DE102019114409B4

DE102019114409B4 - Verfahren und Gerät zum Messen von Eigenschaften eines sich bewegenden Bogens

Info

Publication number: DE102019114409B4
Application number: DE102019114409.4A
Authority: DE
Inventors: Markku Mäntylä; Jussi Graeffe; Pekka Jakkula
Original assignee: Valmet Automation Oy
Current assignee: Valmet Automation Oy
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-07-23
Anticipated expiration: 2039-05-30
Also published as: FI20185490A1; CA3044427C; FI128134B; US11204329B2; US20190369027A1; DE102019114409A1; CA3044427A1

Abstract

Verfahren zur Messung von Eigenschaften einer sich bewegenden Zellulose-Papier- oder Kartonbahn, gekennzeichnet durch Messen (1200) von zumindest einem ersten Parameter einer durch den sich bewegenden Bogen (100) verursachten ersten Resonanz in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 25 GHz einer elektromagnetischen Strahlung;Messen (1202) von zumindest einem zweiten Parameter eines elektromagnetischen Signals, das zwischen zumindest einem Paar von Sender-Empfänger-Teilen (104', 104") eines Sender-Empfänger-Sensors (104), der auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens (100) gelegen ist, durch den sich bewegenden Bogen (100) hindurch in einem Frequenzbereich 25 GHz bis 1000 GHz übermittelt wird, wobei der zumindest eine erste Parameter und der zumindest eine zweite Parameter durch einen Trockensubstanzanteil und ein Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit des sich bewegenden Bogens (100) in einer verschiedenen Weise aufgrund von dielektrischen Eigenschaften von Wasser in dem sich bewegenden Bogen (100) beeinflusst werden, eine minimale Differenz zwischen den Frequenzbereichen hinsichtlich des ersten Parameters und des zweiten Parameters zumindest 5 GHz beträgt; undBestimmen (1204) von sowohl dem Trockensubstanzanteil als auch dem Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit auf der Grundlage des zumindest einen ersten Parameters, des zumindest einen zweiten Parameters und erhältlichen Informationen hinsichtlich einer Entfernung, die das elektromagnetische Signal zur Messung des zumindest einen zweiten Parameters durchlaufen hat.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum Messen von Eigenschaften eines sich bewegenden Bogens.
Stand der Technik
In der Papierindustrie ist das Messen von Eigenschaften eines sich bewegenden Bogens sehr wichtig. Gewöhnlich sind das Ofentrockengewicht, das Wassergewicht pro Flächeneinheit und das Flächengewicht von Interesse.
Das Flächengewicht wurde im Stand der Technik unter Verwendung von Gamma- oder Betastrahlen gemessen, die radioaktiv sind. Die radioaktive Strahlung ist für die menschliche Gesundheit gefährlich, und ihre Verwendung unterliegt in jedem Land einer sehr strengen gesetzlichen Kontrolle. Die Verwendung von radioaktivem Material erfordert eine besondere Genehmigung, die schwierig zu erhalten ist. Es gab bei diesen Messungen alternative Ansätze, die Mikrowellenstrahlung verwenden, jedoch leiden diese beispielsweise unter einer Entfernungsveränderung zwischen den Sensorteilen an den gegenüberliegenden Seiten eines sich bewegenden Bogens und einer Temperaturabhängigkeit. Es gab erfolglose Versuche, die Entfernungsveränderung durch eine Verwendung von mechanischen Konstruktionen zu lösen. Daher gibt es einen Bedarf, die Messungen zu verbessern.
Weiterer Stand der Technik ist aus der Druckschrift WO 2014 / 191 626 A1 , die ein Messgerät, -system und -verfahren für einen Bogen offenbart, sowie aus der Druckschrift EP 1 734 361 A1 ersichtlich, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung einer Grammatur und einer Feuchtigkeit eines Blattes, zum Beispiel aus Papier, unter Verwendung eines dielektrischen Resonators offenbart.
Erfindungszusammenfassung
Die Erfindung ist durch die unabhängigen Ansprüche definiert. Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Figurenliste
Exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend durch lediglich Beispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, bei der

1 ein Beispiel eines Gerätes zum Messen von Eigenschaften eines sich bewegenden Bogens veranschaulicht;
2 ein Beispiel eines Resonatorsensors auf einer Seite des Bogens veranschaulicht;
3 ein Beispiel eines Resonators mit Resonatorteilen auf beiden Seiten des Bogens veranschaulicht;
4 ein Beispiel des Gerätes mit einer Entfernungsmessvorrichtung veranschaulicht;
5 ein Beispiel des Gerätes mit einer gemeinsamen Antenne auf einer Seite des Bogens und einem Reflektor auf der gegenüberliegenden Seite veranschaulicht;
6 ein Beispiel des Gerätes mit einer gemeinsamen Antenne auf einer Seite des Bogens, sowie einer Antenne und einer Verzögerungsleitung auf der gegenüberliegenden Seite veranschaulicht;
7 ein Beispiel des Gerätes mit einer gemeinsamen Antenne auf einer Seite des Bogens, sowie einer Antenne und einem Polarisationsmanipulator auf der gegenüberliegenden Seite veranschaulicht;
8 ein Beispiel des Gerätes mit einer gemeinsamen Antenne auf einer Seite des Bogens, sowie einer Antenne und einem die Polarisation beeinflussenden Reflektor auf der gegenüberliegenden Seite veranschaulicht;
9 ein Beispiel des Gerätes mit getrennten Antennen zum Übermitteln und Empfangen auf einer Seite des Bogens, sowie getrennten Empfangs- und Übermittlungsantennen auf der gegenüberliegenden Seite veranschaulicht;
10 ein Beispiel der Verarbeitungseinheit mit zumindest einem Prozessor und einem Speicher veranschaulicht;
11 ein Beispiel einer Abhängigkeit zwischen einer dielektrischen Konstante von Wasser und einer Frequenz einer elektromagnetischen Strahlung veranschaulicht; und
12 ein Beispiel eines Ablaufdiagramms eines Messverfahrens veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die nachstehenden Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele. Obwohl die Spezifikation sich an vielen Stellen auf „ein“ Ausführungsbeispiel bezieht, bedeutet dies nicht notwendigerweise, dass jeder solche Bezug sich auf dasselbe / dieselben Ausführungsbeispiel(e) bezieht, oder dass das Merkmal lediglich bei einem Ausführungsbeispiel Anwendung findet. Einzelne Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen können ebenso kombiniert werden, um weitere Ausführungsbeispiele bereitzustellen. Darüber hinaus sollen die Wörter „umfassen“ und „einschließen“ als die beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht begrenzend erachtet werden, um aus lediglich jenen Merkmalen zu bestehen, die genannt wurden, und solche Ausführungsbeispiele können ebenso Merkmale/Strukturen aufweisen, die nicht besonders erwähnt wurden. Alle Kombinationen der Ausführungsbeispiele werden als möglich erachtet, falls ihre Kombination nicht zu einem strukturellen oder logischen Widerspruch führt.
Obgleich die Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele veranschaulichen, ist zu beachten, dass diese vereinfachte Darstellungen sind, die lediglich einige Strukturen und/oder funktionale Einheiten darstellen. Die in den Figuren gezeigten Verbindungen können sich auf logische oder physische Verbindungen beziehen. Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass das beschriebene Gerät ebenso andere Funktionen und Strukturen als die in den Figuren und dem Text beschriebenen aufweisen kann. Es sollte beachtet werden, dass Einzelheiten einiger Funktionen, Strukturen und der für eine Messung und/oder eine Steuerung verwendeten Signalisierung für die tatsächliche Erfindung nicht relevant sind. Daher brauchen diese vorliegend nicht ausführlicher erläutert zu werden.
1 veranschaulicht ein Beispiel eines Gerätes zum Messen von Eigenschaften eines sich bewegenden Bogens. Der Bogen kann eine Bahn sein, die unter Verwendung einer Papiermaschine hergestellt wurde, deren Endprodukt ein Papier oder ein Karton ist. Der Bogen kann ebenso ein Zellulosebogen sein, der in einer Zellstofffabrik hergestellt wird. Das Gerät umfasst einen Resonatorsensor 102, der zumindest einen ersten Parameter einer ersten Resonanz misst, die durch den sich bewegenden Bogen 100 in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 25 GHz einer elektromagnetischen Strahlung hervorgerufen wird. Der Frequenzbereich kann vollständig oder teilweise verwendet werden. Das Gerät umfasst ebenso einen Sender-Empfänger-Sensor 104, der im Gegenzug zumindest ein Paar von Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens 100 gelegen sind. Der Sender-Empfänger-Sensor 104 misst zumindest einen zweiten Parameter eines zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" durch den sich bewegenden Bogen 100 in einem Frequenzbereich von 25 GHz bis 1000 GHz übermittelten elektromagnetischen Signals. Der Frequenzbereich kann vollständig oder teilweise verwendet werden.
Eine minimale Differenz zwischen den Frequenzbereichen hinsichtlich des ersten Parameters und des zweiten Parameters ist mindestens ungefähr 5 GHz. Das heißt, falls die ersten Parameter hinsichtlich der Resonanz bei ungefähr 25 GHz gemessen werden, muss der zweite Parameter hinsichtlich der Transmissionsmessung sich in einem Frequenzbereich von ungefähr 30 GHz bis 1000 GHz beispielsweise befinden. Falls dementsprechend der zweite Parameter hinsichtlich der Transmissionsmessung beispielsweise bei ungefähr 25 GHz gemessen wird, müssen die ersten Parameter hinsichtlich der Resonanz in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis ungefähr 20 GHz gemessen werden. Falls andererseits die ersten Parameter hinsichtlich der Resonanz beispielsweise bei ungefähr 10 GHz gemessen werden, kann der zweite Parameter hinsichtlich der Transmissionsmessung sich in einem Frequenzbereich von ungefähr 25 GHz bis 1000 GHz befinden. Falls weiterhin der zweite Parameter hinsichtlich der Transmissionsmessung bei beispielsweise ungefähr 55 GHz durchgeführt wird, können die ersten Parameter hinsichtlich der Resonanz in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis ungefähr 25 GHz gemessen werden. Die Sensoren 102, 104 berühren den Bogen 100 nicht, obwohl sie sich in der Nähe des Bogens 100 befinden. Die Entfernung zwischen einer Struktur der Sensoren 102, 104 und dem Bogen 100 kann beispielsweise von Null (eine Sensorstruktur und ein Bogen berühren einander) bis einige 10 cm betragen. Der zumindest eine erste Parameter und der zumindest eine zweite Parameter werden durch den Trockensubstanzgehalt und ein Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit des sich bewegenden Bogens 100 in verschiedener Weise aufgrund verschiedener Effekte von dielektrischen Eigenschaften von Wasser und/oder einer Trockensubstanz in dem sich bewegenden Bogen 100 und aufgrund der verschiedenen Messarten beeinflusst. Aufgrund der Differenz bei den Effekten der dielektrischen Eigenschaften des Gewichtes an Wasser und des Trockensubstanzanteil wird es möglich, das Gewicht von Wasser und des Trockensubstanzanteils auf der Grundlage von zumindest zwei verschiedenen Messungen zu trennen, und zu messen, obwohl beide die Messungen beeinflussen. Ein Flächengewicht BW des Bogens 100 ist eine Kombination des Gewichtes an Wasser WW und des Trockensubstanzanteils OD, das heißt, BW = WW + OD. Der Trockensubstanzanteil kann ebenso als ein Ofentrockengewicht bezeichnet werden. Das Flächengewicht ist eine Flächendichte des Bogens 100, die sich auf dessen Masse pro Flächeneinheit bezieht. Das Flächengewicht kann wiederum auch als Grammatur bezeichnet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Resonanz in einem Bereich 1 GHz bis 5 GHz gemessen werden, und die Transmission des elektromagnetischen Signals kann in einem Bereich von 40 GHz bis 100 GHz durchgeführt werden, ohne diese Werte zu begrenzen. Niedrigere Frequenzen werden für eine Resonanz verwendet, da bei höheren Frequenzen eine Dämpfung hoch wäre, ein Q-Wert einbrechen und ein Durchgangszeilenfehler (sogenannter „pass line error“) groß sein würde. Die Transmissionsmessung bei höheren Frequenzen weist eine höhere Dämpfung und größere Phasenverschiebungen auf, wodurch sich eine genaue und verlässliche Messung ergibt.
Zusätzlich umfasst das Gerät eine Verarbeitungseinheit 106, die sowohl den Trockensubstanzanteil und das Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit auf der Grundlage des zumindest einen ersten Parameters, des zumindest einen zweiten Parameters und erhältlichen Informationen hinsichtlich einer Entfernung zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" bestimmt. Falls sich die Entfernung zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" ändert, kann sich ein Wert des zumindest einen zweiten Parameters ebenso ändern. Falls die Verarbeitungseinheit 106 über die Informationen hinsichtlich der Entfernung verfügt, kann die Messung verlässlich gestaltet werden. Falls sich die Entfernung nicht ändert, müssen die diesbezüglichen Informationen keine Variable in der durch die Verarbeitungseinheit 106 durchgeführten Berechnung sein. Jedoch ist in diesem Fall die Berechnung auf die konstante Entfernung eingestellt. Falls sich die Entfernung verändert oder sich verändern kann, können die die Entfernung betreffenden Informationen als eine Variable in der Berechnung umfasst sein. Die Entfernung zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" kann sich beispielsweise aufgrund einer mechanischen Vibration in einer Industrieumgebung verändern. Bei einem Ausführungsbeispiel können die auf die Entfernung bezogenen Informationen ein Wert der Entfernung sein. Bei einem Ausführungsbeispiel können die auf die Entfernung bezogenen Informationen ein Wert einer Änderung der Entfernung sein.
Die Messprinzipien können in einer Papier- und/oder Kartonmaschine angewendet werden. Die Messungen können in einer Zellstofftrocknungsmaschine angewendet werden, die ähnlich zu einem Trocknungsabschnitt einer Papiermaschine ist. Die Trocknung kann unter Verwendung von einem oder mehreren Trocknungszylindern, die mit dem Bogen 100 in Kontakt stehen, und/oder einem oder mehreren Lufttrocknern durchgeführt werden, die Heißluft in den Bogen 100 einblasen. Die Trocknung basiert hauptsächlich auf einer Verdampfung in diesem Abschnitt/Maschine.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 2 veranschaulicht ist, kann der Resonatorsensor 102 nur auf einer Seite des sich bewegenden Bogens 100 gelegen sein, der gemessen wird. Der Resonatorsensor 102 kann beispielsweise wie ein Teil eines Wellenleiters arbeiten. Der Resonatorsensor 102 übermittelt keine elektromagnetischen Signale an seine Umgebung, jedoch weist er eine elektromagnetische Wechselwirkung mit einem Gegenstand wie dem ihm benachbarten Bogen 100 auf (Ein möglicher Verlust einer elektromagnetischen Strahlung zu einem Fernfeld, das kein gewünschtes Merkmal ist, kann nicht als eine Übermittlung angesehen werden). Die Feldlinien eines elektrischen Nahfeldes können derart gezeichnet werden, dass sie von dem Resonatorsensor 102 starten, sich ein wenig nach außerhalb des Resonatorsensors 102 erstrecken (beispielsweise, Millimeter) und sich zurück zu dem Resonatorsensor 102 krümmen. Die Resonanz des Resonators 102 wird durch die dielektrischen Eigenschaften des sich bewegenden Bogens 100 bestimmt. Somit ist es möglich, dass das Gewicht von Wasser und der Trockensubstanzanteil in dem Bogen 100 die Resonanz des Resonatorsensors 102 beeinflussen.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 3 veranschaulicht ist, kann der Resonatorsensor 102 ein Paar von Resonatorteilen 102', 102" umfassen, die auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens 100 gelegen sind, das gemessen wird. Die zwei offenen Resonatorteile 102', 102" sind zueinander ausgerichtet, und zwischen diesen befindet sich der Bogen 100, der zum Zeitpunkt der Messung gemessen wird. Die Resonanz des Resonators 102 wird durch die dielektrischen Eigenschaften des sich bewegenden Bogens 100 bestimmt.
Bei einem Ausführungsbeispiel können die Informationen hinsichtlich der Entfernung, der durch das elektromagnetische Signal zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" zurückgelegt wird, durch Messen einer zweiten Resonanz des Resonators 102 bestimmt werden, der zwei Resonatorteile 102', 102" aufweist. Die zweite Resonanz weist eine Frequenz auf, die von der der ersten Resonanz verschieden ist. Die zweite Resonanzfrequenz soll derart ausgewählt oder gewählt werden, dass sie auf einen Luftabstand 300 zwischen den Resonatorteilen 102', 102" empfindlicher als auf den Trockensubstanzanteilen oder das Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit des sich bewegenden Bogens 100 ist. Das elektromagnetische Feld kann in dem Luftabstand 300 zumindest ungefähr Null sein. Die Teile 102', 102", 104', 104" des Sender-Empfänger-Sensors 104 und des Resonatorsensors 102 auf derselben Seite des sich bewegenden Bogens 100 sind strukturell derart verbunden, dass, falls die Entfernung zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 102', 102" variiert, die Entfernung zwischen den Resonatorteilen 104', 104" entsprechend ebenso variiert. Die strukturelle Verbindung kann bedeuten, dass die Teile 102', 102", 104', 104" des Sender-Empfänger-Sensors 104 und des Resonatorsensors 102 physisch angebracht oder zusammen integriert sind. In dieser Weise entsprechen deren mechanische Bewegung oder Vibration einander, wodurch die Entfernungsmessung ermöglicht wird. Die strukturelle Verbindung kann sich beispielsweise auf eine mechanische Anbringung beispielsweise unter Verwendung eines festen Materials beziehen.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 4 veranschaulicht ist, kann das Gerät eine Entfernungsmessvorrichtung 400 umfassen, die einen Abstand 402 hinsichtlich der Entfernung D zwischen dem Paar von Sender-Empfänger-Teilen 102', 102" messen kann. Die Entfernungsmessvorrichtung 400 kann einen induktiven Näherungssensor, d.h., einen Wirbelstromsensor umfassen, der eine Spule als ein erstes Entfernungsmessvorrichtungsteil 400' und einen Ferromagneten als ein zweites Entfernungsmessvorrichtungsteil 400" umfasst (oder umgekehrt). Falls die Entfernung zwischen den Entfernungsmessvorrichtungsteilen 400', 400" variiert, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens 100 befinden, variiert die Induktivität der Spule ebenso in einer entsprechenden Weise. Falls die Entfernungsmessvorrichtungsteile 400', 400" eine feste strukturelle Verbindung mit den Sender-Empfänger-Teilen 102', 102" aufweisen, wird die Entfernungsveränderung zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 102', 102" durch die strukturelle Verbindung auf eine Entfernungsvariation zwischen den Entfernungsmessvorrichtungsteilen 400', 400" deterministisch übertragen. Die strukturelle Verbindung kann sich auf eine mechanische Anbringung beispielsweise durch Verwendung eines festen Materials beziehen. Ein Fachmann ist mit den induktiven Näherungssensoren per se vertraut. Die Entfernungsmessung kann ebenso mit der Resonanzmessung verwendet werden.
Um die Berechnung in der Verarbeitungseinheit 106 ordnungsgemäß durchzuführen, kann eine Anzahl von Einstellungsmessungen mit vorbestimmten Referenzen erforderlich sein. Diese Phase kann Standardisierung oder Kalibrierung genannt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Resonatorsensor 102 zumindest einen ersten Parameter einer ersten Resonanz messen, die durch zumindest eine Einstellreferenz 550 verursacht ist. Das heißt, in dieser Phase werden anstelle des sich bewegenden Bogens 100 Einstellreferenzen 550 vermessen.
Bei einem Ausführungsbeispiel können die Sensoren den Bogen in einer Querrichtung hinsichtlich einer Bewegungsrichtung des Bogens (eine Bewegung des Bogens kann als eine Maschinenrichtung bezeichnet werden) hin und her durchqueren. Die Einstellreferenz(en) können neben dem Bogen 100 derart gelegen sein, dass, falls oder wenn die Sensoren 102, 104 den Rand des Bogens 100 kreuzen und zu einem Areal außerhalb des Bogens 100 fortschreiten, die sich dort befindende(n) Einstellreferenz(en) durch die Sensoren 102, 104 gemessen werden können.
Der Sender-Empfänger-Sensor 104 kann nachfolgend ein elektromagnetisches Signal durch die zumindest eine Einstellreferenz 550 zwischen dem Paar der Sender-Empfänger-Teile 104', 104" übermitteln.
Die Verarbeitungseinheit 106 kann wiederum Koeffizienten einer ersten Funktion, die das Wassergewicht auf der Grundlage von zumindest einem ersten Parameter und zumindest einem zweiten Parameter definiert, als eine Funktion der verfügbaren Informationen hinsichtlich der Entfernung zwischen dem Paar der Sender-Empfänger-Teile 104', 104" bestimmen. Dementsprechend kann die Verarbeitungseinheit 106 Koeffizienten einer zweiten Funktion bestimmen, die die Trockengewichtsubstanz auf der Grundlage des zumindest einen ersten Parameters und des zumindest einen zweiten Parameters definiert, als eine Funktion der verfügbaren Informationen hinsichtlich der Entfernung zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 104', 104". Jeder des zumindest einen ersten Referenzparameters wird nur mit einem einzigartigen zweiten Referenzparameter bei einer Bestimmung der Koeffizienten der ersten und zweiten Funktionen verwendet. Das heißt, ein erster Referenzparameter und ein zweiter Referenzparameter gehören zusammen, da sie von derselben Einstellreferenz 550 gemessen wurden. Jedes Merkmal gemäß den 1 bis 9 kann ebenso auf eine Referenzmessung unter Verwendung der zumindest einen Einstellreferenz 550 angewendet werden. Die Einstellreferenz 550 kann ein freier Raum sein. Falls der Resonatorsensor 102 und der Sender-Empfänger-Sensor 104 den Bogen 100 durchqueren, kann die Einstellreferenz 550 gemessen werden, falls sich der Resonatorsensor 102 und der Sender-Empfänger-Sensor 104 außerhalb des Bogens 100 befinden, und sich lediglich Luft innerhalb der Messentfernung des Resonatorsensors 102 und zwischen den Resonatorsensorteilen 102', 102" und zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" befindet.
Die Referenzeinstellmessphase kann in einer mathematischen Weise für eine Entfernung wie folgt geschrieben werden: $\begin{matrix} R = a * WWr + b * ODr & und & T = c * WWr + d * ODr \end{matrix},$
wobei R eine gemessene Resonanz, T eine gemessene Transmission, WWr ein bekanntes Gewicht von Wasser pro Einheitsfläche, ODr ein bekannter Trockensubstanzanteil und a, b, c und d Koeffizienten sind. Die gemessene Resonanz R kann sich beispielsweise auf eine Resonanzfrequenz, eine Änderung einer Resonanzfrequenz, eine Breite einer Resonanzspitze, eine Änderung einer Breite einer Resonanzspitze, eine Intensität einer Resonanzspitze, eine Änderung einer Intensität einer Resonanzspitze, eine Form einer Resonanzkurve, eine Änderung einer Form einer Resonanzkurve, jede Kombination von diesen oder dergleichen beziehen. Die Form kann beispielsweise die Anzahl von hohen und/oder niedrigen Spitzen der Resonanz umfassen. Die gemessene Transmission T kann sich beispielsweise auf eine Phase des elektromagnetischen Signals, eine Änderung der Phase des elektromagnetischen Signals, eine Intensität des elektromagnetischen Signals, eine Änderung einer Intensität des elektromagnetischen Signals, jede Kombination dieser oder dergleichen beziehen. Durch Messen der Resonanz R und der Transmission T ist es möglich, die Variablen WW (Gewicht von Wasser pro Fläche) und OD (Trockensubstanzanteil) für den sich bewegenden Bogen 100 zu trennen, und diese in einer mathematischen Form wie folgt zu schreiben: $\begin{matrix} WW = m * R + n * T & und & OD = u * R + v * T \end{matrix},$
wobei m, n, u und v Koeffizienten sind, die in folgender Weise bestimmt werden: $\begin{matrix} m = - d / (bc - ad), & n = b / (bc - ad), & u = c / (bc - ad), & und & v = - a / (bc - ad) . \end{matrix}$
Es ist zu beachten, dass die Koeffizienten a, b, c, d, m, n, u und v tatsächlich von der Entfernung zwischen den Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" abhängen, und das dies der Grund dafür ist, dass die Einstellmessungen mit den Einstellreferenzen 550 unter Verwendung von verschiedenen Abständen gemessen werden sollen, die in den Messungen des sich bewegenden Bogens möglich oder anwendbar und/oder auf der Grundlage einer Theorie und/oder von Simulationen abgeschätzt sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Verarbeitungseinheit 106 den Trockensubstanzanteil auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz oder einer Breite der Resonanz und einer Phase des Signals, sowie das Gewicht von Wasser auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz oder einer Breite der Resonanz und einer Phase des Signals bestimmen, wobei die erste und die zweite Funktion voneinander verschieden sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Verarbeitungseinheit 106 den Trockensubstanzanteil auf der Grundlage einer Resonanzfrequenzverschiebung von einer Frequenzreferenz oder einer Änderung einer Breite der Resonanz und einer Phasenverschiebung von einer Phasenreferenz, sowie das Gewicht von Wasser auf der Grundlage einer Resonanzfrequenzverschiebung von einer Frequenzreferenz oder einer Änderung einer Breite der Resonanz und einer Phasenverschiebung von einer Phasenreferenz bestimmen.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Verarbeitungseinheit 106 mit bekannten Informationen hinsichtlich der Entfernung zwischen den Sender-Empfänger-Teilen (), dem Trockensubstanzanteil (OD) und dem Gewicht von Wasser (WW) in einer der nachstehenden Weisen bestimmen: OD = a1*f_r + b1*ϕ und WW = c1*f_r + d1*ϕ; OD = a2*Δf_r + b2*Δϕ und WW = c2*Δf_r + d2*Δϕ; OD = a3*B_r + b3*Δϕ und WW = c3*B_r + d3*Δϕ, wobei f_r eine Resonanzfrequenz, ϕ eine Phase der empfangenen Transmission, Δf_r die Resonanzfrequenzverschiebung, Δϕ die Phasenverschiebung der empfangenen Transmission, B_r die Breite der Resonanzfrequenz und a1, b1, c1, d1, a2, b2, c2, d2 a3, b3, c3 und d3 vorbestimmte Koeffizienten der Einstellmessungen sind. Die Breite der Resonanz kann beispielsweise als eine Halbwertsbreite gemessen werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Verarbeitungseinheit 106 das Gewicht von Wasser des sich bewegenden Bogens 100 auf der Grundlage der ersten Funktion, die auf einer Resonanz basiert, und den Trockensubstanzanteil des sich bewegenden Bogens 100 auf der Grundlage der zweiten Funktion bestimmen, die auf der Durchdringung des elektromagnetischen Signals durch den sich bewegenden Bogen 100 zwischen den Sensor-Empfänger-Teilen 104', 104" basiert.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 5 veranschaulicht ist, kann das erste Sender-Empfänger-Teil 104' einen Sender 500 und einen Empfänger 502 mit einer gemeinsamen Antenne 504 umfassen, und ein zweites Sender-Empfänger-Teil 104" umfasst eine Reflektoranordnung 506. Der Sender 500 kann das Signal in Richtung der Reflektoranordnung 506 durch den sich bewegenden Bogen 100 senden, und die Reflektoranordnung 506 kann das Signal durch den Bogen 100 zurück zu dem Empfänger 502 des ersten Sender-Empfänger-Teils 104' reflektieren. Der Reflektor 506 kann ein elektrisch leitfähiges Material umfassen. Der Reflektor 506 kann eine Vielzahl von Zeilen von elektrischen Leitern umfassen. Der Reflektor 506 kann ein Teil eines flexiblen flachen Kabels oder dergleichen umfassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 6 veranschaulicht ist, kann das zweite Sender-Empfänger-Teil 104" eine Antenne 600 und eine Verzögerungsleitung 602 umfassen. Der Sender 500 kann das Signal in Richtung des zweiten Sender-Empfänger-Teils 104" durch den sich bewegenden Bogen 100 übermitteln, die Antenne 600 des zweiten Sender-Empfänger-Teils 104" kann das Signal empfangen, die Verzögerungsleitung 602 kann das Signal verzögern, und die Verzögerungsleitung 602 kann das Signal zurück zu der Antenne 600 des zweiten Sender-Empfänger-Teils 104" eingeben, wobei die Antenne 600 das Signal durch den sich bewegenden Bogen 100 zu dem Empfänger 500 übermittelt. Die Verzögerungsleitung kann ein Koaxialkabel, einen Wellenleiter oder einen gedruckten Schaltkreis umfassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 7 veranschaulicht ist, kann das zweite Sender-Empfänger-Teil 104" eine Antenne 600 und einen Polarisationsmanipulator 700 umfassen. Der Sender 500 kann ein polarisiertes elektromagnetisches Signal in Richtung des zweiten Sender-Empfänger-Teils 104" durch den sich bewegenden Bogen 100 übermitteln. Die Antenne 600 des zweiten Sender-Empfänger-Teils 104" kann das polarisierte Signal empfangen, und der Polarisationsmanipulator 700 kann eine Polarisation des Signals ändern. Nachfolgend kann der Polarisationsmanipulator 700 das Signal zu der Antenne 600 des zweiten Sender-Empfänger-Teils 104" zurück eingeben, sodass das Signal mit der manipulierten Polarisation durch den sich bewegenden Bogen 100 zu dem Empfänger 502 übermittelt wird. Das erste Sender-Empfänger-Teil 104' kann einen Polarisationstrenner 702 aufweisen, um Ausgabe- und Eingabesignale voneinander zu trennen. Der Polarisationstrenner 702 kann beispielsweise einen Orthomodenkoppler umfassen. Das Signal kann linear polarisiert, zirkular polarisiert oder elliptisch polarisiert sein. Die manipulierte Polarisation kann hinsichtlich einer Anfangspolarisation orthogonal polarisiert sein. Die orthogonale Polarisation bezieht sich auf zueinander gekreuzte lineare Polarisationen oder auf rechtshändige und linkshändige zirkulare/elliptische Polarisationen. Das zweite Sender-Empfänger-Teil 104" kann einen (in den Figuren nicht gezeigten) Verstärker oder Modulator umfassen, der verwendet werden kann, um einen dynamischen Bereich des Gerätes zu erweitern. Der Verstärker oder Modulator kann unabhängig ohne eine Verbindung mit dem ersten Sender-Empfänger-Teil 104' arbeiten, obwohl er ebenso mit dem ersten Sender-Empfänger-Teil 104' verbunden betrieben werden kann. Das zweite Sender-Empfänger-Teil 104" kann die Verzögerungsleitung 602 gemäß 6 aufweisen. Dieses Ausführungsbeispiel kann kompakt gestaltet werden.
Der Orthomodenkoppler (sog. „ortho-mode transducer“, OMT) ist eine Mikrowellenkomponente, die sowohl für eine Trennung von orthogonal polarisierten Signalen voneinander bei einem Empfang / einer Übermittlung als auch für deren Kombination bei einer Übermittlung / einem Empfang verwendet werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 8 gezeigt ist, kann das erste Sender-Empfänger-Teil 104' ein polarisiertes Signal ausgeben, und eine Reflektoranordnung 506 des zweiten Sender-Empfänger-Teils 104" auf der gegenüberliegenden Seite des sich bewegenden Bogens 100 kann das Signal in eine orthogonale Polarisation hinsichtlich der Ausgabepolarisation in Zusammenhang mit der Reflexion umwandeln. Das erste Sender-Empfänger-Teil 104' kann den Polarisationstrenner 702 aufweisen, um Ausgabe- und Eingabesignale voneinander auf der Grundlage der orthogonalen Polarisationen zu trennen.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 9 veranschaulicht ist, kann ein erstes Sender-Empfänger-Teil 104' einen Sender 900 und einen Empfänger 902 umfassen, die physikalisch mit ihren eigenen Antennen 904, 906 getrennt sind. Das zweite Sender-Empfänger-Teil 104" kann eine Empfangsantenne 908 auf einer zweiten Seite umfassen, die das durch den Sender 900 ausgegebene Signal empfängt. Ein Signalkanal 910, der das empfangene Signal von der Empfangsantenne 908 zu einer Sendeantenne auf der zweiten Seite 912 führt, und die Sendeantenne 912 auf der zweiten Seite kann nachfolgend das Signal an die Antenne 906 des Empfängers 902 ausgeben. Der Signalkanal 910 zwischen den Antennen 908, 912 kann beispielsweise ein Wellenleiter, ein Koaxialkabel oder ein gedruckter Schaltkreis sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ebenso ein Beispiel in 9 gezeigt ist, ist eine Ausbreitungsrichtung der Übermittlung zwischen dem ersten Sender-Empfänger-Teil 104' und dem zweiten Sender-Empfänger-Teil 104" hinsichtlich einer Normalen N des Bogens 100 geneigt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Neigungswinkel α beispielsweise zwischen 5 Grad und 45 Grad sein, ohne den Bereich zu begrenzen. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Neigungswinkel α beispielsweise zwischen 5 Grad bis 25 Grad sein, ohne den Bereich zu begrenzen. Das erste Sender-Empfänger-Teil 104' und das zweite Sender-Empfänger-Teil 104" können (wie in 9 gezeigt) strukturell geneigt sein. Die Übermittlung kann derart gerichtet sein, dass die Übermittlung ohne eine strukturelle Neigung geneigt sein kann. Die Neigung verringert eine Interferenz von Signalen, die von der Rückseite des sich bewegenden Bogens 100 / einer Einstellreferenz 550 kommen, und die Reflexion von diesen verringert wiederum Störungen und verbessert eine Genauigkeit und eine Verlässlichkeit der Messungen.
Bei einem Ausführungsbeispiel, von dem ein Beispiel in 10 gezeigt ist, kann die Verarbeitungseinheit 106 eine oder mehrere Verarbeitungseinheit(en) 1000 und einen oder mehrere Speicher 1002 umfassen, die einen Computerprogrammcode umfassen. Der eine oder mehrere Speicher 1002 und der Computerprogrammcode kann mit der einen oder den mehreren Verarbeitungseinheit(en) 1000 bewirken, dass die Verarbeitungseinheit 106 die Bestimmung von sowohl dem Grundgewicht als auch dem Gewicht von Wasser in einer vorstehend beschriebenen Weise durchführt.
Die Antennen 504, 600, 904, 906, 908, 912 können beispielsweise Hornantennen oder Flachpanelantennen sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann eine Temperatur des Bogens gemessen werden. Die Temperaturmessung kann beispielsweise unter Verwendung eines Pyrometers, einer Infrarotmessung und/oder einer Messung einer über den Bogen 100 in einer laminaren Weise fließenden Luft durchgeführt werden. Die Messung einer fließenden Luft kann beispielsweise mit einem Thermistor oder einem thermischen Paar durchgeführt werden.
11 veranschaulicht ein Beispiel einer Abhängigkeit zwischen einer dielektrischen Konstante von Wasser und einer Frequenz F einer elektromagnetischen Strahlung in Gigahertz. Die dielektrische Konstante in einer y-Achse ist in einer beliebigen linearen Skala aufgetragen, wobei sie jedoch zeigt, dass die dielektrische Konstante mit größer werdender Frequenz der elektromagnetischen Strahlung kleiner wird.
Es ist möglich, ein elektromagnetisches Signal durch den Bogen 100 zu übertragen, dessen Frequenz ungefähr 60 GHz ist, und seine Dämpfung und Phase zu messen. Die gemessene Dämpfung und Phase kann zur Abschätzung eines Trockensubstanzanteils und eines Wassergewichtes des Bogens 100 verwendet werden, da eine Phase auf die Trockensubstanz und eine Dämpfung auf das Wassergewicht empfindlicher ist.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm des Messverfahrens. In Schritt 1200 wird zumindest ein erster Parameter einer ersten durch den sich bewegenden Bogen 100 verursachten Resonanz in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 25 GHz einer elektromagnetischen Strahlung gemessen. In Schritt 1202 wird zumindest ein zweiter Parameter eines Signals, das zwischen zumindest einem Paar von Sender-Empfänger-Teilen 104', 104" eines Sender-Empfänger-Sensors 104 übermittelt wird, der auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens 100 gelegen ist, durch den sich bewegenden Bogen 100 in einem Frequenzbereich von 25 GHz bis 100 GHz vollständig oder teilweise gemessen. Der zumindest eine erste Parameter und der zumindest eine zweite Parameter werden nachfolgend durch den Trockensubstanzanteil und das Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit des sich bewegenden Bogens 100 in einer verschiedenen Weise aufgrund von dielektrischen Eigenschaften von Wasser in dem sich bewegenden Bogen 100 beeinflusst. In Schritt 1204 werden sowohl der Trockensubstanzanteil als auch das Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit auf der Grundlage des zumindest einen ersten Parameters, des zumindest einen zweiten Parameters und erhältlicher Informationen hinsichtlich einer Entfernung bestimmt, die durch das elektrische Signal zur Messung des zumindest einen zweiten Parameters zurückgelegt wurde.
Das Verfahren gemäß 12 kann als eine Logikschaltungslösung oder als ein Computerprogramm implementiert werden. Die Logikschaltung kann eine sequenzielle Zustandsmaschine sein, deren Zustände durch das Computerprogramm gesteuert werden. Das Computerprogramm verursacht Zustandsübergänge, die für das vorgestellte Verfahren spezifisch sind. Das Computerprogramm kann auf einer Computerprogrammverteilungseinrichtung für dessen Verteilung platziert werden. Die Computerprogrammverteilungseinrichtung ist durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung lesbar, und codiert die Computerprogrammanweisungen, führt die Messungen aus und steuert wahlweise die Verfahren auf der Grundlage der Messungen.
Das Computerprogramm kann unter Verwendung eines Verteilungsmediums verteilt werden, das jedes Medium sein kann, das durch die Steuerung lesbar ist. Das Medium kann ein Programmspeichermedium, ein Speicher, ein Softwareverteilungspaket oder ein komprimiertes Softwarepaket sein. In einigen Fällen kann die Verteilung unter Verwendung von zumindest einem der nachstehenden durchgeführt werden: einem Nahfeldkommunikationssignal, einem Kurzstreckensignal und einem Telekommunikationssignal.
Die Messung kann zur Steuerung des Bogenausbildungsvorgangs wirksam verwendet werden.
Es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass mit Fortschreiten der Technologie das erfinderische Konzept auf verschiedene Weise umgesetzt werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele sind nicht auf die vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfangs der Patentansprüche abweichen.
Ein Verfahren zur Messung eines sich bewegenden Zellulose-, Papier- oder Kartonbogens. Es wird ein erster Parameter einer durch den sich bewegenden Bogen (100) hervorgerufenen ersten Resonanz in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 25 GHz einer elektromagnetischen Strahlung gemessen. Ein zweiter Parameter eines elektromagnetischen Signals, das zwischen zumindest einem Paar von Sender-Empfänger-Teilen (104', 104") eines Sender-Empfänger-Sensors (104) übermittelt wird, der auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens (100) gelegen ist, wird durch den sich bewegenden Bogen (100) hindurch in einem Frequenzbereich 25 GHz bis 1000 GHz gemessen. Eine minimale Differenz zwischen den Frequenzbereichen hinsichtlich des ersten Parameters und des zweiten Parameters ist zumindest 5 GHz. Sowohl der Trockensubstanzanteil als auch das Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit werden auf der Grundlage des ersten Parameters, des zweiten Parameters und erhältlicher Informationen bestimmt, die sich auf eine durch das elektromagnetische Signal zurückgelegte Entfernung beziehen.

Claims

Verfahren zur Messung von Eigenschaften einer sich bewegenden Zellulose-Papier- oder Kartonbahn, gekennzeichnet durch Messen (1200) von zumindest einem ersten Parameter einer durch den sich bewegenden Bogen (100) verursachten ersten Resonanz in einem Frequenzbereich von 1 GHz bis 25 GHz einer elektromagnetischen Strahlung; Messen (1202) von zumindest einem zweiten Parameter eines elektromagnetischen Signals, das zwischen zumindest einem Paar von Sender-Empfänger-Teilen (104', 104") eines Sender-Empfänger-Sensors (104), der auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens (100) gelegen ist, durch den sich bewegenden Bogen (100) hindurch in einem Frequenzbereich 25 GHz bis 1000 GHz übermittelt wird, wobei der zumindest eine erste Parameter und der zumindest eine zweite Parameter durch einen Trockensubstanzanteil und ein Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit des sich bewegenden Bogens (100) in einer verschiedenen Weise aufgrund von dielektrischen Eigenschaften von Wasser in dem sich bewegenden Bogen (100) beeinflusst werden, eine minimale Differenz zwischen den Frequenzbereichen hinsichtlich des ersten Parameters und des zweiten Parameters zumindest 5 GHz beträgt; und Bestimmen (1204) von sowohl dem Trockensubstanzanteil als auch dem Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit auf der Grundlage des zumindest einen ersten Parameters, des zumindest einen zweiten Parameters und erhältlichen Informationen hinsichtlich einer Entfernung, die das elektromagnetische Signal zur Messung des zumindest einen zweiten Parameters durchlaufen hat.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Messen der ersten Resonanz in einem Resonatorsensor (102), der ein Paar von Resonatorteilen (102', 102") umfasst, zwischen denen der sich bewegende Bogen (100) gelegen ist.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Bestimmen der Informationen hinsichtlich der Entfernung, die durch das elektromagnetische Signal durchlaufen wird, durch Messung einer zweiten Resonanz des Resonators (102), der eine von der der ersten Resonanz verschiedene Frequenz aufweist; die zweite Resonanzfrequenz auf einen Luftabstand (300) zwischen den Resonatorteilen (102', 102") empfindlicher ist als auf den Trockensubstanzanteil und das Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit des sich bewegenden Bogens (100); und die Teile (102', 102", 104', 104") des Sender-Empfänger-Sensors (104) und des Resonatorsensors (102) auf derselben Seite des sich bewegenden Bogens (100) strukturell verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bestimmen der Informationen hinsichtlich der Entfernung, die das elektromagnetische Signal durchlaufen hat, unter Verwendung eines induktiven Entfernungssensors (400), wobei Teile (400', 400") des induktiven Entfernungssensors (400) und die Teile (102', 102") des Sender-Empfänger-Sensors (102) und der induktive Sensor (104) auf derselben Seite des sich bewegenden Bogens (100) strukturell verbunden sind.
Gerät zum Messen von Eigenschaften einer sich bewegenden Zellulose- Papier- oder Kartonbahn, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät einen Resonatorsensor (102), der dazu eingerichtet ist, zumindest einen ersten Parameter einer ersten Resonanz zu messen, die durch den sich bewegenden Bogen (100) in einem Frequenzbereich 1 GHz bis 25 GHz einer elektromagnetischen Strahlung hervorgerufen wird; einen Sender-Empfänger-Sensor (104), der zumindest ein Paar von Sender-Empfänger-Teilen (104', 104") umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens (100) gelegen sind, und der dazu eingerichtet ist, zumindest einen zweiten Parameter eines elektromagnetischen Signals zu messen, das zwischen den Sender-Empfänger-Teilen (104', 104") durch den sich bewegenden Bogen (100) in einem Frequenzbereich 25 GHz bis 1000 GHz übermittelt ist, wobei der zumindest eine erste Parameter und der zumindest eine zweite Parameter durch einen Trockensubstanzanteil und ein Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit des sich bewegenden Bogens (100) aufgrund von dielektrischen Eigenschaften von Wasser in dem sich bewegenden Bogen (100) in verschiedener Weise beeinflusst werden, wobei eine minimale Differenz zwischen den Frequenzbereichen hinsichtlich des ersten Parameters und des zweiten Parameters zumindest 5 GHz beträgt; und eine Verarbeitungseinheit (106) umfasst, die dazu eingerichtet ist, sowohl den Trockensubstanzanteil als auch das Gewicht von Wasser pro Flächeneinheit auf der Grundlage des zumindest einen ersten Parameters, des zumindest einen zweiten Parameters und erhältlicher Informationen hinsichtlich einer Entfernung zu bestimmen, die das elektromagnetische Signal zur Messung des zumindest einen zweiten Parameters durchlaufen hat.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonatorsensor (102) ein Paar von Resonatorteilen (102', 102") umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten des sich bewegenden Bogens (100) gelegen sind, der gemessen wird.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät eine Entfernungsmessvorrichtung (400) umfasst, die dazu eingerichtet ist, einen Abstand (402) hinsichtlich der Entfernung zu messen, die durch das elektromagnetische Signal zur Messung des zumindest einen zweiten Parameters durchlaufen wird.
Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (106) dazu eingerichtet ist, das Gewicht von Wasser des sich bewegenden Bogens (100) auf der Grundlage der ersten Funktion und den Trockensubstanzanteil des sich bewegenden Bogens (100) auf der Grundlage der zweiten Funktion zu bestimmen.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (106) dazu eingerichtet ist, den Trockensubstanzanteil auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz oder einer Breite der Resonanz und einer Phase des Signals zu bestimmen, und das Gewicht von Wasser auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz oder einer Breite der Resonanz und einer Phase des Signals zu bestimmen, wobei die erste und die zweite Funktion voneinander verschieden sind.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Sender-Empfänger-Teil (104', 104") einen Sender (500) und einen Empfänger (502) mit einer gemeinsamen Antenne (504) umfasst, und ein zweites Sender-Empfänger-Teil (104") eine Reflektoranordnung (506) umfasst; wobei der Sender (500) dazu eingerichtet ist, dass Signal in Richtung der Reflektoranordnung (506) durch den sich bewegenden Bogen (100) zu übermitteln, und die Reflektoranordnung (506) dazu eingerichtet ist, das Signal zu dem Empfänger (502) des ersten Sender-Empfänger-Teils (104') durch den Bogen (100) zurück zu reflektieren.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Sender-Empfänger-Teil (104') einen Sender (500) und einen Empfänger (502) mit einer gemeinsamen Antenne (504) umfasst, sowie ein zweites Sender-Empfänger-Teil (104") eine Antenne (600) und eine Verzögerungsleitung (602) umfasst; wobei der Sender (500) dazu eingerichtet ist, das Signal in Richtung des zweiten Sender-Empfänger-Teils (104") durch den sich bewegenden Bogen (100) zu übermitteln, die Antenne (600) des zweiten Sender-Empfänger-Teils (104") dazu eingerichtet ist, das Signal zu empfangen, die Verzögerungsleitung (602) dazu eingerichtet ist, das Signal zu verzögern, und die Verzögerungsleitung (602) dazu eingerichtet ist, das Signal zu der Antenne (600) des zweiten Sender-Empfänger-Teils (104") zurück einzugeben, die dazu eingerichtet ist, das Signal durch den sich bewegenden Bogen (100) zu dem Empfänger (502) des ersten Sender-Empfänger-Teils (104') zu senden.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sender-Empfänger-Teil (104') dazu eingerichtet ist, ein polarisiertes Signal auszugeben, eine Reflektoranordnung (506) auf der gegenüberliegenden Seite des sich bewegenden Bogens (100) dazu eingerichtet ist, das Signal in Verbindung mit der Reflexion in eine orthogonale Polarisation hinsichtlich der Ausgabepolarisation umzuwandeln, und dass das erste Sender-Empfänger-Teil (104') einen Polarisationstrenner (702) aufweist, um Ausgabe- und Eingabesignale voneinander auf der Grundlage der orthogonalen Polarisationen zu trennen.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Sender-Empfänger-Teil (104') einen Sender (500) und einen Empfänger (502) umfasst, die physikalisch mit ihren eigenen Antennen (904, 906) getrennt sind, und ein zweites Sender-Empfänger-Teil (104") eine sekundärseitige Empfangsantenne (908) umfasst, die dazu eingerichtet ist, das von dem Sender (500) ausgegebene Signal zu empfangen, einen Signalkanal (910), der dazu eingerichtet ist, das empfangene Signal von der sekundärseitigen Empfangsantenne (908) zu einer sekundärseitigen Sendeantenne (912) zu führen, und die sekundärseitige Sendeantenne (912) dazu eingerichtet ist, das Signal an die Antenne (906) des Empfängers (902) auszugeben.
Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausbreitungsrichtung der Transmission zwischen dem ersten Sender-Empfänger-Teil (104') und dem zweiten Sender-Empfänger-Teil (104") hinsichtlich einer Normalen auf den Bogen (100) geneigt ist.