jī)構(gòu)(32,48,49),其中空心導(dǎo)體(2,22,42;120,120')的尺寸關(guān)于電磁 交變場(chǎng)的頻率是如此大小，即在空心導(dǎo)體(2，22,42;120,120')內(nèi)發(fā)生通過(guò) 全反射的繼續(xù)傳導(dǎo)，其中空心導(dǎo)體(2,22,42;120,120')具有至少一個(gè)開(kāi)口 (20)和/或至少一個(gè)管(6,24，44),條棒可縱向移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述開(kāi)口或管，電 磁交變場(chǎng)是微波場(chǎng)，電磁交變場(chǎng)的頻率不對(duì)應(yīng)于共振模式。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20),其特征是，條棒是過(guò)濾嘴條 和/或裝料是增塑劑和/或活性炭。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所迷的裝置(20)，其特征是，微波場(chǎng)具有大約 5至大約9GHz的頻率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20)，其特征是，頻率介于5.1至 6.8GHz。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20),其特征是，空心導(dǎo)體(32,48,49)—起共同構(gòu)成一個(gè)用于C磁交變場(chǎng)的封閉空,司。 '
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20)，其特征是，空心導(dǎo)體 (2，22，42;120,120')是矩形空心導(dǎo)體(2，22,42)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置(20),其特征是，所述至少一個(gè)開(kāi) 口 (20)或至少一個(gè)管(6,24,44)設(shè)置在空心導(dǎo)體(2,22,42)的一側(cè)面上，該電 》茲交變場(chǎng)的電氣組成部分的方向平行于該條棒的縱軸線(xiàn)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置(20),其特征是，所述至少一個(gè)開(kāi) 口 (20)或至少 一個(gè)管(6，24,44)居中設(shè)置在空心導(dǎo)體(2,22，42)的 一側(cè)面上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置(20)，其特征是，矩形空心導(dǎo)體 (2,22,42)的長(zhǎng)邊具有大約30毫米至40毫米的長(zhǎng)度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置(20)，其特征是，長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度約為 34.84毫米。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置(20)，其特征是，矩形空心導(dǎo)體 (2,22,42)的短邊具有大約13毫米至19毫米的長(zhǎng)度。
22. 根椐權(quán)利要求21所述的裝置(20)，其特征是，短邊的長(zhǎng)度約為 15.76毫米。
23. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20),其特征是，耦合輸入機(jī)構(gòu) (10,28,46,47)包括去耦器。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置(20)，其特征是，去耦器是循環(huán)器(56)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20)，其特征是，耦合輸入機(jī)構(gòu) (10,28，46,47)包括定向耦合器(54,U2),在定向耦合器(54,112)中分支出電 石茲交變場(chǎng)的一部分。
26. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20),其特征是，設(shè)有用于測(cè)量耦 合輸出場(chǎng)的測(cè)量裝置(60-68;116,124，124',126-126",128)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置(20),其特征是，分支出的電磁交 變場(chǎng)部分作為基準(zhǔn)被送往測(cè)量裝置(60-68;116，124,124',126-126",128)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(20)，其特征是，耦合輸入機(jī)構(gòu) (10,28,46,47)包括共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件(16,47)和/或耦合輸出機(jī)構(gòu) (32,48,49)包括共軸空心導(dǎo)體耦合輸出件(49)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置(20)，其特征是，共軸空心導(dǎo)體耦 合輸出件(49)相對(duì)共軸空心導(dǎo)體耦合輸入件(16，47)轉(zhuǎn)動(dòng)0°或180°角。
30. —種煙草加工業(yè)制條機(jī)，包括根據(jù)權(quán)利要求11至29之一所迷 的裝置。
31. —種在根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的方法中將空心導(dǎo)體 (2,22,42;120,120')用于測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的用途。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所迷的用途，其特征是，條棒是過(guò)濾嘴條和/ 或裝料是增塑劑和/或活性炭。
33. —種在根據(jù)權(quán)利要求11至29之一所述的裝置(20)中將空心導(dǎo) 體(2,22,42;120，120')用于測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的用途。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的用途，其特征是，條棒是過(guò)濾嘴條和/ 或裝料是增塑劑和/或活性炭。
35. —種將根據(jù)權(quán)利要求11至29之一所述的裝置用于煙草加工業(yè) 制條機(jī)中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的方法和裝置。本發(fā)明涉及測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的方法、測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的裝置、煙草加工業(yè)設(shè)備以及將將空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)用于測(cè)量煙草加工業(yè)條棒的裝料量的用途。本發(fā)明的方法的特點(diǎn)是包括以下步驟借助耦合輸入機(jī)構(gòu)(10，28，46，47)，將一個(gè)電磁交變場(chǎng)耦合輸入空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)，該電磁交變場(chǎng)的頻率關(guān)于空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)的尺寸是如此大小，即在空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)中發(fā)生通過(guò)全反射的繼續(xù)傳導(dǎo)；借助耦合輸出機(jī)構(gòu)(32，48，49)，從空心導(dǎo)體(2，22，42；120，120′)中耦合輸出該電磁交變場(chǎng)；測(cè)量條棒對(duì)電磁交變場(chǎng)的吸收量。
文檔編號(hào)A24D3/02GK101627833SQ200910151759
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者N·霍亨斯坦 申請(qǐng)人:豪尼機(jī)械制造股份公司