CH622349A5

CH622349A5 -

Info

Publication number: CH622349A5
Application number: CH1501277A
Authority: CH
Inventors: Siegfried Dr Glander; Franz Dr Lappe
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1977-12-07
Publication date: 1981-03-31
Also published as: JPS5373197A; DK549877A; SE7714023L; CA1113154A; GB1593173A; FR2373792A1; FR2373792B1; IT1088417B; US4368421A; ZA777186B

Description

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes von flächigen Proben mit Mikrowellen, bestehend aus Mikrowellenoszillator, Mikrowellenstrahler und Mikrowellenempfänger, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Hornsendestrah- j 1er (5, 5a, 5b) über ein Dämpfungsglied (2), Richtungskoppler

(3,3a, 3b) und Dämpfungsglieder (4,4a, 4b) an einen frequenzmodulierten Mikrowellenoszillator (1) geflanscht sind, dass gegenüber den Hornsendestrahlern (5,5a, 5b), die auf einem Lager (14) befestigt sind, je ein Mikrowellenempfänger (7,7a, 10 7b) mit Detektor (8,8a, 8b) auf dem gleichen Lager (14) angeordnet ist und dass an mindestens einem der Richtungskoppler (3,3a, 3b) ein Referenzdetektor (10) über ein Dämpfungsglied (9) geflanscht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 15 dass die Mikrowellenempfänger (7, 7a, 7b) verschiebbar auf dem Lager (14) angeordnet sind.

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.

Angestrebt wird insbesondere das gleichzeitige Messen des Feuchtigkeitsgehaltes an den Seiten und in der Mitte von flächigen Proben wie z.B. von Probenbahnen (Textil-, Papier-, Kunststoff-, Gummibahnen, Kunststoff- und Holzplatten usw.).

Bei kontinuierlichem Färben und Ausrüsten von Textilbah-nen ist ein gleichmässiger Flottenauftrag erforderlich. Dafür ist gegenwärtig der Foulard noch das verbreitetste Flottenauftragsgerät. Der Abquetscheffekt des Foulards kann je nach Konstruktion durch Druck auf die Zapfen der schwach konvex geschliffenen Walzen oder bei schwimmenden Walzen durch Druck auf die Zapfen und zusätzlichen Druck auf die Flüssigkeit, in der die eine oder beide Walzen schwimmen, über die Breite der Textilbahnen verändert werden. Es gibt auch Foulardkonstruktionen, bei denen auf die Zapfen und in der Mitte der Walzenpaare separat gedrückt werden kann. Bei allen Foulardtypen ist das Messen der Menge des Feuchtigkeitsauftrages an den Seiten und in der Mitte der Warenbahn zur Überwachung und Steuerung eines gleichmässigen Flottenauftrages 4g über die ganze Warenbreite wünschenswert und auch ausreichend. Zur Feststellung der Menge der aufgetragenen Flotte im Hochfeuchtebereich eignen sich Mikrowellen-Feuchtemessgeräte. Die Geräte bestehen aus einem Mikrowellenoszillator,

einem Mikrowellenstrahler und einem Mikrowellenempfänger. Nachteilig bei den bekannten Geräten ist, dass mit ihnen nur jeweils die Feuchte eines ganz bestimmten Teiles, z.B. der Mitte, des Randes usw. der Textilbahn abgetastet werden kann. Aus einer solchen Messung lassen sich jedoch keine Rückschlüsse auf die Feuchtigkeitsverteilung über die gesamte Breite 5Q der Bahn herleiten. Traversierende Mikrowellengeräte, die in Reflexion arbeiten, haben in der Praxis versagt und finden daher keine Anwendung. Die Justierung der Geräte war zu schwierig und das Flattern der feuchten Warenbahn hat die Messergebnisse verfälscht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, die die Nachteile bekannter Ausführungen vermeidet und mit der insbesondere der Feuchtigkeitsauftrag gleichzeitig an den Seiten und in der Mitte von flächigen Proben, insbesondere Probenbahnen, gemessen wer-den kann und bei der das Flattern der feuchten Probenbahn keine Rolle mehr spielt. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnendenTeil des Anspruches 1 definierten Massnahmen gelöst.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung (,5 ist im Anspruch 2 umschrieben.

Mit der Vorrichtung können Feuchtigkeitsgehalte von etwa 30 g Wasser bis etwa 600 g Wasser pro m2 festgestellt werden. Es sind dabei Feuchtigkeitsunterschiede von Messstelle zu Messstelle von 1 bis 3% reproduzierbar messbar.

Falls bei anderen Auftragsgeräten, wie z.B. Sprühen und Schaumgeräten oder hinter Vortrocknungsaggregaten wie Infrarotvortrocknern, drei Messstellen über die Bahnbreite zur Überwachung des gleichmässigen Feuchtigkeitsgehaltes nicht ausreichen, können noch weitere Messstellen über zusätzliche Richtungskoppler zusätzlich zu den drei beschriebenen angeflanscht werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstands wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes auf den Seiten und in der Mitte von Bahnen, wie z.B. Textilbahnen, Papierbahnen, usw.

Die im frequenzmodulierten Mikrowellenoszillator 1 erzeugten Mikrowellen von ca. 2,4 bis 3,7 cm Wellenlänge, gelangen über das Dämpfungsglied 2 in die Richtungskoppler 3,3a, 3b, die einen Kopplungsfaktor von z.B. 3 dB haben. Diese drei Richtungskoppler koppeln jeweils einen Teil der Mikrowellenenergie in die drei Messstrecken ll,12undl3,dieaus den Dämpfungsgliedern 4,4a, 4b, den Hornsendestrahlern 5, 5a, 5b, den Empfängern 7,7a, 7b und den Detektoren 8,8a, 8b bestehen. Zwischen Sendern und Empfängern läuft die Probenbahn 6. Beim Durchdringen der Probe wird Mikrowellenenergie absorbiert und zwar in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt der Probe. Der durch die drei Richtungskoppler 3, 3a, 3b nicht ausgekoppelte Mikrowellenenergie teil läuft durch das Dämpfungsglied 9 in den Detektor 10. Die ganze Vorrichtung ist auf einem Lager 14 mittels Befestigung 15 angeordnet. Bei breiteren Probenbahnen können zwischen den Richtungskopplern 3, 3a, 3b noch gerade Hohlleiter geflanscht werden.

Die am Detektor 10 anfallende Spannung kann zur Anzeige der absoluten Feuchtigkeitsmènge in g Wasser pro m2 geeicht werden. Die Spannung an den Detektoren 8, 8a, 8b dienen der Anzeige des Unterschiedes des Feuchtigkeitsgehaltes an den Kanten und in der Mitte der Probenbahn. Dazu werden ohne Probenbahn die Dämpfungsglieder 4,4a, 4b, so eingestellt, dass die gleichen Mikrowellenenergien in den Messstrecken 11,12 und 13 von den Detektoren 8, 8a, 8b angezeigt werden. Der von einem Detektor hinter der Warenbahn, z.B. 8a, angezeigte Spannungswert wird durch Verminderung der Dämpfung im Dämpfungsglied 2 auf den vorgegebenen Spannungswert gehalten, auch wenn eine feuchte Probenbahn einen Teil der Mikrowellenleistung absorbiert. In Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsgehalt wird die Dämpfung der Mikrowellenleistung so verändert, dass die Detektorspannung z.B. an 8a immer konstant ist. Damit fällt bei höherem Feuchtigkeitsgehalt an dem Detek- • tor 10 eine höhere Spannung an. Unterschiedliche Spannungswerte an den Detektoren 8 und 8b gegenüber 8a bedeuten unterschiedliche Feuchte über die Warenbahnbreite. Die Dämpfung der Mikrowellen an der Stelle 2 kann von Hand geschehen oder automatisch mit einem elektronisch steuerbaren Dämpfungsglied, z.B. mit dem «Modell 704» der Firma Rohde & Schwarz, München, geregelt werden. Wählt man Dioden für die Detektoren mit quadratischen Kennlinien, ist die anfallende Gleichspannung der jeweils in den Detektoren ankommenden Mikrowellenenergie proportional.

Die Ausgänge der Detektoren 8, 8a, 8b und 10 sind mit einem nicht dargestellten Anzeigegerät, zum Beispiel einem Schreiber verbunden. Die Ausgangsspannungen eignen sich insbesondere zum Steuern eines gleichmässigen Flottenauftrages über die Warenbahnbreite und auch zur Steuerung einer gleichmässigen Trocknung über die Warenbahnbreite.

lBlatt Zeichnungen