DE2135253C3 - Vorrichtung zur Messung des Feuchtigkeitsgehaltes von Blattmaterial mittels eines Mikrowellen-Hohlleiters - Google Patents
Vorrichtung zur Messung des Feuchtigkeitsgehaltes von Blattmaterial mittels eines Mikrowellen-HohlleitersInfo
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Description
Änderungen der Meßwerte zur Folge haben, die aus zwii Gruppen konzentrischer und halbkreisför-
durch eine derartige Temperaturkompensation ver- miger Vertiefungen 6A bis 6C und TA bis TC und
mieden werden. Temperaturkompensationen sind in einer äußeren Vertiefung 6 D, die um weniger als 180°
der elektronischen Technik bekannt und gehören gebogen ist Die Kanalteile der beiden Gruppen hanicht
unmittelbar zur vorliegenden Erfindung. Sie 5 ben gemeinsame Krümmungsmittelpunkte 6 X und
erweisen sich dabei jedoch als sehr vorteilhaft, wenn 7 X.
der Hohlleiter aus Metall besteh». Die Vertiefungen 6/1 bis 6 C und 7 A bis 7 C sind
Der Hohlleiter kann ein Dämpfungselement ent- gegeneinander versetzt und abwechselnd derart mithalten,
welches Reflexionen an den Enden des Hohl- einander verbunden, daß das Ende II der Vertieleiters
unterdrückt Derartige Reflexionen können io fung 6 A der einen Gmppe mit uem Ende II der Verdie
Meßgenauigkeit beeinträchtigen. Da der Kanal tiefung 7 A der anderen Gruppe und das andere Endes
Hohlleiters aus halbkreisförmigen Kanalab- de I der Vertiefung 7 A der anderen Gruppe mit dem
schnitten, die durch geradlinige Vertiefungen mitein- Ende I der Vertiefung 6 B des nächstgrößeren Radius
ander verbunden sind, besteht, wird das Dämpfungs- verbunden ist usw. Dadurch ergibt sich ein kontinuelement
vorzugsweise in einem der geradlinigen Ka- 15 ierlicher und fortlaufender Kanal S mit weitgehender
nalabschnitte angeordnet. Ein geeignetes Dämpfungs- Spiralform. Die Enden der Vertiefungen der beiden
element erzeugt zweckmäßig eine Dämpfung von Gruppen sind miteinander durch kurze, geradlinige
3dB· Vertiefungen 8 verbunden. Die Vertiefung 6 D ist
Jeder Teil des Hohlleiters kann aus einer Metall- über einen Bereich von weniger als 180° gekrümmt
platte bestehen, in deren einer Oberfläche der Kanal ao und bildet das äußere Ende des Kanals 5. Einer der
gebildet ist. Die Bildung des Kanals kann beispiels- Hohlleiterteile ist an den beiden Enden des Kanals
weise durch Guß oder durch Einschnitt erfolgen. Die mit Bohrungen 9 und 10 versehen, durch die hin-Teile
des Hohlleiters können jedoch zweckmäßig aus durch der Kanal von der Außenseite des Hohlleiters
nichtmetallischem Material bestehen, wobei die iier zugänglich ist und an die ein Mikrowellengenera-Oberflächen
der Kanalabschnitte metallisiert sind. a5 tor und ein Mikrowellenmesser angeschlossen wer-Dies
kann beispielsweise galvanisch oder durch Be- den. Ein Dämpfungselement 11 ist in einer der gesprühen
erfolgen. radlinigen Vertiefi'ngen 8 angeordnet, ein Thermistor
In einer anderen Ausführungsform ist jeder Teil 12 sitzt in der Kanaiwindung5. Die beiden Hohl-
des Hohlleiters als Preßstück aus Metallblech gebil- leiterteile 1 und 2 sind durch ein Scharnier 13 miiein-
det. 30 ander verbunden, dessen Elemente 13 A und 13 B
Die beiden Teile der Hohlleiters können durch mit quer verlaufenden, länglichen Bohrungen 14 für
Abstandselemente an zumindest einem Ende mit Ab- einen Bolzen 15 versehen sind, so daß die Hohlleiterstand
zueinander gehalten werden. Auch können sie teile 1 und 2 auseinanderbewegt werden können und
an zumindest einem Ende mit gegenseitigem Abstand in geöffneter Lage in flacher Stellung angeordnet
dauerhaft miteinander verbunden sein. 35 sind.
Die Verbindung der beiden Teile des Hohlleiters In der praktischen Durchführung einer Messung
kann in vorteilhafter Weise durch ein Scharnier er- wird ein Blatt, dessen Feuchtigkeitsgehalt zu messen
folgen. Dabei ist vorzugsweise ein Anschlag vorgese- ist, in den Spalt 1 A zwischen den Flächen 3 und 4
hen, der die beiden Scharnierteile in einem vorbe- eingeschoben.
stimmten Abstand zueinander hält, wenn sie aufein- 40 Bei einer Leitung von Mikrowellen längs des
ander zu bewegt werden. Hohlleiters durch die kontinuierlich sich ändernde
Das Scharnier kann aus zwei jeweils an einem Teil Fortpflanzungsrichtung der Wellen in dem spiralfördes
Hohlleiters befestigten Elementen bestehen, von migen Kanal ist die Dämpfung für einen vorgegebedenen
mindestens eines mit einer Bohrung zur Füh- nen Feuchtigkeitsgehalt unabhängig von der Richrung
eines die Elemente vebindenden Bolzens verse- 4S tung der Orientierung der Fasern des jeweiligen Blatten
>st· tes, da die Wellen in dem spiralförmigen Ausbrei-
Eine Gruppe der Kanalabschnitte kann einen halb- tungsweg in jeder möglichen Richtung die Ebene des
kreisförmigra Kanalabschnitt mehr als die andere Blattes durchdringen. Der Thermistor 12 ermöglicht
Gruppe aufweisen, um die längere Abmessung der eine Einstellung der Ablesung der Meßvorrichtung
Spirale in Richtung parallel zu den geradlinigen Ka- so derart, daß Änderungen infolge der Temperatur im
nalabschnitten als in Richtung quer zu diesen zu Hohlleiter kompensiert sind. Dazu gehören auch Ankompensieren.
Die Länge der geradlinigen Kanal- derungen der Temperatur im Hohlleiter, die durch
abschnitte kann so bemessen sein, daß eine ausrei- die Ejngabe eines Blattmaterials verursacht werden,
chende Kompensation für alle praktischen Anwen- dessen Temperatur gegenüber derjenigen des Hohldungsfälle
gewährleistet ist 55 leiters unterschiedlich ist. Das Dämpfungselement 11
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im unterdrückt Reflexionen, die an den Enden des
folgenden an Hand der F i g. beschrieben. Es zeigt Hohlleiters erzeugt werden. Die Ablesung des Feuch-
F i g. 1 die Draufsicht auf einen der Teile des Hohl- tigkeitsgehaltes ergibt daher einen genauen Wert, der
leiters, in dem ein Kanal in Form von die Kanalab- unabhängig von der Art der Eingabe der jeweiligen
schnitte bildenden Vertiefungen vorgesehen ist, und 60 Probe oder von der Umgebungstemperatur oder von
F i g. 2 den Querschnitt durch die Hohlleiteranord- der Temperatur der Probe ist. Der spiralförmige Kanung
gemäß der Linie 2-2 in F i g. 1. nal ist vorteilhaft in Form mehrerer Windungen ausin
den Figuren sind die beiden Hohlleiterteile 1 gebildet, so daß die beiden Enden des Kanals, an de-
und 2 dargestellt, deren Oberflächen 3 und 4 zuein- nen die Mikrowellen eintreten bzw. austreten voneinander
einen Abstand haben und einen Spalt IA 65 ander durch zumindest eine Windung getrennt sind,
miger Vertiefungen 6 A bis 6 C und 7 A bis 7 C und wodurch sichergestellt wird, daß die Fasern aller
Kanal 5 versehen. In der dargestellten Ausführungs- Orientierungsrichtungen in gleicher Weise von Mikroform
besteht der Kanal 5 eines jeden Hohlleiterteils wellen durchsetzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
- ; i 1... gellose Orientierung der Fasern vorliegt, der größerePatentansprüche: Tej] jedoch paral,el m derjenigen Richtung liegt, in, 1. Vorrichtung zur Messung des Feuchügkeits- der der Papierbrei in der Papiermaschine geflossenfgehaltes von Blattmaterial mittels eines Mikro- ist Bei der Anwendung der bekannten Meßvorrich-* wellen-Hohlleiters, der aus zwei einander gegen- 5 tungen liegen unterschiedlich orientierte Fasern beiüber anzuordnenden und jeweils mit einem spi- jedem getesteten Blatt parallel zu Teilen des Hohllei-ralformigen Kanal versehenen Teilen besteht, ters unterschiedlicher Längen, so daß abhängig vonwobei die Kanäle spiegelbildlich zueinander aus- der Orientierungsrichtung der Fasern oder von dengebildet sind, die beiden Teile zwischen ihren meisten Fasern eines Blatts die durch den Hohlleiterparallel zueinander angeordneten Oberflächen iO geleiteten Mikrowellen mehr oder weniger gedämpfteinen Abstand bilden und die beiden Enden des werden.durch die Kanäle gebildeten Hohlleiters mit öff- Die eingangs genannte bekannte Vorrichtung hatnungen für die Einkoppelung bzw. Auskoppelung zwar den Vorteil, genaue Messungen unabhängig vonvon Mikrowellen versehen sind, dadurch ge- der Orientierungsrichtung der Fasern des Blattmate-kennzeichnet, daß ein angenäherter, spiral- i5 rials zu ermöglichen. Ihre maschinelle Herstellung istförmiger Verlauf der Kanäle (5) durch abwech- jedoch nur sehr schwer möglich, da sich der Radiusselnd aufeinanderfolgende, konzentrische, halb- des spiralförmigen Kanals kontinuierlich ändert undkreisförmige Kanalabschnitte (6, 7) und gerad- deshalb komplizierte Werkzeuge und Maschinen nö-linige Kanalabschnitte (8) gebildet ist tig sind, um den spiralförmigen Verlauf einwandfrei
- 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch ge- ao auszubilden.kennzeichnet, daß jeder Teil (1, 2) des Hohllei- Eine mögliche Bauform, bei welcher der Mikro-ters aus nichtmetallischem Material besteht und wellen-Hohlleiter spiralförmig ausgebildet ist, könntedie Oberflächen der Kanalabschnitte (6, 7, 8) z. B. so verwirklicht werden, daß der Hohlleitermetallisiert sind. durch eine Aneinanderreihung halbkreisförmiger Ka-
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- ag näle gebildet ist, wobei der Radius der aufeinanderdurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (1, 2) folgenden halbkreisförmigen Kanalabschnitte jeweils des Hohlleiters durch ein Scharnier (13) mitein- um einen bestimmten Betrag vergrößert wird. Durch ander verbunden sind. die sprunghafte Änderung des Radius von einem Ka-
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- nalabschnitt zum nächsten wäre aber auch die makennzeichnet, daß das Scharnier (13) aus zwei je- 3O schindle Herstellung einer derart aufgebauten Vorweils an einem Teil (1. 2) des Hohlleiters befe- richtung ziemlich schwierig und aufwendig. Auch stigten Elementen (13/4, 13 B) besteht von de- wäre ein derartiger Verlauf des Hohlleiters ungünstig nen mindestens eines mit einer Bohrung (14) zur für die Wellenausbreitung.Führung eines die Elemente (13 A, 13B) verbin- Die Aufgabe der Erdindung besteht nun darin,dcnden Bolzens (15) versehen ist. eine Vorrichtung der bekannten Art so zu verbes-sern, daß sie alle Vorteile aufweist, die sich durcheinen spiralförmig ausgebildeten Mikrowellen-Hohl-Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mes- leiter ergeben, trotzdem aber einfach und ohne gro-sung des Feuchtigkeitsgehalts von Blattmaterial mit- Ben Aufwand maschinell hergestellt werden kann,tels eines Mikrowellen-Hohlleiters, der aus zwei ein- Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art istander gegenüber anzuordnenden und jeweils mit 4° zur Lösung dieser Aufgabe erfmdungsgemäß derarteinem spiralförmigen Kanal versehenen Teilen be- ausgebildet, daß ein angenäherter, spiralförmigersteht, wobei die Kanäle spiegelbildlich zueinander Verlauf der Kanäle durch abwechselnd aufeinander-ausgebildet sind, die beiden Teile, zwischen ihren folgende, konzentrische, halbkreisförmige Kanalab-parallel zueinander angeordneten Oberflächen einen schnitte und geradlinige Kanalabschnitte gebildet ist.Abstand bilden und die beiden Enden des durch die 45 Die kurzen, geradlinigen Kanalabschnitte, die dieKanäle gebildeten Hohlleiters mit öffnungen für die jeweils gegenüberliegenden Enden der gegeneinanderEinkoppelung bzw. Auskoppelung von Mikrowellen versetzten, konzentrisch angeordneten halbkreisför-versehen sind. migen Kanalabschnitte miteinander verbinden, ver-Mit einer derartigen Vorrichtung (USA.-Patent- laufen jeweils tangential zu den halbkreisförmigenschrift 3 460031) ist es möglich, den Feuchtigkeits- 5° Kanalabschmtisn, welche sie miteinander verbinden,gehalt von Blattmaterial dadurch zu messen, daß Mi- Dadurch v?ird ein leichtes Neueinstellen der Schnei-krowellen mit einem Generator erzeugt und durch demaschine nscl; Schneiden eines halbkreisförmigenden Hohlleiter geführt werden, in dem ein Teil des Kanalbschnitts ermöglicht. Ein weiterer Vorteil derBlattmaterials angeordnet ist. Der Feuchtigkeitsge- erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daßhalt kann dann aus dem Dämpfungsgrad berechnet 55 trotz der einfachen maschinellen Herstellung keinewerden, den die Mikrowellen innerhalb des Hohllei- abrupte Änderung des Kanalverlaufs auftritt, so daßters erfahren, wenn sie durch das Blattmaterial hin- die Wellenausbreitung im Hohlleiter durch dessendurchtreten. Verlauf nicht beeinträchtigt wird.Die bekannten Hohlleiter bestehen im allgemeinen Der Hohlleiter kann zumindest ein temperatur-aus einem Ü-förmigen Kanal, der mit einem Quer- 6o empfindliches Element, beispielsweise einen Ther-schlitz versehen ist, in den das Blattmaterial hinein- mistor, enthalten, der ein Ausgangssignal liefert,geführt wird. Dabei können manchmal ungenaue welches eine Funktion der jeweils einwirkendenMessungen eintreten, da die Orientierung der Fasern Temperatur ist. Dieses Signal wird der Meßschaltungdes Blattmaterials relativ zur Orientierung der zugeführt, die dem Hohlleiter zugeordnet ist, so daßLängsmittellinie des Hohlleiters den Dämpfungsgrad 65 deren Meßwert der Dämpfung der Mikrowellender Mikrowellen ändern kann. In Textilien liegen die temperaturkompensiert ist. Beispielsweise könnenFasern im allgemeinen in zwei Richtungen recht- Änderungen der Umgebungstemperatur und/oder diewinklig zueinander, während bei Papier zwar eine re- Eingabe eines zu prüfenden Blatts in den Hohlleiter
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