漏泄磁场探针制造技术

本发明专利技术涉及一种测定材料介电性质的漏泄磁场探针，包括产生电场的介质和屏蔽所产生电场的屏蔽介质，其中所述的屏蔽介质如此构成，使得电场至少部分地处于屏蔽介质之外。本发明专利技术的特征在于，屏蔽介质至少具有两个开孔，以使得电场在外部空间发生输出耦合。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测量物体介电性能的漏泄磁场探针(Streu-feldsonde)，该探针配有可以产生电场的介质(Erzeugungsmittel)，还配有可以屏蔽所产生电场的屏蔽介质(Abschirmmittel)，其中，屏蔽介质至少使得一部分电场处于屏蔽介质以外。这类漏泄磁场探针在现有技术中是已知的。这种漏泄磁场探针借助于电磁漏泄磁场，测定位于电磁漏泄磁场中的物体的介电性能。所以借助于这种漏泄磁场探针，能够测定物体有效的介电常数，以使得从另一方面间接地测出物体的种类、湿度和密度等。为了更好地理解漏泄磁场探针，尤其是更好地理解本专利技术，首先要了解这种漏泄磁场探针通常的
技术介绍
。上述的漏泄磁场探针通常被称作介电测定探针(Dielectrometer-sonde)。这种介电测定探针优先地产生频交变电场。然后所要检测的物体放入该高频交变场中，这就提高了位移电流。以这种方式形成的电容器是谐振电路的主要元件。这样通过场强度的谐振回路的放大系数，提高了介电测定探针的灵敏度，以确定介电常数的变化。由于将所检测物体放入而使介电常数放大，降低了谐振频率，从而抑制了所测物体的谐振损耗。检测物体时有二种方案。其中之一是将所要检测的物体放入谐振器中，例如可从独立的专利申请DE19705260A1和附属的专利DE19734978A1中获知。其所示的装置是将介电测定探针的谐振器安装入一个机体中，该机体有一进口和一出口。根据其公开的装置，可通过进口和出口导入、导出束状(Strang)烟草制品尤其是香烟。这样采用其所公开的装置，利用香烟在谐振器中的出入可以影响谐振电路的谐振频率，从而可以测出香烟的某些性质，例如香烟的湿度和密度。在上述的公开中也详细地阐述了用来测量谐振位移的测量方法，所以在此不再重复该阐述，请参阅上述专利阐述的测量方法。现有技术已经证明上述公开中所阐述的测量物体密度的装置和方法、特别是测量束状烟草制品密度的装置和方法是有效的。然而由于在上述公开的方法和装置中，采用调节电路(Regelkreis)测量密度，而这又同时会影响密度。所以用这种装置测得的密度，例如多次提到的束状烟草制品的密度，要进行精确地校准。上述公开所阐述的方法是测量通过谐振器的物体的谐振曲线上至少二点谐振值。除了测量值的平均值和差值外，还可以算出材料的介电质性能如湿度以及密度。特别在烟草加工工业中，所要检测的材料的湿度确实需要尽早测量，这就是说，所要加工的烟草的湿度需要被尽早地测出。所以在烟草加工工业中，有必要检测还是松散材料的烟草，也就是说在烟草还没加工制成束状前就进行测量，因为只有在此时才使烟草的湿度发生足够大的变化。假如烟草已经被加工成束状，那么就不能使其湿度产生足够的变化。由此可以看出，所要检测的物体必须不能作为试样本身被放入谐振器，而必须将所要检测的物体沿着发出漏泄磁场的谐振器通过。本专利技术就是涉及如此一种谐振器的实施方式，尤其是本文开头提到的本专利技术的漏泄磁场探针。采用这种漏泄磁场探针时，使所要检测的物体通过谐振器外面的漏泄磁场。为此，谐振器优选如此构成，谐振器的电场至少有一部分在屏蔽介质之外，而其余的电场以及磁场则在屏蔽介质之内，如此就不会与所要检测的物体例如松散的烟草发生相互影响。这样对于本文开头提出的漏泄磁场探针，只有处于屏蔽介质之内的一部分电场在外面被耦合。在外面被耦合了的电漏泄磁场与所要检测的物质发生相互作用。已经证实在微波区域内测定所要检测物质的湿度例如烟草的湿度，是有利的。为了准确确定所要测量的物体在利用这种漏泄磁场探针时的上述损失，必须避免漏泄磁场探针的发射损失(Abstrahlungsverluste)。这是必要的，因为在所要检测的物体中除了这种损失外，对于非磁性材料除了已知的在导线里的欧姆损失外，只有介电损失。最后是关于测量的目的，所以应尽可能地减少发射损失。这种发射损失的减少就意味着电场的远场(Fernfeld)减少，这样只在漏泄磁场探针的附近存在近场(Nahfeld)。当远场的发射部分对于所有可能的角度位置由于它的反相性而消失时，那么就特别会避免上述的发射损失。然而这种在远场的发射部分的相互消失只有在如下情况下才是可能的，即当发射孔的直径远小于所用的波长时，通过该孔从漏泄磁场探针的屏蔽介质中发射出漏泄磁场。不过这又导致了如下缺点，由于漏泄磁场探针中的漏泄磁场发射孔的直径小，只能在这个区域进行测量，例如测量所要检测物体的湿度。所以由于这种构造的漏泄磁场探针，即具有小孔的漏泄磁场探针，人们得到的只是所要检测的物体的点部的介电常数测量值。当所要检测的物体不均匀时，这又是不利的。例如对于松散物体就会出现这种不均匀性。例如在烟草加工工业中用的松散的烟草，由于在松散的烟草中的单根烟草纤维是随意安放的，所以就有非常大的不均匀性。因而，采用点式测量方式的漏泄磁场探针，只能非常不准确地测得这种不均匀的烟草的湿度。为了克服上述缺点，现有技术建议使用多个这种漏泄磁场探针。用多个漏泄磁场探针或谐振器使得如下测量成为可能，如在气候不平衡的条件下，不仅不同烟叶中的分布不平衡，即使在单片烟叶中其湿度分布常常也是不平均的，所以烟叶的湿度只能近似地确定，这样可以通过采用多个上述的漏泄磁场探针进行测量。例如，这种具有多个探针的装置可从EP-A-0 558 759 A1中获知。然而上述的具有多个谐振器或漏泄磁场探针的装置的不足之处在于，例如当在微波区域内进行测量时，微波必须通过能量分配仪进行拆分，而在谐振器或探针的后面微波又必须被混合在一起。这就造成了高的构件费用。此外，为了确保所有的谐振器以相同的谐振频率工作，在这样的测量装置中必须采用昂贵的谐振器。总之，以现有的技术去克服辐射问题，其技术上的成本非常高。所以，本专利技术的任务就是改善在本文开头所提到的漏泄磁场探针，即避免上述的缺点，而制备出一种可实用的漏泄磁场探针，该探针也能可靠地检测不均匀的或松散的材料的介电性能，特别是湿度；同时，该探针具有简单的构造。上述的任务可通过采用本文开头所提到的那种漏泄磁场探针得以解决，即为了电场的输出耦合(Auskopplung)，屏蔽介质上有至少二个孔。通过根据本专利技术的在屏蔽介质的两处对漏泄磁场的输出耦合，使得如下测量是有利的，即通过小孔/小出口，漏泄磁场向外辐射，或者与所要检测的物体的接触，从而也能检测出不均匀物体的介电性能。从这些介电性能可确定所要检测的物体的湿度。这样，根据本专利技术，对于不均匀的物体，如象具有不均匀的湿度和密度分布的烟叶，具有用于电场输出耦合或用于电场与所要检测物体耦合的足够多的点，而使得得到各点测量值的平均值成为可能，这就可能比迄今为止的现有技术得到更为准确的测量值。特别是通过本专利技术也可以避免如下缺点，即EP-A-O 558 759 A1中的一种由许多相互独立的漏泄磁场探针组成的装置所具有的缺点此处所必需的昂贵的各个探针的结构一致性，以及在探针之前和之后的电磁波所必需的拆分和合并，在本专利技术中不再是必需的了，因为本专利技术只用单独一个漏泄磁场探针或单独一个漏泄磁场谐振器，而其同时在外面多处产生漏泄磁场的输出耦合。这样，用专利技术的谐振器完全可能覆盖一个大的面积范围，而不必忍受较大的孔即辐射的缺点。所以，本专利技术以有利的方式特别适于应用于烟草加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定材料特别是松散烟草介电性质的漏泄磁场探针，它包括产生电场（Ｅ）的介质（２，３０）和屏蔽所产生电场（Ｅ）的屏蔽介质（４，４ａ，４ｃ，２０），其中所述的屏蔽介质（４，４ａ，４ｃ，２０）如此构成，使得电场（Ｅ）至少部分地处于屏蔽介质（４，４ａ，４ｃ，２０）之外；其特征在于，屏蔽介质（４，４ａ，４ｃ，２０）至少具有两个开孔（１０），以使得电场输出耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格托比亚斯，赖因哈德克内歇尔，马蒂亚斯比塞，
申请(专利权)人：豪尼机械工程股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]