CN103597342B - 在线测量烟草加工工业中的连续滤嘴杆中的增塑剂含量的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于在滤嘴杆制造设备处在线测量在连续滤嘴杆中的增塑剂的方法。该方法包括以下步骤：在移动经过的连续滤嘴杆处利用微波谐振器(10)测量出谐振偏移(A)和谱线变宽(B)；从所述微波谐振器的所述测量变量(A,B)中确定出增塑剂的单位长度质量；在将所述增塑剂涂覆到所述滤嘴丝束带上的情况下测量出单位时间所施加的增塑剂参考质量；从测量出的单位时间施加的增塑剂参考质量中确定出增塑剂的单位长度的平均参考质量；在确定所述增塑剂参考质量的相同时期内，将采用所述微波谐振器的测量变量确定出增塑剂单位长度质量取平均值；确定在所述单位长度质量的平均参考数值和平均单位长度质量之间的偏差；并且根据所确定出的偏差校正从所述微波谐振器的测量变量中确定出的所述单位长度质量。

Description

在线测量烟草加工工业中的连续滤嘴杆中的增塑剂含量的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于在线测量在滤嘴杆制造设备的连续滤嘴杆中的增塑剂的方法。本发明还涉及用于在烟草加工工业中生产连续滤嘴杆的装置。

背景技术

EP1325683A2披露了用于用具有至少三种组分的滤嘴材料生产烟草加工工业的纤维束的方法和设备。采用入口管道将滤嘴材料组合成连续滤嘴杆，并且测定出在纤维绳中的三种组分的比例。为了测量比例，采用在第一波长范围内的电磁波测量至少一个部分，同时采用在第二波长范围内的电磁波测量另一个部分。另外，设置具有测量头的微波测量系统，它具有微波源和微波检测器。在微波测量系统处测量和评估两个数；这能够针对水的比例和化学性能类似的组分增塑剂和滤嘴丝束在条带中的常见比例作出说明。在这里采用根据EP0791823A2的测量方法。可以只是采用该测量方法，其中可以通过单独的频率范围检测出不同的材料组分。

EP1895291A1披露了配备有测量单元的滤嘴杆测量工站，用来至少测量滤嘴杆的质量和滤嘴杆的压降，其中设有微波测量装置，用来测量增塑剂质量和/或水分含量和/或滤嘴杆的干燥质量。这些为在线测量，其中从生产过程中去除所要测量的试样，以便输送它用于测量滤嘴杆质量、滤嘴杆的压降，并且输送给微波测量单元。因此，只能通过在线操作检测出所生产出的质量的极小部分。

US7,027,148B2披露了用于测定在滤嘴杆中的三乙酸甘油酯含量的设备。该设备具有滤嘴丝束容器、滤嘴丝束拉伸和松弛单元和滤嘴杆成型单元。这里，采用谐振频率偏移和谐振谱线的扩散用微波谐振器测定出在滤嘴杆中的三乙酸甘油酯含量。为了在该过程中测定出三乙酸甘油酯含量，利用了从测量变量中获取的结果之间的线性关系，其中为了测定偏置值，周期性地切断三乙酸甘油酯的供应，并且将在没有三乙酸甘油酯的情况下生产出的连续滤嘴杆测量作为参考值。因为必须将没有三乙酸甘油酯的这些滤嘴杆作为废品处理，所以频繁的配衡往往导致材料消耗不可接受。可选的是，可以采用第二微波测量单元与速度传感器一起来在添加三乙酸甘油酯之前测量参考值，但是这使得测量三乙酸甘油酯的成本急剧增大。

EP1480532B1披露了用于在香烟制造业中同时连续测量和调节在滤嘴杆中的三乙酸甘油酯和醋酸酯的含量的设备。这里，采用传感器来检测滤嘴丝束材料的质量流量，并且采用传感器来检测滤嘴丝束材料的质量流量和增塑剂质量的总和。在香烟杆的生产中，用于测量质量流量的传感器按照这样的方式连接，从而可以彼此独立地测量和调节滤嘴材料质量和增塑剂质量两者。作为两个微波单元和速度传感器的组合的这种测量技术业使得测量不相称地昂贵。

在滤嘴杆的生产中，通常几个材料参数彼此单独变化。

a)滤嘴丝束的表面密度，即单位杆长度的滤嘴丝束质量。该表面密度通常在短距离内变化，并且也在滤嘴杆内出现。

b)滤嘴丝束的纤度随着用于滤嘴丝束的材料变化而变化。纤度通常规定为单位纤维的质量，以及相对于规定长度的单位纤维带的总质量。由于在生产过程期间的缺陷，由于在滤嘴丝束带中的长丝断裂，纤维带的总质量会改变，从而单位纤维带的长丝数量会改变大约2％。这些变化会突然出现，但是之后在许多滤嘴杆的距离上保持。

c)滤嘴丝束材料的水分会改变。该变化往往在许多滤嘴杆的行进期间慢慢出现，因为在一定程度上由于长时间存放在丝束包内出现水分均衡。

d)刚施加的增塑剂材料的表面密度会改变；这里通常采用三乙酸甘油酯。增塑剂在硬化之后在滤嘴杆内提供了尺寸稳定性。所施加的增塑剂材料的表面密度的变化通常在滤嘴杆内的非常短距离上出现，并且会具有急剧变化的局部集中。

e)另外，在生产期间，纸张和胶在连续滤嘴杆中的比例会变化，尤其是含水的胶和不含水的胶的比例会变化。纸张和胶或者相应在胶内的比例变化通常在许多滤嘴杆上在较大的距离内相对缓慢的出现。

前面所披露的用于采用微波谐振器测量在连续滤嘴杆中的增塑剂含量的方法由于含量变化所以只能不精确地检测出增塑剂的含量，或者由于产生废品所以这些方法是不经济的。因此，在所有所披露的方法中，采用另外的测量变量来反映出这些变化，并且因此能够更精确地评估微波谐振器的测量变量。通常，例如如同测定滤嘴杆的压降一样，这不会在线出现，或者它在滤嘴杆制造设备处需要另外的昂贵测量装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于采用简单的微波测量单元在线测量在连续滤嘴杆中的增塑剂含量的方法和设备，以便能够可靠地检测并且调节在增塑剂含量方面的短期和长期波动。本发明的方法包括采用微波方法自动地补偿在工艺流程例如丝束量中的短期波动和迅速变化，而在许多滤嘴杆的程序上出现的长期变化例如水分或纸张的变化通过长期参考测量来校正。

根据本发明的方法用于在滤嘴杆制造设备处在线测量在连续滤嘴杆中的增塑剂。根据本发明，采用微波谐振器在移动经过的连续滤嘴杆处测量出谐振曲线的谐振频率偏移(A)和谱线变宽(B)。在微波测量技术中公知的是，位于谐振器空腔中的介电材料导致谐振频率偏移以及与空的谐振器空腔相比谐振曲线变宽。根据本发明，从微波谐振器的两个测量变量中测定出增塑剂的单位长度质量。为此，优选的是，假设在谐振频率偏移和谱线变宽与增塑剂的单位长度质量之间为线性关系。根据本发明，对增塑剂进行参考测量，这在生产许多的更长时期内涉及在其施加在滤嘴丝束带上的情况下单位时间施加的增塑剂质量。在形成连续香烟杆之前，存在其上施加有增塑剂的滤嘴丝束带。采用根据本发明的方法，在连续滤嘴杆的生产期间在线测量出所施加的增塑剂的参考质量。根据本发明，从测量出的单位时间施加的增塑剂参考质量测定出增塑剂的单位长度的平均参考质量。为此，已知在设备中的滤嘴丝束杆的速度，并且将单位时间施加的增塑剂的参考质量转换成单位长度施加的增塑剂的平均参考质量。

另外，采用根据本发明的方法，在测定参考质量的相同时期内，采用微波谐振器的测量变量测定出增塑剂单位长度的质量的平均值。微波谐振器可以具有几毫米的非常小的测量区域。采用取平均值程序，在一定长度上将采用微波谐振器的测量变量测定出的单位长度质量的数值取平均值。根据本发明，在根据取平均值程序从微波谐振器的测量变量中得到的单位长度的平均值和从参考质量测量中得到的单位长度平均参考质量之间测定出偏移。根据本发明采用这种偏移来相应地校正从微波谐振器的测量变量中测定出的单位长度的质量数值。

因此，根据本发明的方法，因此只是采用单个微波谐振器，利用从将增塑剂施加到滤嘴丝束带上开始的平均单位长度参考质量的结果来校正从微波谐振器的测量变量中得到的单位长度质量。为此无需在香烟机设置昂贵的其它测量单元。另外，通过单位长度的平均参考质量来校正数值非常缓慢并且可靠地进行调节，并且能够校正在微波谐振器的测量变量中的波动。

这种长期参考测量的持续时间优选在许多滤嘴杆的生产上实施。对于该过程而言，例如可以规定滤嘴杆的数量。有利的是，该持续时间应该至少等于滤嘴丝束的提起位置相对于滤嘴丝束包的表面的来回运行时间。滤嘴丝束包通常如此构建，从而在一层包中的提起位置来回蜿蜒延伸。在下面的层中，提起位置然后垂直于前一层运动，来回蜿蜒延伸。因为在包的中央和表面之间会观察到水分差异，所以使得提起位置来回运动是持续时间的合适量度以便使得在滤嘴丝束包内的水分波动均衡。

在一个优选实施方案中，根据下面的公式计算出增塑剂的单位长度质量(m_W)：

m_W＝k0+k1*A+k2*B+P(Φ)，

其中A为谐振偏移，B为谱线变宽，k0、k1、k2为实际数量，Φ为A和B的商，并且P为取决于Φ的多项式。针对增塑剂的单位长度质量的上面公式假设已知在增塑剂质量和谐振频率偏移以及谐振曲线的变宽之间呈线性关系。另外，存在所谓的偏置值k0，该数值不与微波谐振器的测量变量相关。另外，作为另外的校正项，存在多项式，这取决于A和B的商。如在水分测量技术中公知的是，商B/A取决于水分。在用于测定增塑剂质量中，商B/A不唯一取决于水分，而且还取决于增塑剂的质量。偶尔代替商B/A，采用也取决于B/A的函数，该函数为在0至Pi/2范围内的单调严格递增函数，例如arctan(B/A)。在本申请中，一般来说，B/A还可以总是表示arctan(B/A)的数值或另一个函数。在该方法的校准期间一开始测定出系数k0、k1和k2以及具有其系数的多项式P。

在尤其优选的实施方案中，与所述偏差成正比地校正系数k0的数值。因此从单位长度的平均“微波”质量和从增塑剂施加中测定出的单位长度的参考质量的差值中得到k0的校正。

在根据本发明的优选实施方案中，从存储容器将增塑剂施加到滤嘴丝束带上，其中测量出存储容器的重量减小以便测定施加的增塑剂的单位时间参考质量。存储容器的重量随着将增塑剂连续施加到滤嘴丝束带上而连续减小。假设增塑剂连续流动到滤嘴丝束带上，则重量减小对应于所施加的增塑剂的单位时间参考质量。但是，如果该增塑剂流不是连续的，则必须适当的扩大用于测定参考质量的时间窗口，从而可以忽略在增塑剂的施加强度方面的波动。采用最终连续滤嘴杆的输送速度或者在该时间窗口中产生出的滤嘴杆的计数，将单位时间质量转换成单位长度质量，即将单位时间参考质量乘以杆速度或者除以杆数量。

在根据本发明的方法的可选实施方案中，从存储容器将增塑剂施加到滤嘴丝束带上，其中为了测定所施加的增塑剂的单位时间参考质量，通过连续填注液位计测量出存储容器的填注液位减小。将增塑剂施加到滤嘴丝束带上连续地降低存储容器的填注液位。由此，单位时间内施加的增塑剂钩仅仅通过容器重量测量来计算。这样也采用成品的连续滤嘴杆的输送速度或者在该时间窗口中产生出的滤嘴杆的计数将单位时间质量转换成单位长度的质量。

可选的是，可以测量出穿过供给管线进行增塑剂施加的增塑剂体积，以便测定出所施加的增塑剂的单位时间参考质量。增塑剂通常通过供给管线从存储容器输送给滤嘴杆制造设备的位置，在那里例如采用旋转刷施加。可以通过测量在供给管线中的体积流量并且考虑连续滤嘴杆的速度或滤嘴杆的数量来得到增塑剂的单位长度的平均质量。

通过根据本发明的方法，连续测定出增塑剂的单位长度平均质量。因此，单位长度的平均质量是连续重新计算出的运动测量值。

在优选实施方案中，也连续测定出增塑剂的参考质量偏差，并且优选的是连续校正从微波谐振器的测量变量中测定出的增塑剂质量。

在根据本发明的另一个优选改进方面中，根据微波谐振器的测量变量测定出滤嘴杆的水分值，并且考虑针对增塑剂的单位长度质量的校正值。如已经在一开始所提到的一样，在水分测量技术中已知的是，商B/A与所测量的材料的水分成正比。因为在香烟滤嘴杆的生产期间，在该水分值中也反映出所施加的增塑剂的质量，可以通过考虑增塑剂的质量来改善水分值。通过调节至增塑剂的单位长度质量的校正值，也可以获得可靠的水分测量值。

水分值Ψ优选根据下面的公式测定：

Ψ＝f0+f1*Φ+f2*m_W

其中f0、f1和f2为常数，Φ为谐振偏移A和谱线变宽B的商，并且m_W为增塑剂的校正质量值。

在根据本发明的方法的尤其优选的另一个改进方面中，也测量出在滤嘴丝束条带的纤维上扩散的在红外或可见波长区域中的电磁辐射强度。与微波测量相反，在这里没有采用滤嘴丝束带的介电特性，而是采用具有散射的表面特性。根据测量出的强度S，针对从微波变量中测定出的增塑剂的单位长度质量计算出附加的校正项。该方法的这个进一步的改进方面基于这样的认识，即微波谐振器的测量变量Φ基本上取决于增塑剂的质量和在滤嘴丝束条带中的水分，但是丝束质量的影响很小。相比，如果采用激光强度作为电磁辐射，在该激光在滤嘴丝束带中散射时，则在更多纤维没有位于光束通道中时强度更强烈地减小。因此，该变量仅仅取决于在光束通道中的总丝束纤维表面，并且不取决于或者只是稍微取决于水分含量和所施加的增塑剂。通过考虑激光信号强度，根据本发明的方法能够导致丝束材料的丝束微波三乙酸甘油酯数值的独立性仍然改善。

为了反映滤嘴丝束材料的变化以及相关的纤度变化，可以根据丝束材料的纤度测定出从微波谐振器的测量变量中测定出的增塑剂单位长度质量的另一个附加的校正变量。增塑剂的单位长度质量m_w优选根据下面的公式计算出：

m_W＝k0+k1*A+k2*B+P(Φ)+k3*log(S*G/F)，

其中k0、k1、k2和k3为常数，A为谐振偏移，B为谱线变宽，Φ为A和B的商、P为取决于Φ的多项式、G为滤嘴丝束带的质量，并且F为具有规定长度的滤嘴丝束带的单根纤维的质量。丝束材料的纤度通常以“F-Y-G”的形式规定，其中F为纤维的质量，G为在标准长度通常为9km的情况下以克为单位规定的总带的质量。由于施加散射电磁辐射的强度S，所以采用来自纤度的已知数值G和F，可以测定出单位长度的校正增塑剂质量，这确保了随着丝束材料变化纤度的独立性改善。只是在设备的操作人员终端的键盘输入变量F和G就足够了。

对于根据本发明的方法，优选采用三乙酸甘油酯作为连续滤嘴杆的增塑剂，它优选通过旋转刷或通过喷嘴以流体的形式施加到滤嘴丝束带上。

根据本发明的设备使之能够在在线测量增塑剂含量的情况下生产出烟草加工工业的连续滤嘴杆。根据本发明，该设备配备有微波谐振器，用来测量移动经过的连续滤嘴杆的谐振频率偏移(A)和谱线变宽(B)。另外，设有测量装置，用来测量施加到滤嘴丝束带上的增塑剂在较长时期内单位时间的参考质量。该较长的时间优选至少与周期出现的水分变化的最短时间一样长，即丝束的提起位置从滤嘴丝束包来回运行的时间。将微波谐振器和参考测量装置的测量值提供给评估单元。评估单元从微波谐振器的测量数值中测定出增塑剂的单位长度质量。另外，该评估单元从参考测量装置测量出的测量值中测定出单位长度参考质量。根据本发明，评估单元对由参考测量装置测定的基于增塑剂的平均单位长度质量从微波测量中获得的增塑剂单位长度质量进行校正。该装置优选设计成执行根据本发明的方法。

在本发明的优选实施方案中，参考测量装置构建为标尺，用来检测在存储容器中增塑剂的单位时间质量变化。根据单位时间质量变化，同时考虑滤嘴丝束带的输送速度或滤嘴杆的数量，可以测定出单位长度的增塑剂的平均参考质量。

在本发明的另一个实施方案中，参考测量装置构建为连续填注液位测量装置，用来检测在存储容器中用于增塑剂的单位时间填注液位变化。该连续填注液位测量装置可以构建为电容传感器、超声波经过时间传感器、微波经过时间传感器或者机械漂浮传感器。可以根据单位时间的液位变化同时考虑增塑剂容器的校准曲线、滤嘴丝束带的输送速度或滤嘴杆的数量来测定单位长度的增塑剂平均参考质量。

可选的是，或者另外，参考测量装置设计为体积流量计，用来检测在增塑剂施加期间单位时间的体积。可以根据在较长时期内测定出的单位时间增塑剂流量，同时考虑单位长度的增塑剂容器的校准曲线、滤嘴丝束带的输送速度或滤嘴杆的数量，来测定出单位长度的平均参考质量。

另外，可以采用不同的用于单位长度增塑剂质量的参考测量的方法的组合，以便实现参考测量的测量精度改进，例如在自动填注三乙酸甘油酯容器时检测在设备中的不同操作状态。

在另一个优选实施方案中，提供在可见或红外波长范围内的激光，并且为在滤嘴丝束带处散射的激光提供强度传感器。评估单元根据测量出的散射激光的强度校正增塑剂的单位长度质量，从而可以获得与滤嘴丝束的纤度无关的三乙酸甘油酯测量。

附图说明

在下面采用示例性实施方案对本发明进行更详细说明。在这些附图中：

图1显示出滤嘴杆制造设备的示意图，其在连续滤嘴杆处具有微波传感器并且针对甘油三乙酸酯容器采用标尺进行甘油三乙酸酯参考测量；

图2显示出滤嘴杆制造设备的示意图，其在连续滤嘴杆处具有微波传感器并且针对甘油三乙酸酯容器采用连续罐装液位测量装置进行甘油三乙酸酯参考测量；

图3显示出滤嘴杆制造设备的示意图，其在连续滤嘴杆处具有微波传感器并且在甘油三乙酸酯容器和甘油三乙酸酯施加单元之间的生产线中采用流量测量进行甘油三乙酸酯参考测量；

图4显示出滤嘴杆制造设备的示意图，其在连续滤嘴杆处具有微波传感器，具有用于针对纤度变化的改进的甘油三乙酸酯校正装置的红外激光传感器，并且通过用于甘油三乙酸酯的标尺进行甘油三乙酸酯参考测量；

图5显示出针对单位滤嘴杆长度的甘油三乙酸酯含量的不同纤维束质量和纤维束纤度的测量值A和B的商Φ＝B/A的依赖性；并且

图6显示出根据单位长度的参考甘油三乙酸酯含量单位长度的微波甘油三乙酸酯数值对于不同丝束质量和丝束纤度的依赖性以及在滤嘴丝束中的水分波动的破坏性影响。

具体实施方式

图1显示出用于甘油三乙酸酯参考测量的微波传感器10和甘油三乙酸酯标尺13的滤嘴杆烟卷制造设备的示意图。按照已知的方式生产连续烟卷滤嘴杆7。滤嘴丝束带2从滤嘴丝束包1供应到滤嘴丝束拉伸和松弛单元3。在滤嘴丝束带离开拉伸和松弛单元之后，在下面的步骤中将三乙酸甘油酯施加到其上。采用三乙酸甘油酯涂覆装置4将三乙酸甘油酯17施加到滤嘴丝束带上。将滤嘴丝束带提供给用于形成杆的入口通道5。用于卷绕杆的纸张从纸卷筒6提供给在入口通道5中运行的带。将胶8提供给局部卷绕的滤嘴杆，并且在加热区9中硬化。

在加热区9之后设置用于测量的微波谐振器10。随后通过切割装置11将所生产出的连续滤嘴杆切割成滤嘴杆。

三乙酸甘油酯17从通过供应管线15与三乙酸甘油酯涂覆装置4连接的三乙酸甘油酯容器12中提供。采用用于测定参考三乙酸甘油酯质量的标尺13连续测量出在三乙酸甘油酯容器12中的质量变化。

微波测量装置16评估了微波谐振器10的测量信号和来自标尺13的测量值。

微波谐振器10可以例如为轮廓谐振器，尤其具有非常小空间要求的结构，从而它随后也可以安装在滤嘴杆制造设备中。与空的谐振器相比，微波谐振器测量出由连续香烟杆引起的谐振曲线的谐振频率偏移A和谱线变宽B。由于连续滤嘴杆的介电特性，在微波谐振器中形成的谐振在其谐振频率方面偏移，并且谐振变宽。

图2显示出如图1所示在连续滤嘴杆7处具有微波传感器10的滤嘴杆制造设备的示意图。但是，这里通过用于三乙酸甘油酯容器的连续填注液位测量装置13a来实现三乙酸甘油酯参考测量。该连续填注液位测量可以构建为电容传感器、超声波经过时间传感器、微波经过时间传感器或机械漂浮传感器。

图3显示出如图1和2所示在连续滤嘴杆7处具有微波传感器10的滤嘴杆制造设备的示意图。但是，这里通过对在供应管线15中的三乙酸甘油酯流体14的体积进行流量测量来实现三乙酸甘油酯参考测量。

图4显示出如图1、2和3所示在滤嘴杆7处具有微波传感器10的滤嘴杆制造设备的示意图，其中例如通过采用标尺13测量三乙酸甘油酯容器12的重量损失来进行三乙酸甘油酯参考测量。另外，在滤嘴杆7处安装有红外激光测量装置10a，以便在纤度变化的情况下校正微波三乙酸甘油酯信号，从而改善校准与纤度的不相关性。

图5显示出针对四种不同的纤度值的三乙酸甘油酯含量的B和A的acetan商的趋势，在三乙酸甘油酯含量上具有小幅增大的明显趋势。该图还显示出，B和A的商与滤嘴丝束质量和滤嘴丝束纤度无关。但是同时，水分上存在明显的相关性，这用于使得测量数值围绕着所绘制的最佳拟合线分散。在图5中的测量值中所内在的在水分上的这种较低相关性可以通过与用于三乙酸甘油酯含量的长期参考值进行周期性比较采用根据本发明的方法进行补偿，从而通过采用单个微波谐振器进行测量，能够可靠地在线测定出用于连续滤嘴杆的单位长度的三乙酸甘油酯质量。

图6显示出单独从在滤嘴杆处微波谐振器的数据A、B和B/A得到的单位长度三乙酸甘油酯数值相对于参考三乙酸甘油酯数值的关系。该曲线图显示出不同的丝束质量和不同的丝束纤度对微波三乙酸甘油酯数值几乎没有任何影响。但是，所测定的单位长度三乙酸甘油酯数值取决于在滤嘴丝束中的水分波动。所绘制的最佳拟合线清楚表明，可以从所测量出的数值中可靠地消除由于在滤嘴丝束中的水分波动造成的影响。

根据本发明的方法利用了这样的事实，即变量A和B与在连续滤嘴杆中的所有独立参数线性相关。虽然A和B的上与丝束质量和纤度无关，但是它取决于三乙酸甘油酯含量和水分。因此，如果已知这些线性组合的系数，则可以通过A、B和B/A的线性组合将三乙酸甘油酯含量给出为单位长度质量。这些系数通过一次校准程序来测定。这样，所施加的三乙酸甘油酯的单位长度质量从下面的公式中得到：

m_W＝k0+k1*A+k1*B+k3(Φ)，

偶尔，也可以用arctanB/A代替系数Φ＝B/A。

测试已经表明，尤其可以通过增加商Φ/B/A的权重来提高三乙酸甘油酯含量的测定精度。因此，例如公式m_w＝k0+k1*A+k2*B+k3*Φ+k4*(Φ)²已经更加精确，但是它需要在校准过程测定另一个系数k4。

商Φ＝B/A或者相应的arctanΦ或者数值Φ的另一个函数只是取决于滤嘴杆的三乙酸甘油酯和水分的含量，从而具有已知的三乙酸甘油酯值m_w的水分值Ψ可以表示为：

Ψ＝f0+f1*Φ+f2*m_W

在单位滤嘴长度的三乙酸甘油酯质量m_w和水分数值Ψ已知的情况下，可以从所测量出的A数值和/或所测量出的B数值测定出丝束含量的表面密度量。用于丝束含量的变量根据下面的公式表示为单位长度的质量：

m_T＝t0+t1*A+t2*B+t3*m_W+t4*Ψ

其中t1至t4为通过校准测定的常数。

在上面公式测定出的三乙酸甘油酯质量、水分和丝束表面质量的数值为正好位于微波谐振器的测量范围中的部分连续滤嘴杆的瞬时数值。该测量范围可以具有1mm或更大的长度。因此，这样可以在连续滤嘴杆中测量出测量变量的曲线，并且例如可以测定出三乙酸甘油酯的局部分布。

可以根据基于传感器的高测量空间解析率来检测出由于在例如涂覆单元中滴落的三乙酸甘油酯而导致的三乙酸甘油酯聚集。这种滤嘴杆在切割程序之后可以去除以不进行下面的处理。可以按照适时的方式检测出由于高三乙酸甘油酯浓度而导致的在生产过程期间在滤嘴杆中的孔的化学燃烧(“热熔融”现象)，并且可以使之转换。

还有，可以按照适时的方式检测出例如由于刷子转速不正确而导致的没有充分调节三乙酸甘油酯涂覆，并且将它显示并且校正。

另外，可以通过调节丝束含量来利用在不同包之间的水分波动，从而最终的滤嘴杆在与环境进行水分均衡中具有其目标重量和其目标压降值。

可以通过检测单位杆长的滤嘴丝束质量来补偿例如由于长丝断裂而导致的滤嘴丝束品质波动，因此成品的滤嘴杆具有其目标重量和其目标压降值。

根据本发明也在用于曲线的数值中获得了高的精度，因为对三乙酸甘油酯含量进行了长期参考测量，在更长时期内通过测量三乙酸甘油酯容器的重量减小或填注液位减小来检测出从三乙酸甘油酯容器中定量分配出的三乙酸甘油酯。同样，在存储容器和三乙酸甘油酯涂覆腔室之间的三乙酸甘油酯流量可以在更长时期内测定出，其中该时期必须足够长以对在三乙酸甘油酯流量中的波动取平均值。同时，包括连续滤嘴杆的速度或刀片转动的测量导致测定出在相同时期内生产出的滤嘴杆的数量，因此可以通过统计轴编码器脉冲数量来测定出单位滤嘴杆长度的三乙酸甘油酯含量。另一方面，可以将从供应源测定出的取平均值的参考三乙酸甘油酯数值与在相同时期内测定出的微波三乙酸甘油酯数值进行线性比较，并且通过测定三乙酸甘油酯质量来改变绝对项k0，从而可以进行补偿，从而从微波谐振器的测量变量中获取的三乙酸甘油酯信号对应于从三乙酸甘油酯供应源测量中得到的取平均值的参考三乙酸甘油酯值。

与提供给滤嘴丝束带的长期单位时间参考质量的测量一起，可以参考从红外激光测量装置中发出的另一个信号，这几乎不会受到三乙酸甘油酯含量和水分影响，但是相反明显受到丝束质量影响。通过使得其光束偏转穿过单根纤维的表面并且在其上散射来形成红外激光信号，并且在光束通道中存在更多纤维时信号强度在通过滤嘴杆之后会更强烈的衰减。在纤维表面处存在光束散射，所以纤维材料的水分或三乙酸甘油酯含量在这散射方面影响很小。该信号只是对随着例如丝束类型变化而出现的在纤维含量方面的变化起作用。滤嘴丝束包的纤度“F-Y-G”由纤维质量F和在规定长度处以克为单位的带总质量G来限定。如果将所测量出的散射激光的强度S乘以由系数G/F表示的纤维数量，则滤嘴丝束信号结果与纤度无关。由于另一方面，激光信号随着丝束质量增大而呈指数减小，所以在log(S*G/F)和丝束质量之间存在线性关系，这与三乙酸甘油酯和水分无关。因此，进一步得到改善的增塑剂的单位长度质量数值m_W可以表示为：

m_W＝k0+k1*A+k2*B+k3*B/A+k4*log(S*G/F)。

通过这些变量，也可以采用从三乙酸甘油酯供应源中测定出的取平均值的单位长度参考质量校正绝对项k0。

Claims (21)

1.一种用于在线测量烟草加工工业中的连续滤嘴杆中的增塑剂含量的方法，该方法包括以下步骤：

在移动经过的连续滤嘴杆处利用微波谐振器测量出谐振偏移(A)和谱线变宽(B)；

由所述微波谐振器的测量变量(A,B)确定增塑剂的单位长度质量；

在将所述增塑剂涂覆到滤嘴丝束带上的情况下测量出单位时间所施加的增塑剂的参考质量；

由测量出的在一段时间上施加的增塑剂质量确定增塑剂的单位长度的平均参考质量；

在确定所述增塑剂参考质量的同一段时间内，对利用所述微波谐振器的测量变量确定的增塑剂单位长度的质量值取平均值；

确定单位长度质量的平均参考数值和平均单位长度质量之间的偏差；以及

根据所确定的偏差校正由所述微波谐振器的测量变量确定的单位长度质量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于确定所述参考质量的时间段至少为所述滤嘴丝束的提起位置相对于滤嘴丝束包的来回运行持续时间。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述参考质量的时间段内，实现将由所述微波谐振器确定出的数值取平均值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下面的公式确定出增塑剂的单位长度质量m_W：

m_W＝k0+k1*A+k2*B+P(Φ)，

其中A为谐振偏移，B为谱线变宽，k0、k1、k2为系数，Φ为A和B的商，并且P为取决于Φ的多项式或Φ的函数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过在从微波测量中得到的平均三乙酸甘油酯含量和参考测量的参考三乙酸甘油酯含量之间所确定的偏差值来校正常数k0的数值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述增塑剂从存储容器施加到所述滤嘴丝束带上，并且测量出所述存储容器的重量减小以确定增塑剂的单位长度参考质量。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述增塑剂从存储容器施加到所述滤嘴丝束带上，并且测量出所述存储容器的填注液位的变化以便确定增塑剂的单位长度参考质量。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述增塑剂从存储容器施加到所述滤嘴丝束带上，并且测量出送入到供给管线中的体积以便确定增塑剂的单位长度参考质量。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，连续地确定增塑剂的平均单位长度质量。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，连续地确定所述偏差。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，连续校正由所述微波谐振器的测量变量确定的质量。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述微波谐振器的测量变量和增塑剂单位长度质量的校正值来确定用于滤嘴杆的水分值。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，根据下面的公式确定水分值Ψ：

Ψ＝f0+f1*Φ+f2*m_W

其中f0、f1和f2为系数，Φ为谐振偏移A和谱线变宽B的商或者所述商的函数，并且m_W为增塑剂的单位长度质量的校正值。

14.如权利要求2至13中任一项所述的方法，其特征在于，采用下面的方法步骤：

测量在所述滤嘴丝束带处散射的、在可见或红外范围内的辐射的强度S；并且

针对由微波变量确定的增塑剂的单位长度质量，根据所述强度S确定另外的校正项。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，由下面的公式确定出增塑剂的单位长度质量m_W：

m_W＝k0+k1*A+k2*B+P(Φ)+k3*log(S*G/F)

其中k0、k1、k2和k3为系数，A为谐振偏移，B为谱线变宽，Φ为A和B的商、P为取决于Φ的多项式或Φ的函数、G为所述滤嘴丝束带的质量，并且F为具有规定长度的滤嘴丝束带的单根纤维的质量。

16.一种用于在线测量烟草加工工业中的连续滤嘴杆(7)中的增塑剂含量的设备，该设备具有：

微波谐振器(10)，用来测量移动经过的连续滤嘴杆的谐振偏移(A)和谱线变宽(B)，

测量装置，用来测量施加到滤嘴丝束带(2)上的增塑剂的单位时间参考质量，和

评估单元(16)，其被提供所述微波谐振器和所述参考测量装置的测量值，所述评估单元用来：

由所述微波谐振器的测量值确定所述增塑剂的单位长度质量；

由所述参考测量装置测量出的测量值确定单位长度的平均参考质量；以及

基于与增塑剂的单位长度的平均参考质量的偏差校正增塑剂的单位长度质量。

17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，天平装置被提供作为参考测量装置，用来检测所述增塑剂在存储容器中单位时间的参考质量变化。

18.根据如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述参考测量装置检测所述存储容器的填注液位的变化。

19.如权利要求16至18中任一项所述的设备，其特征在于，所述参考测量装置具有体积流量计，用来在施加增塑剂的期间检测单位时间的体积。

20.如权利要求16至18中任一项所述的设备，其特征在于，设置用于在所述滤嘴丝束带处散射的激光的激光器和光强传感器，其中所述评估单元根据散射的激光强度校正增塑剂的单位长度质量。

21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，设置用于在所述滤嘴丝束带处散射的激光的激光器和光强传感器，其中所述评估单元根据散射的激光强度校正增塑剂的单位长度质量。