專利名稱：檢測至少一種物質(zhì)的介電特性的方法和裝置的制作方法
的方法和裝置本發(fā)明涉及一種通過對由于一種物質(zhì)的存在造成的高頻諧振器的失調(diào)的分析評價檢測至少一種物質(zhì)的介電特性的方法，對所述高頻諧振器輸入微波，并輸出一個高頻的受物質(zhì)影響的信號，以未受物質(zhì)影響的信號為基準對其諧振頻率偏移和衰減進行檢定。
此外本發(fā)明還涉及一種檢測至少一種物質(zhì)的特性的裝置，該裝置帶有一個諧振器，由一微波信號發(fā)生器將微波輸入給該諧振器，并由該諧振器輸出一個高頻的受物質(zhì)影響的信號，以便以未受物質(zhì)影響的信號為基準對其諧振頻率偏移和衰減進行檢測并且該信號被輸送給分析評價電路。
在對煙草進行加工時，尤其在卷煙制造時，對涉及每個流量單位的煙草質(zhì)量和/或煙草濕度的煙草流量進行檢測是很重要的。有時也還需要對煙草的介電常數(shù)進行檢測。
根據(jù)干料量和濕料量的份額通過相應測量信號的累加然后求出流量的總量。而且對食品、化學品、紡織物、紙張等濕度和質(zhì)量的測定也尤為重要。
本說明書引言部分中所述方式的方法和裝置現(xiàn)已公知，例如在DE-PS4004119中已做了記載，其中通過將微波加入一空腔諧振器中實現(xiàn)對物質(zhì)的濕度進行檢定。同時通過對待檢測的樣品范圍內(nèi)的空腔諧振器均分布的特定的選擇可以實現(xiàn)采用校準曲線對一種已知物料相互不受影響地確定物料濕度和物料密度，其中對通過諧振曲線的起始點求出的諧振頻率和諧振線的半值寬度進行測定和分析。
本發(fā)明的目的在于，對待測物質(zhì)的特性進行迅捷和精確的測定。相應的測量信號尤其適用于物質(zhì)分量(例如濕料量或干料量)或總量的測定，例如煙草加工廠的移動的煙草條，尤其是香煙條或過濾嘴條的測定。
根據(jù)本發(fā)明的方法此點的實現(xiàn)方案如下，對諧振器輸送具有至少兩種不同頻率的微波，通過諧振器的未受物質(zhì)影響的與受物質(zhì)影響的諧振曲線的比較檢定出諧振頻率偏移并通過輸入的微波的頻率的諧振曲線振幅的比較測定出衰減。
有關本發(fā)明的其它方法步驟以及進一步結構和進一步設計，請參見從屬方法權利要求。
本說明書引言部分中所述的裝置的特征在于由發(fā)生器向諧振器輸入具有至少兩種不同的頻率的微波并在于通過受物質(zhì)影響的諧振頻率曲線與未受物質(zhì)影響的諧振頻率曲線的比較測定諧振頻率偏移以及通過受物質(zhì)影響的與未受物質(zhì)影響的諧振曲線振幅的比較測定衰減的電路裝置。
有關本發(fā)明裝置的進一步結構和進一步設計，請參見從屬裝置權利要求。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，尤其以高速輸送的煙草加工廠的條(煙草、過濾嘴材料)的本說明書引言部分中所述量度實現(xiàn)訊捷和精確的所謂的“在線”檢測。
下面將在附圖中對照實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
圖中示出

圖1 檢測物質(zhì)量度、帶有一個以剖面示出的、被香煙條穿過的諧振器裝置的電路裝置，具有兩種不同頻率的微波信號交替地輸送給諧振器裝置，圖2 根據(jù)圖1、依照圖的電路裝置的諧振裝置空載和加載時的諧振曲線，圖3 檢測物質(zhì)量度、帶有一個圖1的諧振器裝置的電路裝置，所述諧振器裝置加有擺頻微波信號，圖4 根據(jù)圖1、依照圖3的電路裝置的諧振器裝置空載和加載時的諧振曲線，圖5 檢測由卷煙紙卷繞的煙草料流(香煙條)增量的干料量和/或濕料量的電路裝置，圖6 檢測香煙條增量的介電常數(shù)的電路裝置，圖7 用圖1的諧振器裝置檢測物質(zhì)量度的電路裝置，該諧振的裝置加有三種通過對微波信號的調(diào)制產(chǎn)生的信號頻率，圖8 調(diào)制的微波信號曲線，圖9 根據(jù)圖1，依照圖7的電路裝置的諧振器裝置空載和加載時的諧振曲線，圖10 用于通過調(diào)制產(chǎn)生兩種輸送給諧振器裝置的微波信號和通過分頻檢測特性數(shù)值的電路裝置。
圖1示出一種本發(fā)明的高頻諧振器裝置1，該裝置在以剖面示出的機箱2內(nèi)具有一個諧振器21。機箱2是旋轉對稱結構的，例如是圓柱形的并由諸如銅等導電材料構成。但也可以具有其它的旋轉對稱形式或與此稍有不同的形式，例如多邊形并由其它材料制成。公知的同軸電纜4或8，該電纜具有圖中未示出的、但是是公知的耦合環(huán)，用于由信號發(fā)生器將電磁高頻信號，優(yōu)選微波信號的耦合輸入并且用于將高頻場(微波)耦合輸出至分析評價裝置。由諸如陶瓷或塑料等介電常數(shù)很高的介電材料(例如由BaO-PbO-Nd2O3-TiO2)構成的諧振器21為空心圓柱結構并由圖中未示出的支架固定在機箱2內(nèi)。該諧振器具有一個可與其相對推移的部分21a，以便可以求出諧振頻率或調(diào)整諧振頻率。通過介電諧振器21可以提高測量的靈敏度和精確度。
機箱2具有一個入口孔7及一個出口孔9。一根由卷繞材料12a(尤其是卷煙紙)環(huán)包的煙材料12b(尤其是煙絲條)構成的香煙條12在離開機箱2后以公知的方式被切割成香煙，為檢測其干料量和/或濕料量和/或總料量或其介電常數(shù)，香煙條在一由諸如石英等非導電材料制成的導管13內(nèi)按箭頭15穿過機箱2。這樣就可以避免煙草微粒、粉塵等進入機箱2并造成干擾。由金屬等導電材料制成的套管14a、14b可以防止高頻場以干擾的劑量穿過機箱2的入口孔和出口孔輻射出。由于導管13和隨之的香煙條12以機箱軸線17和諧振器21為基準的極其同心的配置，因而可以實現(xiàn)具有最佳測量特性的對稱結構。由于導管13和隨之的香煙條12經(jīng)通道20穿過諧振器21，因而進一步提高了對香煙條12測量的靈敏度和精確度。
通過同軸電纜4兩個優(yōu)選在千兆赫頻段的、例如約6千兆赫頻率的、由信號發(fā)生器3發(fā)出的微波信號經(jīng)一用于避免諧振器21反饋到信號發(fā)生器3的公知的循環(huán)器18加在諧振器裝置1上。在圖1中具有頻率f1、f2的微波信號以在圖2中用Uo表示的沒有煙草通過時的機箱2的諧振曲線的諧振頻率fo為中心相互對稱。頻率f1、f2或者通過信號發(fā)生器3的順序周期地由低頻f1轉移到高頻f2和返回f1等切換。這兩個頻率也可以由頻率稍有不同的兩個信號發(fā)生器一個接一個地輸送，其中這兩個信號發(fā)生器一個接一個地接通和斷開。最后還可以輸送以諧振頻率fo為中頻為中心相互對稱的調(diào)頻微波信號(擺頻)，其中測量時只提取頻率f1和f2。
諧振器裝置1的輸出信號通過同軸電纜6和循環(huán)器19輸送給微波二極管22，該微波二極管可以選用休利特、帕卡德公司出品的HP 847213型，公司地址71034 Boblingen，Herrenberger Stra βe130，DE，并且該微波二極管將微波信號轉換成直流電壓信號。二極管22的輸出信號U根據(jù)輸送給諧振器21的微波信號的不同頻率f，形成機箱2內(nèi)沒有香煙條12時工作狀況的諧振曲線Uo和機箱內(nèi)有香煙條12時工作狀況的諧振曲線U。循環(huán)器19用于防止二極管22對諧振器21反饋。
由于頻率f1、f2以諧振頻率fo為中心相互對稱，故由微波二極管22輸出的信號U10、U20大小相同，其差為零。當機箱2含有測量物時，即例如含有香煙條12時，則既會產(chǎn)生諧振頻率向低值f的偏移，又會產(chǎn)生如圖2相應曲線U所示的振幅的降低。這時在采用頻率f1、f2時由二極管22輸出的信號U1、U2具有不同的量度，因而兩者的差不再是零，而是諧振頻率偏移越大，此差也就越大。根據(jù)在采用兩個頻率f1、f2所測得的信號計算出衰減和諧振頻率偏移。因此與在采用各種高頻測量方法時相同，在分析評價裝置11中可確定出質(zhì)量/密度(與溫度無關)和濕度(與密度無關)以及介電常數(shù)。如果將相應的信號累加，就會求出由干料量和濕料量構成的總料量。輸出信號由二極管22經(jīng)模/數(shù)轉換器23到達分析評價裝置11。模/數(shù)轉換器，例如由Maxim集成產(chǎn)品公司出口的MX 7672-03型，公司地址120 San Gabriel Grive，Sunnyvale，CA，94086，對二極管22的輸出信號進行數(shù)字化。另外模/數(shù)轉換器還起著門電路的作用，這是因為只有在它由頻率控制裝置24通過線路25獲得一通路脈沖時，才允許信號通過。頻率控制裝置24將高度不同的電壓脈沖加在信號發(fā)生器3上，該電壓脈沖對輸出信號的頻率加以影響，即將其從高值(f2)切換低值(f1)并且又切換成高值(f2)。為避免過渡現(xiàn)象的出現(xiàn)，模/數(shù)轉換器23只有在較高的或較低的頻率f2或f1的確加在諧振器裝置1上時，才得到通路信號。
圖3和圖4示出本發(fā)明的一種方案，其中在千兆赫頻段(例如約6千兆赫)的信號發(fā)生器3的微波輸出信號的頻率被一個頻率控制裝置24正弦周期變化。在圖4a中示出頻率f的瞬時變化。本身可以是例如幾百千赫的頻率的中頻fm，根據(jù)正弦曲線在頻率范圍Δf中恒定變化。如圖4b所示，中頻fm優(yōu)選在機箱2中沒有煙草的情況下求出的諧振曲線Uo的轉折點Uow上。二極管22的輸出信號U在沒有煙草的諧振器裝置中，在值Uomin與Uomax之間變化，所述二極管通過循環(huán)器18、諧振器裝置1和循環(huán)器19加有信號發(fā)生器3的微波信號。在加載情況下，即諧振器裝置1內(nèi)加有煙草時構成具有值Umin、Umax的衰減曲線U。Uomit和Umit是在頻率fm處取樣的中值。fo是諧振器裝置1不加載情況時的諧振頻率，f則是加載時的諧振頻率。
如圖4C所示，在二極管22上可以為諧振器裝置1的不加載狀況和加載狀況在時間t軸上對信號U取樣，該信號分別具有一直流分量Uog或Ug和一個交變分量Uoa或Ua。
由圖3中可以看出，用在諧振器裝置，加有煙草時由二極管22輸出的信號對直流分量濾波器26和交變分量濾波器27加載。通過后置的模/數(shù)轉換器28和29對濾波器26或27的輸出信號數(shù)字化并將此信號加到分析評價裝置11上。
一種特殊的電路裝置用于一旦中頻fm偏移離開諧振曲線Uo的轉移點時使頻率控制裝置24通過線路31獲得一個修正信號。通過修正信號使信號發(fā)生器的輸出信號的頻率fm重新被置于值Uow上，該值與諧振曲線Uo的轉折點相符。
通過在諧振器裝置1中未用煙草加載和用煙草加載的情況時直流分量Uog與Ug間以及交變分量Uoa與Ua間的比較，在分析評價裝置11中，如圖5和圖6所示，求出煙草的特性(它的濕料量和干料量及其介電常數(shù))。
圖5示出根據(jù)圖3的對質(zhì)量/密度值的測定時對圖4a至圖4c的信號Ua、Ug在分析評價裝置11中的處理。信號Ua在下面與在圖4c中所示的交變分量Ua的檢波值相符。信號首先以數(shù)字形式存儲在存儲器Sug、Sua中。這些信號被抽樣裝置順序詢問，該順序與香煙條12的增量，例如1mm相符。這意味著，在生產(chǎn)速度為10000×60mm長的香煙的香煙條/分鐘時抽樣速率為100微秒，即每100微秒抽取一次存儲器Sug和Sua內(nèi)的值(信號)。數(shù)值用更短的傳輸脈沖Ig和Ia傳輸?shù)接嬎慵塕g和Ra，在計算級數(shù)值利用常數(shù)計算得出輸出值Ag和Aa。該計算可以簡單的方式利用多項式a+bug＝Ag及c+dUa＝Aa實現(xiàn)。常數(shù)a、b、c和d可以通過參數(shù)的設定求出，其中對香煙針對配屬的Ug和Ua值利用通過稱量精確的求出的質(zhì)量/密度進行測量。根據(jù)不同的密度/質(zhì)量與配屬的值Ug和Ua之間的關系求出常數(shù)。原則上講，也可以采用高階多項式或其它的函數(shù)。輸出信號Ag和Aa被輸送給加法器Ad，其輸出信號Ae與密度/質(zhì)量相符。當由Ad輸出的信號Ae與質(zhì)量/密度的精確的值有偏差時，修正器Kg可以把一個根據(jù)經(jīng)驗求出的修正信號Ak輸出給另一個加法器Add，該加法器的輸出信號Aed將更為精確地與煙草條的密度/質(zhì)量值相符。同樣也可以根據(jù)圖1的電路裝置進行分析評價，在該裝置中微波信號發(fā)生器3將兩個頻率f1和f2一個接一個地輸送給諧振器裝置1。被一個接一個的輸出的信號然后可以存儲在存儲器SUg、Sua中，以便取樣。根據(jù)圖5的電路裝置的分析評價是通過接入第三個存儲器SU3實現(xiàn)的，其中信號U1、U2(圖7)輸送給存儲器SUg＝Su1和SUa＝SU2。用R1、R2、R3標示計算級，用r1、r2、r3標示其輸出信號。
對煙草條的煙草濕度的測量信號的分析評價基本上可以用同樣的方式進行。替代采用確定的已知質(zhì)量(密度/質(zhì)量)，香煙用特定的已知濕度量，即用不同的相對濕度值進行參數(shù)設定。
圖6示出根據(jù)圖3用于測定香煙條12的介電常數(shù)ε的分析評價裝置11的圖4a至4c的信號Ua、Ug。為此信號Ug和Ua首先中間存儲在存儲器SUg和SUa中。如圖3所示，這些信號周期地并以短的時間間隔取樣，即利用傳輸脈沖Ig和Ia存儲器內(nèi)容被傳輸給計算級。其中根據(jù)SUg的數(shù)值傳輸給實部的計算級R′g和虛部的計算級R″g。
同樣根據(jù)SUa的數(shù)值也被傳送到實部計算級R′a和虛部計算級R″a。
在計算級用常數(shù)將傳輸?shù)闹涤嬎愕贸鲚敵鲋礒′g (實部)和E″g (虛部)以及E′a (實部)和E″a(虛部)。在計算級利用多項式進行計算，多項式的常數(shù)通過對樣品香煙的介電常數(shù)的實部和虛部的測定加以確定。與實部相符的輸出信號E′g和E′a被傳送給加法器A′d、虛部E″g和E″a被傳送給加法器A″d。相加的信號得出介電常數(shù)的實部ε′及其虛部ε″。用V標示由ε′和ε″構成復數(shù)量ε的已知的電路。必要時由與圖5中kg相應的圖中未示出的修正器輸出根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)求出的修正信號。復數(shù)的介電常數(shù)值通過ε′和ε″的矢量相加算出。
圖7至圖9示出本發(fā)明的一種方案，其中信號發(fā)生器3輸出一個微波信號，優(yōu)選在千兆赫頻段，例如在約6千兆赫的一個微波信號，該微波信號作為載頻輸送給調(diào)制裝置36，在該調(diào)制裝置中微波信號用至少一個由探測器37輸出的頻率很低的正弦波信號進行調(diào)幅。由Adams Russel Anzac Division工廠出品的MDC-177器件適用于作為通過調(diào)幅產(chǎn)生二次頻率信號的調(diào)制器36，公司地址80 Cambridge Street，Burlington，Maryland，USA。數(shù)值范例對5.8千兆赫用10兆赫進行調(diào)制，得出5.790千兆赫和5.810千兆赫。也可以用相同的器件作為混頻器47、以便對千兆赫頻率進行降頻混頻。數(shù)值范例對輸入頻率5.790千兆赫和5.810千兆赫用5.765千兆赫混頻，得出25兆赫和45兆赫。
在圖8中示出在時間橫坐標上的調(diào)幅微波信號Umod曲線。該調(diào)幅的微波信號由信號發(fā)生器3高頻的微波波u和疊加的調(diào)制波構成，后者形成正弦包絡曲線h。調(diào)幅微波信號經(jīng)循環(huán)器18、諧振器裝置1和循環(huán)器19到達信號分配裝置38的輸入端e、例如休利特、帕卡德公司出品的HP功率分配器11667B型，公司地址Herrenberger Stra βe 130，71034 Bb′blingen，DE。如圖9所示，調(diào)幅信號在例中產(chǎn)生三個頻段，即基頻段f2和邊頻段f1、3。針對空載諧振器裝置1的諧振曲線Uo基頻段的優(yōu)選調(diào)整應使其落在Uo的轉折點Uw上。相應的在被諧振器裝置內(nèi)的煙草衰減的諧振曲線U上的信號U1、U2和U3采用如下方式求出，信號分配裝置38的輸入信號通過三個輸出端a、b、c輸送給濾波裝置39a、39b、39c，這些濾波裝置的調(diào)整應使其可以分別通過頻段f1、f2、f3的一個信號，所述諧振曲線將根據(jù)其諧振率偏移?？梢圆捎肕axim集成產(chǎn)品公司出品的MAX 274型作為濾波裝置，公司地址120 San Gabriel Drive，Sunnyvale，CA 94086。各個后置的二極管22a、22b、22c用于生成直流電壓信號，該直流電壓信號分別通過模/數(shù)轉換器41a、41b、41c數(shù)字化并被輸送給一個分析評價裝置11。
原則上講有兩個以上述方式求出的衰減的諧振曲線U的信號(U1 U2，U1 U3，U2 U3)足以確定濕料量或干料量。但在此也可以采用三個信號。另外也可以通過調(diào)制產(chǎn)生兩個以上的邊頻段并對相應的信號進行分析評價。
對根據(jù)圖7至9的方案可稍有改動，使中頻f2不在諧振曲線Uo的側沿上，而在其頂端，即在fo上。在此情況時邊頻f1和f3以中頻f2為中心相互對稱，從而可對其信號U1，U3根據(jù)圖10的配置進行分析評價。
圖10示出本發(fā)明的一種方案，其中信號發(fā)生器3輸出帶有千兆赫頻段頻率的微波信號。在調(diào)制器36中，與圖5和6所述類似，信號由一加在輸入端a的調(diào)制信號進行調(diào)制，從而產(chǎn)生多個帶有相互緊密鄰近頻率的微波信號，這些信號被輸送給諧振器裝置1的放大器46。如圖1和2所示，微波信號以空載諧振器裝置1的諧振頻率為中心相互對稱。原則上講也可以由兩個信號發(fā)生器發(fā)送不同頻率的單獨的微波信號。同樣通過圖中未示出的循環(huán)器(與上述圖中的標記18和19相符)實現(xiàn)去耦。在由香煙條穿過的諧振器裝置1中的微波信號受到影響后，微渡信號的高頻在所謂的混頻器47中被一個加在混頻器輸入端a上的信號大幅度降頻。兩個具有很低的頻率的選出的特征信號通過濾波器裝置39a，39b輸送給二極管22a，22b，這兩個二極管輸出相應的直流電壓。該直流電壓通過模/數(shù)轉換器41a，41b被數(shù)字化并且接著被輸送給分析評價裝置11。由于采用了降頻方法，因而對所選出的頻段可以采用較為簡單的、窄帶的濾波器。
微波二極管22的信號取決于煙草的溫度。為進行補償依照本發(fā)明將對煙草溫度利用已知的方法抽樣，例如利用在諧振器裝置1中的溫度傳感器。溫度傳感器也可以安裝在卷煙機的制備煙草條12的前置段，例如在其分配器中。甚至也可以采用紅外射線溫度計，該溫度計對準香煙條切割后的香煙端部并對煙草的溫度直接進行檢測。
為避免在諧振器裝置中水冷凝，根據(jù)本發(fā)明可對諧振器裝置加熱。
根據(jù)本發(fā)明可以采用基準二極管對測量系統(tǒng)的漂移進行補償，或者必要時可采用一輔助諧振器裝置進行補償。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以對諧振順裝置1稍有改動，其中金屬機箱2不是閉合的，而是至少具有一個微波可以穿透的面，例如陶瓷的面，通過此面微波可以到達相鄰的介質(zhì)，例如該介質(zhì)是由切煙構成的。采用此方式也可以測量那些不是在閉合的用封包材料封包的諸如香煙條12的條內(nèi)的物質(zhì)，例如松散材料的質(zhì)量/密度和/或其溫度或其介電常數(shù)。
權利要求
1一種通過對由于物質(zhì)的存在造成的高頻諧振器的失調(diào)的分析評價檢測至少一種物質(zhì)的一種特性的方法，微波輸送給所述諧振器，并從該諧振器提取高頻的受物質(zhì)影響的信號，以未受物質(zhì)影響的信號為基準對其諧振頻率偏移和衰減進行檢定，其特征在于向諧振器輸送具有至少兩種不同頻率的微波，通過未受物質(zhì)影響的和受物質(zhì)影響的諧振器諧振曲線的比較檢定出諧振頻率偏移并且在所加微波頻率的情況下通過對諧振曲線振幅的比較檢定衰減。
2依照權利要求1的方法，其特征在于對諧振器不斷輸送至少兩種頻率的微波。
3依照權利要求1的方法，其特征在于微波頻率周期變化。
4依照權利要求3的方法，其特征在于微波頻率通過由低值向高值和返回低值的不斷切換周期變化。
5依照權利要求3的方法，其特征在于微波頻率通過不斷和持續(xù)的由低值向高值和返回低值(擺頻)以很小的頻率加以變化。
6根據(jù)上述權利要求中一項或多項的方法，其特征在于至少兩種頻率的微波輸送給諧振器，這兩種頻率以未受物質(zhì)影響的諧振頻率為中心對稱地分布給諧振曲線的下側邊沿。
7根據(jù)權利要求5的方法，其特征在于對諧振器輸送至少兩種頻率的微波，這兩種頻率分布給諧振曲線的下降側沿。
8根據(jù)權利要求7的方法，其特征在于在極限值間不斷持續(xù)變化的微波頻率優(yōu)選以極小的頻率正弦變化(擺頻)。
9根據(jù)權利要求8的方法，其特征在于通過輸出信號求出諧振曲線的偏移和以振幅降低為表現(xiàn)形式的衰減的偏移，該輸出信號具有一直流分量和一個隨優(yōu)選正弦擺頻變化的高變分量。
10根據(jù)權利要求9的方法，其特征在于與直流分量相對應的輸出信號(Ug)以及與交變分量相對應的輸出信號(Ua)分別輸送給計算級，在該計算級在多項式中對信號用常數(shù)計算得出分信號，該分信號通過相加得出終值。
11根據(jù)權利要求10的方法，其特征在于通過參數(shù)的設定對照物質(zhì)基準值求出常數(shù)，對該物質(zhì)分別根據(jù)有關密度/質(zhì)量或其濕度或其介電常數(shù)等待測定的量進行測定。
12根據(jù)權利要求7至11中的一項或多項的方法，其特征在于微波的頻率不斷和持續(xù)地由低值向高值并又返回低值變化(擺頻)，其極限頻率至少近似地以諧振曲線的下降沿的轉折點為中心對稱。
13根據(jù)上述權利要求中一項或多項的方法，其特征在于微波不同的頻率產(chǎn)生方法如下，優(yōu)選正弦地用小頻率對微波的振幅進行調(diào)制。
14根據(jù)權利要求13的方法，其特征在于產(chǎn)生的頻帶的基頻固定在諧振曲線的下降側沿，優(yōu)選在其轉折點上。
15根據(jù)上述權利要求中的一項或多項的方法，其特征在于兩種優(yōu)選經(jīng)調(diào)制產(chǎn)生的頻率的微波不斷輸送給諧振器，此后微波頻率被大幅度降頻并且接著通過選定的不同頻段的濾波器求出表示受物質(zhì)影響的諧振頻率的偏移和衰減特性的量。
16根據(jù)上述權利要求中的一項或多項的方法，其特征在于檢測切煙，尤其是香煙條內(nèi)切煙的密度/質(zhì)量。
17根據(jù)上述權利要求中的一項或多項的方法，其特征在于；檢測切煙，尤其是香煙條內(nèi)切煙的密度/質(zhì)量。
18根據(jù)上述權利要求中的一項或多項的方法，其特征在于檢測切煙，尤其是香煙條內(nèi)切煙的介電常數(shù)(ε)。
19用于檢測至少一種物質(zhì)的一種特性的裝置，帶有一諧振器，由信號發(fā)生器向該諧振器輸送微波，并從該諧振器可提取出高頻的受物質(zhì)影響的信號，用于以未受物質(zhì)影響的信號為準對其諧振頻率偏移和衰減進行檢測并且該受物質(zhì)影響的信號被輸送給分析評價電路，其特征在于由信號發(fā)生器向諧振器輸送具有至少兩種不同頻率的微波和通過受物質(zhì)影響的諧振曲線與未受物質(zhì)影響的諧振曲線的比較得出諧振頻率偏移以及通過檢測受物質(zhì)影響的和未受物質(zhì)影響的諧振曲線的振幅的比較得出衰減的電路裝置。
20根據(jù)權利要求19的裝置，其特征在于由信號發(fā)生器不斷地將具有至少兩種頻率的微波輸送給諧振器。
21根據(jù)權利要求20的裝置，其特征在于微波頻率周期變化。
22根據(jù)權利要求19的裝置，其特征在于一種旨在周期頻率變化的用于把微波頻率不斷的從低值向高值并又返回低值切換的切換裝置。
23根據(jù)權利要求19的裝置，其特征在于一種用于不斷和持續(xù)的將微波頻率由低值向高值并且又返回高值的(擺頻)變化的擺頻裝置。
24根據(jù)權利要求19至23中的一項或多項的裝置，其特征在于向諧振器輸送至少兩種頻率的微波，這兩種頻率以未受物質(zhì)影響的諧振頻率為中心相互對稱并在諧振曲線的下降側沿上。
25根據(jù)權利要求23的裝置，其特征在于對諧振器輸送至少兩種頻率的微波，這兩種頻率在諧振曲線的下降側沿上。
26根據(jù)權利要求25的裝置，其特征在于一種用于在極限值間優(yōu)選正弦變化微波頻率的擺頻裝置。
27根據(jù)權利要求26的裝置，其特征在于一種用于檢測與諧振頻率偏移和衰減相對應的取樣信號的直流分量和交變分量的電路裝置。
28根據(jù)權利要求25至27中的一項或多項的裝置，其特征在于微波極限頻率的狀態(tài)，微波的頻率不斷和持續(xù)地從低值向高值并且又返回低值進行變化(擺頻)，其頻率至少以諧振曲線的下降邊沿的轉折點為中心近似對稱。
29根據(jù)權利要求23至28中的一項或多項的裝置，其特征在于由與直流分量相對應的輸出信號(Ug)和與交變分量相對應的輸出信號(Ua)加載的計算級(Rg，Ra)、在該計算級信號在多項式中與常數(shù)一起計算得出分信號，該分信號相加得出終值。
30根據(jù)權利要求29的裝置，其特征在于利用物質(zhì)基準值通過參數(shù)設定求出常數(shù)，該物質(zhì)分別根據(jù)待求出的有關其密度/質(zhì)量或其濕度或其介電常數(shù)的大小進行測定。
31根據(jù)權利要求19至30中的一項或多項的裝置，其特征在于一種用于以很小的頻率對微波頻率優(yōu)選進行正弦調(diào)制的調(diào)制裝置。
32根據(jù)權利要求31的裝置，其特征在于通過調(diào)制產(chǎn)生的頻帶的基頻在諧振曲線的下降側沿上，優(yōu)選在其轉折點上。
33根據(jù)權利要求19至32中的一項或多項的裝置，其特征在于不斷地輸送兩種優(yōu)選經(jīng)調(diào)制產(chǎn)生的頻率的微波，一個后置的為兩個信號設置的分頻級和一個后置的用于將選出的經(jīng)分頻的頻段濾出的濾波裝置，以便求出表示受物質(zhì)影響的諧振頻率偏移和衰減的量。
34根據(jù)權利要求19至33中的一項或多項的裝置，其特征在于諧振器(21)設置在一個金屬機箱(2)內(nèi)，該機箱具有使煙草加工廠的煙條，尤其是香煙條(12)穿過的一個入口孔(7)及一個出口孔(9)。
35根據(jù)權利要求34的裝置，其特征在于機箱(2)旋轉對稱，優(yōu)選為圓柱形。
36根據(jù)權利要求19至35中的一項或多項的裝置，其特征在于在機箱(2)內(nèi)設置有一個介電固體諧振器(21)。
37根據(jù)權利要求36的裝置，其特征在于固體諧振器(21)備有一個香煙條(12)的通道(23)。
38根據(jù)權利要求19至37中的一項或多項的裝置，其特征在于備有一個穿透機箱(2)和必要時穿透固體諧振器(21)的閉合的、管狀的香煙條(12)的通道(13)。
39根據(jù)權利要求19至38中的一項或多項的裝置，其特征在于由導電材料，尤其是金屬制的管狀套管(14a，14b)圍繞機箱(2)的入口和出口上的通道。
40根據(jù)權利要求19至39中的一項或多項的裝置，其特征在于備有另一個結構相同的，優(yōu)選設置在同類型機箱內(nèi)的諧振器，對諧振器以同樣方式加有微波并且旨在對干擾量進行補償由該諧振器提取受基準介質(zhì)影響的微波信號。
41根據(jù)權利要求19至40中的一項或多項的裝置，其特征在于；對切煙的，尤其是香煙條內(nèi)的切煙的密度/質(zhì)量進行檢測。
42根據(jù)權利要求19至40中的一項或多項的裝置，其特征在于對切煙的，尤其是香煙條內(nèi)切煙的濕度進行檢測。
43根據(jù)權利要求19至42中的一項或多項的裝置，其特征在于對切煙的，尤其是香煙條內(nèi)切煙的介電常數(shù)(ε)進行檢測。
全文摘要
推薦一種檢測至少一種物質(zhì)的一種特性,尤其是檢測煙草的密度/質(zhì)量及介電常數(shù)的方法和裝置。對諧振器輸送具有至少兩種不同頻率的微波,通過對未受物質(zhì)影響的與受物質(zhì)存在影響的諧振器的諧振曲線的比較檢定出諧振頻率偏移并且通過對在輸送的微波的頻率的情況下諧振曲線振幅的比較檢定出衰減。采用所述的方法和裝置可以迅捷、準確地對上述物質(zhì)的高速移動的料流進行檢測。
文檔編號A24C5/34GK1186953SQ9711094
公開日1998年7月8日 申請日期1997年2月19日 優(yōu)先權日1996年2月20日
發(fā)明者H·莫拉, J·托比耶斯, A·諾亞克 申請人:豪尼機械制造股份公司