电容的HF条测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电容的HF条测量装置，所述电容的HF条测量装置尤其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，所述电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器的壳体，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载。此外，本发明专利技术涉及烟草加工业的一种相应的机器以及一种用于以电容的方式来确定烟草加工业的材料条的至少一种特性的方法，在此将所述材料条输送穿过测量电容器，而所述测量电容器则在第一接头上用来自第一HF电源的频率f的第一HF电压信号来加载。所述根据本发明专利技术的电容的HF条测量装置的突出之处在于，在所述壳体中布置了一个或者多个确定精度的电子的组件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容的HF (高频)条测量装置，该电容的HF条测量装置尤其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，该电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器的壳体，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载；此外，本专利技术涉及烟草加工业的一种相应的机器以及一种用于以电容的方式来确定烟草加工业的材料条的至少一种特性的测量方法，所述材料条被输送穿过至少一个测量电容器，而所述测量电容器则在第一接头上利用来自第一 HF电源的频率f的第一 HF电压信号来加载。本专利技术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IOOmm的区段长度来说遵循着每秒100的剪切节拍。
技术介绍
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器壳体，在此将烟草条导送穿过所述微波谐振器壳体。已知在频率明显更低的情况下测量条特性。因此，从文献DE 10 2004 063 228 B4中公开了一种用于确定产品、尤其是烟草、棉花或者其它纤维制品的介质的特性、尤其是湿度和/或密度的测量装置，该测量装置具有测量电容器和用于在所述测量电容器中产生高频场的机构，所述高频场受到布置在所述测量装置的测量空间中的产品的影响。此外包括一种电路机构，设置该电路机构以确定受到所述产品的影响的高频场的合适的测量值。所述电路机构对于所述高频场的所使用的测量频率来说并未构成谐振并且测量基于所述测量电容器中的连续的高频波的传播进行。设置所述电路机构以确定两个相互独立的、取决于受到所述产品影响的高频波的幅度和相位的测量值。按照这种现有技术并且在本专利技术中，“高频”或者说“HF”这个概念原则上意味着低于100 MHz的在微波范围的界限内的频率。通常所述频率大于10 kHz、优选大于100 kHz。进一步优选所述频率至少为I MHz，尤其对于烟草来说进一步优选大于5 MHz，因为太低的频率只能在越发受到限定的测量范围内进行足够精确的测量。此外，由文献DE 10 2004 063 229 B4中公开了另一种基于HF测量电容器的测量装置，利用该测量装置来识别产品中、尤其是烟草、棉花或者其它纤维制品中的异物。一般在进行典型的电容的测量时将测量电容器连接到地电位(Massepotential)上。将交流电源与测量电容器的另一个接头连接起来并且测量通过测量电容朝向地电位流动的电流。如果通过这种方式来根据量和相位确定所述测量电容上的电流和电压，那么原则上可以确定测量电容的量和损耗因数。对于比较大的有待测量的测量电容来说，这种测量方法在较大的频率范围内十分合适。如果应该测量很小的比如大约IpF或者更小的测量电容，那要考虑到不受欢迎的效应，所述不受欢迎的效应让根据这种方法进行的测量变得不精确。因为在按文献DE 102004 063 228 B4和文献DE 10 2004 063 229 B4的装置中典型地处于数pF (皮法)的数量级中的杂散电容原则上不可避免，所以除了通过所述测量电容流动的电流之外还额外地测量通过杂散电容流动的电流。因为这两种电流无法清楚地分开，所以后果就是较小的测量电容的不准确的测量。由于过滤条及香烟条上的几何情况，有待确定的测量电容明显低于I pF。此外，这个数值应该很高地加以分辨。此外，应该以较高的精度来确定所述损耗因数。为了避开这个具有杂散电容的问题，按文献DE 10 2004 063 228 B4和文献DE10 2004 063 229 B4的测量电容器在作为微分元件或者积分元件的运算放大器电路中运行。因为所述测量电容的一个接头在这种装置中低阻抗地连接到电源上，不过所述测量电容的另一个接头由于运算放大器的负反馈而虚拟地保持在地电位上，所以可以明显地减少这些装置中的杂散电容的影响。目前利用这种电路，可以测量低至大约IpF的测量电容以及高达大约100 KHz的频率。在这个范围之外，其中所描述的方法的精度受到了限定。
技术实现思路
考虑到这种现有技术，本专利技术的任务是，提供一种电容的条测量装置和一种测量方法，利用所述电容的条测量装置和所述方法对于烟草加工业的材料条来说相对于以往能够做到的情况能够以进一步得到改进的精度以及更高的HF频率来测量测量电容器的电容。该任务通过一种电容的HF条测量装置得到解决，该电容的HF条测量装置尤其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，该电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器的壳体，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载，所述电容的HF条测量装置通过以下方式得到改进，即在所述壳体中布置了一个或者多个确定精度的电子的组件。烟草加工业的材料条在本专利技术的范围内尤其是烟草条或者过滤条。材料条的有待确定的特性在本专利技术的范围内尤其是材料条的湿度和/或密度、和/或添加物的质量、和/或埋入到材料条中的元件或者说本体的质量和/或位置。本专利技术基于这样的构思，即遮蔽所述确定精度的电子的组件以防止外部的干扰影响，方法是将其布置在所述电容的HF条测量装置的壳体中。在此实现坚韧的结构并且这种结构在很大程度上将测量组件集成到所述条测量装置的壳体中，因而所述条测量装置一方面通过很短的信号路径与所述测量电容器相连接并且另一方面节省其它的线路连接。这有利于信号质量。此外，具有测量电容器和电路组件的HF测量系统安置在一个共同的壳体中，因而如果所述壳体是金属的或者经过金属化处理，则作为一个单元相对于外部的干扰影响对其进行遮蔽。此外，所述电子装置连同所述测量电容器和所述壳体处于热的平衡之中，因而测量信号也不会通过测量电容器与电子的组件之间的温差而受到负面的影响。在一种优选的改进方案中，所述壳体具有一种拥有较小的热膨胀的材料和/或在所述壳体内部和/或上面构造了温度调整机构，借助于所述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。由此除了通过具有较小的温度系数的材料的选择或者通过主动的温度调整来被动的或者主动地保护所述测量电容器和壳体的几何形状，实施其它的用于使测量过程稳定的措施并且排除相应的影响，所述影响可能对稳定性产生负面影响并且因此可能导致对测量精度的损害。这也涉及布置在所述壳体中的、否则同样经受外部的干扰影响的电子的组件。利用温度调整或者说具有较低的热膨胀系数的材料的选择以及电子的组件的在壳体中的集成，在温度变化时不会出现机械的应力或者还仅仅在微小的程度上出现机械的应力。这样的效应引起沉降现象(Setzerscheinung),所述沉降现象在测量装置的运行过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
电容的HF条测量装置（20），其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，所述电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器（31）的壳体（21），所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载，其特征在于，在所述壳体（21）中布置了一个或者多个确定精度的电子的组件（29、30）。

【技术特征摘要】
2011.09.20 DE 102011083052.91.电容的HF条测量装置(20)，其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，所述电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器(31)的壳体(21)，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载，其特征在于，在所述壳体(21)中布置了一个或者多个确定精度的电子的组件(29、30)。2.按权利要求1所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)具有一种拥有较小的热膨胀的材料和/或在所述壳体(21)内部中和/或所述壳体上构造了温度调整机构，借助于所述温度调整机构能够将所述壳体(21)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。3.按权利要求1所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)具有一个或者多个腔室(25、26)，在所述腔室中分别布置了一个或者多个确定精度的电子的测量组件(29、30)。4.按权利要求3所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述确定精度的电子的测量组件(29、30)是一个或者多个HF电源、分析电路和/或调整电路。5.按权利要求1所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)包括一个基体(22)和一个或者多个盖子(23、24)，所述基体和盖子能够组合成所述壳体(21)，其中所述腔室(25、26 )或者所述腔室们(25、26 )构造为所述基体(22 )中的和/或所述盖子(23、24 )或者所述盖子们(23、24 )中的空隙。6.尤其按权利要求1到5中任一项所述的电容的HF条测量装置(20)，其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，所述电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器(31)的壳体(21)，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载，其特征在于，所述测量电容器(31)具有两个彼此对置的电容器表面(35、35’、36、36’)，所述电容器表面分别具有用于材料条的中心的穿通开口(330、340)，其中所述两个电容器表面(35、35’、36、36’ )中的至少一个电容器表面在围绕着所述穿通开口(330、340)的环形的区域中汇入到环绕的并且径向向内伸出的凸缘(41,42)中，或者构造为在围绕着所述穿通开口(330、340)的环形的区域中环绕的并且径向向内伸出的凸缘(41’、42’)，所述凸缘的内部的开口形成用于材料条的穿通开口(330、340)并且具有背离所述电容器表面(35、35’、36、36’)之间的间隙(37)的背面，在该背面上所述壳体(21)的内直径相对于所述穿通开口(330、340)的直径在形成环形的铲齿(43、44)的情况下打开。7.按权利要求6所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述电容器表面(35、35’、36、36，)是圆环形的。8.按权利要求6所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述铲齿(43、44)或者所述铲齿们(43、44)沿轴向的方向通过一个或者多个径向向内伸出的壳体区段来封闭。9.按权利要求6所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述凸缘(41、41’、.42、42’)形成在横截面中笔直的或者弯曲的环状地围绕着所述穿通开口(330、340)延伸的、具有端部边缘的表面。10.按权利要求9所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述凸缘(41、41’、.42、42’ )延长所述电容器表面(35、36)或者端面(33a’、34a’)，或者与所述电容器表面(35、36)或端面(33a，、34a’)围成大于90°的角度。11.按权利要求1或2所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，至少一个电容器电极具有由非传导的材料制成的支座(33、33 ’、34、34 ’)或者支座基片。12.按权利要求11所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述支座(33、33’、34、34’)或者支座基片由塑料或者陶瓷基片制成，所述支座或者支座基片的电容器表面都已金属化。13.按权利要求12所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，引导电容器表面(35、35’、36、36，)的连接导线(39、39，、40、40’)穿过所述支座(33、33，、34、34’)或者所述支座基片。14.按权利要求12所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述支座(33、33’、34、34’)或者支座基片的外表面(331、331’、341)的一部分的不是电容器表面的一部分，所述支座或者支座基片的外表面为了与地电位相连接而至少部分地金属化，其中一个或者多个其它的表面(332、342)为了穿引连接导线(39、39’、40、40’)或者为了将所述电容器表面(35、35’、36、36’)与所述外表面(331、331’、341)的有待放置或者放置在地电位上的部分分开而防止被金属化。15.按权利要求12所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，电容器电极的电容器表面(35’、36’)构造为凸缘(41’、42’)，所述凸缘固定在支座(33’、34’)或者支座基片中或其上，并且被所述支座(33’、34’ )的非传导的区域所包围。16.尤其按权利要求1到15中任一项所述的电容的HF条测量装置(20)，所述电容的HF条测...

【专利技术属性】
技术研发人员：D施勒德，P施赖贝尔，R卡恩，
申请(专利权)人：豪尼机械制造股份公司，
类型：发明
国别省市：