EP0902277A1

Method and apparatus for the determination of at least one property of a product

Abstract

Beschrieben werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Erfassen mindestens einer Eigenschaft eines Stoffes durch Auswertung der durch die Anwesenheit des Stoffes verursachten Verstimmung eines HF-Resonators, dem Mikrowellen zugeführt werden, und von dem ein hochfrequentes, von dem Stoff beeinflußtes Signal abgenommen wird, dessen Hochfrequenzverschiebung und dessen Dämpfung gegenüber einem von dem Stoff beeinflußten Signal erfaßt wird, wobei dem Resonator Mikrowellen mit mindestens zwei unterschiedlichen Frequenzen zugeführt werden. Hierbei werden dem Resonator Mikrowellen von zwei Frequenzen zugeführt, die beide einer abfallenden Flanke der Resonanzkurve zugeordnet sind.

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19 claims: 8 independent, 11 dependent

  1. 1
    Verfahren zum Erfassen mindestens einer Eigenschaft eines Stoffes durch Auswertung der durch die Anwesenheit des Stoffes verursachten Verstimmung eines HF-Resonators, dem Mikrowellen zugeführt werden, und von dem ein hochfrequentes, von dem Stoff beeinflußtes Signal abgenommen wird, dessen Resonanzfrequenz-Verschiebung und Dämpfung gegenüber einem von dem Stoff unbeeinflußten Signal erfaßt wird, wobei dem Resonator Mikrowellen mit mindestens zwei unterschiedlichen Frequenzen zugeführt werden, die Resonanzfrequenz-Verschiebungen durch Vergleich der von dem Stoff unbeeinflußten und beeinflußten Resonanzkurven des Resonators erfaßt werden, und die Dämpfung durch Vergleich der Amplituden der Resonanzkurven bei den Frequenzen der zugeführten Mikrowellen erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Resonator Mikrowellen von zwei Frequenzen zugeführt werden, die beide einer abfallenden Flanke der Resonanzkurve zugeordnet sind.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der Mikrowellen durch ständiges Umschalten von niederen zu höheren und wieder zurück zu niederen Werten periodisch geändert werden.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen mit einer niederfrequenteren rechteckförmigen Wechselspannung frequenzmoduliert werden.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei maximalen und minimalen Werten der Modulationsschwingung von dem Resonator abgegebenen gleichgerichteten Signale erfaßt und aus den maximalen und minimalen Signalen Auswertsignale gebildet werden.
  5. 5
    Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem der Summe der maximalen und minimalen Signale entsprechenden Signal ein Mittelwertsignal und aus dem der Differenz der Signale entsprechenden Signal ein Differenzsignal gebildet wird und daß beide Signale jeweils einer Rechenstufe zugeführt werden, in der die Signale in Polynomen zusammen mit Konstanten zu Teilsignalen verrechnet werden, die durch Addition den Endwert ergeben.
  6. 6
    Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Konstanten durch Parametrierung anhand von Referenzwerten des Stoffes erfolgt, der - je nach zu ermittelnder Größe (z. B. Dichte/Masse, Feuchte) - vermessen wird.
  7. 7
    Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte/Masse von Schnittabak, insbesondere in einem Zigarettenstrang, erfaßt wird.
  8. 8
    Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuchte von Schnittabak, insbesondere in einem Zigarettenstrang, erfaßt wird.
  9. 9
    Anordnung zum Erfassen mindestens einer Eigenschaft eines Stoffes, mit einem Resonator, dem von einem Generator Mikrowellen zuführbar sind, und von dem ein hochfrequentes von dem Stoff beeinflußtes Signal zum Erfassen seiner Resonanzfrequenz-Verschiebung und Dämpfung gegenüber dem von dem Stoff unbeeinflußten Signal abnehmbar und einer Auswertschaltung zuführbar ist, mit einer Zufuhr von Mikrowellen mit mindestens zwei unterschiedlichen Frequenzen von dem Generator zu dem Resonator und mit einer Resonanzfrequenz-Verschiebungen durch Vergleich der von dem Stoff beeinflußten Resonanzkurve gegenüber der von dem Stoff unbeeinflußten Resonanzkurve sowie die Dämpfung durch Vergleich der Aplituden der von dem Stoff beeinflußten und unbeeinflußten Resonanzkurven erfassenden Schaltungsanordnung, gekennzeichnet durch die Zufuhr von Mikrowellen von zwei Frequenzen, die beide einer abfallenden Flanke der Resonanzkurve zugeordnet sind, zu dem Resonator.
  10. 10
    Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Umschaltanordnung zum ständigen Umschalten der Frequenzen der Mikrowellen von niederen zu höheren und wieder zurück zu niederen Werten zwecks periodischer Frequenzänderrungen.
  11. 11
    Anordnung nach Anspruch 9 und/oder 10, gekennzeichnet durch eine die Mikrowellen mit einer niederfrequenteren rechteckförmigen Wechselspannung modulierende Frequenzmodulationsanordnung.
  12. 12
    Anordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine die bei maximalen und minimalen Werten der Modulationsfrequenz von dem Resonator abgegebenen Signale erfassende Abtastanordnung zur Bildung von Auswertsignalen.
  13. 13
    Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastsignale einer Summier- und einer Differenzbildungsschaltung zugeführt sind, deren Ausgangssignale jeweils eine Rechenstufe beaufschlagen, in der die Signale in Polynomen zusammen mit Konstanten zu Teilsignalen verrechnet werden, die einem Additionsglied zum Bilden des Endwerts zugeführt sind.
  14. 14
    Anordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Ermittlung der Konstanten mittels Parametrietung anhand von Referenzwerten des Stoffes, der - je nach zu ermittelnder Größe (z. B. Dichte/Masse, Feuchte) - vermessen wird.
  15. 15
    Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator in einem Gehäuse aus Metall angeordnet ist, das jeweils eine Einlaßöffnung sowie eine Auslaßöffnung zum Durchleiten eines Stranges der tabakverarbeitenden Industrie, insbesondere eines Zigarettenstranges, aufweist.
  16. 16
    Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse rotationssymmetrisch, vorzugsweise zylindrisch, ausgebildet ist.
  17. 17
    Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse ein dielektrischer Festkörperresonator angeordnet ist.
  18. 18
    Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 17, gekennzeichnet durch eine Erfassung der Dichte/Masse von Schnittabak, insbesondere in einem Zigarettenstrang.
  19. 19
    Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 17, gekennzeichnet durch eine Erfassung der Feuchte von Schnittabak, insbesondere in einem Zigarettenstrang.
Independent claims19