DE2165819A1

DE2165819A1 - Verfahren und anordnung zum erfassen der feuchte von tabak

Info

Publication number: DE2165819A1
Application number: DE2165819A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Meyer
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1971-12-31
Filing date: 1971-12-31
Publication date: 1973-07-19
Also published as: FR2165982A1; GB1415180A; JPS4877099A; FR2165982B1; US3795984A; IT975614B

Description

WERKE KÖRBER & CO. KG. HAMBURG 216 5819

Bergedorf, den 28. Dezember 1971 Patent Fi/Sch

5tw.: HWK-Resonanzfrequenzregier - Hauni-Akte 1185 Verfahren und Anordnung zum erfassen der Feuchte von Tabak

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen der ITeuchte •von fasrigem Gut, insbesondere von Tabak oder ähnlichem rauchfähigem Gut, das entsprechend seiner Feuchte eine Kapazität in einem elektrischen Schwingkreis, der mit einem Hochfrequenz-Generator gekoppelt ist, beeinflußt. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zum Erfassen der Feuchte von fasrigem Gut, insbesondere von Tabak oder ähnlichem rauchfähigem Gut, mit einem Meßkondensator, dessen Feldlinien den Tabak durchsetzen und der Teil eines Schwingkreises ist, der mit einem Hochfrequenzgenerator gekoppelt ist.

Feuchtemessungen von Tabak, insbesondere während der Zuförderung zu einer !Bearbeitungseinrichtung, beispielsweise einem Trockner, oder während der Abförderung von dieser Einrichtung, können durch Führen des Tabaks zwischen die Elektroden eines üeßkondensators, der Teil eines elektrischen Schwingkreises ist, vorgenommen werden. Bei einem bekannten Meßverfahren wird der Schwingkreis von einem Hochfrequenzgenerator erregt, wobei über einen motorisch angetriebenen Drehkondensator periodisch die Frequenz verändert wird. Der Schwing- !.rek ,.'ird Über ein^n einstellbaren Kondensator derart abgestimmt, daß er bei jeder Umdrehung des Drehkondensators einmal id Resonanz gerät. Von einem Röhrenvoltmeter werden Jpantiungsspitaen, die bei Resonanz des Schwingkreises auf-M'-jfcen, erfaßt. Die dö'ae der Spannungsspitzen ist abhängig vor, den dielektrischen Verlusten des rfeßkondensators, die wiederum abhängig aind von der Feuchtigüeit des zwischen den elektroden des deßkondensators befindlichen Tabaks. Sind die Schwankungen der Feuchte relativ groß, so kann es passieren, daß die B'requenzen des Schwingkreises infolge der

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Stw. : HWK-Resonanzfrequenzregler - Hauni-Akte 1185 Bergedorf, den 28. Dezember 1971

relativ schmalen Bandbreite der durch den Drehkondensator hervorgerufenen Frequenzänderungen aus dem Resonanzfrequenzbereich auswandern, so daß der Schwingkreis nicht mehr in Resonanz gerät und die Messung verfälscht wird. Mittels des einstellbaren Kondensators muß dann der Schwingkreis auf den neuen Feuchtebereich abgestimmt werden, was bedeutet, daß das Gerät laufend überwacht und kontrolliert werden muß. Das Gerät kann also jeweils nur einen relativ eng begrenzten Feuchtebereich erfassen und muß für andere Bereiche simmer wieder neu abgestimmt werden. Der motorisch angetriebene Drehkondensator und das Röhrenvoltmeter machen das Gerät außerdem aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt als Aufgabe ein verbessertes und einen möglichst großen Bereich erfassendes Messen der Feuchte von Tabak zugrunde.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß eine infolge Feuchteänderungen des Tabaks hervorgerufene zeitliche Verschiebung der Phase der Spannung des Schwingkreises gegenüber der Phase des Stromes des Schwingkreises erfaßt wird, daß in Abhängigkeit von einer derartigen Verschie bung eine elektrische Größe des Schwingkreises derart gesteuert wird, daß der Schwingkreis in Resonanz gehalten wird und daß die den Schwingkreis in Resonanz haltende Steuergröße oder die Amplitude einer elektrischen Wechselgröße (Spannung, Strom) des Schwingkreises als Meßwert für die Feuchte des Tabaks erfaßt wird. "

Sorgt man dafür, daß Hochfrequenzgenerator und Schwingkreis derart miteinander gekoppelt werden, daß die Phasen einer elektrischen Größe (z.B. der Spannung) des Hochfrequenzgenerators und einer elektrischen Größe (z.B. des Stromes) des Schwingkreises stets eine konstante zeitliche Verschiebung aufweisen, so kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine zeitliche Phasenverschiebung von Spannung und DuToo des Schwingkreises durch Vergleichen der Phase einer

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Stw.: HWK-Resonanzfrequenzregier - Hauni-Akte 1185 Bergedorf, den 28. Dezember 1971

elektrischen Größe (z.B. der Spannung) des Schwingkreises mit der Phase einer elektrischen Größe (z.B. der Spannung) des Hochfrequenzgenerators erfaßt werden. Auf_;.relativ einfache Weise läßt sich gemäß eines weiteren Kennzeichens der Erfindung der Schwingkreis durch Steuern der Frequenz des Hochfrequenzgenerators in Resonanz halten. Die Resonanz des Schwingkreises läßt sich natürlich auch durch Steuern jeder anderen elektrischen Größe des Schwingkreises, beispielsweise durch Steuern einer Induktivität oder einer Kapazität, erhalten.

Versuche haben ergeben, daß die beiden Meßverfahren zum Erfassen der Feuchte, nämlich einmal über die Dämpfung der Resonanzspannung des Schwingkreises und zum anderen über die Erfassung der Frequenzänderung des Hochfrequenzgenerators, Meßwertkennlinien ergeben, die in unterschiedlichen Bereiohen linear, d.h. für eine Meßwertverarbeitung geeignet sind. Stimmt man nun die Meßwerte aufeinander ab, so erzielt man eine erhebliche Erweiterung des Meßbereiches gegenüber bekannten Geräten durch eine besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung, indem in einem unteren Feuchtebereich des labaks die Amplitude einer elektrischen Wechselgröße (Spannung, Strom) des Schwingkreises und in einem anschliessenden Feuchtebereich des labaks die den Schwingkreis in Resonanz haltende Steuergröße als Meßwert für die Feuchte des Tabaks erfaßt werden.

Die vorgenannte Anordnung zum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel zum Erfassen einer infolge Feuchte änderungen des 'labaks hervorgerufenen zeitlichen Verschiebung der Phasen der Spannung und des Stromes des Schwingkreises vorgesehen ist, daß das Mittel mit dem Hochfrequenzgenerator verbunden und ein einer Phasenverschiebung entsprechendes Steuersignal an diesen abgebend ausgebildet ist, wodurch der Schwingkreis in Resonanz gehalten wird, und daß eine Anordnung zum Erfassen

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Stw.: HWE-Resonanzfrequenzregler - Hauni-Akte 1185 Bergedorf, den 28. Dezember 1971

einer den Schwingkreis in Resonanz haltenden Steuergröße oder der Amplitude einer elektrischen Wechselgröße (Spannung, Strom) des Schwingkreises vorgesehen ist. Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist der Hochfrequenzgenerator ein spannungsgesteuerter Oszillator, der mit einer einer Phasenverschiebung von Spannung und Strom des Schwingkreises proportionalen Spannung beaufschlagbar ist, Pur den eingangs erwähnten Pail, bei dem der Hochfrequenzgenerator und der Schwingkreis derart miteinander gekoppelt sind, daß eine Phase einer elektrischen Größe (Spannung) des Hochfrequenzgenerators und einer elektrischen Größe (Strom) des Schwingkreises stets eine konstante zeitliche Verschiebung aufweisen, ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung das Mittel zum Erfassen der zeitlichen Verschiebung von Spannung und Strom des Schwingkreises ein Vergleichsglied, das mit der Ausgangsspannung des Hochfrequenzgenerators und der Spannung des Schwingkreises beaufschlagt ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die den Schwingkreis in Resonanz haltende Steuergröße die Frequenz des Hochfrequenzgenerators, wobei Prequenzänderungen Peuchteänderungen des Tabaks entsprechen. Zum Erfassen dieser Prequenzänderungen weist die Anordnung ein Vergleichsglied auf, das mit der Frequenz des Hochfrequenzgenerators und mit einer konstanten Vergleichsfrequenz beaufschlagt ist. Zur Erweiterung des Meßbereiches weist die Anordnung in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung einen Bereichsumschalter zum Indern der Erfassungsgröße beim Verlassen vorgegebener Peuchtebereiche des 'fabaks auf. Bei der vorliegenden Anordnung sind diese Erfassungsgrößen einmal die Amplituden der Resoanzspannungen des Schwingkreises und zum anderen die itequenzänderungen des Hochfrequenzgenerators.

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Die Erfindung wird anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Troeknungstrommel mit einer steuerbaren

Heizluft abgebenden Wärmequelle am Eingang und einer steuerbaren Heizdampf abgebenden Wärmequelle am Ausgang,

Figur 2 eine der der Trocknungstrommel der Figur 1 vor-

und nachgeordneten Vorrichtungen zum Erfassen der Feuchtigkeit eines Tabakstromes in einer Seitenansicht,

Figur 3 die Elektroden der Vorrichtung der Figur 2 in

einer Draufsicht,

Figur 4 einen perspektivischen Ausschnitt der Elektro

den der Figur 3 mit Feldlinien eines elektrischen Wechselfeldes zwischen den Elektroden,

Figur 5 eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Wärme

quelle am Eingang bzw. der Heizdampf abgebenden Wärmequelle am Ausgang der Trοcknungstrommel der Figur 1,

Figur 6 Resonanzkurven für Spannung und Strom,

Figur 7 übereinander aufgetragene Phasenverläufe der

Spannung des Oszillators und der Spannung des Schwingkreises, die in einem Komparator der Figur 5 miteinander verglichen werden,

Figur 8 Feuchtemeßkennlinien, die durch Erfassen der

Amplituden der Spannung des Schwingkreises in Figur 5 und durch Erfassen der Frequenzänderungen des Oszillators in Figur 5 gewonnen worden sind.

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Stw.: HWS-Resonanzfrequenzregler - Hauni-Akte 1185 Bergedorf, den 28. Dezember 1971

In Figur 1 ist einer Trooknungstrommel 1 eine von einem Zulörderer 2 beschickte erste Feuchtemeßvorrichtung 3a vorgeordnet und eine zweite Feuchtemeßvorrichtung 3b nachgeordnet, die identisch aufgebaut sind und anhand der Figuren 2 bis 4 später beschrieben werden. Der Trocknungstrommel 1 ist eingangsseitig eine Heizluft abgebende erste Wärmequelle 4 zugeordnet, deren Wärmeabgabe mittels eines ersten Stellgliedes 6 steuerbar ist. Der Trocknungstrommel 1 ist ausgangsseitig eine Heizdampf abgebende zweite Wärmequelle 7 zugeordnet, deren Wärmeabgabe mittels eines zweiten Stellgliedes 8 steuerbar ist.

Die Trocknungstrommel 1 ist mit einer Wandheizung als Grundheizung in Form von Heizschlangen 9 für Dampf, die für den in der Trocknungstrommel 1 befindlichen Tabak als Schaufeln dienen, versehen. Eingangsseitig ist die Trocknungstrommel mit einer Einlaßrutsche 11 für Tabak und einem Einlaß 12 für Heizluft versehen. Der Einlaßrutsche 11 ist die erste Feuchtemeßvorrichtung 3a vorgeordnet. Der Tabak 13 in zumindest annähernd konstantem Mengenfluß heranfördernde Zuförderer ist als Förderband 14 ausgebildet. Ausgangsseitig ist der Trocknungstrommel 1 eine Auslaßrutsche 16 urd dieser die zweite Feuchtemeßvorrichtung 3b nachgeordnet. Der zweiten Feuchtemeßvorrichtung 3"b ist wiederum ein Förderband 17 nachgeordnet, das den getrockneten Tabak 13 abfördert. Ausgangsseitig ist auch eine Absaughaube 18 mit einem Ventilator 19 zur Brüdenabsaugung sowie ein Einlaß 21 für Heizdampf vorgesehen. Die Trocknungstrommel 1 stützt sich auf Rollen 22 und 23 ab, die in Lagern 24 bzw. 26 gelagert sind, und ist mittels eines Elektromotors 27 antreibbar.

Der ersten Feuchtemeßvorrichtung 3a ist eine Schaltungsanordnung 28a zugeordnet zum Steuern des einen Stellmotor 29 für eine Luftklappe 31 aufweisenden Stellgliedes 6 für die erste Wärmequelle 4. Die erste Wärmequelle 4 zur Erzeugung von Heizluft ist als elektrisches Heizung 32 ausgebildet, durch die ein Ventilator 33 angesaugte Frischluft fördert,

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Stw.: HVfK-Resonanzfrequenzregler - Hauni-Akte 1185 Bergedorf, den 28. Dezember 1971

die von der elektrischen Heizung 32 erwärmt wird. Die Luftklappe 31 ändert "bei einer Verstellung sowohl die Zufuhr der Heizluft als auoh der Frischluft, die durch eine Frischluft-Off nung 34 angesaugt wird und sich mit der Heizluft mischt.

Der ausgangsseitigen zweiten Feuchtemeßvorrichtung 3b ist eine der Schaltungsanordnung 28a entsprechende Schaltungsanordnung 28b zugeordnet zum Steuern des Stellgliedes 8 der zweiten Wärmequelle 7. Das Stellglied 8 umfaßt einen Stellmotor 36 für ein in einer Dampfzuleitung 37 angeordnetes Stellventil 38. Durch dieDampfzuleitung 37 kann dem Trommeltrockner 1 von der als Dampferzeuger ausgebildeten zweiten Wärmequelle 7 Heizdampf zugeführt werden, dessen Zufuhr mittels des Stellventils 38 steuerbar ist.

Figur 2 zeigt eine Feuchtemeßvorrichtung 3, wie sie dem Trommeltrockner 1 in Figur 1 vor- und nachgeordnet und mit den Bezugszeichen 3a bzw. 3b bezeichnet ist. Die Vorrichtung besteht aus einem Träger 41 in Form eines endlos umlaufenden Förderbandes 42 für Tabak. 13 und einem darüber angeordneten Preßförderer 44 zum Pressen des Tabaks 13 auf dem Träger Das Förderband 42 ist um Rollen 48, 49 gelenkt, von denen die Rolle 48 in Richtung von Pfeil 51 antreibbar ist. Das obere Trum des Förderbandes 42 ist über eine Isolierplatte 52, die gute Hochfrequenzeigenschaften aufweist, geführt, an deren Unterseite Elektroden 53, 54 (Einzelheiten siehe Figur 3) befestigt sind. Die Isolierplatte 52 dient gleichzeitig als Widerlager für den Preßförderer 44. Der Preßförderer 44 weist Rollen 56, 57 auf, die an einem Träger 58 gelagert sind, und um die ein Förderband 59 geführt ist. Das untere Trum des Förderbandes 59 ist über eine am Träger 58 befestigte Stützplatte 51 geführt. Der Preßförderer 44 ist an Lenkern 62, 63 in Richtung von Doppelpfeil 64 verschwenkbar gelagert, so daß er durch sein Eigengewicht den auf dem Förderband 42 befindlichen Tabak 13 zusammendrückt. Die Rolle 56

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Stw.: HWK-Resonanzfrequenzregler - Hauni-Akte 1185 Bergedorf, den 28. Dezember 1971

ist in Richtung von Pfeil 66 antreibbar. Am Lager der Rolle 57 ist ein Hebel 55 gelagert, der einen Thermowiderstand 60 zum Erfassen der Temperatur des Tabaks 13 trägt und auf dem Tabak 13 schleift.

Figur 3 zeigt eine Ansicht der Isolierplatte 52 mit den Elektroden 53 und 54 in Richtung des Pfeiles III in Figur 2. Die Elektroden 53 und 54, die einen Meßkondensator 67 bilden, bestehen jeweils aus mehreren miteinander verbundenen Teilelektroden 53a bzw. 54a, wobei eine Teilelektrode 53a jeweils zwischen zwei Teilelektroden 54a angeordnet ist. Leitungen 68 und 69 dienen zum Verbinden der Elektroden 53 bzw. 54 mit der Schaltungsanordnung 28a bzw. 28b, die in Figur 5 gezeigt ist.

Figur 4 zeigt den Verlauf von Feldlinien 71 eines elektrischen Wechselfeldes zwischen Teilelektroden 53a und 54a.

Figur 5 zeigt eine Schaltungsanordnung 28, wie sie der dem Trommeltrockner 1 vorgeordneten ersten Feuchtemeßvorrichtung 3a und dem Stellglied 6 für die erste Wärmequelle 4 sowie der dem Trommeltrockner 1 nachgeordneten zweiten Feuchtemeßvorrichtung 3b und dem Stellglied 8 für die zweite Wärmequelle 7 zugeordnet und mit den Bezugszeichen 28a bzw. 28b bezeichnet ist.

Die Schaltungsanordnung 28 weist einen spannungsgesteuerten Hochfrequenzoszillator 76 auf, dessen Ausgangsfrequenz in Abhängigkeit von einer Eingangsspannung steuerbar ist, und der über einen Hochfrequenzverstärker 77 lose mit einem Schwingkreis 78 gekoppelt ist. Durch diese lose Kopplung (induktive Kopplung) wird gewährleistet, daß sich der Strom des Hochfrequenzoszillators 76 und der Strom des Schwingkreises 78 stets in einer bestimmten, unveränderlichen Phasenlage zueinander befinden, während die Spannungen des Hochfrequenzoszillators 76 und des Schwingkreises 78 ihre Phasenlage

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zueinander in Abhängigkeit von der Feuchte des über den Streufeldkondensator 67 (Fig. 3), der Teil des Schwingkreises 78 ist, geführten Tabaks ändern können. Ein Mittel zum Erfassen einer infolge Feuchteänderungen des Tabaks hervorgerufenen zeitlichen Verschiebung der Phasen der Spannung und des Stromes des Schwingkreises, ein Vergleichsglied in Form eines Phasenkomparator 79, ist sowohl unmittelbar mit dem Schwingkreis 78 und dem Hochfrequenzoszillator 76 als auch mittelbar über einen Tiefpaß 81 und einen Verstärker 82 mit dem Hochfrequenzoszillator 76 verbunden. Der Hochfrequenzoszillator 76, der Phasenkomparator 79, der Tiefpaß 81 und der Verstärker 82, die in der Zeichnung strichliert eingerahmt sind, sind von der Firma SIGEETICS CORPORATION, 811 East Arques Avenue, Sunnyvale, California 94086, als integrierte Schaltung unter der Bezeichnung "PIL-Schaltung" erhältlich. Alle übrigen Teile der Schaltungsanordnung 28 sind für sich in der Elektrotechnik bekannt, so daß auf deren Aufbau nicht näher eingegangen zu werden braucht. Eine Anordnung zum Erfassen einer den Schwingkreis in Resonanz haltenden Steuergröße,besteht aus einer Vergleichsstufe 83, die mit dem Hochfrequenzverstärker 77, mit einem quarzstabilisierten Oszillator 84 und über einen Frequenz-Spannungs-Umschalter 86 und einen invertierenden Verstärker 87 mit einem Bereichswähler 88 verbunden ist, der wiederum über einen invertierenden Verstärker 89 und eine Anordnung zum Erfassen einer elektrischen Wechselgröße ( Spannung) des Schwingkreises 78 in Form eines Hochfrequenzgleichrichters 91 mit dem Schwingkreis 78 in Verbindung steht. Der Bereichsumschalter 88, der mit einem Signalformer 92 in Verbindung steht, dient zum wahlweisen Beaufschlagen des Signalformers 92 mit einem von der Frequenz des Hochfrequenzoszillators 76 hergeleiteten Signal oder mit einem vom Schwingkreis 78 hergeleiteten Signal, Das Umschalten geschieht zweckmäßigerweise selbsttätig, beispielsweise über Schwellwertglieder, die das Umschalten in Abhängigkeit von der Größe der Signale auslösen.

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Der Thermowiderstand 60 (siehe auch Figur 2) ist über eine Meßbrücke 93, an die ein Temperaturanzeigegerät 94 angeschlossen ist, und einen Regler 96 mit dem Signalformer 92 verbunden. Der Signalformer 92 steht über einen Verstärker 97 mit einem Anzeigegerät 98 für die Feuchte des Tabaks und mit einer Vergleichsstelle 99, der ein Signal von einem Sollwertgeber 101 zum Vorgeben der jeweils gewünschten Feuchte des Tabaks zufuhrbar ist, in Verbindung. Der Vergleichsstelle 99 ist ein Verstärker 102 nachgeordnet, dessen Ausgang mit dem Stellglied 6 bzw. 8 in Figur 1 in Verbindung steht.

Figur 6 zeigt Resonanzkurven für Spannung (U1, U2) und Strom (11, 12) des Schwingkreises 78 in Figur 5 für zwei unterschiedliche Tabakfeuchtigkeitsgrade, die über den Streufeldkondensator 67 den Ohm*sehen Widerstand des Schwingkreises beeinflussen. Die Kurvenspitzen bei Resonanzfrequenz (fr) sind ein Maß für die Feuchte des Tabaks, wobei mit steigender Feuchte des Tabaks die Dämpfung des Schwingkreises größer, d.h. die Kurvenspitzen von Spannung und Strom niedriger werden. Die Kurven U2 und 12 sind also feuchterem Tabak zugeordnet als die Kurven U1 und 11.

Wirkungsweise der Anordnung der Figuren 1 bis 8: Das Förderband 14 fördert Tabak 13 in konstantem Mengenfluß herbei. Der Tabak 13 wird an die Feuchtemeßvorrichtung 3a übergeben und von der in die Einlaßrutsche 11 gefördert, von wo er in die Trocknungstromtael 1 gelangt und der aus dem Jiinlaß 12 strömenden Heißluft ausgesetzt wird.

Im folgenden wird die Steuerung der Temperatur dieser Heißluft mittels der Schaltungsanordnung 28a (Figur 5) näher erläutert. Geht man einmal davon aus, daß über den Meßkondensator 67 Tabak einer bestimmten relativ niedrigen Feuchte gefördert wird, so wird der Schwingkreis 78 von dem Hochfrequenzoszillator 76 über den Hochfrequenzverstärker 77

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mit einer derartigen Frequenz angetrieben, daß die Phasenlage von Spannung und Strom des Schwingkreises 76 gleich ist, sie sich also in Resonanz befinden (siehe Figur 6). Dem Phasenkomparator 79 sind sowohl die Spannung des Hochfrequenzoszillators 76 als auch die des Schwingkreises 78 zugeführt, die im vorliegenden Resonanzfall eine Phasenverschiebung von 90 Grad aufweisen (siehe Figur 7: die rechteckige, strichliert gezeichnete Kurve stellt den Verlauf der Spannung des Hochfrequenzoszillators 76,und die sinusförmige, ausgezogen gezeichnete Kurve stellt den Verlauf der Spannung des S.hw-ingkreises 78 dar). Aus Eigur 7 ist zu ersehen, daß im Resonanzfall die Summe der Spannungen des Schwingkreises 78 in der Zeit von einem Uulldurchgang der Spannung des Hochfrequenzoszillators 76 bis zum folgenden Nulldurchgang Null ist. Der Phasenkomparator 79 gibt in diesem Pail kein Ausgangssignal ab, so daß die Frequenz des Hochfrequenzoszillators unverändert bleibt. Die Spannung des Schwingkreises 78 wird mittels des Hochfrequenzgleichrichters 91 gleichgerichtet und verstärkt durch Verstärker 89 dem Bereichsumschalter 88 zugeführt. Die Frequenz des Hochfrequenzoszillators 76 wird in der Vergleichsstufe 83 mit der itequenz des quarzstabilisierten Oszillators 84 verglichen, die Differenzfrequenz im Frequenz-Spannungs-Umsetzer 86 in eine entsprechende . Spannung umgesetzt, die, verstärkt durch Verstärker 87, ebenfalls dem Bereichsumschalter 88 zugeführt wird. Anhand der Meßkennlinien der Figur 8 ist zu ersehen, daß die durch Erfassen der Amplituden der Spannung des Schwingkreises 78 gewonnene, ausgezogen gezeichnete Kurve im unteren Feuchtebereich einen linearen Verlauf nimmt, während die durch Erfassen der Frequenzänderungen des Hochfrequenzoszillators 76 gewonnene, strichliert gezeichnete Kurve in einem höheren Feuchtebereich einen linearen Verlauf nimmt. Der Bereichsumschalter 88 gibt folglich im vorliegenden Fall relativ niedriger Tabakfeuchte die über den Verstärker 89 und den Hochfrequenzgleichrichter 91 vom Schwingkreis 78 abgeleitete

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Spannung an den Signalformer 92 weiter.

Da das Meßergebnis von der Temperatur des Meßkondensatorinhaltes, also des Tabaks 13 abhängt, ist dem Meßkondensator 67 der temperaturabhängige Widerstand 60 zugeordnet. Dieser Temperaturwiderstand 60 schleift mittels des Hebels 55 auf dem Tabak 13 (Figur 2) und bewirkt über die Meßbrücke 93 und den Regler 96 eine entsprechende Korrektur des Ausgangssignals des Signalformers 92. Dieses Ausgangssignal wird einmal über Verstärker 92 am Anzeigegerät 98, welches in Prozent HpO geeicht ist, sichtbar gemacht und zum anderen an der Vergleichsstelle 99 mit einem am Sollwertgeber 101 abgenommenen, einer Bittleren Feuchte entsprechenden Signal verglichen.

Entsprechend dem durch Verstärker 102 verstärkten Differenzsignal ist von dem Stellmotor 29 die Luftklappe 31 der ersten Wärmequelle 4 positioniert und damit die der leuchte des Tabaks entsprechende gewünschte Lufttemperatur der vom Ventilator 33 in die Trocknungstrommel 1 geförderten Luft eingestellt worden.

Ändert sich nun die Feuchte des durch die Feuchtemeßvorrichtung 3a geförderten Tabaks 13, so gerät der Schwingkreis 78 außer Resonanz, d.h. die Phasen von Spannung und Strom stimmen nicht mehr überein. Dies hat zur Folge, daß sich ebenfalls die Phasenlagen der dem Phasenkomparator 79 zugeführten Spannungen des Hochfrequenzoszillators 76 und des Schwingkreises 78 ändern, wodurch die Summe der Spannungen des Schwingkreises 78 in der Zeit von einem Nulldurchgang der Spannung des Hochfrequenzoszillators 76 bis zum folgenden Kulidurchgang nicht mehr Null ist. Entsprechend der Phasenverschiebung gegenüber der ursprünglichen Phasenlage gibt der Phasenkomparator 79 ein Signal ab, welches über den Tiefpaß 81 und den Verstärker 82 dem Hochfrequenzoszillator 76 zugeführt wird. Dieser ändert seineAusgangsfrequenz und damit die des Schwingkreises 78 solange, bis dieser sich wieder in Resonanz befindet, d.h. die Phasenlage von Spannung und

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Strom übereanstimmen. Entsprechend der veränderten Feuchte des Tabaks 13 und der neuen Resonanzbedingungen des Schwingkreises 78 wird einmal die neue Resonanzspannung über den Hochfrequenzgleichrichter 91 und den Verstärker 89 dem Bereichsumschalter 88 und zum anderen die neue Differenzfrequenz des Hochfrequenzoszillators 76 zum quarzstabilisierten Oszillator 84 über den !Frequenz-Spannungs-Umsetzer 86 und den Verstärker 87 dem Bereichs-Umschalter 88 zugeführt. Je nach Höhe der neuen Tabakfeuchte wird von dem Bereichsumschalter 88 entweder das der Resonanzspannung des Schwingkreises 78 entsprechende Signal oder das der Resonanzfrequenzänderung entsprechende Signal an den Signalformer 92 und von dort zu dem Anzeigegerät 98 und der Vergleichsstelle 99 geleitet. Entsprechend der Differenz zu dem von dem Sollwertgeber 101 abgenommenen Signal wird über den Verstärker 102 der Stellmotor 29 aktiviert und die Stellung der luftklappe 31 verändert, wodurch das Verhältnis der von dem Ventilator 33 angesaugten Heizluft zur ebenfalls angesaugten Irischluft geändert wird. Es wird also entsprechend der Anfangsfeuchte des in die Trocknungstrommel 1 eingeführten Tabaks 13 die Temperatur der zugeführten Heizluft, die im Gleichstrom mit dem Tabak strömt, gesteuert.

Der Tabak 13 wird durch die Trocknungstrommel 1 gefördert, wobei er zusätzlich zu der Heißluft mittels die Heizschlangen 9 durchströmenden Heizdampfes getrocknet wird. Am Ausgang der Trocknungstrommel 1 rutscht der Tabak über die Auslaßrutsche 16 auf die zweite Feuchtemeßvorrichtung 3b, durch die seine Enäf-euchte gemessen wird. In Abhängigkeit von dieser Endfeuchte wird mittels der Schaltungsanordnung 28b der Stellmotor 36 des Stellventils 38 für die Heizdampfzufuhr gesteuert. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung 28b entspricht der der Schaltungsanordnung 28a, wobei anstelle des Stellmotors 29 für die luftklappe 31 der Stellmotor 36 für das Stellventil 38 tritt. Auf eine erneute Beschreibung

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dieser Wirkung wird deshalb verzichtet. Die zweite Wärmequelle 7 gibt die Wärme ab, die zur Kompensation der von dem eingangsseitigen Feuchtesteuerkreis, der in regelungstechnischer Hinsicht keine echte Feuchteregelung, sondern eine Störgrößen-Aufschaltung ist, noch nicht ausgeregelten Feuchteabweichungen dient.

Der Verteil der Erfindung besteht darin, daß durch das ständige Inresonanzhalten des Schwingkreises sehr genaue Meßergebnisse erhalten werden und daß durch das Erfassen unterschiedlicher elektrischer, der Feuchte des Tabaks entsprechender Größen (Spannung, Frequenz) der Meßbereich beträchtlich erweitert werden konnte.

Besonders vorteilhaft erweist sich die Erfindung für einen Tabaktrockner der beschriebenen Art zur Steuerung der Wandbeheizung (Dampf-, Öl- oder Gasheizung) und der im Gleichstrom mit dem Tabak arbeitenden Luftheizung, wodurch sich eine für die Weiterverarbeitung des Tabaks geforderte Sollfeuchte exakt einhalten läßt.

- Patentansprüche -

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Claims

Stw.: HWK-Resonanzfrequenzregier - Hauni-Akte 1185 Bergedorf, den 28. Dezember 1971

Patentansprüche

I₂) Verfahren zum Erfassen der Feuchte von fasrigem Gut, insbesondere von Tabak oder ähnlichem rauchfähigem Gut, das entsprechend seiner Feuchte eine Kapazität in einem elektrischen Schwingkreis, der mit einem-Hochfrequenz-Generator gekoppelt ist, beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß eine infolge Feuchteänderungen des Tabaks hervorgerufene zeitliche Verschiebung der Phase der Spannung des SchvÄigkreises gegenüber der Phase des Stromes des Schwingkreises erfaßt wird, daß in Abhängigkeit von einer derartigen Verschiebung eine elektrische Größe des Schwingkreises derart gesteuert wird, daß der Schwingkreis in Resonanz gehalten wird und daß die den Schwingkreis in Resonanz haltende Steuergröße oder die Amplitude einer elektrischen Wechselgröße (Spannung, Strom) des Schwingkreises als Meßwert für die Feuchte des Tabaks erfaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zeitliche Phasenverschiebung von Spannung und Strom des Schwingkreises durch Vergleichen der Phase einer elektrischen Größe des Schwingkreises mit der Phase einer elektrischen Größe des Hochfrequenzgenerators erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis durch Steuern der Frequenz des Hochfrequenzgenerators in Resonanz gehalten wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem unteren Feuchtebereich des Tabaks die Amplitude einer elektrischen Wechselgröße (Spannung, Strom) des Schwingkreises und in einem anschließenden Feuchtebereich des Tabaks die den Schwingkreis in Resonanz haltende Steuergröße als Meßwert für die Feuchte des Tabaks erfaßt werden.

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Stw.: HWiC-Resonanzfrequenzregler - Hauni-Akte 118ί? Bergedorf, den 28. Dezember 1971
5. Anordnung zum Erfassen der Feuchte von fasrigem Gut, insbesondere von Tabak oder ähnlichem rauchfähigem Gut, mit einem ixießkondensator, dessen Feldlinien den Tabak durchsetzen und der Teil eines Schwingkreises ist, der mit einem Hochfrequenzgenerator gekoppelt ist, insbesondere zum Ausüben des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (79) zum Erfassen einer infolge Feuchteänderungen des Tabaks hervorgerufenen zeitlichen Verschiebung der Phasen der Spannung und des Stromes des Schwingkreises vorgesehen ist, daß das Mittel (79) mit dem Hochfrequenzgenerator (76) verbunden und ein einer Phasenverschiebung entsprechendes Steuersignal an diesen abgebend ausgebildet ist, wodurch der Schwingkreis (78) in Resonanz gehalten wird und daß eine Anordnung (83, 91) zum Erfassen einer den Schwingkreis (78) in Resonanz haltenden Steuergröße oder der Amplitude einer elektrischen Wechselgröße (Spannung, Strom) des Schwingkreises vorgesehen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzgenerator ein spannungsgesteuerter Oszillator (76) ist, der mit einer einer Phasenverschiebung von Spannung und Strom des Schwingkreises (78) proportionalen Spannung beaufschlagbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Erfassen der zeitlichen Verschiebung von Spannung und Strom des Schwingkreises ein Yergleichsglied (79) ist, das mit der Ausgangsspannung des Hochfrequenzgenerators (76) und der Spannung des Schwingkreises (78) beaufschlagt ist.

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Stw«: HWK-Resonanzfrequenzregier - Hauni-Akte 1185 Bergedorf, den 28. Dezember 1971
8. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße die !Frequenz des Hochfrequenzgenerators (7b) ist und daß die Anordnung (28) ein Vergleichsglied (83) aufweist, das mit der !Frequenz des Hochfrequenzgenerators (76) und mit einer konstanten Yergleichsfrequenz zum Erfassen von Erequenzänderungen des Hochfrequenzgenerators (76) beaufschlagt ist.
9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüchr 5 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (28) einen Bereichsumschalter (88) aufweist zum Ändern der Erfassungsgröße beim Verlassen vorgegebener 3?euchtebereiche des Tabaks.

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