DE2134107A1

DE2134107A1 - Hohlleiter, insbesondere zur Feuchtig keitsmessung

Info

Publication number: DE2134107A1
Application number: DE19712134107
Authority: DE
Inventors: Jack Newcastle upon Tyne Bilbrough (Großbritannien)
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1970-07-08
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1972-01-20
Also published as: GB1327452A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

The Rank Organisation Limited postfach 86o 820

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Miirbank
London, S.W. 1
England

Hohlleiter insbesondere zur Feuchtigkeitsmessung

Die Erfindung betrifft einen Hohlleiter insbesondere zur Feuchtigkeitsmessung, bestehend aus zwei Teilen, zwischen denen eine hinsichtlich ihres Feuchtigkeitsgehaltes auszuwertende Paste anzuordnen ist.

Bei einem bekannten Verfahren zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von Pasten wird eine Probe der Paste zwischen den beiden einander gegenüberstehenden Enden zweier Teile eines Hohlleiters bzw. eines aufgeteilten Hohlleiters angeordnet, und es werden Mikrowellen durch den Hohlleiter geleitet. Der Unterschied der Mikrowellenenergie vor und nach der Einwirkung auf die Probe liefert eine Angabe über den Feuchtigkeitsgehalt der Paste. Bekanntlich dämpft die Feuchtigkeit die Mikrowellenenergie.

Dieses bekannte Verfahren liefert eine Größe, die auf den Feuchtigkeitsgehalt schließen läßt, jedoch ist die Genauigkeit des Ergebnisses nicht ausreichend, da einerseits eine zur Messung erforderliche gleichmäßige Dicke der Probe nicht sicher-

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gestellt ist, andererseits die Mikrowellenenergie an der Oberfläche der Probe reflektiert wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile des bekannten Verfahrens zu vermeiden und hierzu einen Hohlleiter zu schaffen, der eine gleichmäßige Probendicke gewährleistet und Reflexionen an der Probe vermeidet.

Ein Hohlleiter der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Bewegung der Teile des Hohlleiters aufeinander zu und zum Zusammendrücken der Paste auf eine gleichmäßige Dicke und durch Dichtungen an den Teilen des Hohlleiters, die den Eintritt der Paste in die Ausbreitungskanäle des Hohlleiters verhindern und für die im Hohlleiter geleitete elektromagnetische Energie durchlässig sind.

Ein Hohlleiter nach der Erfindung kann derart weiter ausgebildet sein, daß die Teile des Hohlleiters mit schräg zur Längsachse des Hohlleiters liegenden Stirnflächen einander gegenüberstehen. Dadurch können Reflexionen praktisch vollständig vermieden v/erden. Vorzugsweise sind die·einander gegenüberstehenden Stirnflächen der Teile des Hohlleiters jeweils durch eine Metallplatte umgeben, deren eine Oberfläche in der schräg zur Längsachse des Hohlleiters liegenden Ebene der Stirnfläche angeordnet ist.

Mindestens eine der Metallplatten kann eine Resonanz- oder Sperrvertiefung aufweisen, die eine Ausbreitung elektromagnetischer Energie in radialer Richtung verhindert. Diese Vertiefung kann mit dielektrischem Material gefüllt sein.

Der Schrägungswinkel der einander gegenüberstehenden Stirnflächen der Teile des Hohlleiters kann so gewählt sein, daß die Projektion der jeweiligen Stirnfläche auf die Längsrichtung des Hohlleiters in ihrer Länge einem Viertel der Hohlleiterwellenlänge entspricht. Dadurch werden Reflexionen an dem Erobenmaterial noch weiter herabgesetzt.

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Die Bewegungsvorrichtung enthält zweckmäßig als Führungselemente Stifte, Schlitze, Keilnuten oder konzentrische Zylinder zur Ausrichtung der Teile des Hohlleiters.

Ferner kann die Bewegungsvorriclitung als Bewegungselemente Hebel, Federn oder Hydraulikelemente aufweisen.

Die Dichtungen bestehen vorzugsweise aus Polystyrol.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines gemäß der Erfindung aufgebauten Hohlleiters mit einer an der Meßstelle vorgesehenen Pastenprobe und

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Hohlleiters in der Blickrichtung 1.

Der in den Figuren dargestellte Hohlleiter besteht aus zwei Teilen 10 und 12, die mit ihren Enden 14 und 16 einander gegenüberstehen und aufeinander ausgerichtet sind. Die Enden 14 und 16 können durch Zerteilung eines einzelnen Hohlleiters in einer Ebene 1 unter einem Winkel 4 gebildet sein. Sie sind mit runden Metallplatten 2 und 2a umgeben, die jeweils eine Stirnfläche bilden, welche in der Ebene des jeweiligen Endes 14 bzw. 16 liegt. Die einander gegenüberstehenden Stirnflächen der Platten 2 und 2a sind daher parallel zueinander angeordnet.

Die Metallplatte 2 ist mit einer kreisförmigen Vertiefung 3 versehen, die das ihr zugeordnete Ende 14 des Hohlleiterteils umgibt, sie bildet eine Sperre für die radiale Ausbreitung elektromagnetischer Energie und ist mit einem dielektrischen Material gefüllt, um den Eintritt von Material der Probe 8 zu verhindern, deren Feuchtigkeitsgehalt bestimmt werden soll.

Die Platte 2 kann, falls erwünscht, mit einer ähnlichen Vertiefung versehen sein.

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Der Winkel 4 der Ebene 1 relativ zum Hohlleiter ist so gewählt, daß die Länge der Projektion der Schrägung den mit 5 bezeichneten Betrag hat, dieser Betrag entspricht dem Wert Ag/4. Auf diese Weise können die Reflexionen an der Probe 8 minimal gehalten werden.

Um einen Eintritt des Probenmaterials in die Teile 10 und 12 des Hohlleiters zu verhindern, sind die einander gegenüberstehenden Enden mit Dichtungen 6 aus einem Material versehen, welches für die elektromagnetische Energie durchlässig ist, ein solches Material ist beispielsweise Polystyrol. Die Dicke einer jeden Dichtung 6 kann abhängig von seinen elektrischen und dielektrischen Eigenschaften bemessen sein, so daß auch dadurch die Reflexionen elektromagnetischer Energie minimal gehalten werden. Die Hohlleiterteile 10 und 12 können mit einem besonderen Mechanismus auf-einander zu und voneinander weg bewegt werden.

Um eine Probe 8 zu testen, werden die Hohlleiterteile 10 und voneinander getrennt, so daß die Probe zwischen ihnen angeordnet werden kann. Sie hat eine Dicke, die etwas über dem für den Test erforderlichen Wert liegt. Die Hohlleiterteile 10 und 12 werden dann mit dem Bewegungsmechanismus aufeinander zu be\iregt, wodurch die Probe 8 auf eine vorbestimmte Dicke zusammengedrückt wird. Danach wird eine Mikrowellenmessung der Dämpfung nach einem bekannten Verfahren durchgeführt, mit Hilfe dieser Messung kann der Feuchtigkeitsgehalt der Probe bestimmt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Dicke der Probe durch Einstellung der Teile des Hohlleiters konstant gehalten werden und die Probenoberfläche, die der jeweils einwirkenden Wellenfront gegenübersteht, ist geneigt. Diese beiden Eigenschaften verbessern die Genauigkeit der Messung.

Ein temperaturempfindliches Element, beispielsweise ein Thermistor, kann in der elektrischen Meßanordnung vorgesehen sein, um eine Temperaturkompensation der Probe durchzuführen.

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Claims

-5- 2114107

Patentansprüche

Hohlleiter insbesondere zur Feuchtigkeitsmessung, bestehend aus zv/ei Teilen, zwischen denen eine hinsichtlich ihres Feuchtigkeitsgehaltes auszuwertende Paste anzuordnen ist, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Bewegung der Teile (10,12) des Hohlleiters aufeinander zu und zum Zusammendrücken der Paste (8) auf eine gleichmäßige Dicke und durch Dichtungen (G) an den Teilen (10,12) des Hohlleiters, die den Eintritt der Paste (ü) in die Ausbreitungskanäle des Hohlleiters verhindern und für die im Hohlleiter geleitete elektromagnetische Lnorgie durchlässig sind.

Hohlleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (10, 12) des Hohlleiters mit schräg zur Längsachse des Hohlleiters liegenden Stirnflächen (14,16) einander gegenüberstehen.

3. Hohlleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (6) aus Polystyrol bestehen.

4. Hohlleiter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberstehenden Stirnflächen (14,16) der Teile (10,12) des Hohlleiters jeweils durch eine Metallplatte (2,2a) umgeben sind, deren eine Oberfläche in der schräg zur Längsachse des Hohlleiters liegenden Ebene der Stirnfläche (14,16) angeordnet ist.

5. Hohlleiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Hetallplatten (2,2a) eine Resonanz- oder ijperrvertiefung (3) aufweist, die eine Ausbreitung elektromagnetischer Energie in radialer Richtung verhindert.

G. Hohlleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vertiefung (3) mit dielektrischem Material gefüllt ist.

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7. Hohlleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel (4) der einander gegenüberstehenden Stirnflächen (14,16) so gewählt ist, daß die Projektion (5) der Jeweiligen Stirnfläche (14,16) auf die Längsrichtung des Hohlleiters in ihrer Länge einem Viertel der Hohlleiterwellenlänge entspricht.

8. Hohlleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtung als B'ührungselemente, Stifte, Schlitze, Keilnuten oder konzentrische Zylinder zur Ausrichtung der Teile des Hohlleiters aufeinander aufweist.

9. Hohlleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsvorrichtung als Bewegungselemente Hebel, Federn oder Hydraulikelemente aufweist.

10. Hohlleiter zur Feuchtigkeitsmessung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein temperaturempfindliches Element in dem Ausbreitungskanal angeordnet und mit einer Meßschaltung derart verbunden ist, daß es das Jeweilige Meßergebnis im Sinne einer Temperaturkompensation beeinflußt.

11. Hohlleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Teile (10,12) des HoüLleiters gegeneinander versetzt angeordnet sind.

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