DE2135253C3 - Vorrichtung zur Messung des Feuchtigkeitsgehaltes von Blattmaterial mittels eines Mikrowellen-Hohlleiters - Google Patents

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 i_ier 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 E}j_ngabe 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)

1. ; _i 1

   ... gellose Orientierung der Fasern vorliegt, der größere

   Patentansprüche: _{Tej] jedoch paral},_{el m derjenigen} Richtung liegt, in

   , 1. Vorrichtung zur Messung des Feuchügkeits- der der Papierbrei in der Papiermaschine geflossen

   fgehaltes 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 bei

   über 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 von

   wobei die Kanäle spiegelbildlich zueinander aus- der Orientierungsrichtung der Fasern oder von den

   gebildet sind, die beiden Teile zwischen ihren meisten Fasern eines Blatts die durch den Hohlleiter

   parallel zueinander angeordneten Oberflächen i_O geleiteten Mikrowellen mehr oder weniger gedämpft

   einen Abstand bilden und die beiden Enden des werden.

   durch die Kanäle gebildeten Hohlleiters mit öff- Die eingangs genannte bekannte Vorrichtung hat

   nungen für die Einkoppelung bzw. Auskoppelung zwar den Vorteil, genaue Messungen unabhängig von

   von Mikrowellen versehen sind, dadurch ge- der Orientierungsrichtung der Fasern des Blattmate-

   kennzeichnet, daß ein angenäherter, spiral- i₅ rials zu ermöglichen. Ihre maschinelle Herstellung ist

   förmiger Verlauf der Kanäle (5) durch abwech- jedoch nur sehr schwer möglich, da sich der Radius

   selnd aufeinanderfolgende, konzentrische, halb- des spiralförmigen Kanals kontinuierlich ändert und

   kreisförmige Kanalabschnitte (6, 7) und gerad- deshalb komplizierte Werkzeuge und Maschinen nö-

   linige Kanalabschnitte (8) gebildet ist tig sind, um den spiralförmigen Verlauf einwandfrei
2. 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, könnte

   die Oberflächen der Kanalabschnitte (6, 7, 8) z. B. so verwirklicht werden, daß der Hohlleiter

   metallisiert sind. durch eine Aneinanderreihung halbkreisförmiger Ka-
3. 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. 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 durch

   einen 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 ist

   ander gegenüber anzuordnenden und jeweils mit ⁴° zur Lösung dieser Aufgabe erfmdungsgemäß derart

   einem spiralförmigen Kanal versehenen Teilen be- ausgebildet, daß ein angenäherter, spiralförmiger

   steht, 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 die

   Kanäle gebildeten Hohlleiters mit öffnungen für die jeweils gegenüberliegenden Enden der gegeneinander

   Einkoppelung 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 halbkreisförmigen

   schrift 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 halbkreisförmigen

   den Hohlleiter geführt werden, in dem ein Teil des Kanalbschnitts ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der

   Blattmaterials angeordnet ist. Der Feuchtigkeitsge- erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß

   halt kann dann aus dem Dämpfungsgrad berechnet 55 trotz der einfachen maschinellen Herstellung keine

   werden, den die Mikrowellen innerhalb des Hohllei- abrupte Änderung des Kanalverlaufs auftritt, so daß

   ters erfahren, wenn sie durch das Blattmaterial hin- die Wellenausbreitung im Hohlleiter durch dessen

   durchtreten. 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 einwirkenden

   Messungen eintreten, da die Orientierung der Fasern Temperatur ist. Dieses Signal wird der Meßschaltung

   des Blattmaterials relativ zur Orientierung der zugeführt, die dem Hohlleiter zugeordnet ist, so daß

   Längsmittellinie des Hohlleiters den Dämpfungsgrad ⁶5 deren Meßwert der Dämpfung der Mikrowellen

   der Mikrowellen ändern kann. In Textilien liegen die temperaturkompensiert ist. Beispielsweise können

   Fasern im allgemeinen in zwei Richtungen recht- Änderungen der Umgebungstemperatur und/oder die

   winklig zueinander, während bei Papier zwar eine re- Eingabe eines zu prüfenden Blatts in den Hohlleiter