DE4025575C2

DE4025575C2 - Method and device for determining the local average density of a strand of material

Info

Publication number: DE4025575C2
Application number: DE19904025575
Authority: DE
Inventors: Holger Dr Ing Wente; Ullrich Dipl Ing Thiedig; Bernd Dipl Phys Dr Koester
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-11
Filing date: 1990-08-11
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2010-08-12
Also published as: DE4025575A1; WO1992003717A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der lokalen mittleren Dichte eines vorgeförderten Materialstranges mit ungleichmäßig verteilten Inhomogenitäten über einen Querschnitt des Stranges.The invention relates to a method for determining the local average density of a pre-conveyed strand of material with unevenly distributed inhomogeneities over one Cross section of the strand.

Die Bestimmung einer Querschnittsdichte eines Materialstranges ist bei homogenen Materialien einfach durch eine Bestimmung der Querschnittsfläche möglich. Die Kenntnis der Material dichte über eine Querschnittsfläche ermöglicht zahlreiche An wendungen. Die wichtigste dürfte die Herstellung von gewichts genauen Portionen durch Steuerung der Schnittbreite einer nachgeschalteten Schneidvorrichtung sein. Bei im wesentlichen homogenen Materialien mit einem vorbekannten konstanten Quer schnitt ist es durch die Steuerung der Schnittbreite möglich, gewichtsgenaue Portionen des Materials abzulängen, so daß eine anschließende Wägung mit einer herkömmlichen Waage entfallen kann, nur noch zu Kontrollzwecken dient oder lediglich zur genauen Gewichtsbestimmung innerhalb einer durch das gewichts genaue Ablängen vorgegebenen Bandbreite verwendet wird. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise das Abschneiden von Wurstscheiben so steuern, daß im wesentlichen ein vorbe stimmtes Gewicht erreicht wird, wenn die Wurst im wesentlichen homogen ausgebildet ist. The determination of a cross-sectional density of a strand of material is easy with homogeneous materials by determination the cross-sectional area possible. Knowing the material density over a cross-sectional area enables numerous types turns. The most important is probably the production of weights precise portions by controlling the cutting width of a downstream cutting device. At essentially homogeneous materials with a known constant cross cutting is possible by controlling the cutting width, cut portions of the material to exact weight so that a subsequent weighing with a conventional balance is not necessary can only serve for control purposes or only for exact weight determination within a by the weight exact lengths of given bandwidth is used. On this way you can, for example, cut off Control sausage slices so that a vorbe essentially true weight is achieved when the sausage is essentially is homogeneous.

Enthält ein Wurststrang Einschlüsse von andersartigen Materialien oder Fettränder, läßt sich die Dichte der Wurstscheiben über ihren Querschnitt nicht mehr vorherbestimmen. Gleiches gilt für Käse, der mehr oder weniger große Lufteinschlüsse aufweisen kann. In diesen Fällen läßt sich eine gewichtsorientierte Portionierung nicht mit einer brauchbaren Genauigkeit realisieren.A sausage skein contains inclusions of different materials or fat edges, the density of the sausage slices can be over their Do not predetermine cross-section anymore. The same applies to cheese that can have more or less large air pockets. In these In some cases, weight-based portioning is not possible realizing usable accuracy.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Bestimmung der mittleren Dichte eines vorgeförderten Materialstranges mit ungleichmäßig verteilten Inhomogenitäten über einen Querschnitt des Stranges, indem für definiert beabstandete Förderschritte die Kapazität des Materialstranges in wenigstens zwei quer zur Förderrichtung stehenden Richtungen für einen definierten Abschnitt des Materialstranges gemessen wird und aus der Änderung des Kapazitätswertes bei jedem Förderschritt die Kapazität für den in den Abschnitt eintretenden bzw. aus dem Abschnitt austretenden Querschnitt ermittelt wird.The method according to the invention allows the average to be determined Density of a pre-conveyed strand of material with unevenly distributed Inhomogeneities across a cross-section of the strand by the capacity of the strand of material for defined spaced apart conveying steps in at least two directions transverse to the conveying direction measured for a defined section of the strand of material and from the change in the capacity value at each funding step the capacity for entering or leaving the section the section emerging cross-section is determined.

Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt eine an sich bekannte kapazitive Meßmethode für die Bestimmung eines Parameters eines durch eine Kondensatoranordnung hindurchgeförderten Materials. Derartige kapazitive Verfahren sind jedoch nur für homogene Materialien bekannt, so z. B. für die Dickenbestimmung einer Papierbahn mit einer bekannten homogenen Dielektrizitätskonstanten oder für die Dickenbestimmung eines Garnfadens (DE 25 08 805 A1). Feststellbar ist mit dieser Methode die über die Breite der Kondensatoranordnung integrierte Dickenänderung der Papierbahn bzw. Dickenänderung des Fadens. Die Verfahren dienen daher zur Qualitätskontrolle, bei der außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegende Abweichungen der gemessenen Dicken festgestellt und ausgewertet werden. Ein ähnliches Verfahren ist durch die DE-OS 20 25 644 zum Prüfen der Außenmaße und Feststellen von Fehlern in der Außenseite von rohr-, stangen- oder stabförmigen Prüflingen aus Metall oder Kunststoff bekannt. Zur Erfassung des gesamten Umfangs werden dabei neben Ringkondensatoren zwei Kondensatorplattenpaare verwendet, deren Verbindungsebenen senkrecht aufeinanderstehen. Gemessene Abweichungen der Kapazitätswerte für den durch diese Kondensatorplattenanordnung hindurchgeschobenen Prüfling lassen sich Fehler des Prüflings unschwer zuordnen.The method according to the invention uses a capacitive known per se Measuring method for determining a parameter one by one Capacitor arrangement of conveyed material. Such capacitive However, processes are only known for homogeneous materials e.g. B. for the thickness determination of a paper web with a known homogeneous dielectric constant or for the thickness determination of a Yarn thread (DE 25 08 805 A1). It can be determined with this method the change in thickness integrated over the width of the capacitor arrangement the paper web or change in thickness of the thread. The proceedings therefore serve for quality control, where outside of a given Deviations of the measured thicknesses within the tolerance range be determined and evaluated. A similar procedure is followed DE-OS 20 25 644 for checking the external dimensions and determining Defects in the outside of tubular, rod or rod-shaped Test objects made of metal or plastic are known. To capture the The entire scope includes two capacitor plate pairs in addition to ring capacitors used, their connection planes perpendicular stand on each other. Measured deviations of the capacity values for the test specimen pushed through this capacitor plate arrangement errors of the test object can be easily assigned.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die kapazitive Meßmethode in ganz anderer Weise und für andere Zwecke. Der Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, die Querschnittsdichte des Materialstranges für die Breite eines Förderschrittes zu bestimmen. Der Förderschritt kann dabei dadurch definiert sein, daß tatsächlich eine schrittweise Förderung des Materialstranges vorgenommen wird oder dadurch, daß bei einer kontinuierlichen Förderung innerhalb entsprechender Zeitabstände eine Messung vorgenommen wird. Die gewünschte Information über die mittlere Querschnittsdichte eines Strang stückes mit der Breite des Förderschritts läßt sich dadurch erhalten, daß über die durch die Kondensatoranordnung be stimmte, regelmäßig gegenüber dem einzelnen Förderschritt wesentlich größeren Länge der Meßstrecke die Messung vorge nommen wird und eine Zuordnung der jeweiligen Kapazitäts änderungen zu dem gerade aus der Meßstrecke herausgetretenen Strangquerschnitt und gerade in die Meßstrecke eingetretenen Strangquerschnitt vorgenommen wird. Auf diese Weise läßt sich eine relative Dichteverteilung für die den Förderschritten entsprechenden Querschnitten über die Länge des Stranges er mitteln. Die Querschnitte - und damit die Kapazitätsbestimmung - sind vorzugsweise senkrecht zur Förderrichtung ausgerichtet, können aber auch schräg zur Förderrichtung stehen, wenn bei spielsweise von einem Wurststrang Scheiben schräg zur Förder richtung abgeschnitten werden sollen.The method according to the invention uses the capacitive measuring method in completely different way and for different purposes. The purpose of the invention The procedure is cross-sectional density of the material strand for the width of a conveying step to determine. The funding step can thereby be defined be that actually a gradual promotion the strand of material is made or in that at continuous funding within appropriate Time intervals a measurement is made. The desired Information about the average cross-sectional density of a strand piece with the width of the conveying step can be get that over the be through the capacitor array agreed, regularly compared to the individual funding step much longer length of the measuring section pre-measured is taken and an allocation of the respective capacity Changes to what has just emerged from the measuring section Strand cross-section and just entered the measuring section Strand cross section is made. In this way a relative density distribution for the funding steps corresponding cross sections over the length of the strand he average. The cross sections - and thus the capacity determination - are preferably aligned perpendicular to the conveying direction, can also be at an angle to the direction of conveyance if at for example from a sausage skein slices to the conveyor direction should be cut off.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zwei Kapazitätsbestim mungen in verschiedenen Richtungen vor. Hierdurch trägt das Verfahren der zu berücksichtigenden Ungleichmäßigkeit der Inhomogenitäten Rechnung. Die Inhomogenitäten können durch eingeschlossene Fleischstücke in Wurststrängen, aber auch durch Luftblasen beispielsweise in Käse- oder Schaumstoff strängen gebildet sein. Durch die Kapazitätsbestimmung in verschiedenen Richtungen, also wenigstens zwei Kapazitäts bestimmungen lassen sich die durch die ungleichmäßige Ver teilung der Inhomogenitäten entstehenden Meßfehler naturgemäß verringern. Es hat sich gezeigt, daß für praktische Anwen dungen die Durchführung zweier Kapazitätsbestimmungen in vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden Richtungen zu einer hohen Korrelation zwischen dem gemessenen Querschnitts dichteverlauf des Materialstranges und dem tatsächlichen Quer schnittsdichteverlauf führt. The method according to the invention sees two capacity determinations in different directions. This helps Procedure of the unevenness of the Inhomogeneities account. The inhomogeneities can be caused by included pieces of meat in sausage strands, but also by air bubbles, for example in cheese or foam strands be formed. By determining the capacity in different directions, i.e. at least two capacities determinations can be made by the uneven Ver division of the inhomogeneities arising measurement errors naturally reduce. It has been shown that for practical applications the implementation of two capacity determinations in preferably perpendicular to each other a high correlation between the measured cross-section density course of the material strand and the actual cross section density curve leads.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt daher eine gegenüber der bisherigen Praxis wesentlich verbesserte gewichts orientierte Ablängung von Portionen vom Materialstrang.The method according to the invention therefore allows one against the previous practice significantly improved weight oriented cutting of portions from the strand of material.

In einer bevorzugten Ausführungsform finden die Kapazitäts messungen in zueinander parallelen Ebenen statt. Diese Ebenen sind vorzugsweise parallel zur Schnittebene einer nachge schalteten Schneidevorrichtung, die vorzugsweise durch die bestimmten Werte der Querschnittsdichte gesteuert wird.In a preferred embodiment, the capacitance measurements take place in mutually parallel planes. These levels are preferably parallel to the cutting plane of one switched cutting device, preferably by the certain values of the cross-sectional density is controlled.

Der relative Querschnittsdichteverlauf über den Material strang läßt sich ohne Probleme in absolut Dichtewerte um rechnen, wenn eine Information über die Gesamtmasse des Materialstranges bzw. eines Strangabschnittes vorliegt. In einer einfachen Verfahrensweise wird die Gesamtmasse eines abgelängten Strangabschnitts gemessen und dann die bestimmten relativen mittleren Dichtewerte zu der Gesamtmasse zur Be stimmung der absoluten mittleren Dichte in Beziehung gesetzt.The relative cross-sectional density curve over the material strand can be converted into absolute density values without any problems calculate if information about the total mass of the Material strand or a strand section is present. In a simple procedure, the total mass of a measured section of strand and then the determined relative mean density values to the total mass for loading relative absolute density.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Kapazitätsmessung auch am Anfang des Materialstranges von Be deutung. Tritt der Materialstrang in die Meßanordnung für die Kapazitätsbestimmung ein, findet eine relativ große Änderung der Dielektrizitätskonstanten statt. Diese Änderung kann zu einer Überforderung der Meßanordnung führen. Es ist daher vorteilhaft, am Anfang und gegebenenfalls Ende des Material stranges diesen durch ein Füllmaterialstück mit ähnlicher, vorbekannter und homogener Dielektrizitätskonstanten lücken los zu ergänzen, um die Relativmessung gegenüber diesem Materialstück vorzunehmen, so daß das Auftreten eines großen Sprunges für die Dielektrizitätskonstante vermieden wird.For the implementation of the method according to the invention Capacity measurement also at the beginning of the Be interpretation. If the strand of material enters the measuring arrangement for the Capacity determination takes a relatively large change the dielectric constant instead. This change can be too lead to an overload of the measuring arrangement. It is therefore advantageous at the beginning and possibly the end of the material strands this through a piece of filler material with a similar, known and homogeneous dielectric constants gap going to add to the relative measurement compared to this Make piece of material so that the appearance of a large Jump for the dielectric constant is avoided.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Konden satoranordnung, durch die der Materialstrang hindurchgefördert wird, wobei die beiden Kondensatoranordnungen zueinander gedreht sind, durch eine Steuerschaltung für die Durchführung der Messung in vorbestimmten Förderschritten des Material stranges und durch eine Auswertungsschaltung zur Ermittlung der beiden Kapazitätswerte für jeden jeweils einem Förder schritt entsprechenden Querschnitt und Ermittlung eines der Dichtebestimmung zugrunde zu legenden Wertes aus den beiden Kapazitätswerten.The present invention further relates to a device for Implementation of the described procedure. This device is characterized by a first and a second condensate satoranordnung through which the strand of material is conveyed is, the two capacitor arrangements to each other are rotated by a control circuit for the implementation the measurement in predetermined material conveyance steps string and through an evaluation circuit for determination of the two capacity values for each one funding corresponding cross section and determine one of the Density determination based on the value from the two Capacity values.

Eine derartige Vorrichtung ist vorzugsweise mit einer nachge schalteten Schneidvorrichtung mit einer Schnittbreitenverstel lung versehen, die durch die gemessenen mittleren Dichtewerte steuerbar ist. Dabei können die Schnittebene der Schneidvor richtungen und die Meßebenen der Kondensatoranordnungen vor zugsweise parallel zueinander und vorzugsweise senkrecht zur Förderrichtung des Materialstranges angeordnet sein. Die beiden Kondensatoranordnungen stehen dabei vorzugsweise senk recht zueinander.Such a device is preferably with a nachge switched cutting device with a cutting width adjuster provided by the measured mean density values is controllable. The cutting plane of the cutting directions and the measurement levels of the capacitor arrays preferably parallel to each other and preferably perpendicular to Conveying direction of the strand of material can be arranged. The the two capacitor arrangements are preferably lower right to each other.

Zur Erhöhung der Auflösung und zur Verifizierung der Meßwerte kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens eine Kondensator anordnung in mehrere voneinander isolierte Abschnitte unter teilt ist. Die Unterteilung kann in Förderrichtung und/oder in einer senkrecht dazu stehenden Richtung erfolgen. Bei einer Unterteilung in Förderrichtung findet eine Mehrfachmessung für jeden Querschnitt statt, die zu einer Überprüfung der Meßwerte und gegebenenfalls Eliminierung von Meßfehlern dient. Die Unterteilung in einer quer dazu stehenden Richtung bewirkt eine höhere lokale Auflösung und eine bessere Berücksichtigung der Inhomogenitätenverteilung.To increase the resolution and to verify the measured values it may be advantageous if at least one capacitor arrangement in several isolated sections below shares. The subdivision can be in the conveying direction and / or in in a direction perpendicular to it. At a Subdivision in the conveying direction finds a multiple measurement for every cross-section instead, leading to a review of the measured values and possibly eliminating measurement errors. The Subdivision in a direction perpendicular to it causes a higher local resolution and better consideration the inhomogeneity distribution.

Durch eine Bestimmung der maximalen Dimensionen des Material stranges in Meßrichtung ist es möglich, Kondensatoranordnungen mit einem variablen Abstand der Kondensatorplatten zueinander zu verwenden und den Abstand auf die maximale Ausdehnung des Materialstranges in Meßrichtung anzupassen. Dadurch liegen gute Meßbedingungen auch bei stark wechselnden Abmessungen des Materialstranges vor.By determining the maximum dimensions of the material Stranges in the measuring direction, it is possible to use capacitor arrangements with a variable distance between the capacitor plates to use and the distance to the maximum extent of the Adjust the material strand in the measuring direction. Thereby lie good measuring conditions even with strongly changing dimensions of the Material strand before.

Zur Eliminierung von Umwelteinflüssen ist es möglich, einen Referenzkondensator, durch den der Materialstrang nicht läuft, im Bereich der Meßanordnung vorzusehen und an ihm auftretende Kapazitätsschwankungen, die auf Umwelteinflüsse zurückzuführen sind, als Fehlerkompensationswert zu berücksichtigen.To eliminate environmental influences it is possible to use one Reference capacitor through which the material strand does not run, to be provided in the area of the measuring arrangement and occurring on it Capacity fluctuations due to environmental influences are to be taken into account as the error compensation value.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von schematischen Dar stellungen in der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigtThe invention is intended to be described in the following with the aid of schematic Dar positions explained in more detail in the drawing become. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Durchlaufs eines Materialstranges durch eine Meßanordnung mit zwei senkrecht zueinander stehenden Kondensatoren. Fig. 1 is a schematic representation of the passage of a strand of material through a measuring arrangement with two mutually perpendicular capacitors.

Fig. 2 eine Kondensatoranordnung mit senkrecht zur Förder richtung unterteilten Kodensatorplatten in einer schematischen perspektivischen Darstellung. Fig. 2 shows a capacitor arrangement with perpendicular to the conveying direction divided capacitor plates in a schematic perspective view.

Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Förderrichtung durch die Anordnung gemäß Fig. 2. Fig. 3 shows a section perpendicular to the conveying direction by the arrangement according to FIG. 2.

Fig. 4 eine schematische Betrachtung zum Einfluß der ungleichmäßigen Verteilung von Inhomogenitäten auf die Meßwerte. Fig. 4 is a schematic view of the influence of the uneven distribution of inhomogeneities on the measured values.

Fig. 5 einen Querschnittsdichteverlauf für die aus der Kapazität ermittelten Meßwerte und die tatsächliche Querschnittsdichte. Fig. 5 is a cross-sectional density profile for the determined measured values of the capacitance and the actual cross-sectional density.

Fig. 1 zeigt eine Meßanordnung aus zwei Kondensatoranordnun gen 1, 2, deren parallele Platten senkrecht zueinander stehen und senkrecht zur Förderrichtung eines Materialstranges 5 stehen. Die erste Kondensatoranordnung 1 ermittelt die Vertikalkapazität, die zweite Kondensatoranordnung 2 die Horizontalkapazität für den Materialstrang. In der Phase I gelangt der vorgeförderte Materialstrang in den Bereich der ersten Kondensatoranordnung 1 und anschließend in den Bereich der zweiten Kondensatoranordnung 2. Dabei werden die Kapazitätsänderungen gegenüber der vorbekannten Dielektri zitätskonstanten, beispielsweise der Dielektrizitätskon stanten von Luft oder einem bekannten Füllmaterialstück er mittelt. Fig. 1 shows a measuring arrangement of two capacitor arrangements 1 , 2 , the parallel plates of which are perpendicular to one another and perpendicular to the conveying direction of a strand of material 5 . The first capacitor arrangement 1 determines the vertical capacitance, the second capacitor arrangement 2 the horizontal capacitance for the strand of material. In phase I, the pre-conveyed strand of material reaches the area of the first capacitor arrangement 1 and then the area of the second capacitor arrangement 2 . The changes in capacity compared to the known Dielektri zitätskonstanten, for example the Dielektrizitätskon constants of air or a known piece of filler he averaged.

In der Phase II sind beide Kondensatoranordnungen 1, 2 mit dem Materialstrang 5 gefüllt, so daß in dieser Phase Relativmes sungen der einzelnen Querschnittsabschnitte erfolgen.In phase II, both capacitor arrangements 1 , 2 are filled with the material strand 5 , so that relative measurements of the individual cross-sectional sections take place in this phase.

In der Phase III verläßt der Materialstrang die Kondensatoran ordnungen 1 und 2, so daß schrittweise der Übergang zu dem Medium mit der bekannten und konstanten Dielektrizitätskon stanten, Luft oder ein geeignetes Füllmaterialstück, erfolgt.In phase III, the strand of material leaves the condenser arrangements 1 and 2 , so that the transition to the medium with the known and constant Dielektrizitätskon constants, air or a suitable piece of filler material, takes place gradually.

Die Platten 3, 4 der beiden Kondensatoranordnungen 1, 2 sind jeweils mit einer zugehörigen Elektronik 6, 7 verbunden, deren Ausgangswerte in einen Rechner zur Auswertung gelangen.The plates 3 , 4 of the two capacitor arrangements 1 , 2 are each connected to associated electronics 6 , 7 , the output values of which are sent to a computer for evaluation.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Anordnung einer oberen Kondensatorplatte 3, die senkrecht zur Förderrichtung F in zwei Abschnitte 7, 8 durch eine schmale Isolierung 9 unterteilt ist. Durch die Unterteilung der Platte 3 bekommt man für die in Förderrichtung linke und rechte Seite des Meßgutes getrennte Kapazitätswerte, wodurch genauer auf die Verteilung der Inhomogenitäten rückgeschlossen werden kann. Eine außen um die Platte 3 umlaufende dünne Isolierschicht 10 trennt die Platte 3 mit ihren beiden Abschnitten 7, 8 von einer die Anordnung ringsum umgebenden Randelektrode 11, deren Funktion darin besteht, die am Rand bestehenden Feld inhomogenitäten nicht im Bereich des eigentlichen Meßkonden sators 3 wirksam werden zu lassen. Der Feldverlauf im Bereich der Abschnitte 7, 8 des Meßkondensators 3 ist aufgrund der Randelektrode 11 in Förderrichtung homogen und weist nicht gekrümmte Feldlinienabschnitte auf, wie sie am Rand der Rand elektrode 11 in Föderrichtung und senkrecht dazu entstehen. Für diesen Effekt ist es wichtig, daß die Isolierungen 10, 9 dünn ausgeführt sind, damit nicht im Bereich der Isolierungen 10, 9 merkbare Inhomogenitäten des elektrischen Feldes auftreten können. Figs. 2 and 3 show an arrangement of a capacitor top plate 3 which is perpendicular to the conveying direction F in two sections 7, 8 is divided by a narrow insulator 9. The subdivision of the plate 3 gives separate capacitance values for the left and right sides of the material to be measured in the conveying direction, which means that the distribution of the inhomogeneities can be inferred more precisely. An outside around the plate 3 thin insulating layer 10 separates the plate 3 with its two sections 7 , 8 from an arrangement surrounding the peripheral electrode 11 , the function of which is that the field inhomogeneities existing at the edge are not effective in the area of the actual measuring capacitor 3 to be let. The field profile in the area of the sections 7 , 8 of the measuring capacitor 3 is homogeneous due to the edge electrode 11 in the conveying direction and has non-curved field line sections, as they arise at the edge of the edge electrode 11 in the conveying direction and perpendicular to it. For this effect it is important that the insulations 10 , 9 are made thin so that noticeable inhomogeneities of the electric field cannot occur in the area of the insulations 10 , 9 .

Die in einer Ebene befindlichen Abschnitte 7, 8 der Konden satorplatte 3 sowie die sich auch in diese Ebene erstreckende Randelektrode 11 sind durch eine Schutzelektrode 12 umgeben, die auf der der Elektrodenplatte 3 gegenüberliegenden Seite die (an Masse gelegte) Gegenelektrode für den Meßkondensator 3 bildet und aufgrund des geschlossenen Querschnitts zugleich die Beeinflussung der Kapazitätsmessung durch parasitäre Kapazitäten, die bei Annäherung des Meßgutes an die Meßanord nung entstehen, verhindert. Die Schutzelektrode 12 bildet somit einen geschlossenen zylindrischen Querschnitt mit offenen Stirnseiten, durch die das Meßgut hindurchgefördert wird.The portions located in a plane 7, 8 of the condensate sator plate 3 and extending in this plane edge electrode 11 are surrounded by a guard electrode 12 which forms on the electrode plate 3 opposite side of the (connected to ground), a counter electrode for the measuring capacitor 3 and due to the closed cross-section at the same time the influencing of the capacitance measurement by parasitic capacitances, which arise when the measured material approaches the measurement arrangement, is prevented. The protective electrode 12 thus forms a closed cylindrical cross section with open end faces through which the material to be measured is conveyed.

Die Seitenwände und der Zwischenraum zwischen der Oberseite der Schutzelektrode 12 und der Ebene der Kondensatorplatte 3 sind mit Isoliermaterial 13 versehen.The side walls and the space between the top of the protective electrode 12 and the plane of the capacitor plate 3 are provided with insulating material 13 .

Dieser Aufbau der Anordnung wird insbesondere aus Fig. 3 deutlich, in der erkennbar ist, daß die Randelektrode 11 topf förmig ausgebildet ist und sich über die Ebene der Abschnitte 7, 8 der Kondensatorplatte 3 mit Randstücken erhebt und somit eine Isolierschicht 14 mit Ausnahme der Abschnitte 7, 8 und der Isolierungen 9, 10 vollständig umgibt.This structure of the arrangement is particularly clear from Fig. 3, in which it can be seen that the edge electrode 11 is pot-shaped and rises above the level of the sections 7 , 8 of the capacitor plate 3 with edge pieces and thus an insulating layer 14 with the exception of the sections 7 , 8 and the insulation 9 , 10 completely surrounds.

In analoger Weise kann die Kondensatorplatte 3 auch in Förder richtung in mehrere Abschnitte unterteilt sein, so daß eine Mehrfachmessung für jeden Querschnitt stattfindet, die zu einer Überprüfung der Meßwerte und gegebenenfalls Eliminierung von Meßfehlern dient. Die dargestellte Unterteilung in Abschnitte 7, 8 quer zur Förderrichtung F bewirkt demgegenüber eine höhere lokale Auflösung, wodurch eine bessere Berück sichtigung der Inhomogenitätenverteilung möglich ist. Selbst verständlich ist eine Unterteilung in mehr als zwei Abschnitte 7, 8 sowohl in Förderrichtung F als auch senkrecht hierzu möglich. Eine Grenze der Unterteilung ist durch die kleinste meßtechnisch verwertbare Kapazität der durch die Unterteilung entstehenden Teilkondensatoren gegeben.In an analogous manner, the capacitor plate 3 can also be divided into several sections in the conveying direction, so that a multiple measurement takes place for each cross section, which is used to check the measured values and, if necessary, to eliminate measurement errors. The subdivision shown in sections 7 , 8 transversely to the conveying direction F, on the other hand, brings about a higher local resolution, as a result of which better consideration of the inhomogeneity distribution is possible. Of course, a subdivision into more than two sections 7 , 8 is possible both in the conveying direction F and perpendicularly thereto. A limit of the subdivision is given by the smallest measuring capacity of the partial capacitors created by the subdivision.

Fig. 4 verdeutlicht in einer schematischen Darstellung den Meßeffekt durch die senkrecht zueinander angeordneten Konden satoranordnungen 1, 2. Bei einer in Fig. 4 a schematisch dar gestellten gleichmäßigen Verteilung der zwei Phasen des Materialstranges 5 entstehen in vertikaler wie in horizontaler Richtung gleiche Meßwerte, die allenfalls durch einen Form faktor bei einem nicht quadratischen Querschnitt unterschieden sein können. Bei einer rein vertikalen Verteilung, wie sie übertrieben in Fig. 4b dargestellt ist, wird erkennbar, daß die horizontalen Meßwerte unverändert bleiben, während die vertikalen Meßwerte entsprechend stark schwanken. Umgekehrtes gilt für eine rein horizontale Verteilung, wie sie in Fig. 4c übertrieben dargestellt ist. Fig. 4 illustrates in a schematic representation the measurement effect by the mutually perpendicular capacitor arrangements 1 , 2nd In a in Fig. 4 a schematically represented even distribution of the two phases of the material strand 5 arise in the vertical and in the horizontal direction, the same measured values, which may at best be distinguished by a shape factor with a non-square cross-section. With a purely vertical distribution, as exaggeratedly shown in FIG. 4b, it can be seen that the horizontal measured values remain unchanged, while the vertical measured values fluctuate correspondingly strongly. The reverse applies to a purely horizontal distribution, as exaggerated in FIG. 4c.

Durch eine geeignete Auswahl der Meßwerte bzw. gegebenenfalls Mittelung läßt sich eine hohe Korrelation zwischen den aus den kapazitiven Messungen ermittelten Querschnittsdichten und den tatsächlichen Querschnittsdichten herstellen, wie dies in Fig. 5 verdeutlicht ist, wo die kapazitiv gemessenen Dichte werte in Form von Kreuzen und die zugehörigen tatsächlichen Dichtewerte in Form von kleinen Quadraten eingetragen sind. Die Dichteverläufe beziehen sich auf einen Strang einer Käsesorte, die große Löcher aufweist.Through a suitable selection of the measured values or, if appropriate, averaging, a high correlation between the cross-sectional densities determined from the capacitive measurements and the actual cross-sectional densities can be established, as is illustrated in FIG. 5, where the capacitively measured density values in the form of crosses and the associated actual density values are entered in the form of small squares. The density curves relate to a strand of a type of cheese that has large holes.

Claims

1. Method for determining the local average density in a cross section of a pre-conveyed material strand ( 5 ) lying transversely to a conveying direction (F) with non-uniformly distributed inhomogeneities in the

- for defining spaced conveying steps, the capacity of the material strand (5) in at least two transverse to the conveying direction (F) directions for a defined portion of the material rod (5) whose length is substantially greater is used as the length of a single conveying step, is measured and
- The capacity for the cross-section entering or leaving the section is determined from the change in the capacity value in each conveying step.

2. The method of claim 1, wherein the at least two Capacity measurements in mutually parallel planes occur.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the total mass a cut strand section measured and the determined relative average density to the total mass to determine the absolute mean density in Relationship is established.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the specific value of the cross-sectional density to control a downstream cutting device is used.

5. The method according to claims 2 and 4, wherein the levels in where the capacity measurements take place, parallel to the cutting plane of the cutting device become.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the Capacity measurements made perpendicular to the conveying direction (F) become.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, in which two Capacity measurements in mutually perpendicular Directions are made.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, in which for the conveyance of the strand of material ( 5 ) by the measuring arrangement ( 1 , 2 ) the beginning and / or the end is supplemented by a piece of filler material with a similar, known dielectric constant.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, in which several identical capacitance measurements for each cross section be made.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, in which several measurements are carried out in the same measuring direction over the width of the material strand ( 5 ).

11. The device for performing the method according to one of claims 1 to 10, characterized by a first and a second capacitor arrangement ( 1 , 2 ) through which the strand of material ( 5 ) is passed, the two capacitor arrangements ( 1 , 2 ) being rotated relative to one another by a control circuit ( 6 , 7 ) for carrying out the measurements in predetermined conveying steps of the material strand ( 5 ) and by an evaluation circuit for determining the two capacitance values for each cross section corresponding to a conveying step and determining a value to be used as the basis for the density determination from the two capacitance values.

12. The apparatus according to claim 11, characterized by a downstream cutting device with a cutting width adjustment, those measured by the mean Density values are controllable.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the cutting plane of the cutting device and the measuring plane of the capacitor arrangements ( 1 , 2 ) are arranged parallel to one another.

14. The apparatus according to claim 12, characterized in that the capacitor arrangements ( 1 , 2 ) are aligned perpendicular to the conveying direction (F) of the material strand ( 5 ).

15. The device according to one of claims 11 to 14, characterized in that two capacitor arrangements ( 1 , 2 ) are aligned perpendicular to each other.

16. Device according to one of claims 11 to 15, characterized in that at least one capacitor arrangement ( 1 , 2 ) has capacitor plates ( 3 ) which are divided into a plurality of mutually insulated sections in the conveying direction.

17. Device according to one of claims 11 to 16, characterized in that at least one capacitor arrangement ( 1 , 2 ) has at least one capacitor plate ( 3 ) which is divided transversely to the conveying direction (F) into a plurality of mutually insulated sections ( 7 , 8 ) .

18. Device according to one of claims 11 to 17, characterized in that at least one capacitor plate ( 3 ) of a capacitor arrangement ( 1 , 2 ) in the conveying direction (F) is closed on both sides by an edge electrode ( 11 ).

19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the edge electrode ( 11 ) completely surrounds the capacitor plate ( 3 ).

20. Device according to one of claims 11 to 19, characterized in that the distance between the plates ( 3 , 4 ) of the capacitor arrangements ( 1 , 2 ) is variable, that a measuring device for detecting the maximum extent of the material strand ( 5 ) in the direction of Capacitor plates ( 3 , 4 ) are provided and that a control device adjusts the distance between the plates ( 3 , 4 ) as a function of the measured value of the measuring device.

21. Device according to one of claims 11 to 19, characterized in that a counter plate of the capacitor arrangement ( 1 , 2 ) is formed to a closed annular protective electrode ( 12 ) through which the strand of material ( 5 ) can be transported and on the inside has an insulating layer ( 13 ) on the side and towards the capacitor plate ( 3 ) of the capacitor arrangement ( 1 , 2 ).