专利名称：微波条测量装置的制作方法
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IOOmm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稱所发送的部分。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。本发明通过一种用于对烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的特性进行测量的微波条测量装置得到解决，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，所述微波条测量装置通过以下方式得到改进，也就是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。有待测量的特性尤其是材料条的湿度、密度和/或质量、尤其是添加物的湿度、密度和/或质量、和/或埋入在材料条中的元件的质量和/或位置。埋入在条中的元件可以是异物或者在制造过程中已经添加到材料条中的元件，其中所述异物会导致条区段或者从中定尺寸剪切的材料棒的报废(Ausschuss)。所述材料条是烟草条或者过滤条。本发明基于这样的构思，即实施其它可能的用于使所述微波条测量装置稳定的措施并且排除相应的影响，所述影响会对稳定性产生负面影响并且因此会导致对测量精度的损害。这一点根据本发明涉及同样经受外部的干扰影响的确定精度的电子的组件。这些其它的措施也可以除了所述微波谐振腔的几何形状的被动的或者主动的保护还比如通过主动的温度调整来使用。在按文献DE 198 54 550 B4和文献DE 10 2004 017 597 B4的现有技术中，所述谐振腔从初级的测量电路上分开，比如从二极管结构块(Diodenblock)中的测量二极管上分开。此外，不同的组件具有不同的拥有不同的热膨胀系数的材料。在温度变化时这就导致机械的应力。这样的效应引起沉降现象(Setzerscheinung),所述沉降现象在所述测量装置的运行过程中引起精度损失。因此，通过比如通过螺纹连接引起的力，经过一定的时间由于机器振动而出现沉降现象或者漂移，所述沉降现象或者漂移可能导致所述探测器、也就是耦合天线和脱耦天线的相对于谐振腔壳体的位置变化。此外，由于在室温下安装与运行之间的高达大约65°C的温差，谐振腔和二极管结构块会膨胀百分之几毫米，这在连接部位上引起相应的机械的应力，所述机械的应力则同样导致沉降现象或者说漂移(Drift)。相对于此，所述根据本发明的微波条测量装置通过以下方式避免了这些缺点，SP在很大程度上将测量组件集成到所述谐振腔壳体中的情况下实现坚韧的构造。在与以往的构造技术有差别的情况下，完全放弃谐振腔和初级的测量组件的机械上的分开。换而言之，将确定精度的组件安置在共同的壳体中。由此原则上避免沉降现象，所述沉降现象的原因在于谐振腔和初级的电子的组件、尤其是测量组件的接合部位。只要电子的组件集成在壳体中并且具有与壳体本身不同的热膨胀系数，那就优选如此安排这些组件与所述壳体之间的连接，使得不同的热膨胀通过所述连接的柔软性来得到补偿并且不会导致所述壳体本身张紧应力和变形。同时，通过这种装置，根据本发明同样可能的温度调整也就是温度的恒定不仅涉及所述壳体而且也涉及所述布置在其中的测量电子装置，这又保证了所述电气的组件的工作方式的恒定并且有助于避免漂移。优选作为确定精度的电子的组件，在所述壳体中布置了至少一个微波发生器和/或至少一个频率稳定的振荡器和/或信号处理组件和/或测量电子装置组件。由此，电子的组件不仅包括产生微波的组件而且包括测量组件。所述壳体有利地具有一个或者多个关于微波杂散场彼此屏蔽的腔室，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。因为对于微波技术的较高的频率来说信号导体之间的极小的杂散电容就导致剧烈的相互的影响，所以通过所述腔室在很大程度上抑制了不同的电子的组件的相互影响。因此，对测量精度的伴随着杂散出现的负面的影响通过以下方式显著地得到抑制，即初级的测量电路组件安置在一个腔室中或者说相应单个的腔室中，所述腔室在很大程度上防止杂散传递到相邻的腔室中的电路组件上。因此比如优选用来产生微波的单元与布置在分开的腔室中的测量单元和分析单元屏蔽。如果优选所述壳体包括一个基体以及一个第一盖子，所述基体和所述盖子组合成所述壳体，其中尤其进一步包括一块用于确定精度的电子的组件的盖板，该盖板布置在所述第一盖子中的接纳部中，那就实现了所述壳体的一种可以容易地制造的并且紧凑的结构。所述基体和所述第一盖子或者说尤其所述盖板能够以简单的方式来制造并且能够彼此相连接。同样优选所述腔室作为空隙构造在所述第一盖子中和/或所述盖板中和/或所述基体中，其中在所述腔室之间和/或在所述腔室与所述微波谐振腔之间布置了隔板。所述隔板将单个的腔室进而将布置在其中的电气的和/或电子的组件彼此隔开并且就这样防止相互影响或者说信号的串扰。在一种有利的设计方案中，所述盖板安放在至少一块具有电气的和/或电子的构件的基础印制电路板上并且所述腔室构造在所述基础印制电路板与所述盖板、所述第一盖子和/或所述基体之间。所述盖板优选安放在所述基础印制电路板的接地基座(Massebasis)上。进一步优选对所述基体和所述第一盖子或者说盖板中的隔板之间的间隙和/或自由表面进行密封以防止HF辐射，尤其借助于作为尤其粘结的HF膏涂覆的密封件、HF密封绳或者HF-O型密封圈进行密封。在一种有利的改进方案中，所述基体具有至少一个腔室，在所述腔室中尤其布置了电压供应机构和/或温度调整机构，和/或在所述壳体上布置了温度调整机构，其中借助于所述壳体中或者所述壳体上的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。由此其它的不仅用于所述微波谐振腔的运行及供电而且用于所述发生器组件和测量组件的运行及供电的组件也集成到所述根据本发明的微波条测量装置中并且形成一个紧凑的单元。此外，通过所述微波条测量装置的紧凑性来节省较长的信号传播距离、线缆连接、额外的连接部位以及信号传播过程中的其它薄弱部位，从而通过接触部位的节省而提高信号质量及测量质量。进一步优选在所述基体上布置了第二盖子，该第二盖子将所述基体中的至少一个腔室封闭。这样的第二盖子在与所述第一盖子对置的一侧上将所述基体封闭并且也用于在机械方面保护布置在所述基体中的电气的和电子的组件。在所述基体中或者在所述第一盖子中有利地布置了两个层面或者多个层面的腔室。这用于所述装置的进一步紧凑化。也可以将腔室布置在所述基体中以及所述第一盖子中的不同的层面中。因此比如根据本发明包括这一点，即在所述第一盖子中在一个层面中的一个腔室中布置分析电子装置的一部分，而在所述第一盖子中或者在所述基体中在另一个处于前述层面之上的层面中的另一个腔室中则布置所述测量装置以及也可能所述分析电子装置的另一部分。在这种情况下根据本发明也明确地包括这一点，即多个层面的腔室仅仅布置在所述基体中，仅仅布置在所述第一盖子中或者以分布到所述基体及第一盖子上的方式来布置。优选谐振腔盖子朝一侧将所述构造为基体中的空腔的微波谐振腔封闭，其中所述谐振腔盖子是所述第二盖子的一部分或者布置在所述第二盖子的空隙中。有利的是，所述基体和所述第一盖子、尤其所述盖板尤其所述第二盖子也具有一种或者多种拥有基本上相同的、尤其较小的热膨胀的材料，其中尤其所述材料的热膨胀系数不超过25X IO-6IT1的数值尤其基本上小于2. 5X IO-6IT1、尤其小于0.1X lot1。因瓦铁镍合金(Invar)这种材料比如具有大约2. OX KT6IT1的热膨胀系数。玻璃陶瓷Zerodur 具有小于0.1 X IO-6K-1的热膨胀系数。在使用非传导的塑料材料、玻璃陶瓷的材料或者陶瓷的材料时，所述微波谐振腔以及腔室内部的墙面涂敷上金属的层、比如金，以便防止微波向所述谐振腔或者说腔室的外部传播。铝以及一些耐热的具有较低的热膨胀系数的塑料、比如聚醚醚酮(PEEK)或者聚苯并咪唑(PBI)由于其良好的切削的加工特性而建议用作优选的用于所述壳体的材料。铝比如具有23. 8 X IO-6IT1的热膨胀系数，对于PEEK来说由制造商注明17X lOl—1到25X lOl—1的数值。PBI也具有类似的25 X lot1的热膨胀系数。所提到的材料-铝、PEEK和PBI的组合对于特定的应用情况来说比如对于传导的与非传导的材料的必要时必需的组合来说由于十分类似的热膨胀系数而同样是有利的。当所述壳体具有很好地导热的材料或者被很好地导热的材料所包围时，温度恒定情况进一步得到了改进。很好地导热的材料比如是铝。所述很好地导热的材料用于传递并且平衡所述壳体及接纳在其中的电子的组件的热量或者说温度。另一方面，比如Zerodur 是导热能力差的材料，因而由Zerodur 制造的壳体为进行温度平衡而可以包含很好地导热的材料或者被其包围。为了将所述壳体的也由于外部的影响而引起的变形降低到最低限度，所述壳体基本上悬挂在那些在机械方面较软的连接元件尤其螺栓、销钉或者支撑销钉(Stehbolzen)上，所述连接元件承受热应力和/或机械应力。由非传导的材料、尤其是塑料、尤其是PEEK制成的保护管优选在测量区的内部和/或在所述壳体中具有比在所述壳体的外部小的壁厚，和/或在所述壳体中规定的公差窄于在所述壳体的外部规定的公差，其中所述材料条能够通过所述保护管来穿过所述微波条测量装置。这样的保护管也称为中间管(Tubus)。除了 PEEK的作为非导体的性能之外，较高的热稳定性也支持使用PEEK。因为所述保护管在烟草条或者过滤条的制造过程中可能与其接触，所以以下情况另外支持使用PEEK，即这种塑料在一些变型方案中符合欧盟针对具有食品接触的塑料的法规以及美国 FDA(US_amerikanische Food and Drug Administration美国食品药物管理局)的相应的规定。优选所述保护管由非传导的具有较小的介电常数和较小的损耗因数的材料制成，该材料尤其对于HF辐射来说在很大程度上是透明的。这一点对于PEEK来说同样得到实现。因为也可能通过所述中间管将不允许的力传递到所述壳体上，所以优选在所述壳体的外部设置了所述中间管的较长的一段，为这一段规定了较宽的公差，因而在这一段上由于微小的位置移动而可能产生的力最小。所述中间管的在壳体内部或者说在测量区中减小的壁厚提高了这个区域中的微波测量的敏感性。在此进一步改进测量恒定性，如果伸入到所述微波谐振腔中的测量探针支承在非传导的管子或者套筒中，所述管子或者套筒构造为让微波通过的结构并且在所述微波谐振腔的一个或者两个端面上支承在相应固定的位置上。在以往的谐振腔装置中，测量探针仅仅以机械方式支承在谐振腔内壁的一面上比如支承在塑料件中。出现的热应力会导致所述塑料件的变形进而导致探针的在谐振腔室中的位置的变化进而导致测量特征的变化。如果所述探针或者说耦合天线和脱耦天线支承在管子或者套筒中，所述管子或者套筒在所述谐振腔的两个端面上固定在明确定义的位置中，那么所述天线就在其位置方面明确地得到定义。探针的在所述谐振腔上的接合的强度在此由所述管子中的金属件的长度来确定，也就是由所述探针的长度来确定。一种优选的用于这样的管子或者套筒的材料是石英。有利的是，壳体中的用于材料条的穿通开口构造为相对于所述壳体的两个外侧面不对称并且平行的结构，其中尤其所述穿通开口的中间纵轴线的相对于所述壳体的至少一个外侧面的间距小于24 mm，尤其小于20 mm。这种设计方案尤其很好地适合于双条成条机，对于所述双条成条机来说两根平行的材料条并排地以几厘米的间距来输送。所述根据本发明的系统的构造允许不仅在单条成条机中使用而且允许在双条成条机或者多条成条机中使用，从而对所有机器类型来说还仅仅需要一种微波条测量装置。通过所述新颖的根据本发明的构造，与现有技术相比实现了更高的系统稳定性。由此很少必须实施测量校准的校正以及维修。此外，改进了测量精度。通过更高的稳定性和更加少有的故障来降低维护成本。此外，通过标准化降低了设计及批量维护成本。本发明的任务也通过烟草加工业的一种机器尤其成条机尤其烟草条成条机或者过滤条成条机得到解决，所述机器具有至少一个根据本发明的前面所描述的微波条测量装置。伴随着所述根据本发明的微波条测量装置产生的优点同样适用于烟草加工业的根据本发明的机器。关于多个根据本发明的微波条测量装置的布置，在此优选规定，所述机器具有至少两个微波条测量装置，其中所述微波条测量装置紧挨着先后布置并且所述微波条测量装置的用于材料条的穿通开口彼此对齐地定向，其中所述两个微波条测量装置的工作频率彼此有别，尤其相差至少因数2，或者其中所述微波条测量装置基本上紧挨着并排布置并且所述微波条测量装置的用于两根材料条的穿通开口彼此平行地定向并且布置在尤其水平的平面中，其中尤其所述至少两个微波条测量装置用相同的频率来运行。所述第一替代方案涉及以两种频率在单条或者多条成条机的条上进行的同时的并且独立的测量，所述第二替代方案涉及在双条成条机或者多条成条机中的使用。同样有利的是，所述机器构造用于制造两根材料条并且具有四个微波条测量装置，其中在每根材料条上分别紧挨着先后布置两个微波条测量装置并且所述微波条测量装置的用于相应的材料条的穿通开口彼此对齐地定向，其中相应地所述两个微波条测量装置的在相应的材料条上的工作频率有别于彼此，尤其相差至少因数2。通过这种方式可以做到这一点，即在双条或者多条成条机上为每根单个的所制造的材料条以不同的频率同时进行两次或者多次测量。本发明的其它特征可以从根据本发明的实施方式的说明中结合权利要求和附图看出来。根据本发明的实施方式可以实现各个特征或者多个特征的组合。
下面在不限制普遍的发明构思的情况下借助于实施例参照附图对本发明进行描述，其中关于所有在文字说明中未详细解释的根据本发明的细节请明确参照附图。附图示出如下
图1是申请人的型号为“PR0T0S”的香烟制造机的示意 图2是根据本发明的微波条测量装置的示意性的透视 图3是按图2的根据本发明的微波条测量装置的示意性的横截面示 图4是按图2的根据本发明的微波条测量装置的示意性的透视图；并且 图5是根据本发明的微波条测量装置的示意性的细节示图。在附图中，相应相同的或者同类的元件和/或部件用相同的附图标记来表示，从而相应地不再重新进行介绍。
具体实施例方式图1示意性地示出了来自申请人的公司的型号为“PR0T0S”的双条香烟制造机，该双条香烟制造机在“L形”结构中由双条成条机2和过滤嘴装配机3组成。在图1中示出了所述具有闭合的盖板的机器1，为简明起见，未示出细节。下面概述地介绍香烟制造机的几个工位。两根连续的烟草条的制造过程在双条成条机2中在具有预分配器5的双条的分配器单元4中开始，所述预分配器尤其包括一台大倾角输送机(Steilf5rderer)和两个堆装井筒(Stauschacht)以及其它已知的组件。其中将松散的烟草材料输送给第一及平行延伸的第二成条输送机6并且从下面将其抖散到所述成条输送机上，从而形成两根烟草条，所述两根烟草条借助于吸入空气保持在所述成条输送机上。在附着在所述成条输送机6上的情况下，将烟草材料朝第一和第二格式单元8的方向输送。在那里依然敞开的烟草条分别在包裹纸单元7中用包裹纸条来缠绕，所述包裹纸条在纵向边缘上涂胶。随后将所述烟草条在两个格式单元8中成形为两根连续的封闭的具有圆形的横截面的烟草条并且所述包裹纸条的胶合得到固化。在所述烟草条成形之后，将其导送穿过具有一个或者多个用于对相应的烟草条的特性进行测量的测量单元的测量装置9。因此比如对包裹纸进行外观检查并且测量条湿度及条密度。所述双条成条机2的控制从控制面板11中完成。在所述双条成条机2的出口处，有一个刀片单元和转送单元10，在该刀片单元和转送单元中将所述条定尺寸剪切为单个的具有多倍使用长度的烟草杆，使所述单个的烟草杆从纵轴向的输送方向转向为横轴向的输送方向并且将其传送到过滤嘴装配机3中。所述过滤嘴装配机3尤其也具有一个覆面纸单元12，从该覆面纸单元上拉下覆面纸、对其进行剪切并且涂胶。接下来将单个的覆面纸片在规定的区域中围绕着所述烟草杆及双重过滤塞来缠绕，由此将所述烟草杆和双重过滤塞彼此连接起来。最终将如此生产的双重香烟在中间切开并且单个地输送出去。图2以透视面示意性地示出了根据本发明的微波条测量装置20。该微波条测量装置可以在图1所示的机器I的测量装置9的位置上使用。所述微波条测量装置20具有壳体21，该壳体由一个基体22、一个处于第一侧上的第一盖子23和一个处于对置的一侧上的第二盖子24构成。图2中的示图对准所述具有第二盖子24的一侧。这个第二盖子具有一个弓形的空隙25，在该空隙中装入了谐振腔盖子26，该谐振腔盖子具有条穿通开口 27。在所述基体22中，在所述谐振腔盖子26的下方有未在图2中示出的微波谐振腔。所述盖子23、24和基体22以及所述谐振腔盖子26在多个位置上彼此旋紧。所述单个的盖子23、24和所述基体22优选由一种具有类似的或者基本上相同的尤其也较低的热膨胀系数的材料构成。图3示出了图2所示的微波条测量装置20的横截面。所述第二盖子24在最上面示出，所述第一盖子23在最下面示出。在中心延伸着一条用于烟草加工业的材料条比如香烟条的通路。但是所述材料条也可以是过滤条。为此设置了条穿通开口 27、27’。为简明起见，未示出用于所述条的连贯的导管或者说保护管。除了所述条的导引之外，这根保护管拥有另外的密封地将所述微波谐振腔的内腔室封闭的功能，以便防止任何纸屑、烟草颗粒和/或灰尘颗粒的进入。所述基体22的中心的内腔室构造为微波谐振腔28，该微波谐振腔被谐振腔盖子26封闭。所述谐振腔盖子26通过螺栓42与所述基体22相连接。所述基体22的在图3中下面示出的一侧被第一盖子23封闭。这个第一盖子具有空隙，将盖板35引入到所述空隙中。所述盖板35包围一方面用于微波发生器电子装置并且另一方面用于测量电子装置及分析电子装置的腔室33、34。相应的电子装置为简明起见而未详细示出。但是在所述腔室33、34中示出了与所述基体22邻接的用于所述微波发生器电子装置或者说用于所述测量电子装置及分析电子装置的印制电路板31、32。这些印制电路板31、32也可以是一块单个的印制电路板的一部分，所述盖板35安放到所述印制电路板上。因为所述盖板35在其边缘上安放在所述印制电路板31、32上，所以所述腔室33、34被封装以防止微波信号的进或者说出。
耦合天线29从所述印制电路板31穿过所述基体22进入到所述微波谐振腔28中。在对置的一侧上，脱耦天线30又穿过所述基体22从所述微波谐振腔28中出来，在所述微波谐振腔中所述脱耦天线30与所述用于测量电子装置及分析电子装置的印制电路板32相连接。在所述基体22的朝向第二盖子24的一侧上布置了用于其它的电子装置构件、也就是用于温度调整机构并且用于电压供给机构的腔室36、37。这些电子的组件出于简明的原因同样未示出。所述温度调整机构布置在所述壳体21的内部，这种做法的优点是，为了对所述壳体进行加热或者冷却而必须花费的能量小于以往常见的情况，因为取消了通过所述温度调整机构产生的向外的直接的热量辐射和热量损失。图4以另一幅透视图示意性地、也就是从所述第一盖子23的一侧示出了按图2和图3的根据本发明的微波条测量装置20。为此，为了示出所述壳体21的内部情况的细节，仅仅部分地示出了所述第一盖子23，从而使所述电子的组件能够给被看到。在所述用于测量的电子装置的一侧上，在所述基体22上连接着基础印制电路板39，在该基础印制电路板上布置了所述微波发生器的电子装置和所述测量电子装置及分析电子装置。这些组件被形成腔室的盖板35所遮盖，该盖板将比如一方面用于微波发生器的电子装置以及另一方面用于所述测量电子装置及分析电子装置的电子装置相互封闭和封装。这块盖板35具有隔板38，在这些隔板中在图4中示例性地示出了一块盖板并且该盖板通过密封膏、0型密封圈或者其它合适的密封件如此相对于所述基础印制电路板39得到了密封，从而使得微波辐射和微波信号不会从相应的腔室中出来并且干扰其它电子的组件。其它的细节是用于条穿通开口 27’的通道以及所述基础印制电路板39的未屏蔽的部分上的连接器40。图5示出了按图4的第一盖子23中的基础印制电路板39的示意性的俯视图。所述基础印制电路板39在中心的上面的部分中具有条穿通开口 27’，围绕着所述条穿通开口布置了所述微波发生器电子装置和所述测量电子装置及分析电子装置。这些电子装置被所述盖板35划分为三个腔室33、34、34’，所述腔室围绕着所述条穿通开口 27’分组并且分别相对于彼此被封装。在所述基础印制电路板39的未被所述盖板35覆盖的区域中布置了两个连接器40、40’。微芯片41处于所述第一盖子23的另一个部分中。在所述腔室33、34、34’之间并且围绕着所述腔室33、34、34’布置了壁体或者说隔板38，所述壁体或者说隔板用合适的密封件比如0型密封圈、密封膏或者类似密封件安放在所述基础印制电路板39上，从而使得所述基础印制电路板39与所述隔板38之间的间隙得到密封以防止微波辐射从中通过。在图2到图5中示出的根据本发明的微波条测量装置20设计用于烟草加工业的材料条的通过。所述根据本发明的微波条测量装置20的壳体特别适合于在双条成条机中使用。在双条成条机中，使用至少两个按图2到图5的根据本发明的微波条测量装置20，所述微波条测量装置具有相应的微波发生器以及用于相应材料条的相应的微波谐振腔。这些微波条测量装置20关于其穿通开口 27、27’的位置不对称地构造并且以其相应地相对于相应的穿通开口 27、27’相邻的纵侧面相对于彼此来布置，从而使得所述穿通开口 27、27’的中间纵轴线彼此平行。通过所述微波条测量装置20的多重使用，由于更大的能够达到的件数而可以明显降低制造成本。调试(Inbetriebnahme)和维护得到标准化，由此同样产生了成本降低效应。比如在一根条的微波条测量装置20的功能失灵的情况下，另一根条的微波条测量装置20还总是完全具有功能能力。尤其对于双条成条机中的微波条测量装置20来说，在此规定，所述壳体21中的穿通开口 27、27’的位置构造为相对于所述壳体21的两个外侧面不对称并且平行的结构，其中所述穿通开口 27、27’的中间纵轴线的相对于所述壳体21的至少一个平行地延伸的外侧面的间距等于或者小于所述材料条的间距的一半。这个间距在有些情况中小于24 mm或者甚至小于20 mm。此外，所述根据本发明的系统的构造允许以有利的方式作为所谓的双频串联系统来使用。在这种情况下，为每根材料条、尤其是紧挨着先后布置两个基本上结构相同的系统，其中所述两个系统以有偏差的频率来运行。所述偏差尤其为因数2或者更大。由此产生一种节省结构空间并且节省成本的技术方案，以便同时或者几乎同时解决不同的测量任务和/或检查任务，比如测量材料条的密度、质量和/或湿度，确定均匀分布的所容纳的液态的或者固态的添加物的质量和/或尤其在确定比如粒状物(Pellet)或者胶囊的局部的质量时，在位置方面识别异物和/或系统地加入到材料条中的粒状物或者月父囊。所有提到的特征，也包括仅仅从附图中获知的特征以及在与其它的特征的组合中公开的单个的特征都单独地并且在组合中视为对本发明来说重要的特征。根据本发明的实施方式可以通过各个特征或者多个特征的组合来实现。附图标记列表
1机器
2成条机
3过滤嘴装配机
4分配器单元
5预分配器
6成条输送机
7包裹纸单元
8格式单元
9测量装置
10刀片单元和转送单元
11控制面板
12覆面纸单元
20微波条测量装置
21壳体
22基体
23第一盖子23’ 接纳部
24第二盖子
25空隙26谐振腔盖子
27、27’条穿通开口
28微波谐振腔
29稱合天线
30脱耦天线
31用于微波发生器电子装置的印制电路板
32用于测量电子装置及分析电子装置的印制电路板
33用于微波发生器电子装置的腔室34、34 ’用于测量电子装置及分析电子装置的腔室
35盖板
36用于温度调整机构的腔室
37用于电压供应机构的腔室
38隔板
39基础印制电路板40、40’连接器
41微芯片
42螺栓
权利要求
1.微波条测量装置(20)，其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，所述微波条测量装置包括具有至少一个构造为微波谐振腔(28)的内腔室的壳体(21)，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(31、32)。
2.按权利要求1所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，在所述壳体(21)中布置了至少一个微波发生器和/或至少一个频率稳定的振荡器和/或信号处理组件和/或测量电子装置组件作为确定精度的电子的组件(31、32)。
3.按权利要求1所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)具有一个或者多个彼此关于微波散射场被屏蔽的腔室(33、34、34’)，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(31、32 )。
4.按权利要求1所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)包括基体(22)和第一盖子(23)，所述基体和第一盖子能够组合成所述壳体(21)。
5.按权利要求4所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，其进一步包括一块用于确定精度的电子的组件(31、32)的盖板(35)，所述盖板布置在所述第一盖子(23)的接纳部(23，)中。
6.按权利要求4所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述腔室(33、34、34’)或者所述腔室们(33、34、34’)作为空隙构造在所述第一盖子(23)中和/或构造在所述盖板(35)中和/或构造在所述基体(22)中，其中在所述腔室(33、34、34’)与所述微波谐振腔(28)之间布置了隔板(38)。
7.按权利要求4所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述盖板(35)安放在至少一块具有电气的和/或电子的构件的基础印制电路板(39)上，并且所述腔室(33、34、34’)构造在所述基础印制电路板(39)与所述盖板(35)、所述第一盖子(23)和/或所述基体(22)之间。
8.按权利要求6所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，对所述基体(22)中的隔板(38)与所述第一盖子(23)或者所述盖板(35)之间的间隙和/或自由表面进行密封以防止HF辐射。
9.按权利要求8所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，借助作为HF膏来涂覆的密封件、HF密封绳或者借助于HF-O型密封圈来进行密封。
10.按权利要求4所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述基体(22)具有至少一个腔室(36、37)，在所述腔室中布置了电压供给机构和/或温度调整机构，和/或在所述壳体(21)上布置了温度调整机构，其中借助于所述壳体(21)中的或者所述壳体上的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。
11.按权利要求10所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，在所述基体(22)上布置了第二盖子(24)，所述第二盖子将所述基体(22)中的至少一个腔室(36、37)封闭。
12.按权利要求3所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，在所述基体(22)中或者在所述第一盖子(23)中布置了两个或者多个层面的腔室(33、34、34’)。
13.按权利要求4所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，谐振腔盖子(25)将所述作为空腔构造在所述基体(22)中的微波谐振腔(28)朝向一侧封闭。
14.按权利要求13所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述谐振腔盖子(25)是所述第二盖子(24)的一部分或者布置在所述第二盖子(24)的空隙中。
15.按权利要求4所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述基体(22)和所述第一盖子(23)、所述盖板(35)和/或所述第二盖子(24)具有一种或者多种具有基本上相同的、尤其较小的热膨胀的材料，其中所述材料或材料们的热膨胀系数在数值上不超过25 X KT6IT1 或者 2. 5 X KT6IT1 或者 O.1 X KT6IT1。
16.按权利要求1所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)具有很好地导热的材料或者被很好地导热的材料包围。
17.按权利要求1所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)悬挂在那些在机械方面较软的连接元件、尤其是螺栓(42)、销钉或者支撑销钉上，所述连接元件承受热应力和/或机械应力，以便将所述壳体(21)的变形最小化。
18.按权利要求1所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，由非传导的材料制成的保护管在测量区的内部和/或在所述壳体(21)中具有比在所述壳体(21)的外部小的壁厚，和/或在所述壳体(21)中规定的公差窄于在所述壳体(21)的外部规定的公差，其中所述材料条能够通过所述保护管穿过所述微波谐振腔(28 )。
19.按权利要求1所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，伸入到所述微波谐振腔中的测量探针(29、30)支承在非传导的管子或者套筒中，所述管子或者套筒构造为让微波通过的结构并且在所述微波谐振腔(28)的一个或者两个端面上支承在相应固定的位置上。
20.按权利要求1所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)中的用于材料条的穿通开口(27、27’)构造为相对于所述壳体(21)的两个外侧面不对称并且平行的结构。
21.按权利要求20所述的微波条测量装置(20)，其特征在于，所述穿通开口(27、27’)的中间纵轴线的相对于所述壳体(21)的至少一个外侧面的间距小于24 mm、尤其小于20mmD
22.烟草加工业的机器(I)，其具有至少一个按权利要求1到21中任一项所述的微波条测量装置(20)。
23.按权利要求22所述的机器(1)，其特征在于，所述机器(I)是成条机(2)，其中所述成条机(2)是烟草条成条机或者过滤嘴条成条机。
24.按权利要求22所述的机器(I)，其特征在于，所述机器(I)具有至少两个微波条测量装置(20)，其中所述微波条测量装置(20)紧挨着先后布置并且所述微波条测量装置(20)的用于材料条的穿通开口(27、27’)彼此对齐地定向，其中所述两个微波条测量装置(20)的工作频率彼此有差别、尤其相差至少因数2，或者其中所述微波条测量装置(20)基本上紧挨着并排布置并且所述微波条测量装置(20)的用于两根材料条的穿通开口(27、27 ’)彼此平行地定向并且布置在尤其是水平的平面中。
25.按权利要求24所述的机器(I)，其特征在于，所述至少两个微波条测量装置(20)以相同的频率来运行。
26.按权利要求22所述的机器(1)，其特征在于，构造所述机器(I)以制造两根材料条并且所述机器具有四个微波条测量装置(20)，其中在每根材料条上分别紧挨着先后布置两个微波条测量装置(20)，并且所述微波条测量装置(20)的用于相应的材料条的穿通开口(27、27 ’)彼此对齐地定向，其中相应地所述两个微波条测量装置(20 ) 的在相应材料条上的工作频率彼此相差至少因数2。
全文摘要
本发明涉及一种尤其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，所述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/或在所述壳体中和/或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、尤其是成条机。所述根据本发明的微波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。
文档编号A24C5/00GK103018262SQ20121035110
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者J.布克, D.施勒德, H-H.贝恩克 申请人:豪尼机械制造股份公司