[发明专利]微波条测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对烟草加工业的一根或者多根材料条的特性进行测量的微波条测量装置，该微波条测量装置包括具有至少一个构造为微波谐振腔的内腔室的壳体，所述内腔室能够被材料条从中穿过并且能够向所述内腔室输送微波，其中所述壳体具有一种具有较小的热膨胀的材料和/或在所述壳体的内部中和/或在所述壳体上构造了温度调整机构，借助于该温度调整机构能够将所述壳体的温度基本上保持在恒定的预先确定的或者能够预先确定的数值上。此外，本发明涉及烟草加工业的一种机器、尤其成条机。

本发明尤其涉及烟草加工业中的成条及条加工的领域，也就是在成条机中香烟条及过滤条的制造。比如制造香烟条，方法是首先将烟草抖散到成条输送机上，用包裹纸条来包裹所述烟草条并且随后从所述烟草条上定尺寸剪切多倍使用长度的香烟。烟草条或者过滤条的形成以及条的随后的裁切或者说定尺寸剪切以较高的速度进行。对于现今的香烟制造机以及过滤嘴制造机来说10 m/s的条速度是典型的，其中对于100mm的区段长度来说遵循着每秒100的剪切节拍。

背景技术

香烟的质量取决于香烟条中的烟草的状态。出于这个原因而规定，对香烟条中的烟草的湿度及密度进行测量并且尤其对密度进行调整。此外，在出现突然的和短时间的信号波动的情况下推断出异物的存在，其中接下来剔除相应的条区段。

这在现代的香烟制造机中借助于微波测量装置来进行，所述微波测量装置具有至少一个微波谐振腔壳体，在此将烟草条导送穿过所述微波谐振腔壳体。

这样的谐振腔壳体由文献DE 198 54 550 B4公开，该文献公开的内容应该内容完整地接纳在本专利申请中。在那里示出的用于微波的谐振腔壳体被烟草加工业的条从中穿过并且由金属的材料制成。为了检测所述条材料的质量和/或湿度，能够向所述谐振腔壳体输送微波。该壳体具有一个温度调整装置，该温度调整装置则具有用于所述壳体的温度的检测器以及加热晶体管，其中所述检测器如此控制所述加热晶体管，从而使得该加热晶体管的损耗热将所述壳体的温度至少几乎恒定地保持在环境温度之上。替代地或者附加地，所述金属的材料也可以具有较低的热膨胀系数。

另一种谐振腔壳体在文献DE 10 2004 017 597 B4中得到公开，该文献的公开内容同样应该内容完整地接纳在本专利申请中。其中，公开了一种具有构造为空心圆筒的形式的谐振腔室的谐振腔壳体，所述谐振室相对于香烟条对称地布置。在此设置了耦合天线和脱耦天线，借助于所述耦合天线和脱耦天线来耦合用于在谐振腔室中激发振动的微波信号并且又脱耦所发送的部分。这种谐振腔壳体基本上由Zerodur?构成，该Zerodur?拥有很低的热膨胀系数。所述谐振腔壳体的内壁用金涂覆。

借助于比如按文献DE 198 54 550 B4或者文献DE 10 2004 017 597 B4的微波谐振腔进行的测量利用了以下物理的状态，即所述微波谐振腔中的微波场的谐振曲线在所述微波谐振腔中存在材料条的情况下发生变化。原则上测量从所述谐振腔中穿过的材料条的复杂的介电常数。所述复杂的介电常数具有实部和虚部或者说量和相位。在所述复杂的介电常数的两个特征值中，包含条的密度和含水量的信息。密度或者含水量的变化导致所述两个特征值以及由此微波谐振腔的谐振曲线的表征的变化。

相对于未加载的微波谐振腔，谐振曲线的最大值或者说最小值在存在条材料时朝较低的频率移动。此外，所述谐振曲线变宽。所述材料条的密度的变化和湿度的变化相应地产生所述谐振曲线的位置、高度和宽度的自身的特殊的变化。如果测量所述谐振曲线的至少两个测量变量，那么因此可以在彼此独立的情况下在测量精度以及条密度和条湿度的测量值的函数的依赖性的相互关系的范围内确定所述密度和湿度。

两种已知的谐振腔壳体估计到较高的测量稳定性的要求，方法是所述微波谐振腔的取决于温度的几何形状恒定性通过以下方式来获得，即所述谐振腔壳体相应地由具有较小的热膨胀系数的材料制成和/或实现温度调整。由此减少谐振腔壳体中的构件的尺寸的变化和位置的变化，所述变化对测量结果有着直接的影响。

发明内容

从这种现有技术出发，本发明的任务是，说明烟草加工业的一种微波条测量装置和烟草加工业的一种机器、尤其成条机，利用所述微波条测量装置和所述机器可以比以往还更为精确地测量烟草加工业的材料条的特性。