BR102015016233A2 - Microwave cavity resistor for monitoring the density and / or moisture of a fiber material and wiring preparation machines. - Google Patents

Abstract

ressoador de cavidade de micro-ondas para monitoramento da densidade e/ou da umidade de um material de fibras e máquina de preparação para fiação a invenção diz respeito a um ressoador de cavidade de micro-ondas para monitoramento de um material de fibras com formato de corda, em que o ressoador de cavidade de micro-ondas (8) possui uma câmara de ressoador (7) situada internamente, na qual, com auxílio de pelo menos um arranjo de acoplamento (9) do ressoador de cavidade de micro-ondas (8), um campo elétrico pode ser gerado, em que o ressoador de cavidade de micro-ondas (8) possui pelo menos uma abertura de entrada (1 o) que desemboca na câmara de ressoador (7) para o material de fibras (3; 15), através da qual o material de fibras (3; 15) pode entrar em uma direção de transporte (t) pré-definida na câmara de ressoador (7), em que o ressoador de cavidade de micro-ondas (8) possui pelo menos uma abertura de saída (11) para o material de fibras (3; 15), e em que o ressoador de cavidade de micro-ondas (8) possui um canal de passagem (13) que conecta a abertura de entrada (1 o) e a abertura de saída (11) na direção de transporte (t) citada e que corre através da câmara de ressoador (7) para o material de fibras (3; 15). de acordo com a invenção, sugere-se que o contorno interno da câmara de ressoador (7) seja configurado de tal maneira que em uma seção transversal do ressoador de cavidade de micro-ondas (8) paralela à direção de transporte (t) os locais com o mesmo valor de intensidade de campo elétrico ficam sobre linhas (14) cuja forma possui, na região do canal de passagem (13), uma extensão espacial máxima (a 1) correndo no sentido da direção de transporte (t), a qual é menor do que sua extensão espacial máxima (a2) correndo verticalmente em relação à primeira.

Description

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RESSOADOR DE CAVIDADE DE MICRO-ONDAS PARA MONITORAMENTO DA DENSIDADE E/OU DA UMIDADE DE UM MATERIAL DE FIBRAS E MÁQUINA DE PREPARAÇÃO PARA FIAÇÃO

[0001] A presente invenção diz respeito a um ressoador de cavidade de micro-ondas para monitoramento da densidade e/ou da umidade de um material de fibras com formato de corda e que se move através do ressoador de cavidade de micro-ondas em uma máquina de preparação para fiação, em que o ressoador de cavidade de micro-ondas possui uma câmara de ressoador situada internamente, na qual, com auxílio de pelo menos um arranjo de acoplamento do ressoador de cavidade de micro-ondas, um campo elétrico pode ser gerado, em que o ressoador de cavidade de micro-ondas possui pelo menos uma abertura de entrada que desemboca na câmara de ressoador para o material de fibras, através da qual o material de fibras pode entrar em uma direção de transporte pré-definida na câmara de ressoador, em que o ressoador de cavidade de micro-ondas possui pelo menos uma abertura de saída para o material de fibras, através da qual o material de fibras pode, após passagem pela câmara de ressoador e na direção de transporte citada, sair novamente da câmara de ressoador, e em que o ressoador de cavidade de micro-ondas possui um canal de passagem que conecta a abertura de entrada e a abertura de saída na direção de transporte citada e que corre através da câmara de ressoador para o material de fibras.

[0002] Além disso, sugere-se uma máquina de preparação para fiação, em que a máquina de preparação para fiação é preferencialmente configurada como carda, máquina penteadeira ou trem de estiragem.

[0003] A medição das características das fibras na indústria têxtil é uma condição indispensável para produção de peças têxteis de alto valor. Assim, é indispensável a medição da densidade dos materiais de fibra com formato de corda, por exemplo, especialmente para o fim de regulagem das não uniformidades de uma ou de várias das tiras de fibras acondicionadas na máquina de preparação para fiação correspondente. Da mesma forma, para controle de qualidade do material estirado tal medição é desejável em uma saída da máquina de preparação para fiação. Valores de medição relativos à densidade do material de fibra (também são usados os termos seção transversal de tira ou massa de tira) são usados para, além do controle de qualidade citado, correção da máquina, caso os valores limítrofes pré-definidos sejam ultrapassados e, com isso, um produto de alto valor não seja mais produzido.

[0004] Até o presente são empregados predominantemente sensores afastados mecanicamente para detecção da densidade citada do material de fibra que é monitorado. Conhecem-se também dispositivos de medição capacitivos.

[0005] Um método relativamente novo para medição ou monitoramento da densidade de um material de fibra é representado pelo uso de micro-ondas. Nesse caso, micro-ondas geradas por um gerador de micro-ondas são acopladas, com auxílio de um arranjo de acoplamento, a uma câmara de ressoador de um ressoador de cavidade de micro-ondas, através do qual o material de fibras a ser medido também passa. Correspondentemente ao tipo de fibra, à densidade do material de fibra e à umidade deste, ocorre um sinal de ressonância no caso de uma frequência característica de micro-ondas, com o sinal podendo ser avaliado após desacoplamento de uma calculadora para determinação da densidade do material de fibra e/ou da umidade do material de fibra. As vantagens de um método de medição dessa natureza por meio de micro-ondas residem especialmente no fato de que é possível uma leitura altamente precisa e sem contato de um material de fibras com formato de corda e correndo rapidamente. Interferências mecânicas do material de fibra bem como imprecisões de medição em função da inércia ocorrem a partir dos elementos mecânicos de medição.

[0006] O princípio de medição consiste basicamente no emprego da reciprocidade dielétrica entre o material de fibra passando através do canal de passagem e o campo elétrico alternante de alta frequência configurado na câmara de ressoador (este campo é chamado, a seguir, de campo elétrico). A reação do ressoador de cavidade de microondas sobre o material (ou seja, o sinal de medição) procede, nesse caso, de uma integração ao longo de toda a região do canal de passagem estabelecida com o campo elétrico, com a extensão do canal de passagem correspondendo, na região de transporte pré-determinada, essencialmente à extensão espacial da câmara de ressoador em direção de transporte do material de fibra.

[0007] Os ressoadores de cavidade de micro-ondas conhecidos possuem uma câmara cilíndrico-circular de ressoador, em que em função das leis regulares da eletrodinâmica há uma conexidade inversamente proporcional entre a frequência de ressonância e o diâmetro da câmara de ressoador (e, com isso, o comprimento do canal de passagem). No caso da forma construtiva cilíndrica utilizada até então, o comprimento mínimo do canal de passagem também é estabelecido com o diâmetro.

[0008] Em função da integração sobre essa grande distância, variações de massa distribuídas localmente do material de fibra que está atravessando só podem ser detectadas com relativa pobre resolução espacial. Ou seja, pequenos comprimentos de onda falha não podem ser reconhecidas ou só podem ser reconhecidas com sensibilidade fortemente reduzida. Com isso, elas não podem ser eliminadas no contexto do processo de máquina.

[0009] O problema consiste, então, no fato de que basicamente uma frequência definida de ressonância vazia do ressoador é requerida, a qual é ideal para a avaliação por técnica de medição. Nesse caso, frequências típicas de ressonância entre 2,5 GHz e 4 GHz são tidas como significativas. Disso resulta, contudo, um comprimento mínimo do canal de passagem. Um aumento da frequência de ressonância vazia leva de fato a uma diminuição do diâmetro da câmara de ressoador, a um encurtamento do canal de passagem e inevitavelmente a uma melhor resolução espacial. A ressonância vazia, entretanto, não pode ter qualquer aumento por motivos físicos ou técnicos.

[0010] A tarefa da presente invenção, portanto, é sugerir um ressoador de cavidade de micro-ondas, o qual possibilita utilizar uma frequência de ressonância pré-definida mais baixa e, apesar disso, garantir uma resolução espacial suficiente da medição.

[0011] A tarefa é resolvida por meio de um ressoador de cavidade de micro-ondas com as características da reivindicação 1.

[0012] De acordo com a invenção, o ressoador de cavidade de micro-ondas se caracteriza pelo fato de que o contorno interno da câmara de ressoador é configurado de tal maneira que, em uma seção transversal do ressoador de cavidade de micro-ondas correndo paralelamente à direção de transporte (vide, por exemplo, a Figura 4), os locais com o mesmo valor de intensidade elétrica de campo ficam respectivamente sobre linhas cuja forma (ou seja, cujo contorno espacial) possui, na região do canal de passagem, uma extensão espacial máxima correndo no sentido da direção de transporte, com a extensão sendo menor do que sua extensão espacial máxima correndo verticalmente a ela.

[0013] Além disso, é possível que se tratem, no caso de todas as linhas ou de algumas em particular, de linhas fechadas, ou seja, de linhas sem início e sem fim, de maneira que a forma das linhas correspondentes represente, respectivamente, o contorno de um corpo bidimensional (dito de forma matemática, as linhas representam, nesse caso, curvas planas fechadas, as quais possuem uma forma com extensões espaciais correspondentes). Da mesma forma, todas as linhas ou algumas linhas também podem surgir como linhas não fechadas (matematicamente: “curvas planas abertas”), as quais possuem um início e uma extremidade afastada deste. Também neste caso vale, contudo, que as linhas correspondentes possuem uma forma geométrica que corresponde às prescrições citadas no parágrafo anterior.

[0014] Noutras palavras, a câmara de ressoador é configurada de tal maneira que, na região do canal de passagem, há uma concentração espacial das linhas citadas na direção de transporte, de modo que a distância das linhas adjacentes é menor na direção de transporte do que a distância correspondente em uma direção correndo verticalmente àquela. As linhas citadas possuem, por exemplo, uma forma de um círculo assentado na direção de transporte ou de uma elipse correspondentemente assentada. Em todo caso, garante-se, por meio do contorno interno correspondente da câmara de ressoador, o qual exerce influência imediata sobre a forma das linhas citadas, que haja na região do canal de passagem (o qual pode ser configurado, ainda, na forma quadrática, retangular ou cilíndrica em um segmento vertical à direção de transporte) um aumento da intensidade do campo elétrico em relação às regiões restantes da câmara de ressoador. O canal de passagem pode, em função disso, ser significativamente encurtado em relação a uma câmara de ressoador cilíndrica na direção de transporte citada, em se tratando de frequência de ressoador que permanece igual (são preferenciais as frequências entre 2 GHz e 5 GHz), de tal maneira que a resolução espacial seja correspondentemente melhorada.

[0015] Nesse ponto é preciso fazer menção ao fato de que a câmara de ressoador deve ser configurada de tal modo que a intensidade de campo não fique submetida a quaisquer oscilações em uma direção correndo verticalmente aos planos que são definidos pelas linhas citadas, a fim de poder monitorar simultaneamente também a espessura e/ou umidade de várias tiras de fibras correndo sucessivamente entre si através do canal de passagem. t [0016] É especial e excepcionalmente vantajoso quando a câmara de ressoador possui, em uma seção transversal correndo paralelamente às linhas citadas, duas regiões fronteiriças em ambos os lados no canal de passagem. As regiões podem permanecer conectadas entre si. Contudo, também é possível que se trate, no caso das regiões, de cavidades separadas entre si pelo canal de passagem e espacialmente fechadas, em que o campo elétrico se estende em ambas as regiões da câmara de ressoador (o canal de passagem pode ser delimitado, para isso, por segmentos de parede de canal não condutores de eletricidade, por exemplo, conforme será explicado mais detalhadamente a seguir, com os segmentos efetuando uma separação espacial das regiões citadas).

[0017] Em todo caso, é vantajoso se as regiões forem delimitadas respectivamente seccionalmente por segmentos de parede condutores de eletricidade, cujo contorno interno, na seção transversal citada (ou seja, paralelamente aos planos definidos pelas linhas citadas) difere da forma de um arco circular. Isso, então, induz a forma de acordo com a invenção das linhas citadas, a qual depende destacadamente da forma ou do arranjo dos segmentos de parede condutores de eletricidade. Além disso, é necessário citar, nesse contexto, que a forma do contorno interno citado deve ser a de seções transversais iguais no todo e correndo paralelamente aos planos formados pelas linhas citadas.

[0018] Traz consigo vantagens especiais se o contorno interno dos segmentos de parede condutores de eletricidade correr, na seção transversal citada, pelo menos seccionalmente linearmente. Os segmentos de parede condutores de eletricidade podem, por exemplo, ser configurados planos e formar as paredes internas da câmara de ressoador, as quais se estendem verticalmente em relação à direção de transporte. Alguns dos segmentos de parede podem, nesse caso, correr paralelamente entre si ou encerrar conjuntamente consigo um ângulo reto ou agudo. Por exemplo, o ressoador de cavidade de micro-ondas poderia ter dois segmentos de parede, os quais delimitam a câmara de ressoador em ambos os lados e correr paralelamente às linhas citadas. Da mesma forma, segmentos de parede poderíam estar presentes, os quais delimitam em ambos os lados a câmara de ressoador em uma direção correndo verticalmente em relação às linhas citadas, em que esses segmentos de parede também poderíam correr paralelamente entre si e, ainda, correr pelo menos seccionalmente em paralelo à direção de transporte.

[0019] Além disso, é vantajoso se o contorno interno dos segmentos de parede condutores de eletricidade de ambas as regiões possuir, na seção transversal, respectivamente uma forma com formato em C. A forma em C consiste principalmente em um primeiro e em um segundo segmento e em um terceiro segmento que conecta os segmentos citados. Os respectivos segmentos podem, nesse caso, ser arqueados, de maneira que a forma corresponda a um “C” da grafia latina. Da mesma forma, é possível que os segmentos citados corram lineares ou angulados, de maneira que o contorno interno possa corresponder, por exemplo, a um retângulo com uma interrupção na região de um de seus dois lados longitudinais. É especialmente vantajoso se o contorno interno de ambas as regiões corresponder principalmente a um retângulo, em que os dois lados longitudinais delimitando parcialmente o canal de passagem e correndo adjacentes entre si possuem, respectivamente, uma interrupção. Os lados longitudinais citados por último poderíam, por exemplo, ser formados por segmentos de parede que são configurados com formato de placa e se projetam, respectivamente, de fora para dentro da câmara de ressoador, dividindo estes segmentos em duas regiões, em que as interrupções são atravessadas por cima por segmentos de parede de canal não condutores de eletricidade, a fim de encerrar as regiões para fora e, com isso, impedir a entrada de sujeira.

[0020] Além disso, é vantajoso se o contorno interno dos segmentos de parede condutores de eletricidade de ambas as regiões for configurado, na seção transversal citada, em simetria espelhar em relação ao canal de passagem. Por meio disso surge um campo elétrico com simetria espelhar em relação ao canal de passagem, o campo garantindo um monitoramento especialmente exato do material de fibra que está atravessando. Da mesma forma, pode ser vantajoso se o contorno interno dos segmentos de parede condutores de eletricidade correrem em simetria espelhar em um segmento correndo verticalmente às linhas citadas.

[0021] Também é vantajoso se os segmentos de parede condutores de eletricidade de ambas as regiões da câmara de ressoador possuírem, na seção transversal citada, respectivamente uma interrupção (já citada acima), em que as interrupções são atravessadas por cima respectivamente por um segmento de parede de canal não condutor de eletricidade e que delimita pelo menos seccionalmente o canal de passagem. Os segmentos de parede de canal citados podem ter a forma elíptica ou circular em um segmento correndo verticalmente em relação à direção de transporte, de maneira que o canal de passagem pode ter principalmente a forma de um cilindro com seção transversal elíptica. É igualmente possível que os segmentos de parede de canal não condutores de eletricidade configurem superfícies planas e que o canal de passagem possua, em um segmento correndo verticalmente em relação à direção de transporte, a forma de um quadrado ou retângulo. O canal de passagem também pode ter uma forma quadrada que se estende, na direção de transporte, através do ressoador de cavidade de micro-ondas, de modo que vários materiais de fibra com formato de corda também possam ser conduzidos juntos entre si através do ressoador de cavidade de microondas e, nesse caso, possam ser monitorados quanto à densidade e/ou à umidade.

[0022] Também é vantajoso se os segmentos de parede de canal não condutores possuírem, na seção transversal citada, uma largura correndo paralelamente à direção de transporte, a qual é menor do que a altura máxima da câmara de ressoador correndo verticalmente à direção de transporte e paralelamente às linhas citadas. Uma vez que a altura é pré-determinada pela frequência pré-definida de ressonância, por meio de uma menor largura dos segmentos de parede de canal não condutores (através do quais o campo elétrico se estende no ou através do canal de passagem e, com isso, pode interagir com o material de fibras que está atravessando) uma mais elevada resolução espacial pode ser alcançada na região do canal de passagem, dado que em função da menor largura há uma concentração da intensidade do campo elétrico na região do canal de passagem.

[0023] Além disso, é vantajoso se a altura máxima da câmara de ressoador possuir um valor que fique entre 80 mm e 200 mm, preferencialmente entre 100 mm e 180 mm. Como resultado, o ressoador pode ser operado com uma frequência de ressoador entre 2 GHz e 5 GHz, uma vez que estes se correlacionam imediatamente com a altura da câmara de ressoador. A câmara de ressoador pode ter a altura citada em vários locais, especialmente se os segmentos de parede que definem a altura foram configurados planos e correrem paralelamente entre si e paralelamente em relação à direção de transporte.

[0024] Além disso, é vantajoso se as larguras citadas acima dos segmentos de parede de canal não condutores de eletricidade tiverem um valor que fique entre 20 mm e 80 mm, preferencialmente entre 30 mm e 70 mm. Uma vez que a largura também determina a distância das linhas citadas na região do canal de passagem, a largura citada provou ser vantajosa para possibilitar a alta resolução espacial desejada na região do canal de passagem. Em função da menor largura, em observação à altura citada acima da câmara de ressoador, surge finalmente um campo elétrico cuja intensidade na região do canal de passagem é elevada em relação às regiões restantes da câmara de ressoador. Como resultado, breves oscilações da densidade e/ou da umidade do material de fibras que está atravessando podem ser confiavelmente detectadas, sem que a frequência de ressoador deva diferir da região citada acima, tal como era o caso no estado da técnica das linhas com formato circular conhecidas, sobre as quais ficam os locais cujas intensidades elétricas de campo têm o mesmo valor.

[0025] É especialmente vantajoso se os contornos internos de ambas as regiões da câmara de ressoador na seção transversal citada tiverem a forma de um polígono, em que uma parte do polígono é formada pelo contorno interno de segmentos de parede individuais e condutores de eletricidade e a parte restante do polígono é formada por um segmento de parede de canal não condutor de eletricidade. O contorno interno citado preferencialmente compreende dois polígonos correndo em simetria espelhar em relação ao canal de passagem ou em relação ao eixo central deste, com os polígonos tendo a forma respectiva de um retângulo ou de um trapézio.

[0026] É vantajoso se os contornos internos de ambas as regiões da câmara de ressoador forem configurados com formato quadrático ou retangular, respectivamente, em que as respectivas regiões devem ser delimitadas por segmentos de parede não condutores de eletricidade descritos acima e por segmentos de parede de canal não condutores de eletricidade.

[0027] A máquina de preparação para fiação de acordo com a invenção se caracteriza, por fim, pelo fato de que ela tem pelo menos um ressoador de cavidade de micro-ondas de acordo com a descrição feita até agora ou com a descrição a seguir. No caso da máquina de preparação para fiação, trata-se, por exemplo, de uma máquina penteadeira ou de uma carda, ambas conhecidas a partir do estado da técnica. Especialmente preferencialmente a máquina de preparação para fiação é configurada, contudo, como trem de estiragem, tal como ela será explicada mais detalhadamente a seguir na descrição das Figuras. O ressoador de cavidade de micro-ondas pode se encontrar, nesse caso, em uma direção de transporte pré-determinada para o material de fibra a ser estirado do trem de estiragem em frente a um banco de estiragem do trem de estiragem. O ressoador de cavidade de micro-ondas serve, nesse caso, para o monitoramento da densidade e/ou da umidade do material de fibras que passa e entra no banco de estiragem. Com base nos valores de medição fornecidos pelo ressoador de cavidade de micro-ondas o atraso do banco de estiragem pode ser, então, ajustado, a fim de se obter uma ou várias tiras de fibra estiradas o mais uniformemente possível. Da mesma forma, é possível posicionar o ressoador de cavidade de micro-ondas de acordo com a invenção na região de uma entrada do banco de estiragem, a fim de monitorar o material de fibras que sai do trem de estiragem quanto à densidade e/ou à umidade e, com isso, assegurar que o material de fibra que sai do banco de estiragem corresponda, considerando as grandezas citadas, aos valores de referência pré-determinados. Em ambos os casos o ressoador de cavidade de micro-ondas pode ser conectado a uma unidade de controle do trem de estiragem, a qual também realiza, durante operação do trem de estiragem, uma alteração do atraso do banco de estiragem (com base nos dados de medição do ou dos ressoadores de cavidade de microondas).

[0028] Outras vantagens da invenção são descritas nas modalidades a seguir. As Figuras mostram esquematicamente: [0029] Figura 1 uma vista lateral de uma máquina de preparação para fiação configurada como trem de estiragem;

[0030] Figura 2 uma perspectiva de um ressoador de cavidade de micro-ondas, [0031] Figura 3 uma seção transversal correndo paralelamente em relação à direção de transporte pré-definida do material de fibra que está atravessando;

[0032] Figura 4 a vista de acordo com a Figura 3 sem material de fibra que esteja atravessando;

[0033] Figura 5 uma seção transversal correndo paralelamente em relação à direção de transporte pré-definida do material de fibra que está atravessando de um outro ressoador de cavidade de micro-ondas de acordo com a invenção;

[0034] Figura 6 a vista de acordo com a Figura 5 sem as linhas sobre as quais ficam os respectivos locais, cuja intensidade elétrica de campo tem o mesmo valor, e [0035] Figura 7 uma seção transversal correndo paralelamente em relação à direção de transporte pré-definida do material de fibra que está atravessando de um outro ressoador de cavidade de micro-ondas de acordo com a invenção.

[0036] Figura 1 mostra, numa vista lateral e como exemplo para uma máquina de preparação para fiação 1 de acordo com a invenção, um trem de estiragem para estiragem (uniformização) de um material de fibra com formato de corda na forma de uma tira de fibra 3. Durante a operação do trem de estiragem, a tira de fibra 3 (por exemplo, na forma de tiras individuais de fibra), com auxílio de um arranjo de remoção, é retirada de um assim chamado vaso de fiação 17 e alimentada, por meio de redirecionamentos 16 correspondentes, ao banco de estiragem 2 do trem de estiragem (ou, no caso de um trem de estiragem com várias cabeças: aos bancos de estiragem 2 do trem de estiragem).

[0037] O banco de estiragem 2 possui uma pluralidade de vasos de trem de estiragem 4 passíveis de rotação em torno de eixos de rotação 6 correspondentes (somente um é provido com um número de referência), por meio do qual a tira de fibra 3 é conduzida. O atraso desejado da tira de fibra 3 surge, então, pelo fato de que os vasos inferiores individuais com formato cilíndrico e, com isso, também os vasos superiores individuais que ficam em contato com aqueles, possuem uma velocidade circunferencial crescente na direção de transporte T mostrada da tira de fibra 3. Em função de velocidades circunferenciais crescentes em direção de transporte T dos vasos de banco de estiragem 4 ocorre, então, uma estiragem e, com isso, uma uniformização da tira de fibra 3.

[0038] Em conexão com o banco de estiragem 2, o material de fibra sendo estirado, o qual está presente apenas como fibras 15, é conduzido por um compressor não mostrado, o qual é configurado preferencialmente como funil de fibras e efetua uma compressão das fibras 15.

[0039] Finalmente, as fibras 15 alcançam a região de um dispositivo de remoção 5, o qual compreende, via de regra, vários elementos de remoção passíveis de rotação ou pelo menos parcialmente passíveis de acionamento, por exemplo, na forma de dois discos de remoção que entram em contato com as fibras 15 a partir dos dois lados. O dispositivo de remoção 5 efetua, em função de uma alta velocidade de transporte, um outro atraso, e, com isso, um aumento da resistência à tração das fibras 15. Por fim, as fibras 15 são alimentadas, via de regra, a um prato rotativo 18 e são depositadas, por meio deste, com formato de corda em um vaso de fiação 17 já posicionado, em que o controle dos segmentos individuais ocorre com auxílio de uma ou de várias unidades de controle 12.

[0040] A fim de poder ajustar o atraso do banco de estiragem 2 à tira de fibra 3 alimentada, é especialmente necessário determinar as oscilações de densidade da tira de fibra 3 já antes da entrada desta no banco de estiragem 2. Para isso, o trem de estiragem possui um ressoador de cavidade de micro-ondas 8, o qual é disposto na região em frente ao banco de estiragem 2 (o assim chamado ressoador de incursão). Um ressoador de cavidade de micro-ondas 8 correspondente também pode ser posicionado em uma região a jusante do trem de estiragem 2 na direção de transporte T citada (o assim chamado ressoador de excursão), a fim de monitorar oscilações de densidade das fibras 15 que saem do banco de estiragem 2 e, com isso, de possibilitar retornos para um atraso não correspondendo às especificações do trem de estiragem 2 (em que o atraso pode ser ajustado, então, com base nos valores de medição do ou dos ressoadores de cavidade de micro-ondas 8 com auxílio da unidade de controle 12).

[0041] Uma vista perspectiva de um ressoador de cavidade de micro-ondas 8 correspondente é mostrado pela Figura 2. O ressoador de cavidade de micro-ondas 8 possui principalmente uma abertura de entrada 10, através da qual o material de fibra com formato de corda alimentado ao ressoador de cavidade de micro-ondas 8 atinge uma câmara de ressoador 7 situada internamente e representada mais detalhadamente nas Figuras a seguir. Além disso, é provida uma abertura de saída 11 para o material de fibra, a qual se encontra na região do lado posterior do ressoador de cavidade de micro-ondas 8, estendendo-se paralelamente em relação ao plano da folha e, por esse motivo, não podendo ser vista na Figura 2. Entre a abertura de entrada 10 e a abertura de saída 11 corre, então, um canal de passagem 13 correndo paralelamente em relação à direção de transporte T. Esta abertura é para o material de fibra, em que aquela podem ter uma forma quadrática, conforme mostrado na Figura 2.

[0042] Além disso, o ressoador de cavidade de micro-ondas 8 possui um arranjo de acoplamento 9, conhecido a partir do estado da técnica e por isso mesmo não descrito detalhadamente, o qual serve para acoplagem de micro-ondas, bem como possui um arranjo de desacoplagem 22 correspondente para as micro-ondas. Uma parte das micro-ondas é desacoplada durante operação do ressoador de cavidade de micro-ondas 8 com auxílio do arranjo de desacoplagem a partir da câmara de ressoador 7, a fim de determinar, a partir disso, uma curva de ressonância. Nesse caso, pode-se projetar, a partir da frequência de ressonância e da largura de meio-valor da curva de ressonância, a massa e, com isso, a densidade e/ou a umidade do material de fibra, dado que ambos os parâmetros ajustam especificamente a frequência de ressonância e a largura de meio-valor com base na interação do material de fibra e no campo elétrico das micro-ondas.

[0043] A Figura 3 mostra uma seção transversal de um ressoador de cavidade de micro-ondas 8 de acordo com a invenção correndo paralelamente em relação à direção de transporte T. Conforme se pode ver a partir dessa Figura, a câmara de ressoador 7 se compõe de duas regiões 19 separadas entre si pelo canal de passagem 13, em que ambas as regiões 19 são delimitadas respectivamente por segmentos de parede 20 condutores de eletricidade e por um segmento de parede de canal 21 que não conduz eletricidade (o ressoador de cavidade de microondas 8 também possui um segmento de parede 20, anterior e posterior em relação ao plano da folha, que conduzem eletricidade, através dos quais a câmara de ressoador 7 é fechada pela frente e por trás.

[0044] Tal como se pode extrair da Figura 4, o contorno interno da câmara de ressoador 7 é de tal forma configurado de acordo com a invenção que o campo elétrico gerado no interior da câmara de ressoador 7 possui linhas 14 correndo paralelamente ao plano da folha, em que as linhas são respectivamente formadas pelos locais cujas intensidades elétricas de campo possuem o mesmo valor, em que a forma das linhas 14 (principalmente elíptica na Figura 4), na região do canal de passagem 13, possui uma extensão espacial A1 correndo no sentido da direção de transporte T, extensão esta que é menor do que a extensão espacial A2 correndo verticalmente em relação àquela (em que, tendo em vista os números de referência, também se faz referência à Figura 3, uma vez que na Figura 4, por motivos de visibilidade, nem todos os segmentos mostrados igualmente em ambas as Figuras são providos com números de referência). Isso gera, na região do canal de passagem 13, uma região de interação relativamente curta entre o campo elétrico e o material de fibra que está atravessando (o que pode ocorrer apenas na região dos segmentos de parede de canal não condutores de eletricidade 21), de maneira que a inicialização do ressoador de cavidade de micro-ondas 8 é destacadamente aumentada em relação a uma câmara de ressoador cilíndrica 7.

[0045] A Figura 5 mostra uma outra configuração vantajosa do contorno interno da câmara de ressoador 7. Os segmentos de parede 20 condutores de eletricidade mostrados aqui bem como os segmentos de parede de canal 21 não condutores de eletricidade e que conectam aqueles são, nesse caso, configurados respectivamente planos, de maneira que as regiões individuais 19 da câmara de ressoador 7 possuem uma forma quadrática, em que, com exceção dos segmentos de parede 20 correndo paralelamente em relação ao plano da folha, todos os segmentos de parede 20 condutores de eletricidade e também os segmentos de parede de canal 21 não condutores de eletricidade (através dos quais o campo elétrico se estende) correm verticalmente em relação à direção de transporte T.

[0046] Por fim, a Figura 7 mostra uma última configuração possível do contorno interno da câmara de ressoador 7. Os segmentos de parede 20 condutores de eletricidade e correndo verticalmente em relação à direção de transporte T configuram, nesse caso, juntamente com os segmentos de parede de canal 21 não condutores de eletricidade, dois trapézios dispostos em simetria espelhar ao canal de passagem 13, os trapézios também resultando numa forma das linhas 14 citadas que possui, na região do canal de passagem 13, uma extensão A1 espacial correndo no sentido da direção de transporte T, a qual é menor do que sua extensão A2 espacial correndo verticalmente em relação àquela.

[0047] Além disso, cita-se, nesse ponto, que a largura B correndo paralelamente à direção de transporte T do segmento de parede de canal não condutor de eletricidade deve ser menor do que a altura H máxima correndo verticalmente àquela da câmara de ressoador 7 (as grandezas citadas largura B e altura H são destacadas somente na Figura 6 por motivos de visibilidade).

[0048] A presente invenção não está limitada às modalidades representadas e descritas. Variações no contexto das reivindicações de patente são igualmente possíveis, como também uma combinação qualquer das características descritas, mesmo se elas representarem ou forem descritas em partes diferentes da descrição ou das reivindicações, ou em diferentes modalidades, contanto que não contradigam as características individuais.

Lista dos números de referência 1 Máquina de preparação para fiação 2 Trem de estiragem 3 Tira de fibras 4 Vaso de trem de estiragem 5 Dispositivo de remoção 6 Eixo de rotação 7 Câmara de ressoador 8 Ressoador de cavidade de micro-ondas 9 Arranjo de acoplamento 10 Abertura de entrada do espaço de ressoador 11 Abertura de saída do espaço de ressoador 12 Unidade de controle 13 Canal de passagem para o material de fibra com formato de corda 14 Linhas de intensidade constante de campo 15 Fibras 16 Redirecionamento 17 Jarro de fiação 18 Prato rotativo 19 Região do espaço de ressoador 20 Segmento de parede condutor de eletricidade 21 Segmento de parede de canal não condutor de eletricidade 22 Arranjo de acoplamento A1 Extensão espacial correndo no sentido da direção de transporte da forma formada por uma linha da intensidade constante de campo A2 Extensão espacial correndo verticalmente em relação à direção de transporte da forma formada por uma linha da intensidade constante de campo B Largura correndo paralelamente em relação à direção de transporte do segmento de parede de canal não condutor de eletricidade H Altura máxima do espaço de ressoador T Direção de transporte REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8) para monitoramento da densidade e/ou da umidade de um material de fibras (3; 15) com formato de corda e que se move através do ressoador de cavidade de micro-ondas (8) em uma máquina de preparação para fiação (1), em que o ressoador de cavidade de micro-ondas (8) possui uma câmara de ressoador (7) situada internamente, na qual, com auxílio de pelo menos um arranjo de acoplamento (9) do ressoador de cavidade de micro-ondas (8), um campo elétrico pode ser gerado, em que o ressoador de cavidade de micro-ondas (8) possui pelo menos uma abertura de entrada (10) que desemboca na câmara de ressoador (7) para o material de fibras (3; 15), através da qual o material de fibras (3; 15) pode entrar em uma direção de transporte (T) pré-definida na câmara de ressoador (7), em que o ressoador de cavidade de micro-ondas (8) possui pelo menos uma abertura de saída (11) para o material de fibras (3; 15), através da qual o material de fibras (3; 15) pode, após passagem pela câmara de ressoador (7) e na direção de transporte (T) citada, sair novamente da câmara de ressoador (7), e em que o ressoador de cavidade de micro-ondas (8) possui um canal de passagem (13) que conecta a abertura de entrada (10) e a abertura de saída (11) na direção de transporte (T) citada e que corre através da câmara de ressoador (7) para o material de fibras (3; 15), caracterizado pelo fato de que o contorno interno da câmara de ressoador (7) é configurado de tal maneira que em uma seção transversal do ressoador de cavidade de microondas (8) paralela à direção de transporte (T) os locais com o mesmo valor de intensidade de campo elétrico ficam sobre linhas (14) cuja forma possui, na região do canal de passagem (13), uma extensão espacial máxima (A1) correndo no sentido da direção de transporte (T), a qual é menor do que sua extensão espacial máxima (A2) correndo verticalmente em relação à primeira.

2. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que a câmara de ressoador (7) possui duas regiões (19) adjacentes em ambos os lados no canal de passagem (13) em uma seção transversal correndo paralela às linhas (14) citadas, em que as regiões (19) são respectivamente delimitadas seccionalmente por segmentos de parede (20) condutores de eletricidade e em que o contorno interno dos segmentos de parede (20) citados diferem da forma de um arco circular.

3. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o contorno interno dos segmentos de parede (20) condutores de eletricidade correm pelo menos seccionalmente de maneira linear na seção transversal citada.

4. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o contorno interno dos segmentos de parede (20) condutores de eletricidade de ambas as regiões (19) possui, respectivamente, uma Forma em C na seção transversal citada.

5. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com uma das reivindicações de 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o contorno interno dos segmentos de parede (20) condutores de eletricidade de ambas as regiões (19) é configurado com simetria espelhada em relação ao canal de passagem (13) na seção transversal citada.

6. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com uma das reivindicações de 2 a 5, caracterizado pelo fato de que os segmentos de parede (20) condutores de eletricidade de ambas as regiões (19) da câmara de ressoador (7) possuem, respectivamente, uma interrupção na seção transversal citada, em que as interrupções são atravessadas por cima, respectivamente, por um segmento de parede de canal (21) que não conduz eletricidade e que delimita pelo menos seccionalmente o canal de passagem (13).

7. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que os segmentos de parede de canal (21) que não conduzem eletricidade possuem, na seção transversal citada, uma largura (B) que corre paralelamente à direção de transporte (T), a qual é menor do que a altura máxima (H) correndo verticalmente em relação à direção de transporte (T) e paralelamente às linhas (14) citadas da câmara de ressoador (7).

8. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que a altura máxima (H) da câmara de ressoador (7) tem um valor que fica entre 80 mm e 200 mm, preferencialmente entre 100 mm e 180 mm.

9. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a largura (B) citada na reivindicação 7 dos segmentos de parede de canal (21) não condutores de eletricidade tem um valor que fica entre 20 mm e 80 mm, preferencialmente entre 30 mm e 70 mm.

10. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com uma das reivindicações de 2 a 9, caracterizado pelo fato de que os contornos internos de ambas as regiões (19) da câmara de ressoador (7) possuem, respectivamente, a forma de um polígono na seção transversal citada, em que uma parte do polígono é formada pelo contorno interno dos segmentos de parede (20) individuais condutores de eletricidade e a parte restante do polígono é formada por um segmento de parede de canal (21) não condutor de eletricidade.

11. Ressoador de cavidade de micro-ondas (8), de acordo com uma das reivindicações de 2 a 10, caracterizado pelo fato de que os contornos internos de ambas as regiões (19) da câmara de ressoador (7) são configurados com formato cuboide ou retangular.

12. Máquina de preparação para fiação (1), especialmente na forma de uma carda, máquina penteadeira ou trem de estiragem, fc caracterizada pelo fato de que possui pelo menos um ressoador de cavidade de micro-ondas (8) conforme uma das reivindicações anteriores.