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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines zylindrischen Heiztyp-Tabakartikels.
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HINTERGRUND
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Ein Tabakartikel, welcher durch Befüllen eines langen und dünnen zylindrischen Behälters mit rekonstituiertem Tabak (beispielsweise eine körnige Form aufweisend) aufgebaut ist, ist auf dem Markt erhältlich. Bei der Herstellung eines solchen Tabakartikels ist es erforderlich, die Füllmenge des rekonstituierten Tabaks strikt zu managen.
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Im Stand der Technik ist eine Vorrichtung zum Messen einer Füllmenge von geschreddertem Tabak auf Basis von elektrostatischer Kapazität zwischen einem Paar von elektrostatischen Elektroden, die in solcher Weise angeordnet sind, dass die elektrostatischen Elektroden zueinander gegenüberliegend über einen Tabakstab positioniert sind, bekannt gewesen (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). Auch ist eine Vorrichtung um Evaluieren einer Charakteristik eines Messobjektes durch Bestrahlen des Messobjekts mit Mikrowellen und Durchführen von Evaluierung basierend auf einem Verhältnis zwischen der Amplitude und der Phase der durch das Messobjekt transmittierten Mikrowellen bekannt gewesen (siehe beispielsweise Patentliteratur 2).
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ZITATELISTE
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PATENTLITERATUR
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- PTL 1: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer JP H11-346747 A
- PTL 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2015-161597 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Angelegenheiten gemacht worden und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, es zu ermöglichen, unter Verwendung eines Verfahrens, das für einen Tabakartikel angemessen ist, welcher durch sein Auffüllen mit rekonstituiertem Tabak aufgebaut ist, die Füllmenge des rekonstituierten Tabaks zu inspizieren und entsprechend einen Tabakartikel zu erzeugen, der mit einer angemessenen Menge an rekonstituiertem Tabak gefüllt ist.
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PROBLEMLÖSUNG
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Zum Lösen des obigen Problems umfasst ein Modus der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines zylindrischen Heiztyp-Tabakartikels, der mehrere Abschnitte umfasst, wobei jeder einen Durchmesser von 5,4 mm bis 7,8 mm aufweist, wobei der zylindrische Heiztyp-Tabakartikel zumindest einen Filterabschnitt mit einer Länge gleich oder länger 4 mm und gleich oder kürzer 8 mm und zumindest einen Tabakabschnitt mit einer Länge gleich oder länger als 8 mm und gleich oder kürzer als 18 mm umfasst, und das Verfahren umfasst: einen Prozess zum Bestrahlen des zylindrischen Heiztyp-Tabakartikels mit Mikrowellen während der Bewegung des zylindrischen Heiztyp-Tabakartikels in einer Richtung; einen Prozess zum kontinuierlichen Messen jeweiliger Phasen von durch den Filterabschnitt gesendeten Mikrowellen und durch den Tabakabschnitt gesendeten Mikrowellen; einen Prozess des Untersuchens einer Phasendifferenz einer durch den Tabakabschnitt transmittierten Mikrowelle relativ zu einer Phase einer durch den Filterabschnitt gesendeten Mikrowelle; und einen Prozess des Berechnens, basierend auf der Phasendifferenz, des Gewichts des rekonstruierten Tabaks, der im Tabakabschnitt enthalten ist; wobei der Tabakabschnitt den rekonstituierten Tabak mit einem Gewicht gleich oder kleiner 400 mg umfasst.
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Weiter umfasst ein Modus der vorliegenden Erfindung den obigen Modus, wobei der obige Modus weiter umfasst einen Prozess zum Ermitteln, vorab, von Beziehungen zwischen dem Gewicht und der Phasendifferenz für eine Vielzahl von zylindrischen Heiztyp-Tabakartikeln, wobei jeder zylindrische Heiztyp-Tabakartikel ein bekanntes, unterschiedliches Gewicht von darin enthaltenem rekonstituiertem Tabak aufweist; und der Prozess zum Berechnen einen Prozess für den Vergleich der Phasendifferenz, welche im Prozess des Untersuchens untersucht worden ist, mit der Beziehung umfasst, zum Identifizieren des Gewichts entsprechend der Phasendifferenz.
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Weiter umfasst zum Lösen des obigen Problems ein Modus der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines zylindrischen Heiztyp-Tabakartikels, der mehrere Abschnitte umfasst, wobei jeder einen Durchmesser von 5,4 mm bis 7,8 mm aufweist, wobei der zylindrische Heiztyp-Tabakartikel zumindest einen Filterabschnitt mit einer Länge gleich oder länger 4 mm und gleich oder kürzer 8 mm, und zumindest einen Tabakabschnitt mit der Länge gleich oder länger 8 mm und gleich oder kürzer 18 mm umfasst, und die Vorrichtung umfasst: einen Förderer zum Bewegen des zylindrischen Heiztyp-Tabakartikels in einer Richtung; eine Sendeantenne zum Senden von Mikrowellen an den zylindrischen Heiztyp-Tabakartikel auf dem Förderer; eine Empfangsantenne zum Empfangen einer durch den Filterabschnitt gesendeten Mikrowelle und einer durch den Tabakabschnitt gesendeten Mikrowelle; und eine Arithmetik-Einheit zum Berechnen des Gewichts von in dem Tabakabschnitt enthaltenen rekonstituiertem Tabak, basierend auf einer Phasendifferenz der sich auf den Tabakabschnitt beziehenden Mikrowelle relativ zu einer Phase einer sich auf den Filterabschnitt beziehenden Mikrowelle.
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VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, unter Verwendung eines Verfahrens, das für einen Tabakartikel angemessen ist, der durch seine Befüllung mit rekonstituiertem Tabak aufgebaut ist, die Füllmenge des rekonstituierten Tabaks zu inspizieren und entsprechend einen Tabakartikel zu erzeugen, der mit einer angemessenen Menge an rekonstituiertem Tabak gefüllt ist.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines zylindrischen Heiztyp-Tabakartikels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Messvorrichtung zum Messen des Gewichts von rekonstituiertem Tabak, der in einen Tabakabschnitt eines Tabakartikels gefüllt worden ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein Beispiel des Ergebnisses einer Messung, die Mikrowellen verwendet, eines Tabakartikels.
- 4 ist ein Beispiel des Ergebnisses einer Messung, die Mikrowellen verwendet, eines Tabakartikels.
- 5 ist ein Beispiel des Ergebnisses einer Messung, die Mikrowellen verwendet, eines Tabakartikels.
- 6 ist ein Beispiel einer Anordnung zu der Zeit, wenn ein Tabakartikel unter Verwendung von Mikrowellen gemessen wird.
- 7 ist ein Beispiel des Ergebnisses einer Messung, die Mikrowellen verwendet, eines Tabakartikels.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
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1 ist schematisches Konfigurationsdiagramm eines zylindrischen Heiztyp-Tabakartikels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Querschnitt entlang seiner Längsrichtung. Ein Tabakartikel 100 weist eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von beispielsweise 5,4 mm bis 7,8 mm auf und hat einen solchen Aufbau, dass mehrere Filterabschnitte und mehrere Tabakabschnitte in abwechselnder Weise in einer Längsrichtung angeordnet sind. Die Seitenfläche des Filterabschnitts 120 und die Seitenfläche des Tabakabschnitts 140 sind durch Außenverpackungspapier 160 in einer integrierten Weise abgedeckt, um zu verhindern, dass sich der Filterabschnitt 120 und der Tabakabschnitt 140 von einander trennen.
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Beispielsweise umfasst der Filterabschnitt 120 Azetatfasern und fungiert dazu, ein aus dem Tabakabschnitt 140 erzeugtes Aerosol zu filtern. Der Filterabschnitt 120 kann zusätzlich Aktivkohle umfassen. Die Länge des Filterabschnitts 120 in Längsrichtung des Tabakartikels 100 kann beispielsweise auf gleich zu oder länger als 4 mm und gleich oder kürzer als 8 mm eingestellt werden.
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Der Tabakabschnitt wird aufgebaut durch Einfüllen einer vorbestimmten Menge an rekonstituiertem Tabak 145 in einen Hohlteil, der zwischen zwei zusammenhängenden Filterabschnitten 120 konstruiert ist. Der rekonstituierte Tabak 145 ist ein Tabakmaterial, welches erhalten wird, indem zuerst getrockneter Blatttabak verarbeitet wird, um ihn in Pulverform zu bringen, das Pulver und ein Binder wie etwa Polysaccharid, Kalziumcarbonat oder dergleichen zusammen verknetet werden und das als Ergebnis des Knetens erhaltene Produkt wieder verarbeitet wird, um es zu einer vorbestimmten Form, wie etwa einer Blattform, einer Körnerform oder dergleichen zu formen. Beispielsweise kann der rekonstituierte Tabak 145 mit einer Körnerform erhalten werden, indem ein Extrusionsprozess auf das Produkt angewendet wird, welches durch Kneten des Tabakblattpulvers und der Binder gebildet ist. Die Länge des Tabakabschnitts 140 in Längsrichtung des Tabakartikels 100 kann so eingestellt werden, dass er beispielsweise gleich oder länger als 8 mm und gleich oder kürzer als 18 mm ist.
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Der in 1 gezeigte Tabakartikel 100 wird wie unten erläutert konstruiert. Auf der Innenseite des Außenverpackungspapiers 160, das gebogen worden ist, eine U-Form einzunehmen, um den gebildeten Raum dazu zu bringen, eine Öffnung an so einer Oberseite aufzuweisen, werden mehrere Filterabschnitte 120 in solcher Weise angeordnet, das zusammenhängende jeweilige Filterabschnitte um einen vorbestimmten Platz voneinander beabstandet sind. Der zwischen den Filterabschnitten 120 positionierte leere Teil wird als ein Hohlraumteil bezeichnet. Das Außenverpackungspapier 160 und die mehreren Filterabschnitte 120, die auf der Innenseite des Außenverpackungspapiers 160 angeordnet sind, werden durch eine Fördervorrichtung (beispielsweise einen in 2 gezeigten Förderer 210) befördert. Ein Vibrationsförderer ist in einer Position über der Fördervorrichtung installiert. Rekonstituierte Tabakkörner werden aus einem Puffertank dem Vibrationsförderer zugeführt und die Steuerung der Fördervorrichtung und des Vibrationsförderers wird auf solche Weise durchgeführt, dass die rekonstituierten Tabakkörner aus dem Tabakzufuhrloch, das im Vibrationsförderer gebildet ist, gemäß einem vorbestimmten Timing, welches mit der Bewegung des Hohlraumteils synchronisiert ist, welches sich über der Fördervorrichtung bewegt, und einer vorbestimmten Rate entsprechend der Menge von in den Hohlraumteil gefüllten, rekonstituiertem Tabakkörnchen herunterfallen. Als ein Ergebnis davon, das der rekonstituierte Tabak 145 in einen Hohlraumteil zwischen den Filterabschnitten 120 gefüllt wird, wird ein Tabakabschnitt 140 gebildet; und danach, indem die obere Öffnung des Außenverpackungspapiers 160 geschlossen wird, wird der Tabakartikel 100 in 1 vollendet.
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Der Tabakartikel 100, der eine Reihe von vielen Filterabschnitten 120 und Tabakabschnitten 140 oben erläutert, umfasst, wird in entsprechende Kapseln 102 aufgetrennt, indem der Zentralteil jedes der Filterabschnitte 120 in der Richtung orthogonal zur Längsrichtung geschnitten wird, nach Durchführen der Inspektion der Füllmenge des rekonstituierten Tabaks, die später erläutert wird. Eine einzelne Kapsel 102 ist eine Einheit, die verwendet wird, wenn man raucht. Wenn das Rauchen durchgeführt wird, wird der Tabakabschnitt 140 in der Kapsel 102 durch einen elektrischen Heizer oder dergleichen erhitzt und als Ergebnis wird ein Aerosol, das Tabakkomponenten enthält, aus dem rekonstituiertem Tabak 145 erzeugt.
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2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Messvorrichtung 200 zum Messen des Gewichts von rekonstituiertem Tabak 145, der in einen Tabakabschnitt 140 eines Tabakartikels 100 eingefüllt worden ist. Die Messvorrichtung 200 umfasst einen Förderer 210, eine Sendeantenne 220, eine Empfangsantenne 230, eine Arithmetikeinheit (beispielsweise einen, einen Prozessor umfassenden Computer) 240 und einen Speicher (beispielsweise eine computerlesbare Speichervorrichtung) 250. Es ist beispielsweise möglich, die Messvorrichtung 200 in einer Produktionsvorrichtung zu inkorporieren, die zum Herstellen des Tabakartikels 100 und der Kapsel 102 verwendet wird, wie oben erläutert, als einen Teil davon.
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Wie in 2 gezeigt, wird der Tabakartikel 100, der eine Kette von Filterabschnitten 120 und Tabakabschnitten 140 umfasst, durch den Förderer 210 befördert. Mikrowellen, die Frequenzen gleich oder größer 8 GHz und gleich oder kleiner 24 GHz aufweisen, werden kontinuierlich aus der Sendeantenne 220 zum Tabakartikel 100 auf dem Förderer 210 emittiert und aus dem Tabakartikel 100 gesendete Mikrowellen werden durch die Empfangsantenne 230 empfangen. Die Phase einer Mikrowelle ändert sich anhand der Durchlässigkeit eines Objektes, durch welches die Mikrowelle transmittiert ist. Es wird angenommen, dass der Tabakartikel 100 mit Mikrowellen bestrahlt wird, die alle eine Phase von φ0 aufweisen, und die Phase einer Mikrowelle, welche den Filterabschnitt 120 transmittiert hat, ändert sich zu φ1 und die Phase einer Mikrowelle, welche den Tabakabschnitt 140 transmittiert hat, ändert sich zu φ2. Die Arithmetikeinheit 240 berechnet das Gewicht des rekonstituierten Tabaks 145, der in jedem Tabakabschnitt 140 des Tabakartikels 100 eingefüllt ist, basierend auf der Phasendifferenz Δφ=φ2-φ1 von empfangenen Mikrowellen. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Verfahren zum Spezifizieren, aus der Phase von Mikrowellen, des Gewichts des rekonstituierten Tabaks erläutert.
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3 ist ein Beispiel eines Ergebnisses der Messung von Differenzen Δφ=φ2-φ1 zwischen den Phasen φ1 von durch die Filterabschnitte 120 transmittierten Mikrowellen und den Phasen φ2 von durch die Tabakabschnitte 140 transmittierten Mikrowellen in Bezug auf die Tabakartikel 100, in welche der rekonstituierte Tabak 145 mit verschiedenen bekannten Gewichtswerten (100 mg bis 400 mg) in die Tabakabschnitte 140 eingefüllt wird. Mikrowellen, welche die Wellenlänge von 8 GHz haben, werden zur Messung verwendet. In 3 zeigt die horizontale Achse das Gewicht des in dem Tabakabschnitt 140 enthaltenen rekonstituierten Tabaks 145 und zeigt die vertikale Achse die Phasendifferenz Δφ. Wie in dem Messbeispiel gezeigt, versteht sich, dass es eine lineare Beziehung zwischen der Phasendifferenz Δφ und dem Gewicht des rekonstituierten Tabaks 145 gibt (spezifischer, wenn das Gewicht des rekonstituierten Tabaks 145 von 0 mg bis 400 mg steigt, sinkt die Phasendifferenz Δφ linear von 0,02 (rad/mm)), auf -0,25 (rad/mm)). Somit, falls ein Messergebnis, wie etwa das in 3 gezeigte, vorab erhalten wird, kann das Gewicht des in dem Tabakabschnitt 140 enthaltenen, rekonstituierten Tabaks 145 aus der in Bezug auf den Tabakartikel 100, welches das Objekt der Messung ist, gemessenen Phasendifferenz Δφ erhalten werden.
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Spezifisch identifiziert die Arithmetikeinheit 240 eine Kalibrierungskurve (y = - 0,0007x + 0,017, im in 3 gezeigten Beispiel) aus einem Messergebnis, welches vorab erhalten wird, wie etwa das in 3 gezeigte, und speichert Koeffizienten der erhaltenen Kalibrierungskurve (-0,0007 und 0,017 im in 3 gezeigten Beispiel) im Speicher 250. Als Nächstes liest die Arithmetikeinheit 240 die Koeffizienten der Kalibrierungskurze aus dem Speicher 250 und wird das Gewicht des in dem Tabakabschnitt 140 eingefüllten rekonstituierten Tabaks 145 berechnet, indem eine Kalibrierungskurve der Wert der Phasendifferenz Δφ, die in Bezug auf den Tabakartikel 100, welcher das Objekt der Messung ist, gemessene Phasendifferenz Δφ angewendet wird.
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Obwohl es von der Menge der rekonstituierten Tabakkörnchen abhängt, die in den Tabakabschnitt 140 eingefüllt werden, können sich die rekonstituierten Tabakkörner innerhalb des Tabakabschnitts 140 bewegen und als Ergebnis können sie ungleichförmig darin verteilt sein und kann sich die Phase φ2 der Mikrowelle ändern. 4 und 5 sind Beispiele eines experimentellen Ergebnisses, welches den Effekt aufgrund der Ungleichmäßigkeit in Bezug auf die rekonstituierten Tabakkörner zeigt, innerhalb des Tabakabschnitts 140. In dem Experiment, in dem Zustand, wie dem in 6 gezeigten, wobei der Tabakartikel 100 um einen vorbestimmten Winkel gegenüber einer horizontalen Oberfläche H geneigt ist, wird die Phase φ2 der durch den Tabakabschnitt 140 gesendeten Mikrowelle gemessen. In dem Zustand, bei dem der Tabakartikel 100 gegenüber der horizontalen Oberfläche H geneigt ist, wenn die Füllmenge des rekonstituierten Tabaks 145 unzureichend ist, wird erwogen, dass die durch die rekonstituierten Tabakkörner im Tabakabschnitt 140 gebildete Oberfläche in Bezug auf die Längsrichtung des Tabakartikels 100, wie in 6 gezeigt, verkippt ist, und die Verteilung der rekonstituierten Tabakkörner im Tabakabschnitt 140 ungleichmäßig wird. In jeder von 4 und 5 repräsentiert die horizontale Achse Kippwinkel des Tabakartikels 100 gegenüber der horizontalen Oberfläche und repräsentiert die vertikale Achse gemessene Phasen φ2 an Mikrowellen.
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Hinsichtlich eines Tabakartikels 100 mit einem Durchmesser von 5,4 mm ist es möglich, basierend auf dem in 4 gezeigten experimentellen Ergebnis, zu verstehen, dass im Falle, dass die Füllmenge von rekonstituierten Tabakkörnern 200 mg oder 240 mg ist, Phasen φ2 von durch den Tabakabschnitt 140 gesendeten Mikrowellen weniger von Kippwinkeln des Tabakartikels 100 abhängen. Ähnlich, hinsichtlich eines Tabakartikels 100, in welchem die Länge des Tabakabschnitts 140 8 mm beträgt, ist es möglich, basierend auf dem experimentellen Ergebnis in 5 zu verstehen, dass Phasen φ2 von durch den Tabakabschnitt 140 gesendeten Mikrowellen weniger abhängig von Kippwinkeln des Tabakartikels 100 sind. Dies liegt daran, dass die Füllrate der rekonstituierten Tabakkörner in Bezug auf den Tabakabschnitt 140 in jeder der obigen Konstruktionen, welche die obigen Größen aufweisen, hoch ist und entsprechend die Ungleichmäßigkeit in Bezug auf die rekonstituierten Tabakkörner im Tabakabschnitt 140 kaum auftritt. Weiter ist es möglich, basierend auf dem in 4 gezeigten experimentellen Ergebnis zu verstehen, dass in dem Fall, bei dem Kippwinkel des Tabakartikels 100 gleich oder kleiner als etwa 30 Grad sind, die Phasen φ2 von Mikrowellen ungefähr konstant sind unabhängig von den Kippwinkeln. Somit, unter der Annahme, dass der Ungleichmäßigkeitsgrad in Bezug auf die rekonstituierten Tabakkörner im Tabakabschnitt 140 niedrig ist, ist es möglich, mit relativ guter Genauigkeit das Füllgewicht des rekonstituierten Tabaks 145 aus dem Wert der Phasendifferenz Δφ zu berechnen.
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7 zeigt Beispiele eines Ergebnisses, welches durch Durchführen von ähnlichen Experimenten wie jenen, die sich auf 4 und 5 beziehen, erhalten werden, indem Mikrowellen mit unterschiedlichen Frequenzen verwendet werden. Entsprechend dem experimentellen Ergebnis in 7, ist im Falle, bei dem Mikrowellen, die alle die Frequenz von 24 GHz aufweisen, verwendet werden, ist die Streuung von Phasen φ2 von durch den Tabakabschnitt 140 transmittierten Mikrowellen groß und andererseits, in dem Fall, bei dem Mikrowellen, welche alle eine Frequenz von 10 GHz aufweisen, verwendet werden, können Werte von Phasen φ2 stabil gemessen werden. Entsprechend versteht sich, dass für ein genaues Messen des Gewichts von dem rekonstituierten Tabak 145, der in den Tabakabschnitt 140 eingefüllt ist, es bevorzugt wird, eine Mikrowelle mit einer niedrigen Frequenz zu verwenden (beispielsweise einer Frequenz gleich oder niedriger als 10 GHz) .
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In der obigen Beschreibung sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert worden, und in dieser Hinsicht ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschrieben, und kann auf verschiedene Weisen innerhalb des Schutzumfangs verändert werden, der nicht vom Geist der Erfindung abweicht.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Tabakartikel
- 102
- Kapsel
- 120
- Filterabschnitt
- 140
- Tabakabschnitt
- 145
- rekonstituierter Tabak
- 160
- Außenverpackungspapier
- 200
- Messvorrichtung
- 210
- Förderer
- 220
- Sendeantenne
- 230
- Empfangsantenne
- 240
- Arithmetikeinheit
- 250
- Speicher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP H11346747 A [0003]
- JP 2015161597 A [0003]
