DE1598612C

DE1598612C - Measuring device

Info

Publication number: DE1598612C
Authority: DE
Inventors: Robert V Columbus Ohio Byrd (V St A)
Original assignee: Industrial Nucleonics Corp , Columbus, Ohio (V St A )
Publication date: 1971-09-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung einer Eigenschaft, insbesondere der Feuchtigkeit einer laufenden Bahn aus dielektrischem Meßgut, ζ. Β. Papier, deren Temperatur zeitlichen Schwankungen unterworfen ist. ·The invention relates to a device for measuring a property, in particular the Moisture of a moving web of dielectric material to be measured, ζ. Β. Paper whose temperature is temporal Is subject to fluctuations. ·

Die hauptsächliche Anwendung solcher Meßvorrichtungen liegt auf dem Gebiete der Feuchtigkeit von festen Körpern und der Messung der Zusammensetzung von Flüssigkeiten. Sie können auch zur Messung der Masse pro Längeneinheit, pro Flächeneinheit oder pro Raumeinheit von Materialien verwendet werden. Sie hängen in ihrer Betriebsweise von der Beziehung zwischen der an die Elektroden angelegten Spannung und dem die Meßvorrichtung durchfließenden elektrischen Strom ab.The main application of such measuring devices is in the field of humidity of solids and the measurement of the composition of liquids. You can also measure it the mass per unit of length, per unit of area or per unit of space of materials used will. They depend in their mode of operation on the relationship between the applied to the electrodes Voltage and the electrical current flowing through the measuring device.

Es ist bei Einrichtungen zum Messen einer dielektrischen Materialeigenschaft bekannt, die Temperatur des Prüfgutes zu messen und ihren Einfluß auf die Meßergebnisse zu kompensieren. Bei der Messung dielektrischer Flüssigkeiten werden die Elektroden in die Flüssigkeit eingetaucht, und es läßt sich eine relativ einfache Vorrichtung zur Temperaturkompensation dadurch erzielen, daß ein Thermometer in die Flüssigkeit getaucht und ein auf Temperatur ansprechendes Signal verwendet wird, um das Gerät gegen Temperaturänderungen, die in der Flüssigkeit selbst auftreten, zu kompensieren.It is known in devices for measuring a dielectric material property, the temperature of the test material and to compensate for their influence on the measurement results. When measuring dielectric liquids, the electrodes are immersed in the liquid and a achieve relatively simple device for temperature compensation in that a thermometer in the Liquid is immersed and a temperature responsive signal is used to power the device to compensate for temperature changes that occur in the liquid itself.

Bei Meßvorrichtungen zur Messung fester Materialien, bei denen die Elektroden in unmittelbarer Nähe oder in Berührung mit dem Material angeordnet sind, wird üblicherweise eine Umgebungstemperaturmeßvorrichtung vorgesehen, damit eine Temperaturkompensation vorgenommen werden kann. Bei derartigen Vorrichtungen wird die Messung jedoch dadurch ungenau, daß die Meßvorrichtung für die Außentemperatur nicht notwendigerweise die Temperatur anzeigt, die innerhalb des gemessenen Materials selbst herrscht. Dies gilt besonders für die Fälle, in denen das Material auf eine Temperatur oberhalb oder unterhalb der Umgebungstemperatur aufgeheizt oder abgekühlt wird, bei der die Meßvorrichtung normalerweise betrieben wird. Beispiele hierfür ergeben sich bei der Herstellung von Papier, Textilien oder Tabakprodukten, wo die besonders zweckmäßige Funktion einer Feuchtigkeitsmeß-Vorrichtung darin besteht, die Arbeitsweise eines Trockners zu überwachen oder zu steuern, der das Material aufheizt, damit die im Material vorhandene Feuchtigkeit ausgetrieben wird. Es wurde auch festgestellt, daß der Temperaturunterschied zwischen dem Material und der Umgebung der Temperaturmeßvorrichtung für die Außentemperatur aus verschiedenen Gründen nicht vorausgesagt werden kann. Beispielsweise ist es erwünscht, die Meßvorrichtung mit ihren Meßelementen im Reibeingriff mit dem durchlaufenden Material zu betreiben, so daß eine entsprechende Temperaturmeßvorrichtung bis zu einem gewissen Grade durch die auftretende Reibung erwärmt wird.In measuring devices for measuring solid materials, in which the electrodes are in the immediate Near or in contact with the material is usually an ambient temperature measuring device provided so that a temperature compensation can be made. With such devices, however, the measurement inaccurate in that the device for measuring the outside temperature does not necessarily measure the temperature that prevails within the measured material itself. This is especially true for the Cases where the material is at a temperature above or below ambient temperature is heated or cooled at which the measuring device is normally operated. Examples this arises in the manufacture of paper, textiles or tobacco products, where the particular useful function of a moisture measuring device consists of monitoring or controlling the operation of a dryer that uses the Material heats up so that the moisture present in the material is expelled. It was also found that the temperature difference between the material and the environment of the temperature measuring device for the outside temperature cannot be predicted for various reasons. For example, it is desirable, the measuring device with its measuring elements in frictional engagement with the to operate continuous material, so that a corresponding temperature measuring device up to is heated to a certain extent by the friction that occurs.

Die berührungslose Messung der Temperatur von bewegtem Material mittels Wärmestrahlungsempfänger ist, wie auch eine Kompensation einer dielektrischen Meßvorrichtung auf Temperatur, bekannt. Die Kompensation wurde dabei bisher in der Weise vorgenommen, daß eine Meßvorrichtung für die Umgebungstemperatur vorgesehen wurde.The non-contact measurement of the temperature of moving material by means of a thermal radiation receiver is known, as is a compensation of a dielectric measuring device for temperature. The compensation has so far been made in such a way that a measuring device for the ambient temperature was provided.

Demgegenüber ist Ziel der Erfindung die quantitative Bestimmung einer sich ändernden Eigenschaft einer laufenden Bahn, die eine Funktion der dielektrischen Eigenschaft ist, und zwar mit Hilfe einer Vorrichtung, die berührungsfrei und unabhängig von jedem Temperaturunterschied zwischen der laufenden Bahn und der Urngebung arbeitet.In contrast, the aim of the invention is the quantitative determination of a changing property a running web which is a function of dielectric property by means of a Device that is non-contact and independent of any temperature difference between the running Railway and the surrounding area works.

Dies wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung erreicht, die folgende, im einzelnen bekannte Merkmale aufweist:This is achieved according to the invention by an apparatus as follows, which are known in detail Features:

a) Eine Kapazitätsmeßvorrichtung zur Messung einer dielektrischen Eigenschaft des Meßgutes;a) A capacitance measuring device for measuring a dielectric property of the material to be measured;

b) eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur des Meßgutes auf Grund der Infrarotstrahlung mit einer der Geschwindigkeit der laufenden Bahn angepaßten geringen Zeitkonstante, die in Längsrichtung der Bahn in unmittelbarer Nähe der Vorrichtung a) angeordnet ist;b) a device for measuring the temperature of the material to be measured on the basis of the infrared radiation with a low time constant adapted to the speed of the running web, which is specified in The longitudinal direction of the web is arranged in the immediate vicinity of the device a);

c) eine Vorrichtung zur Messung der Umgebungstemperatur der Vorrichtung b);c) a device for measuring the ambient temperature of the device b);

d) eine Rechenschaltung, die einerseits den Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Vorrichtung kompensiert und andererseits die dielektrischen Meßwerte gemäß der Temperatur des Meßgutes korrigiert;d) a computing circuit, which on the one hand the influence of the ambient temperature on the device compensated and on the other hand the dielectric measured values according to the temperature of the material to be measured corrected;

e) eine mechanische Vorrichtung zum Bewegen eines die Vorrichtungen a), b) und c) enthaltenden Meßkopfes quer zur laufenden Meßgutbahn. e) a mechanical device for moving a device containing the devices a), b) and c) Measuring head transversely to the running material path.

Im Falle vorliegender Erfindung wird somit der Einfluß der Temperatur des Materials an sich auf die dielektrische Meßvorrichtung durch eine Messung der Infrarotstrahlung aus dem Material kompensiert. Die Temperaturmeßvorrichtung für die Umgebung dient dazu, die. Einflüsse der Umgebungstemperatur der Temperaturmeßvorrichtung zu kompensieren. Dadurch wird eine weit bessere Meßgenauigkeit als bisher erzielt, da die tatsächliche Bahntemperatur auf Grund der Infrarotstrahlung aus der Bahn zur Kompensation herangezogen wird.In the case of the present invention, the influence of the temperature of the material per se on the dielectric measuring device compensated by measuring the infrared radiation from the material. the Temperature measuring device for the environment is used to. Influences of the ambient temperature of the To compensate for temperature measuring device. This results in a far better measurement accuracy than before achieved, as the actual web temperature due to the infrared radiation from the web for compensation is used.

Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous designs are the subject of the subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt ~ The invention is explained below in conjunction with the drawing on the basis of exemplary embodiments. It shows ~

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Papierherstellmaschine mit einer erfindungsgemäßeri Meßvorrichtung,Fig. 1 is a perspective view of part of a papermaking machine with an inventive Measuring device,

Fig. 2 eine Schnittansicht durch die Infrarotstrahlungsmeßvorrichtung nach F i g. 1,Fig. 2 is a sectional view through the infrared radiation measuring device according to FIG. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2,Fig. 3 is a section along the line 3-3 of Fig. 2,

F i g. 4 ein Blockschaltbild, das die grundsätzliche Ausgestaltung einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung angibt,F i g. 4 is a block diagram showing the basic Specifies embodiment of an embodiment of a device according to the invention,

F i g. 5 ein vollständigeres Blockschaltbild der Vorrichtung nach F i g. 4 einschließlich einer speziellen Anordnung der Rechenschaltung,F i g. 5 is a more complete block diagram of the device according to FIG. 4 including a special one Arrangement of the computing circuit,

F i g. 6 ein Blockschaltbild, das eine Vorrichtung mit einer weiteren Ausgestaltung der Rechenschaltung nach T i g. 4 zeigt, undF i g. 6 is a block diagram showing an apparatus with a further embodiment of the computing circuit after T i g. 4 shows, and

Fig. 7 teilweise schematisch und teilweise als Blockschaltbild die Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Vorrichtung nach F i g. 6.7 shows, partly schematically and partly as a block diagram, the view of a preferred exemplary embodiment the device according to FIG. 6th

Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Vor-The invention is used in connection with a

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richtung zur Messung und/oder Steuerung der Feuch- wird die Kapazitätsmeßvorrichtung in Verbindungdirection for measuring and / or controlling the humidity is connected to the capacitance measuring device

tigkeit einer laufenden Papierbahn, die am Ausgang mit einer Verstellung des Abgleichmechanismus soactivity of a running paper web, which at the exit with an adjustment of the balancing mechanism so

einer Papierherstellmaschine, erhalten wird, beschrie- angeordnet, daß sie schwebend auf der Bahn 10 auf-a papermaking machine, is described- arranged that it is suspended on the web 10-

ben und dargestellt. Nach F i g. 1 tritt die laufende liegt. Auf diese Weise werden die Elektroden, die inpractice and illustrated. According to FIG. 1 occurs the current lies. In this way, the electrodes that are in

Bahn 10 aus einem Trockner aus, der eine Vielzahl 5 der Kapazitätsmeßvorrichtung angeordnet sind, inWeb 10 from a dryer, in which a plurality of capacitance measuring devices are arranged, in

von Walzen, z. B. 12 und 14, enthält. Die Trockner- elektrischen Kontakt mit dem Papier gebracht, wobeiof rollers, e.g. B. 12 and 14 contains. The dryer-made electrical contact with the paper, whereby

walzen werden mit Hilfe von Frischdampf beheizt, die Berührung aber so leicht ist, daß dadurch keinerollers are heated with the help of live steam, but the contact is so light that it does not cause any

der innen z. B. über Leitungen 16 zugeführt wird, Markierung oder Beschädigung des Papiers auftretenthe inside z. B. is supplied via lines 16, marking or damage to the paper occur

wobei die beheizten Oberflächen der Walzen die Tem- kann.the heated surfaces of the rollers can be the temperature.

peratur des Papiers erhöhen und die Feuchtigkeit aus io Durch einen exakten Eichvorgang wird eine Addern Papier austreiben. Die Feuchtigkeit wird in mittanzcharakteristik der elektrischen Kopplung zwi-Form von Dampf ausgetrieben, der kontinuierlich sehen der Kapazitätsmeßvorrichtung und dem Papier aus dem Bereich der Trockner, über ein entsprechen- in Bezug zur Feuchtigkeit des Papiers unter der Kades Ventilationssystem abgeführt wird. Letzteres pazitätsmeßvorrichtung gesetzt. Wegen der vielen kann Trockenluftdüsen, z. B. 18 und 20, aufweisen, 15 Veränderlichen bei den Schichtbildungs-, Trockdie von entgegengesetzten Seiten des Trockners nungs- und Kalandriervorgängen wird die vorzugsdurch die von benachbarten Walzen ausgebildeten weise gleichförmige Bahn einer Änderung sowohl in Lufttaschen gerichtet sind, ferner durch eine (nicht Bearbeitungsrichtung als auch quer dazu unterdargestellte) Haube über dem Trockner, wobei die worfen. Eine solche Veränderung tritt nicht nur im feuchte Luft aus dem Bereich des Trockners durch 20 Grundgewicht und in der Feuchtigkeit der Bahn, große Lüftergebläse abgesaugt wird. sondern auch in ihrer Temperatur auf.Increase the temperature of the paper and reduce the humidity Drive out paper. The moisture is in the middle of the electrical coupling between form expelled by steam, which continuously see the capacitance measuring device and the paper from the area of the dryer, about a corresponding- in relation to the humidity of the paper under the Kades Ventilation system is discharged. The latter set capacitance measuring device. Because of the many can dry air nozzles, e.g. B. 18 and 20, have 15 variables in the stratification, drying from opposite sides of the dryer and calendering operations, the preferred through the wise uniform trajectory formed by adjacent rollers of a change in both Air pockets are directed, further by a (not processing direction as well as transversely shown below) Hood over the dryer, with the tossed. Such a change does not only occur in the moist air from the area of the dryer by 20 basis weight and in the moisture of the web, large fan blower is extracted. but also in their temperature.

Nach dem Austritt aus dem Trockner wird die Die Papierbahn weist im Meßbereich eine mittlere warme Papierbahn 10 durch einen Kalander geführt, oder Nenntemperatur von etwa 38 bis 82° C mit dessen Walzen bei 22 mit Dampf beheizt werden, der einer normalen Abweichung von etwa ± 10° C von durch Leitungen bei 24 zugeführt wird, wobei das 25 der mittleren Nenntemperatur auf. Der Papier-Papier eine entsprechende Oberflächenbearbeitung hersteller betrachtet als Ziel die Steuerung des erhält. Das kalandrierte Papier wird anschließend Feuchtigkeitsgehaltes auf einen Wert, der so bemeszu großen Rollen bei 26 aufgewickelt, die für den sen ist, daß dann, wenn das Papier in einer Atmo-Weitertransport zum Verbraucher gestapelt werden: Sphäre von etwa 24° C und 45% relativer Feuch-After exiting the dryer, the paper web has a mean in the measuring range warm paper web 10 passed through a calender, or nominal temperature of about 38 to 82 ° C with the rollers of which are heated with steam at 22, which has a normal deviation of about ± 10 ° C from is fed through lines at 24, the 25 being the mean nominal temperature. The paper-paper A corresponding surface treatment manufacturer regards the control of the receives. The calendered paper is then moisture content to a value that is appropriate large rolls wound at 26, which is for the sen that when the paper is in an atmospheric onward transport stacked to the consumer: Sphere of around 24 ° C and 45% relative humidity

Das Papier soll in gleichförmigem Zustand sowohl 3° tigkeit im Gleichgewicht ist, die Feuchtigkeit im Pain bezug auf das Grundgewicht als auch auf die pier etwa 5V2*/o des Papiergewichtes ausmacht. Die Feuchtigkeit aufgewickelt werden, eine solche elektrischen Admittanzmessungen, auf die er sich Gleichförmigkeit soll über die ganze Breite der Bahn stützt, um dies zu erreichen, sind nicht direkt eine vorliegen. Um diese entscheidenden veränderlichen Funktion der Feuchtigkeit, sondern hängen von den Größen zu messen, wird eine Meßvorrichtung an 35 Zwischenparametern der komplexen Dielektrizitätseiner entsprechenden Stelle, im allgemeinen zwischen konstante des Papiers ab, die, wie weiter oben ausdem Ausgang des Kalanders und der Aufwickelrolle, geführt, eine sich ändernde Funktion der Papierangeordnet. Die Meßvorrichtung weist einen Meß- temperatur sind.The paper should be in a steady state both in terms of equilibrium and the moisture in the pain in relation to the basic weight as well as to the pier makes up about 5V2 * / o of the weight of the paper. the Moisture coiled, such electrical admittance measurements, to which it is based Uniformity is supposed to be across the full width of the web. In order to achieve this, the bases are not directly one are present. To this crucial changeable function of moisture, but depend on the To measure quantities, a measuring device at 35 intermediate parameters of the complex dielectricity of its corresponding point, generally between the constant of the paper, which, as described above Output of the calender and the take-up roll, guided, a changing function of the paper arranged. The measuring device has a measuring temperature.

kopf 28 auf, der oberhalb der Bahn angeordnet und Eine exakte Messung erfordert somit, daß in dashead 28, which is arranged above the web and an exact measurement thus requires that in the

so befestigt ist, daß er eine Hin- und Herbewegung 40 Feuchtigkeitsmeßsystem eine Abfühlvorrichtung ein-mounted so that it engages a reciprocating 40 moisture measuring system a sensing device

auf entsprechenden Führungsstangen 30 über die gebaut wird, die auf die Temperatur des Papiers an-on corresponding guide rods 30 over which is built, which depends on the temperature of the paper.

Breite der Bahn ausführen kann. Die Führungs- spricht; da das Papier ein massives Material ist, mußWidth of the web can run. The leadership speech; since the paper is a massive material, it must

stangen ihrerseits sind in einem Rahmen aufgenom- die Temperaturabfühlvorrichtung außerhalb des Pa-rods in turn are accommodated in a frame - the temperature sensing device outside the pa-

men, der senkrechte Ständer 32 und 34 besitzt, die piers angeordnet sein. Nachdem die Papiertemperaturmen, which has uprights 32 and 34, the piers are arranged. After the paper temperature

durch Querträger 36 und 38 miteinander verbunden 45 sich von Punkt zu Punkt quer zur Bahn wie auchconnected to one another by cross members 36 and 38 45 from point to point across the web as well

sind. in Längsrichtung der Bahn wesentlich ändert, ist esare. in the longitudinal direction of the web changes significantly, it is

Der Meßkopf 28 weist eine Betastrahlungs- wichtig, daß die Temperaturmessung auf den TeilThe measuring head 28 has a beta radiation important that the temperature measurement on the part

Anzeigevorrichtung auf, die Betastrahlung durch die des Papiers beschränkt bleibt, der durch die Kapa-Display device, the beta radiation remains limited by that of the paper, which through the capac-

Bahn hindurch aufnimmt. In diesem Falle wird eine zitätsmeßvorrichtung 46 gemessen wird. Damit sollPicks up the web. In this case a rate measuring device 46 is measured. So that should

radioaktive Betastrahlungsquelle unterhalb der Bahn 50 die Temperaturabfühlvorrichtung über die Breite derbeta radioactive source below web 50 the temperature sensing device across the width of the

in einem Gehäuse (nicht dargestellt) ähnlich dem Papierbahn in Längsrichtung zur Kapazitätsmeß-in a housing (not shown) similar to the paper web in the longitudinal direction for the capacitance measuring

Meßkopf 28 geführt und auf einem zweiten Paar von vorrichtung 46 abtasten.Measuring head 28 out and scan on a second pair of device 46.

Führungsstangen 40 und 42 unterhalb der Bahn 10 Der Meßkopf und andere verschiebbare Bauteile,Guide rods 40 and 42 below the track 10 The measuring head and other movable components,

hin- und herbewegt. Die Gehäuse für die radioaktive die der Kapazitätsmeßvorrichtung zugeordnet sind,moved back and forth. The housing for the radioactive which are assigned to the capacitance measuring device,

Quelle und die Anzeigevorrichtung sind in vertikaler 55 sind Umgebungstemperaturen ausgesetzt, die sichThe source and the display device are in a vertical position 55 are exposed to ambient temperatures which can vary

Richtung ausgerichtet und können über die Breite nicht nur von Zeit zu Zeit ändern, sondern auchDirectional and can not only change from time to time over the width, but also

der Bahn 10 abtasten, um das Grundgewicht zu mes- wesentlich von der zu messenden Temperatur desthe web 10 scan in order to measure the basis weight substantially from the temperature to be measured

sen. Die mechanische Vorrichtung wird von einem Papiers an sich abweichen können. Besonders hohesen. The mechanical device can differ from paper itself. Particularly high

Querantriebsmotor 44 angetrieben. Temperaturänderungen und TemperaturunterschiedeTransverse drive motor 44 driven. Temperature changes and temperature differences

Der Meßkopf 28 trägt ferner die Abfühlelemente 60 werden angetroffen, nachdem entweder die durchder Feuchtigkeitsmeßvorrichtung. Das primäre Ab- laufende Bahn oder der Meßkopf im normalen Meßfühlelement ist eine Kapazitätsmeßvorrichtung 46, die bereich eine bestimmte Zeit lang gefehlt hat. Das oberhalb der Bahn 10 auf einem entsprechenden, im Gestell für den Querverschiebungsmechanismus der Gehäuse 48 aufgenommenen Ausgleich- und Abheb- Meßvorrichtung verläuft in einigem Abstand obermechanismus abgestützt ist, der an zwei U-förmigen 65 halb der Kante der Bahn am entfernten Ende, damit Bügeln 50 befestigt ist, die mit dem Meßkopf 28 ver- der Meßkopf und die Kapazitätsmeßvorrichtung peribunden sind. Durch entsprechende Einstellung der odisch zu Zwecken der Normierung abgenommen vertikalen Stellung des Gehäuses 48 auf den Bügeln werden können. Im Falle der Feuchtigkeitsmeß-The measuring head 28 also carries the sensing elements 60 are encountered after either the through the Moisture measuring device. The primary payoff web or measuring head in the normal sensing element is a capacitance measuring device 46 which has been missing area for a certain period of time. The above the track 10 on a corresponding, in the frame for the transverse displacement mechanism of Housing 48 accommodated compensation and lifting measuring device runs at some distance above mechanism is supported on two U-shaped 65 half the edge of the web at the far end, so Brackets 50 are attached, which are connected to the measuring head 28 with the measuring head and the capacitance measuring device are. Appropriate setting of the odisch for normalization purposes vertical position of the housing 48 on the bracket can be. In the case of moisture measuring

vorrichtung beispielsweise ist es erwünscht, gelegentlich eine Normiereinstellung auf die elektronische Schaltung des Gerätes durchzuführen, wobei das Papier von der Nähe der Sondenelektroden entfernt wird. Durch das Abnehmen wird die Meßkopfanordnung Temperaturbedingungen unterworfen, die völlig verschieden von denen sind, die über der erwärmten Papierbahn angetroffen werden, was bewirkt, daß die Teile der Anordnung verhältnismäßig starken Wärmeübergängen ausgesetzt werden, wenn die Anordnung auf der Bahn zurückverschoben wird, damit die Messung wieder aufgenommen werden kann.device, for example, it is desirable occasionally a normalization setting to the electronic Perform circuitry of the device with the paper removed from near the probe electrodes will. As a result of the removal, the measuring head assembly is subjected to temperature conditions which are completely are different from those found above the heated paper web, causing the parts of the arrangement are exposed to relatively strong heat transfers when the arrangement is moved back on the web so that the measurement can be resumed.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt^ aus einem Teil des Meßkopfes 28 und seiner Haltevorrichtung. Dabei wird eine Infrarotstrahlungsabfühlvorrichtung 54 sichtbar, die über einen Arm 56 an dem Meßkopf 28 angebracht ist. Die Infrarotstrahlungsabfühlvorrichtung wird dabei oberhalb der Papierbahn im Abstand dazu versetzt geführt, so daß der Teil der laufenden Bahn beobachtet wird, der direkt bahnabwärts zur Kapazitätsmeßvorrichtung 46 und mit ihr ausgerichtet liegt. Die Abfühlvorrichtung 54 ist Teil der Feuchtigkeitsmeßvorrichtung.Fig. 1 shows a section ^ from a part of the measuring head 28 and its holding device. Included an infrared radiation sensing device 54 is visible, which via an arm 56 on the measuring head 28 is appropriate. The infrared radiation sensing device is spaced above the paper web led to offset so that the part of the running web is observed which is directly downstream to the Capacitance measuring device 46 and is aligned with it. The sensing device 54 is part of Moisture measuring device.

Bei der dargestellten Vorrichtung ist die Kapazitätsmeßvorrichtung 46 ein Streufeldkondensator, der mit der Bahn auf nur einer Seite gekoppelt ist. Bei einer derartigen Vorrichtung ist es vorteilhaft, die Infrarotstrahlungsabfühlvorrichtung auf der gleichen Seite der Bahn anzubringen, da dort allgemein eine Temperaturdifferenz von bis zu etwa 2° C zwischen den beiden Seiten der Bahn besteht. Zufriedenstellende Resultate können üblicherweise jedoch mit der Kapazitätsmeßvorrichtung und der Infrarotstrahlungsabfühlvorrichtung auf entgegengesetzten Seiten der Bahn erzielt werden, wobei die Kapazitätsmeßvorrichtung und/oder die Infrarotstrahlungsabsorptionsvorrichtung entweder oberhalb oder unterhalb der Bahn und entweder bahnaufwärts, bahnabwärts oder in unmittelbarer Nähe voneinander entsprechend dem zur Verfügung stehenden freien Raum im Bearbeitungssystem angeordnet sind. Die Kapazitätsmeßvorrichtung kann getrennte Elektroden oder Gruppen von Elektroden auf beiden Seiten der Bahn verwenden, wobei die Bahn zwischen den Elektroden durchläuft. Während der Meßkopf, der die Kapazitätsmeßvorrichtung aufnimmt, als das Gehäuse einer Anzeigevorrichtung für die Betastrahlungsmessung oder Strahlungsquellengehäuse beschrieben und dargestellt ist, kann der Meßkopf offensichtlich eine beliebige unabhängige Anordnung oder ein Zusatz zu einer anderen Art von Meßvorrichtung sein.In the device shown, the capacitance measuring device is 46 a stray field capacitor coupled to the web on one side only. In such a device, it is advantageous to have the infrared radiation sensing device on the same Side of the web to apply, as there is generally a temperature difference of up to about 2 ° C between on both sides of the track. However, satisfactory results can usually be achieved with of the capacitance measuring device and the infrared radiation sensing device on opposite sides Sides of the web are obtained, the capacitance measuring device and / or the infrared radiation absorption device either above or below the track and either up or down the track or in close proximity to each other are arranged according to the available free space in the processing system. the Capacitance measuring device can have separate electrodes or groups of electrodes on either side of the Use a track with the track passing between the electrodes. While the measuring head that the Capacity measuring device takes up as the housing of a display device for beta radiation measurement or radiation source housing is described and illustrated, the measuring head can obviously be any independent arrangement or an addition to another type of measuring device.

Die Einzelheiten für eine bevorzugte Ausführungsform der Abfühleinrichtung 54 sind in den F i g. 2 und 3 gezeigt. Diese Anordnung weist ein zylindrisches Metallgehäuse 60 mit einem einstückigen Befestigungsflansch 62 auf; das Gehäuse ist dabei von einem wärmeisolierenden Mantel 64 aus Kunststoffschaum umgeben. Im Inneren des Gehäuses 60 ist eine abgedichtete Kammer vorgesehen, die am oberen Ende durch einen Metalldeckel 66 und am unteren Ende durch ein für Infrarotstrahlung transparentes Fenster 68 abgeschlossen ist, das aus einer dünnen Kunststoffschicht, z. B. aus Polyesterfilm, besteht. In der abgedichteten Kammer ist in axialer Richtung oberhalb des Fensters 69 eine Infrarotstrahlungsanzeigevorrichtung mit einem Thermistor 70 und einer Infrarotstrahlungsabsorptionsvorrichtung, die aus einer Scheibe 72 aus geschwärzter Silberfolie besteht, angeordnet. Das Thermistorelement ist in eine abgedichtete Glaskapsel eingesetzt, die ihrerseits mit der Absorptionsscheibe mittels Epoxydkleber ver-S klebt ist.The details for a preferred embodiment of the sensing device 54 are shown in FIGS. 2 and 3 shown. This arrangement comprises a cylindrical metal housing 60 with an integral mounting flange 62 on; the housing is covered by a heat-insulating jacket 64 made of plastic foam surround. Inside the housing 60, a sealed chamber is provided, which is at the top End through a metal cover 66 and at the lower end through a transparent for infrared radiation Window 68 is completed, which is made of a thin layer of plastic, e.g. B. made of polyester film. In of the sealed chamber is an infrared radiation display device axially above the window 69 with a thermistor 70 and an infrared radiation absorber consisting of a disk 72 of blackened silver foil, arranged. The thermistor element is inserted into a sealed glass capsule, which in turn comes with the absorption disc is glued using epoxy adhesive.

Die Strahlungsabsorptionsscheibe 72 ihrerseits ist an zwei parallelen Kupferdrähten 74 und 76 aufgehängt, die verhältnismäßig dünn sind, so daß sie möglichst wenig wärmeleitend sind. Am linken EndeThe radiation absorption disk 72 in turn is suspended from two parallel copper wires 74 and 76, which are relatively thin, so that they are as little thermally conductive as possible. At the left end

ίο ist jeder Draht mit einer Metallöse 78 in einem Klemmbrett 80 aus Phenol verlötet, das in einer rinnenförmigen Aussparung 82 im äußeren Teil des Gehäuses 60 mittels Schrauben 84 befestigt ist. Der Boden der Aussparung 82 weist zwei Öffnungen 86 auf, durch die die Drähte durch die Metallwandung des Gehäuses hindurchgeführt sind, ohne daß das Gehäuse berührt wird. Am rechten Ende ist jeder Draht 74 und 76 durch ein axiales Loch im mittleren Leiter eines Durchführungsisolators, z. B. bei 88, geführt. Beim Zusammenbau wird der Durchhang eines jeden Drahtes beseitigt, ohne daß der Draht straff gespannt wird, und der Draht wird dann in seiner Stellung verlötet.ίο is every wire with a metal eyelet 78 in one Terminal board 80 made of phenol soldered in a groove-shaped recess 82 in the outer part of the Housing 60 is fastened by means of screws 84. The bottom of the recess 82 has two openings 86 through which the wires are passed through the metal wall of the housing without the The housing is touched. At the right end, each wire 74 and 76 is through an axial hole in the middle Head of a bushing insulator, e.g. B. at 88 out. When reassembling, the slack becomes a eliminates each wire without tensioning the wire taut, and the wire is then in its Position soldered.

Die Aufhängedrähte 74 und 76 verbinden den Thermistor 70 mit einer Zuführleitung 90, und dementsprechend werden die Thermistorleitungen 92 und 94 mit den Aufhängdrähten in der Nähe der Anzeigevorrichtung verlötet. Die Strahlungsabsorptionsscheibe 72 ist an ihren entgegengesetzten Seiten mit den entsprechenden Aufhängdrähten 74 und 76 mittels eines Epoxydklebers, z. B. bei 96, befestigt, wobei darauf zu achten ist, daß die Aufhängdrähte im Abstand von der Absorptionsscheibe durch den Epoxydkleber gehalten werden, so daß die Leitungen von der Scheibe elektrisch isoliert werden.The suspension wires 74 and 76 connect the thermistor 70 to a lead 90 and accordingly the thermistor leads 92 and 94 are soldered to the suspension wires in the vicinity of the display device. The radiation absorption disk 72 is on its opposite sides with the corresponding suspension wires 74 and 76 by means of an epoxy adhesive, e.g. B. at 96, attached, making sure that the suspension wires are held at a distance from the absorption disk by the epoxy adhesive, so that the lines are electrically isolated from the disk.

Am oberen Teil des Gehäuses 60 ist der Innendurchmesser vergrößert, damit ein metallüberzogener Glasspiegel 98, z. B. in Form eines Kugelsegmentes, eingesetzt werden kann, der einem idealen Paraboloid nahekommt. Um den äußeren Umfang herum ist der Spiegel mit dem Gehäuse 60 mittels Klebstoff (bei 100) und ferner auch mit seinem Scheitel 102 an der oberen Abdeckung 66 verbunden. Der Spiegel 98 kann Infrarotstrahlung, die aus der Bahn 10 (F i g. 1) austritt und durch das Fenster 68 eintritt, auf die Strahlungsabsorptionsscheibe 72 fokussieren. Die Scheibe ist in unmittelbarer Nähe und in Wärmeaustauschbeziehung zu dem Thermistor 70 angebracht. At the upper part of the housing 60, the inner diameter is enlarged so that it is metal-coated Glass mirror 98, e.g. B. in the form of a spherical segment can be used, which is an ideal paraboloid comes close. The mirror is attached to the housing 60 around the outer circumference by means of adhesive (at 100) and also connected to its apex 102 on the top cover 66. The mirror 98 infrared radiation exiting web 10 (FIG. 1) and entering through window 68 can be directed at the Focus radiation absorption disk 72. The disk is in close proximity and in a heat exchange relationship attached to the thermistor 70.

Die die Strahlungsanzeigevorrichtung aufnehmende abgedichtete Kammer ist nach außen durch einen Totluftraum wärmeisoliert, der von dem Fenster 68 und einem zweiten ähnlichen Fenster 104 umschlossen ist, welches an einer Verlängerung 106 des Gehäuses 60 befestigt und über Schrauben bei 108 damit verbunden ist. Das Fenster 68 ist mit einem ringförmigen Abstandsstück 110 verbunden, welches zwischen dem Gehäuse 60 und seiner Verlängerung 106 eingeklemmt ist, wobei entsprechende Dichtungen aus synthetischem Gummi, wie bei 112, auf beiden Seiten des Abstandsstückes vorgesehen sind. In ähnlicher Weise ist das äußere Fenster 104 mit einer ringförmigen Abdeckscheibe 114 verbunden, welche mit der Gehäuseverlängerung über Schrauben, wie bei 116, befestigt ist. Eine Dichtung 118 aus synthetischem Gummi ist zwischen Fenster und Gehäuseverlängerung eingesetzt.The sealed chamber receiving the radiation indicator is outwardly through a Dead air space thermally insulated, which is enclosed by the window 68 and a second similar window 104 which is attached to an extension 106 of the housing 60 and via screws at 108 therewith connected is. The window 68 is annular Spacer 110 connected between the housing 60 and its extension 106 is clamped, with appropriate synthetic rubber seals, as at 112, on both Sides of the spacer are provided. Similarly, the outer window 104 is provided with a annular cover plate 114 connected, which with the housing extension via screws, such as at 116, is attached. A synthetic rubber seal 118 is between the window and the housing extension used.

Zusätzlich zu der Infrarotstrahlung aus der BahnIn addition to the infrared radiation from the train

7 87 8

10, die auf der Strahlungsanzeigevorrichtung er- die gestrichelte Linie 138 b angedeutet ist, erzeugt10, which is indicated by the dashed line 138 b on the radiation display device, is generated

scheint, nimmt letztere eine Infrarotstrahlung aus wird. Dieses mechanische Ausgangssignal ändert sichseems, the latter takes an infrared radiation from being. This mechanical output signal changes

dem Gehäuse und zugeordneten Teilen auf Grund in Abhängigkeit von Änderungen in der Eigenschaftthe housing and associated parts due to changes in the property

der Umgebungstemperaturen auf. Wärme wird auch des zu messenden Materials, ist jedoch auch einerthe ambient temperatures. Heat is also the material to be measured, but it is also one

über die Aufhängdrähte 74 und 76 in die Anzeige- 5 Veränderung auf Grund von Temperaturänderungenvia the suspension wires 74 and 76 in the display 5 change due to temperature changes

vorrichtung hinein- und aus dieser abgeleitet. Um im Material unterworfen.device in and out of this. To be subjected in the material.

die Wirkung dieser sich ändernden Umgebungs- Dementsprechend wird das Ausgangssignal von temperaturbedingungen auf dem Infrarotstrahlungs- einer Kompensationsanordnung 154 mit zwei Ababfühlthermistor 70 anzuzeigen, ist eine Temperatur- schnitten 154 a und 154 b verarbeitet. Der Kompenabfühlvorrichtung, die einen Thermistor 120 enthält, 10 sationsabschnitt 154 a nimmt das Signal auf der Leiauf der Oberfläche des Glasreflektors 98 in geringem tung 142 aus der Infrarotstrahlungsabfühlvorrichtung Abstand von dessen Rand befestigt. Der Abstand 140 auf und benutzt dieses Signal, um dem Einfluß wird so gewählt, daß er einen Befestigungspunkt mit von Temperaturänderungen in der laufenden Bahn einer Wärmeübergangscharakteristik festlegt, die dem auf das Ausgangssignal 138 b entgegenzuwirken. Der mittleren Einfluß der Gehäusetemperaturänderungen 15 Kompensationsabschnitt 154 b nimmt das Signal auf auf den Anzeigethermistor 70 angepaßt ist. Der Ther- der Leitung 146 aus der Umgebungstemperaturinistor 120 ist mit der Oberfläche des Reflektors mit- abfüllvorrichtung auf und benutzt dieses Signal, um tels eines Epoxydklebers verbunden. Eine der Leitun- den Einflüssen der Umgebungstemperaturänderungen gen 122 des Temperaturabfühlthermistors ist mit dem auf das Ausgangssignal 138 b, wie es von dem Kom-Aufhängdraht 74 verlötet. Die andere Leitung ist ge- 20 pensationsabschnitt 154 α verändert wurde, entgegentrennt durch einen Durchführungsisolator 124 nach zuwirken. Der gesamte Rückkopplungskreis wird außen geführt und mit dem Zuführkabel 90 verbun- durch Anwendung des zweifach geänderten Ausden. Das Kabel 90 nimmt auch einen Erdungsdraht gangssignals geschlossen, das durch die Stellung eines 126 auf, der an das Gehäuse 60 über eine Erdungs- mechanischen Bauteiles bestimmt wird, welches schraube 128 angeschlossen ist. 25 durch die gestrichelte Linie 138 c dargestellt wird,The effect of this changing environment is accordingly to display the output signal of temperature conditions on the infrared radiation of a compensation arrangement 154 with two sensing thermistors 70, a temperature section 154 a and 154 b is processed. The Kompenabfühlvorrichtung, which contains a thermistor 120, 10 sationsabschnitt 154 a takes the signal on the Leiauf the surface of the glass reflector 98 in low device 142 from the infrared radiation sensing device attached distance from its edge. The distance 140 on and uses this signal to influence the influence is selected so that it defines a point of attachment with temperature changes in the running web of a heat transfer characteristic which counteract that on the output signal 138 b. The mean influence of the housing temperature changes 15 compensation section 154 b receives the signal on the display thermistor 70 is adapted. The thermal line 146 from the ambient temperature inistor 120 is connected to the surface of the reflector with filling device and uses this signal to connect it by means of an epoxy adhesive. One of the line influences of the ambient temperature changes in 122 of the temperature sensing thermistor is with that on the output signal 138 b, as soldered from the Kom suspension wire 74. The other line is compensation section 154 α has been changed, separated by a bushing insulator 124 to act. The entire feedback circuit is routed outside and connected to the feeder cable 90 by using the double-changed output. The cable 90 also receives a ground wire input signal closed, which is determined by the position of a 126, which is connected to the housing 60 via a grounding mechanical component, which screw 128 is connected. 25 is represented by the dashed line 138 c ,

Eine schematische Ausführungsform gemäß der damit der Ausgang aus einer veränderbaren Energie-Erfindung ist in F i g. 4 gezeigt, in der die Kapazitäts- quelle 134 α eingestellt wird, welche die Erregermeßvorrichtung 46 zwei im Abstand voneinander spannung in die Elektroden 130 und 132 einspeist, angeordnete Elektroden 130 und 132 aufnimmt, die Die Ableseanzeige wird durch die mechanische Einvorzugsweise in Berührung mit der Meßgutbahn 10 30 stellung 138 d eines Zeigers 156 auf einer Meßskala stehen. Diese Elektroden koppeln elektrisch eine 158 eines Streifen-Registriergerätes (nicht dargestellt) Energiequelle 134 und eine Anzeigevorrichtung 136 ausgedrückt.A schematic embodiment according to which the output from a variable energy invention is thus shown in FIG. 4, in which the capacitance source 134 α is set, which the excitation measuring device 46 feeds two electrodes 130 and 132 arranged at a distance from one another voltage in the electrodes 130 and 132. The reading display is preferably in contact with the Measuring material web 10 30 position 138 d of a pointer 156 are on a measuring scale. These electrodes electrically couple a stripe recorder 158 (not shown) power source 134 and a display device 136.

mit dem Material. Die Anzeigevorrichtung weist eine Eine weitere Ausführungsform der Anordnung entsprechende Einrichtung auf, die auf eine elek- nach Fig. 4 ist in Fig. 6 dargestellt. Hier wird das irische Admittanzcharakteristik der Kopplung zwi- 35 Ausgangssignal auf der Leitung 142 aus der Infrarotschen Material und Kapazitätsmeßvorrichtung an- strahlungsabfühlvorrichtung 140 mit der Umgebungsspricht, damit ein Ausgangssignal auf der Leitung temperaturabfühlvorrichtung 144 verbunden. Die 138 erzeugt wird, das den Wert der gesuchten Ma- Temperaturabfühlvorrichtung ist in einen Stromkreis terialeigenschaft angibt. Eine Infrarotstrahlungs- eingeschaltet, der den Einflüssen der Umgebungsabfühlvorrichtung 140 ist im Abstand von der Meß- 40 temperaturänderungen auf das Ausgangssignal 142 gutbahn 10 befestigt, damit die Infrarotstrahlung aus der Strahlungsabfühlvorrichtung so entgegenwirkt, der Bahn angezeigt wird. Die Strahlungsanzeige- daß ein Signal auf der Leitung 142 a erzeugt wird, das vorrichtung enthält den Thermistor 70 (F i g. 2) und die Materialtemperatur anzeigt und unabhängig von eine zugeordnete Schaltung zur Erzeugung eines Si- den Einflüssen der Umgebungstemperatur auf die gnals auf der Leitung 142, das die Temperatur der 45 Strahlungsabfühlvorrichtung 140 ist. Das Anzeige-Bahn angibt, wie sie durch den Betrag an Infrarot- signal für die Materialtemperatur wird in einer entstrahlung festgelegt wird, welche auf die Strahlungs- sprechenden Kompensationsschaltung 160 mit dem abfüllvorrichtung 140 auftrifft. Eine Temperatur- die Materialeigenschaft anzeigenden, nicht kompenabfühlvorrichtung 144, die den Thermistor 120 sierten Signal auf der Leitung 138 b kombiniert, das (F i g. 2) und dessen zugeordnete Schaltung enthält, 50 von der dielektrischen Anzeigevorrichtung 136 b beerzeugt ein Signal auf der Leitung 146, das die Um- reitgestellt wird. Der quantitative Wert der gemessegebungstemperatureinflüsse auf die Strahlungs- nen Eigenschaft wird durch ein analoges Ausgangsanzeigevorrichtung 140 anzeigt. Eine Rechenschal- signal auf der Leitung 150 angezeigt, das Ausgangstung 148 nimmt die Signale aus der mit der Kapazi- signal ist dabei unabhängig von Änderungen in der tätsmeßvorrichtung gekoppelten Anzeigevorrichtung, 55 Temperatur des Materials.with the material. The display device has a device which corresponds to a further embodiment of the arrangement and which is based on an electronic device according to FIG. 4 is shown in FIG. Here, the Irish admittance characteristic of the coupling between the output signal on line 142 from the infrared material and capacitance measuring device radiation sensing device 140 is connected to the environment so that an output signal on line temperature sensing device 144 is connected. The 138 is generated, which specifies the value of the desired Ma temperature sensing device is in a circuit material property. An infrared radiation switched on, the influences of the ambient sensing device 140 is fixed at a distance from the measurement 40 temperature changes on the output signal 142 good web 10, so that the infrared radiation from the radiation sensing device counteracts so that the web is displayed. The radiation indicator - that a signal is generated on line 142 a, the device contains the thermistor 70 (FIG. 2) and indicates the material temperature and independently of an associated circuit for generating a signal on the influences of the ambient temperature on the signal line 142, which is the temperature of radiation sensing device 140. The display path indicates how it is determined by the amount of infrared signal for the material temperature in a de-radiation that impinges on the radiation-speaking compensation circuit 160 with the filling device 140. A temperature-indicating material property of not kompenabfühlvorrichtung 144, the thermistor 120 overbased signal b combined on line 138, the (F i g. 2), and contains its associated circuit 50 of the dielectric display device 136 b beer demonstrates a signal on the Line 146, which is to be rerouted. The quantitative value of the measured ambient temperature influences on the radiation property is displayed by an analog output display device 140. An arithmetic logic signal is displayed on the line 150, the output 148 takes the signals from the capacitance signal and is independent of changes in the display device coupled to the measuring device, 55 temperature of the material.

der Strahlungsabfühlvorrichtung und der Tempe- Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 7the radiation sensing device and the tempe- Another embodiment is shown in FIG

raturabfühlvorrichtung auf und erzeugt ein Ausgangs- dargestellt, die im einzelnen eine Anordnung ent-temperature sensing device and generates an output shown, which in detail an arrangement

signal auf der Leitung 150, das den quantitativen sprechend der Anordnung nach F i g. 6 wiedergibt.signal on line 150 which corresponds to the quantitative speaking of the arrangement according to FIG. 6 reproduces.

Wert der gemessenen Materialeigenschaft unabhängig In diesem Beispiel liefert die Energiequelle eineValue of the measured material property independent In this example the energy source supplies a

von Temperaturänderungen in der Meßgutbahn an- 60 Spannung, die mit zwei diskreten und weitgehendof temperature changes in the test material web tension, with two discrete and largely

zeigt. verschiedenen Frequenzen oszilliert. Die hohe Fre-indicates. oscillates at different frequencies. The high fre-

Die mit 148 in F i g. 4 bezeichnete Rechenschal- quenz wird von einem HF-Oszillator 162 erzeugt, dieThe 148 in FIG. 4 designated computing frequency is generated by an RF oscillator 162, the

tung kann in vielfältiger Weise ausgebildet sein. niedrige Frequenz von einem NF-Oszillator 164, derdevice can be designed in many ways. low frequency from a low frequency oscillator 164, the

F i g. 5 zeigt eine Schaltanordnung, bei der eine An- an ein Potentiometer 166 gelegt ist.F i g. 5 shows a switching arrangement in which a potentiometer 166 is connected.

Zeigevorrichtung 136« ein elektrisches Ausgangs- 65 Die Spannung aus dem HF-Oszillator und ein TeilPointing device 136 «an electrical output 65 The voltage from the RF oscillator and part

signal auf der Leitung 138 a erzeugt, das von einem der Spannung aus dem NF-Oszillator, die von dersignal on line 138 a generated by one of the voltage from the LF oscillator, which is from the

Servosystem 152 aufgenommen und verarbeitet wird, beweglichen Anzapfung 166 a des Potentiometers 166Servo system 152 is recorded and processed, movable tap 166 a of the potentiometer 166

damit ein mechanisches Ausgangssignal, wie es durch abgenommen wird, werden in entsprechende Kombi-so that a mechanical output signal, as it is picked up by, are in appropriate combination

9 109 10

nierschaltungen 167 eingespeist. Ein Ausgang dieser Temperatur des Papiers auf einem festen Nenn-circuitry 167 fed. An output of this temperature of the paper on a fixed nominal

Kombinierschaltungen wird so über einen Phasen- temperaturwert bleibt.Combination circuits will thus remain above a phase temperature value.

wandler 168 an die Elektrode 130 gelegt, daß ein Damit das Millivoltausgangssignal genau die Wechselstrom doppelter Frequenz an die Verbin- Feuchtigkeit anzeigen kann, wenn die Temperatur dungssteile 170, die mit der anderen Elektrode 132 5 des Papiers von der Nenntemperatur abweicht, isttransducer 168 placed on the electrode 130 , so that the millivolt output signal can display exactly the alternating current twice the frequency to the connec- tion moisture when the temperature is training parts 170, which deviates from the nominal temperature with the other electrode 132 5 of the paper

verbunden ist, gegeben wird. Die Kombinierschaltun- die Anzapfung 190 a an die andere Ausgangsklemmeconnected is given. The combination circuit tap 190 a to the other output terminal

gen 167 erregen auch die Leitung 172, wobei ein 196 in Reihe mit einer durch die Temperaturabwei-gen 167 also excite the line 172, with a 196 in series with a

gleich großer und entgegengesetzt gerichteter Strom chung bedingten Millivoltspannung geschaltet, dieequally large and oppositely directed current chung-related millivolt voltage switched, the

an die Verbindungsstelle 170 über einen Abgleich- aus einer Brückenschaltung 198 erhalten wird, welcheto the junction 170 via an alignment from a bridge circuit 198, which

kondensator 174 bei fehlender Bahn 10 an die Kapa- to den Infrarotstrahlungsabfühlthermistor 70 und dencapacitor 174 in the absence of web 10 to the capacitors to the infrared radiation sensing thermistor 70 and the

zitätsmeßvorrichtung gegeben wird, z.B., wenn die Temperaturabfühlthermistor 120 aus den Fig. 2Zitätsmeßvorrichtung is given, for example, if the temperature sensing thermistor 120 of FIG

Kapazitätsmeßvorrichtung zu Normierzwecken in der und 3 enthält.And 3 contains capacitance measuring device for normalization purposes.

in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Weise von ■■ Die Brückenschaltung 198 wird von einer entspre-in connection with FIG. 1 described manner of ■■ The bridge circuit 198 is of a corresponding

der Bahn entfernt wirdi chenden Konstantspannungsquelle, z. B. der Batteriethe web is removed beingi sponding constant voltage source, z. B. the battery

Die Verbindung 170 der Kapazitätsmeßvorrichtung 15 200, gespeist. Der Thermistor 70 ist an die Span-The connection 170 of the capacitance measuring device 15 200 is fed. The thermistor 70 is connected to the

und des Abgleichkondensators ist an den Eingang nungsquelle in Reihe mit einem Widerstand 201 ge-and the adjustment capacitor is connected to the input voltage source in series with a resistor 201

eines Anzeigeverstärkers 176 gelegt. Wenn die Kapa- legt; der Thermistor 120 ist mit der Spannungsquellea display amplifier 176 placed. When the capa; the thermistor 120 is with the voltage source

zitätsmeßvorrichtung in die Nähe der Bahn 10 ge- in Reihe mit einem Widerstand 202 verbunden. Zweiity measuring device in the vicinity of the track 10 connected in series with a resistor 202 . Two

bracht wird, sind die. Ströme durch die Kapazitäts- Widerstände 204 und 206 sind ebenfalls in Reihe anis brought, they are. Currents through capacitance resistors 204 and 206 are also in series

meßvorrichtung und . durch den Kondensator 174 20 die Batterie gelegt. Die Verbindung 208 der Wider-measuring device and. through the capacitor 174 20 placed the battery. The connection 208 of the cons

nicht mehr im Gleichgewicht, und das Potential an stände 204 und 206 ergibt eine Bezugspotentialstelleno longer in equilibrium, and the potential at stands 204 and 206 results in a reference potential point

der Verbindungsstelle 170 versucht sich zu ändern. in der Brückenschaltung.junction 170 is trying to change. in the bridge circuit.

Dieser Tendenz wird durch den Anzeigeverstärker Der Wert des Widerstandes 201 wird so eingestellt, entgegengewirkt, dessen Ausgang einen Stromfluß in daß die Verbindung 210 des Widerstandes 201 und die Verbindungsstelle 170 über den Rückkopplungs- 25 des Thermistors 70 auf Bezugstemperatur liegt, die kondensator 178 verursacht. Der Strom auf Grund etwa der mittleren Temperatur des Materials entder Gegenkopplung ist gleich groß und entgegen- spricht, wenn die Maschine im normalen Betrieb gesetzt dem Unsymmetriestrom, der in die vor- arbeitet. Der Wert des Widerstandes 202 wird so einerwähnte Verbindung fließt, so daß die Verbindung gestellt, daß die Verbindung 212 mit dem Thermistor immer auf Null-Potential gehalten wird. 3° 120 auf Bezugspotential liegt, wenn das Gehäuse 60 , Der Ausgang 180 des Anzeigeverstärkers ergibt (F i g. 2) und benachbarte Teile auf einer mittleren eine Spannung, die sich aus zwei Spannungen mit Betriebstemperatur liegen, wobei die Anordnung aus den entsprechenden niedrigen und hohen Frequenzen Anzeigekopf und Kapazitätsmeßvorrichtung über der zusammensetzt, welche durch die Oszillatoren 162 Bahn in der Meßstellung nach F i g. 1 angeordnet ist. und 164 erzeugt werden. Die HF-Spannung wird 35 Wenn die Bahntemperatur von der ausgewählten durch einen HF-Modulator 182 und die NF-Span- Nenntemperatur abweicht, ergibt die Potentialdiffenung durch einen NF-Demodulator 184 demoduliert. renz zwischen der Verbindungsstelle 208 und der Die Ausgänge aus den beiden Demodulatoren wer- Verbindungsstelle 210 ein Millivoltsignal, das die den in eine Servoverstärkerschaltung 186 eingespeist, Temperaturabweichung, wie sie von dem Infrarotdie einen Nullspannungseingang aufnimmt, wenn das 40 strahlungsabfühlthermistor 70 festgestellt wird, anVerhältnis der Spannungen aus den beiden Demo- zeigt, obgleich das Signal von den Umgebungstempedulatoren gleich eins ist. Eine Änderung dieses Ver- raturbedingungen beeinflußt wird. Wenn die Umhältnisses bewirkt, daß der Servoverstärker einen gebungstemperatur von dem Nenn- oder Mittelwert Servomotor 188 erregt, der die bewegliche Anzap- abweicht, ergibt die Potentialdifferenz zwischen den fung 166 α des Potentiometers 166 antreibt. Auf diese 45 Verbindungsstellen 208 und 212 ein Millivoltsignal, Weise wird die NF-Erregerspannung, die in die das proportional der Abweichung ist, die an den in Kapazitätsmeßvorrichtung eingespeist wird, konti- Reihe geschalteten Spannungsteilerwiderständen 214 nuierlich eingestellt, so daß das konstante Verhältnis und 216 auftritt.This tendency is determined by the display amplifier The value of resistor 201 is adjusted to counteract the output of a current to flow in that the compound is 210 of the resistor 201 and the junction 170 via the feedback 25 of the thermistor 70 to the reference temperature, the capacitor 178 causes. The current due to the mean temperature of the material or the negative feedback is the same size and counteracts when the machine is set in normal operation to the asymmetry current that is working in the preliminary. The value of the resistor 202 will flow in such a way that the connection is made such that the connection 212 with the thermistor is always held at zero potential. 3 ° 120 is at reference potential when the housing 60, the output 180 of the display amplifier (Fig. 2) and adjacent parts on a middle one voltage, which are made up of two voltages with operating temperature, the arrangement from the corresponding low and high frequencies display head and capacitance measuring device is composed to the passing through the oscillators 162 web in the measuring position to F i g. 1 is arranged. and 164 are generated. The HF voltage is 35. If the track temperature deviates from the temperature selected by an HF modulator 182 and the nominal LF span temperature, the potential difference is demodulated by an LF demodulator 184. ence between the junction 208 and the outputs from the two demodulators advertising interface 210 a millivolt signal that the the fed to a servo amplifier circuit 186, the temperature deviation, as it receives from the Infrarotdie a zero voltage input, when the 40 strahlungsabfühlthermistor is determined 70, anVerhältnis the Voltages from the two demo shows, although the signal from the ambient tempedulators is equal to one. A change in this default condition is influenced. If the circumstance causes the servo amplifier to excite an ambient temperature from the nominal or mean value servo motor 188 which deviates the movable tap, the potential difference between the fungus 166 a of the potentiometer 166 drives. In this 45 connection points 208 and 212 a millivolt signal, the LF excitation voltage, which is proportional to the deviation that is fed to the voltage divider resistors 214 connected in series in the capacitance measuring device, is precisely adjusted so that the constant ratio and 216 occurs.

der demodulierten Signale von eins aufrechterhalten Das Verhältnis der beiden Widerstände 214 undof the demodulated signals maintained at one. The ratio of the two resistors 214 and

bleibt. 50 216 wird in Abhängigkeit von dem Verhältnis derremains. 50 216 will depend on the ratio of the

Das Potentiometer 166 wird in der Weise verwen- Ansprechempfindlichkeit des Thermistors 70 auf die det, daß eine Vielzahl von Nebenschlußwiderständen Infrarotstrahlung aus der Bahn und die Gehäusean die Anzapfungen des Potentiometers angeschlos- temperatur, wie sie vom Thermistor 120 angezeigt sen werden, wobei die von der Anzapfung 166 a er- wird, eingestellt, wobei auch jeder Unterschied in den haltene Spannung eine nichtlineare Funktion der 55 charakteristischen Eigenschaften der beiden Thermi-Stellung der Anzapfung längs des Potentiometers ist. stören berücksichtigt wird. Der Ausgang der Briik-Durch Einstellung der Werte der Nebenschlußwider- kenschaltung 198 wird zwischen den Verbindungsstände wird diese Funktion so geformt, daß die Ver- stellen 210 und 218 abgenommen, und die absolute Schiebung der Potentiometeranzapfung 166 a eine Millivoltspannung dieses Ausganges wird an den lineare Funktion der Feuchtigkeit im Material bei 60 Millivoltausgang des Ablesepotentiometers 190 angeeiner vorbestimmten Nenntemperatur ist. paßt, indem der Ausgang der Konstantspannungs-The potentiometer 166 is used in such a manner that the sensitivity of the thermistor 70 is such that a plurality of shunt resistors connects infrared radiation from the track and the housing to the potentiometer taps as indicated by the thermistor 120 , which is the temperature indicated by the Tap 166 a is set, with any difference in the voltage being held being a non-linear function of the characteristic properties of the two thermi positions of the tap along the potentiometer. disturb is taken into account. The output of the Briik-By setting the values of the shunt resistor 198 is formed between the connection levels, this function is formed in such a way that the adjusters 210 and 218 are removed, and the absolute shift of the potentiometer tap 166 a millivolt voltage of this output is applied to the linear Function of the moisture in the material at the 60 millivolt output of the reading potentiometer 190 being a predetermined nominal temperature. fits, in that the output of the constant voltage

Der Servomotor 188 treibt auch den Schieber 190 a quelle 200 eingestellt wird, die Energie in die Tem-The servo motor 188 also drives the slide 190 a source 200 is set, the energy in the tem-

eines Potentiometers 190 an, das an eine Konstant- peraturbrückenschaltung einspeist.of a potentiometer 190, which feeds into a constant temperature bridge circuit.

Spannungsquelle angeschlossen ist. die durch die Bat- Wenn es erwünscht ist, kann die Genauigkeit derVoltage source is connected. If desired, the accuracy of the

terie 192 dargestellt wird. Damit ergibt die Anzap- 65 Strahlungsabfühlvorrichtung dadurch erhöht werden,series 192 is shown. Thus, the tapping 65 radiation sensing device results in increased

fung 190 α ein Millivoltsignal in bezug auf eine Aus- daß die Rechenschaltung komplizierter und aufwen-function 190 α a millivolt signal in relation to an output that the arithmetic circuit is more complicated and expensive

gangsklemme 194, das eine lineare Funktion der diger gebaut wird, z. B. als eine Anordnung, die denoutput terminal 194, which is built as a linear function of the diger, e.g. B. as an arrangement that the

Feuchtigkeit im Papier ist, vorausgesetzt, daß die Ausgang der Temperaturabfühlvorrichtung zur Steue-There is moisture in the paper, provided that the output of the temperature sensing device to the control

rung einer automatischen Aufheizvorrichtung verwendet, damit die Gehäusetemperatur der Strahlungsabfühlvorrichtung auf einem konstanten Wert gehalten wird. Es ist auch nicht notwendig, daß die Strahlungsabfühlvorrichtung und die Temperaturabfühlvorrichtung getrennte Elemente sind. Beispielsweise ist es möglich, eine Zerhackeranordnung zu verwenden, die abwechselnd Infrarotstrahlung gegen ein einzige Abfüllvorrichtung blockiert oder diese Strahlung durchläßt, wobei dann abwechselnd ein Materialtemperaturausgangssignal erhalten wird, wenn die Vorrichtung in ihrer beleuchteten Stellung steht, und ein Umgebungstemperaturausgangssignal auftritt, wenn die Vorrichtung abgedunkelt ist.An automatic heating device is used to keep the body temperature of the radiation sensing device is kept at a constant value. It is also not necessary that the radiation sensing device and the temperature sensing device are separate elements. For example, it is possible to use a chopper arrangement, which alternately blocks infrared radiation against a single filling device or blocks this radiation passes, then alternately a material temperature output is obtained when the device is in its illuminated position and an ambient temperature output occurs when the device is darkened.

Claims

Patent claims:

1. Device for measuring a property, ao in particular the humidity of a moving web of dielectric material to be measured, ζ. Β. Paper, whose temperature is subject to fluctuations over time, characterized by the Combination of the following individually known measures:

a) a capacitance measuring device (46; 130, 132) for measuring a dielectric property of the material to be measured (10);

b) a device (54, 70; 140) for measuring the temperature of the material to be measured on the basis of the Infrared radiation with a speed of the running web (10) adapted low time constant running in the longitudinal direction of the web in the immediate vicinity of the device a) is arranged;

c) a device (120, 144) for measuring the ambient temperature of the device b);

d) a computing circuit (148) which on the one hand the influence of the ambient temperature on the device b) compensates and other

40 on the one hand, the dielectric measured values are corrected according to the temperature of the material to be measured;
e) a mechanical device (30, 44) for moving a measuring head (28) containing the devices a), b) and c) transversely to the running web of material to be measured (10).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature measuring device (70) is arranged in a housing (60, 64, 66) which has a transparent for infrared radiation Has window (68).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that one of the temperature measuring device (70) associated infrared radiation absorption device (72) is arranged within the housing (60).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the infrared radiation absorption device (72) a blackened one suspended from wires (74, 76) insulated in the housing (60) Disc is.

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that that the temperature measuring device (70) is designed as a thermistor and via lines (92, 94) is connected to the suspension wires (74, 76).

6. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized in that the housing (60, 64, 66) has a reflector (98) at the end facing away from the radiation inlet side, which focuses incident infrared radiation on the absorption device (72).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that facing the measuring space Side of the reflector (98) a temperature measuring device (120) is arranged, which with the suspension wire (74) is connected.

8. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized in that the window (68) of the housing (60, 64, 66) is preceded by a heat-insulating space closed off by a further window (104).

1 sheet of drawings