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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung der Feuchtigkeit eines sich bewegenden dielektrischen Bandes, mit einem Abnehmer für elektrostatische Ladungen, welche während der Bewegung des
Bandes auf dieses aufgebracht werden, und einem an den Abnehmer angeschlossenen, auf ein vorgegebenes
Frequenzband abgestimmten Verstärker, dessen von einem Anzeigegerät angezeigtes Ausgangssignal der Feuchte des Bandes proportional ist. Derartige Einrichtungen können bei der technologischen Kontrolle der Qualität von
Papier, Gewebe und andern Materialien, die eine verhältnismässig niedrige elektrische Leitfähigkeit aufweisen, verwendet werden. Die elektrostatischen Ladungen entstehen infolge der Reibung des Bandes an diversen
Maschinenteilen während seiner Bewegung.
Bei einer seit langem bekannten Einrichtung besteht der Abnehmer der elektrostatischen Ladungen aus einigen Bürsten, die durch Bündel von blanken Leitern gebildet sind. Die Enden dieser Leiter sind untereinander elektrisch verbunden und an ein Elektroskop angeschlossen.
Je nach der Feuchte des Materials ändert sich die Ladungsmenge, die über die Bürsten auf das Elektroskop gelangt und eine Änderung des Spreizungswinkels seiner Blättchen hervorruft, nach dessen Grösse man auf die
Feuchtigkeit schliesst.
In einer solchen Einrichtung müssen die Bürsten zur genauen Feuchtemessung in ständigem Kontakt mit dem Band gehalten sein. Eine Änderung des Andruckgrades infolge des unvermeidlichen Verschleisses der Bürsten führt dabei zu einer Verfälschung der Ergebnisse der Feuchtemessung infolge einer unvollständigen Abnahme der
Ladungen. Ausserdem muss berücksichtigt werden, dass eine solche Messeinrichtung nur für grobe Messungen vom
Typ"trocken","feucht"und"normal"geeignet ist. Genauere, kontinuierliche Messungen sind mit einer derartigen Einrichtung unmöglich.
Diese Nachteile wurden mit Hilfe von Einrichtungen beseitigt, die auf der Messung von irgendwelchen
Charakteristiken des elektromagnetischen Feldes beruhen, das durch die Ladungen des sich bewegenden Bandes hervorgerufen wird.
Eine derartige Messeinrichtung weist einen Empfänger der elektromagnetischen Schwingungen auf, welcher an den Eingang eines Verstärkers angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers ist der Intensität des elektromagnetischen Feldes und folglich der Materialfeuchtigkeit proportional.
Der Empfänger einer solchen Messeinrichtung stellt eine gewöhnliche Antenne, d. h. einen Draht dar, der über die gesamte Breite des sich bewegenden Bandes in einem Abstand von diesem gespannt ist. Die bei den
Entladungen entstehenden elektromagnetischen Schwingungen werden von der Antenne empfangen und gelangen in den Verstärker.
Eine solche Einrichtung gestattet zwar, wie oben erwähnt, die Messgenauigkeit zu erhöhen, sieht aber eine
Gesamtmessung der Materialfeuchte über die ganze Breite des Bandes vor, ermöglicht also keine Feuchtemessung in einzelnen Punkten der Bandbreite.
Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung, mit welcher die Feuchtemessung auf einem schmalen Streifen des Bandes durchgeführt und somit die Messgenauigkeit erhöht werden kann.
Dieses Ziel wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Bauart erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Abnehmer zugleich ein Speicher für die elektrostatischen Ladungen ist, der während der Messung in unmittelbarer Nähe des Bandes oder in Berührung mit diesem gehalten ist, und dass zwischen den Speicher und den Eingang des Verstärkers eine Spitze-Platte-Funkenstrecke eingeschaltet ist.
Der Vorteil einer derartigen Einrichtung besteht darin, dass der Speicher der elektrostatischen Ladungen mit wesentlich geringeren Ausmassen ausgeführt werden kann, wodurch die Möglichkeit der Messung in einer schmalen Zone, genauer gesagt, entlang einer Linie des Bandes gegeben ist. Die erfindungsgemässe Einrichtung weist darüberhinaus eine sehr hohe Messgenauigkeit der Feuchtigkeit auf, denn diese wird auf Grund der Stärke des elektromagnetischen Feldes bestimmt.
Der Speicher kann als Metallkugel ausgebildet sein, die in einer von einer Feder gegen das Band gedrückten Fassung festgehalten ist. Der Speicher kann auch als Metallkugel ausgebildet sein, die von einer in einer Fassung angeordneten Feder gegen das Band gedrückt ist. Diese beiden Ausgestaltungen gewährleisten ein elastisches Andrücken des Speichers an das Band.
Die Spitze-Platte-Funkenstrecke kann ein dielektrisches Gehäuse aufweisen, in dem in einem regelbaren Abstand die mit dem Abnehmer verbundene Spitze und die an den Eingang des Verstärkers angeschlossene Platte angeordnet sind. Eine solche Ausbildung gewährleistet das Entstehen des elektromagnetischen Feldes unter vollkommener Ausnutzung der Speicherladungen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. l ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemässen Einrichtung zur Messung der Feuchtigkeit, Fig. 2 eine Variante der gerätetechnischen Ausführung des Speichers, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Speichers und Fig. 4 eine Ausführungsform der Spitze-Platte-Funkenstrecke.
Die Einrichtung zur Feuchtemessung enthält einen Speicher--l-- (Fig. l) der elektrostatischen Ladungen, eine Spitze-Platte-Funkenstrecke --2-- und einen Verstärker-3--für die elektrischen Schwingungen.
Der Speicher--l--liefert zusammen mit der Spitze-Platten-Funkenstrecke --2-- elektrische
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Schwingungen, die an den Eingang des Verstärkers --3-- gelangen. Als Eingang des Verstärkers dient ein Schwingkreis--4-, der auf ein Frequenzband von zirka 100 bis 200 kHz abgestimmt ist und von welchem
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Halbleiterdioden bestückt ist, und über einen Integrator --7-- an eine weitere Verstärkerstufe --8-angeschlossen, in deren Ausgangsstromkreis ein in Feuchteprozenten geeichtes Zeiger- bzw. Selbstschreibgerät --9-- geschaltet ist.
Der Speicher-l-stellt eine metallische Voll- und Hohlkugel dar. Die Kugel kann in einer Fassung --10-- (Fig. 2) angeordnet sein, die mit einer Feder --11-- versehen ist. Durch diese Feder läuft ein Leiter --12--, der den Speicher mit der Funkenstrecke verbindet. Mit der Feder-11-lässt sich der Druck der Kugel gegen das Band--13--regeln.
Gemäss einer andern Ausführungsvariante kann die Kugel unmittelbar durch eine Feder gegen das Band gedrückt werden. Eine Feder--14--wird zu diesem Zweck, wie in Fig. 3 gezeigt, in einer Fassung-15-angeordnet. Der die Kugel mit der Funkenstrecke verbindende Leiter wird dabei im Inneren der Fassung - untergebracht. Der Abnehmer bzw. Speicher der elektrostatischen Ladungen wird in der Regel als Kugel ausgeführt. Möglich sind jedoch auch andere Formen, beispielsweise eine elliptische Form, die zum Zwecke einer gewissen Erweiterung der Messbreite auf dem Band angewandt werden kann.
Die Spitze-Platte-Funkenstrecke --2-- weist ein Gehäuse-16- (Fig. 4) aus dielektrischem Material auf, z. B. aus organischem Glas, in dem sich eine Metallspitze-17--, die mit dem Speicher--l--verbunden ist, und eine durch einen Leiter --19-- mit dem Eingangsschwingkreis-4--des Verstärkers-3-- verbundene Metallplatte--18--befinden.
Die Platte--18--ist in im Bodenteil des Gehäuses --16-- mit einem Gewinde--20-eingeschraubt, damit man den Abstand zwischen der Spitze--17--und der Platte--18--regeln kann.
Der Feuchtemesser arbeitet folgendermassen :
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elektrostatischen Ladungen des Bandes influenziert. Die Menge der eintreffenden Ladungen ändert sich je nach dem Feuchtegrad. In der mit dem Speicher --1-- verbundenen Funkenstreifen --2-- erfolgt eine Entladung, die zu elektrischen Schwingungen führt, deren Stärke umso grösser ist, je niedriger die Feuchte des sich bewegenden Bandes ist. Diese elektrischen Schwingungen gelangen in den Schwingkreis --4-- und, nachdem sie die Einheiten-5, 6,7 und 8--des Verstärkers--3--passiert haben, auf das Anzeigegerät, dessen Anzeige der Feuchte des zu prüfenden Bandes proportional ist.
Die erfindungsgemässe Messeinrichtung gewährleistet eine Feuchtemessung mit hinreichend hoher Genauigkeit in jedem beliebigen Punkt bzw. entlang jeder beliebigen Linie der Bandbreite, so dass eine Prüfung der Gleichmässigkeit der Trocknung über die gesamte Bandbreite vorgenommen werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Messung der Feuchtigkeit eines sich bewegenden dielektrischen Bandes, mit einem Abnehmer für elektrostatische Ladungen, welche während der Bewegung des Bandes auf dieses aufgebracht werden, und einem an den Abnehmer angeschlossenen, auf ein vorgegebenes Frequenzband abgestimmten Verstärker, dessen von einem Anzeigegerät angezeigtes Ausgangssignal der Feuchte des Bandes proportional ist,
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The invention relates to a device for measuring the humidity of a moving dielectric belt, with a pick-up for electrostatic charges which occur during the movement of the
Tape are applied to this, and one connected to the customer, on a predetermined
Frequency band tuned amplifier whose output signal displayed by a display device is proportional to the humidity of the band. Such facilities can be used in technological control of the quality of
Paper, fabric and other materials that have a relatively low electrical conductivity can be used. The electrostatic charges arise as a result of the friction between the belt and various
Machine parts during its movement.
In a device known for a long time, the electrostatic charge collector consists of a few brushes formed by bundles of bare conductors. The ends of these conductors are electrically connected to one another and connected to an electroscope.
Depending on the moisture content of the material, the amount of charge that reaches the electroscope via the brushes and causes a change in the angle of spread of its leaflets changes according to its size
Moisture closes.
In such a device, the brushes must be kept in constant contact with the belt for precise moisture measurement. A change in the degree of pressure as a result of the inevitable wear of the brushes leads to a falsification of the results of the moisture measurement due to an incomplete decrease in the
Charges. In addition, it must be taken into account that such a measuring device can only be used for rough measurements from
Type "dry", "wet" and "normal" is suitable. More precise, continuous measurements are impossible with such a device.
These disadvantages have been eliminated with the help of devices based on the measurement of any
Characteristics of the electromagnetic field are based, which is caused by the charges of the moving belt.
Such a measuring device has a receiver for the electromagnetic oscillations, which is connected to the input of an amplifier. The output of the amplifier is proportional to the intensity of the electromagnetic field and consequently the material moisture.
The receiver of such a measuring device is an ordinary antenna, i. H. a wire which is stretched over the entire width of the moving belt at a distance therefrom. The two
Electromagnetic oscillations caused by discharges are received by the antenna and reach the amplifier.
Such a device allows, as mentioned above, the measurement accuracy to be increased, but it sees one
Total measurement of the material moisture across the entire width of the strip, so it does not allow moisture measurement in individual points of the strip width.
The aim of the invention is a device with which the moisture measurement can be carried out on a narrow strip of the tape and thus the measurement accuracy can be increased.
This goal is achieved according to the invention with a device of the type mentioned at the beginning in that the consumer is at the same time a memory for the electrostatic charges, which is held in the immediate vicinity of the tape or in contact with it during the measurement, and that between the memory and the Input of the amplifier a tip-plate spark gap is switched on.
The advantage of such a device is that the storage of the electrostatic charges can be carried out with significantly smaller dimensions, whereby the possibility of measurement in a narrow zone, more precisely, along a line of the strip is given. The device according to the invention also has a very high measurement accuracy of the moisture, because this is determined on the basis of the strength of the electromagnetic field.
The memory can be designed as a metal ball, which is held in a holder pressed by a spring against the band. The memory can also be designed as a metal ball which is pressed against the band by a spring arranged in a holder. These two configurations ensure that the memory is pressed elastically against the belt.
The tip-plate spark gap can have a dielectric housing in which the tip connected to the pick-up and the plate connected to the input of the amplifier are arranged at a controllable distance. Such a design ensures that the electromagnetic field is created with full utilization of the storage charges.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. 1 shows a basic circuit diagram of the device according to the invention for measuring moisture, FIG. 2 shows a variant of the device-related design of the memory, FIG. 3 shows another embodiment of the memory, and FIG. 4 shows an embodiment of the tip-plate spark gap.
The device for measuring moisture contains a memory - 1 - (Fig. 1) for the electrostatic charges, a tip-plate spark gap - 2 - and an amplifier 3 - for the electrical oscillations.
The accumulator - l - together with the tip-plate spark gap --2-- supplies electrical
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Vibrations that reach the input of the amplifier --3--. An oscillating circuit - 4-, which is tuned to a frequency band of approximately 100 to 200 kHz and of which frequency is used as the input of the amplifier
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Semiconductor diodes, and connected via an integrator --7-- to a further amplifier stage --8-, in whose output circuit a pointer or self-writing device --9-- is connected, which is calibrated with a moisture percentage.
The memory-l-represents a metallic solid and hollow ball. The ball can be arranged in a socket --10-- (Fig. 2), which is provided with a spring --11--. A conductor --12 - runs through this spring, which connects the accumulator with the spark gap. With the spring-11- the pressure of the ball against the belt -13- can be regulated.
According to another variant embodiment, the ball can be pressed directly against the band by a spring. A spring 14 is for this purpose, as shown in FIG. 3, arranged in a socket 15. The conductor connecting the ball to the spark gap is housed inside the socket. The collector or storage of the electrostatic charges is usually designed as a sphere. However, other shapes are also possible, for example an elliptical shape, which can be used for the purpose of a certain expansion of the measurement width on the strip.
The tip-plate spark gap --2-- has a housing-16- (Fig. 4) made of dielectric material, e.g. B. made of organic glass, in which there is a metal tip-17--, which is connected to the memory - l -, and one through a conductor --19-- to the input oscillating circuit-4 - of the amplifier-3 - connected metal plate - 18 - are located.
The plate - 18 - is screwed into the bottom part of the housing --16 - with a thread - 20 - so that the distance between the tip - 17 - and the plate - 18 - can be regulated.
The moisture meter works as follows:
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electrostatic charges on the belt. The amount of incoming charges changes depending on the degree of humidity. In the spark strip --2-- connected to the storage device --1--, a discharge takes place, which leads to electrical oscillations, the strength of which is greater, the lower the humidity of the moving strip. These electrical oscillations get into the oscillating circuit --4 - and, after they have passed the units 5, 6,7 and 8 - of the amplifier - 3 - on the display device, which displays the moisture content of the strip to be tested is proportional.
The measuring device according to the invention ensures a moisture measurement with sufficiently high accuracy at any point or along any line of the strip width, so that the evenness of the drying can be checked over the entire strip width.
PATENT CLAIMS:
1. Device for measuring the humidity of a moving dielectric tape, with a pick-up for electrostatic charges which are applied to this during the movement of the tape, and an amplifier connected to the pick-up and tuned to a predetermined frequency band, whose amplifier is displayed by a display device Output signal is proportional to the humidity of the strip,
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