DE2613403A1

DE2613403A1 - Verfahren und vorrichtung zum feststellen des feuchtigkeitsgradienten in einem material, insbesondere in einer sich bewegenden materialbahn

Info

Publication number: DE2613403A1
Application number: DE19762613403
Authority: DE
Inventors: William A Massey
Original assignee: Molins Machine Co Inc
Current assignee: Molins Machine Co Inc
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1976-03-29
Publication date: 1976-12-02
Also published as: DE2613403B2; GB1516422A; DE2613403C3; US3981082A; JPS51146993A; JPS5650871B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Feststellen des Feuchtigkeitsgradienten in einem Material, insbesondere in einer sich bewegenden Material bahn

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Feststellen des Feuchtigkeitsgradienten in einer sich bewegenden Materialbahn und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Feststellen des Feuchtigkeitsgradienten in einer sich bewegenden Material bahn durch Überwachung des Energieverlustes eines Hochfrequenzsignals, mit dem das Material beaufschlagt wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird zwei räumlich getrennten Sendeeinrichtungen ein Hochfrequenzsignal zugeführt,

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so dass ein elektromagnetisches Feld entsteht. Durch einen Bereich dieses Feldes wird das zu untersuchende Material hindurch geführt. Dabei wird ein Teil der elektromagnetischen Energie durch die im Material befindliche Feuchtigkeit absorbiert. Aufgrund dieses Energieverlustes erscheint an den räumlich getrennten Sendeeinrichtungen ein amplitudenmoduliertes Hochfrequenzsignal. Die Hüllkurve dieses amplitudenmodulierten Signals gibt die Schwankungen des Energieverlustes des gesendeten Signals wieder. Die Energie wird durch die in dem zu untersuchenden Material befindliche Feuchtigkeit absorbiert. Durch die Feststellung der Schwankungen in der Hüllkurve des amplitudenmodulierten Signals an den Sendeeinrichtungen kann also der Feuchtigkeitsgradient in dem bewegten Material überwacht werden.

In einem bevorzugten Anwendungsfall dieser Erfindung wird die Feuchtigkeit von Klebezeilen in einer frisch zusammengefügten Bahn aus Wellpappe unter Verwendung einer Vorrichtung und eines Verfahrens überwacht, welche die oben beschriebenen Wesensmerkmale beinhalten. Wellpappe wird im allgemeinen dadurch hergestellt, dass man eine Bahn aus Auflagepappe auf irgendeine Seite einer Bahn aus gewelltem Material mit Hilfe von mit Wasser mischbarem Klebstoff, etwa einer Lösung von Stärkekleister, aufbringt. Dann wird Wärme zugeführt, um den Kleister zur Gelbildung anzuregen und zu trocknen.

Nachdem die frisch zusammengefügteWellpappe getrocknet worden ist, wird sie an einem Testspalt vorbeigezogen, der von zwei räumlich getrennten, eng aneinandergrenzenden Sendeeinrichtungen gebildet wird. Ein Hochfrequenzsignal, das irgendeine geeignete Einrichtung erzeugt, wird den beiden Sendeeinrichtungen zugeführt, so dass ein starkes, wenig streuendes elektromagnetisches Feld im Bereich des Testspaltes entsteht. Wenn die Bahn aus Wellpappe durch dieses Feld

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geführt wind, können Schwankungen in der Amplitude des an den Sendeeinrichtungen liegenden Signals festgestellt werden, was eine Anzeige über den Feuchtigkeitsgradienten der Bahn oder, genauer gesagt, über den Feuchtigkeitsgehalt der Klebezeile liefert.

In denjenigen Anwendungsfällen, bei welchen die Bahn mit geringer Geschwindigkeit, etwa 1 cm/s, bewegt wird, ist es möglich, Schwankungen in der Hüllkurve des amplitudenmoduUerten Signals an den Sendeeinrichtungen durch Verwendung eines Hüllkurven-Detektors und eines herkömmlichen Voltmeters oder Amperemeters zu überwachen. Eine solche Vorrichtung ist jedoch nicht mehr brauchbar, wenn die Materialbahn mit einer Geschwindigkeit im Bereich von etwa 250 cm/s bewegt wird. In Anwendungsfällen mit derart schnell beförderten Material bahnen würde ein herkömmliches Amperemeter oder Voltmeter nur den durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt anzeigen und keine genaue Anzeige des Feuchtigkeitsgradienten liefern. Aus diesem Grunde wird für solche Fälle ein Spitze-Spitze-Detektor in Kombination mit zwei Funktionsverstärkern zur Umwandlung des veränderlichen Ausgangssignals des Hüllkurven-Detektors in ein im wesentlichen konstantes Gleichstrom-Kontrollsignal benutzt, dessen Grosse die Veränderungen im Feuchtigkeitsgehalt der einzelnen Klebezeilen und der trockenen Pappe dazwischen anzeigt. Der Feuchtigkeitsgradient wird in dieser Beschreibung als Index für den freien Wassergehalt in einem Stärkekleber benutzt. Dieser Index verändert sich in Abhängigkeit von der verwendeten Klebstoff menge und den chemischen und physikalischen Eigenschaften des Stärkeklebers, nachdem er einer Wärmebehandlung unterzogen worden ist.

Die Erfindung lässt sich wie folgt zusammenfassen:

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Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Feststellen des Feuchtigkeitsgradienten in einer bewegten Materialbahn beschrieben. An eine Sendeeinrichtung wird ein Hochfrequenzsignal angelegt, wobei ein elektromagnetisches Feld aufgebaut wird und wobei die Materialbahn, welche überwacht werden soll, von diesem elektromagnetischen Feld durchdrungen wird. Der Feuchtigkeitsgradient der Materialbahn wird durch Überwachung eines Steuersignals festgestellt. Das Steuersignal zeigt Schwankungen der Stärke des elektromagnetischen Feldes an, wobei die Schwankungen auf die Absorption von Energie durch die in der durch das Feld hindurchbewegten Materialbahn befindliche Feuchtigkeit zurückzuführen sind.

Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen dienen zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Feuchtigkeits-Detektorschaltung in Übereinstimmung mit dieser Erfindung;

Fig. 2 eine räumliche Ansicht des bevorzugten Anwendungsfalles dieser Erfindung;

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung;

Fig. 4 mehrere Diagramme mit Signalformen, welche an verschiedenen Schaltungspunkten der in Fig. 3 gezeigten Schaltung auftreten; und

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Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Feuchtigkeits-Detektorschaltung, welche in Übereinstimmung mit dieser Erfindung aufgebaut ist.

Es soll nun auf die Zeichnungen Bezug genommen werden, wobei gleiche Bezugszahlen die gleichen Elemente kennzeichnen. Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Feuchtigkeits-Detektorschaltung, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, und die allgemeine Bezugszahl 10 erhält. Die Schaltung 10 enthält einen Oszillator 12, einen Prüfspalt 14, einen Hüllkurven-Detektor 16 und ein Anzeigegerät 18.

Der Oszillator 12 erzeugt ein Hochfrequenzsignal mit einer bestimmten wählbaren Frequenz und Grosse an seinem Ausgang 20. Das Hochfrequenzsignal des Oszillators 12 wird über einen Widerstand R an den Prüfspalt 14 gelegt. Der Prüfspalt 14 besteht aus zwei räumlich getrennten Sendeeinrichtungen 22, 24, welche das Hochfrequenzsignal übertragen. Wird eine Materialbahn, deren Feuchtigkeitsgradient überwacht werden soll, durch das von den Elementen 22, 24 erzeugte elektromagnetische Feld bewegt, dann kann ihr Feuchtigkeitsgradient festgestellt werden.

Die bevorzugte Ausführungsform der Sendeeinrichtungen 22, 24 ist in Fig. 2 dargestellt, welche ausserdem einen bevorzugten Anwendungsfall für die vorliegende Erfindung zeigt. In dieser bevorzugten Anwendung wird die Feuchtigkeits-Detektorschaltung 10 zum Feststellen des relativen Feuchtigkeitsgehaltes von Klebezeilen 27 in einer frisch zusammengefügten Wellpappebahn 26 benutzt. Eine solche Klebezeile ist immer dann vorhanden, wenn die Kuppen der einzelnen

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Rippen des gewellten Materials 28 eine Auflagebahn 30 berühren. Die frisch hergestellte Bahn aus Wellpappe 26 wird durch ein Endlosförderband 32 an den Sendeeinrichtungen 22, 24 vorbeibewegt und mit Hilfe einer Rolle 34 weiterbewegt. Die Rolle 34 ist repräsentativ für mehrere Rollen dieser Art. Die Sendeeinrichtungen 22, 24 enthalten zwei eng aneinander angrenzende parallele Platten, deren Innenseiten 36, 38 durch einen schmalen Spalt voneinander getrennt sind. Zwei in dieser Weise aufgebaute Sendeeinrichtungen erzeugen ein starkes, genau ausgebildetes Feld in der Umgebung des Spaltes 40. Dieses Feld ist in der Mitte des Spaltes 40 am stärksten und schwächt sich mit zunehmendem Abstand vom P ruf spalt 40 ab. Durch eine entsprechende Einstellung des Abstandes zwischen den Sendeeinrichtungen 22 und 24 kann die Ausdehnung des Feldes in geeigneter Weise bestimmt werden, um die erforderliche Auflösung für irgendeinen bestimmten Anwendungsfall zu erreichen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Anwendungsfall ist der Feuchtigkeitsgehalt der Klebezeilen 27 in erster Linie von Interesse. Die trockenen Abschnitte 29, welche dazwischen liegen, interessieren nicht. Aus diesem Grunde muss das Auflösungsvermögen des Detektors etwa der Breite einer Klebezeile entsprechen. Wählt man den Abstand zwischen den Sendeeinrichtungen 22 und 24 etwa in der Breite einer Klebezeile, dann erhält man die gewünschte Auflösung. Eine Klebezeile hat in diesem Anwendungsfall eine Breite von etwa 1,6 mm.

Um den Feuchtigkeitsgradienten in der Wellpappebahn 26 festzustellen, muss die Bahn 26 durch das von den Sendeeinrichtungen 22 und 24 erzeugte Feld hindurchbewegt werden. Da dieses Feld bei zunehmendem Abstand von der Öffnung 40 sehr stark streut, muss die Bahn 26 im

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Abstand etwa der Breite einer Klebezeile an den Sendeeinrichtungen 22 und 24 vorbeibewegt werden. Während der Abstand zwischen den Sendeeinrichtungen 22 und 24 und der Bahn 26 von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängt, muss die Bahn 26 immer durch einen Bereich mit ausreichend grosser Intensität des elektromagnetischen Feldes bewegt werden, um feststellbare Energieverluste an den Sendeeinrichtungen 22 und 24 feststellen zu können, wobei diese Energieverluste auf die in den Klebezeilen der Bahn 26 enthaltene Feuchtigkeit zurückzuführen sind.

In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beträgt die Breite der Sendeeinrichtungen 22 und 24 etwa 6,4 mm und die Breite des Prüfspaltes 40 etwa 1,6 mm. Die Tiefe der Sendeeinrichtungen 22 und 24 senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bahn 26 beträgt etwa 50 mm. Jedes Sendeelement 22 und 24 besteht aus einem dünnen, blattförmigen Metall mit einer Stärke von etwa 0,25 mm. Dieses Metall kann irgendein elektrischer Leiter sein.

Obgleich eine bevorzugte Ausführungsform der Sendeeinrichtungen und 24 als ein Paar nahe beieinanderliegender, paralleler Platten beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass auch andere Konstruktionen verwendet werden können, solange das dabei erzeugte Feld genügend gut ausgebildet ist, um die gewünschte Auflösung für einen bestimmten Anwendungsfall zu erreichen.

Es soll nun erneut auf Fig. 5 Bezug genommen werden. Wenn die Bahn 26 durch das elektromagnetische Feld in der Nähe der Elektroden 22 und 24 bewegt wird, erscheint ein amplitudenmoduliertes Hochfrequenzsignal A am Schaltungspunkt 42. Die Hüllkurve des Signals A gibt die Schwankungen der elektromagnetischen Energie im Feld wieder und zeigt

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damit den Feuchtigkeitsgradienten in der Bahn 26 an. Schickt man das amplitudenmodulierte Signal A durch den Hüllkurven-Detektor 16 und überwacht man das Ausgangssignal des Detektors, dann kann eine Anzeige über den Feuchtigkeitsgradienten in der Bahn 26 geliefert werden.

Der Hüllkurven-Detekfor 16 ist ein herkömmlicher Detektor, welcher ein nichtlineares Element 44 und ein Tiefpassfilter 46 enthält. Solche Hüllkurven-Detektoren sind in der Technik bekannt und müssen daher nicht im einzelnen beschrieben werden. Eine informative Besprechung verschiedener Typen von Hüllkurven-Detektoren (und auch verschiedener Typen nichtlinearer Elemente, die in Verbindung damit benutzt werden können) befindet sich in "Electronics for Modern Communications", G. Angerbauer, N.J. Prentice Hall, Inc., 1974, Seiten 471-480. Allgemein gesagt, der Detektor übernimmt das amplitudenmodulierte Hochfrequenzsignal am Schaltungspunkt 42 und gibt ein niederfrequentes Signal B am Ausgang 48 ab. Das niederfrequente Signal B gibt die Hüllkurve des amplitudenmodulierten Signals A am Eingang des Detektors wieder.

In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wird das am Ausgang 48 des Detektors 16 erscheinende niederfrequente Signal B zu einer Anzeigeeinrichtung 18 übertragen, welche eine Anzeige der Schwankungen im niederfrequenten Signal B und damit im Feuchtigkeitsgradienten der Bahn 26 wiedergibt.

Es soll nun auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen werden, wo eine Feuchtigkeits-Detektorschaltung 10' dargestellt ist. Diese Schaltung ist in Übereinstimmung mit dieser Erfindung aufgebaut. Der Oszillator 12' ist ein herkömmlicher Hartly-Oszillator, der am Ausgang 20' ein

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Hochfrequenzsignal abgibt. Dieses Hochfrequenzsignal fliesst zum Prüfspalt 14*, welcher aus zwei räumlich getrennten Sendeeinrichtungen 22' und 24' besteht. Die Sendeeinrichtungen 22' und 24' sind in der bevorzugten Ausführungsform identisch mit den Sendeeinrichtungen und 24 in Fig. 2. Bei der Bewegung der Materialbahn 26 durch das elektromagnetische Feld in der Nähe der Sendeeinrichtungen 22* und 24' erscheint ein amplitudenmoduliertes Signal A' am Schaltungspunkt 42' . Dieses Signal A' gibt die Energieverluste des elektromagnetischen Feldes, durch das die Bahn 26 bewegt wird, an.

Das amplitudenmodulierte Signal A' wird zum Hüllkurven-Detektor 16' übertragen, welcher ein nichtlineares Element 44' und ein Tiefpassfilter 46' enthält. Das nichtlineare Element 44' ist das Gitter einer Vakuumtriodenröhre, welche das amplitudenmodulierte Signal A' gleichrichtet und ein komplexes Signal erzeugt, welches eine niederfrequente Komponente enthält. Diese niederfrequente Komponente repräsentiert die Hüllkurve des amplitudenmodulierten Signals A' . Das komplexe Signal fliesst zu einem Tiefpassfilter 46', welches nur niederfrequente Komponenten hindurchlässt. Das resultierende niederfrequente Signal B' wird dann zu einer Anzeigeeinrichtung 18' übertragen. Die Anzeigeeinrichtung 18' enthält ein Amperemeter, welches eine visuelle Anzeige der Schwankungen des amplitudenmodulierten Signals A' und damit eine Anzeige des Feuchtigkeitsgradienten in der Bahn 26 liefert.

Während die Detektorschaltung 16' für stillstehende oder bewegte Materialbahnen geeignet ist, besitzt sie erhebliche Nachteile bei der Überwachung schnell bewegter Bahnen. Bei schnell bewegten Bahnen reicht die Auflösung der Schaltung 10' für die meisten Anwendungsfälle nicht aus. Insbesondere die Messeinrichtung M1 zeigt dann nämlich den durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt sowohl der Klebezeilen als auch der

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Auflage 30 an, so dass eigentlich die Gesamtfeuchtigkeit und nicht der Feuchtigkeitsgradient überwacht wird. Zusätzlich werden die Signale durch die Breite der Klebezeilen beeinflusst. Weitere Einflussgrössen sind der Abstand der Rillen, die Menge des verwendeten Klebstoffes, die Feuchtigkeit im Auflagematerial und andere Parameter, welche die Überwachungsprozedur kompliziert machen und der genauen Feststellung der Feuchtigkeit in den einzelnen Klebezeilen Schwierigkeiten bereiten.

Die oben erwähnten Einschränkungen können überwunden werden, wenn man einen Spitzenwert-Detektor 50 verwendet, welcher ein Wechselstrommessgerät für Spitzenwerte benutzt. Durch ein solches Messgerät wird die Durchschnittswertbildung bei einer schnell bewegten Materialbahn vermieden. Eine solche Detektorschaltung 10" ist in Fig. 3 dargestellt. Ein Oszillator 12" erzeugt ein Hochfrequenzsignal, welches zu einem Prüfspalt 14" fliesst. Der Aufbau des Oszillators 12" und des Prüfspaltes 14" ist identisch mit den entsprechenden Einrichtungen 12' und 14' in Fig. 1 . So wie in der Ausführungsform von Fig. 1 dargestellt, wird eine bewegte Materialbahn 26 durch das elektromagnetische Feld transportiert, wobei dieses Feld von den Sendeeinrichtungen 22" und 24" erzeugt wird. Durch die Bewegung der Bahn 26 durch das Feld hindurch wird ein amplitudenmoduliertes Signal A" erzeugt, welches am Schaltungspunkt 42" erscheint. Die Hüllkurve des amplitudenmodulierten Signals A" gibt die Energieverluste im elektronnagnetischen Feld aufgrund des durch das Feld hindurchbewegten Materials an. Das Signal A" fliesst zum Hüllkurven-Detektor 16", der ein niederfrequentes Signal B" passieren lässt. Das Signal B" gibt die Hüllkurve des amplitudenmodulierten Signals A" wieder.

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Um die Bildung von Durchschnittswerten bei schnell bewegten Materialbahnen 26 zu vermeiden, wird das niederfrequente Signal B" zu einer Spitzenwert-Detektorschaltung 50 geschickt. Die Schaltung 50 enthält einen Wechselstromverstärker 52, einen Spitze-Spitze-Detektor 54 und einen Gleichstromverstärker 56. Das niederfrequente Signal B" gelangt zum nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 58 über eine Differenzierschaltung 60. Der Operationsverstärker 58 ist ein Standard-Operationsverstärker, der als Differenzverstärker arbeitet. Da der invertierende Eingang des Operationsverstärkers über den Widerstand R6 mit Erdpotential verbunden ist, ist sein Ausgangssignal eine verstärkte Kopie des niederfrequenten Signals B", welches am Schaltungspunkt 48" erscheint.

Das vom Operationsverstärker 58 erzeugte Ausgangssignal fliesst zu einem Spitze-Spitze-Detektor 54. Der Detektor 54 enthält eine Gleichrichterschaltung 62 und eine RC-Schaltung 64. Die Schaltung 62 in Fig. 3 ist ein Spitze-Spitze-Gleichrichter, der ein gleichgerichtetes Signal mit der doppelten Grosse des vom Operationsverstärker 58 gelieferten Ausgangssignals abgibt. Es kann auch eine einfache Gleichrichterschaltung verwendet werden, welche die Amplitude des gleichgerichteten Signals nicht verdoppelt. Die RC-Schaltung 64 ist einfach aufgebaut und besitzt eine Zeitkonstante, welche im Vergleich zur Frequenz des niederfrequenten Signals B" am Schaltungspunkt 48" relativ lang ist. Das heisst die Schaltung 64 erzeugt ein lineares Gleichstromsignal mit nahezu konstanter Grosse, welches zu den Spitzenwerten des gleichgerichteten und von der Gleichrichterschaltung 62 hindurchgelassenen Signals passt. Die Grosse dieses Gleichstromsignals ist proportional der Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes zwischen den Klebezeilen und der trockenen Auflage 30 der frisch zusammengesetzten Bahn aus Wellpappe 26 in Fig. 2.

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Das Ausgangssignal des Spitzenwert-Detektors 54 gelangt zum nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 68 der Gleichstrom-Verstärkerschaltung 56. Der Operationsverstärker 68 ist ein Standard-Operationsverstärker, der als Differenzverstärker arbeitet. Da sein invertierender Eingang über einen Widerstand R8 mit Erdpotential verbunden ist, stellt sein Ausgangssignal eine verstärkte Kopie des linearen Gleichstromsignals an seinem Eingang dar. In den Rückkopplungsweg des Operationsverstärkers 68 ist ein variabler Widerstand R9 geschaltet, um den Verstärkungsfaktor regulieren zu können.

Der Ausgang des Gleichstromverstärkers 56 am Schaltungspunkt 70 kann mit einer Anzeigeschaltung (nicht dargestellt) ähnlich der Anzeigeschaltung 18 in Fig. 5 verbunden werden. Das Ausgangssignal der Gleichstromverstärkerschaltung 56 kann ausserdem als Steuersignal für ein geeignetes Kontrollgerät Verwendung finden. Unter Bezugnahme auf den bevorzugten Anwendungsfall in Fig. 2 kann das Ausgangssignal des Gleichstromverstärkers 56 zu einer Steuereinrichtung geliefert werden, welche die von Heizelementen 72 und 74 erzeugte Wärmemenge in Übereinstimmung mit der in den Klebezeilen enthaltenen Feuchtigkeit reguliert.

Die bevorzugten Werte für die Elemente der Schaltung 10" sind in der folgenden Tabelle dargestellt.

	TABELLE 1
Widerstände	Kapazitäten
R2 25 KU	C2 0,005 uF C3 1 ^jF
RS 25KiI	C4 1 yF
R4 100 Κ--Π-	C5 1 ^jF
R5 10 Meg-TL
R6 100 K-TL.
R 7 100 Κ-ΓΊ-
R8 100 K-TL	6098A9/0861
R9 10 Meg-XL.

Integrierte Schaltungen

Op.Amp 48 AD201AL Op.Amp 54 AD201 AL

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Um die Arbeitsweise der Feuchtigkeits-Detektorschaltung 10" besser zu verstehen, soll ihr Betrieb nun in Verbindung mit dem bevorzugten, in Fig. 2 dargestellten Anwendungsfall beschrieben werden. Wenn die frisch zusammengefügte Bahn aus Wellpappe 26 über den Prüfspalt 14" geführt wird, stellt das von den Sendeeinrichtungen 22" und 24" erzeugte elektromagnetische Feld abwechselnd eine feuchte Klebezeile 27 oder einen trockenen Abschnitt 29 der Auflagebahn 30 fest. Wandert eine feuchte Klebezeile über den Prüfspalt 40, dann absorbiert sie Energie aus dem elektromagnetischen Feld in der Umgebung des Prüfspaltes 14" und reduziert die Grosse des amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals A" am Schaltungspunkt 42". Dieses Signal ist im Diagramm A von Fig. 4 dargestellt.

Es ist für Fachleute einzusehen, dass die in den Diagrammen A-E in Fig. 4 dargestellten Signalformen nur repräsentativ für die tatsächlichen Signalformen sein sollen. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass jeder Zyklus des amplitudenmodulierten Signals im Diagramm A im Grunde für einige hundert oder sogar einige tausend Zyklen eines amplitudenmodulierten Signals A" am Schaltungspunkt 42" steht. Zusätzliche Frequenzänderungen aufgrund von Änderungen der Dielektrizitätskonstante der Bahn 26 sind ausser Acht gelassen worden, weil sie hinsichtlich des Betriebs der Detektorschaltung 10" nicht zur Sache gehören.

Das am Schaltungspunkt 42" erscheinende amplitudenmodulierte Hochfrequenzsignal A" fliesst zu einem nichtlinearen Element 16", welches nur ein niederfrequentes Signal B" hindurchlässt. Das Signal B" gibt die Hüllkurve des amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals A" an. Die Signalform des niederfrequenten Signals B" ist im Diagramm B von Fig. 4 dargestellt.

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Das niederfrequente Signal B" gelangt dann zum Wechselstromverstärker 52, der eine verstärkte Kopie dieses Signals erzeugt. Das Ausgangssignal des Wechselstromverstärkers 52 ist im Diagramm C dargestellt, wobei K der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers 52 ist.

Das Ausgangssignal des Wechsel Stromverstärkers 52 fliesst zu einem Gleichrichter 62 der Spitze-Spitze-Detektorschaltung 54. Wenn das Ausgangssignal des Wechselstromverstärkers 52 negativ ist, ist die Diode D2 umgekehrt vorgespannt und die Kapazität C4 wird über die Diode D1 und Erdpotential geladen. Wenn das Ausgangssignal des Wechselstromverstärkers 52 positiv ist, dann ist die Diode D1 umgekehrt und die Diode D2 in Vorwärtsrichtung vorgespannt. Dadurch kann di& Kapazität C4 über die Diode D2 entladen werden, wobei die Amplitude des gleichgerichteten Signals an der Kathode der Diode D2 verdoppelt wird. Diese Signalform ist im Diagramm D von Fig. dargestellt.

Das gleichgerichtete Signal an der Kathode der Diode D2 fliesst zur Gleichrichterschaltung 62, welche die Spitzenspannung dieses Signals festhält und ein nahezu konstantes lineares Gleichstromsignal zum nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 68 liefert. Dieses Signal ist im Diagramm E von Fig. 4 dargestellt. Das Signal wird im Gleichstromverstärker 56 in einem Betrag verstärkt, der durch den variablen Widerstand R9 bestimmt wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 56 ist daher eine verstärkte Kopie des im Diagramm E dargestellten Signals.

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Da das lineare Gleichstrom-Ausgangssignal des Gleichstromverstärkers 56 dem Spitzenwert des amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals A" am Schaltungspunkt 42" entspricht, ist seine Grosse repräsentativ für Schwankungen des Feuchtigkeitsgehaltes zwischen den Klebezeilen 27 und dem trockenen Abschnitt 29 einer frisch zusammengefügten Bahn aus Wellpappe 26, welche durch das elektromagnetische Feld bewegt wird. Im einzelnen bedeutet das, dass bei zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt der Klebezeilen im Vergleich zum trockenen Abschnitt 29 die Amplitude des Gleichstrom-Ausgangssignals der Detektorschaltung ansteigt. Dieses Gleichstrom-Ausgangssignal oder Kontrollsignal kann daher entweder einem Messgerät oder einer Steuereinrichtung zugeführt werden, wie oben angedeutet.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 J Verfahren zum Feststellen des relativen Feuchtigkeitsgehaltes in Zonen eines Feuchtigkeit enthaltenden Materials, bei dem ein Hochfrequenzsignal erzeugt und dieses in ein elektromagnetisches Feld umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Meßsignal erzeugt wird, das Schwankungen in der Stärke des elektromagnetischen Feldes infolge Energieabsorption durch Feuchtigkeit in Zonen des Feuchtigkeit enthaltenden Materials, das durch das Feld hindurchbewegt wird, wiedergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umsetzen des Hochfrequenzsignals in ein elektromagnetisches Feld dadurch bewerkstelligt wird, dass das erzeugte Hochfrequenzsignal an zwei räumlich getrennte Sendeeinrichtungen angelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Meßsignal ein die Hüllkurve eines amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals an den Sendeeinrichtungen darstellendes Signal ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Meßsignal ein Gleichstromsignal ist, dessen Amplitude die Schwankungen des Feuchtigkeitsgehaltes in den Zonen des Feuchtigkeit enthaltenden Materials angibt.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Meßsignal in folgenden Schritten erzeugt wird: Erzeugung eines amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals, dessen Hüllkurve den Feuchtigkeitsschwankungen in dem Feuchtigkeit enthaltenden Material entspricht; Erzeugung eines niederfrequenten Signals, das der Hüllkurve des amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals entspricht; und Erzeugung eines Gleichstromsignals, dessen Grosse dem Spitzenwert des niederfrequenten Signals entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung eines Gleichstromsignals, dessen Grosse dem Spitzenwert des niederfrequenten Signals entspricht, aus folgenden Schritten besteht: Verstärkung des niederfrequenten Signals; Erzeugung eines Gleichstromsignals, dessen Grosse dem Spitzenwert des verstärkten, niederfrequenten Signals entspricht; und Verstärkung dieses Gleichstromsignals, dessen Grosse dem Spitzenwert des verstärkten niederfrequenten Signals entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Meßsignal zur Steuerung der Wärmemenge benutzt wird, die dem Feuchtigkeit enthaltenden Material zugeführt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch Einrichtungen (12) zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals, Sendeeinrichtungen (14) zum Umsetzen des Hochfrequenzsignals in ein elektromagnetisches Feld, Einrichtungen zum Zuführen des Hochfrequenzsignals zu den Sendeeinrichtungen (14), und Einrichtungen (16) zum Erzeugen eines Meßsignals, welches Schwankungen in der Stärke des elektromagnetischen Feldes aufgrund

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von Energieabsorption durch Feuchtigkeit in einer durch dieses Feld bewegten Mater talbahn wiedergibt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtungen (14) zwei räumlich getrennte Elemente (22, 24) beinhalten, welche im Abstand einander gegenüberliegen und einen Spalt festlegen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (16) zur Erzeugung eines Meßsignals einen Hüllkurven-Detektor zum Erzeugen eines Ausgangssignals enthalten, welches die Hüllkurve eines amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals an den Sendeeinrichtungen wiedergibt, wobei das Ausgangssignal des Hüllkurven-Detektors das Meßsignal darstellt.
11 . Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (18), welche auf das Meßsignal anspricht und eine Anzeige über den Feuchtigkeitsgradienten der durch das elektromagnetische Feld hindurchbewegten Materialbahn liefert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Meßsignal ein Gleichstromsignal ist, dessen Grosse die Feuchtigkeitsschwankungen in einer durch das elektromagnetische Feld hindurchbewegten Materialbahn wiedergibt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zum Erzeugen des Meßsignals eine Einrichtung zum Erzeugen eines amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals, dessen Hüllkurve die Feuchtigkeitsschwankungen in der zu überwachenden Materialbahn wiedergibt, einen Hüllkurven-Detektor,

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welcher auf das amplitudenmodulierte Signal anspricht und ein niederfrequentes Signal erzeugt, das die Hüllkurve des amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals darstellt, und einen Spitzenwert-Detektor zum Erzeugen eines Gleichstromsignals enthalten, dessen Grosse dem Spitzenwert des niederfrequenten Signals entspricht, wobei das Ausgangssignal des Detektors das Meßsignal ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenwert-Detektor einen Wechselstromverstärker zum Verstärken des niederfrequenten Signals, einen zweiten Spitzenwert-Detektor, der auf das verstärkte niederfrequente Signal anspricht und ein Gleichstromsignal erzeugt, dessen Grosse dem Spitzenwert des verstärkten niederfrequenten Signals entspricht, und einen Gleichstromverstärker zum Verstärken des Gleichstrom-Ausgangssignals des zweiten Spitzenwert-Detektors enthält, wobei das Ausgangssignal des Gleichstromverstärkers das Meßsignal ist.

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