DE60026726T2

DE60026726T2 - Dichtenachweisvorrichtung für geschmackserzeugende artikel oder komponenten

Info

Publication number: DE60026726T2
Application number: DE2000626726
Authority: DE
Inventors: Shinzo Sumida-ku KIDA; Yoshiaki Sumida-ku ISHIKAWA
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: EA003867B1; CN1375056A; EA200101196A1; EP1236990B1; AU2000279568A1; WO2002035211A1; TR200103586T2; EP1236990A4; CA2370107C; EP1236990A1; CA2370107A1; DE60026726D1; CN1300561C; JP3766383B2; JPWO2002035211A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für eine Kontrollprobe eines stabförmigen wohlschmeckenden/geschmackserzeugenden Artikels oder einer dessen Komponenten, die ein Aggregat aus einer Vielzahl kleiner Teilchen aufweist, wie z.B. zerhackten Blatttabak, um optisch die Dichte der kleinen Teilchen zu prüfen. Diese Prüfvorrichtung kann z.B. in einem System verwendet werden, das einen Tabakstab durch Wickeln von zerhacktem Blatttabak in eine Umwicklung herstellt, um die Menge zerhackten Blatttabaks, der in den Tabakstab eingebracht wird, zu regeln und einen fehlerhaften Tabakstab zu beseitigen.
Hintergrundwissen
Bei einem Herstellungsprozess eines wohlschmeckenden Artikels, wie einer Zigarette, einem Tabakstab oder einem Tabakfilter oder einer ähnlichen Komponente muss, um zu wissen, ob das Produkt fehlerhaft oder nicht fehlerhaft ist, die Dichte jedes Bestandteils des wohlschmeckenden Artikels überprüft werden. Beispielsweise wird in einem Herstellungssystem eines Tabakstabes durch Wickeln des zerhackten Blatttabaks in eine Umwicklung eine optische Dichteprüfvorrichtung verwendet, um den gepackten Zustand des zerhackten Blatttabaks in dem Tabakstab zu erhalten. Als Beispiel für eine Prüfvorrichtung dieses Typs offenbart die japanische Patentanmeldung KOKOKU, Veröffentlichungsnr. 8-2288 (entspricht U.S.P. Nr. 4,805,641 und 4,986,285), offenbart eine Vorrichtung zum optischen Prüfen der Dichte eines Tabakstreifens unter Verwendung eines Lichtstrahls innerhalb eines Bereichs von ultravioletten Strahlen bis infraroten Strahlen.
Der vorliegende Erfinder prüfte die Dichte eines Tabakstabes unter Verwendung einer Prüfvorrichtung des Typs, die in der oben genannten Referenz offenbart ist. Die Korrelation zwischen dem Lichtabschwächungsverhältnis und dem Gewicht des zerhackten Blatttabaks wurde nicht genau in Abhängigkeit der Eigenschaften des zerhackten Blatttabaks in dem Tabakstab nicht genau erhalten. Diese Problematik kann sich stellen, da die folgenden vielfältigen wichtigen Faktoren nicht ausreichend betrachtet werden.
Erstens beeinflusst das Wasser, das in dem zerhackten Tabakblatt enthalten ist, wesentlich die Korrelation zwischen dem Lichtabschwächungsverhältnis und dem Gewicht des zerhackten Blatttabaks. Wenn das Licht-emittierende Element eine LED ist, ist das emittierte Licht nicht von einer einzigen Wellenlänge, sondern sein Wellenlängenspektrum ist breit, und entsprechend wird das Verhältnis der Lichtabschwächung durch das zerhackte Tabakblatt in Abhängigkeit der Wellenlänge geändert. Diesbezüglich lehrt das Dokument EP 395308 zum Stand der Technik ein Überwachen der Dichte und des Feuchtigkeitsgehalts unter Verwendung einer Nicht-Null-Winkelstreuung. Da in der Lichtabschwächungsmessung Licht durch den Abstand der gepackten zerhackten Tabakblätter oder entlang der Umhüllung des Stabes transmittiert wird (die durch die umfängliche Änderung des Tabakstabes beeinflusst ist), ist die Lichtmenge, die auf das Licht empfangende Element einfällt, größer als berechnet, unter Berücksichtigung der Lichtmenge, die tatsächlich durch das zerhackte Tabakblatt abgeschwächt wird. Ferner wird ein Messfehler durch den Dunkelstrom des Licht empfangenden Elements verursacht.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung wurde angesichts der Probleme des oben beschriebenen Standes der Technik gemacht und hat als ihre Aufgabe eine Dichtprüfvorrichtung zu schaffen, die für eine Testprobe eines stabartigen wohlschmeckenden/geschmackserzeugenden Artikels oder einer dessen Komponenten ist, der ein Aggregat einer großen Anzahl kleiner Teile aufweist, wie ein zerhacktes Tabakblatt, und das optional die Dichte der kleinen Teile mit hoher Genauigkeit prüfen kann.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, die zum Messen einer Testprobe geeignet ist, die ein stabartiger wohlschmeckender/geschmackserzeugender Artikel oder einer dessen Komponenten ist, der ein Aggregat einer großen Anzahl kleiner Teilchen aufweist, wobei die Vorrichtung optisch die Dichte der kleinen Teilchen prüft, aufweisend:
eine erste Lichtquelle, die zum Emittieren eines ersten Lichtstrahles eingerichtet ist, der aus Licht mit einer ersten Wellenlänge gebildet ist, die im Wesentlichen nicht durch die kleinen Teilchen transmittiert wird,
eine zweiten Lichtquelle, die zum Emittieren eines zweiten Lichtstrahles eingerichtet ist, das aus Licht mit einer zweiten Wellenlänge gebildet ist, das im Wesentlichen durch die kleinen Teilchen transmittiert wird,
ein optisches Systems, das zum Synthetisieren des ersten und zweiten Lichtstrahles und zum Bestrahlen der Testprobe mit einem erhaltenen synthetischen Lichtstrahl eingerichtet ist,
eine erste Messeinheit, die zum Messen erster bzw. zweiter projizierter Lichtmengen entsprechend dem ersten und dem zweiten Lichtstrahl, die in dem synthetischen Lichtstrahl enthalten sind, bevor dieser auf die Testprobe angewandt wird, eingerichtet ist,
eine zweite Messeinrichtung, die zum Messen erster bzw. zweiter reflektierter Lichtmengen eingerichtet ist, entsprechend dem ersten und zweiten Lichtstrahl, die in dem synthetischen Lichtstrahl enthalten sind, der durch eine Oberfläche der Testprobe reflektiert wird,
eine dritte Messeinrichtung, die zum Messen erster bzw. zweiter durchlaufender Lichtmengen eingerichtet ist, die den ersten und zweiten Lichtstrahlen entsprechen, die in dem synthetischen Lichtstrahl enthalten sind, der durch die Zielprobe läuft, und
eine arithmetische Schaltung, die zum Berechnen einer transmittierten Lichtmenge des zweiten Lichtstrahles, der durch die kleinen Teilchen transmittiert wird, auf der Basis der ersten und der zweiten projizierten Lichtmengen, der ersten und zweiten reflektierten Lichtmengen und der ersten und zweiten passierenden Lichtmengen und zum Berechnen der Dichte der kleinen Teilchen auf der Basis der transmittierten Lichtmenge eingerichtet ist.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung misst in der Vorrichtung nach dem ersten Aspekt die zweite Messeinheit die erste und zweite reflektierte Lichtmenge durch Empfangen und Erfassen des ersten und zweiten Lichtstrahls, die in dem synthetischen Lichtstrahl enthalten sind, der durch die Oberfläche der Testprobe reflektiert wird.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, in der Vorrichtung nach dem ersten Aspekt, misst die zweite Messeinheit eine von der ersten oder zweiten reflektierten Lichtmenge durch Empfangen und Erfassen eines der ersten oder zweiten Lichtstrahlen, die in dem synthetischen Lichtstrahl enthalten sind, der durch die Oberfläche der Testprobe reflektiert wird, und misst den anderen der ersten oder zweiten reflektierten Lichtmengen unter der Annahme, dass der andere der ersten oder zweiten Lichtmenge mit derselben Reflektivität erhalten werden kann, wie eine der reflektierten Lichtmengen.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Vorrichtung nach dem ersten, zweiten oder dritten Aspekt ferner eine Erfassungsschaltung, die zum Berechnen eines Fluktuationswertes als eine Differenz zwischen einem Referenzwert, welcher die Dichte der kleinen Teilchen repräsentiert, und einem Messwert der Dichte der kleinen Teilchen, welcher durch die arithmetische Schaltung erhalten wird, konfiguriert ist und eine Steuerschaltung, die zum Steuern einer Menge der kleinen Teilchen, die in die Testprobe in einem Herstellungssystem für die Testprobe auf der Basis des Fluktuationswertes eingebracht werden sollen, eingerichtet ist.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Vorrichtung nach dem vierten Aspekt ferner eine Integrationsschaltung, die zum Berechnen eines Durchschnittswertes von Fluktuationswerten einer Mehrzahl von Testproben konfiguriert ist, die mit der Erfassungsschaltung erhalten werden und zum Übertragen des mittleren Wertes an die Steuerschaltung.
Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Vorrichtung nach dem vierten oder fünften Aspekt ferner eine vergleichende Bestimmungsschaltung, die zum Vergleichen des Fluktuationswertes und eines Schwellwertes eingerichtet ist und zum Bestimmen, ob die Testprobe defekt oder nicht defekt ist.
Gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in der Vorrichtung nach einem der Aspekte eins bis sechs die kleinen Teilchen zerhackte Blatttabak, und die ersten und zweiten Wellenlängen sind 0,5 μm bis 0,8 μm bzw. 1,2 μm bis 1,4 μm.
Nach dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet in der Vorrichtung nach einem der Aspekte eins bis sieben der erste und der zweite Lichtstrahl einen Laserlichtstrahl.
Nach dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist in der Vorrichtung nach dem achten Aspekt mindestens eine der ersten bis dritten Messeinheiten ein zusammengesetztes, Licht empfangendes Element auf, das zum Empfangen und Erfassen der ersten und zweiten Lichtstrahlen auf einem optischen Pfad eingerichtet ist.
Gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält in der Vorrichtung nach einem der Aspekte eins bis neun der synthetische Lichtstrahl, der von dem optischen System auf die Testprobe angewandt wird, einen parallelen Lichtstrahl.
Nach dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung misst in der Vorrichtung nach einem der Aspekte eins bis zehn die erste Messeinheit die erste und zweite projizierte Lichtmenge durch Empfangen und Erfassen des ersten und zweiten Lichtstrahls, die in einem Strahlteil beinhaltet sind, der von dem synthetischen Lichtstrahl zwischen dem optischen System und der Testprobe abgezweigt wird.
Nach dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Vorrichtung nach einem der Aspekte eins bis elf ferner einen Spiegel, der zwischen dem optischen System und der Testprobe angeordnet ist und eine Spiegeloberfläche aufweist, die der Testprobe gegenübersteht, die dazu geneigt ist, und ein Loch, das mit einer optischen Achse des optischen Systems zusammenpasst, wobei der synthetische Lichtstrahl von dem optischen System durch das Loch als ein konvergenter Lichtstrahls mit einem Brennpunkt verläuft, der auf das Loch fällt und danach auf die Testprobe angewandt wird, und der synthetische Lichtstrahl, der durch die Oberfläche der Testprobe reflektiert wird, wird durch den Spiegel reflektiert und in die zweite Messprobe eingegeben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einer optischen Dichteprüfvorrichtung, die auf Testproben eines stabartigen wohlschmeckenden Artikels oder einer dessen Komponenten gerichtet ist, die ein Aggregat einer großen Anzahl kleiner Teilchen aufweist, wie zerhackten Blatttabaks, die Dichte der kleinen Teilchen mit hoher Genauigkeit geprüft werden, wenn der erste Lichtstrahl im Wesentlichen nicht durch die kleinen Teilchen transmittiert wird und der zweite Lichtstrahl im Wesentlichen durch die schmalen Teilchen transmittiert wird, die verwendet sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtung zum Prüfen der Dichte des zerhackten Blatttabaks in einem Tabakstab gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Ansicht, die ein Modell zeigt, in dem eine wandartige Testprobe aus einem Aggregat einer großen Anzahl von kleinen Teilchen SP mit einem Infrarot-Laserstrahl G1 zum Messen der Dichte der kleinen Teilchen SP bestrahlt wird.
3 ist eine Ansicht, die ein Modell zeigt, in welcher eine stabartige Testprobe, die aus einem Aggregat einer großen Anzahl von kleinen Teilchen SP gebildet ist, mit einem Infrarot-Laserstrahl G1 zum Messen der Dichte der kleinen Teilchen SP bestrahlt wird.
4 ist eine Seitenansicht, die ein zusammengesetztes, Licht empfangendes Element zeigt, das zwei Lichtstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen auf einem optischen Pfad empfängt und erfasst.
5 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtung zum Prüfen der Dichte des zerhackten Blatttabaks in einem Tabakstab gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden konstituierende Elemente, die im Wesentlichen die gleichen Funktionen und Anordnungen aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Beschreibung wird vorgenommen, falls notwendig.
1 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtung zum Prüfen der Dichte von zerhacktem Blatttabak in einem Tabakstab gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt, hat diese Prüfvorrichtung erste und zweite Lichtquellen 12 und 14, die aus Laserdioden zum Emittieren von ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 bzw. B2 gebildet sind. Der erste Lichtstrahls B1 der ersten Lichtquelle 12 ist aus einem Laserstrahl mit einer einzigen ersten Wellenlänge bei 0,7 μm gebildet. Die erste Wellenlänge ist aus dem Bereich von 0,5 μm bis 0,8 μm gewählt, so dass der erste Lichtstrahl B1 im Wesentlichen durch die Umhüllung WP eines Tabakstabes TR transmittiert wird, der als Testprobe dient, aber im Wesentlichen nicht durch zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird, der in einem Aggregat mit einer großen Anzahl von kleinen Teilchenn vorliegt. Der zweite Lichtstrahl B2 der zweiten Lichtquelle 14 wird durch einen Laserstrahl mit einer einzigen zweiten Wellenlänge bei 1,3 μm gebildet. Die zweite Wellenlänge ist aus dem Bereich von 1,2 μm bis 1,4 μm ausgewählt, so dass der zweite Lichtstrahl B2 im Wesentlichen durch die Umhüllung WP und den zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird, ohne im Wesentlichen durch Wasser des zerhackten Blatttabaks LS beeinflusst zu sein.
Die ersten und zweiten Lichtstrahlen B1, B2 werden von den ersten und zweiten Lichtquellen 12 und 14 durch einen Halbspiegel 16 synthetisiert. Ein erster synthetischer Teil C1 wird in Richtung des Tabakstabes TR als die Testprobe synthetisiert, d.h. der synthetische Lichtstrahl ist zu einem parallelen Lichtstrahl CB mit einer Breite von etwa 5 mm (bezüglich des Durchmessers von 6 mm bis 10 mm des Tabakstabes TR) durch eine Korrekturlinse 18 und eine Kollimatorlinse 22 geformt und dann auf den Tabakstab TR angewandt.
Ein zweiter synthetischer Teil C2 des ersten und zweiten Lichtstrahls B1 und B2, die von dem ersten synthetischen Teil C1 durch den Halbspiegel 16 abgezweigt werden, wird weiterhin durch einen Halbspiegel 24 aufgeteilt und auf erste und zweite Licht-empfangende Elemente 26 und 28 geführt. Ein 0,7-μm-Lichtfilter 32 und ein 1,3-μm-Lichtfilter 34 werden an den Eingangsseiten der ersten und zweiten Licht empfangenden Elemente 26 und 28 angeordnet, damit nur Licht ausgehend von den ersten und zweiten Lichtstrahlen B1, B2 auf das erste und zweite Licht empfangende Element 26, 28 einfällt.
Die empfangenen Lichtmengen der ersten und zweiten Licht-empfangenden Elemente 26 und 28 werden durch eine projizierte-Lichtmengen-Steuerschaltung 36 gemessen, so dass die ersten und zweiten projizierten Lichtmengen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1, B2 enthalten in dem parallelen Lichtstrahl CB überwacht werden. Die projizierte-Lichtmengen-Steuerschaltung 36 berechnet die ersten und zweiten projizierten Lichtmengen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1, B2, die in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten sind, und regelt die ersten und zweiten Lichtquellen 12, 14 so, dass die ersten und zweiten projizierten Lichtmengen konstant sind. Die erste und zweite projizierte Lichtmenge des ersten und zweiten Lichtstrahls B1, B2, die in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten sind, werden von der projizierten-Lichtmengen-Steuerschaltung 36 an eine arithmetische Schaltung 48 übertragen (wird nachfolgend beschrieben).
Das reflektierte Licht des parallelen Lichtstrahls CB, der durch die Oberfläche auf dem Tabakstab TR reflektiert wird, d.h. der Oberfläche der Umhüllung WP, wird durch Kondensorlinsen 44 auf ein Paar dritter Licht-empfangender Elemente 42 fokussiert, die oberhalb und unterhalb des Tabakstabs TR angebracht sind. In dieser Ausführungsform wird nur das reflektierte Licht des zweiten Lichtstrahls B2 auf die dritten Licht empfangenden Elemente 42 einfallen, da 1,3-μm-Lichtfilter 46 zwischen den dritten Licht-empfangenden Elementen 42 und den Kondensorlinsen 44 angeordnet sind.
Die empfangenen Lichtmengen des Paares der dritten Licht-empfangenden Elemente 42 werden durch die arithmetische Schaltung 48 gemessen. Die arithmetische Schaltung 48 berechnet die ersten und zweiten reflektierten Lichtmengen des ersten und zweiten Lichtstrahls B1, B2, die in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten sind, der durch die Oberfläche des Tabakstabes TR reflektiert wird. Die empfangenen Lichtmengen der dritten Licht empfangenden Elemente 42 sind nur die des reflektierten Lichtes des zweiten Lichtstrahls B2. Die arithmetische Schaltung 48 berechnet jedoch die ersten und zweiten reflektierten Lichtmengen unter der Annahme, dass der erste Lichtstrahl B1 ebenso mit derselben Reflektivität reflektiert wird, wie durch das reflektierten Licht des zweiten Lichtstrahles B2 berechnet wird. Anstelle dieser Anordnung kann ein Licht empfangendes Element zum Empfangen des reflektierten Lichtes des ersten Lichtstrahles B1 zusätzlich zu den dritten Licht-empfangenden Elementen 42 zum Empfangen des reflektierten Lichtes aus dem zweiten Lichtstrahl B2 angeordnet sein.
Das transmittierte Licht des parallelen Lichtstrahls CB, der durch den Tabakstab TR transmittiert wird, wird auf einen Halbspiegel 54 durch eine Kondensorlinse 52 fokussiert, wobei Licht enthalten ist, das entlang der Oberfläche des Tabakstabes TR umlief und durch den Halbspiegel 54 aufgeteilt wird. Die aufgeteilten Lichtstrahlen werden zu vierten und fünften Licht-empfangenden Elementen 56 und 58 geführt. Ein 0,7-μm-Lichtfilter 62 und ein 1,3-μm-Lichtfilter 64 sind an den Eingangsseiten der vierten und fünften Licht-empfangenden Elemente 56, 58 angeordnet, damit nur Licht ausgehend von den ersten und zweiten Lichtstrahlen B1, B2 auf die vierten und fünften Licht empfangenden Elemente 56, 58 einfällt.
Die empfangenen Lichtmengen der vierten und fünften Licht-empfangenden Elemente 56 und 58 werden ebenso durch die arithmetische Schaltung 48 berechnet. Die arithmetische Schaltung 48 berechnet die ersten und zweiten passierenden Lichtmengen des ersten und zweiten Lichtstrahls B1, B2, die in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten sind, der durch den Tabakstab TR passiert. Da der erste Lichtstrahl B1 mit der Wellenlänge von 0,7 μm im Wesentlichen nicht durch den zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird, ist Licht, das auf das vierte Licht empfangende Element 56 einfällt, die Synthese des Lichts, das durch die Zwischenräume des zerhackten Blatttabaks LS passiert, und des Lichts, das entlang der Oberfläche des Tabakstabs TR umläuft. Da der zweite Lichtstrahl B2 mit der Wellenlänge von 1,3 μm im Wesentlichen durch den zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird, ist Licht, das auf das fünfte Licht-empfangende Element 58 einfällt, die Synthese des Lichts, das durch den zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird, des Lichts, das durch die Zwischenräume des zerhackten Blatttabaks LS passiert, und des Lichts, um das die Oberfläche des Tabakstabs TR umläuft, ist.
Die arithmetische Schaltung 48 verstärkt Lichtempfangsmengensignale, die den ersten und zweiten projizierten Lichtmengen, den ersten und zweiten reflektierten Lichtmengen und den ersten und zweiten passierenden Lichtmengen entsprechen, und berechnet die Dichte des zerhackten Blatttabaks LS in den Tabakstab TR auf der Basis der Signale. Dieser Algorithmus wird zuerst mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben, die vereinfachte Modelle zeigen.
2 ist eine Ansicht, die ein Modell zeigt, worin eine wandartige Testprobe, die aus einem Aggregat einer großen Anzahl von kleinen Teilchen SP gebildet ist, mit einem Infrarot-Laserstrahl G1 bestrahlt wird, um die Dichte der kleinen Teilchen SP zu messen. In diesem Fall wird im Idealfall die grundlegende Beziehung zwischen der projizierten Lichtmenge und der transmittierten Lichtmenge (passierende Lichtmenge = transmittierte Lichtmenge in diesem Fall) des Laserlichtstrahls G1 durch die nachfolgende Gleichung ausgedrückt: J = I·exp(–Σ(μi·xi)), wobei

I: die projizierte Lichtmenge des Laserstrahls G1,
J: die transmittierte Lichtmenge des Laserstrahls G1,
μi: der Transmissionskoeffizient des kleinen Teilchens SP, und
xi: die Dicke der kleinen Teilchen SP ist.

Falls die Dicke des zerhackten Blatttabaks durch Bestrahlung einer stabartigen Testprobe, wie einem Tabakstab, mit einem Infrarot-Laserstrahl gemessen werden soll, muss ein Abfall der einfallenden Lichtmenge verursacht durch Licht, das durch die Oberfläche des Tabakstabs reflektiert wird; eine Erhöhung der passierenden Lichtmenge, verursacht durch Licht, das entlang der Oberfläche des Tabakstabs umläuft; und ein Rauschen, das in der passierenden Lichtmenge beinhaltet ist, verursacht durch Licht das durch den zerhackten Blatttabak passiert ist, berücksichtigt werden. Die 3 ist eine Ansicht, die ein Modell zeigt, in welchem eine stabartige Testprobe aus einem Aggregat einer großen Anzahl von kleinen Teilchenn SP mit einem Infrarot-Laserstrahl G1 bestrahlt wird, um die Dichte der kleinen Teilchen SP zu messen. In dem in 3 gezeigten Modell wird, wenn die oben genannten Faktoren berücksichtigt werden, die Beziehung zwischen der projizierten Lichtmenge und der passierenden Lichtmenge des Laserstrahls G1 durch die folgende Gleichung ausgedrückt: I0 – I2 – I3 = (I – I1)·exp(–Σ(μi·xi)) (1)wobei

I: die projizierte Lichtmenge des Laserstrahls G1,
I₀: die passierende Lichtmenge des Laserstrahls G1,
I₁: die reflektierte Lichtmenge des Laserstrahls G1,
I₂: die umlaufende Lichtmenge des Laserstrahls G1,
I₃: die Menge des Lichts, die durch die kleinen Teilchen SP des Laserstrahls G1 passieren,
μi: der Transmissionskoeffizient der kleinen Teilchen SP, und
xi: die Dicke der kleinen Teilchen SP ist.

In dem Fall des Tabakstabes TR kann der Transmissionskoeffizient μi jedes Teilchens des zerhackten Blatttabaks vorab bekannt sein. Eine Gesamtdicke Σxi des zerhackten Blatttabaks LS ist eng mit der Packdichte des zerhackten Blatttabaks verbunden, und der Transmissionskoeffizient μi des zerhackten Blatttabaks ist im Wesentlichen konstant. Daher kann selbst in der Apparatur, die in 1 gezeigt ist, falls die Werte entsprechend zu I, I₀, I₁, I₂ und I₃ in Gleichung (1) gemessen werden, die Gesamtdicke des zerhackten Blatttabaks LS in dem Transmissionspfad des parallelen Lichtstrahls CB erhalten werden. Nachdem die Gesamtdicke erhalten ist, kann die Packungsdichte des zerhackten Blatttabaks LS mit hoher Genauigkeit durch Multiplizieren dessen mit einem vorbestimmten Koeffizienten berechnet werden.
In der in 1 gezeigten Vorrichtung, die zu dem Laserstrahl G1 des Modells aus 3 korrespondiert, ist der zweite Lichtstrahl B2 in dem parallelen Lichtstrahls CB enthalten, der aus der Kollimatorlinse 22 austritt. Genauer entspricht I aus der Gleichung (1) der projizierten Lichtmenge (berechnet durch die projizierte-Lichtmengen-Steuerschaltung 36) des zweiten Lichtstrahls B2, der in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten ist, der aus der Kollimatorlinse 22 austritt. I₁ der Gleichung (1) entspricht der reflektierten Lichtmenge (empfangen durch die dritten Licht-empfangenden Lichtelemente 42) des zweiten Lichtstrahls B2, der in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten ist, der durch die Oberfläche des Tabakstabes TR reflektiert wird. I₀ der Gleichung (1) entspricht der passierenden Lichtmenge (empfangen durch das fünfte Licht-empfangende Element 58) des zweiten Lichtstrahls B2, der in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten ist, der durch den Tabakstab TR passiert.
I₂ und I₃ der Gleichung (1) entsprechen jeweils dem Teil der passierenden Lichtmenge des zweiten Lichtstrahls B2, der in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten ist, der durch den Tabakstab TR passiert. Daher können I₂ und I₃ nicht in der Vorrichtung aus 1 direkt gemessen werden. In der vorliegenden Erfindung kann die gesamte Rauschlichtmenge I₂ + I₃ des Lichts, das um die Oberfläche des Tabakstabes verläuft, und das Licht, das durch den zerhackten Blatttabak passiert, die den zweiten Lichtstrahl B2 betreffen, aus der netto projizierten Lichtmenge und der passierenden Lichtmenge des ersten Lichtstrahls B1 abgeschätzt werden.
Genauer berechnet die arithmetische Schaltung 48 die netto projizierten Lichtmengen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2. Die netto projizierten Lichtmengen können durch Subtrahieren der reflektierten Lichtmengen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2, die in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten sind, der durch die Oberfläche des Tabakstabes TR reflektiert wird, von den projizierten Lichtmengen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2, die in dem parallelen Lichtstrahl CB enthalten sind, der aus der Kollimatorlinse 22 austritt, erhalten werden. Die projizierten Lichtmengen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2 werden durch die projizierte Lichtmengensteuerschaltung 36 auf Basis des durch das erste und zweite Licht empfangende Element 26 und 28 berechnet. Die reflektierten Lichtmengen des ersten und zweiten Lichtstrahls B1 und B2 werden durch die arithmetische Schaltung 48 auf Basis des durch die dritten Licht-empfangenden Elemente 42 empfangenen Lichts berechnet.
Folglich werden die Verhältnisse (Abschwächungsverhältnisse) der passierenden Lichtmengen der ersten Lichtstrahlen B1 und B2 auf die netto projizierten Lichtmengen berechnet. Die passierenden Lichtmengen der ersten Lichtstrahlen B1 und B2 werden durch die arithmetische Schaltung 48 auf der Basis des durch das vierte und fünfte Licht-empfangende Element 56 und 58 empfangenen Lichts berechnet. Da der erste Lichtstrahl B1 mit der Wellenlänge von 0,7 μm im Wesentlichen nicht durch den zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird, ist, wie oben beschrieben, Licht, das auf das vierte Licht-empfangende Element 56 einfällt, die Synthese des Lichts, das durch die Zwischenräume des zerhackten Blatttabaks LS passiert, und des Lichts, das um die Oberfläche des Tabakstabs TR umläuft. Da der zweite Lichtstrahl B1 mit der Wellenlänge von 1,3 μm im Wesentlichen durch den zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird, ist das Licht, das auf das fünfte Licht-empfangende Element 58 einfällt, die Synthese des Lichts, das durch den zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird, des Lichts, das durch die Zwischenräume des zerhackten Blatttabaks LS passiert, und des Lichts, das entlang der Oberfläche des Tabakstabes TR umläuft.
Nachfolgend wird die gesamte Rauschlichtmenge des Lichtes, das um die Oberfläche des Tabakstabes umläuft, und des Lichtes, das durch den zerhackten Blatttabak passiert, die den zweiten Lichtstrahl B2 betreffen, aus der netto projizierten Lichtmenge und der passierenden Lichtmenge des ersten Lichtstrahls B1 geschätzt. Die gesamte Rauschlichtmenge wird von der passierenden Lichtmenge des zweiten Lichtstrahles B2 subtrahiert, um die transmittierte Lichtmenge des zweiten Lichtstrahles B2 zu erhalten, der durch den zerhackten Blatttabak LS transmittiert wird.
Beispielsweise sei angenommen, dass das Abschwächungsverhältnis, d.h. (passierende Lichtmenge)/(netto projizierte Lichtmenge) des ersten Lichtstrahles B1 10% ist und dass das Abschwächungsverhältnis, d.h. (passierende Lichtmenge)/(netto projizierte Lichtmenge) des zweiten Lichtstrahles B2 30% ist. In diesem Fall wird geschätzt, dass von dem Abschwächungsverhältnis 30% des zweiten Lichtstrahles B2 10% von dem Licht herrührt, das um die Oberfläche des Tabakstabes umläuft, und dem Licht, das durch den zerhackten Blatttabak passiert, und 20% von dem durch den zerhackten Blatttabak LS transmittierten Licht herrührt. Mit anderen Worten, die Netto-Lichtmenge, d.h. die transmittierte Lichtmenge, kann entsprechend I₀ – I₂ – I₃ der Gleichung (1) durch Subtrahieren des Abschwächungsverhältnisses des ersten Lichtstrahles B1 von dem des zweiten Lichtstrahles B2 erhalten werden.
Die arithmetische Schaltung 48 berechnet Σxi aus der netto projizierten Lichtmenge (I – I₁) und der transmittierten Lichtmenge (I₀ – I₂ – I₃), die auf diese Weise berechnet ist, und dem Transmissionskoeffizienten μi des zerhackten Blatttabaks LS, der vorab eingegeben ist, und multipliziert es mit einem vorbestimmten Koeffizienten, wodurch die Dichte des zerhackten Blatttabaks LS in dem Tabakstab TR berechnet wird. Die arithmetische Schaltung 48 beinhaltet eine Integrationsschaltung zum Integrieren des Signals für eine Zeit von 100 μs bis 1 ms, damit der nachteilige Einfluss des Rauschens, das momentan in dem Detektionssignal generiert sein kann, entfernt wird.
Ein Dichtesignal Y, das durch die arithmetische Schaltung 48 berechnet wird und die Dichte des zerhackten Blatttabaks LS repräsentiert, wird an eine Gewichtfluktuations-Erfassungsschaltung 72 übertragen. Die Gewichtfluktuations-Erfassungsschaltung 72 berechnet einen Fluktuationswert α als Differenz (X – Y) zwischen einem Gewichtsreferenzsignal X, als Referenzwert für die Dichte des zerhackten Blatttabaks LS, und dem Dichtesignal Y, das durch die arithmetische Schaltung 48 berechnet wird. Das Gewichtsreferenzsignal X ist eine Spannung, die der Transmissionsmenge des Lichts entspricht, das sich abschwächt, wenn eine Standardpackung in Übereinstimmung mit dem Tabaktyp bestimmt wird.
Der Fluktuationswert α, der durch die Gewichtsfluktuations-Erfassungsschaltung 72 berechnet wird, wird an die Integrationsschaltung 73 weitergeleitet. Die Integrationsschaltung 73 berechnet einen durchschnittlichen Fluktuationswert am der vielen hundert Tabakstäbe TR durch Integration der Fluktuationswerte α für eine lange Zeitspanne. Der durchschnittliche Fluktuationswert am, der durch die Integrationsschaltung 73 berechnet wird, wird an eine Gewichtssteuerschaltung 74 weitergeleitet, die dem Herstellungssystem 80 für den Tabakstab TR hinzugefügt ist. Die Gewichtssteuerschaltung 74 steuert die Menge des zerhackten Blatttabaks LS, der in jedem Tabakstab TR in dem Herstellungssystem 80 für den Tabakstab TR gepackt werden soll, auf Basis des durchschnittlichen Fluktuationswertes am.
Der Fluktuationswert α, der durch die Gewichtsfluktuations-Erfassungsschaltung 72 berechnet wird, wird ebenso an eine vergleichende Bestimmungsschaltung 76 weitergeleitet. Die vergleichende Bestimmungsschaltung 76 vergleicht ein voreingestelltes Schwellwertsignal β als den Schwellwert des Fluktuationswertes α mit dem Fluktuationswert α, der durch die Gewichtsfluktuations-Erfassungsschaltung 72 berechnet wird, und bestimmt, ob der Tabakstab TR defekt oder nicht defekt ist. Falls bestimmt wird, dass der Tabakstab TR defekt ist (β < α), wird ein Beseitigungssignal γ von der vergleichenden Bestimmungsschaltung 76 an eine Beseitigungsschaltung 78 weitergeleitet. Die Beseitigungsschaltung 78 beseitigt den Tabakstab TR, der als defekt bestimmt wurde, von dem Herstellungsband auf Grundlage des Beseitigungssignals γ.
5 ist eine Ansicht, die eine Vorrichtung zum Prüfen der Dichte des zerhackten Blatttabaks in einem Tabakstab gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Das grundlegende Konzept dieser Ausführungsform ist das gleiche wie in der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Daher wird eine Beschreibung der zweiten Ausführungsform hauptsächlich auf dem Unterschied zu der Ausführungsform in 1 gemacht.
Wie in 5 gezeigt, hat diese Prüfvorrichtung darin einen Befestigungsblock 90 zum Befestigen eines Tabakstabes TR als Testprobe. Der Befestigungsblock 90 ist aus einem soliden Metallkörper mit zylindrischen Löchern 92 und 94 in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen geformt. Ein Loch 92 ist zum Prüfen koaxial mit der optischen Achse eines parallelen Lichtstrahles CB (Synthese-Lichtstrahl) gebildet. Die innere Oberfläche des Loches 92 ist verspiegelt, um eine Lichtabsorption zu vermeiden. Eine Zylinderlinse 96 und eine Kollimatorlinse 98 sind an der Eingangs- bzw. Ausgangsseite des Loches 92 angeordnet. Das andere Loch ist als ein Loch gebildet, worin der Tabakstab TR eingeschoben wird. Der Durchmesser des Loches 94 ist so gewählt, dass im Wesentlichen kein Zwischenraum gebildet wird, wenn der Tabakstab TR in das Loch 94 eingeschoben ist.
Diese Prüfvorrichtung hat ebenfalls erste und zweite Lichtquellen 12, 14, die als Laserdioden zum Emittieren erster bzw. zweiter Lichtstrahlen B1, B2 eingerichtet sind. Die Wellenlängen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2 sind zum Erfüllen der Bedingungen, die mit Bezug auf die Vorrichtung von 1 beschrieben sind, ausgewählt. Insbesondere sind die Wellenlängen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2 beispielsweise auf 0,7 μm bzw. 1,3 μm, wie oben beschrieben, eingestellt.
Die ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2 aus den ersten und zweiten Lichtquellen 12 und 14 werden durch ein Halbspiegelprisma 17a synthetisiert, um einen synthetisierten Lichtstrahl B12 zu bilden. Der synthetisierte Lichtstrahl B12 wird durch ein Prisma 17b in Richtung zu dem Befestigungsblock 90 weitergeleitet und wird zu einem konvergenten Lichtstrahl durch Zylinderlinsen 19a und 19b und eine Kollimatorlinse 22 geformt. Der Brennpunkt des konvergenten Lichtstrahles ist eingestellt, auf ein mittiges Loch 45a eines Spiegels 45 zu fallen, der unmittelbar vor dem Befestigungsblock 90 angeordnet ist. Der Spiegel 45 ist so angeordnet, dass seine Spiegeloberfläche bezüglich des Befestigungsblocks 90 geneigt ist, so dass er ihm mit einem Winkel von z.B. 45° gegenübersteht und dass sein mittiges Loch 45a koaxial mit der optischen Achse ist.
Ein Strahlteiler 25 ist zwischen der Kollimatorlinse 22 und dem Spiegel 45 angeordnet und teilt den synthetischen Lichtstrahl B12. Ein Teilstrahl, der von dem Prüfteilstrahl des synthetischen Lichtstrahls B12 durch den Strahlteiler 25 separiert ist, wird durch ein zusammengesetztes, Licht-empfangendes Element 27 geführt. Das zusammengesetzte, Licht-empfangende Element 27 ist ein Element zum Empfangen und Detektieren zweier Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen in einem optischen Pfad und wird in diesem Fall eingestellt, um mit den Wellenlängen des ersten und zweiten Lichtstrahls B1 und B2 übereinzustimmen. Das zusammengesetzte, Licht-empfangende Element wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Die empfangene Lichtmenge des zusammengesetzten, Licht-empfangenden Elements 27 wird durch eine projizierte-Lichtmengen-Steuerschaltung 36 gemessen, so dass die ersten und zweiten projizierten Lichtmengen der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2, die in dem synthetischen Lichtstrahl B12 enthalten sind, überwacht werden. Die projizierte-Lichtmengen-Überwachungsschaltung 36 berechnet die ersten und zweiten projizierten Lichtmengen, regelt Ausgänge der ersten und zweiten Lichtquellen 12 und 14 und überträgt die ersten und zweiten projizierten Lichtmengen an eine arithmetische Schaltung 48.
Der Prüfteilstrahl des synthetischen Lichtstrahls B12 passiert durch das mittige Loch 45a des Spiegels 45 und wird zu einem parallelen Lichtstrahl durch die Zylinderlinsen 96 an der Ausgangsseite des Befestigungsblockes 90 geformt und wird auf den Tabakstab TR angewandt. Das durch die Oberfläche des Tabakstabes TR reflektierte Licht wird durch den Spiegel 45 reflektiert und zu einem zusammengesetzten, Licht-empfangenden Element 43 durch asphärische Kondensorlinsen 47a und 47b geführt. Das zusammengesetzte, Licht empfangende Element 43 kann ebenso den ersten und zweiten Lichtstrahl B1 und B2 des reflektierten Lichts auf einem optischen Pfad empfangen und detektieren. Die empfangene Lichtmenge des zusammengesetzten, Licht-empfangenden Elements 43 wird durch die arithmetische Schaltung 48 berechnet, so dass die ersten und zweiten reflektierten Lichtmengen des ersten und zweiten Lichtstrahls B1 und B2 überwacht werden.
Der Prüfteilstrahl, der durch den Tabakstab TR passiert, wird zu einem konvergierenden Lichtstrahl durch die Kollimatorlinse 98 an der Ausgangsseite des Befestigungsblocks 90 geformt und wird zu einem zusammengesetzten, Licht-empfangenden Element 57 geführt. Das zusammengesetzte, Licht-empfangende Element 57 kann ebenso den ersten und zweiten Lichtstrahl B1 und B2 des passierenden Lichtes auf einem optischen Pfad empfangen und erfassen. Die durch das zusammengesetzte, Licht-empfangende Element 57 erfasste Lichtmenge wird durch die arithmetische Schaltung 48 gemessen, so dass erste und zweite passierende Lichtmengen des ersten und zweiten Lichtstrahls B1 und B2 überwacht werden.
Die arithmetische Schaltung 48 berechnet die Dichte des zerhackten Blatttabaks LS in dem Tabakstab TR unter Verwendung der ersten und zweiten projizierten Lichtmengen, der ersten und zweiten reflektierten Lichtmenge und der ersten und zweiten passierenden Lichtmengen des ersten und zweiten Lichtstrahls B1 und B2, die auf diese Weise erhalten werden. Der Steuerbetrieb von der Gewichtfluktuations-Erfassungsschaltung 72 bis zu der Beseitigungsschaltung 78 oder eines Herstellungssystems 80 ist vollständig gleich, wie in Bezug auf die Vorrichtung nach 1 beschrieben.
In dieser Ausführungsform ist der Algorithmus zum Berechnen der Dichte des zerhackten Blatttabaks LS im Wesentlichen gleich wie der in Zusammenhang mit der Ausführungsform nach 1 beschrieben. Es sei festgehalten, dass in der Ausführungsform nach 1 die erste reflektierte Lichtmenge des ersten Lichtstrahles B1 auf Basis der zweiten reflektierten Lichtmenge des zweiten Lichtstrahls B2 berechnet wird, wobei in der zweiten Ausführungsform diese durch tatsächliches Empfangen und Erfassen der ersten reflektierten Lichtmenge des ersten Lichtstrahls B1 gemessen wird. Entsprechend werden in dieser Ausführungsform keine Fehler verursacht, falls die Testprobe verschiedene Reflektivitäten in Abhängigkeit der Wellenlängen aufweist.
4 ist eine Seitenansicht, die ein zusammengesetztes, Licht-empfangendes Element 100 zeigt, das als jedes der zusammengesetzten, Licht-empfangenden Elemente 27, 43 und 57 eingesetzt wird. Wie in 4 gezeigt, weist das zusammengesetzte, Licht-empfangende Element 100 Licht-empfangende Teile 102 und 104 auf, die an zwei verschiedenen Niveaus senkrecht zu einer optischen Achse OA eines einfallenden Lichtstrahls angeordnet sind. Die Licht-empfangenen Teile 102 und 104 sind als verschiedene Licht-empfangende Halbleiterelemente ausgebildet. Der erste (obere) Licht-empfangende Teil 102 erfasst den ersten Lichtstrahl B1 mit einer kurzen Wellenlänge (in diesem Fall 0,7 μm), und der zweite (untere) Licht-empfangende Teil 104 erfasst den zweiten Lichtstrahl B2 mit einer langen Wellenlänge (in diesem Fall 1,3 μm), der durch den ersten Licht-empfangenden Teil 102 passieren kann. Ein Peltier-Element 106 zum Kühlen der Licht-empfangenden Teile 102 und 104 ist an der inneren Oberfläche des Gehäuses des zusammengesetzten, Licht-empfangenden Elements 100 angeordnet.
Auf diese Weise kann ein großer Kosten- und Raumvorteil erhalten werden, wenn ein zusammengesetztes, Licht-empfangendes Element verwendet wird, das den ersten und zweiten Lichtstrahl B1 und B2 in einem optischen Pfad empfangen und erfassen kann. Betreffend diesen Punkt ist jeder der ersten und zweiten Lichtstrahlen B1 und B2 von der ersten und zweiten Lichtquelle 12 und 14 ein Laserlichtstrahl und weist entsprechend eine einzige Wellenlänge auf. Daher wird selbst dann, wenn ein Durchführen einer Wellenlängeseparation nicht durchgeführt wird, bevor das Licht empfangen wird, das zusammengesetzte, Licht-empfangende Element kein Licht erfassen, dessen Wellenlängen des ersten und zweiten Lichtstrahls B1 und B2 gemischt sind. Wenn die Licht-empfangenden Teile 102 und 104 durch das Peltier-Element 106 gekühlt sind, kann eine Temperaturdrift oder ein Rauschen, verursacht durch Aufheizen der Licht-empfangenden Teile 102 und 104, verhindert werden.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Anordnungen beschränkt ist. Vielfältige Modifikationen und Änderungen sind innerhalb des Umfangs des technischen Konzepts, wie es in den Ansprüchen beschrieben ist, für einen Fachmann nahegelegt. Es soll verstanden sein, dass diese Modifikationen und Änderungen zu dem technischen Bereich der vorliegenden Erfindung gehören.

Claims

Vorrichtung zum Messen einer Kontrollprobe, welche ein stabartiger wohlriechender Artikel oder eine der Komponenten ist, welche ein Aggregat von kleinen Teilchen aufweist, wobei die Vorrichtung die Dichte der kleinen Teilchen optisch überprüft, mit: einer ersten Lichtquelle (12), die zum Emittieren eines ersten Lichtstrahls eingerichtet ist, welcher aus einem Licht mit einer ersten Wellenlänge gebildet ist, die im Wesentlichen nicht durch die kleinen Teilchen transmittiert wird; einer zweiten Lichtquelle (14), die zum Emittieren eines zweiten Lichtstrahls eingerichtet ist, welcher aus einem Licht mit einer zweiten Wellenlänge gebildet wird, welcher im Wesentlichen durch die kleinen Teilchen transmittiert wird; einem optischem System (16, 18, 22), welches zum Generieren des ersten und zweiten Lichtstrahls und zum Bestrahlen der Kontrollprobe mit dem erhaltenen generierten Lichtstrahl eingerichtet ist; einer ersten Messeinheit (24, 26, 28, 34), die zum Messen von ersten und zweiten projizierten Lichtmengen entsprechend den ersten und zweiten Lichtstrahlen eingerichtet ist, welche in dem generierten Lichtstrahl enthalten sind, bevor er auf die Kontrollprobe angewandt wird; einer zweiten Messeinheit (42, 44, 46), die zum Messen einer ersten bzw. zweiten reflektierten Lichtmenge entsprechend dem ersten und dem zweiten Lichtstrahl eingerichtet ist, welche in dem generierten Lichtstrahl enthalten sind, welcher durch eine Oberfläche der Kontrollprobe reflektiert wird; einer dritten Messeinheit (52, 54, 56, 58, 62, 64), die zum Messen erster bzw. zweiter durchlaufender Lichtmengen entsprechend dem ersten und zweiten Lichtstrahl eingerichtet ist, welche in dem generierten Lichtstrahl beinhaltet sind, welcher durch die Kontrollprobe läuft; und einer arithmetischen Schaltung (48), die zum Berechnen einer transmittierten Lichtmenge des zweiten Lichtstrahls eingerichtet ist, welcher durch die kleinen Teilchen transmittiert wird, basierend auf den ersten und zweiten projizierten Lichtmengen, der ersten und zweiten reflektierten Lichtmengen und der ersten und zweiten durchlaufenden Lichtmengen, und zum Berechnen der Dichte der kleinen Teilchen basierend auf der transmittierten Lichtmenge eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Messeinheit die erste und die zweite reflektierte Lichtmenge durch Empfangen und Detektieren des ersten und des zweiten Lichtstrahls misst, welche in dem generierten Lichtstrahl enthalten sind, welcher durch die Oberfläche der Kontrollprobe reflektiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Messeinheit eine von der ersten und der zweiten reflektierten Lichtmenge durch Empfangen und Detektieren des ersten und des zweiten Lichtstrahls misst, welche in dem generierten Lichtstrahl enthalten sind, welcher durch die Oberfläche der Kontrollprobe reflektiert wird, und die andere der ersten und der zweiten reflektierten Lichtmenge durch Berechnung unter der Annahme misst, dass die andere der ersten und der zweiten reflektierten Lichtmenge mit derselben Reflektivität erhalten werden kann, wie die eine der reflektierten Lichtmengen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Erfassungsschaltung beinhaltet, welche zum Berechnen eines Fluktuationswertes als Differenz zwischen einem Referenzwert, der kleinen Teilchen repräsentiert, und einem Messwert der Dichte der kleinen Teilchen, der durch die arithmetische Schaltung erhalten wird, und eine Steuerschaltung, welche zum Steuern einer Menge der kleinen Teilchen, die in die Kontrollprobe in einem Herstellungssystem für die Kontrollprobe basierend auf dem Fluktuationswert eingebracht werden soll.
Vorrichtung nach Anspruch 4, die ferner eine Integrationsschaltung beinhaltet, welche zum Berechnen eines Mittelwertes der Fluktuationswerte einer Mehrzahl von Kontrollproben, die mit der Erfassungsschaltung erhalten werden und zum Übertragen des Mittelwertes an die Steuerschaltung eingerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, die ferner eine vergleichende Bestimmungsschaltung beinhaltet, die zum Vergleichen des Fluktuationswertes und eines Schwellwertes und zum Bestimmen, ob die Kontrollprobe defekt oder nicht defekt ist, eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welcher die kleinen Teilchen zerhackter Blatttabak und die erste und zweite Wellenlänge 0,5 μm bis 0,8 μm bzw. 1,2 μm bis 1,4 μm sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jeder der ersten und zweiten Lichtstrahlen einen Laserlicht strahl beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei mindestens eine der ersten bis zur dritten Messeinheit ein zusammengesetztes Licht empfangendes Element aufweist, welches zum Empfangen und Detektieren des ersten und des zweiten Lichtstrahls in einem optischen Pfad eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der generierte Lichtstrahl, der von dem optischen System auf die Kontrollprobe angewandt wird, einen parallelen Lichtstrahl beinhaltet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste Messeinheit die erste und die zweite projizierte Lichtmenge durch Empfangen und Detektieren des ersten und des zweiten Lichtstrahls misst, welche in einem Strahlteil beinhaltet sind, welche von dem generierten Lichtstrahl zwischen dem optischen System und der Kontrollprobe separiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche ferner einen Spiegel beinhalten, welcher zwischen dem optischen System und der Kontrollprobe angeordnet ist, und eine Spiegeloberfläche aufweist, welche der Kontrollprobe zugewandt ist, welche bezüglich dazu geneigt ist und ein Loch mit einer optischen Achse des optischen Systems übereinstimmt, wobei der generierte Lichtstrahl des optischen Systems durch das Loch als ein konvergierender Lichtstrahl mit einem Brennpunkt durchläuft, welcher auf das Loch fällt, und danach auf die Kontrollprobe angewandt wird, und der generierte Lichtstrahl, welcher von der Oberfläche der Kontrollprobe reflektiert wird, wird durch den Spiegel reflektiert und in die zweite Messeinheit eingebracht.