DE7638683U - Vorrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes von flächenförmigen Proben - Google Patents

Description

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Aktenzeichen:

Datum: 7. Dezember 1976

HOE 76/I·¹ 296 G DPh HS/St

Vorrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes von flächenförmigen Proben

Gegenstand der Neuerung ist eine Vorrichtung zum gleichze.it. igen Messen des Feuchtigkeitsgehaltes ein den Seiten und in der Mitte flächenförmiger Proben bzw. von Probenbahnen (Textil-,. Papier-, Kunststoff-, Gunimibahnen, Kunststoff- und Holzplatten u.s.w.) mit Mikrowellen.

Bei kontinuierlichem Färben und Ausrüsten von Textilbahnen ist ein gleichmäßiger Flottenauftrag erforderlich. Dafür ist gegenwärtig der Foulard noch das verbreitetste Flottenauftragsgerät. Der Abquetscheffekt des Foulards kann je nach Konstruktion durch Druck auf die Zapfen der schwach konvex geschliffenen Walzen oder bei schwimmenden Walzen durch Druck auf die Zapfen und zusätzlichen Druck auf die Flüssigkeit, in der die eine oder beide Walzen schwimmen, über die Breite der Textilbahnen verändert werden. Es gibt auch Foulardkonstruktionen, bei denen auf die Zapfon und in der Mitte der Walzenpaare separat gedrückt worden kann. Bei allen Foulardtypen is L das Messen der Menge des Feuchtigkeitsauftrages an den Seiten und in der Mitte der Warenbahn zur Überwachung und Steuerung eines gleichmäßigen Flottenauftrages über die ganze Warenbreite wünschenswert und! auch ausreichend. Zur Feststellung ^;or Menge der au fget. aq<; non Flotte im Ilochfcuchtebereich eignen sich Mikrowellen-Feuchterr.eßgerätc:. Die Geräte bestehen aus einem Mikrowo] lenoszil.1 a Lor , einen :'iikrowc-:llenstrahlcr und einem Mikrowellenempfanger. Nachteilig bei den bekannten Geräten ist, clc-i f. mit ihnen nur jcwe.i ] :·. die Feuchte eines ganz be-

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stimmten Teiles, zum Beispiel der Mitte, des Randes usw. der Textilbahn abgetastet werden kann. Aus einer solchen Messung lassen sich jedoch keine Rückschlüsse auf die Feuchtigkeitsverteilung über die gesamte Breite der Bahn herleiten. Traversierende Mikrowellengeräte, die in Reflexion arbeiten, haben in der Praxis versagt und finden daher keine Anwendung. Die Justierung der Geräte war zu schwierig und das Flattern der feuchten Warenbahn hat die üeßergebnisse verfälscht.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der der Feuchtigkeitsauftrag gleichzeitig an den Seiten und in der Mitte von flächenförmigen Proben, insbesondere Probenbahnen gemessen werden kann, und bei der das Flattern der feuchten Probenbahn keine Rolle mehr spielt.

Zur Lösung der Aufgabe wurde nun eine Vorrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes einer flächenförmigen Probe mit Mikrowellen, bestehend aus Mikrowellenoszillator, Mikrowellenstrahler und Mikrowellenempfänger gefunden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens drei Hornsendestrahler über ein Dämpfunasgl iec\Richtungs~ koppler und Dämpfungsglicder an einen frequenzmoduerierten Mikrowellenoszillator geflanscht sind, gegenüber den Hornsondestrahlern, die auf einem Lager befestigt sind, je ein Mikrowellenempfänger mit Detektor auf dem gleichen Lager angeordnet ist und an mindestens einem der Richtungskoppler ein Referenzdetektor über ein Dämpfungsglied geflanscht ist.

Die Mikrowellenempfänger können verschiebbar auf dem Lager angeordnet sein.

Mit der Vorrichtung können Feuchtigkeitsgehalte von etwa 30 g Wasser bis etwa 600 g Wasser pro in² festgestellt werden. Es sind dabei Feuchtigkeitsunterschiede von Meßstelle zu Meßstelle von 1-3 % reproduzierbar meßbar.

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Falls bei anderen Auftragsgeräten, wie zum Beispiel Sprühen und Schaumgeräten oder hinter Vortrocknungsaggregaten wie Infrarotvortrocknern, drei MeßsteJlen über die Bahnbreite zur Überwachung des gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehaltes nicht ausreichen, können noch weitere Meßstellen über zusätzliche Richtungskoppler zusätzlich zu den drei beschriebenen angeflanscht werden.

Im folgenden wird die Vorrichtung in beispielsv/eiser Ausführung beschrieben.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes auf den Seiten und in der Mitte von Bahnen, wie zum Beispiel Textilbahnen, Papierbahnen, usw.

Die im frequenzmodulierten Mikrowellenoszilldtor 1 erzeugten Mikrowellen von ca. 2,4 bis 3,7 cm Wellenlänge,, gelangen über das Dämpfungsglied 2 in die Richtungskoppler 3,3a, 3b, die einen Kopplungsfaktor von z.B. 3 dB haben. Diene drei Richtungskoppler koppeln jeweils einen Teil der Mikrowellenenergie in die drei Meßstrecken 11, 12 und 13, die aus den Dämpfungsgliedern 4, 4a, 4b, den Hornsendestrahlern 5, 5a, 5bjden Empfängern 7, 7a, 7b und den Detektoren 8, 8a, 8b bestehen. Zwischen Sendern und Empfängern läuft die Probenbahn 6. Beim Durchdringen der Probe wird Mikrowellenenergie absorbiert und zwar in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt der Probe. Der durch die drei Richtungskoppler 3, 3a, 3b nicht ausgekoppelte Mikrowellenenergieteil läuft durch das Dämpfungsglied 9 in den Detektor 10. Die ganze Vorrichtung ist auf einem Lager 14 mittels Befestigung 15 angeordnet. Bei breiteren Prohenbahnen können zwischen den Richtungskopplern 3, 3a, 3b noch gerade Hohlleiter geflanscht, werden.

Die am Detektor 10 anfallende Spannung kann

zur Anzeige der absoluten Feuchtigkeitsmenge in g Wasser pro m² geeicht werden. Die Spannungen an den Detektoren 8, 8a, 8b dienen der Anzeige des Unterschiedes

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des Feuchtigkeitsgehaltes an den Kanten und in der Mitte der Probenbahn. Dazu werden ohne Probenbahn die Dämpfungsglicder 4, 4a, 4b, so eingestellt, daß die gleichen Mikrowellenenergien in den Meßstrecken 11, 12 und 13 von den Detektoren 8, 8a, 8b angezeigt werden. Der von einjMii Detektor hinter der Warenbahn, z.B. 8a, angezeigte Spannungswert wird durch Verminderung der Dämpfung im Dämpfungsglied 2 auf den vorgegebenen Spannungswert gehalten, auch wenn eine feuchte Probenbahn einen Teil der Mikrowellenleistung absorbiert. In Abhängigkeit von dem Feuchtigkeitsgehalt wird die Dämpfung der Mikrowellenleistung so verändert, daß die Detektorspannung z.B. an 8a immer konstemt ist. Damit fällt bei höherem Feuchtigkeitsgehalt an dem Detektor 10 eine höhere Spannung an. Unterschiedliche Spannungswertc an den Detektoren 8 und 8b gegenüber 8a bedeuten unterschiedliche Feuchte über die Warenbahnbreite. Die Dämpfung eier Mikrowellen an der Stelle 2 kann von Hand geschehen oder automatisch mit einem elektronisch steuerbaren Dämpfungsglied, z.B. mit dem Modell der Firma Rohde & Schwarz, D-8000 München, geregelt werden. Wählt man Dioden für die Detektoren mit quadratischen Kennlinien, ist die anfallende Gleichspannung der jeweils in den Detektoren ankommenden Mikrowellenenergie proportional.

Die Ausgänge der Detektoren 8, 8a, 8b und 10 sind mit einem Anzeigegerät, zum Beispiel einem Schreiber - nicht dargestellt verbunden. Die Ausgangsspannungen eignen sich insbesondere zum Steuern eines gleichmäßigen Flottenauftrages über die Warenbahnbreite und auch zur Steuerung einer gleichmäßigen Trocknung über die Warenbahnbreite.

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Claims (2)

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1) Vorrichtung zum Mes&en des Feuchtigkeitsgehaltes einer

f lächenf örmigen Probe mit Mikrowellen, bestehend aus Mikrowellenoszillator, Mikrowel lenstrnhler und Mikrowelltmempfanger, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei I-Iornsendestrahler (5, 5a, 5b) über ein Dämpfungsglied (2), Richtungskoppler (3, 3a, 3b) und Dämpfungsglieder (4, 4a, 4b) an einen frequenzinoduerierten Mikrowellenoszillator (1) geflanscht sind, gegenüber den Hornsendestrahlern (5, 5a, 5b) _t die auf einem Lager (14) befestigt sind, je ein Mikrowellenempfanger (7, 7a, 7b) mit Detektor (8, 8a, 8b) auf dem gleichen Lager 14 angeordnet ist und an mindestens einem der Richtungskoppler (3, 3a, 3b) ein Referenzdetektor (10) über ein Dämpfungsglied (9) geflanscht ist.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellenempfänger (7, 7a, 7b) verschiebbar auf dem Lager (14) angeordnet sind.

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