CN107692306A - 用于识别和/或检查插入到烟草加工行业的棒形或条形制品中的对象的方法和装置 - Google Patents

用于识别和/或检查插入到烟草加工行业的棒形或条形制品中的对象的方法和装置 Download PDF

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Abstract

根据用于识别和/或检查插入到烟草加工行业的棒形或条形制品（10）中的对象（22）、尤其是胶囊（13、14）的方法，制品（10）纵轴向地穿过测量装置（3、50、52）被输送，所述测量装置包括微波测量装置和/或高频测量装置和/或光学测量装置并给出微波测量信号和/或高频测量信号和/或光学测量信号，所述微波测量信号和/或高频测量信号和/或光学测量信号用于分析而被继续发送到后置的分析装置（8、33）上。所述分析装置（8、33）从所述测量信号中形成至少一个导数，并且基于所述至少一个导数的分析来识别和/或检查所述对象（22）。

Description

用于识别和/或检查插入到烟草加工行业的棒形或条形制品 中的对象的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于识别和/或检查插入到烟草加工行业的棒形或条形制品中的对象、尤其是胶囊的方法，其中，制品纵轴向地穿过测量装置被输送，所述测量装置包括微波测量装置和/或高频测量装置和/或光学测量装置并给出微波测量信号和/或高频测量信号和/或光学测量信号，所述微波测量信号和/或高频测量信号和/或光学测量信号用于分析而被继续发送到后置的分析装置上。本发明此外涉及一种用于识别和/或检查被插入的对象的相对应装置。本发明还涉及一种烟草加工行业的成条机以及一种烟草加工行业的过滤嘴棒测量站，所述烟草加工行业的成条机具有至少一个用于待插入对象的插入装置、条包裹装置和切割装置，。
背景技术
布置在棒形或条形制品中的对象的特性的准确确定、如例如对象在条中的位态以及对象的状态（例如通过胶囊的填充度来获知胶囊的完整性）在烟草加工行业中获得越来越重要的意义。已知借助于微波测量装置来获知对象、尤其是胶囊的位置。这不仅适用于离线领域，也适用于在线领域。用于确定过滤嘴棒中的胶囊位置的来自离线领域的已知一种测量装置例如是Sodim SAS公司的过滤嘴棒测量站SODISCAN-MWS。此外，由EP 1 845 291A1已知一种具有用于离线确定的微波测量装置的过滤嘴棒测量站，以及由EP 2 243 385A2已知一种用于在线确定对象特性的微波测量装置。此外，EP 2 873 334 A1公开了一种被组合的微波-和高频方法的应用。
与此关联的挑战在于识别和测量在影响测量信号的附加物质的直接附近内的对象，这些附加物质可以在纤维形的基础材料中、尤其是过滤嘴丝束材料中设置在制品中，例如是活性炭或另外的附加物质，其中，附加物质也可以被理解为其它的对象、例如以其它的胶囊的形式。困难点在于，附加物质改变了由对象所产生的测量信号，因为附加物质和对象部分地同时处在测量装置的测量窗口中。附加物质对于对象的影响尤其与下面的因素相关：附加物质的量和性质；对象的大小、填充量和性质；对象与附加物质之间的间隔。
如果间隔足够大，因此对象和附加物质在任何时间点都不同时处在测量窗口中，那么例如可以通过测量装置的信号偏转（Signalausschlag）的局部最大值来确定胶囊的位置。
但是，如果附加物质与对象之间的间隔很小，从而使得附加物质和对象在确定的时间点处在测量装置的测量窗口中，那么由对象所引起的信号这样地被改变，从而使得产生的局部最大值与事实上的位置相比被推移。在间隔非常小和/或对象较小和/或附加物质量（Zusatzstoffmenge）较大时，完全不再能够识别出局部最大值。
在由多个轴向的节段组合成的制品（多节段制品）、尤其是多节段过滤嘴棒或多节段过滤嘴条的情况下出现特别的问题，因为相邻节段之间的过渡部借助于微波-和/或高频测量装置经常不能或不能足够准确地被检测到。
测量信号优选作为取决于位置的信号、尤其是作为位置离散的信号存在，也就是说，各个测量值彼此在等距的间隔中，与机器的生产速度无关。
在取决于时间的信号、尤其是时间离散或时间连续的测量信号的情况下必须将取决于时间的信号转换成取决于位置的信号。
导数在下面始终是指根据位置的导数。
发明内容
基于本发明的任务在于以高准确性来识别插入到烟草加工行业的棒形或条形制品中的对象的特性，其中，特性尤其被理解为位态、填充度和/或完整性，确切地说即使在测量条件变得困难的情况下、尤其即使在对象布置在影响测量信号的附加物质、如例如活性炭附近时也可以识别。
该任务通过独立权利要求的特征来解决。根据本发明已证实，替代单独由测量信号本身、下面也被称作基础信号，可以通过分析测量信号的至少一个导数来更可靠和更准确地实现识别和检查插入到棒形或条形制品中的对象，因为测量信号的导数比基础信号更敏感地对被插入对象作出反应。
根据本发明，对象的检查包括确定所述对象的至少一个特性。根据本发明，对象的识别包括确定对象的存在，这同样表示对象的特性（在棒形或条形制品中的存在或不存在）。所述至少一个导数可以有利地与所述基础信号共同地被分析。此外有利地，可以分析测量信号的多个导数、例如一阶和二阶导数，必要时与基础信号共同地分析。本申请意义上的待检查的对象尤其是离散对象、如胶囊、特别是填充液体的胶囊，也就是说具有固体套的胶囊，所述胶囊填充有液体。液体在这些情况下包含例如调味料和/或香料、例如薄荷脑（Menthol）。为了使用，消费者在抽烟之前通过按压到过滤嘴端部上使胶囊破裂并接下来点燃香烟。通过按压到过滤嘴中的胶囊上来释放液体，从而使得液体的香味散发。该操作方法提供了特别强烈的或新鲜的味觉经历。相对应的胶囊具有大致1.5至3.5 mm的直径，但是也可以更短。
EP 2 606 754 A2公开了一种方法和一种装置，在所述方法中为了测量区段在烟草加工行业的多节段过滤嘴中的位置，由测量到的谐振频率推移和/或衰减形成一阶导数。
同样为了确定插入基础棒或材料条中的对象的位置，EP 2 762 016中的测量方法或测量装置使用了测量信号的频谱或谐振频率推移。与最近的现有技术不同地，在本发明中已知：对于确定对象特性来说有利的是，直接进一步处理取决于时间和/或取决于位置的测量信号且还不进行用于确定频谱和/或谐振频率推移和/或衰减的其它的计算步骤，因为通过直接进一步处理测量信号避免了由于先前的算法、例如用于确定谐振频率推移和/或衰减的算法的曲解（Verfälschung）。
本发明特别有利地能够实现对象在对象的棒形或条形制品中的轴向位置的获知。
DE 10 2011 006 439公开了一种用于识别和检查插入到烟草加工行业的棒形或条形制品中的对象、即胶囊的装置，所述装置包括微波装置、光学测量装置并且给出信号，其中，所述分析装置被设置用于共同地分析光学测量装置和微波装置的测量信号。在该装置中，为了分析和研究测量信号不使用导数，这是与本发明的根本的区别。
由于对测量装置的提高的要求，因为在待检查制品中的多个胶囊可以包含小的间隔和其它的附加物质，所以来自DE 10 2011 006 439的装置不再足够精确。本发明可以通过扩大的分析装置实现对对象和附加物质的相对应特性的足够精确的确定。
优选地，在所述至少一个导数的和/或所述测量信号的曲线走向中从至少一个局部的极值和/或拐点和/或过零点中确定所述对象的至少一个特性。
在由EP 2 606 754 A2已知的方法中考虑谐振的推移的导数，所述谐振看上去处在不同材料、确切地说明确地较强与较弱进行吸收材料的两个区段之间的过渡部上，并且导数的最大值被配属给该过渡部。该方式仅适用于匀质区段，这些匀质区段在其长度延长部上大于测量窗口。在以插入对象、如例如小于测量窗口的胶囊那样的形式的更短区段的情况下，这不适用，因为已证实的是在这种情况下，导数的最大值与胶囊的事实上的位置不一致。
在本发明中，尤其在位置和数量方面考虑导数的两个最值（左拐点和右拐点）的改变，并从中推断出对象的位置和数量。相同的方法也可以被应用到两个相邻的对象上。从拐点的位置中可以确定或估计对象的位置，这是因为首先已知对象、也就是它的大小，并其次已知或已获知了测量窗口的功能（Funktion）。
已证实的是，测量信号的二阶导数特别在对象的位置方面是特别敏感的。因而，待检查对象的位置有利地从二阶导数的特征、尤其是局部的极值、特别有利的是局部最小值中获知。
在该情况下，对象的填充量有利地从之前获知的对象位置上的测量信号的或基础信号的强度值中获得。在此，强度值表示基础信号的振幅，也就是说在测量信号的时间图表或位置图表中的y值。
在强扭曲（Verzerrungen）的情况下可以为了修正对象的被获知的位置和/或填充量而分别考虑相对应的修正函数，该修正函数特别有利地从一个或多个扭曲参数中获知，所述扭曲参数描述了由于与测量对象相邻的对象而使得测量信号的扭曲。扭曲的程度可以通过图表上的特征性的点来获知。作为示例提到一阶和/或二阶导数的局部的极值和/或过零点。已证明为有利的是，从这些值中减去未扭曲信号的相对应的值，由此，相对应的扭曲参数在理想情况（实际值=额定值）下变为零。
有利地，所述至少一个导数借助于数字式FIR-滤波器、尤其是用于简单数值微分（Differentiation）、利用内插三次样条（Splines）的微分或按照龙贝格方法的微分来形成。导数或导数函数也可以通过测量值来获知，对此的已知方法是数值微分，该数值微分借助于差商法（differenzquotienten）允许了导数近似计算。其它已知方法是样条-内插，其中，通过给出的也被称作节点（Knoten）的支持部位借助于分段连续多项式更准确地内插样条。通过固定的支持部位的多项式内插的结果经常不能用地振荡（oszillieren），而样条-内插提供了能用的曲线走向和近似特性（Approximationseigenschaften）。样条-内插有利地可以以少的线性耗费来计算。用于形成导数的其它适当的方法是龙贝格微分方法（Rombergsche Differentiationsverfahren）。
有利的FIR-滤波器的特征在于，除了当前的采样值xk之外，将当前的采样值之前的被确定的一定数量的采样值xk-j连带包含到计算中，以便计算滤波器的当前的初始值yk。
在此情况下，常量 j是适当选择的加权因子。
在本发明中已知的是，有利的是除了微波-和高频测量装置之外，将光学测量装置连带包含用于确定对象的特性。迄今仅已知，对象的特性借助于微波-和/或高频测量装置来确定。但是，利用已知的测量装置不能满足下列测量任务：对象与两个节段之间的相邻边界面的间隔；对象相对于切割位态的绝对位置；识别在包含进行吸收的附加物质的节段附近内的空的或部分填充的对象；识别和确定胶囊填充。
因此，本发明的特别有利的方面是涉及一种用于识别和/或检查在预先确定的对象位置上插入到烟草加工行业的棒形或条形制品中的对象的装置，该装置具有组合测量装置，该组合测量装置除了根据本发明的微波-和/或高频测量装置之外此外还包括光学测量装置，该光学测量装置用于在穿过该光学测量装置被输送的制品上进行测量并给出光学测量信号，其中，分析装置被设置用于共同地、也就是说组合地分析光学测量装置和微波-和/或高频测量装置的测量信号。光学测量装置有利地提供了相对于微波-和/或高频测量装置的补充的测量信息。以这种方式可以借助于光学测量装置来解决测量任务，这些测量任务单独借助于微波-和/或高频测量装置不能或不能以令人满意的准确性来解决。
尤其通过分析光学测量装置的测量信号有利地可以获知多节段制品的节段之间的过渡部，这单独利用微波-和/或高频测量装置经常是不可能的。这优选地可以通过如下方式来发生，即，所述分析装置形成所述光学测量信号的一阶导数并且从所述一阶导数的特征、尤其是局部的极值中获知在多节段制品的节段之间的过渡部。特别有利地可以通过光学测量装置的和微波-和/或高频测量装置的测量信号的共同分析来获知被插入的对象相对于在所述多节段对象的节段之间的过渡部的间隔。
多节段制品例如可以具有带有活性炭（木炭）、二氧化硅（Kieselerde）、塑料、铝、烟草纤维、烟草挤出物的节段、NWA-（Non-Wrapped-Acetat，即非包裹醋酸纤维素）过滤嘴节段、管节段和/或单醋酸纤维素节段（Monoactetatsegmente）。
在获知多节段制品的节段之间的过渡部的情况下，有利地消隐关于之前被获知的对象位置的范围。以这种方式可以显著地提高切割位态确定的准确性。
此外有利地，为了共同的分析而考虑和/或修正基于沿制品输送方向在光学测量装置与微波-和/或高频测量装置之间的给出的间隔在测量信号之间的时间错位。
在一实际实施方式中，所述微波-和/或高频测量装置被构造为具有空腔谐振器的微波测量装置并尤其能够利用1 GHz和16 GHz之间范围内的测量频率来运行。微波测量装置除了空腔谐振器之外优选包括整合的微波发生器并可以包括被嵌入的分析电子装置。
替换地，所述微波-和/或高频测量装置可以被构造为具有尤其是环形测量电容器的电容式高频测量装置并尤其能够利用10 MHz和1 GHz之间范围内的测量频率来运行。
光学测量装置有利地可以被构造为尤其在可见频谱范围内进行测量的、也就是说能以380 nm和780 nm之间范围内的测量波长运行的传送测量装置并尤其被构造为激光传感器单元。
在分析装置中，借助于分析算法、尤其是FIR-滤波器有利地形成光学测量信号的一阶导数。有利地，通过分析装置，为了确定多节段制品的相邻节段之间的过渡部而获知光学测量信号的一阶导数的局部的最值。与微波-和/或高频测量信号的相对应特性一起可以获知被插入的对象相对于相邻节段的间隔。
在检查具有相同颜色过渡部的多节段过滤嘴时、如例如在醋酸纤维素节段-管节段或更准确地说单体醋酸纤维素节段-空心过滤嘴节段情况下会出现：虽然在该过渡部上给出了一定的对比度（Kontrast），但是在整个信号走向上醋酸纤维素节段中的例如有色的胶囊的影响占主导。因为胶囊还在边界上在其位置中波动，被计算用于切割位态确定的相互关联提供了对于调节来说例如插入轮的有很大错误的调整值。本发明在这里提出：从光学测量信号的一阶导数的第一局部最大值中并在消隐（Ausblendung）第二相邻局部最大值的情况下推导出切割位态信号并输入给上级机器控制器，其中，该第二相邻局部最大值与微波-和/或高频测量信号的局部最大值关于多节段对象的相同位置基本上重合。
一改进方案的特征在于：为了共同的分析而通过相互关联来考虑时间错位，该时间错位在测量信号之间基于沿制品输送方向测量装置之间的给出的间隔而产生。替换地提出，这种时间错位与瞬时输送速度无关地通过距离偏移值来修正。优选地，距离偏移值可以以参数形式能够输入到输入以及显示装置中并能输入给分析装置。
基于本发明的任务也通过一种烟草加工行业的成条机、尤其是多节段成条机或多节段过滤嘴成条机或简称多过滤嘴机来解决，所述烟草加工行业的成条机具有之前所描述的根据本发明的装置。基于本发明的任务还通过一种烟草加工行业的过滤嘴棒测量站来解决，所述烟草加工行业的过滤嘴棒测量站具有之前所描述的根据本发明的装置。由此，成条机或过滤嘴棒测量站具有相同的特征、优点和特性，就像之前所描述的装置和之前所描述的方法那样。
包含活性炭的节段可以在前置的制造过程中借助于适当的过滤嘴成条机首先被制造为无端部的、以活性炭装载的过滤嘴条并随后被切割成期望的长度的区段。这类过滤嘴成条机例如在德语公开文献DE 41 09 603 A1中被描述。
附图说明
本发明下面根据优选实施方式参考附图来阐释。在此：
图1示出了根据本发明的第一装置的示意图；
图2示出了根据本发明的第二装置的示意图；
图3示出了组合条测量装置的示意立体图；
图4示出了测量信号的额定位置的示意图；
图5a示出了体积函数信号的示意图；
图5b示出了测量信号的示意图；
图5c示出了测量信号的导数的示意图；
图6示出了根据图5c的测量信号的导数的放大图；
图7示出了修正值的示意图；
图8a示出了具有被埋入的对象的条区段的示意图；
图8b示出了相对于根据图8a的条区段的基础信号的曲线走向；
图8c示出了根据图8b的基础信号的一阶导数的曲线走向；
图8d示出了根据图8b的基础信号的二阶导数的曲线走向；
图9a示出了多节段条区段的两个不同形式的相邻节段的示意图；
图9b示出了相对于根据图9a的多节段条区段的基础信号的曲线走向；
图9c示出了根据图9b的基础信号的一阶导数的曲线走向；
图9d示出了根据图9b的基础信号的二阶导数的曲线走向；
图10示出了带有组合条测量装置和配属的测量信号的第二多节段条区段的示意图；
图11示出了带有组合条测量装置和配属的测量信号的第三多节段条区段的示意图；
图12a示出了带有组合条测量装置和配属的测量信号的第四多节段条区段的示意图；
图12b示出了带有根据本发明的消隐范围的标志的来自图12a的第四多节段条区段的示意图；
图13a在标准化示图中示出了相对于多节段条区段的频率信号和衰减信号的图表；
图13b示出了具有被插进（eingeblendeten）胶囊的来自图13a的频率信号和衰减信号的放大截段；以及
图13c示出了来自图13b的频率信号和衰减信号的差分信号走向。
具体实施方式
图1示意性示出了多节段过滤嘴成条机的部分。多节段过滤嘴条10沿着纵轴线17、即纵轴向地在图1中从右向左输送。借助于插入轮12，将胶囊13和14分别以相对于在多节段过滤嘴条10中另外的胶囊13和14基本上等距的间隔地置入或插入到多节段过滤嘴条10中。多节段过滤嘴条10具有随后并排的胶囊13和14，绕它们或在它们之间布置醋酸纤维素丝束或另外的过滤嘴材料。但是也已知具有插入空室中的胶囊13、14的多节段过滤嘴条，这些胶囊能够利用根据本发明的测量系统被查验。
被填充有胶囊13和14的多节段过滤嘴条10然后贯穿微波-条测量装置3，该微波-条测量装置包括微波谐振器，在该微波谐振器中尤其查验过滤嘴条的品质和利用胶囊13和14的填充。条测量装置3的不同形式例如由申请人的DE 198 54 550 B4-在那里没有整合的分析电子装置-和DE 10 2011 083 049 A1-在那里具有整合的分析电子装置-已知。 在这里上，明确地参考最后提到的DE 10 2011 083 049 A1，因为该文献提供了这样的可能性，即，除了微波发生器之外在壳体中也容纳用于信号分析的复杂电子构件、如模拟-数字-转换器（D/A-转换器）、现场可编程门阵列（FPGA）和数字计算器。为了信号分析，条测量装置3适宜地包含模拟-数字-转换器和至少一个数字式FIR-滤波器（有限脉冲响应滤波器）。尤其地，条测量装置3也用于胶囊13和14的纵轴向的位置确定。最后，在这里被构造为旋转式刀架的切割装置4将多节段过滤嘴条10切割成双倍长度的多节段过滤嘴棒11。如果在条测量装置3中确定被制造的多节段过滤嘴棒11的品质不符合要求，那么这些多节段过滤嘴棒通过吹出装置9被吹出。
下面描述多节段过滤嘴成条机1的相对应组件的控制和调节。插入轮12的转速通过经位态调节的驱动系统5来控制。该驱动系统将相对应的控制信号给到插入轮12的未示出的马达上。插入轮的对应转角位置作为纵轴向的实际位置被回传给驱动系统5，该驱动系统给位态调节器6提供位态实际值。位态调节器6将位态额定值给到驱动系统5。这通过相对应的具有箭头的连接线来简示，这些箭头连接图1中的对应的组件。条测量装置3尤其是将插入到多节段过滤嘴条10中的胶囊13和14的对应所获知的纵轴向的位置继续给出到不仅位态调节器6上而且到分析装置8上。在位态错误的情况下，分析装置8用于将扔出信号给到吹出装置9上，从而使得将具有错误地被定位的胶囊13或14的多节段过滤嘴棒11吹出。
在生产没有错误时，将用于胶囊13、14的插入轮12以及切割装置4在它们的角度位态上一次性相对彼此正确地调整，从而使得在预先给定的相对于胶囊的和活性炭区段的位置的位置上进行切割。尤其地，由于规格带的损耗可能在生产进程中出现在多节段过滤嘴条10和规格带之间的缓慢开始的打滑。结果是从此胶囊位置与额定位置并由此相对于多节段过滤嘴棒11的切割位态或相对于切割位置的缓慢的系统性跑偏（weglaufen）。该问题可以借助于测量系统通过如下方式来解决，即，在胶囊系统性跑偏的情况下，插入轮12和切割装置4之间的角度位态通过借助于位态调节器6的切割位态调节来再调节，其中，驱动系统7针对插入轮12位置的再调节提供主脉冲、所谓的DCP（Double Cigarette Pulse，即双香烟冲量）。
图2示意性示出了根据本发明的另一装置30。在那里，材料条21以具有被插入的对象22和活性炭区段25的多节段过滤嘴条10的形式穿过例如在图4中所示的组合条测量装置20沿条输送方向26被输送，所述组合条测量装置包括两个直接相邻的条测量装置50、60。此外示意性示出了损坏的对象23。在此例如可以涉及如下这样的胶囊13、14，其是破损的和已失去其液体内容物或已经在插入到所述条中之前就没有完全被填充。
装置30此外具有输入以及显示装置31，该输入以及显示装置与机器控制器32连接。机器控制器32尤其接收冲量传感器、高精度的路径传感器或转角传感器37的信号，转角传感器可以优选被构造为绝对值传感器。机器控制器32也具有机器时钟信号、即已经提到的DCP-信号，利用该机器时钟信号来进行不同的条装置组件、尤其是未示出的插入轮或另外插入装置与同样未示出的条切割装置的同步。
就像从图2能够明显得出的那样，第一条测量装置50和第二条测量装置60优选彼此直接相邻地布置。条测量装置50、60就所使用的频率范围而言不同地构造，从而使得针对同一条区段提供了用于分析的至少两个信号。针对所提出的方法，即共同地分析信号走向或曲线走向，附加的计算操作是必须的，以便考虑到沿条方向的给定有效的间隔。材料条21的具有对象22的受限定的区段首先穿过第一条测量装置50的、例如微波条-测量装置51，第一条测量装置的、例如微波条-测量装置的经位置分辨的第一测量信号具有如下这样的信号走向，布置在第一条测量装置50下游或上游的第二条测量装置60的经位置分辨的第二测量信号相对于第一测量信号具有时间错位Δt。为了分析这些测量信号可以在尤其被构造为数字式信号处理设备的分析装置33中以偏移算法来消除该时间错位，从而使得在应用了偏移算法之后，两个测量信号在时间上相对彼此匹配。该基于时间的偏移值尤其在加速-和制动阶段太不准确。因为第二条测量装置60和第一条测量装置50彼此固定地连接并由此存在对应的测量窗口相对彼此的受限定的固定间隔，受限定的路径偏移值的一次性校准和/或预先给定在预先确定的参数场中用于分析是足够的。不仅用于分析，而且用于时间错位的修正可以使用转角传感器37的信号，从而使得两个测量信号以它们的曲线轨迹位置准确地彼此叠置。此外，这些测量信号在分析装置33中被尺度化或标准化，以便将这些振幅置于可比较的数量级中。
在组合条测量装置20的在细节上未示出的设计方案中，该组合条测量装置由微波条测量装置51和光学条测量装置52形成。适当的光学条测量装置52、在这里激光-条测量装置在DE 10 2004 003 447 A1中被描述并沿条输送方法26优选被前置给微波条测量装置51。条测量装置50、60的这类根据本发明的组合特别适用于可以在没有对象的节段、即多节段过滤嘴条10中的节段过渡部与在相邻节段中被插入的胶囊13、14之间确定间隔。
分析装置33也可以整合到机器控制器32中。分析装置33尤其是具有CPU的快速测量数据计算器，在测量数据计算器上实施软件程序，该软件程序可以在本发明的一改进方案中控制用于至少两个不同的条测量装置组合的不同的算法。第一算法、在这里微波算法35a例如可以被设置来处理唯一的微波条测量装置51的测量信号。第二算法、在这里微波-/激光算法35c例如可以被设置来共同处理微波条测量装置51的和光学条测量装置52的测量信号。分析装置33可以独立地针对每个被连接的条测量装置50、60或换句话说各测量通道具有用于滤波器操作和/或数学式操作的至少一个数字式FIR-滤波器。第三算法、在这里差分形成算法35b例如可以被设置来共同地处理唯一的微波条测量装置51的两个测量信号，就像这在图13a、图13b和图13c中示出的那样。
此外可选地可以设置算法转换器36，借助于该算法转换器可以根据一个（多个）条测量装置50、60的类型和/或待检查的材料条21的类型选出不同的算法。为此，算法转换器36可以接收用于转换的控制信号38以及机器控制器32的切割位态信号39，以便估计针对对应节段的测量信号。用于转换的控制信号38也可以具有关于待检查的材料条是哪种类型的信息。此外，分析装置33获得关于对象22应当处在哪些位置上的信息。其它的算法可以用于处理第二测量信号、所谓的组合测量信号，以便通过微波信号与激光测量信号的数学的叠加来探测被错误定位的、没有被完全填充的或损坏的胶囊或基本上同时且经位置分辨地在多节段过滤嘴条的预先确定的节段区段中执行并查验关于密度、湿度的一致性测量。
在图3中在立体视图中示意性示出了来自图2的组合条测量装置20。观察者看到具有条进入管42和保护管43的组合条测量装置20的前侧面，其中，两个单个的壳体在那里被连接成共同的壳体。在组合测量装置20的未示出的设计方案中，两个条测量装置50、60被实施为能插接的模块。这些模块在载体电路板上插接并被安置在共同的壳体中。针对这类组合测量装置的示例在德语公开文献DE 10 2012 102 340 A1中公开。
在图4中示例性示出，在利用仅一个唯一的微波条测量装置3、51进行测量时可以在关于对象区段24和/或活性炭区段25的微波信号的直接处理和分析中获得哪个信号走向。在此，虚线表示理想的胶囊信号走向72并且实线表示理想的炭信号走向71。产生的微波信号74被表示为点划线。此外，被插入的未破损的对象22或胶囊13、14被表示为圆并且损坏的对象23或胶囊13、14被表示为扁平椭圆。图4明显地示出：未破损的胶囊的信号已经以如下方式被改变，即，所产生的局部最大值75相对于事实上实际的位置76被推移。在破损的胶囊的情况下，不再能够识别出局部最大值。原因在于：在胶囊和炭之间的间隔小的情况下，两个物质在确定的时间点上同时处在条测量装置50、60的测量窗口内。
图5a至图5c表示胶囊位置的根据本发明的确定的三个阶段，其中，基本构思是背离炭的一侧与面对炭的一侧相比被较少地影响。因此，信号走向中的过渡部具有拐点。图5a、图5b和图5c首先示出了作为虚线的理论的和理想的胶囊信号走向72以及作为实线的理想的炭信号走向71。图5b以点线的形式示出了关于两个物质基于所述胶囊信号走向72和炭信号走向71的模拟的共同的胶囊-/炭信号走向73。由此，胶囊曲线轨迹的或者说胶囊信号走向72的拐点的确定可以被考虑用于胶囊的位置确定。就像从图5c能够得出的那样，为此借助于适当的FIR-滤波器对应地形成测量信号的一阶导数。针对拐点的推移可以使用与对应的胶囊的左边和右边的导数值的函数关系。
图6中，示出了来自图5c的作为在0至25 mm范围内的放大截段的测量信号的导数的时间走向。胶囊信号走向72的和胶囊-/炭信号走向73的导数的所示最值（Maxima）h1和h2说明了起始走向（Ursprungsverläuf）的相对应拐点。此外从图6能够得出的是，所示的最值h1和h2具有时间错位X0、X1或者说在确定的时刻具有一毫米的十分之几的间隔X0、X1。为了可以做出关于胶囊位置的被改善的给出，可以获知修正值X修正并加算给胶囊测量值。这些修正值X修正以试验方式确定并在图7中示出。修正值X修正在实施例中在零和一毫米之间。但是，这些修正值也可以在另外的材料配对中更大或者更小。
图5a、图5b、图5c和图6中示出的信号走向在相对应的尺度下在原理上也适用于未示出的电容式HF-条测量装置。但是，针对最值h1和h2以及错位X0、X1的绝对值会是不同的，尤其是在电容式HF-条测量装置中，具有高的液体含量的范围被更强地突显，因此还可以更好地识别出例如新流出的胶囊或湿润巢。
从图8a、图8b、图8c、图8d和图9a、图9b、图9c、图9d可以特别明显地得出多节段过滤嘴条区段中的借助于唯一的条测量装置50、60、尤其是微波条测量装置51测量到的胶囊位置和事实上的胶囊位置的关系。
图8a、图8b、图8c和图8d示出了对于在其它的胶囊13、14直接附近中的胶囊13、14的测量信号的影响。图8a示意性示出了具有三个被埋入的胶囊的材料条的截段，其中，在该图中左边的胶囊13、14与右边示出的近地间隔开的胶囊13、14几乎隔离。图8b明显可以识别出：在近地间隔开的胶囊13、14范围内的基础信号与被隔离的胶囊13、14相比明显是被扭曲的，在那里该基础信号的信号走向基本上关于胶囊位置P00对称。一阶导数（图8c）形成近乎点对称的走向，其中，过零点P10对应于胶囊13、14的位置。二阶导数（图8d）又形成关于胶囊13、14平面的对称的走向。因此，基础信号中的局部最大值P00对应于一阶导数（图8c）的过零点P10和二阶导数（图8d）的局部最小值P20。近地间隔开的胶囊13、14范围内的局部最大值P01、P02相对于胶囊位置已经被推移。图8d中的二阶导数的局部最小值P22和P24又对称地构造并对应于胶囊的位置。在此，在基础信号（图8b）中的胶囊位置P01下的y值（强度值）是针对胶囊13的填充度或填充量的可靠程度。
图9a、图9b、图9c和9d示出了对于在活性炭节段直接附近中的胶囊的测量信号的影响。图9a示意性示出了具有两个被埋入的胶囊的多节段过滤嘴条10的截段，其中，在该图中左边的胶囊13、14与右边示出的、被定位得靠近活性炭节段或者说活性炭区段25的胶囊13、14几乎隔离。图9b可以识别出：在活性炭区段25范围内的基础信号与被隔离的胶囊13、14相比明显是被扭曲的，在那里该基础信号的信号走向基本上关于胶囊位置P01对称。一阶导数（图9c）形成近乎点对称的走向，其中，相对极值P11和P12之间的过零点对应于胶囊13、14的位置。二阶导数（图9d）又形成关于胶囊13、14平面的对称的走向。因此，基础信号中的局部最大值P01对应于一阶导数（图9c）的过零点和二阶导数（图9d）的局部最小值P21。而活性炭区段25范围内的局部最大值P02不再被构造。这些导数与之相对地以令人吃惊的方式表现得不同，胶囊左边的一阶导数的局部最大值P13几乎没有被扭曲，这是因为该局部最大值处在胶囊13、14的与活性炭区段25背离的一侧上。胶囊13、14右边的局部最小值P14与之相反非常明显被扭曲。从这两个信号的区别中可以推导出该扭曲的程度。图9d中的二阶导数的最小值P23尤其是关于位置几乎不变，其中，当没有在基础信号中识别出局部最大值P02时，也表现出该最小值P23，并对应于胶囊的位置。
从图10、图11、图12a和图12b可以特别明显地得出在相邻于多节段过滤嘴条区段的无对象-或无胶囊节段的一节段中的在使用两个条测量装置50、60、尤其是微波条测量装置51和光学条测量装置52时测量到的胶囊位置和事实上的对象-或胶囊位置的关系。无胶囊节段在此相对于胶囊节段对应地具有另一密度和/或另一颜色。
图10示出了对于在颜色节段的或提高密度的节段、如例如NWA-节段28的或以无定形二氧化硅配量的节段的直接附近内的胶囊的测量信号的影响。图10示意性示出了多节段过滤嘴条10的截段，该截段具有带被埋入的胶囊13、14的节段，其中，胶囊13、14具有相对于相邻的颜色节段或NWA-过滤嘴节段的间隔d。图10可以识别出：在胶囊13、14范围内的微波条测量装置51的微波信号74没有显著地被扭曲，并且信号走向基本上关于胶囊位置P01对称。图10进一步可以识别出：光学条测量装置52的光强度信号64在胶囊13、14范围内非常弱并且与之相反节段过渡部上的信号走向非常明显被构造为上升的边沿。此外，光学条测量装置52的基础信号与胶囊的颜色有巨大关联。光强度信号64的一阶导数65构造成在节段过渡部上具有局部最大值的近乎点对称的走向。由此可以通过根据本发明的条测量装置组合来简单且准确地确定胶囊直至相邻的NWA-过滤嘴节段28或颜色节段的间隔d。
图11示出了对于在木炭节段或木炭区段25直接附近中的胶囊的测量信号的影响。图11示意性示出了多节段过滤嘴条10的截段，该截段具有带被埋入的胶囊13、14的节段，其中，胶囊13、14具有相对于相邻的木炭节段的间隔d。图11可以识别出：在胶囊13、14范围内的微波条测量装置51的微波信号74显著地被扭曲，并且信号走向基本上关于胶囊位置P01不对称。图11进一步可以识别出：光学条测量装置52的光强度信号64在胶囊13、14范围内非常弱并且与之相反节段过渡部上的信号走向非常明显被构造为下降的边沿。此外，光学条测量装置52的基础信号与胶囊的颜色和无胶囊节段有巨大关联。光强度信号64的一阶导数65构成在节段过渡部上具有的局部最大值P12的近乎点对称的走向。由此可以通过已描述的条测量装置组合来简单且准确地确定胶囊直至相邻的木炭节段或木炭区段25的间隔d。
图12a和12b示出了对于在空心过滤嘴节段27直接附近中的胶囊的测量信号的影响，其中，空心过滤嘴节段可以被构为醋酸纤维素-空心过滤嘴节段或为NWA-空心过滤嘴节段或者为管-节段。图12a、12b示意性示出了多节段过滤嘴条10的截段，该截段具有带被埋入的胶囊13、14的节段，其中，胶囊13、14相对于相邻的空心过滤嘴节段27具有间隔d。图12a可以识别出：在胶囊13、14范围内的微波条测量装置51的微波信号74显著地被扭曲，并且信号走向基本上关于胶囊位置P01不对称。图12a进一步可以识别出：光学条测量装置52的光强度信号64在胶囊13、14范围内相对强并且与之相反在节段过渡部上的信号走向被构造为小的高度的下降的边沿。此外，光学条测量装置52的基础信号与胶囊的颜色和空心过滤嘴节段27、即醋酸纤维素-空心过滤嘴节段、NWA-空心过滤嘴节段或管-节段的类型有巨大关联。光强度信号64的一阶导数65构成在节段过渡部上具有局部最大值的近乎点对称的走向。在具有相同颜色的节段、如例如醋酸纤维素-管那样的多节段过滤嘴条10中出现的是，虽然给出了在节段过渡部上光透过性的对比度，但是在整个信号走向上有色的胶囊13、14的影响在醋酸纤维素丝束中占主导。此外，因为胶囊13、14在其位置上波动，被计算用于切割位态确定的相互关联提供了对调节来说很大错误的并波动的值。微波测量装置51虽然不能在相同密度的节段中确定节段过渡部，但是良好地适用于探测胶囊13、14的范围。所获知的范围在其它的计算步骤中被考虑作为消隐范围66并有利地被使用，以消隐胶囊13、14的范围，由此能够实现准确的切割位态调节。此外可以通过已描述的条测量装置组合连同消隐算法简单且准确地确定胶囊直至相邻的空心过滤嘴节段27的间隔d。
图13a至图13c表示确定进行吸收（absorbierenden）的相邻节段、如例如活性炭区段25那样的附近中的胶囊位置的不同阶段，其中，基本构思是共同地分析谐振频率推移和衰减。图13a首先在标准化示图中示出了相对于多节段条区段的频率信号67和衰减信号68的图表。图13b示出了具有带有被插进胶囊13、14的标准化频率信号67和标准化衰减信号68的来自图13a的放大截段。在图13a和图13b中示出的信号走向可以识别出在胶囊位置范围内没有极值，从而使得能够推断出事实上的胶囊位置或甚至胶囊13、14的填充度。
图13c示出了来自标准化频率信号67和标准化衰减信号68的组合信号69，该组合信号通过形成差分来产生。组合信号69的信号走向可以在胶囊位置的范围内识别出鲜明的局部最大值75，从而使得能够推断出事实上的胶囊位置和/或胶囊13、14的填充度。组合信号69可以在需要的情况下借助于相对应的算法、例如用于形成一阶导数和/或二阶导数的算法，尤其借助于适当的FIR-滤波器来进一步处理。
附图标记列表
1 多节段过滤嘴成条机
2 多节段过滤嘴成条机
3 条测量装置
4 切割装置
5 驱动系统
6 位态调节器
7 驱动系统
8 分析装置
9 吹出装置
10 多节段过滤嘴条
11 多倍使用长度的多节段过滤嘴棒
12 插入轮
13 胶囊
14 胶囊
16 插入位置
17 纵轴线
20 组合条测量装置
21 材料条
22 被插入的对象
23 损坏的对象
24 对象区段
25 活性炭区段
26 条输送方向
27 空心过滤嘴节段
28 NWA-过滤嘴节段
30 装置
31 输入以及显示装置
32 机器控制器
33 分析装置
35a 微波算法
35b 形成差分算法
35c 微波-/激光算法
36 算法转换器
37 转角传感器
38 控制信号
39 切割位态信号
41 共同的壳体
42 条进入管
43 保护管
44 通道
50 第一条测量装置
51 微波条测量装置
52 光学条测量装置
60 第二条测量装置
64 光强度信号
65 光强度信号的一阶导数
66 消隐范围
67 谐振频率信号
68 衰减信号
69 组合信号
71 炭信号走向
72 胶囊信号走向
73 胶囊-/炭信号走向
74 微波信号
75 局部最大值
76 实际的位置

Claims (23)

1.用于识别和/或检查插入到烟草加工行业的棒形或条形制品（10）中的对象（22）、尤其是胶囊（13、14）的方法，其中，所述制品（10）纵轴向地穿过测量装置（3、50、52）被输送，所述测量装置包括微波测量装置和/或高频测量装置和/或光学测量装置并给出微波测量信号和/或高频测量信号和/或光学测量信号，所述微波测量信号和/或高频测量信号和/或光学测量信号用于分析而被继续发送到后置的分析装置（8、33）上，其特征在于，所述测量信号是取决于时间和/或取决于位置的信号，并且所述分析装置（8、33）从所述取决于时间和/或取决于位置的测量信号中形成至少一个导数，并且基于所述至少一个导数的分析来识别和/或检查所述对象（22）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析装置（8、33）从所述至少一个导数中获知所述制品（10）中的对象（22）的轴向位置和/或所述对象（22）的填充度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分析装置（8、33）在所述至少一个导数和/或所述测量信号的曲线走向中从至少一个局部的极值和/或拐点和/或过零点中确定所述对象（22）的至少一个特性。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述分析装置（8、33）形成所述微波-测量信号的二阶导数并且从所述二阶导数的特征、尤其是局部的极值中获知所述对象（22）的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分析装置（8、33）通过被获知的对象位置上的测量信号的强度值来获知所述对象（22）的填充量。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，为了修正所述对象（22）的被获知的位置和/或填充量而分别考虑相对应的修正函数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述修正函数从一个或多个扭曲参数中获知，所述一个或多个扭曲参数描述了所述测量信号由于与测量对象相邻的对象（22）的扭曲。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个导数借助于数字式FIR-滤波器、尤其是用于简单数值微分的滤波器、利用内插三次样条的微分、多项式近似或按照龙贝格方法的微分来形成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述光学测量装置（52）的和所述微波-和/或高频测量装置（3、50）的测量信号共同地被分析。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过分析所述光学测量装置（52）的测量信号获知在多节段制品（10）的节段之间的过渡部。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述分析装置（8、33）形成所述光学测量信号的一阶导数并且从所述一阶导数的特征、尤其是局部的极值中获知在多节段制品（10）的节段之间的过渡部。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在所述多节段制品（10）的节段之间的所获知的过渡部被用于后置的用于割开所述多节段制品（10）的切割装置（4）的切割位态调节。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，在获知所述节段过渡部的情况下消隐关于之前所获知的对象位置的范围，尤其是用以提高切割位态确定的准确性。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，通过光学测量装置（52）的和微波-和/或高频测量装置（3、50）的测量信号的共同分析获知被插入的对象（22）与在所述多节段制品（10）的节段之间的过渡部的间隔。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，为了共同的分析而考虑和/或修正基于沿制品输送方向（26）在光学测量装置（52）与微波-和/或高频测量装置（3、50）之间的给出的间隔在测量信号之间的时间错位。
16.用于识别和/或检查插入到烟草加工行业的棒形或条形制品（10）中的对象（22）、尤其是胶囊（13、14）的装置（30），所述装置包括微波-和/或高频测量装置（3、50）以及后置的分析装置（8、33），所述微波-和/或高频测量装置用于在纵轴向地穿过所述微波-和/或高频测量装置被输送的棒形或条形制品（10）上进行测量并给出微波-和/或高频-测量信号，所述分析装置用于分析所述微波-和/或高频-测量信号，其中，所述微波-和/或高频测量装置（3、50）是组合测量装置（20）的一部分，所述组合测量装置还包括光学测量装置（52），所述光学测量装置用于在穿过所述光学测量装置被输送的制品（10）上进行测量并给出光学测量信号，其中，所述分析装置（8、33）被设置用于所述光学测量装置（52）的和所述微波-和/或高频测量装置（3、50）的测量信号的共同的分析，其特征在于，所述分析装置（8、33）被设置用于从所述测量信号中形成至少一个导数，并基于所述至少一个导数的分析用于识别和/或检查所述对象（22）。
17. 根据权利要求16所述的装置（30），其特征在于，所述微波-和/或高频测量装置（3、50）被构造为具有空腔谐振器的微波测量装置并尤其能够利用1 GHz和16 GHz之间范围内的测量频率来运行。
18. 根据权利要求16所述的装置（30），其特征在于，所述微波-和/或高频测量装置（3、50）被构造为具有尤其是环形测量电容器的电容式高频测量装置并尤其能够利用10 MHz和1 GHz之间范围内的测量频率来运行。
19. 根据权利要求16至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述光学测量装置（52）被构造为传送测量装置、尤其是为激光传感器单元，和/或能够利用380 nm和780 nm之间范围内的测量波长来运行。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的装置（30），其特征在于，所述装置被构造实施根据权利要求1至16中任一项所述的方法。
21.烟草加工行业的成条机、尤其是过滤嘴成条机（1、2），所述成条机具有至少一个用于将对象（22）插入到过滤嘴条中的插入装置、条包裹装置、切割装置（4）以及根据权利要求16至21中任一项所述的装置（30）。
22.根据权利要求22所述的成条机，其特征在于，所述成条机被构造为双条机，所述双条机分别具有配属给条的组合测量装置（20）和共同的分析装置（8、33）。
23.烟草加工行业的过滤嘴棒测量站，所述过滤嘴棒测量站具有根据权利要求16至21中任一项所述的装置（30）。
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