JPH02248846A - 製品の湿度を測定する方法とその装置 - Google Patents

製品の湿度を測定する方法とその装置

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JPH02248846A
JPH02248846A JP2039897A JP3989790A JPH02248846A JP H02248846 A JPH02248846 A JP H02248846A JP 2039897 A JP2039897 A JP 2039897A JP 3989790 A JP3989790 A JP 3989790A JP H02248846 A JPH02248846 A JP H02248846A
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product
humidity
attenuation
signals
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JP2039897A
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Waldemar Wochnowski
ウアルデマール・ウオッホノウスキー
Heiko Niehues
ハイコ・ニーヒュース
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Koerber AG
Original Assignee
Hauni Werke Koerber and Co KG
Koerber AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、製品、特にタバコの湿度を測定する方法と
その装置に関する。
〔従来の技術〕
タバコ、木材、食料品等のような含水性の材料を製造、
加工及び保管する場合、材料の湿度が重要な役割を演ず
る。従って、製造過程ないしは加工過程の期間中、当該
製品の湿度を連続的に調べ監視する湿度測定装置を導入
することが必要である。既知の装置を用いると、検査す
る製品が生物的及び化学的特性が充分一様である場合、
湿度をかなり正確に測定できる。製品の上記特性が変わ
るか、あるいはその組成が変わると、測定値は製品の実
際の湿度に関して最早信頼性のある解明を与えない。こ
れ等公知の湿度測定装置は、通常測定結果の「材料依存
性」のため制限された分野にしか導入できない。
〔発明の課題〕
この発明の課題は、製品の湿度を測定する改良された方
法及び改良された装置を提供することにある。特に、「
材料依存性」、即ち湿度の測定値の生物的及び化学的特
性への依存性、及び試験すべき製品の組成への依存性を
大幅に排除する必要がある。
〔課題を解決する方法〕
上記の課題は、この発明により、製品の湿度を測定する
方法の場合、製品を電気エネルギに曝し、製品の湿度に
よって影響される、製品を通過するエネルギの著しい特
性の少なくとも一つを検出して、対応する測定信号を発
生させ、この測定信号が製品の湿度を表す湿度信号に演
算処理されることによって解決されている。
製品、特にタバコの湿度を測定する装置の場合、上記の
課題は、製品を通過する電気エネルギを発生させるエネ
ルギ源を装備し、前記エネルギ源が製品の湿度によって
影響される製品を通過するエネルギの著しい特性を検出
し、対応する測定信号を発生させる測定手段が配設して
あり、前記測定手段が製品の湿度を表す湿度信号に測定
信号を演算処理する評価装置に連結していることによっ
て解決されている。
〔実施態様の構成とその作用〕 この発明による湿度測定方法の他の構成によれば、製品
の湿度によって影響される著しい特性の一つとして、製
品を通過する電気エネルギの減衰を検出する。それに応
じて、第一減衰信号を発生させ、この信号が製品の湿度
を表す湿度信号に演算処理される。この発明の好ましい
他の構成によれば、製品が電磁波ビームに曝され、製品
から反射した電磁波ビームの減衰を検出して、対応する
第二減衰信号を形成し、第一及び第二減衰信号が製品の
湿度を表す湿度信号に演算処理されている。
特に信頼性のある湿度測定値は、この発明により、第一
及び第二減衰信号から平均値を形成して、製品湿度を表
す湿度信号が形成されることによって得られる。第一及
び第二減衰信号の平均値から形成された湿度信号を、場
合によっては、更に試験する製品の重量又は密度に関し
て補正する必要がある。これには、製品の重量又は密度
を個別に測定し、密度又は重量の測定値から補正信号を
導くことができる。この補正信号は平均値信号と共に重
量に依存しない湿度信号に演算処理される。
調査する製品の重量又は密度を別に検出することを避け
るが、重量又は密度に依存する湿度測定値を得るため、
この発明では、更に製品を通過するエネルギ、及び製品
で反射するエネルギの位相のずれを検出し、対応する第
一及び第二位相信号を発生させ、第一及び第二位相信号
が第一及び第二減衰信号と一緒に製品の湿度を表す湿度
信号に演算処理されている。更に、この発明によれば、
第−減衰信号と第一位相信号から第一商信号が形成され
、第二減衰信号と第二位相信号から第二商信号が形成さ
れている。そして、第一商信号と第二商信号から製品の
湿度を表す湿度信号が形成されている。この発明の好適
で有利な構成では、上記の湿度信号は、第一商信号と第
二商信号から平均値を形成して形成される。このように
形成された湿度信号は、種類にも無関係で、重量又は密
度にも無関係である。
製品を通過したエネルギと製品から反射したエネルギの
測定値から導かれる両信号を平均値形成のために互いに
調節して、測定値の相違に依存する発生した平均値又は
湿度信号の後からの補正を避けるために、この発明の他
の構成によれば、第一信号の少なくとも一つ又は第二信
号の少なくとも一つが平均値形成の前に実験的に測定し
た補正量と共に補正される。
電気エネルギとしては、この発明によれば、マイクロ波
ビーム又は赤外線ビームを使用できる。
このビームを用いて、第一及び／又は第二減衰信号と位
相信号を得るため製品が照射される。電気エネルギは、
第一及び／又は第二減衰信号と位相信号を得るために製
品を曝す高周波発振回路のコンデンサの電場でもよい。
この発明による湿度測定装置の他の構成よれば、評価装
置には製品を通過するエネルギとエネルギ源から出射し
たエネルギを比較して、製品を通過したエネルギの減衰
を測定して第一減衰信号を発生する比較ユニットがあり
、減衰信号が製品の湿度を表す湿度信号に演算処理して
形成される。この発明による他の構成によれば、電磁波
ビームを製品に出射するエネルギ源と製品から反射され
たビームを検出する測定手段とが装備しである。前記測
定手段は評価装置に連結していて、この評価装置は反射
エネルギの減衰を測定して対応する第二減衰信号を発生
させる比較ユニットを保有している。評価装置は、製品
の湿度を表す湿度信号に第一及び第二減衰信号を演算処
理するように構成されている。この発明の特に有利で好
ましい他の構成によれば、前記評価装置は組となってい
る第一及び第二減衰信号から平均値を形成して、対応す
る平均値信号を製品の湿度を表す湿度信号として発生さ
せる電算機ユニットを保有している。検査すべき製品の
重量又は密度の影響を湿度信号から無くするために、こ
の発明の他の構成では、評価装置が製品を通過するエネ
ルギと製品から反射するエネルギとの位相のずれを測定
して対応する第一及び第二位相信号を発生させる比較ユ
ニットを保有し、この評価装置は製品の湿度を表す湿度
信号に第一及び第二位相信号を演算処理するように構成
されている。その場合、この評価装置は第一減衰信号と
第一位相信号から商を形成して第一商信号を発生させ、
第二減衰信号と第二位相信号から商を形成して第二商信
号を発生させる電算機ユニットを保有し、この評価装置
は製品の湿度を表す湿度信号に第一及び第二商信号を演
算処理するように構成されている。この評価装置は第一
及び第二商信号から平均値を形成して商信号の平均値か
ら製品の湿度を表す湿度信号を発生させる電算機ユニッ
トを保有すると有利である。他の構成では、評価装置が
実験的な補正量と共に平均値を形成する前に第一信号の
少なくとも一つ又は第二信号の少なくとも一つを補正す
る電算機ユニットを保有している。
エネルギ源としては、この発明により電磁波ビームを出
射するビーム源か問題になる。その様なものとしては、
マイクロ波送信器又は赤外送信器を装備すると好ましい
、更に、エネルギ源としては調べる製品を通過する電場
をもたらす装置が問題になる。これは、例えば高周波発
振回路のコンデンサである。
移動する製品のところで連続的に湿度測定を可能にする
ため、この発明の有利な構成によれば、エネルギ源と測
定手段から構成される装置よって検査する製品を連続的
に移動させる搬送装置が装備してある。
〔発明の効果〕
この発明の利点は、定常的なあるいは移動する製品を種
類に無関係で、しかも重量ないしは密度に無関係に湿度
測定できる点にある。得られた湿度信号は、取り立てて
補正ないし補償処置を講することなく直接利用できるの
で、この発明による方法と装置は一般的に採用でき、そ
れ等の導入は制限された応用分野に制限されない。従っ
て、ここに提唱する処置はシガレット生産でのタバコの
湿度測定に非常に好適で、そこでは種類に無関係な湿度
の測定値は特に有利である。
〔実施例〕
この発明を図面に基づきより詳しく説明する。
添付図には、評価装置のブロック表示を備えたこの発明
による装置の模式図が示しである。
湿度を測定する製品の流れには、符号１が付けである。
この製品の流れは、例えば紙巻タバコを作製するため刻
みタバコで構成さている。このような製品の流れ中で他
の製品、例えば木材、食料品、織物の繊維等も搬送でき
る。製品の流れはベルトコンベヤ２上で矢印３の方向に
移動して、湿度測定用の測定装置４を通過する。測定装
置中では、製品の流れは電気エネルギに曝され、製品の
湿度に依存する電気エネギイの特性量が製品の湿度に対
する目安として検出される。
図示した実施例によれば、エネルギ源としてマイクロ波
発生器６が装備しである。この発生器はマイクロ波送信
器７にマイクロ波ビームを供給する。マイクロ波送信器
７はマイクロ波ビームを製品の流れ１に向けるでいるの
で、少なくともビームの一部が製品の流れを通過し、対
向する側でマイクロ波センサ８によって検出される。マ
イクロ波センサ８は対応する測定信号を接続しである評
価装置９に出力する。この装置には、比較ユニット１１
がある。このユニット中で、マイクロ波センサが出力し
、製品の流れを通過したビームに対応する測定信号を導
線１２を経由して導入される信号と比較する。後者の信
号はマイクロ波発生器で出力された元のマイクロ波ビー
ムに対応する。
信号振幅を比較から、製品の流れを通過したマイクロ波
ビームの減衰が判る。この減衰は製品の流れの湿度に依
存している。比較ユニット１１の出力端には、上記減衰
に対応する第一減衰信号が現れる。
上記減衰の外に、比較ユニット１１中ではマイクロ波発
生器６で生じた入力ビームの位相とマイクロ波センサ８
によって受信された出力ビームの位相を比較して、同様
に製品の湿度に依存する位相のずれも検出されて、第一
位相信号に演算処理される。この第一位相信号も比較ユ
ニット１１の出力端に現れる。上記第一減衰信号と第一
位相信号は商形成器として構成された電算機ユニット１
３に達して、ここで第一減衰信号と第一位相信号から商
が形成されて、対応する商信号が形成される。製品の流
れの湿度を表す上記商信号は、製品の流れの重量と密度
に無関係であるが、材料の種類には依存している。つま
り、この信号は製品の流れ中で搬送される製品の生物的
又は化学的な特性と組成に関係がある。増幅器として形
成された電算機ユニット１４を経由して、上記商信号は
役目を更に以下で説明する他の電算機ユニット１６の入
力端と、製品の流れの湿度を表示する表示ユニット１７
に達する。
この発明による装置の図示した実施例によれば、第二エ
ネルギ源が赤外線ビーム源１８の構成で装備されている
。赤外線導体１９を経由して、上記赤外線ビーム源は製
品の流れ１の表面を指向する赤外線出射器２１に連結し
ている。赤外線センサ２２も、製品の流れから反射した
赤外線ビームを受信し、対応する測定信号を出力するた
め、製品の流れの表面に指向している。赤外線センサ２
２の測定信号は、同じ様に製品の流れ１の湿度に関係が
あるが、この測定信号は評価装置９の比較ユニット２３
に達し、そこでこの信号が導線２４を経由して導入され
た信号と比較される。後者の信号は反射する前の製品の
流れ１の表面に指向させた赤外線ビームに相当し、製品
の湿度に無関係である。比較ユニット２３は、赤外線源
から出射したビームに対する入力信号から製品で反射し
た赤外線ビームの減衰と位相のずれを測定して、対応す
る第二減衰信号と第二位相信号を形成する。これ等の信
号は商形成器として構成された電算機ユニット２６に達
し、そこで製品の流れから反射した赤外線ビームの減衰
と位相のずれにより第二商信号が形成される。この商信
号は増幅器として構成した電算機ユニット２７を経由し
て同じ様に電算機ユニット１６に達する。
電算機ユニット１６は、電算機ユニット１３と２６から
出力し、増幅器１４と２７によって増幅された二つの商
信号から算術平均値を形成する平均値形成器として構成
されている。上記平均値は湿度信号として表示ユニット
１７に表示される。
製品の流れを通過したビームの減衰と位相のずれ及び製
品から反射したビームとの減衰と位相のずれから対応す
る二つの商を形成して、しかも得られた二つの商信号か
ら平均値を形成すると、表示される湿度信号は重量ない
し密度に無関係であり、材料の種類にも無関係である。
上記湿度信号は製品の流れの組成にも、その化学特性と
生物特性にも、またその表面構造にも関係しない。
反射したビームと製品の流れを通過したビームから得ら
れた両信号を互いに調和させ、電算機ユニット１６中で
平均値形成するために調整するためには、電算機ユニッ
ト１４が同時に補正計算機として働き、そこで演算処理
された商信号は商形成器１３によって経験的に突き止め
た補正量を用いて補正される。補正量を求めるには、所
定の製品に対して、製品を通過したビームの減衰と位相
のずれからの商信号を種々の既知湿度に関連させて測定
し、第一測定値直線（校正直線）を決める。
所定で既知の同じ製品に対して、製品から反射したビー
ムの減衰と位相のずれから得られた商信号が種々の既知
湿度に応じて測定され、対応する第二測定値直線が作成
される。製品を通過するビームと製品から反射したビー
ムの減衰と位相のずれを測定するためには、実験室装置
を使用できる。
その上、第二測定値直線は第一測定値直線（校正直線）
を線型変換すると少なくとも近似的に一致する。この線
型変換で生じた数学的な量は経験的な補正量として電算
機ユニット１４に課せられる。
未知の製品に関する以下の全ての測定過程では、電算機
ユニット１３から出力した商信号が電算機ユニット１４
中でこれ等の信号を課せられた補正量と比較するために
計算される。この比較をそれに応して当然電算機ユニッ
ト２７で逐行できる。
説明したように、製品の流れを通過したビームに対して
マイクロ波ビームを、また製品の流れから反射したビー
ムに対して赤外線ビームを用いるでいる。製品の流れ１
を通過し、製品の流れを通過したその一部を添付図に破
線で示した赤外線センサ２８で検出する赤外線を採用す
ることもできる。赤外線センサ２８の測定信号は、既に
説明したように、評価装置９の比較ユニット１１に達し
、そこで破線で示した導線２９を経由して入力される信
号と比較される。後者の信号は製品の流れに影響されな
いビームに相当して、説明した方法で商信号に演算処理
される。
湿度測定するため、製品の流れを通過し、製品の流れか
ら反射する成分を検出する赤外源１８の赤外線ビームの
代わりに、マイクロ波ビームを使用できる。この場合も
同様に製品の流れを通過し製品の流れから反射する成分
を湿度測定のために検出する。
エネルギ源七しては、コンデンサが製品の流れを取り囲
み、製品の流れに電場を曝さす電気的な高周波共振回路
も使用できる。製品の湿度に依存うる共振回路の減衰は
、上に説明したように材料の種類に無関係な湿度信号に
演算処理される。
評価装置９の詳細は、ブロック回路にして示しである。
評価装置の個々のブロックは、信号を評価する場合、機
能推移を明確にする機能ブロックを表している。最近の
制御手段では、機能ブロックを表す電算機ユニットは所
定のプログラムに応じて、所定の機能を連続して又は並
列に処理する中央ユニットにして実現させることができ
る。評価装置９の選択した表示は、制御手段が図面に示
した機能ブロックを有する局部的な回路装置を回路素子
として含むことを意味していない。
【図面の簡単な説明】
添付図、評価装置をブロック図表示したこの発明による
装置の模式図。 図中引用記号： ■・・・製品の流れ、 ２・・・ベルトコンベヤ、 ４・・・測定装置、 ６・・・マイクロ波発生器、 ７・・・マイクロ波送信器、 ８・・・マイクロ波センサ、 ９・・・評価装置、 １１．２３・・・比較ユニット、 １２．２４．２９・・・導線、 １３．１４，１６，２６．２７・・・電算機ユニット、 １７・・・表示ユニット、 １８・・・赤外線源、 １９・・・赤外導線、 ２１・・・赤外出射器、 ２２．２８・・・赤外センサ、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、製品、特にタバコの湿度を測定する方法において、
    製品を電気エネルギに曝し、製品を通過するエネルギの
    製品の湿度によって影響される固有な特性の少なくとも
    一つを検出し、対応する測定信号を発生させ、前記測定
    信号を製品の湿度を表す湿度信号に演算処理することを
    特徴とする方法。 ２、製品を通過する電気エネルギの減衰を検出し、対応
    する第一減衰信号を発生させ、減衰信号を製品の湿度を
    表す湿度信号に演算処理することを特徴とする請求項１
    記載の方法。 ３、製品を電磁波ビームに曝し、製品のところで反射し
    た電磁波ビームの減衰を検出して対応する第二減衰信号
    を形成し、第一及び第二減衰信号を製品の湿度を表す湿
    度信号に演算処理することを特徴とする請求項１又は２
    記載の方法。 ４、製品の湿度を表す湿度信号は第一及び第二減衰信号
    から平均値を形成して作成されることを特徴とする請求
    項３記載の方法。 ５、製品を通過したエネルギ及び製品のところで反射し
    たエネルギの位相のずれを検出し、対応する第一及び第
    二位相信号を発生させ、前記第一及び第二位相信号を製
    品の湿度を表す湿度信号に演算処理することを特徴とす
    る請求項１〜４の何れか１項に記載の方法。 ６、第一減衰信号と第一位相信号から第一商信号を形成
    し、第二減衰信号と第二位相信号から第二商信号を形成
    し、そして第一及び第二商信号から製品の湿度を表す湿
    度信号を形成することを特徴とする請求項１〜５の何れ
    か１項に記載の方法。 ７、第一及び第二商信号から製品の湿度を表す湿度信号
    を平均値形成によって発生させることを特徴とする請求
    項６記載の方法。 ８、平均値形成の前に、第一信号の少なくとも一つ又は
    第二信号の少なくとも一つを経験的な補正量で補正する
    ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の方
    法。 ９、第一及び／又は第二減衰信号と位相信号を求めるた
    め、マイクロ波ビームに製品を曝すことを特徴とする請
    求項１〜８の何れか１項に記載の方法。 １０、第一及び／又は第二減衰信号と位相信号を求める
    ため、赤外線ビームに製品を曝すことを特徴とする請求
    項１〜９の何れか１項に記載の方法。 １１、第一及び／又は第二減衰信号と位相信号を求める
    ため、高周波発振回路のコンデンサの電場に製品を曝す
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の
    方法。 １２、製品、特にタバコの湿度を測定する装置において
    、製品（１）を通過する電気エネルギを発生させるエネ
    ルギ源（６、１８）を装備し、前記エネルギ源には製品
    を通過するエネルギの製品の湿度によって影響される固
    有な特性を測定して対応する測定信号を発生させる測定
    手段（８、２８）が付属していて、測定手段（８、２８
    ）は測定信号を製品の湿度を表す湿度信号に演算処理す
    る評価装置（９）に連結していることを特徴とする装置
    。 １３、評価装置（９）は、エネルギ源（６）から出力し
    たエネルギを製品（１）を通過したエネルギと比較して
    製品を通過するエネルギの減衰を測定し、対応する第一
    減衰信号を発生させる比較ユニット（１１）を保有し、
    評価装置は製品の湿度を表す湿度信号に減衰信号を演算
    処理することを特徴とする請求項１２記載の装置。 １４、製品（１）に電磁波ビームを発射するエネルギ源
    （１８）を装備し、製品から反射したビームを検出する
    測定手段（２２）を装備し、前記測定手段は反射したエ
    ネルギの減衰を決定し、対応する第二減衰信号を発生さ
    せる比較ユニット（２３）を保有する評価装置（９）に
    接続さされていて、前記評価装置は前記第一及び第二減
    衰信号を演算処理して製品の湿度を表す湿度信号を形成
    することを特徴とする請求項１２又は１３記載の装置。 １５、評価装置（９）は一体の第一及び第二減衰信号か
    ら平均値を形成して、製品の湿度を表す湿度信号として
    対応する平均値信号を形成する電算機ユニット（１６）
    を保有することを特徴とする請求項１２〜１４の何れか
    １項に記載の装置。 １６、評価装置（９）は製品を通過したエネルギと製品
    から反射したエネルギの位相のずれを決定し、対応する
    第一及び第二位相信号を発生させる比較ユニット（１１
    、２３）を保有し、評価装置は第一及び第二位相信号を
    演算処理して製品の湿度を表す湿度信号を形成すること
    を特徴とする請求項１２〜１５の何れか１項に記載の装
    置。 １７、評価装置（９）は第一減衰信号と第一位相信号か
    ら商を形成し、第一商信号を発生させ、第二減衰信号と
    第二位相信号から商を形成し、第二商信号を発生させる
    電算機ユニット（１３、２６）を保有することを特徴と
    する請求項１２〜１６の何れか１項に記載の装置。 １８、評価装置（９）は第一商信号と第二商信号から平
    均値を形成し、商信号の平均値から製品の湿度を表す湿
    度信号を発生させる電算機ユニット（１６）を保有する
    ことを特徴とする請求項１２〜１７の何れか１項に記載
    の装置。 １９、評価装置（９）は平均値形成の前に第一又は第二
    信号の少なくとも一つを経験的な補正量を用いて補正す
    る電算機ユニット（１４、１７）を保有することを特徴
    とする請求項１２〜１８の何れか１項に記載の装置。 ２０、エネルギ源としては、検査すべき製品（１）に向
    けたマイクロ波出射器（６、７）が装備してあることを
    特徴とする請求項１２〜１９の何れか１項に記載の装置
    。 ２１、エネルギ源としては、検査すべき製品（１）に向
    けた赤外線出射器（１８、２１）が装備してあることを
    特徴とする請求項１２〜２０の何れか１項に記載の装置
    。 ２２、エネルギ源としては、検査すべき製品（１）を取
    り囲むコンデンサを備えた高周波共振回路が装備してあ
    ることを特徴とする請求項１２〜２１の何れか１項に記
    載の装置。 ２３、エネルギ源（６、１８）と測定手段（８、２２、
    ２８）から構成された測定装置（４）を通過して検査す
    べき製品（１）を連続的に移動させる搬送装置（２）が
    装備してあることを特徴とする請求項１２〜２２の何れ
    か１項に記載の装置。
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