专利名称：用于烟草加工工业中卷烟机上的密度测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在烟草加工工业的双卷卷烟机上用于测量制成的烟卷密度的密度测量装置，带有用于产生穿透烟卷的测量射线的器件和用于探测穿透烟卷后作为烟卷密度量度的测量射线强度的器件。
在烟草加工工业的卷烟机中使用密度测量装置，为的是在制做供抽吸用的诸如纸烟、雪茄和小雪茄等烟草制品时保证烟卷中烟草含量的均匀。众所周知，用烟丝均匀的填充烟卷以及烟丝在烟卷中的分布是卷烟制品的重量质量标准。烟卷的密度是作为烟卷的填充量度，即烟卷中的烟草量加以检测的。
目前公知的和通用的密度测量装置采用放射生射线，一般为锶90的射线(US-PS4424443)，穿透烟卷，检测出射线强度在穿透烟卷时产生的下降作为烟卷密度的量度。采用这种测量装置获得的测量结果可靠性很高，但由于必须采用永久性β射线源，故不得不付出在机器上采取昂贵的安全措施的代价。
最近，还公知了一种用红外线作为测量射线进行工作的密度测量装置(US-PS 4 805 641)。这种装置的优点在于，在不用放射性射线源的情况下就可实现测量，但测量结果不能完全达到核密度测量那样高的可靠性。而且还推荐了采用X射线作为密度测量的测量射线(US-PS 3056026)，虽然它具有一些优点，但由于存在着大量的难题和不足之处，适今一直未能实施。
所有上述测量装置均设计成用于测量单根烟卷的密度，它们不适用于在双卷卷烟机中同时测量两根烟卷的密度并分别获得烟卷密度的信息。
本发明的任务在于，提出另一种测量烟卷密度的测量装置，尤其是在双卷卷烟机中的烟卷密度测量装置。
依照本发明，在一种本说明书开台时所述方式的密度测量装置中，该任务的解决方案如下，用于产生测量射线的器件上设有X射线源，X射线源产生的作为测量射线的射线穿透两根烟卷，形成表示烟卷密度的测量信号。采用此方式可以分别获得一台双烟卷卷烟机上两根烟卷的可靠的密度信息，其中测量技术花费保持在一定限度内。为实现此目的，在本发明的一个优选实施例中X射线源的设置应使由射线源发射出的测量射线的每一部分射线穿透两根烟卷中的一根并且为每根烟卷配备一个X射线探测器以便接收穿透某根烟卷的测量射线和用于产生各自的密度测量信号。依照本发明，一个唯一的射线源足以检测双卷卷烟机中的两根烟卷的密度。依照本发明的另一个优选实施例，设有另一个X射线探测器，该探测器检测测量射线的一部分，该部分测量射线作为基准射线不穿透烟卷并且该探测器根据基准射线产生出基准信号。依照本发明，X射线源具有至少约20°的辐射角。该X射线源发射一宽度足以覆盖双卷卷烟机上两根并列烟卷的测量射线。为了尽可能在贴近两根并列分布的烟卷的位置上没置X射线源，本发明的另一种优选没计在于，使两根烟卷在烟卷平面上并列穿过检测区，X射线源倾斜于烟卷平面定位并且测量射线在倾斜于烟卷平面的方向穿透两根烟卷。采用此方式就可以将X射线源没置在两根烟卷的邻近位置，使两根烟卷仍完全位于由X射线源发射的测量射线内。这样就能最佳地利用测量射线的强度检测烟卷的密度。
基本上可以采用所有已知的对X射线敏感的传感器作为X射线探测器。但依照本发明优选采用硅-光电二极管作为X射线探测器。在这里涉及的X射线能带内，这种硅光电二极管具有良好的灵敏度，坚固性且费用低廉。
在本发明的另一种设计中，探测器与控制装置相连接，控制装置对探测器与射线源的距离差的影响进行补偿，修正至少一个探测器的测量信号。采用此配置可以避免由于相对于两个烟卷的烟卷平面倾斜设置X射线源可能导致的测量误差。
另一用于检测基准射线的探测器没置在配属给两根烟卷的探测器之间。这样就可以最佳地利用倾斜射入的测量射线的宽度进行密度测量。依照本发明，将探测器成阶梯状地设置在一共同的支承体的侧面。依照本发明的另一种设计，把X射线源和带有探测器的支承体安装在一个以构件单元形式构成的测量头上，测量头作为模制件可以在卷烟机上更换。因此简化了在安装和维护测量装置时的操作并可以对已有的卷烟机补充安装。
本发明的优点在于实现了无核辐射的可靠的密度测量。在采用X射线时，虽然也涉及相对高能的射线，在工作时需要对该射线进行一定的屏蔽，但该屏蔽绝对不需要花费象为迄今所采用的核射线那样高的安全技术代价。与持续的核射线源相反，X射线源是可以断开的。本发明的一个特殊的优点在于，在对双卷卷烟机的两根烟卷进行密度测量时仅用一个X射线源就足够了，该射线源的射线此外还被用于持续产生基准信号。因此所占用的空间很小，同时成本相对较低。将测量头作为可调换模件的方案是十分有益的，该模件使安装和维护简便并可实现对已有卷烟机的补充安装。总之与双卷卷烟机中的核测量头相比，这种新型密度测量装置是一种技术上等效的，可靠的和同时成本低廉并节省空间的选择方案。
下面将对照附图
对本发明做进一步的说明。
唯一的附图示意地示出本发明的测量装置。
附图示出双卷卷烟机中的烟卷密度测量的测量头1。测量头安装在外壳2内，外壳利用未示出的手段固定在未进一步示出的双卷卷烟机的机架3上。测量头是一个可置入和调换的模件，对该模件可以单独安装和维护。固此也可以对已有的双卷卷烟机补充安装测量头。
测量头的主要构件是一个射线源4，其产生穿透待检测烟卷6和7的测量射线8和一个探测装置9，其用于检测穿透烟卷6和7的射线。
设置一个作为射线源4的X射线源11，该射线源固定在测量头外壳2的管座12上。一根与高压电源13相连接的导线14穿过管座12，该导线向X射线管11输送必要的高压。在管座12上还备有使X射线管11正常工作所必要的连接端，但在图中未特别示出。
X射线管11具有一个射线出射口16，测量射线8通过此出射口以至少约为20°的辐射角17射出。
两根待检测的烟卷6和7横切测量射线8，这两根烟卷布置在一共同的烟卷平面18上并相互以一定的间隔并列地与测量射线交叉。
探测装置9具有3个X射线探测器19、21和22，这3个探测器设置在一共同的支承体23上。探测器对准X射线管11的射线出射口16并根据烟卷6和7相对X射线管11的相对位置成阶梯配置。如图所示，X射线源11倾斜于两根烟卷6和7的共同平面18定位，因而测量射线18以倾斜于烟卷平面18的角度穿透烟卷6和7。这种配置使测量头1的结构紧凑，这是因为X射线源11可以设置在距烟卷6和7相对较短的距离处并且可用唯一一个测量射线8同时覆盖两根烟卷。X射线源距烟卷的距离很近，这非常有利于增加透过烟卷的射线强度，因而探测器可以产生可靠的测量信号。X射线源11对烟卷平面18的定向选择应使测量射线8和部分射线24和26穿透两根烟卷6和7并被分配给这两根烟卷的探测器19和22以便进行检测并形成测量信号。在部分射线24和26之间有另一部分作为基准射线的部分射线27，其强度被探测器21检测到并被处理成基准信号。基准探测器21位于探测器19和22之间，这两个探测器分别分配给烟卷6和7，因而可以充分利用测量射线8的整个宽度来测量密度。基准测量用于检测X射线管11的射线强度变化，该变化有可能构成烟卷密度虚假的变化并导致对烟卷质量的误判断。根据基准信号修正探测器19和22的测量信号和/或调整X射线管11的射线强度。
X射线探测器19、21和22接在一个控制装置28上该装置将测量信号处理成相应的密度信号并把此信号输出给卷烟机的密度调整器件。
烟卷6和7距X射线源11的距离是不同的。出于此考虑，控制装置28的设计应能对因距离差对探测器测量值的影响进行补偿。这可以例如能过在对探测器输出的信号进行处理时将相应的经验计算系数代入而得以实观。
例如作为X射线源可以采用rtw瓦利克霍夫博士X射线设备合资公司(D-15366纳恩哈根)出品的MCB40-1C型金属-陶瓷X射线管。作为探测器原则上讲可以采用所有通用的X射线传感器。但在这里最好选用硅-光电二极管，例如晶体公司(柏林)出品的CXM PSD型硅-光电二极管，产生可靠的测量信号。
权利要求
1.用于测量在烟草加工工业的双卷卷烟机上制做的烟卷密度的密度测量装置，具有用于产生穿透烟卷的测量射线的器件和用于检测穿透烟卷作为烟卷密度量度的测量射线强度的器件，其特征在于作为产生测量射线(8)的器件(4)上设有X射线源(11)，X射线源的射线作为测量射线穿透两根烟卷(6、7)并被检测且形成表示烟卷密度的测量信号。
2.依照权利要求1的测量装置，其特征在于X射线源(11)的设置应使由射线源发射的测量射线(8)的每一部分射线(24、26)穿透两根烟卷(6、7)中的每一根并且为每根烟卷配备一个用于接收穿透某根烟卷的测量射线并产生各自的密度信号的X射线探测器(19、22)。
3.依照权利要求1或2的测量装置，其特征在于备有另一个X射线探测器(21)，该探测器检测测量射线(8)的一部分(27)，该部分测量射线作为基准射线不穿透烟卷(6、7)并且该探测器(21)根据基准射线产生基准信号。
4.依照权利要求1至3中任一项的测量装置，其特征在于X射线源(11)具有一至少约为20°的辐射角(17)。
5.依照权利要求1至4中任一项的测量装置，其特征在于两根烟卷(6、7)在同一烟卷平面(18)上并列通过检测区，X射线源(11)与烟卷平面(18)倾斜定位并且测量射线(8)倾斜于烟卷平面(18)穿透两根烟卷(6、7)。
6.依照权利要求1至5中任一项的测量装置，其特征在于采用硅一光电二极管作为X射线探测器(19、21、22)。
7.依照权利要求1至6中任一项的测量装置，其特正在于探测器(19、21、22)接在控制装置(28)上并且控制装置的设计应以对探测器和射线源(11)间的距离差影响加以补偿的方式至少对一个探测器的测量信号进行修正。
8.依照权利要求3至7中任一项的测量装置，其特征在于将另一探测器(21)设置在配属给两根烟卷(6、7)的探测器(19、22)之间。
9.依照权利要求3至8中任一项的测量装置，其特征在于探测器(19、21、22)成阶梯状设置在一共同的支承体(23)侧面上。
10.依照权利要求1至9中任一项的测量装置，其特征在于将X射线源(11)和带有探测器(19、21、22)的支承体(23)设置在一个作为构件单元的测量头(1)内并且测量头(1)作为模件可在卷烟机中进行更换。
全文摘要
用于测量双卷卷烟机制做的烟卷(6、7)密度的密度测量装置具有产生穿透烟卷的测量射线(8)的器件(4)和检测穿透烟卷作为烟卷密度量度的测量射线强度的器件(19、21、22)。作为产生测量射线(8)的器件(4)采用的是一X射线源(11)，射线源的射线相对于两个烟卷的平面(18)倾斜穿透这两根烟卷(6、7)。另一部分射线(27)作为基准射线投射到一单独的探测器(21)，该探测器产生用于补偿探测器(19、22)测量信号的基准信号。
文档编号A24C5/34GK1145754SQ96107208
公开日1997年3月26日 申请日期1996年5月20日 优先权日1995年5月20日
发明者H·莫勒 申请人:豪尼机械制造股份公司