JP4588823B2 - マイクロ波用の共振体ハウジング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続体の材料の重さおよび／または水分を検出するため、マイクロ波を導入するタバコ加工産業の連続体の貫通する、金属材料から成る（aus metallischem Material）共振体ハウジングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タバコ加工産業の連続体とは、刻みタバコ、ツィガリロ・タバコ、葉巻タバコのような発煙性材料、あるいは他の発煙性材料から成る被覆紙で被覆されているかあるいは被覆されていない連続体である。この用語とはセルローズアセテートあるいは紙のようなフィルター材料の連続体とも解される。
【０００３】
例えば欧州特許出願公開第０７９１８２３号明細書により、タバコ連続体、特にシガレット紙で包まれた刻みタバコから成るシガレット連続体の重さおよび／または水分を検出するため、連続体を金属の測定室（以下「共振体ハウジング」と称する）の中に通し、この測定室で連続体にマイクロ波を印加することが知られている。共振体ハウジングを連続体が通過する時、および、例えば共振体ハウジングが空の時に導入したマイクロ波の特性値の変化から、特別な評価回路によりこの連続体の単位長さ当たりの重さおよび／または水分を推定できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、測定精度および／または測定感度を高めるため、種々の観点から従来技術の共振体ハウジングを改良することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、この発明により、
上記ハウジングが少なくとも一部熱膨張係数の小さい材料で形成されていること、
上記ハウジングが、このハウジングの温度に対する検知器を備える温度制御装置、およびトランジスタを有し、その際、
この検知器が、
このトランジスタの損失熱がこのハウジングの温度を、少なくとも近似的に一定に周囲の温度以上に維持するように、このトランジスタを制御すること、
ハウジングの内部空間が対称な中空円筒体を有し、この中空体は運転に応じて取り外しでき、再び装着できる封止部材により封止されることによって解決されている。
【０００６】
この発明による他の有利な構成は特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の特に有利な構成は、熱膨張係数の小さい材料として、約 64 ％の鉄と約 36 ％のニッケルから成る合金が使用されている。合金成分は、熱膨張係数が充分低く、温度変化があっても、測定結果に許せない悪化を与えるほど機械的な変形が大きくない限り、前記値の周りで変化してもよい。この条件下では、他の合金組成も使用できる。
【０００８】
発明的なランクに自動的に帰属するこの発明の他の有利な構成は、共振体ハウジングに動作温度を少なくとも近似的に一定に維持する温度制御装置を設けている。この温度制御装置には、好ましくは共振体ハウジングの温度に対する検知器があり、この検知器は、トランジスタの損失熱がハウジングの温度を少なくとも近似的に一定に維持するようにこのトランジスタを制御する。
【０００９】
この発明の構成では、共振体ハウジングの内部空間が対称な中空体、好ましくは中空円筒体の形であり、この中空体は運転に応じて除去できる封止部材で遮断できる。内部空間の形状は中空円筒体の正確な形状からずれていてもよい。その時でも、少なくとも近似的に対称な形状、例えば多角形であると有利である。
【００１０】
同様に発明的なランクに自動的に帰属するこの発明の他の有利な構成は、共振体ハウジングの内部空間の壁が少なくとも部分的に耐腐食性の材料で被覆されているか、そのような材料で形成されている。良導電性の金属を使用すると有利である。両方の要請は、少なくとも大部分純粋であるか、適当な合金で使用されている金により満たされている。純金は内部空間を被覆するのに適している。何故なら、非常に薄い層だけで防食と電気伝導度に対して努力する目的に充分であるからである。この発明によれば、共振体ハウジングの外壁も腐食を防止するため耐腐食性材料を付ける、例えば金メッキすると有利である。
【００１１】
同様に発明的なランクに自動的に帰属するこの発明の他の有利な構成では、連続体を取り囲む閉じた保護管が設けてある。この保護管は合成樹脂、特にポリアリール・エーテル・ケトン（Polyaryletherketon）類（ＰＡＥＫ類），特にポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）で少なくとも一部形成されていると有利である。この発明の保護管は連続体の導入領域で広がっているとよい。
【００１２】
共振体ハウジングは、この発明によれば、マイクロ波の放出を防止するため内部空間（共振空間）の外で連続体の方向に外向きに延びている（続いている（fortsetzt））。共振体ハウジングは内部空間（共振空間）の内部でも連続体の方向に内向きに続いている。
【００１３】
この発明による共振体ハウジングは、特に高周波発生源から少なくとも二つの異なる周波数のマイクロ波を共振体ハウジングへ導入する装置と、連続体により影響を受ける共振曲線を連続体により影響を受けない共振曲線に対して比較して共振周波数のずれと、連続体により影響を受けたり影響を受けない共振曲線の振幅を比較して減衰度を検出する回路装置を備えた測定装置の場合に適している。
【００１４】
この発明の有利な他の構成は、共振体に二つの周波数のマイクロ波を導入し、両方のマイクロ波にそれぞれ共振曲線の立ち下がりエッジが付属している。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例に基づきこの発明をより詳しく説明する。
【００１６】
矢印５の方向に移動している図１に一部破って示すシガレット連続体１は刻みタバコの充填物２とシガレット紙の被覆材３で構成されているが、この連続体は共振体ハウジング４を貫通し、充填物の重さおよび／または水分を検出するためマイクロ波が導入される。共振体ハウジング４は中空円筒体６の形状の中空体であり、その内部空間７はシガレット連続体１に対して対称に配置されている。この中空円筒体には封止のために蓋（封止部材）８がネジ止めされている。中空円筒体６や蓋８は何れも熱膨張係数の非常に小さい材料で形成されている。これには、少なくとも近似的に 64 ％の鉄と 36 ％のニッケルから成る合金が適している。共振体ハウジング４の幾何学形状の一定性が良好であるため、測定結果も良好な一定性が得られる。これには、共振体ハウジングの温度の制御も寄与し、このハウジングの温度が温度検知器９により検出される。この温度検知器は少なくとも一つの加熱トランジスタ１１，例えばジーメンス社のタイプＢＵＺ８０型の加熱トランジスタを制御し、このトランジスタの損失熱が共振体ハウジングを周囲の温度以上に加熱する。この制御は温度検知器によりハウジング４の温度が少なくとも大体一定に保持されるように行われる。
【００１７】
共振体ハウジング４の内部空間７に薄い金の層１２を蒸着する。この金の層は測定値の一定性に悪影響を与える腐食物形成を確実に阻止し、同時に、導電性が良好であるため、有害な表皮効果を阻止する。共振体ハウジング４は外部の腐食も排除するため、外からも金を塗布すると効果的である。
【００１８】
内部空間７をシガレット連続体１から機械的に隔離するため、およびこの連続体により持ち込まれる汚れ粒子を隔離するため、つまり測定結果に悪影響を与える内部空間７の汚れを防止するため、保護管１３が使用されている。この保護管はポリアリール・エーテル・ケトン（ＰＡＥＫ）類、例えばポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）で形成されていると有利である。連続体１が中空円筒体６に入る一方の端部１３a のところで保護管１３は漏斗状に広がっている。
【００１９】
共振体ハウジング４は、マイクロ波が共振体の室から放出するのを防止するため、内部空間７の外で円管状に（６a,８a）連続体１の方向に両側で外向きに延びている。この共振体ハウジングは内向きにも円管状に（６b,８b）延びている。マイクロ波発生源から生じるマイクロ波を取り込むため、絶縁リング１４により金属ハウジング６から絶縁されているアンテナ１６が使用される。図示していない評価回路に導入すべきマイクロ波を取り出すため、絶縁体１７で絶縁されたアンテナ１８が使用される。適当な評価回路はドイツ特許出願第１９７３４９７８.1号明細書に開示されている。
【００２０】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明には多くの利点がある。即ち、
熱膨張係数の小さい材料から成るこの共振体ハウジングは温度が切り換わっても形状を非常に僅かにしか変化させない。これには温度制御も寄与している。この結果は共振特性に良好な一定性であり、これは測定値検出の精度と一定性に好ましい。
【００２１】
共振体ハウジングの内部空間を被覆するため金のような耐腐食性の材料を使用しているので、腐食が防止され、これにより共振体の特性の変化が阻止される。この被覆材料の良導電性のため負の影響は所謂「表皮効果」により大幅に抑制できる。
【００２２】
この共振体ハウジングはマイクロ波の導入と、この発明によるマイクロ波信号を測定信号に変換するのに特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 連続体の貫通しているこの発明による共振体ハウジングの模式断面図である。
【符号の説明】
１ シガレット連続体
２ 充填物
３ 被覆物
４ 共振体ハウジング
５ 移動方向を示す矢印
６ 中空円筒体
６a 円管部
６b 円管部
７ 内部空間
８ 蓋、封止部材
８a 円管部
８b 円管部
９ 温度検知器
１１ 加熱トランジスタ
１２ 金の被膜
１３ 保護管
１３a 導入側の端部
１４ 絶縁リング
１６ 取込アンテナ
１７ 絶縁体
１８ 取出アンテナ

Claims (13)

1. 連続体の材料の重さおよび／または水分を検出するため、マイクロ波を導入するタバコ加工産業の連続体の貫通する、金属材料から成る共振体ハウジング（４）において、
   上記ハウジング（４）が少なくとも一部熱膨張係数の小さい材料で形成されていること、
   上記ハウジング（４）が、このハウジング（４）の温度に対する検知器（９）を備える温度制御装置、およびトランジスタ（１１）を有し、その際、
   この検知器（９）が、
   このトランジスタの損失熱がこのハウジング（４）の温度を、少なくとも近似的に一定に周囲の温度以上に維持するように、このトランジスタ（１１）を制御すること、
   ハウジング（４）の内部空間（７）が対称な中空円筒体（６）を有し、この中空体は運転に応じて取り外しでき、再び装着できる封止部材（８）により封止されること、
   を特徴とする共振体ハウジング。
2. ハウジング（４）の内部空間（７）の壁（１２）は少なくとも部分的に耐腐食性の金属（１２）で被覆されているか、あるいはそのような材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の共振体ハウジング。
3. 被覆層を形成するために使用する金属は良導電性であることを特徴とする請求項２に記載の共振体ハウジング。
4. ハウジング（４）の外面は耐腐食性の金属（１２）で被覆されていることを特徴とする請求項２または３に記載の共振体ハウジング。
5. 被覆層の金属は実質上金で構成されているか、あるいは少なくとも金を含むことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の共振体ハウジング。
6. 連続体（１）を取り囲む閉じた保護管（１３）が使用されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の共振体ハウジング。
7. 保護管（１３）は、少なくとも一部ポリアリール・エーテル・ケトン（ＰＡＥＫ）類の合成樹脂で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の共振体ハウジング。
8. 保護管（１３）は、連続体（１）の入口の領域（１３a ）で広がっていることを特徴とする請求項６または７に記載の共振体ハウジング。
9. ハウジング（４）は、マイクロ波の放出を防止するため、内部空間（共振体の空間７）の外部で連続体（１）の方向に外向きに延びている（６a,８a）ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の共振体ハウジング。
10. ハウジング（４）は内部空間（共振体の空間７）の内部で連続体（１）の方向に内向きに延びている（６b,８b）ことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の共振体ハウジング。
11. 高周波発生器から共振体ハウジングへ異なった少なくとも二つの周波数のマイクロ波を導入する装置と、連続体により影響される共振曲線を連続体により影響されない共振曲線に対して比較して周波数のずれと連続体により影響されるおよび影響されない共振曲線の振幅を比較して減衰を検出する回路装置を設けていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の共振体ハウジング。
12. 共振体には二つの周波数のマイクロ波が導入され、これ等のマイクロ波の両方はそれぞれ共振曲線の一方の立ち下がりエッジに付属していることを特徴とする請求項１１に記載の共振体ハウジング。
13. ハウジング（４）は約 64 ％の鉄と約 36 ％のニッケルを含む合金で少なくとも一部形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の共振体ハウジング。

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