煙草加工工業(yè)的測量裝置、機器和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的棒狀制品或材料棒條的測量裝置、煙草加工工業(yè)的一種應用以及一種機器，所述測量裝置用以借助至少一個微波測量場來檢查至少一個放入到該制品或材料棒條中的物件的位置。本發(fā)明還涉及一種用于借助至少一個微波測量場來檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的其中放入有至少一個物件特別是充有液體的莢殼的棒狀制品或材料棒條的方法。就本發(fā)明的裝置而言，帶有側向開口的至少兩個特別是至少三個微波諧振器圍繞所述制品或材料棒條沿所述制品或材料棒條的圓周方向布置在不同的位置，且分別從一側對所述制品或材料棒條加載以微波測量場。
【專利說明】煙草加工工業(yè)的測量裝置、機器和方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助至少一個微波測量場來檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的棒狀制品或材料棒條的測量裝置、煙草加工工業(yè)的一種應用以及一種機器，所述測量裝置用來檢查至少一個放入到該制品或材料棒條中的物件特別是充有液體的莢殼的位置。本發(fā)明還涉及一種用于借助至少一個微波測量場來檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的其中放入有至少一個物件特別是充有液體的莢殼的棒狀制品或材料棒條的方法。
[0002]本發(fā)明因而涉及一種煙草加工工業(yè)的棒狀制品特別是過濾嘴香煙的裝有物件的過濾嘴棒條的制造。過濾嘴棒條在其制造之后被截斷成各個濾棒。過濾嘴棒條或截斷的濾棒含有一個或多個影響抽吸特性或過濾嘴特性的物件作為主要成分。
【背景技術】
[0003]物件尤其是充有液體的帶有硬殼套的莢殼。在這種情況下，液體通常含有香料物質或物質例如薄荷腦。在使用時，吸煙者在抽吸之前通過按壓過濾嘴來使得莢殼斷裂，然后點燃香煙。通過按壓過濾嘴中的莢殼，釋放出液體，從而發(fā)揮出液體的芳香。這種做法提供了特別強烈的或者新鮮的芳香體驗。相應的莢殼的直徑通常約為3.5_，但也可以或小或大。
[0004]EP 2 243 385 A2公開了一種煙草加工工業(yè)的用于監(jiān)視莢殼和調(diào)節(jié)過濾嘴中的莢殼位置的方法，其中，充有液體的莢殼放入過濾嘴棒條中，其也公開了一種用于對煙草加工工業(yè)的其中放入充有液體的莢殼的多個過濾嘴或過濾嘴棒條進行質量監(jiān)視的微波測量方法，用來針對過濾嘴棒條中的莢殼的數(shù)量、填充狀態(tài)和縱軸向的位置進行質量監(jiān)控。這里采用了一種微波諧振器，其在DE 198 54 550 B4中有所記載且具有那里提到的被過濾嘴棒條在中央穿過的諧振器殼體，即柱形的諧振器殼體。EP 2 243 385 A2和DE 198 54 550 B4的公開內(nèi)容全部援引加入到本申請中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]相比之下，本發(fā)明的目的在于，提出一種測量裝置和一種方法，借此可以進一步改善地檢查煙草加工工業(yè)的載有物件的過濾嘴棒條或棒狀制品。
[0006]所述目的通過一種用于檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的棒狀制品或材料棒條的測量裝置得以實現(xiàn)，其特別是用以借助至少一個微波測量場來檢查至少一個放入到該制品或材料棒條中的物件特別是充有液體的莢殼的位置，其特征在于，帶有側向開口的至少兩個特別是至少三個微波諧振器，圍繞所述制品或材料棒條沿所述制品或材料棒條的圓周方向布置在不同的位置，且分別從一側對所述制品或材料棒條加載以微波測量場。
[0007] 由此解決了如下問題:對于帶有物件或莢殼放入裝置的香煙卷制機或過濾嘴制棒機來說，所述物件或莢殼由于方法的原因始終都不能在材料棒條的橫截面中居中地放入，從而它們在有些情況下朝向過濾嘴棒條的邊緣埋入。于是在極端情況下，對于過濾嘴棒條的情況而言根本就不再有乙縮醛位于莢殼與過濾嘴紙張之間。莢殼于是直接在過濾嘴紙張下面就能看到和感覺到。這種并非所愿的錯位引起莢殼在以后的方法步驟中經(jīng)常受損和露出，因為這些莢殼未在所有側面都均勻地受到過濾嘴材料的保護，因此對力影響比較敏感，例如在物流組件中在過濾嘴組裝機的滾筒上或者在包裝期間會出現(xiàn)所述力影響。本發(fā)明將在下面以裝有物件的過濾嘴棒條為例對此加以闡述，闡述內(nèi)容相應地也適用于裝有物件的包裹的煙草棒條和香煙棒條。
[0008]居中放置還牽涉到對香煙的質量要求。因而需要使得莢殼的液體針對所有的過濾嘴都均勻地分布，且莢殼的折斷對于所有香煙來說都能相同地感覺到。所述偏心的布置情況利用以前使用的根據(jù)DE 198 54 550 B4和EP 2 243 385 A2的微波測量裝置無法確知。
[0009]相比之下，根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)在提出，對縱軸向地輸送的棒條或制品進行側向加載。在側向的即徑向的加載情況下，每個獨立微波場的強度在棒條或制品的徑向上都明顯各向異性，從而物件例如莢殼的偏心布置體現(xiàn)在針對不同地放置的側向微波諧振器的非對稱的信號反應。這種信號反應可以用于對未調(diào)節(jié)一致的制品或過濾嘴棒條區(qū)段或包裹的煙草棒條區(qū)段進行位置確定或剔除。
[0010]特別優(yōu)選地將至少一個微波諧振器設計成開放式同軸諧振器，其中，同軸諧振器的開口側朝向制品或材料棒條。這種所謂的“開放式同軸表面波式”微波諧振器為帶有中央導體的柱形結構。通過一個或兩個輸入造型體例如天線或孔板，諧振腔中的微波場以磁或電的方式輸入。諧振器的一個端面封閉，而其相對側的端面敞開。微波場從敞開側向外射出，且隨著距離的增加而明顯減弱，即明顯各向異性。在此，對被輸送過去的莢殼的信號反應一方面取決于給莢殼填充能吸收微波的介質例如水狀香料溶液的填充狀態(tài)，另一方面取決于莢殼相距敞開的端面的距離。同軸諧振器由此特別良好地適用于本發(fā)明的應用。
[0011]根據(jù)一種優(yōu)選的設計，至少三個微波諧振器以相等的角度特別是星狀地布置在制品或材料棒條周圍。這種幾何形狀簡單的布置方式除了允許確定莢殼的填充狀態(tài)信息外，還允許可靠而快速地進行位置確定，所述莢殼作為所謂的“高損耗”物件在根本上決定了諧振器反應。
[0012]替代地，設置兩個微波諧振器，它們圍繞材料棒條特別是過濾嘴棒條或煙草棒條布置，尤其基本上布置在垂直于材料棒條輸送方向的平面上，且相互間形成60°?300°特別是180°的角度。在180°角度的情況下，這些微波諧振器直接相對而置。有兩個微波諧振器的這種布置方式有利地應用在地方、空間和/或成本受限的情況下，其中，相比于有三個或多個微波諧振器的布置方式，信息丟失特別是在莢殼位置的識別方面會導致測量結果略微不準確。
[0013]如果可預料到在至少三個微波諧振器之間的串擾，則這些微波諧振器最好分別以不同的頻率工作，和/或沿棒條或制品的縱軸向布置在不同的位置。因而有利地把至少三個微波諧振器沿制品或材料棒條的縱軸向布置在相同的位置或不同的位置，和/或與這些微波諧振器連接的功率電子機構被設計用來給這些微波諧振器加載相同的微波測量頻率或不同的微波測量頻率，所述頻率特別是介于IGHz和IOGHz之間，尤其介于4GHz和7GHz之間。
[0014]特別是針對不同微波諧振器的不同測量頻率的情況有利地規(guī)定，用于不同的微波測量頻率的這些微波諧振器特別是開放式同軸諧振器在直徑相同的情況下具有不同的長度和/或形狀。所述長度和/或形狀匹配于所希望的測量頻率，而相同地選擇的直徑確保從相應的微波諧振器側向地射出的微波測量場的造型至少近乎相同，以便保證針對物件與微波測量場的相互作用進行造型相同的測量。若頻率不同，微波場的射入深度就會發(fā)生改變，從而不同頻率的微波測量場在裝載材料的情況下并不一致，但變得近乎相同。
[0015]為了保證，過濾嘴棒條或棒狀制品與微波諧振器之間的距離在生產(chǎn)過程中不變化，進而在測量中出現(xiàn)系統(tǒng)性的偏差，優(yōu)選規(guī)定，設有引導裝置，用于在微波諧振器區(qū)域中引導制品或材料棒條，借助該引導裝置可預先規(guī)定制品或材料棒條與微波諧振器開口之間的距離。這種引導裝置例如可以是塑料管，其由基本上能透過微波的材料例如PEEK (聚醚醚酮)構成。
[0016]也可以針對不同的成型機設置不同的引導裝置。因而例如可以為了適配于新的過濾嘴棒條成型機而調(diào)整引導管的內(nèi)直徑，然而外直徑保持恒定不變，以便使得微波諧振器的布置方式保持固定。替代地，這些微波諧振器也可以能沿徑向移動地安置，特別是相互耦接，從而在通過對引導管的更換和微波諧振器的靠攏與分開而進行從一個過濾嘴棒條成型機到另一個過濾嘴棒條成型機的過渡時能夠對直徑的減小或增大做出反應。
[0017]本發(fā)明的目的還通過根據(jù)本發(fā)明的前述測量裝置的一種應用得以實現(xiàn)，所述測量裝置用于檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的棒狀制品或材料棒條，其用以檢查至少一個放入到該制品或材料棒條中的物件特別是充有液體的莢殼的位置，尤其是物件在制品或材料棒條中的橫向位置，和/或物件相距制品或材料棒條的中點和/或邊緣的徑向距離。在此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，材料棒條系指煙草加工工業(yè)的所有材料棒條，特別是香煙棒條、包裹的煙草棒條、單乙縮醛棒條、腔式過濾嘴棒條和多段式過濾嘴棒條。
[0018]本發(fā)明的目的也通過煙草加工工業(yè)的一種機器特別是過濾嘴制棒機或香煙制棒機得以實現(xiàn)，其具有至少一個根據(jù)本發(fā)明的前述測量裝置，所述測量裝置用于檢查縱軸向地輸送的制品或者一個或兩個材料棒條，特別是過濾嘴棒條或包裹的煙草棒條或香煙棒條。
[0019]最后，所述目的特別是在根據(jù)本發(fā)明的前述測量裝置中通過一種用于借助至少一個微波測量場來檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的其中放入有至少一個物件特別是充有液體的莢殼的棒狀制品或材料棒條的方法得以實現(xiàn)，該方法經(jīng)過如下改進，從沿圓周方向不同的至少兩側特別是至少三側分別由至少一個側向敞開的微波諧振器對制品或材料棒條在縱軸向地輸送期間分別加載以從一側徑向地射入的微波測量場，其中，由至少三個微波諧振器的相應的測量信號的因存在有放入制品或材料棒條中的物件導致的變化求取物件的至少一個特性。
[0020]由此在本發(fā)明的方法中利用與在本發(fā)明的測量裝置中相同的機構實現(xiàn)了所述目的。
[0021]求取的特性優(yōu)選是物件在制品或材料棒條中的橫向位置，和/或是物件相距制品或材料棒條的中點和/或邊緣的徑向距離。替代地或補充地，求取的特性有利地是物件在制品或材料棒條中的縱軸向的位置。最后，替代地或附加地有利的是，求取的特性是物件的填充量、填充度、受損狀態(tài)和/或缺失，或者是在制品或材料棒條中縱軸向位置放入的物件的多余。[0022]優(yōu)選特別簡便地借助三角測量法和/或查詢表格來進行求取，所述查詢表格特別是以模擬方式或者根據(jù)經(jīng)驗來確定或被確定。查詢表格根據(jù)直接的測量參數(shù)含有要求取的參數(shù)的預定的或者預先計算好的值。因而這是一種帶有值元組的多維表格。三角測量法利用了微波諧振器的測量信號之間的相對差別，以便求取物件相距相應微波諧振器的距離。隨后，借助微波諧振器的已知的位置和為此求得的相應的距離來確定圓的交點，這些圓相應于相距相應的微波諧振器的側向開口的相應距離。如此三角化的位置相當于物件或莢殼在材料棒條或者例如在過濾嘴棒條或包裹的煙草棒條的、在棒狀制品例如濾棒或過濾嘴香煙中的橫向的或者偏心的位置。
[0023]根據(jù)一種優(yōu)選的改進，若物件未保持至少一個求得的特性的至少一個預定的或可預先確定的極限值，就把含有該物件的制品或者材料棒條的區(qū)段從后續(xù)加工中剔除，和/或從制造過程中拋出。這特別是通過吹出來進行。
[0024]本發(fā)明的方法優(yōu)選應 用在自學習系統(tǒng)中，其中，針對每次生產(chǎn)都調(diào)整正常的填充物件例如莢殼的極限值。由此優(yōu)選可以借助在棒條或制品中的例如頭10-50個莢殼首先確知極限值的第一范圍，然后利用在材料棒條或制品中的例如50(T1000個物件的當前的平均值來不斷地調(diào)整極限值。由此可以在生產(chǎn)中考慮標準方差，而不會喪失識別出實際上有缺陷的或者定位錯誤的物件并將相應的棒條區(qū)段或濾棒去除的能力。對測量或測量裝置的校準也可以相應地自學習式地設計。
[0025]針對各個發(fā)明主題即測量裝置、機器、應用和方法所述的特征、優(yōu)點和特性，在無限制的情況下也適用于彼此關聯(lián)的其它發(fā)明主題，所述其它發(fā)明主題以同類的相互對應的機構實現(xiàn)相同的發(fā)明構思。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]本發(fā)明的其它特征可由對本發(fā)明的實施方式的說明結合權利要求書和附圖得到。本發(fā)明的實施方式可以實現(xiàn)各個特征或多個特征的組合。
[0027]下面在本發(fā)明的通用構思不受限的情況下借助實施例參照附圖來介紹本發(fā)明，其中，本發(fā)明的在文本中未詳述的全部細節(jié)都具體地參見附圖。其中:
圖1為已知的過濾嘴制棒機的一部分的示意圖；
圖2為另一已知的過濾嘴制棒機的一部分的不意圖；
圖3為另一已知的過濾嘴制棒機的一部分的三維示意圖；
圖4為已知的測量裝置的立體圖；
圖5a)、b)為在棒狀制品中布置物件的示意圖；
圖6a)、b)為已知的微波諧振場的示意圖；
圖7為開放式同軸諧振器的示意圖，其帶有裝載有物件的棒狀制品；
圖8為諧振曲線圖；
圖9為通常的信號曲線圖；
圖10為本發(fā)明的測量裝置的橫剖視圖；和 圖11為物件位置確定圖。
[0028]在這些附圖中，相同的或同類的部件和/或部分均標有相同的附圖標記，故重復的介紹內(nèi)容均將略去?！揪唧w實施方式】
[0029]圖1示意性地示出比如由EP 2 243 385 A2已知的過濾嘴制棒機的一部分。過濾嘴棒條40沿著縱軸線57即縱軸向地在圖1中從右向左輸送。在過濾嘴棒條40中，借助放入輪42把兩個莢殼43和44分別以相距另外兩個莢殼43和44基本上相等的間距裝入或放入過濾嘴棒條中。過濾嘴棒條40于是具有并排的莢殼43和44，在這些莢殼之間還可以設有一些過濾嘴絲束。
[0030]裝有莢殼43和44的過濾嘴棒條40然后穿過微波諧振器45，在該微波諧振器中尤其對過濾嘴棒條的質量和莢殼43和44的裝填情況進行檢查。微波諧振器的形式例如由DE198 54 550 B4已知，其具體內(nèi)容援引至此。微波諧振器45還用于確定莢殼43和44的縱軸向的位置。最后，這里被構造成旋轉刀架的切割裝置46把棒條40切割成雙倍長度的過濾嘴41。如果在微波諧振器45中確知制得的雙倍使用長度的濾棒的質量不合格，就用吹出裝置51把所述濾棒吹出去。
[0031]下面介紹對過濾嘴制棒機60的相應組件的控制和調(diào)節(jié):
利用位置受控的驅動系統(tǒng)47來控制放入輪42的轉速。該驅動系統(tǒng)把相應的控制信號輸出給放入輪或放入輪42的促動器。放入輪的相應的旋轉位置作為縱軸向的實際位置被反饋給驅動系統(tǒng)47，該驅動系統(tǒng)把位置實際值提供給位置調(diào)節(jié)機構48。位置調(diào)節(jié)機構48把位置給定值輸出給驅動系統(tǒng)47。該驅動系統(tǒng)用相應的虛線箭頭示出，所述虛線把圖8中的相應組件連接起來。
[0032]此外，微波諧振器45把放入棒條40中的莢殼43和44的縱軸向的實際位置既傳遞給位置調(diào)節(jié)機構48，又傳遞給質量監(jiān)視和統(tǒng)計系統(tǒng)50。在位置錯誤時，質量監(jiān)視和統(tǒng)計系統(tǒng)用于把拋棄信號輸出至吹出裝置51，從而把相應的具有位置錯誤的莢殼43和44的濾棒41吹出去。
[0033]此外，位置調(diào)節(jié)機構48把位置給定值輸出給用于放入輪42的位置受控的驅動系統(tǒng)47。位置實際值由驅動系統(tǒng)49反饋給位置調(diào)節(jié)機構48。刀架或刀架46的促動器與驅動系統(tǒng)47相應地連接起來。
[0034]在理想的無誤的生產(chǎn)中，莢殼43和44的放入輪42以及刀架46的角度位置一次性地彼此正確地調(diào)節(jié)好，從而相對于莢殼在所希望的位置進行切割。然而，由于例如也在圖2中示出的成型帶的磨損，在生產(chǎn)過程中會在過濾嘴棒條40與成型帶52之間出現(xiàn)緩慢的打滑。其結果是，莢殼相對于過濾嘴41的切割位置發(fā)生緩慢的系統(tǒng)性的跑偏。這個問題可以借助于測量系統(tǒng)采用如下方式來解決:在莢殼系統(tǒng)性地跑偏時，放入輪52與刀架46之間的角度位置用切割位置調(diào)節(jié)機構或位置調(diào)節(jié)機構48予以再調(diào)節(jié)，其中，驅動系統(tǒng)為了再調(diào)節(jié)放入輪42的位置而提供主脈沖即所謂的DCP (雙香煙脈沖)。
[0035]在圖2中示意性地示出了根據(jù)EP 2 243 385 A2的過濾嘴制棒機60的另一實施方式。相應地也示出了組件:放入輪42、微波諧振器45和切割裝置46。放入輪42具有凹槽，在該實施例中，只有一個莢殼43裝入所述凹槽中。該放入輪與根據(jù)圖1的實施方式相反，在該實施方式中分別設有雙凹槽，兩個不同的或相同的莢殼相繼地放入所述雙凹槽中。這些莢殼被抽吸空氣保持住，直到傳送至棒條40中。
[0036]在圖2中示出了與放入輪42鄰接的尤其具有成型帶52的成型裝置53。在根據(jù)圖I的實施方式中也存在有成型裝置，但那里未示出。
[0037]根據(jù)分別放入棒條40中的莢殼43的位置測量值進行位置調(diào)節(jié)，該位置測量值由微波諧振器45產(chǎn)生并被輸送給位置調(diào)節(jié)器55。該位置調(diào)節(jié)器55控制或調(diào)節(jié)放入輪42相對于切割裝置46的角度位置，從而始終都能保持正確的切割位置54，該切割位置與裝入的莢殼43相距規(guī)定的距離。
[0038]圖3示意性地三維地示出了根據(jù)EP 2 243 385 A2的另一已知的過濾嘴制棒機的一部分。示出了一種雙棒機，即用于處理兩個過濾嘴棒條40和40'的過濾嘴制棒機。相應地也設有兩個分別由相應的驅動系統(tǒng)47、47'驅動的放入輪42、42'。在這種情況下，放入輪42、42'也用于把莢殼43裝入過濾嘴棒條40、40'中。
[0039]還示出了一種卷軸，包裹材料62、62^在切割之后從該卷軸抽出。包裹材料62、62被輸送給兩個成型帶52、52'。成型帶52、52'借助驅動系統(tǒng)64、64'來驅動。過濾嘴棒條40、40'被放置到成型帶52、52'上且穿過成型裝置53、53'，在所述成型裝置中，包裹材料帶62、62'卷繞過濾嘴棒條，而且閉合。
[0040]接下來是接縫板裝置63，在該接縫板裝置中特別是通過熱作用使得包裹材料帶干燥，或者使得用于閉合接 縫的膠粘劑干燥。隨后，棒條40、40'穿過微波諧振器45'，該微波諧振器具有用于棒條40、40'的兩個穿孔。微波諧振器45'可以是由兩個相互解耦的微波諧振器構成的微波測量裝置，以便能針對相應棒條實現(xiàn)很好的測量精度。然后，由此可以針對相應棒條實施本發(fā)明的方法，該方法用于監(jiān)視給煙草加工工業(yè)的過濾嘴或相應過濾嘴棒條裝載具有液體填充物的莢殼的質量。
[0041 ] 在微波諧振器45或微波諧振器裝置之后是兩個分別由驅動系統(tǒng)49和49，驅動的切割裝置46、46'。
[0042]對相應的受驅動的組件即放入輪42、42^、成型帶52和52'以及切割裝置46和46'的位置調(diào)節(jié)通過相應的與所述組件連接的驅動系統(tǒng)47、47' ;64、64'和49、49'來進行。在此，對成型帶52和52'的位置調(diào)節(jié)包括疊加的速度調(diào)節(jié)。
[0043]位置調(diào)節(jié)機構48從微波諧振器45'得到在相應的棒條中的相應的莢殼43的位置。所述位置被進一步處理成用于控制驅動系統(tǒng)的控制參數(shù)。通過這種方式可以調(diào)節(jié)或控制切割裝置46、46'的位置特別是角度位置。相應地也可以控制或調(diào)節(jié)切割裝置46、46'相對于成型帶52和52'的一個速度或多個速度的角度位置。最后可行的是，控制或調(diào)節(jié)放入輪42、42'相對于成型帶52和52'的速度的角度位置。
[0044]特別優(yōu)選的是，對裝入過濾嘴棒條40、4(V中的莢殼43的位置進行適當控制或調(diào)節(jié)，使得這些莢殼沿棒條40、40'的輸送方向始終都以相同的距離平行地處于在兩個棒條40、40'中。在這種情況下，切割裝置46和46'可以同時切割棒條，且對棒條40、40'的行進以及被切斷的過濾嘴的后續(xù)加工進行同步。也可以為兩個棒條設置一個共同的切割裝置。
[0045]在圖4中再一次立體地粗略地示意性地示出相應的已知的反應情況(Antwort)。放入輪42把從充填管筒(無附圖標記)得到的充有液體的莢殼43放入過濾嘴棒條40中，該過濾嘴棒條被輸送到示意性地示出的微波諧振器的入口。在該微波諧振器中設置有例如根據(jù)DE 198 54 550 B4的柱形的諧振器，過濾嘴棒條40在中央穿過所述諧振器。
[0046]在圖5a)和5b)中所示的情況下，莢殼43并未在中央布置在過濾嘴棒條的一個區(qū)段或者一個柱形的濾棒10中。在圖5a)中立體地示出了這種狀況，其中，中央的給定位置作為笛卡爾坐標系的零點示出，該笛卡爾坐標系的一個軸穿過柱形物件的中央的對稱軸線，而其它的兩個軸垂直于該對稱軸線。在圖5a)中已經(jīng)可看到莢殼43的錯位。
[0047]圖5b)是濾棒10的端面俯視圖，據(jù)其所示，莢殼43明顯偏心地布置，甚至連給定位置12也未觸及。這種錯誤定位將導致濾棒10從后續(xù)生產(chǎn)中被剔除。
[0048]圖6a)、b)示出在比如由DE 198 54 550 B4已知的空心柱形微波諧振器45中的諧振微波場的情況。該微波諧振器在匕1(|模式下工作，從而最大的場強在中心產(chǎn)生。在此，筆直的實線箭頭表示E場線(電場線)，閉合的虛線場線表示(磁)H場線。
[0049]圖6b)中所示為柱形諧振器的端面的實際大小情況的俯視圖。于是，發(fā)送器20和接收器22均位于微波諧振器45的柱形空腔的邊緣處。諧振腔25的最大部分是空的。示出了微波場26的H場線。在中央有個通孔，其帶有穿過諧振腔25的由PEEK (聚醚醚酮)構成的引導管，裝有莢殼43的過濾嘴棒條40在該引導管中被輸送經(jīng)過諧振器。然而在中央，微波測量場在徑向上幾乎不是各向異性的，從而莢殼43的偏心布置幾乎不能被發(fā)現(xiàn)，或者無法與莢殼的略微稀疏的裝填區(qū)分開。
[0050]相比之下，圖7中所示為開放式同軸諧振器30的示意性的詳細的橫剖視圖。開放式同軸諧振器30的橫截面為柱形，且具有底部33以及中央的導體34。帶有開口 35的端面相對于底部33是開放式的，微波測量場32從該開口射出，且在中央導體35的出口位置特別明顯地集束。微波測量場32的強度隨著相距開口 35的距離增大而明顯減弱。在圖7中還示出，濾棒10或過濾嘴棒條的莢殼43恰好在中央位于同軸諧振器30的開口 35的上方，由此使得微波場32因存在充有液體的莢殼43而最大程度地受到影響。
[0051]圖8中所示為諧振器中的諧振微波場32的幅度A關于頻率的曲線圖。諧振曲線36表示不存在莢殼時的情況。諧振曲線36'表示存在莢殼43時的情況。這表明，諧振最大值偏移了一個用雙箭頭表示的諧振偏移量，在低頻情況下，諧振曲線36'位于諧振曲線36上方。實際采用的測量頻率39位于諧振曲線36、36'的下邊沿上。
[0052]如果在微波場中莢殼43相對于諧振器表面的位置在某個測量點發(fā)生改變，則在受激勵的振蕩系統(tǒng)中根據(jù)圖8的諧振頻率和衰減度及品質因數(shù)改變。與在以前的系統(tǒng)中類似，兩個參數(shù)例如可以通過功率-損失-幅度和在固定的測量頻率處的第一階導數(shù)來求取和分析。這里可以采用插入式測量S21或反射式測量Sn。根據(jù)本發(fā)明，也可以采用諧振跟蹤法進行測量，這種測量特別是被構造成反射式測量。也可行的是，借助諧振寬度測量來求取諧振器的品質因數(shù)，該品質因數(shù)在諧振器為空時較高，而當存在物件時減小，這導致可在圖8中觀察到的諧振傳播。
[0053]在圖9中示出如此得到的信號37的幅度A的第一半部關于時間的曲線，此時莢殼43靠近同軸諧振器30的開口 35，其中，由于材料量即無論乙縮醛還是莢殼中的液體都有所增加，組合以間距的減小，在測量頻率39處導致測得的信號37上升。在這里，莢殼的所謂的“高損耗”材料具有最大影響。過濾嘴材料對測量信號的影響較小。相距諧振器表面的距離越小，信號振幅就越大，量即填充度越大，信號振幅也就越大。在輸送速度恒定的情況下，時間曲線相當于信號與在物件和諧振器之間的間距的關系。
[0054]圖10所示為按照本發(fā)明星形地布置的三個開放式同軸諧振器30 1 _m的橫剖視圖，它們布置在濾棒10的周圍。這種布置方式同樣也適用于如下情況:代替濾棒10，對帶有莢殼43的無端頭過濾嘴棒條40進行檢查。三個微波諧振器30 1 _m的相應的開口朝向濾棒10，且相互間布置成120°的角度，因而形成一個等邊三角形。如由圖10也可看出，微波測量場
321 _m局部地相互交疊。因此，要么采用不同的測量頻率，要么把三個同軸諧振器30 1 _m沿棒條或濾棒10的縱向前后錯開地布置，以便使得它們彼此解耦。
[0055]物件43明顯偏心地布置，即離開中央的給定位置12而偏移至濾棒10的邊緣11。莢殼43由此靠近同軸諧振器30111的入口，且很明顯地影響微波場32111。此外，相距同軸諧振器30 1和30 11的側向開口的距離大致一樣遠，從而它們的微波場32 1和32 11僅僅發(fā)生比較微弱的改變。結果是，開放式同軸諧振器30111處的測量信號強，而同軸諧振器30 1和3011處的測量信號弱。
[0056]圖11根據(jù)圖10的測量結果圖形化地示出一種三角測量法。用X31 1 _m表示根據(jù)圖10的開放式同軸諧振器30 1 _m的位置。從這些X引出的線的長度等于加權測得的相應間距38 1 _m。由于測量信號除了取決于相應的間距外，還取決于莢殼43的填充狀態(tài)，所以必須進行相應的加權。
[0057]不同的測量信號首先允許評價莢殼43相距三個微波諧振器30 1 _m的相對距離，其方式為，間距比值是已知的，但絕對值并不知道。于是，在求取的間距比值固定的情況下，這些間距改變一定時間，直至相應的圓(參見圖11中的虛線)以相應的間距圍繞位置31卜111相交于共同的交點。該交點表不莢殼43的橫向實際位置13。然后可以在莢殼43的實際位置13已知的情況下由測量信號推斷出莢殼的填充狀態(tài)。為此，例如以間隔加權的方式對測量信號進行累加，其中要考慮到射出的微波測量場的各向異性。
[0058]附加地也可以通過測量信號的傳播方向和時間分量來確定在棒條或制品中的縱向位置，例如按照確知的最大填充度根據(jù)棒條或制品的當前位置進行所述確定。由此也可確知莢殼或物件的在物件放入之處出現(xiàn)的缺失或重復。
[0059]所述的全部特征，還有單獨由附圖得到的特征，以及與其它特征組合地公開的各個特征，無論單獨地還是組合地，都被視為本發(fā)明的重要內(nèi)容。本發(fā)明的實施方式可以通過各個特征或者多個特征的組合來實現(xiàn)。
[0060]附圖標記清單
10濾棒
11濾棒邊緣
12給定位置
13橫向實際位置
14引導管 20 發(fā)送器 22 接收器
24引導管
25諧振腔
26微波場
30,30 1^m開放式同軸諧振器
31 1 _m 開放式同軸諧振器的位置
32,32 1^m微波測量場33底部
34中央的導體
35側向開口36、36'諧振曲線
37測量信號的時間曲線
381 -111 加權測得的間距
39測量頻率40、40'過濾嘴棒條
41截斷的雙倍使用長度的過濾嘴
42、42'放入輪
43莢殼
44莢殼
45、45'微波 諧振器
46、46'切割裝置47,47/驅動系統(tǒng)
48位置調(diào)節(jié)機構
49、49'驅動系統(tǒng)
50質量監(jiān)視和統(tǒng)計系統(tǒng)
51吹出裝置52,52/成型帶53、53^成型裝置
54切割位置
55位置調(diào)節(jié)器
56放入位置
57縱軸線
60過濾嘴制棒機
61過濾嘴絲束帶62、62'包裹材料帶
63接縫板裝置
64、64'驅動系統(tǒng)
【權利要求】
1.一種用于檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的棒狀制品(10)或材料棒條(40)的測量裝置，用以借助至少一個微波測量場(32 1 _m)來檢查至少一個放入到該制品(10)或材料棒條(40)中的物件(43、44)的位置(13)，其特征在于，帶有側向開口(35)的至少兩個微波諧振器(30 1 _m)圍繞所述制品(10)或材料棒條(40)沿所述制品(10)或材料棒條(40)的圓周方向布置在不同的位置(31卜111)，且分別從一側對所述制品(10)或材料棒條(40)加載以微波測量場(32 1 _m)。
2.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，帶有側向開口(35)的至少三個微波諧振器(30 1 _m)圍繞所述制品(10)或材料棒條(40)沿所述制品(10)或材料棒條(40)的圓周方向布置在不同的位置(31 1 _m)，且分別從一側對所述制品(10)或材料棒條(40)加載以微波測量場(32卜111)。
3.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，至少一個微波諧振器(301 _m)被設計成開放式同軸諧振器(30 1 _m)，其中，同軸諧振器(30 1 _m)的開口側朝向制品(10)或材料棒條(40)。
4.如權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，至少三個微波諧振器(301 _m)以相等的角度特別是星狀地布置在制品(10)或材料棒條(40)周圍。
5.如權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，至少三個微波諧振器(301 _m)沿制品(10)或材料棒條(40)的縱軸向布置在相同的位置或不同的位置。
6.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，與所述微波諧振器(301 _m)連接的功率電子機構被設計用來給 所述微波諧振器(30 1 _m)加載相同的微波測量頻率或不同的微波測量頻率。
7.如權利要求6所述的測量裝置，其特征在于，所述功率電子機構被設計用來給所述微波諧振器(30 1 _m)加載介于IGHz和IOGHz之間的微波頻率。
8.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，用于不同的微波測量頻率的所述微波諧振器(30 1 _m)在直徑相同的情況下具有不同的長度和/或形狀。
9.如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，設有引導裝置(14)，用于在微波諧振器(30卜111)的區(qū)域中引導制品(10)或材料棒條(40)，借助該引導裝置可預先規(guī)定制品(10)或材料棒條(40)與微波諧振器(30 1 _m)的開口(35)之間的距離。
10.一種根據(jù)權利要求1、中任一項的測量裝置的應用，所述測量裝置用于檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的棒狀制品(10)或材料棒條(40)，用以檢查至少一個放入到該制品(10)或材料棒條(40)中的物件(43、44)的位置(13)。
11.如權利要求10所述的測量裝置的應用，其特征在于，所述物件(43、44)是充有液體的莢殼。
12.如權利要求10所述的測量裝置的應用，其特征在于，檢查物件(43、44)在制品(10)或材料棒條(40)中的橫向位置(13)，和/或檢查物件相距制品(10)或材料棒條(40)的中點和/或邊緣(11)的徑向距離。
13.一種煙草加工工業(yè)的機器，具有至少一個根據(jù)權利要求廣9中任一項的測量裝置，所述測量裝置用于檢查縱軸向地輸送的制品或者一個或兩個材料棒條。
14.如權利要求13所述的煙草加工工業(yè)的機器，其特征在于，所述機器是過濾嘴制棒機或香煙制棒機。
15.一種用于借助至少一個微波測量場(32、32 1 _m)來檢查煙草加工工業(yè)的至少一個縱軸向地輸送的其中放入有至少一個物件(43、44)的棒狀制品(10)或材料棒條(40)的方法，其特征在于，從沿圓周方向不同的至少兩側或至少三側分別由至少一個側向敞開的微波諧振器(30卜111)對制品(10)或材料棒條(40)在縱軸向地輸送期間分別加載以從一側徑向地射入的微波測量場(32 1 ―111)，其中，由至少三個微波諧振器(30 1 _m)的相應的測量信號(37)的因存在有放入制品(10)或材料棒條(40)中的物件(43、44)導致的變化求取物件(43、44)的至少一個特性。
16.如權利要求15所述的方法,其特征在于，該方法在根據(jù)權利要求1、中任一項的測量裝置中實施。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于，求取的特性是物件在制品(10)或材料棒條(40)中的橫向位置(13)，和/或是物件(43、44)相距制品(10)或材料棒條(40)的中點和/或邊緣(11)的徑向距離。
18.如權利要求15所述的方法，其特征在于，求取的特性是物件(43、44)在制品(10)或材料棒條(40 )中的縱軸向的位置。
19.如權利要求15所述的方法，其特征在于，求取的特性是物件(43、44)的填充量、填充度、受損狀態(tài)和/或缺失，或者是在制品(10)或材料棒條(40)中縱軸向位置的放入的物件(43、44)的多余。
20.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述求取借助三角測量法和/或查詢表格來進行。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述查詢表格以模擬方式或者根據(jù)經(jīng)驗來確定或被確定。
22.如權利要求15所述的方法，其特征在于，若物件(43、44)未保持至少一個求得的特性的至少一個預定的或可預先確定的極限值，就把含有該物件的制品(10)或材料棒條(40)的區(qū)段從后續(xù)加工中剔除，和/或從制造過程中拋出。
23.如權利要求15所述的方法，其特征在于，在自學習系統(tǒng)中針對生產(chǎn)調(diào)整正常的物件(43、44)的極限值。
24.如權利要求23所述的方法，其特征在于，針對在材料棒條或制品中的第一物件(43、44)確知極限值的初步的第一范圍，然后利用在材料棒條或制品中的多個物件(43、44)的當前的平均值來調(diào)整極限值。
25.如權利要求24所述的方法，其特征在于，用于初步的第一范圍的第一物件(43、44)是10~50個物件，隨后，用于當前平均值的多個物件(43、44)是500~1000個物件。
【文檔編號】A24D3/02GK103960773SQ201410043278
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權日:2013年1月30日
【發(fā)明者】R.基爾興斯坦, T.萊費爾斯 申請人:豪尼機械制造股份公司