FI84402C - Foerfarande och anordning foer bestaemning av fukthalt i materialet. - Google Patents

Description

1 84402

MENETELMÄ JA LAITE MATERIAALIN KOSTEUSPITOISUUDEN MÄÄRITTÄMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR BESTÄMNING AV FUKTHALT I MATERIALET

5 Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite mate riaalin kosteuspitoisuuden määrittämiseksi.

Nykyisin käytössä olevat materiaalien online-kosteuspitoisuuden määrittämiseen soveltuvat mittausmenetelmät ja -laitteet perustuvat yleensä kapasitanssin, 10 johtokyvyn, neutronisironnan, infrapunasätcilyn tai mikroaaltosäteilyn käyttöön.

Mikroaallot ovat radioaaltoja, joiden taajuus on 300 MHz ... 300 GHz. Mikroaaltokosteusmittarit perustuvat yleensä aallon läpikulkuvaimennuksen tai vaihe-15 siirron mittaukseen. Läpikulkuvaimennusmittaus on herkkä heijastuksista tuleville häiriöille ja vaihemittaus on teknisesti vaikea suorittaa varsinkin paksuista materi-aalikerroksista, joissa vaihe voi kääntyä yli 360°.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada lähinnä 20 puu- ja paperiteollisuuden tarpeisiin soveltuva online-menetelmä ja laite materiaalin kosteuspitoisuuden määrittämiseksi, ja mahdollistaa mittaustulosten käyttäminen prosessin tosiaikaiseen säätöön.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteelle 25 materiaalin kosteuspitoisuuden määrittämiseksi on tun nusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa 1 ja 10.

Keksintö perustuu siihen tosiasiaan, että mikroaallon nopeus materiaalissa riippuu materiaalin 30 dielektrisistä ominaisuuksista seuraavasti: v = c / VU,’ + |er|)/2 , (1) missä Jsr| = ,/er » 2 + Er"2 er' = materiaalin suhteellisen dielektrisyys-35 vakion realiosa er" = materiaalin suhteellisen dielektrisyys-vakion imaginääriosa ?. 84402 c = valon nopeus

Veden dielektrisyysvakio on suuri verrattuna useimpien muiden aineiden dielektrisyysvakioon ja siksi 5 mikroaalto hidastuu kosteassa materiaalissa enemmän kuin kuivassa. Materiaalin kosteuspitoisuus voidaan näin mitata. Nopeuden hidastumisesta aiheutuva aikaviive τ voidaan laskea kaavalla (2) 10 τ = d/v = d/(c/VUr’ + |er| )/2 ) (2) missä t = aikaviive d = mikroaallon kulkema matka materiaalissa v = mikroaallon nopeus materiaalissa c = valon nopeus 15 er' = materiaalin suhteellisen dielektrisyys- vakion reaaliosa ε*. = materiaalin suhteellinen dielektrisyysvakio

Keksinnön mukaisessa menetelmässä materiaalin 20 kosteuspitoisuuden määrittämiseksi johdetaan mikroaal- tosignaali mitattavan materiaalin läpi, mitataan materiaalin läpäisseen signaalin nopeuden muutos ja määritetään materiaalin kosteuspitoisuus mitatun muutoksen ja materiaalin tunnetun ao. mikroaaltosignaalin muutoksen 25 ja kosteuspitoisuuden muutoksen riippuvuuden perusteel la.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa mikroaaltosignaalin nopeuden muutos mitataan taajuusmodulaa-tion, mikroaaltopulssin, -hurstin, tai -pulssisekvenssin 30 kulkuajan tai kohinakorrelaation avulla.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa materiaalin läpäisseen mikroaaltopulssin, -hurstin, -pulssisekvenssin tai jatkuvan mikroaaltolähetteen kulkuaika mitataan vakiossa mittausvälissä.

35 Menetelmän eräässä sovellutuksessa kulkuaika mittausvälissä mitataan lähetetyn ja vastaanotetun 3 84402 mikroaaltopulssin, -hurstin tai pulssisekvenssin suorana aikavälinä kellon avulla.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa mitattavan materiaalin läpäisseen jatkuvan, paloittain jatkuvan, 5 pulssi- tai pulssisekvenssimuotoisen mikroaaltolähetteen kulkuaika määritetään korrelaatiotekniikalla, jolloin lähetetään laajakaistaista kohinaa tai moduloidaan mikroaaltolähetettä satunnaiskohinalla tai digitaalisilla satunnaissignaaleilla ja kulkuaika määritetään lähe-10 tetyn ja vastaanotetun signaalin ristikorrelaatiofunkti- on avulla.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa mikroaal-tosignaalin nopeuden muutos mitattavassa materiaalissa määritetään taajuusmodulaation avulla, jolloin muodoste-15 taan mikroaaltosignaali, muutetaan mikroaaltosignaalin taajuutta jotakin matemaattista funktiota noudattaen tietyn aikajakson T kuluessa taajuusalueen alemmasta taajuudesta tx ylempään taajuuteen f2 ja/tai päinvastoin, jaetaan mikroaaltosignaali ensimmäiseen osaan ja 20 toiseen osaan, johdetaan ensimmäinen osa mittauskoh-dassa mitattavan materiaalin läpi, sekoitetaan läpikul-kenut ensimmäinen osa toiseen osaan, muodostetaan saadusta signaalista viivästymää vastaava välitaajuussig-naali *f, ja määritetään signaalin *f avulla mitatun 25 materiaalin kosteuspitoisuusarvo tunnetun välitaajuus- signaalin *f ja kosteuspitoisuuden riippuvuuden perusteella.

Välitaajuus Af voidaan myös laskea seuraavasti: 30 Af= B'd· ({ε*. ’ +1 e*. | ) / 2) * /(T-c) (3) missä B = fz-fj = pyyhkäisykaistan (taajuuden muuttu- miskaistan) leveys fi = pyyhkäisykaistan alaraja = alempi taajuus 35 f2 = pyyhkäisykaistan yläraja = ylempi taajuus d = mikroaallon kulkema matka materiaalissa εΓ’ = materiaalin suhteellisen dielektrisyys- 4 84402 vakion reaaliosa εΓ = materiaalin suhteellinen dielektrisyysva-kio T = pyyhkäisyaika 5 c = valon nopeus

Taulukossa 1 on esitetty kaavalla (3) laskettuja eräiden materiaalien tyypillisiä välitaajuuden *f arvoja. Parametreiksi on valittu B = 2 GHz, T = 10 ms, d = 30 cm ja c = 3·10β m/s.

10

Materiaali εΓ' e*." *f (Hz) vesi 80 5 1788 15 kostea puu 23 2,5 959 kuiva puu 3 0,1 346 ilma 1 0 200 20 Taulukko 1. Laskettuja arvoja eri materiaaleilla

Taulukosta huomataan, että veden dielektrisyysvakio on suuri verrattuna muiden aineiden dielektrisyysvakioon ja siksi esimerkiksi välitaajuuden arvo on kostealla 25 puulla suurempi kuin kuivalla puulla.

Kosteuspitoisuusarvon määritys mitatun välitaa-juussignaalin *f taajuudesta tapahtuu laskennallisesti tai graafisesti, kun tunnetaan tietyn materiaalin kosteuspitoisuuden ja välitaajuussignaalin taajuuden väli-30 nen riippuvuus. Riippuvuus voidaan määrittää useilla mittauksilla, jossa mitataan keksinnön menetelmällä ja laitteella materiaalia tunnetuilla tai mitattavilla kosteuspitoisuusarvoilla. Mittaustulosten perusteella muodostetaan funktio, joka kuvaa suureiden riippuvuutta 3 5 toisistaan. Funktiota käytetään sitten hyväksi määritet täessä tai laskettaessa keksinnön menetelmällä ja laitteella tapahtuvissa mittauksissa materiaalin kosteuspitoisuutta. Riippuvuusfunktio voi olla tietokoneohjelmassa, joka laskee lopullisen kosteuspitoisuuden arvon.

40 Menetelmän eräässä sovellutuksessa mikroaal- tosignaalin taajuutta muutetaan jatkuvasti ja jaksolli- 5 84402 sesti alemmasta taajuudesta ylempään taajuuteen f2 ja sen jälkeen ylemmästä taajuudesta f2 alempaan taajuuteen fi.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa saatetaan 5 mitattava materiaali kulkemaan mittausvälistä, ja mitattava materiaali on materiaalivirta, kuten puuhake, pape-riraina tai vesisuspensio, kuten sellu- tai mekaaninen puumassa.

Menetelmän eräässä sovellutuksessa kosteuspi-10 toisuutta määritetään jatkuvatoimisesti.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu lähetin-laite, joka on järjestetty johtamaan mikroaaltosignaali mitattavan materiaalin läpi ja ilmaisinlaite ja lasken-talaite, jotka on järjestetty mittaamaan läpikulkeneen 15 signaalin nopeuden muutos ja määrittämään materiaalin kosteuspitoisuus mitatun muutoksen ja materiaalin tunnetun ao. mikroaaltosignaalin muutoksen ja kosteuspitoisuuden muutoksen riippuvuuden perusteella.

Laitteen eräässä sovellutuksessa lähetinlait-20 teeseen kuuluu oskillaattori, joka on järjestetty muodostamaan mikroaaltotaajuinen signaali ja muuttamaan signaalin taajuutta jotakin matemaattista funktiota noudattaen tietyn aikajakson T kuluessa taajuusalueen alemmasta taajuudesta fx ylempään taajuuteen f2 ja/tai 25 päinvastoin; isolaattori, joka on järjestetty päästämään signaali värähtelypiirissä vain yhteen suuntaan; suunta-kytkin, joka on järjestetty jakamaan signaali ensimmäiseen osaan ja toiseen osaan; sekä lähetin, (esim. lähe-tinantenni), joka on järjestetty lähettämään suuntakyt-30 kimeltä tuleva ensimmäinen osa mitattavan materiaalin läpi; että ilmaisinlaitteeseen kuuluu vastaanotin, (esim. vastaanottoantenni), joka on järjestetty vastaanottamaan mitattavan materiaalin läpikulkenut ensimmäinen osa; sekoitin, jossa on ensimmäinen tuloportti, 35 toinen tuloportti ja lähtöportti, ja joka on järjestetty vastaanottamaan ensimmäinen osa vastaanottimesta ensimmäiseen tuloport- 6 84402 tiin ja toinen osa suoraan suuntakytkimestä toiseen tuloporttiin ja järjestetty sekoittamaan tuloportteihin tuodut signaalit ja muodostamaan saadusta signaalista viivästymää vastaava välitaajuussignaali ja tulostamaan 5 se lähtöporttiin; ja että laskentalaite on järjestetty ohjaamaan oskillaattoria, mittaamaan sekoittimen lähtö-portista saatava välitaajuussignaalin taajuus ja määrittämään signaalin avulla mitatun materiaalin kosteus- pitoisuusarvo tunnetun välitaajuussignaalin ja kosteus-10 pitoisuuden riippuvuuden perusteella.

Laitteen eräässä sovellutuksessa lähetin ja vastaanotin ovat eri puolilla mitattavaa materiaalia.

Laitteen eräässä sovellutuksessa lähetin ja vastaanotin ovat samalla puolella mitattavaa materiaalia 15 ja että mitattavan materiaalin toiselle puolelle on järjestetty heijastinlevy, joka on järjestetty heijastamaan lähettimen lähettämä materiaalin läpikulkenut mikroaaltosignaali vastaanottimeen.

Laitteen eräässä sovellutuksessa laskenta-20 laite on järjestetty ohjaamaan oskillaattoria siten, että mikroaaltosignaalin taajuus muuttuu jatkuvasti ja jaksollisesta alemmasta taajuudesta fx ylempään taajuuteen f2 ja sen jälkeen ylemmästä taajuudesta f2 alempaan taajuuteen fx.

25 Laitteen eräässä sovellutuksessa laitteeseen kuuluu ensimmäinen johdinkaapeli, toinen johdinkaapeli ja kolmas johdinkaapeli, jolloin ensimmäinen johdinkaapeli johtaa mikroaaltosignaalin suuntakytkimestä sekoittimen toiseen tuloporttiin, toinen johdinkaapeli johtaa 30 signaalin suuntakytkimestä lähettimeen ja kolmas johdinkaapeli johtaa signaalin vastaanottimesta sekoittimen ensimmäiseen tuloporttiin, ja että ensimmäisen, toisen ja kolmannen johdinkaapelin pituudet on järjestetty sellaisiksi, että välitaajuussignaalin taajuus on tekni-35 sesti helposti mitattavalla tasolla. Välitaajuussignaalin taajuus voidaan säätää halutuksi myös muuttamalla pyyhkäisykaistan leveyttä (B), pyyhkäisyaikaa (T) tai 7 84402 mikroaallon kulkemaa matkaa mitattavassa materiaalissa (d).

Ns. mikroaaltotaajuusmodulaatiotekniikkaa (FM-CW -tekniikkaa) on aikaisemmin sovellettu lyhyen etäisyyden tutkatekniikassa esimerkiksi pinnankorkeuden tai jään paksuuden mittaukseen. Tällaisia sovellutuksia 5 on esitetty mm. seuraavissa julkaisuissa: Edwardson O.: "An FM-Radar for Accurate Level Measurements", 9th European Microwave Conference, Brighton 1979. pp. 712-715, ja Jakkula P., Ylinen P., Tiuri M.: "Measurement of Ice and Frost Thickness with an FM-CW Radar", 10th 10 European Microwave Conference, Warzaw 1980.

Mainituissa tunnetuissa tutkasovellutuksissa mittauskohteen etäisyys tutkan lähettimeen/vastaanotti-meen vaihtelee, mutta lähettimen/vastaanottimen ja heijastavan kohteen välissä oleva materiaali, taval-15 lisesti ilma, pysyy mikroaallon kannalta muuttumattomana.

Keksinnön mukaan mikroaaltotaajuusmodulaatio-tekniikkaa (FM-CW-tekniikkaa) voidaan soveltaa sellaiseen aivan uuteen käyttökohteeseen, jossa sitä ei aiem-20 min ole sovellettu, eli materiaalin kosteuspitoisuuden mittaamiseen.

Keksinnön etuna on, että kosteuspitoisuuden mittaus voi tapahtua hyvin nopeasti ja jatkuvasti, esim. liikkuvasta materiaalivirrasta jatkuvana mittauksena. 25 Näin ollen mittaustuloksia voidaan käyttää jatkuvan prosessin tosiaikaiseen säätöön.

Keksinnön ansiosta mitattava ulostulosignaali on helposti käsiteltävä tai paloittain jatkuva signaali, jonka taajuuden mittaaminen on yksinkertaista ja 30 helppoa, eikä välttämättä vaadi suuria vaatimuksia laitteessa käytettävältä elektroniikalta.

Keksinnön ansiosta FM-CW-tekniikan kaikkia etuja voidaan nyt hyödyntää materiaalin kosteuspitoisuuden mittauksen yhteydessä.

35 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskoh- 8 84402 taisesti oheisen piirustuksen avulla, jossa kuva 1 esittää keksinnön mukaisen erään laitteen periaatteellista kytkentäkaaviota, kuva 2 esittää keksinnön mukaisen erään toisen 5 laitteen kytkentäkaaviota, kuva 3 esittää kuvion 2 mukaisen laitteen oskillaattorin taajuutta ja sekoittimelta saatavaa signaalia ajan funktiona, kuva 4 esittää keksinnön mukaisen erään kolman-10 nen laitteen erästä yksityiskohtaa, ja kuva 5 esittää keksinnön mukaisella eräällä neljännellä menetelmällä ja laitteella saatuja mittaustuloksia.

Kuvassa 1 esitetty keksinnön mukainen mittaus-15 laite on järjestetty johtamaan mikroaaltosignaali mitat tavan materiaalin läpi. Sen jälkeen laite mittaa materiaalin läpäisseen signaalin nopeuden muutoksen ja määrittää materiaalin kosteuspitoisuuden mitattavan muutoksen ja materiaalin tunnetun ao. mikroaaltosignaalin 20 muutoksen ja kosteuspitoisuuden muutoksen riippuvuuden perusteella. Laitteeseen kuuluu lähetinlaite 1, ilmai-sinlaite 2 ja laskentalaite 3. Nopeuden muutos voidaan mitata taajuusmodulaation, mikroaaltopulssin, -hurstin tai -pulssisekvenssin kulkuajan tai kohinakorrelaation 25 avulla.

Kuvassa 2 esitetty eräs toinen keksinnön mukai nen laite on järjestetty johtamaan mikroaaltosignaali mitattavan materiaalin läpi. Sen jälkeen laite mittaa materiaalin läpäisseen signaalin nopeuden muutoksen 30 taajuusmodulaation avulla ja määrittää materiaalin kosteuspitoisuuden mitattavan muutoksen ja materiaalin tunnetun ao. mikroaaltosignaalin muutoksen ja kosteuspitoisuuden muutoksen riippuvuuden perusteella.

Laitteeseen kuuluu lähetinlaite 1, ilmaisin-35 laite 2 ja laskentalaite 3.

Lähetinlaitteseen 1 kuuluu oskillaattori 4, isolaattori 5, suuntakytkin 6 ja lähetin 7. Ilmaisin- 9 84402 laitteeseen 2 kuuluu vastaanotin 8 ja sekoitin 9.

Oskillaattori 4 on järjestetty muodostamaan mikroaaltotaajuinen signaali ja laskentalaitteen 3 ohjaamana muuttamaan signaalin taajuutta lineaarisesti 5 tietyn aikajakson kuluessa tietyn taajuusalueen läpi. Sen jälkeen taajuutta muutetaan jälleen lineaarisesti samanpituisen aikajakson kuluessa mainitun taajuusalueen sisällä ylhäältä alas ja näin jatketaan jaksollisesti ja jatkuvasti.

10 Isolaattori 5 on järjestetty päästämään mikro- aaltosignaali värähtelypiirissä vain yhteen suuntaan.

Suuntakytkin 6 jakaa mikroaaltosignaalin kahteen osaan, ensimmäiseen osaan I ja toiseen osaan II. Mikroaaltosignaalin ensimmäinen osa I johdetaan toisella 15 johdinkaapelilla 12 lähettimeen 7.

Lähetin 7 lähettää signaalin mitattavan materiaalin läpi.

Vastaanotin 8 vastaanottaa mitattavan materiaalin läpi kulkeneen mikroaaltosignaalin I. Lähetin 7 ja 20 vastaanotin 8 ovat eri puolilla mitattavaa materiaa-

----- lia. Matkallaan mitattavan materiaalin läpi signaali I

hidastuu ja viivästyy verrattuna mikroaaltosignaalin toiseen osaan II, jota käytetään vertailusuureena se-koittimessa 9.

25 Sekoittimeen 9 kuuluu ensimmäinen tuloportti RF, toinen tuloportti LO ja lähtöportti IF. Sekoittimen toiseen tuloporttiin LO tuodaan signaalin toinen osa II suoraan suuntakytkimeltä johdinkaapelilla 11. Sekoitti-men 9 ensimmäiseen tuloporttiin RF tuodaan signaalin 30 ensimmäinen osa I vastaanottimesta 8 kolmannella johdinkaapelilla 13.

Sekoittimessa ensimmäiseen tuloporttiin RF ja toiseen tuloporttiin LO tuodut signaalit I ja II sekoitetaan ja saadusta signaalista muodostetaan välitaa-35 juussignaali *f. Välitaajuussignaali *f tulostuu sekoit-timen 9 lähtöportista IF.

Viivästymää vastaava välitaajuussignaali *f 10 84402 on säädetty teknisesti helposti mitattavalle tasolle järjestämällä johdinkaapelien 11, 12 ja 13 pituudet sopivasti.

Laskentalaite 3 mittaa sekoittimen lähtöportis-5 ta IF saatavaa välitaajuussignaalin *f taajuutta.

Tästä taajuudesta voidaan määrittää mitattavan materiaalin kosteuspitoisuusarvo tunnetun välitaajuussignaalin *f ja kosteuspitoisuuden riippuvuuden perusteella. Kosteuspitoisuusarvon saaminen välitaajuussignaalin *f 10 taajuudesta tapahtuu sitten laskennallisesti tai graafisesti, kun tunnetaan em. riippuvuus tietyllä materiaalilla kosteuspitoisuuden ja välitaajuussignaalin taajuuden välillä. Riippuvuus voidaan määrittää useilla mittauksilla, jossa mitataan keksinnön menetelmällä ja 15 laitteella materiaalia tietyillä tunnetuilla kosteuspi- toisuusarvoilla. Mittaustulosten perusteella muodostetaan funktio, joka kuvaa suureiden riippuvuutta toisistaan. Funktiota käytetään sitten hyväksi laskettaessa keksinnön menetelmällä ja laitteella tapahtuvissa mit-20 tauksissa materiaalin kosteuspitoisuutta.

Kuvassa 3a on esitetty oskillaattorin muodostaman mikroaaltosignaalin taajuus sekoittimen 9 ensimmäisessä tuloportissa RF ja toisessa tuloportissa LO. Signaalin taajuus muuttuu ajanjakson T aikana alemmas-25 ta taajuudesta fa ylempään taajuuteen f2 siten, että taajuuden muutoksen kulmakerroin on vakio. Sekoittimen ensimmäiseen tuloporttiin RF tuleva signaali I viivästyy ajan τ verrattuna toiseen tuloporttiin LO tulevaan signaaliin II. Toiseen tuloporttiin LO tuleva signaali 30 II on piirretty ehyellä viivalla ja ensimmäiseen tulo-porttiin RF tuleva signaali I katkoviivalla. Aikaero t aiheutuu mikroaallon viivästymisestä matkalla lähetti-mestä 7 vastaanottimeen 8. Mikroaaltosignaaleista I ja II muodostetaan sekoittimessa 9 välitaajuussignaali 35 ^f, joka on verrannollinen mitattavan materiaalin kos teuspitoisuuteen.

Kuvassa 3b on esitetty välitaajuussignaalin 11 84402 amplitudi ajan funktiona vastaten kuviossa 2a esitettyä esimerkkiä.

Kuvassa 4 on esitetty sovellutusesimerkki, jossa lähetin 7 ja vastaanotin 8 ovat samalla puolella 5 mitattavaa materiaalia ja mitattavan materiaalin toiselle puolelle on järjestetty heijastinlevy 10, joka heijastaa lähettimen 7 lähettämän mikroaaltosignaalin vastaanottimeen 8.

Kuvassa 5 on esitetty keksinnön mukaisella 10 menetelmällä mitattuja tuloksia sellu/vesi-suspensiolla, jossa tarkoituksena oli saada selville riippuvuus kosteuspitoisuuden ja välitaajuussignaalin taajuuden välillä. Mittausparametreinä käytettiin B = 0,7 GHz, T = 10 ms ja d =8 cm. Mittaus suoritettiin kahdella 15 eri puulajilla massankierrätyslaitteistossa ja todellinen kosteus kussakin pisteessä määritettiin ottamalla näytteet ja mittaamalla niiden kosteus laboratoriossa uunikuivausmenetelmällä.

Kuvassa mittaustulokset on esitetty graafises-20 ti. Riippuvuusfunktio on tässä tapauksessa suora. Pystyakselilla on esitetty välitaajuussignaalin Af taajuus. Taajuus on kaavalla 3 laskettuja arvoja korkeampi, koska mittauksessa on mukana pitkät mittauskaapelit. Vaaka-akselilla on kosteus prosentteina.

25 Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitet tyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (15)

1. Menetelmä materiaalin kosteuspitoisuuden määrittämiseksi, tunnettu siitä, että johdetaan 5 mikroaaltosignaali mitattavan materiaalin läpi, mita taan materiaalin läpäisseen signaalin nopeuden muutos ja määritetään materiaalin kosteuspitoisuus mitatun muutoksen ja materiaalin tunnetun ao. mikroaaltosignaa-lin muutoksen ja kosteuspitoisuuden muutoksen riippuvuu-10 den perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikroaaltosignaalin nopeuden muutos mitataan taajuusmodulaation, mikroaaltopuls-sin, -hurstin, tai -pulssisekvenssin kulkuajan tai 15 kohinakorrelaation avulla.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että materiaalin läpäisseen mikroaaltopulssin, -hurstin, -pulssisekvenssin tai jatkuvan mikroaaltolähetteen kulkuaika mitataan vakiossa 20 mittausvälissä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kulkuaika mittausvälissä mitataan lähetetyn ja vastaanotetun mikroaaltopulssin, -hurstin tai pulssisekvenssin aikavälinä kellon avulla.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitattavan materiaalin läpäisseen jatkuvan, paloittain jatkuvan, pulssi- tai pulssisekvenssimuotoisen mikroaaltolähetteen kulkuaika määritetään korrelaatiotekniikalla, jolloin lähetetään 30 laajakaistaista kohinaa tai moduloidaan mikroaaltolähe- tettä satunnaiskohinalla tai digitaalisilla satunnaissignaaleilla ja kulkuaika määritetään lähetetyn ja vastaanotetun signaalin ristikorrelaatiofunktion avulla.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että nopeuden muutos mitattavas sa materiaalissa määritetään taajuusmodulaation avulla, jolloin muodostetaan mikroaaltosignaali, muutetaan 13 84402 mikroaaltosignaalin taajuutta jotakin matemaattista funktiota noudattaen tietyn aikajakson T kuluessa taajuusalueen alemmasta taajuudesta f^. ylempään taajuuteen f2 ja/tai päinvastoin, jaetaan mikroaaltosignaali ensim-5 mäiseen osaan ja toiseen osaan, johdetaan ensimmäinen osa mittauskohdassa mitattavan materiaalin läpi, sekoitetaan läpikulkenut ensimmäinen osa toiseen osaan, muodostetaan saadusta signaalista viivästymää vastaava väiitaajuussignaali Af, ja määritetään signaalin Af 10 avulla mitatun materiaalin kosteuspitoisuusarvo tunnetun välitaajuussignaalin Af ja kosteuspitoisuuden riippuvuuden perusteella.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mikroaaltosignaalin taa- 15 juutta muutetaan jatkuvasti ja jaksollisesta alemmasta taajuudesta f^ ylempään taajuuteen f2 ja sen jälkeen ylemmästä taajuudesta f2 alempaan taajuuteen ix.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saatetaan mitat- 20 tava materiaali kulkemaan mittausvälistä, ja mitattava materiaali on materiaalivirta, kuten puuhake, paperi-raina tai vesisuspensio, kuten sellu- tai mekaaninen puumassa.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen 25 menetelmä, tunnettu siitä, että kosteuspitoisuutta määritetään jatkuvatoimisesti.

10. Laite materiaalin kosteuspitoisuuden määrittämiseksi, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu lähetinlaite (1), joka on järjestetty johtamaan 30 mikroaaltosignaali mitattavan materiaalin läpi ja ilmai-sinlaite (2) ja laskentalaite (3), jotka on järjestetty mittaamaan läpikulkeneen signaalin nopeuden muutos ja määrittämään materiaalin kosteuspitoisuus mitatun muutoksen ja materiaalin tunnetun ao. mikroaaltosignaalin 35 muutoksen ja kosteuspitoisuuden muutoksen riippuvuuden perusteella.

— 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, ιί 84402 tunnettu siitä, että lähetinlaitteeseen (1) kuuluu oskillaattori (4), joka on järjestetty muodostamaan mikroaaltotaajuinen signaali ja muuttamaan signaalin taajuutta jotakin matemaattista funktiota noudat-5 taen tietyn aikajakson T kuluessa taajuusalueen alemmasta taajuudesta fx ylempään taajuuteen i2 ja/tai päinvastoin; isolaattori (5), joka on järjestetty päästämään signaali värähtelypiirissä vain yhteen suuntaan; suunta-kytkin i6), joka on järjestetty jakamaan signaali ensim-10 mäiseen osaan (I) ja toiseen osaan (II); sekä lähetin (7), joka on järjestetty lähettämään suuntakytkimeltä tuleva ensimmäinen osa (I) mitattavan materiaalin läpi; että ilmaisinlaitteeseen (2) kuuluu vastaanotin (8), joka on järjestetty vastaanottamaan mitattavan materi-15 aalin läpikulkenut ensimmäinen osa (I); sekoitin (9), jossa on ensimmäinen tuloportti (RF), toinen tuloportti (LO) ja lähtöportti (IF), ja joka on järjestetty vastaanottamaan ensimmäinen osa (I) vastaanottimesta (8) ensimmäiseen tuloporttiin (RF) ja toinen osa (II) suo-20 raan suuntakytkimestä (6) toiseen tuloporttiin (LO) ja järjestetty sekoittamaan tuloportteihin (LO) ja (RF) tuodut signaalit ja muodostamaan saadusta signaalista viivästymää vastaava välitaajuussignaali *f ja tulostamaan se lähtöporttiin (IF); ja että laskentalaite (3) 25 on järjestetty ohjaamaan oskillaattoria (4), mittaamaan sekoittimen (9) lähtöportista (IF) saatava välitaajuus-signaalin *f taajuus ja määrittämään signaalin *f avulla mitatun materiaalin kosteuspitoisuusarvo tunnetun väli-taajuussignaalin ja kosteuspitoisuuden riippuvuuden 30 perusteella.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että lähetin (7) ja vastaanotin (8) ovat eri puolilla mitattavaa materiaalia.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 10-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että lähetin (7) ja vastaanotin (8) ovat samalla puolella mitattavaa materi- is 84402 aalia ja että mitattavan materiaalin toiselle puolelle on järjestetty heijastinlevy (10), joka on järjestetty heijastamaan lähettimen lähettämä mikroaaltosignaali vastaanottimeen.

14. Jonkin patenttivaatimuksista 10-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että laskentalaite (3) on järjestetty ohjaamaan oskillaattoria (4) siten, että mikroaaltosignaalin taajuus muuttuu jatkuvasti ja jak-sollisesti alemmasta taajuudesta fx ylempään taajuu-10 teen f2 ja sen jälkeen ylemmästä taajuudesta f2 alempaan taajuuteen f^.

15. Jonkin patenttivaatimuksista 10-14 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ensimmäinen johdinkaapeli (11), toinen johdinkaapeli 15 (12) ja kolmas johdinkaapeli (13), jolloin ensimmäinen johdinkaapeli (11) johtaa mikroaaltosignaalin suuntakyt-kimestä (6) sekoittimen (9) toiseen tuloporttiin (LO), toinen johdinkaapeli (12) johtaa signaalin suuntakytki-mestä lähettimeen (7) ja kolmas johdinkaapeli (13) 20 johtaa signaalin vastaanottimesta (8) sekoittimen ensimmäiseen tuloporttiin (RF), ja ensimmäisen, toisen ja kolmannen johdinkaapelin pituudet on järjestetty sellaisiksi, että välitaajuussignaalin taajuus on teknisesti helposti mitattavalla tasolla. i6 84402