DE102007025815A1

DE102007025815A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung wenigstens einer Qualitätsgröße einer Faserstoffbahn

Info

Publication number: DE102007025815A1
Application number: DE102007025815A
Authority: DE
Inventors: Oliver Dr. Kaufmann; Rudolf Münch; Helena Johansson; Jens Haag; Thomas Ischdonat; Susanne Moses
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-06-02
Filing date: 2007-06-02
Publication date: 2008-12-04
Also published as: JP2010529440A; US20100141270A1; EP2156148A1; WO2008148596A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Messung wenigstens einer Qualitätsgröße einer insbesondere laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, werden die durch die Faserstoffbahn beeinflusste Resonanzkurve wenigstens eines Mikrowellenresonators vermessen und über das Ergebnis dieser Vermessung der Resonanzkurve die jeweilige Qualitätsgröße ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung wenigstens einer Qualitätsgröße einer insbesondere laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn. Sie betrifft ferner eine entsprechende Messvorrichtung.
Messungen von Papierqualitätsgrößen wie beispielsweise des Flächengewichts, der Feuchte, des Füllstoffgehalts beziehungsweise von Füllstoffzusammensetzungen werden in der Papierindustrie üblicherweise mittels traversierender Messeinheiten vorgenommen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Messverfahren besteht nun aber darin, dass nur ein geringer Teil des Papiers gemessen wird, da sich die Papierbahn mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2000 m/min unter der Messvorrichtung hindurchbewegt, während diese in Querrichtung über die Papierbahn verfahren wird.
Demgegenüber sind bei dem so genannten Spectrafoil-Messsystem über die Bahnbreite verschiedene Messeinheiten angebracht, über die die gesamte Papierbreite simultan vermessen wird. Die Messeinheiten bestehen aus Elektroden, die in einer Keramik eingebettet direkt unter einem Sieb angebracht sind. Dabei werden die Leitfähigkeit beziehungsweise die dielektrischen Eigenschaften des Papiers gemessen. Zwischen Leitfähigkeit und Wassergewicht des Papiers besteht ein linearer Zusammenhang, das heißt dieses bekannte Messsystem misst die Feuchte des Papiers. Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass je nach Zusammensetzung der Inhaltsstoffe des Papier/Wasser-Gemisches die Leitfähigkeit stark schwanken kann und somit eine eindeutige Messung der Feuchte nur schwer möglich ist. Zudem ist dieses Messsystem auf Bereiche der Papiermaschine beschränkt, in denen das Papier einen relativ hohen Feuchtegehalt besitzt, wie dies zum Beispiel in der Formerpartie der Fall ist.
Bei einem aus der EP-A-1 624 298 bekannten Verfahren zur Messung des Wassergewichts in der Formerpartie werden mittels eines Mikrowellenresonators Mikrowellen in der Faserstoffsuspension erzeugt und vor allem die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen gemessen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die zuvor erwähnten Nachteile beseitigt sind. Dabei soll eine möglichst zuverlässige Messung in verschiedenen Bereichen der betreffenden Herstellungsbeziehungsweise Papiermaschine, das heißt eine Messung in einem Bereich mit sehr feuchter Faserstoffbahn bis zu einem Bereich möglich sein, in dem eine fertige beziehungsweise luftgetrocknete Faserstoffbahn vorliegt. Im Fall einer Papier- oder Kartonbahn soll eine möglichst zuverlässige Messung also in verschiedenen Bereichen der Papiermaschine von einem Bereich sehr feuchten Papiers wie zum Beispiel im Former bis zu einem Bereich möglich sein, in dem das fertige oder lufttrockne Papier beispielsweise auf einen Roller aufgewickelt wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Messung wenigstens einer Qualitätsgröße einer insbesondere laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei dem die durch die Faserstoffbahn beeinflusste Resonanzkurve wenigstens eines Mikrowellenresonators vermessen und über das Ergebnis dieser Vermessung der Resonanzkurve die jeweilige Qualitätsgröße ermittelt wird.
Bevorzugt werden zur Ermittlung der jeweiligen Qualitätsgröße die Lage der Resonanz auf der Frequenzachse und die Form beziehungsweise Breite der Resonanzkurve bestimmt.
Vorteilhafterweise wird zumindest eine auf eine jeweilige zu messende Qualitätsgröße abgestimmte Primärfrequenz in den Mikrowellenresonator eingekoppelt. Dabei können insbesondere auch mehrere verschiedene, auf unterschiedliche zu messende Qualitätsgrößen abgestimmte Primärfrequenzen in den Mikrowellenresonator eingekoppelt werden.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest eine in den Mikrowellenresonator eingekoppelte Primärfrequenz auf die zu messende Feuchte der Faserstoffbahn abgestimmt.
Zur Messung der Feuchte wird ein betreffender Mikrowellenresonator vorteilhafterweise in einem Frequenzbereich von etwa 1 bis etwa 25 GHz, insbesondere im Bereich von 2,4 GHz und vorzugsweise im Bereich von 22 GHz betrieben.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn zumindest eine in den Mikrowellenresonator eingekoppelte Primärfrequenz auf das zu messende Flächengewicht der Faserstoffbahn abgestimmt wird. Bevorzugt liegt hierbei der Frequenzwert der auf das zu messende Flächengewicht abgestimmten Primärfrequenz in einem Bereich, in dem alle in der Faserstoffbahn vorgesehenen Inhaltsstoffe eine zumindest im Wesentlichen gleiche Dielektrizitätskonstante besitzen. Damit ist sichergestellt, dass die Faserstoffbahn als einheitliches Messgut betrachtet werden kann.
Bevorzugt wird zur Messung des Flächengewichtes ein betreffender Mikrowellenresonator in einem Frequenzbereich von etwa 22 bis etwa 100000 GHz, insbesondere in einem Frequenzbereich von etwa 50 bis etwa 500 GHz und vorzugsweise in einem Frequenzbereich von etwa 60 bis etwa 300 GHz betrieben.
Von Vorteil ist auch, wenn zumindest eine in dem Mikrowellenresonator eingekoppelte Primärfrequenz auf wenigstens einen zu messenden, in der Faserstoffbahn vorgesehenen Füllstoff abgestimmt wird. Es ist somit insbesondere auch eine selektive Messung verschiedener in der Faserstoffbahn enthaltener Füllstoffe möglich. Zudem kann durch eine Kombination selektiver Messungen eine höhere Messgenauigkeit erreicht werden. So können gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch entsprechende Wahl der Primärfrequenzen selektiv jeweils die in der Faserstoffbahn vorgesehenen Füllstoffe und die Feuchte gemessen und das Flächengewicht über eine Kombination dieser selektiven Messungen ermittelt werden.
Bevorzugt erfolgt die Messung der Qualitätsgröße bei laufender Materialbahn mittels mehrerer über die Breite der Faserstoffbahn verteilter stationärer Mikrowellenresonatoren. Dabei kann über die Mehrzahl der über die Breite der Faserstoffbahn verteilten stationären Mikrowellenresonatoren vorteilhafterweise zumindest eine Qualitätsgröße simultan gemessen werden. Alternativ oder ergänzend erfolgt die Messung der Qualitätsgröße bei laufender Materialbahn mittels mindestens eines über die Breite der Faserstoffbahn traversierenden Mikrowellenresonators.
Da das erfindungsgemäße Verfahren auf der Mikrowellentechnik basiert, können die entsprechenden Sensorelemente, das heißt Mikrowellenresonatoren hinreichend klein für eine nicht traversierende Messung gebaut werden. Zudem decken auf dem Markt erhältliche Mikrowellenbauelemente einen großen Frequenzbereich ab, was es ermöglicht, verschiedene Materialeigenschaften beziehungsweise -größen weitestgehend zu separieren und unabhängig voneinander zu messen, da sich diese in verschiedenen Frequenzbereichen gänzlich unterschiedlich verhalten.
Das Messprinzip basiert bevorzugt auf der Vermessung der Resonanzkurve eines jeweiligen Mikrowellenresonators. Dabei wird erfindungsgemäß insbesondere der Umstand genutzt, dass die Lage der Resonanz auf der Frequenzachse und die Form beziehungsweise Breite der Resonanzkurve durch den Aufbau des Mikrowellenresonators sowie durch das Material, mit dem der Resonator zusammenwirkt, bestimmt ist. Durch geeignete Wahl der Primärfrequenzen, die in den Mikrowellenresonator eingekoppelt werden, können verschiedene Eigenschaften der Faserstoffbahn beziehungsweise verschiedene Papiereigenschaften gemessen werden.
Die entscheidende Größe bei dieser Art von Messungen ist die Dielektrizitätskonstante des jeweils zu untersuchenden Materials, mit dem der Resonator zusammenwirkt. Die Dielektrizitätskonstante bestimmt das Frequenz- und Dämpfungsverhalten des Resonators. Dabei ergibt sich durch die unterschiedlichen Materialien, mit denen der Resonator zusammenwirkt, eine Verschiebung der Resonanzfrequenz sowie eine Änderung der Resonanzbreite. Bei größerer Dielektrizitätskonstante verschiebt sich die Resonanzfrequenz zu niedrigeren Frequenzen, während die Breite der Resonanzkurve zunimmt.
Bei Frequenzen um zum Beispiel 2,4 GHz und einer Temperatur im Bereich von zum Beispiel 20°C besitzt Wasser eine relative Dielektrizitätskonstante von 80, Fasern hingegen nur eine relative Dielektrizitätskonstante von 3. Dies bedeutet, dass in diesem Frequenzbereich Wasser selektiv gemessen werden kann.
Dagegen ist es zur Messung des Flächengewichts erforderlich, einen Frequenzbereich aufzufinden, in dem alle in der Faserstoffbahn beziehungsweise im Papier vorkommenden Inhaltsstoffe eine mehr oder weniger gleiche Dielektrizitätskonstante besitzen. Damit ist gewährleistet, dass die Faserstoffbahn beziehungsweise das Papier als einheitliches Messgut betrachtet werden kann. Dieser Messbereich liegt in Frequenzbereichen > 20 GHz und insbesondere in Frequenzbereichen > 100 GHz.
In der gleichen Weise können für die in der Faserstoffbahn beziehungsweise im Papier enthaltenen Füllstoffe Frequenzbereiche aufgefunden werden, in denen auch diese selektiv gemessen werden können.
Zudem kann durch kombinierte Messung über die zuvor aufgeführten selektiven Messmethoden eine höhere Messgenauigkeit erreicht werden.
Erfindungsgemäß wird die eingangs genannte Aufgabe zudem gelöst durch eine Vorrichtung zur Messung wenigstens einer Qualitätsgröße einer insbesondere laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einem Mikrowellenresonator, Mitteln zur Vermessung der durch die Faserstoffbahn beeinflussten Resonanzkurve des Mikrowellenresonators und Mitteln zur Ermittlung der jeweiligen Qualitätsgröße über das Ergebnis der Vermessung der Resonanzkurve.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Dabei sind bevorzugt mehrere über die Breite der laufenden Faserstoffbahn verteilte stationäre Mikrowellenresonatoren vorgesehen. Alternativ oder ergänzend ist mindestens ein über die Breite der Faserstoffbahn traversierender Mikrowellenresonators vorgesehen.
Vorteilhafterweise ist zumindest ein Mikrowellenresonator zur Messung des Flächengewichts und wenigstens ein Mikrowellenresonator zur Messung der Feuchte vorgesehen.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst zumindest ein Mikrowellenresonator einen planaren Mikrowellen-Ringresonator. Dabei kann der Umfang des Mikrowellen-Ringresonators in der Größenordnung der Wellenlänge der verwendeten Primärstrahlung liegen.
Die einzelnen Mikrowellenresonatoren beziehungsweise Mikrowellen-Ringresonatoren können in eine Keramik, eine Walze oder einen Pressnip eingebettet sein. Damit kann der Abstand zwischen den Sensorelementen beziehungsweise Mikrowellenresonatoren und der Faserstoffbahn konstant gehalten werden.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn Mikrowellenresonatoren zur Messung unterschiedlicher Qualitätsgrößen und Mittel vorgesehen sind, um aus den unterschiedlichen Qualitätsgrößen wenigstens eine der Herstellung der Faserstoffbahn dienende Regelgröße zu bestimmen. Dabei kann aus den verschiedenen Qualitätsgrößen beispielsweise das Otrogewicht des Papiers bestimmt werden, das sich aus der Differenz zwischen dem Flächengewicht und der Feuchte ergibt. Hierzu ist also zumindest ein Mikrowellenresonator zur Messung des Flächengewichts und wenigstens ein Mikrowellenresonator zur Messung der Feuchte vorgesehen.
Zudem können durch eine solche kombinierte Anordnung von Mikrowellenresonatoren zur Messung unterschiedlicher Qualitätsgrößen insbesondere auch abhängige Messgrößen separiert werden. So kann beispielsweise der Einfluss der Feuchte auf die Flächengewichtsmessung berücksichtigt beziehungsweise eliminiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin auch als ein Teil eines Messsystems zur Messung des Flächengewichts-Querprofils und/oder des Feuchte-Querprofils und/oder des Füllstoff-Querprofils und/oder des Flächengewichts-Längsprofils und/oder des Feuchte-Längsprofils einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, ausgebildet sein.
Hierbei können die Mikrowellenresonatoren in Maschinenlaufrichtung und/oder in Maschinenquerrichtung an verschiedenen Stellen in der Herstellungsmaschine, insbesondere Papier- oder Kartonmaschine, angebracht sein. Auch kann mindestens ein Mikrowellenresonator in der Herstellungsmaschine verschiebbar angebracht sein, dessen Verschiebung erfasst und bei der Auswertung der Messsignale berücksichtigt werden kann.
Weiterhin können auch verschiedenartige Mikrowellenresonatoren, verschiedenartig hinsichtlich Resonatoren und/oder Mikrowellenstrahlungseinrichtungen, verwendet werden.
Der einzelne Mikrowellenresonator kann sich überdies mit einem Luftpolster dicht an der Papierbahn befinden, sie aber höchstens geringfügig berühren. Überdies kann er in einem Maschinenbauteil der Herstellungsmaschine, welche die Faserstoffbahn berührt, eingelassen sein. Dabei kann der Mikrowellenresonator gleichzeitig die Faserstoffbahn und ein umlaufendes Band, wie zum Beispiel ein Formiersieb, einen Pressfilz oder ein Trockensieb, erfassen.
Auch kann auf der einen Seite der Faserstoffbahn ein Mikrowellenresonator und auf der anderen Seite der Faserstoffbahn ein metallischer Reflektor, wie zum Beispiel eine metallische Leiste oder eine Walze, oder ein definiertes Dielektrikum, wie zum Beispiel ein Festkörper oder Hohlkörper, angeordnet sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 ein Diagramm, in dem zwei sich für unterschiedliche Materialien ergebende Resonanzkurven eines Mikrowellenresonators dargestellt sind; und
2 eine schematische Draufsicht eines planaren Mikrowellen-Ringresonators.
Die 1 zeigt ein Diagramm, in dem zwei sich für unterschiedliche Materialien ergebende Resonanzkurven 10, 12 eines Mikrowellenresonators dargestellt sind. Dabei ist auf der Abszissenachse die Frequenz und auf der Ordinatenachse die Amplitude abgetragen. Das jeweilige Minimum der beiden Resonanzkurven 10, 12 tritt bei der jeweiligen Resonanzfrequenz f_res auf. Mit "14" beziehungsweise "16" ist die jeweilige Breite der Resonanzkurven dargestellt.
Wie anhand der 1 zu erkennen ist, ergeben sich durch unterschiedliche Materialien beziehungsweise eine unterschiedliche Beschaffenheit der Faserstoffbahn, mit der der jeweilige Mikrowellenresonator agiert, eine Verschiebung der Resonanzfrequenz f_res sowie eine Änderung der Breite der Resonanzkurve. Mit einer größeren Dielektrizitätskonstante verschiebt sich die Resonanzfrequenz f_res zu niedrigeren Werten, während die Breite der Resonanzkurve zunimmt, wie dies in der 1 durch die beiden unterschiedlichen Resonanzkurven 10 und 12 angedeutet ist.
Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Mikrowellenresonator der Vorrichtung durch einen Mikrowellen-Ringresonator gebildet. Gegebenenfalls können auch sämtliche Mikrowellenresonatoren der Vorrichtung jeweils durch einen solchen Mikrowellen-Ringresonator gebildet sein.
In der 2 ist in schematischer Draufsicht ein solcher planarer Mikrowellen-Ringresonator 18 dargestellt.
Mit dieser bevorzugten Ausführung der Messeinheit beziehungsweise des Mikrowellenresonators als planarer Mikrowellen-Ringresonator 18 ergibt sich zunächst der Vorteil, dass die Messeinheiten sehr kompakt und klein gebaut werden können.
Der Umfang des Mikrowellen-Ringresonators kann in der Größenordnung der Wellenlänge der verwendeten Primärstrahlung liegen. So entspricht beispielsweise einer Frequenz beziehungsweise Resonanzfrequenz von 100 GHz ein Umfang des Resonators von 3 mm.
Derartige planare Mikrowellen-Ringresonatoren 18 können insbesondere parallel zueinander über die gesamte Maschinenbreite angebracht werden, um eine nicht traversierende simultane Messung zumindest einer Qualitätsgröße der Faserstoffbahn beziehungsweise Papierqualitätsgröße zu gewährleisten. Es kann alternativ oder ergänzend jedoch auch mindestens ein über die Breite der Faserstoffbahn traversierender Mikrowellenresonator 18 vorgesehen sein.
Die einzelnen Mikrowellen-Ringresonatoren 18 können dabei beispielsweise in eine Keramik, eine Walze oder einem Pressnip eingebettet werden. Ein Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass der Abstand zwischen einem jeweiligen Sensorelement beziehungsweise Resonator und der Faserstoffbahn konstant gehalten wird.
Es ist insbesondere auch eine Kombination mit anderen Sensoren denkbar, um Regelgrößen wie beispielsweise das Otrogewicht des Papiers (= Flächengewicht – Feuchte) zu bestimmen. In diesem Fall kann also sowohl wenigstens ein Mikrowellen-Ringresonator 18 zur Messung des Flächengewichts als auch zumindest ein Mikrowellen-Ringresonator 18 zur Messung der Feuchte vorgesehen sein. Weiterhin können mittels einer solchen Anordnung abhängige Messgrößen separiert werden. So kann beispielsweise der Einfluss der Feuchte auf die Flächengewichtsmessung berücksichtigt beziehungsweise eliminiert werden.

10: Resonanzkurve
12: Resonanzkurve
14: Breite
16: Breite
18: Mikrowellenresonator, Mikrowellen-Ringresonator
^fres: Resonanzfrequenz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1624298 A [0004]

Claims

Verfahren zur Messung wenigstens einer Qualitätsgröße einer insbesondere laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei dem die durch die Faserstoffbahn beeinflusste Resonanzkurve (10, 12) wenigstens eines Mikrowellenresonators (18) vermessen und über das Ergebnis dieser Vermessung der Resonanzkurve (10, 12) die jeweilige Qualitätsgröße ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der jeweiligen Qualitätsgröße die Lage der Resonanz auf der Frequenzachse und die Form beziehungsweise Breite (14, 16) der Resonanzkurve (10, 12) bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine auf eine jeweilige zu messende Qualitätsgröße abgestimmte Primärfrequenz in den Mikrowellenresonator (18) eingekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verschiedene, auf unterschiedliche zu messende Qualitätsgrößen abgestimmte Primärfrequenzen in den Mikrowellenresonator (18) eingekoppelt werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine in den Mikrowellenresonator (18) eingekoppelte Primärfrequenz auf die zu messende Feuchte der Faserstoffbahn abgestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Feuchte ein betreffender Mikrowellenresonator (18) in einem Frequenzbereich von etwa 1 bis etwa 25 GHz, insbesondere im Bereich von 2,4 GHz und vorzugsweise im Bereich von 22 GHz betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine in den Mikrowellenresonator (18) eingekoppelte Primärfrequenz auf das zu messende Flächengewicht der Faserstoffbahn abgestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzwert der auf das zu messende Flächengewicht abgestimmten Primärfrequenz in einem Bereich liegt, in dem alle in der Faserstoffbahn vorgesehenen Inhaltsstoffe eine zumindest im Wesentlichen gleiche Dielektrizitätskonstante besitzen.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Flächengewichtes ein betreffender Mikrowellenresonator (18) in einem Frequenzbereich von etwa 22 bis etwa 100 000 GHz, insbesondere in einem Frequenzbereich von etwa 50 bis etwa 500 GHz und vorzugsweise in einem Frequenzbereich von etwa 60 bis etwa 300 GHz betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine in den Mikrowellenresonator (18) eingekoppelte Primärfrequenz auf wenigstens einen zu messenden, in der Faserstoffbahn vorgesehenen Füllstoff abgestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch entsprechende Wahl der Primärfrequenzen selektiv jeweils die in der Faserstoffbahn vorgesehenen Füllstoffe und die Feuchte gemessen werden und das Flächengewicht über eine Kombination dieser selektiven Messungen ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über das Ergebnis der Vermessung der Resonanzkurve (10, 12) die Dielektrizitätskonstante der Faserstoffbahn und über die Dielektrizitätskonstante die jeweilige Qualitätsgröße ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Qualitätsgröße bei laufender Materialbahn mittels mehrerer über die Breite der Faserstoffbahn verteilter stationärer Mikrowellenresonatoren (18) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass über die Mehrzahl der über die Breite der Faserstoffbahn verteilten stationären Mikrowellenresonatoren (18) zumindest eine Qualitätsgröße simultan gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Qualitätsgröße bei laufender Materialbahn mittels mindestens eines über die Breite der Faserstoffbahn traversierenden Mikrowellenresonators (18) erfolgt.
Vorrichtung zur Messung wenigstens einer Qualitätsgröße einer insbesondere laufenden Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem Mikrowellenresonator (18), Mitteln zur Vermessung der durch die Faserstoffbahn beeinflussten Resonanzkurve (10, 12) des Mikrowellenresonators (18) und Mitteln zur Ermittlung der jeweiligen Qualitätsgröße über das Ergebnis der Vermessung der Resonanzkurve (10, 12).
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der jeweiligen Qualitätsgröße die Lage der Resonanz auf der Frequenzachse und die Form beziehungsweise Breite (14, 16) der Resonanzkurve (10, 12) bestimmt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um zumindest eine auf eine jeweilige zu messende Qualitätsgröße abgestimmte Primärfrequenz in den Mikrowellenresonator (18) einzukoppeln.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verschiedene, auf unterschiedliche zu messende Qualitätsgrößen abgestimmte Primärfrequenzen in den Mikrowellenresonator (18) einkoppelbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine in den Mikrowellenresonator (18) eingekoppelte Primärfrequenz auf die zu messende Feuchte der Faserstoffbahn abgestimmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Feuchte ein betreffender Mikrowellenresonator (18) in einem Frequenzbereich von etwa 1 bis etwa 25 GHz, insbesondere im Bereich von 2,4 GHz und vorzugsweise im Bereich von 22 GHz betrieben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine in den Mikrowellenresonator (18) eingekoppelte Primärfrequenz auf das zu messende Flächengewicht der Faserstoffbahn abgestimmt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzwert der auf das zu messende Flächengewicht abgestimmten Primärfrequenz in einem Bereich liegt, in dem alle in der Faserstoffbahn vorgesehenen Inhaltsstoffe eine zumindest im Wesentlichen gleiche Dielektrizitätskonstante besitzen.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Flächengewichtes ein betreffender Mikrowellenresonator (18) in einem Frequenzbereich von etwa 22 bis etwa 100 000 GHz, insbesondere in einem Frequenzbereich von etwa 50 bis etwa 500 GHz und vorzugsweise in einem Frequenzbereich von etwa 60 bis etwa 300 GHz betrieben ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine in den Mikrowellenresonator (18) eingekoppelte Primärfrequenz auf wenigstens einen zu messenden, in der Faserstoffbahn vorgesehenen Füllstoff abgestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärfrequenzen für eine jeweilige selektive Messung der in der Faserstoffbahn vorgesehenen Füllstoffe und eine selektive Messung der Feuchte gewählt sind und das Flächengewicht über eine Kombination dieser selektiven Messungen ermittelt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere über die Breite der Faserstoffbahn verteilte stationäre Mikrowellenresonatoren (18) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein über die Breite der Faserstoffbahn traversierender Mikrowellenresonator (18) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mikrowellenresonator (18) zur Messung des Flächengewichtes und wenigstens ein Mikrowellenresonator (18) zur Messung der Feuchte vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Mikrowellenresonator einen planaren Mikrowellen-Ringresonator (18) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang des Mikrowellen-Ringresonator (18) in der Größenordnung der Wellenlänge der verwendeten Primärstrahlung liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Mikrowellenresonatoren beziehungsweise Mikrowellen-Ringresonatoren (18) in eine Keramik, eine Walze oder einen Pressnip eingebettet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass Mikrowellenresonatoren (18) zur Messung unterschiedlicher Qualitätsgrößen und Mittel vorgesehen sind, um aus den unterschiedlichen Qualitätsgrößen wenigstens eine der Herstellung der Faserstoffbahn dienende Regelgröße zu bestimmen.