(57)【要約】【課題】たばこ加工産業における材料流内に異物が含まれているかどうかの決定のための方法の感受性、および／または材料流の質量、密度および／または湿度の検出のための方法の感受性が高められるマイクロ波測定装置および測定方法を提供することである。【解決手段】マイクロ波測定装置がその都度測定領域を決定する少なくとも二の共振器ハウジングを備えており、その際複数の電磁界がそれぞれ一つの電界２３を備えており、これらの電界がそれぞれの測定領域内で互いに異なる方向で空洞内に整向されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
たばこ加工産業における材料流（３）のための少なくとも一つの通過開口（１０）を備えており、その中に電磁界が発生可能である少なくとも一つの共振器ハウジング（４．１−４．５）を備えている様式の、たばこ加工産業における材料流（３）を、少なくとも一つの異物の存在に関して、および／またはこの材料流（３）の質量、密度および／または湿度を検出するためのマイクロ波測定装置において、このマイクロ波測定装置がその都度測定領域を決定する少なくとも二の共振器ハウジング（４．１−４．５）を備えており、その際複数の電磁界がそれぞれ一つの電界（２３）を備えており、これらの電界（２３）がそれぞれの測定領域内で互いに異なる方向で空洞内に整向されていることを特徴とするマイクロ波測定装置。
【請求項２】
測定領域が材料流（３）の移送方向（５）で相前後して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波測定装置。
【請求項３】
電界（２３）が本質的に互いに直交して整向されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載のマイクロ波測定装置。
【請求項４】
電界（２３）が本質的に材料流（３）の移送方向（５）で整向されており、この電磁界がこの材料流（３）に対して横方向に存在していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項５】
三つの共振器ハウジング（４．１−４．５）が設けられていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項６】
このマイクロ波測定装置が材料流（３）のための通過開口（１０）を備えている共振器ハウジング（４．１−４．５）を有する少なくとも一つのマイクロ波共振装置を備えており、、この場合材料流がマイクロ波共振装置内に設けられている検査領域内を少なくとも部分的に移行可能であり、かつ電磁波のエネルギー密度を高める導波管共振器（２１）が設けられており、この場合このエネルギー密度が検査領域の少なくとも一部分において上昇可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項７】
導波管共振器（２１）が電極として働く少なくとも一つの電界出口面（２０）を備えていることを特徴とする請求項６に記載のマイクロ波測定装置。
【請求項８】
結合アンテナ（１７）と減結合アンテナ（１８）とが設けられていることを特徴とする請求項６或いは７に記載のマイクロ波測定装置。
【請求項９】
導波管共振器（２１）がマイクロ波共振装置の空洞（７）内においてこの空洞（７）を区画している壁部に対して間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項６から８までの何れか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの電界出口面（２０）が検査領域の近傍らに設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項６から９までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１１】
電界出口面（２０）の大きさが検査領域の断面よりも小さく、その際この断面が実際に電界出口面（２０）に対して平行に位置していることを特徴とする請求項６から１０までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１２】
導波管共振器（２１）が検査領域の方向で電界出口面（２０）を備えている金属条片であることを特徴とする請求項６から１１までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１３】
共振器ハウジングの少なくとも一つの内壁部が電界出口面（２０）に対する対抗電極とし働くように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１４】
検査領域方向に整向されている二つの電界出口面（２０）が設けられていることを特徴とする請求項６から１１までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１５】
二つの電界出口面（２０）が相対して設けられており、これにより材料流（３）がこれらの電界出口面（２０）間の空域を経て移動可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１６】
導波管共振器（２１）が開いているリング体であり、この場合この開かれているリング体が或る位置で中断されているリング体であることを特徴とする請求項１４或いは１５に記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１７】
両電界出口面（２０）が実際に互いに平行に設けられていることを特徴とする請求項１４から１６までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１８】
導波管共振器（２１）が少なくとも部分的に、低い伸び係数を有する材料から成ることを特徴とする請求項６から１７までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項１９】
導波管共振器（２１）が耐腐食性の材料（１２）で覆われておていることおよび／または少なくとも部分的にこのような材料から成ることを特徴とする請求項６から１８までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項２０】
耐腐食性の材料が金属であることを特徴とする請求項１９に記載のマイクロ波測定装置。
【請求項２１】
共通のハウジング（４）が多数の共振器ハウジング（４．１−４．５）から成ることを特徴とする請求項１から２０までのいずれか一つに記載のマイクロ波測定装置。
【請求項２２】
たばこ加工産業における材料流（３）を少なくとも一つの異物の存在に関して検査するための、および／またはこの材料流の質量、密度および／または湿度を検出するための方法において、第一の電磁界を第一の共振器（４．１−４．５）において形成し、第二の電磁界を第二の共振器（４．１−４．５）において形成すること、材料流（３）を第一の電磁界と第二の電磁界とを経て移動させること、およびこれらの電磁界の少なくとも一つの特性の変化を測定することを特徴とする方法。
【請求項２３】
電磁界が互いに異なる方向に整向されている電界（２３）を有していることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
第三番目の電磁界を発生させる第三番目の共振器（４．１−４．５）が設けられていること、材料流（３）をこの第三番目の電磁界を経て移動させること、この第三番目の電磁界が第一の電界（２３）と第二の電磁界に対して異なる方向に整向されている電界（２３）を備えており、この第三番目の電磁界の少なくとも一つの特性の変化を測定することを特徴とする請求項２２或いは２３に記載の方法。
【請求項２５】
電界（２３）が本質的に互いに直交していることを特徴とする請求項２２から２４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２６】
投棄信号を発生させるために測定された値を評価することを特徴とする請求項２２から２５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２７】
複数の共振装置による測定値を互いに関連付けることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念によるたばこ加工産業における材料流のための少なくとも一つの通過開口を備えており、その中に電磁界が発生可能である少なくとも一つの共振器ハウジングを備えている様式の、たばこ加工産業における材料流（３）を、少なくとも一つの異物の存在に関して、および／またはこの材料流の質量、密度および／または湿度を検出するためのマイクロ波測定装置に関する。
【０００２】
更に本発明は、特許請求の範囲の請求項２２の上位概念によるたばこ加工産業における材料流を少なくとも一つの異物の存在に関して検査するための、および／またはこの材料流の質量、密度および／または湿度を検出するための方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロ波のためこのような共振装置もしくは共振器ハウジングは本出願人の特許文献１から公知である。この公報には、たばこ加工産業における連続体が通過する共振器ハウジングが記載されており、この共振器ハウジングにはこの連続体材料の質量および／または湿度を検出する目的でマイクロ波が供給される。この共振器ハウジングによって達成しようとする目的は、たばこ加工産業における連続体のための充填材料の質量および／または湿度を検出する際に測定精度および場合によっては測定感度をより良好にすることにある。この目的は、上記の特許文献１により、このハウジングが少なくとも部分的に低い伸び係数を有している材料から成り、従って或る温度変動があったとしても、実際に等しい値が維持されるようにすることによって達せられる。測定精度の改善には、共振器ハウジングの温度が一定の値に調整されている場合にも達せられる。この公報により、ハウジングの中空室の壁部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、或いはこのような材料から成る場合有利である。これにより、測定精度を上記の材料の質量および／または湿度の検出の際に著しく改善することが可能となる。
【０００４】
更に、特許文献２から、或る製品材料もしくは主としてこの製品材料を含んでいる材料集合体を検査するための方法が知られているが、この方法にあってはこの材料集合体内の異物の存在が検査され、マイクロ波電磁界が形成され、材料集合体はこのマイクロ波電磁界の作用領域内に入れられ、マイクロ波電磁界の影響力が分析され、このマイクロ波磁電界の第一の特性のある大きさ(Groesse) のおよび第二の特性のある大きさの実際値が同時に測定され、この実際値の許容値領域が与えられ、実際値がこの許容値領域内に存在しているかどうかが検査され、この実際値が許容値領域内に存在していない場合は信号が発生される。本発明の枠内においては、振幅および相(phase) のような形成されるマイクロ波電磁界の実際の大きさをマイクロ波電磁界の大きさと称し、そして例えば共振周波数および内部でマイクロ波電磁界が形成される共振装置の帯域幅のようなマイクロ波電磁界を案内する構造部分の大きさもまたマイクロ波電磁界の大きさと称している。
【０００５】
この公知の方法にあっては、被検査物質は共振装置の電界を経て移動される。この被検査物質の誘導特性は電界を変える。共振特性もしくは電界の変化を測定することにより、例えば質量、密度および湿度の決定並びに異物の認知が行われる。この場合困難なのは、極めて小さい異物を認知することと、比較的正確な場所の解明である。特に、異物の電界経過に比例した位置は実証精度を左右する。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９８５４  ５５０号
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許出願第１０１  ００  ６６４．０号
【特許文献３】ドイツ連邦共和国特許出願第１９７  ３４  ９８７．１号  この様式の装置および方法に関して、記載すべき先行技術は文献状法は存在しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、たばこ加工産業における材料流内に異物が含まれているかどうかの決定のための方法の感受性、および／または材料流の質量、密度および／または湿度の検出のための方法の感受性が高められるマイクロ波測定装置および測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題は、マイクロ波測定装置がその都度測定領域を決定する少なくとも二の共振器ハウジングを備えており、その際複数の電磁界がそれぞれ一つの電界２３を備えており、これらの電界がそれぞれの測定領域内で互いに異なる方向で空洞内に整向されていることによって解決される。
【０００８】
この構成により、検査領域内での電磁波の一種の集束が達せられ、これにより、特にマイクロ波のような、相応する電磁波の高められた磁束が検査されるべき材料を経て、もしくは検査されるべき材料流の領域を経て流れる。これにより、材料流の質量、密度および／または湿度の測定の際の高度の感受性および／または異物が存在しているかどうかの検査の際の高度の感受性が得られ、しかもこの際より多くのエネルギーを共振装置内に結合する必要がない。上記のことは、この発明の枠内において、電磁波のエネルギー密度を増大させると言うこと、もしくは高めると言うこと、特にこれにより電磁波を集束、焦点を合わせること、狭めることもしくは凝縮することも意味する。この電磁波は特にマイクロ波である。材料流は本発明による共振装置により検査可能である。材料集合体は特に材料流である。本発明による枠内においては、検査領域という概念は、特に測定領域と言う概念をも含む。
【０００９】
導波管共振器は電極として機能する少なくとも一つの電界出口面を有する導波管共振器(Leitungsresonator) を備えている。この導波管共振器を使用することにより、簡単かつ効果的な様式で、共振器内に結合された電磁波を集束することが可能となり、この場合特にこれらの電磁波もしくは相応する電界は集束された状態で電界出口面から出る。
【００１０】
結合アンテナ(Einkoppelantene) と減結合アンテナ(Auakoppelantene) が設けられており、これらのアンテナは対称的に共振装置内に設けられている。更に、これらのアンテナは、結合を仲介する電界要素が高い振幅、特に最大振幅を有している導波管共振器の位置の近傍に設けられている。
【００１１】
導波管共振器に結合される電磁波と導波管共振器から減結合される電磁波の特別良好な結合は、導波管共振器が共振装置の空洞内においてこの空洞を区画している壁部に対して間隔をもって設けられている場合に達せられる。
【００１２】
材料流を検査するための特別効果的な方法は、少なくとも一つの電界出口面が材料流の或いは材料集合体の近傍にもしくは検査領域の近傍に設けられている場合に可能である。電界出口面の大きさは、共振装置内で検査領域内に存在している材料流の領域よりも小さく、この場合この領域は本質的に電界出口面に対して平行な横断面をさしている。この場合、材料流は、例えばたばこ加工産業における材料流の場合、紙のような被覆材料によってくるまれているたばこ流、即ち−その直径が約６から１０ｍｍの範囲内にある−シガレット連続体である。例えば本質的に直方体である電界出口面の大きさは、共振装置の壁部に投影される材料流の面積の１／１０より小さい。このことは、図２に示したように、例えば面積比率を表し、この場合中空空域内のシガレット連続体の図２に示した断面積は基準となる面積を意味する。
【００１３】
導波管共振器は金属条片或いは検査領域の方向で電界出口面を備えている、金属から成る薄い直方形体である。共振器ハウジングの少なくとも一つの内壁が電極、特にアースに対して対抗電極(Gegenelektrode)として働く場合、電磁波電界は金属条片の電界出口面とこの内壁との間に形成されており、従って一定して狭く区画されている測定領域が得られる。
【００１４】
検査領域に整向されている二つの電界出口面が設けられている。これら二つの電界出口面が設けられていて、特に互いに相対して設けられていて、これにより材料流がこれら電界出口面間の空域を経て移動可能であることは、共振装置の特別優れた実施の態様である。共振装置のこの実施の態様の場合、電磁波の特別均一な集束が達せられ、この場合特に極めて高いエネルギー密度が可能である。導波管共振器は開いているリング体である。更に、両電界出口面は実際に互いに平行であり、これにより電磁波電界の均質性が著しく向上する。
【００１５】
一方の導波管共振器が少なくとも部分的に、特に温度に関して、伸び係数の低い材料から成っている場合、極めて確実かつ正確な測定が可能である。更に、特に少なくとも部分的に一方の導波管共振器が耐腐食性の材料、特に金属、で被覆されているか、および／または少なくとも部分的にこのような材料から成る場合、共振装置の相応する耐久性が得られる。
【００１６】
本発明によるマイクロ波測定装置において、電磁界は、共振器ハウジング内で発生しているマイクロ波電界を備えているマイクロ波電磁界である。これら電磁界の互いに異となる方向は本発明により異物の正確な決定を可能にする。何故なら、一方の共振器ハウジングによって把握できなかった異物は、他方の共振器ハウジングにより大きな蓋然性をもって把握されると考えられるからである。この場合、特に一方の方向で他方の方向におけるよりも大きな幾何学的な形状を有する異物が想定される。電磁界内の空域内における互いに異となる方向は、特に、これらの電磁界が移送方向に対して異となる角度で現れることを意味している。
【００１７】
測定領域が材料流の移送方向で相前後しているので、測定領域内での材料集合体の測定の個別の評価が行われ、従って隣接している測定領域によるその都度の測定領域への影響は行われない。
【００１８】
本発明による特に優れた構成は、電磁界が本質的に互いに直交して配向されていることにある。この発明の枠内にあって、互いに直交していると言うことは、特に互いに垂直方向に整向されていることを意味する。
【００１９】
電磁界が本質的に材料流の移送方向で整向されていて、かつ一つの電磁界がこの移送方向に対して横方向に整向されている場合、一方では、例えば特許文献１に記載されているような従来の様式で測定が行われ、他方では付加的なかつ補足的な測定がこの方向に対して横方向で行われる。
【００２０】
この発明の枠内にあって、電界は特に電磁界である。この電磁界の方向もしくは配向は、電磁波が発生している場合におけるように、力学的な電界の場合、この電界強度ベクトルの方向である。
【００２１】
三つの共振器ハウジングが設けられている場合、測定の精度は更に向上する。この目的のため、これら三つの共振器ハウジングは、電磁界が本質的に他方の両共振器ハウジングの電磁界に対して直交して存在するように構成されている。
【００２２】
本発明による測定装置は、上記してような本発明による優れた構成の共振装置を備えている。コンパクトな測定装置は、ただ一つのハウジングが少なくとも二つの共振器ハウジングを有していることにより達せられる。
【００２３】
この場合、本発明によるマイクロ波測定装置において測定の方向とは、測定にとって重要な電界の方向、特に電磁界の方向を意味としいる。このことに関連して、少なくとも一つの測定装置は、材料流の移送方向での測定可能であるように構成されている。この目的のため、例えば特許文献１を参照されたい。この公報には、例えば材料流の移送方向での測定を可能にする測定装置が記載されている。少なくとも一つの測定装置が、材料流の移送方向に対して横方向での測定が可能であるように構成されている場合、例えば本発明による共振装置の一つは上記のように使用される。
【００２４】
三つの測定装置が設けられており、この場合これらの測定装置は、材料流が互いに異となる三つの方向で、特に本質的に直交する方向で空域内で測定可能であるように構成されている。このような測定システムにより特に正確な測定、特に極めて良好な場所の解明を伴った測定が可能となる。移送方向に対して横方向での測定を可能にする測定装置は、本発明により上記した共振装置を備えている。
【００２５】
更に、本発明による課題は、たばこ加工産業における材料流を少なくとも一つの異物の存在に関して検査するための、および／またはこの材料流の質量、密度および／または湿度を検出するための方法は、第一の電磁界を第一の共振器において形成し、第二の電磁界を第二の共振器において形成すること、材料流を第一の電磁界と第二の電磁界とを経て移動させること、およびこれらの電磁界の少なくとも一つの特性の変化を測定することことによって解決される。
【００２６】
電界の特性は、例えば周波数もしくは相のような電界強度である。更に、電磁界の特性は、発生している電磁界である場合、例えば共振器の場合、隆起(Bauch) と結節(Knote) の位置であるか、或いは共振周波数であり、振幅でもある。
【００２７】
電磁界は互いに異なる方向に整向されている。この場合、Ｅ−電界もＦ−電界もそれぞれ異なる方向に整向されていることを基礎としている。
【００２８】
第三番目の共振器が設けられており、これにより第三番目の電磁界を発生させること、材料集合体をこの第三番目の電磁界を経て移動させること、この第三番目の電磁界が第一の電界と第二の電界に対して異となる方向に整向されおり、この第三番目の電磁界の少なくとも一つの特性の変化を測定される場合、異物から成る材料流の更に正確な分析、および材料流の密度、湿度および質量の更なる正確な検出が可能となる。
【００２９】
電界は共振器内で本質的に互いに直交している。
【００３０】
投棄信号を発生させるために、測定された値が評価されることにより、例えば材料流の部分の更なる加工工程からの分別が可能である。これにより、例えばシガレット製造の際に、不正にたばこが充填されたシガレット或いは極端に乾燥したシガレット或いは異物を含んでいるシガレットの製造が回避される。共振器による測定値は互いに関連付けられ、これにより極めて正確な場所の解明が可能となる。このように正確な場所の解明により、移送されて来る材料の屑発生を可能な限り僅かに抑えることが可能となる。即ち、異となる共振器から得られる測定結果の結合は、測定の正確さと場所の解明を向上させる。
【００３１】
以下に添付した図面に図示した発明の実施の態様につき本発明を詳細に説明する。しかし、本発明はこの発明の実施の態様に限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下の図面においては、同じ部材には同じ参照符号を付した。従って、これらの部材は改めて説明しなかった。
【００３３】
図１には、共振器ハウジング４．１の断面を平面図で示した。この場合、この共振器ハウジングは図２の切断線Ｂ−Ｂの矢印Ｂに沿って示されている。図１には若干の特徴のみを図示した。図２に図示した若干の特徴は図面の展望を良くするため図１には図示されていない。金属から成り、少なくとも内部から金層を備えている空洞円筒体６は共振器ハウジング４．１を区画している。この空洞円筒体６の中央には、同様に金層１２で被覆されている支柱１９が図示されている。空洞円筒体６もこの支柱１９も断面で図示されている。図には、中空室７内に導波管共振器２１が図示されており、この導波管共振器は開かれているリング体であり、二つの電界出口面２０を備えている。更に、シガレット連続体１が通過するための通過開口１０が示されている。
【００３４】
図２には、シガレット連続体１が示されており、このシガレット連続体は一部破断して示されており、矢印５の方向で移動する。このシガレット連続体１は刻みたばこから成る充填材料３とシガレット被覆紙から成る被覆２を備えている。シガレット連続体１は共振器ハウジング４．１を通過する。この共振器ハウジングには、充填材料の質量、密度および／または湿度を測定する目的で、もしくはこの充填材料内に異物が存在しているかどうかを検出するために、マイクロ波が供給される。この共振器ハウジング４．１は空洞円筒体６の様式の中空体を備えており、その中空室７は支柱１９に対して対称的に設けられている。空洞円筒体には、共振器ハウジングを閉鎖するためにカバー８がねじ込まれている。空洞円筒体６もこのカバー８も極めて低い温度伸び係数を有する材料から成る。これには、少なくともほぼ６４％の鉄と３６％のニッケルから成る合金が適している。共振器ハウジング４．１の幾何学的形態が良好な恒常性を有していることから、測定結果の良好な恒常性も達することが可能である。これには更に、例えば共振器ハウジングの温度のための図２に図示した制御機構も寄与し、この共振器ハウジングの温度は温度感知器９によって検出される。この温度感知器は、例えばドイツ連邦共和国ジーメンス社製のＢＵＺ８０型の少なくとも一つの熱トランジスタ(Heiztransistor)１１を制御し、この熱トランジスタの損失熱は特に周辺温度を介して共振器ハウジングを加熱する。この制御機構自体は図２には図示しされていないが、当業者にとっては公知のものである。
【００３５】
共振器ハウジング４．１の中空室７と、この実施の態様の場合、開いているリング体である導波管共振器２１も薄い金層１２が蒸着されており、この金層は測定値の恒常性を阻害する腐食の発生を確実に阻止し、同時に、この金層は良好な導電性なので有害なスキン−効果が阻止される。また共振器ハウジング４．１を外部から金メッキして、外部の腐食も排除することも可能である。
【００３６】
中空室７をシガレット連続体１に対して、および場合によってはこのシガレット連続体により助勢される汚物粒子に対して機械的に遮蔽するためには、即ち測定結果に悪影響を与える中空室７の汚化を阻止するためには、有利にはポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）群、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の物質から成る保護管１３が役立つ。これらの保護管の端部の一つ−この端部に沿ってシガレット連続体１が共振器きハウジング内に入込む−においては、この保護管１３は漏斗状に拡開されている。これはもちろん図２には図面を見やすくするために図示されていない。
【００３７】
共振器ハウジング４．１は中空室７の外側でかつ両側で管状延長部１４として外方へとシガレット連続体１の方向で延在しており、これによりマイクロ波の共振器室からの流出が阻止される。また管状に内方へと延在していてもよい。これはもちろん図２には図示されていない。
【００３８】
マイクロ波発生器によって発生されたマイクロ波を結合するためには、絶縁部１６により共振器ハウジング４．１から絶縁されている結合アンテナ１７が役立つ。図示されていない評価回路に供給されるマイクロ波の減結合には、カバー８に対して絶縁部１６により絶縁されている減結合アンテナ１８が使用される。上記のアンテナ１７と１８はハウジングの両側に設けることも可能である。その際、これらのアンテナは周方向で位置ずれして設けられる。適切な評価回路は特許文献３から伺える。そこに開示されている構成は本発明に援用される。
【００３９】
本発明により、高いエネルギー密度を有する集束された電磁界を使用することが可能である。この電磁界は、この実施の態様にあっては開いているリング体として図示されている導波管共振器２１の両電界出口面２０、即ち電界出口面２０間に現われる。これにより、極めて短いもしくは小さな測定窓が形成され、これにより測定の感度、特に異物に関する検証の感度が著しく増大される。
【００４０】
導波管共振器２１は結合アンテナ１７と１８に密接して設けられている。この導波管共振器を固定するために、非導電性の固定部材が設けられており、これらの固定部材はハウジングを導波管共振器と結合している。結合アンテナ１７の開かれている端部から、高周波の交番電磁界が発射された場合、生じる電磁波が導波管共振器２１内で誘導により励起される。この電磁波は、共振条件が充足されている場合、即ち発生する電磁波の波長が共振装置の長さＬと調和している場合、結合アンテナ１７からエネルギーを収受する。このことは、Ｌ＝ｎ×λ／２（式中ｎは整数である。）が成り立つ場合である。導波管共振器内で発生する電磁波自体、共振器からエネルギーを導出する減結合アンテナ１８内の電磁波を誘導により励起する。上記の説明は容量的な結合に関したものである。本発明の枠内において、誘導的な結合を使用することも可能である。
【００４１】
導波管共振器２１の開かれている端部２０には、発生する電磁波の電圧隆起(Spannungsbauch)が存在している。この場合、ｎが整数である場合は、内面の極性は等しく、反対にｎが偶数である場合は等しくない。後者の場合、電界出口面間に凝縮された電磁界が生じ、この電磁界はシガレット連続体のための通過開口を経て延在している。このことにより、被測定物質の誘導的な特性の共振器の挙動に対する特別大きな影響、従って効果的な異物認知が達せられる。
【００４２】
図３には本発明の他の実施の態様を示した。この実施の態様の図１と図２に図示した先の実施の態様との相違は、空洞直方体２２が共振器ハウジング４．２として機能し、更に導波管共振器２１が金属条片であることである。図３は図４の切断線Ｄ−Ｄに沿った断面図であり、矢印方向で見た図である。図４は図３の切断線Ｃ−Ｃに沿った側方断面図である。保護管１３、金層１２、シガレット連続体１等のような他の特徴は、これらの図面から図示した導波管共振器が明瞭に認められるように、これらの図には図示しなかった。
【００４３】
導波管共振器２１から、即ち電界出口面２０、即ち電磁界出口面２０から出る電界は対抗電極として、そこにおいて質量電極として機能する相対しているハウジング壁を備えている。
【００４４】
上記した発明の実施の態様は、特許文献２による生成材料の検査のための方法を実施するのに特に適している。この特許願の内容は本発明においても参照しなければならない。同様なことは、特許文献１の内容および特許文献３の内容にも言えることである。
【００４５】
特許文献２による製品材料の検査のための方法は、特にたばこ加工産業において自動的に加工される多量のたばこを検査するのに、しかも特にシガレット内に存在している異物を検査するのに使用され、この場合これらの異物は製品の特性、例えば製品の外観、味および品質検査値を左右する。この検査の目的のため、マイクロ波磁界が形成され、材料集合体はこのマイクロ波磁界の作用領域内に導入され、マイクロ波磁界の作用が分析され、この場合同時にマイクロ波磁界の第一の特性ある大きさ(Groesse) と第二の特性ある大きさの実際値が測定され、この場合これらの実際値のための許容値範囲が与えられており、これらの実際値が許容範値囲内に存在しているかどうか検査される。これらの実際値が許容範囲内に存在していない場合は、信号が形成される。
【００４６】
許容値範囲は、この方法にあっては、ただ製品材料のみを含んでいる材料集合体、特にシガレット連続体によりマイクロ波磁界が作用した際に生じる両大きさの上記のような値を含んでいる。この場合、材料流はマイクロ波磁界の作用領域を経て通過する以前に或いは以後に部分に分割され、通過の際信号が発生される部分は次に材料流から分別される。許容値範囲は、異物を含んでいない製品材料の参照量がマイクロ波磁界の作用領域を経て案内され、この参照量の通過の間測定される実際値が許容値範囲を形成することにより検出される。その際、参照量は被覆材料で被覆されるのが有利である。
【００４７】
この方法は、互いに平行にかつ互いに無関係に、マイクロ波磁界の特性のある大きさの実際値から製品材料の少なくとも一つの特性を決定する方法と共に行うことができる。この特性は、特に製品材料として使用されるたばこの密度、質量および／または湿度である。
【００４８】
異物としては、特に金属および合成物質が該当するが、これらは水を含んでいるたばこ材料のマイクロ波磁界の場合と物理的に全く異なるマイクロ波磁界の変化を誘起する。金属の高い導電性は、例えばマイクロ波を著しく反射させるか或いは拡散させる。合成物質は、たばこに関して明白に異なる誘電率と損失係数を有しており、従ってまた簡単に検出することが可能である。
【００４９】
この方法にあっては、特に共振器に異なった周波数が与えられる。この場合、伝達効率はこれらの周波数で検出され、これらのデータから数学的な方法により両大きさ或いは多くの特性ある大きさが決定される。これに関しては、特に共振曲線が使用され、相応する値対が検出され、これらの値対は僅かな離調により平均周波数だけ測定される。詳細に関しては、特許文献２を参照されたい。
【００５０】
図３と図４による発明の実施の態様にあって使用される材料と積層体は図１と図２による発明の実施の態様にあって使用されたものである。
【００５１】
図５には、三つの共振器ハウジング４．３−４．５を備えている本発明による測定装置が図示されている。これらの共振器ハウジング４．３−４．５を経て、充填材料３が充填されているシガレット連続体１が走る。充填材料３の周囲には被覆紙テープ２も設けられている。これらの共振器ハウジング４．３−４．５は図示していない空洞を備えいる。これらの空洞内において、異なって整向されて電磁界を備えいる電界２３が発生される。図５の右側に設けられている共振器ハウジング４．５の電磁界は移送方向５を指向している。図５の中央に設けられている共振器ハウジング４．４において、電磁界は図面内で移送方向５に対して横方向に指向しており、左側の共振器ハウジング４．３では電磁界は移送方向５に対して横方向に指向していて、図面からはみ出している。
【００５２】
被測定材料３、即ちシガレット連続体１が異なる方向で電磁界を貫通した際、付加的な方向の各々は更なる測定情報をもたらす。運動方向で或いはこの運動方向に対して垂直方向に存在している二つの方向或いは三つの方向ですら測定が行われる。これによって、例えば測定の際専ら一方向では検出されることのない多数の異物を認知することが可能となる。
【００５３】
引続き、測定信号は別個に評価される。従って、センサもしくは測定装置の少なくとも一つが異物を認知した際投棄が行われている。しかし、測定信号を互いに結合することも可能であり、これにより場所解明が改善されるか、或いはシステムの一般的な感度が上昇される。測定の時間的なずれは検査されるべき材料の製造速度もしくは移送速度との共振器ハウジングのずれから生じ、従って計算上容易に補整することが可能である。
【００５４】
図６は、本発明による測定装置の他の配設の概略図である。この場合、共通のハウジング４が設けられており、このハウジングは多数の共振器ハウジング４．３−４．５を備えている。
【００５５】
本発明による共振装置、測定装置、測定システムおよび測定方法により、従来困難であった、例えばたばこ加工産業における製品、即ちシガレットの材料である刻みたばこの質量、密度および湿度が高い感性をもって、かつ的確に検出され、しかも同時にこの刻みたばこ内に含有されている異物が同様に高い感性をもってかつ信頼性をもって確認される。この本発明による共振装置、測定装置、測定システムおよび測定方法は、このたばこ加工産業における製品の検査にだけ限らず、上記のような物性或いは異物の検出に使用するとが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】共振器ハウジングの断面による平面図である。
【図２】図１の切断線Ａ−Ａに沿った共振器ハウジングの断面図である。
【図３】発明の他の実施の態様による共振器ハウジングの断面図である。
【図４】図３の切断線Ｃ−Ｃに沿った共振器ハウジングの断面の側面図である。
【図５】発明の他の実施の態様による共振器ハウジングの断面図である。
【図６】本発明による測定装置の他の配設の概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  シガレット連続体
２  被覆材料
３  材料流
４．１〜４．５  共振器ハウジング
５  運動方向
６  空洞シリンダ
７  中空室域
８  カバー
９  温度感知器
１０  通過開口
１１  熱トランジスタ
１２  金層
１３  保護管
１４  共振器ハウジングの管状の延長部
１６  絶縁部
１７  結合アンテナ
１８  減結合アンテナ
１９  支柱
２０  電界出口面
２１  導波管共振器
２２  空洞直方体
２３  電界（電磁界）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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