(57)【要約】【課題】タバコを加工する産業の棒状の物品又はタバコを加工する産業の材料ロッドの品質のチェックを更に改善すること。【解決手段】長手方向若しくは横軸方向に搬送されるフィルタタバコ又は長手軸方向に搬送されるフィルタロッドの複数のフィルタ７内における液体が充填された複数のカプセルのチェックのための配列装置のマイクロ波測定装置２０であって、少なくとも１つのマイクロ波共振器を含む前記マイクロ波測定装置において、マイクロ波共振器が共振器中空空間２４を有する反射型共振器として形成されており、共振器中空空間が、一方側でマイクロ波導入部を備え、該マイクロ波導入部とは反対に配列装置された側で反射面３２を備える。
2017524350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タバコを加工する産業の棒状の物品（５）又は材料ロッドのチェックのための、特に長手軸方向若しくは横軸方向に搬送されるフィルタタバコのフィルタ（７）内又は長手軸方向に搬送されるフィルタロッド（９）内における液体が充填された複数のカプセル（８）のチェックのための配列装置のマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０，３２０）であって、少なくとも１つのマイクロ波共振器（２１，１２１，２２１，３２１）を含む前記マイクロ波測定装置において、
前記マイクロ波共振器（２１，１２１，２２１，３２１）が共振器中空空間（２４，１２４，２２４，３２４）を有する反射型共振器として形成されており、前記共振器中空空間が、一方側でマイクロ波導入部を備え、該マイクロ波導入部とは反対に配置された側で反射面（３２）を備えることを特徴とするマイクロ波測定装置。
【請求項２】
前記共振器中空空間（２４，１２４，２２４，３２４）が、前記共振器中空空間（２４，１２４，２２４，３２４）を複数の共振器中空空間部分（２５，２５’，２５”；１２５，１２５’，１２５”；２２５，２２５’，２２５”；３２５，３２５’，３２５”）に分割する、前記物品（５）又は前記材料ロッドのための貫通路（４０）を備えていることを特徴とする請求項１記載のマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０，３２０）。
【請求項３】
前記共振器中空空間部分（２５，２５’；１２５，１２５’；２２５，２２５’；３２５，３２５’）が、マイクロ波について透過性の複数の保護シャッタ（２６，２７）を用いて前記貫通路（４０）から分離されていることを特徴とする請求項２記載のマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０，３２０）。
【請求項４】
前記貫通路（４０）が、フォークとして、若しくは断面Ｕ字状に形成されていること、及び／又は前記貫通路（４０）の複数の壁部（４４，４６）が少なくとも一方向において、前記共振器中空空間（２４，１２４，２２４，３２４）を越えて突出していることを特徴とする請求項２又は３記載のマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０，３２０）。
【請求項５】
前記マイクロ波共振器（２１，１２１，２２１，３２１）が前記マイクロ波導入部と前記共振器中空空間（２４，１２４，２２４，３２４）の間の結合要素を含んでおり、該結合要素が、特にだ円形又は円形の少なくとも１つの開口部を備えたシャッタ（３４）として形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０，３２０）。
【請求項６】
前記共振器中空空間（２４，１２４，２２４，３２４）内へのマイクロ波の変換式の結合のための変換要素が含まれており、該変換要素が、特にスタブ同調器又は２ディスク変換器として形成されていることを特徴とする請求項５記載のマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０，３２０）。
【請求項７】
タバコを加工する産業の棒状の物品（５）（５）又は材料ロッドのチェックのための、特に長手軸方向若しくは横軸方向に搬送されるフィルタタバコ又は長手軸方向に搬送されるフィルタロッド（９）の複数のフィルタ（７）内における液体が充填された複数のカプセル（８）のチェックのための配列装置であって、前記棒状の物品（５）又は前記材料ロッドを搬送路（１０，１０’）に沿って長手軸方向又は横軸方向に対して横に搬送するための少なくとも１つの搬送装置を有し、前記搬送路（１０，１０’）が通る請求項１〜６のいずれか１項による少なくとも１つのマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０，３２０）を含むことを特徴とする配列装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの搬送装置が、前記棒状の物品（５）を前記搬送路（１０，１０’）に沿って横軸方向に搬送する、前記棒状の物品（５）を収容するための複数のキャビティを有するキャビティ搬送装置として形成されており、前記少なくとも１つのマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０）が少なくとも１つのマイクロ波共振器（２１，１２１，２２１）を含んでおり、前記搬送路（１０，１０’）が、前記少なくとも１つのマイクロ波共振器（２１，１２１，２２１）を貫通する少なくとも１つの貫通路（４０）を通って延びており、その結果、前記各キャビティを越えて突出する前記棒状の物品（５）の部分が、前記搬送路（１０，１０’）上で前記貫通路（４０）を通って、特にカプセル（８）の目標位置において、前記マイクロ波共振器（２１，１２１，２２１）におけるマイクロ波測定場（１２８，２２８）を横断することを特徴とする請求項７記載の配列装置。
【請求項９】
前記共振器中空空間（２４，１２４，２２４）が、前記物品（５）の長手延長部の方向において、前記物品（５）のフィルタ（７）の長さよりも短い幅を有していることを特徴とする請求項７又は８記載の配列装置。
【請求項１０】
タバコを加工する産業の機械であって、請求項７〜９のいずれか１項に記載の少なくとも１つの配列装置及び／又は請求項１〜６のいずれか１項に記載の少なくとも１つのマイクロ波測定装置（２０，１２０，２２０，３２０）を有することを特徴とする機械。
【請求項１１】
横軸方向に又は長手軸方向に搬送される棒状の物品（５）又は長手軸方向に搬送される、タバコを加工する産業の材料ロッドをチェックするための、特に複数のフィルタ（７）内又はフィルタロッド（９）内の液体が充填された複数のカプセル（８）を、特に請求項７〜９のいずれか１項に記載の配列装置を用いてチェックするための方法において、
前記棒状の物品（５）又は前記材料ロッドが、貫通路（４０）を通って搬送され、このとき、特に前記棒状の物品（５）内のカプセル（８）の目標位置において、反射型共振器として形成されたマイクロ波共振器（２１，１２１，２２１，３２１）のマイクロ波測定場（１２８，２２８）を貫通することを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記マイクロ波測定場（１２８，２２８）の少なくとも２つの異なる値、特に共振周波数、Ｑ値、反射率及び／又は定在波比が、前記物品又は前記材料ロッドの貫通時に検出されるとともに評価されることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
検出された前記マイクロ波測定場（１２８，２２８）の前記値が、前記物品（５）又は前記材料ロッドの状態について、特にフィルタ（７）又はフィルタロッド（９）内のカプセル（８）の存在及び／又は充填について評価され、完全な前記物品（５）又はロッド部分及び様々な欠陥の種類を有する前記物品（５）又は前記ロッド部分についての、特に二次元の測定値範囲又は三次元の測定値範囲（６０，６２，６４）が規定されているか、又は規定されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
特に完全なカプセル（８）を有する完全な前記物品（５）又は前記ロッド部分を有する測定値範囲（６０）に対して、新たに壊れたカプセル（８）を有する測定値範囲（６２）がより低Ｑ値及び／又はより低共振周波数及び／又はより大きな定在波比において定義されているか、又は定義されること、及び／又は特に完全なカプセル（８）を有する完全な前記物品（５）又は前記ロッド部分を有する測定値範囲（６０）に対して、数時間以来空のカプセルを有する測定値範囲（６４）がより大きなＱ値、より大きな共振周波数及び／又はより低定在波比において定義されているか、又は定義されることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記完全なカプセル（８）を有する前記物品（５）若しくは前記ロッド部分を有する前記測定値範囲（６０）に測定値がない物品（５）又は前記新たに壊されたカプセル（８）を有する測定値範囲（６２）又は前記数時間以来空のカプセル（８）を有する前記測定値範囲（６４）に測定値がある物品（５）が、更なる加工及び／又は包装から除外されることを特徴とする請求項１３又は１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タバコを加工する産業の棒状の物品又は材料ロッドのチェックのための、特に長手軸方向若しくは横軸方向に搬送されるフィルタタバコ又は長手軸方向に搬送されるフィルタロッドの複数のフィルタ内における液体が充填された複数のカプセルのチェックのための配列装置のマイクロ波測定装置であって、少なくとも１つのマイクロ波共振器を含む前記マイクロ波測定装置に関するものである。さらに、本発明は、対応する配列装置、タバコを加工する産業の機械及び対応する方法に関するものでもある。
【背景技術】
【０００２】
これまで、例えば本出願人のいわゆるＫＤＦのようないくつかのフィルタロッド機械において複数のフィルタロッドが製造され、これらフィルタロッド内には、物体、例えば風味液体が充填されたカプセルが入れられる。生産中に直接これらカプセルが更なる加工の前に検査され、特に本出願人のＭＩＤＡＳ−ＥＦ及びＭＩＤＡＳ−ＥＦＸのようなマイクロ波センサが用いられる。このとき、カプセルの充填内容物が正確かどうか、又はこれらカプセルが壊れていないかどうか、カプセルが欠如していないかどうか、二重のカプセルが入れられているかどうか、及びロッド方向における位置が正確かどうかが検査される。対応する方法が例えば本出願人の特許文献１に記載されており、その開示内容は本願に完全に取り込まれるべきである。
【０００３】
いくつかのケースでは、このように生産されたフィルタロッドはある程度の時間、例えば２４時間保管され、つづいてマスフローフィード又は空圧式搬送区間に沿って再度その充填内容物又はフィルタロッドが壊れているかどうかが検査される。空圧式の搬送区間についての一例を特許文献２から見て取ることができ、この特許文献２の開示内容も同様に本願に完全に取り込まれるべきである。本出願人の「ＦＤＵ」と呼ばれる設備では、フィルタロッド製造機械において、ある時間後に初めて出てくるとともに乾燥した状態においてのみマイクロ波センサによって欠陥として検出されるカプセルが損傷したことを排除するために、カプセルのチェックが行われる。
【０００４】
さらに、本願に開示の全内容が取り込まれるべき独国特許出願第１０２０１３２１３９３６．５号には、軸方向に対して横に搬送される、タバコを加工する産業の棒状の物品の検査のための、特にフィルタタバコのフィルタ内の液体が充填されたカプセルのチェックのための配列装置であって、棒状の物品を軸方向に対して横に搬送するとともに、これら棒状の物品を収容するためのキャビティを有する少なくとも１つのキャビティ搬送装置と、少なくとも１つのマイクロ波共振器を有する少なくとも１つのマイクロ波測定装置とを備えた配列装置が提案されており、この配列装置では、少なくとも１つのマイクロ波測定装置が、棒状の物品の搬送路に沿って、長手方向に延びる、一方側で開放され、各キャビティを越えて突出する物品の一部のための側方の貫通路を備えており、少なくとも１つの貫通路は、少なくとも１つのマイクロ波共振器を側方で貫通している。その結果、棒状の物品の突出する一部が、その搬送路上において貫通路を通って、少なくとも１つのマイクロ波共振器におけるマイクロ波測定場を横切り、棒状の物品が特にカプセルの目標位置においてマイクロ波測定場を横切る。
【０００５】
これにより、物品、特にフィルタタバコが、軸方向に対して横に側方でマイクロ波共振器内へ埋入し、そこにおいて、内部で励起された共振マイクロ波場を通過することが可能となる。これにより、棒状の物品の突出する一部が完全にマイクロ波場内へ入り、このマイクロ波場は、共振器内に高い場の強度を有することが可能である。マイクロ波共振器を通る対応する通過を可能とするために、マイクロ波測定装置は、長手方向に延び、一方側で開放された側方の貫通路によって、そのほかにこの軸方向に対して横に搬送する側方の通過のために形成されている。このことは、例えばタバコフィルタの密度についての変化又はタバコフィルタにおける液体が充填されたカプセルの液体充填についての変化を非常に正確かつ位置に依存せずに検出することが可能であるという利点を有している。これにより、フィルタの品質あるいはこれに含まれるカプセルの品質についての測定の確実性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２２４３３８５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２２４３３８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これに対して、本発明の基礎をなす課題は、タバコを加工する産業の棒状の物品又はタバコを加工する産業の材料ロッドの品質のチェックを更に改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基礎をなすこの課題は、タバコを加工する産業の棒状の物品又は材料ロッドのチェックのための、特に長手軸方向若しくは横軸方向に搬送されるフィルタタバコ又は長手軸方向に搬送されるフィルタロッドの複数のフィルタ内における液体が充填された複数のカプセルのチェックのための配列装置のマイクロ波測定装置であって、少なくとも１つのマイクロ波共振器を含む前記マイクロ波測定装置において、マイクロ波共振器が共振器中空空間を有する反射型共振器として形成されており、共振器中空空間が、一方側でマイクロ波導入部を備え、該マイクロ波導入部とは反対に配置された側で反射面を備えることによって解決される。
【０００９】
本発明による反射型共振器の使用は、特に空の共振器中空空間において高いＱ値が達成されるとともに、マイクロ波の結合及び結合解除のために１つのみのアンテナを用いることでマイクロ波装置のための構造空間が小さくてよいという利点を有している。そのほか、高い品質により、棒状の物品の非常に細かく、選択度の良好な評価と、場合によってはカプセルがタバコフィルタにおいて完全であるかどうか、あらかじめ損傷したかどうか、又は既により長い時間はみ出しているかどうかの区別とが可能となる。このような高い精度は、公知のシステムによってまだ達成可能ではない。
【００１０】
本発明によるマイクロ波測定装置は、タバコを加工する産業の機械において、様々な生産の箇所において応用可能であり、例えばフィルタロッド機械、フィルタ取付機械において、又は加工されたフィルタタバコの包装前の最後の計測箇所としても応用可能である。
【００１１】
好ましくは、共振器中空空間は、共振器中空空間を複数の共振器中空空間部分に分割する、物品又は材料ロッドのための貫通路を備えている、このような共振器中空空間部分は、共振器中空空間を共に形成する、共振器中空空間の部分空間である。これら共振器中空空間部分は、互いに面一となっている。したがって、共振器中空空間は本質的に３つの部分に分割されており、貫通路から離れて共振器のケーシングの内部に位置する２つの共振器中空空間部分が、マイクロ波測定場が両共振器中空空間部分間で伝わる両方の他の共振器中空空間部分と面一な貫通路の範囲を有している。したがって、貫通路のこの範囲は、本発明によるマイクロ波測定装置の範囲において固有の共振器中空空間部分とみなされることができる。
【００１２】
有利な発展形態においては、共振器中空空間部分が、マイクロ波について透過性の複数の保護シャッタを用いて貫通路から分離されている。このことは、貫通路及びその内部に規定された第３の共振器中空空間部分自体には当てはまらない。保護シャッタは、例えば保護フィルム、例えば合成樹脂フィルム又は合成樹脂プレートとして形成されることが可能である。共振器中空空間の一部は、特に保護シャッタを用いて、好ましくは完全に互いに分離されている。貫通路も、また保護シャッタもマイクロ波測定場について透過性であるため、共振器中空空間の両部分は、これに面一な貫通路の部分と共にマイクロ波測定場のための共通の共振器を形成している。
【００１３】
有利には、貫通路が、フォークとして、若しくは断面Ｕ字状に形成されていること、及び／又は貫通路の複数の壁部が少なくとも一方向において、共振器中空空間を越えて突出している。フォークとして又は断面Ｕ字状に形成された貫通路あるいは共振器中空空間を越えて突出する壁部を有する貫通路は、側方の閉鎖部によってマイクロ波共振器からマイクロ波測定場のはみ出しが小さく維持されるという利点を有している。
【００１４】
マイクロ波測定装置は、好ましくは容量式又は誘導式のマイクロ波導入部を備えている。このマイクロ波導入部は、好ましくは、１つのアンテナと、１つのマイクロ波導入部中空空間とを含んでいる。マイクロ波共振器が好ましくはマイクロ波導入部と共振器中空空間の間の結合要素を含んでおり、該結合要素が、特にだ円形又は円形の少なくとも１つの開口部を備えたシャッタとして形成されている。このような結合要素は、共振器中空空間内へのマイクロ波の変換式の結合のための、したがって共振器への供給の適合のための変換要素を含むことができる。変換要素、特に好ましくはスタブ同調器又は２ディスク変換器は、供給されたマイクロ波エネルギーをできる限り損失なしにマイクロ波共振器内あるいは共振器中空空間内へ供給するのに役立つものである。シャッタは結合要素の特に簡易な構成を提供し、スタブ同調器及び２ディスク変換器は更に調整性の可能性を提供するものである。
【００１５】
共振器中空空間は、有利には反射面によって閉鎖された導波路の形状を有している。したがって、共振器中空空間の長さは、横方向、すなわち棒状の物品及び棒状の物品の搬送路の長さ延長部の方向におけるその延長部よりも長い。共振器内には定在波が形成され、この定在波は、好ましくは棒状の物品あるいは材料がその搬送路を貫通する箇所で最大値を有している。
【００１６】
本発明の基礎をなす課題は、棒状の物品又はタバコを加工する産業の材料ロッドのチェックのための、特に長手方向若しくは軸方向に対して横に搬送されるフィルタタバコ又は長手軸方向に搬送されるフィルタロッドの複数のフィルタ内における液体が充填された複数のカプセルのチェックのための配列装置であって、棒状の物品又は材料ロッドを搬送路に沿って長手軸方向又は軸方向に対して横に搬送するための少なくとも１つの搬送装置を有し、搬送路が通る上述の本発明による少なくとも１つのマイクロ波測定装置を含むことによって解決される。本発明による配列装置は、上述のマイクロ波測定装置と同様の利点、特徴及び特性を有している。
【００１７】
好ましくは、少なくとも１つの搬送装置が、搬送路に沿って軸方向に対して横に搬送する、棒状の物品を収容するための複数のキャビティを有するキャビティ搬送装置として形成されており、少なくとも１つのマイクロ波測定装置が少なくとも１つのマイクロ波共振器を含んでおり、搬送路が、少なくとも１つのマイクロ波共振器を貫通する少なくとも１つの貫通路を通って延びており、その結果、各キャビティを越えて突出する棒状の物品の一部が、搬送路上で貫通路を通って、特にカプセルの目標位置において、マイクロ波共振器におけるマイクロ波測定場を横切っている。
【００１８】
貫通路及びキャビティ搬送装置の特徴は、本質的に本出願人の上述の独国特許出願第１０２０１３２１３９３６．５号の対応する特徴と対応している。本発明の場合にも、貫通路は、軸方向に対して横に搬送される棒状の物品が搬送路上で貫通路を通過し、マイクロ波測定装置のマイクロ波共振器のマイクロ波測定場を貫通するように配置されている。
【００１９】
更に好ましくは、共振器中空空間が、物品の長手延長部の方向において、物品のフィルタの長さよりも短い幅を有している。このようにして、空間分解能も形成される。断面では、棒状の物品に沿った共振器中空空間の拡張部が棒状の物品の横方向における拡張部よりも大きいか、又はその逆であり得る。このようにして、特に互いに連続して配置された本発明による複数のマイクロ波測定装置あるいはマイクロ波共振器を用いてもフィルタタバコの長手方向あるいは長手方向に対して横方向におけるタバコフィルタ内のカプセルについて空間解像度を実現することが可能である。
【００２０】
本発明の基礎をなす課題は、タバコを加工する産業の機械であって、上述の少なくとも１つの配列装置及び／又は上述の少なくとも１つの本発明のマイクロ波測定装置を有することによって解決される。したがって、タバコを加工する産業のこの機械においては、上述の本発明によるマイクロ波測定装置におけるのと同様の特徴、特性及び利点が実現されている。機械は、例えばフィルタロッド機械又はフィルタ取付機械である。
【００２１】
最後に、本発明の基礎をなす課題は、横軸方向に対して横に又は長手軸方向に搬送される棒状の物品又は長手軸方向に搬送される、タバコを加工する産業の材料ロッドをチェックするための、特に複数のフィルタ内又はフィルタロッド内、特に上述の配列装置における液体が充填された複数のカプセルのチェックのための方法において、棒状の物品又は材料ロッドが、貫通路を通って搬送され、このとき、特に棒状の物品内のカプセルの目標位置において、反射型共振器として形成されたマイクロ波共振器のマイクロ波測定場を貫通することによっても解決される。反射型共振器として形成されたマイクロ波共振器の高い品質により、特に良好な選択度が棒状の物品の解析の際及びチェックの際に生じる。
【００２２】
好ましくは、マイクロ波測定場の少なくとも２つの異なる大きさが物品又は材料ロッドの貫通時に特に共振周波数、Ｑ値、反射率及び／又は定在波比が検出されるとともに評価される。反射型共振器のＱ値は空の状態において特に大きいため、Ｑ値は、連続した棒状の物品あるいは連続した材料ロッドによる変化及び特にその中に含まれるカプセルの状態に対して非常に敏感に反応する。定在波比（ＳＷＲ，“ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｒａｔｉｏ”）は、反射型共振器において反射により生じる定在波についての大きさである。前進及する波及び後進する波の振幅によって、前進する波及び後進する波の合計及び差が規定されている。ＳＷＲは、反射しない場合には１に等しく、完全な反射の場合には無限大である。
【００２３】
有利には、物品又は材料ロッドの状態について検出されたマイクロ波測定場の量が、特にフィルタ又はフィルタロッド内のカプセルの存在及び／又は充填について更に評価され、完全な物品又はロッド部分及び様々な欠陥の種類を有する物品又はロッド部分についての、特に二次元の測定値範囲又は三次元の測定値範囲が規定されているか、又は規定される。２つ又はそれより多くの量を用いることで、測定値範囲がそれぞれ個々の量において部分的に重複していても、異なる測定値範囲を互いに正確に分離することが可能である。測定値範囲は、所定の品質のケース又は損傷のケースについて典型的に識別される二次元又は三次元の測定値範囲である。変数として、マイクロ波測定方法において取り入れられる典型的な測定量を用いることが可能である。これは、単に例示かつ限定されずに、共振周波数、Ｑ値及び／又は定在波比であり得る。
【００２４】
特に好ましい実施形態では、特に完全なカプセルを有する完全な物品又はロッド部分を有する測定値範囲に対して、新たに壊れたカプセルを有する測定値範囲がより低Ｑ値及び／又はより低共振周波数及び／又はより大きな定在波比において定義されているか、又は定義されること、及び／又は特に完全なカプセルを有する完全な物品又はロッド部分を有する測定値範囲に対して、数時間以来空のカプセルを有する測定値範囲がより大きなＱ値、より大きな共振周波数及び／又はよりわずかな定在波比において定義されているか、又は定義される。
【００２５】
完全なカプセルを有する物品若しくはロッド部分を有する測定値範囲、新たに壊されたカプセルを有する測定値範囲又は数時間以来空のカプセルを有する測定値範囲に測定値がない物品又はロッド部分は、好ましくは更なる加工及び／又は包装から除外される。
【００２６】
本発明の別の特徴は、特許請求の範囲及び添付の図面と共に本発明の実施形態の説明から明らかである。本発明による実施形態は、個々の特徴又は複数の特徴の組合せも満たすことが可能である。
【００２７】
以下に、一般的な発明概念を制限することなく、図面を参照して本発明を複数の実施例に基づいて説明する。このとき、本文に詳細に説明されない本発明による全ての詳細は、図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による配列装置の実施例の一部の概略的な斜視図である。
【図２ａ）】本発明によるマイクロ波測定装置の実施例の概略的な斜視断面図である。
【図２ｂ）】本発明によるマイクロ波測定装置の実施例の概略的な斜視断面図である。
【図３】長手軸方向のロッド搬送部を有する本発明によるマイクロ波測定装置の実施例の概略的な斜視断面図である。
【図４ａ）】負荷された状態での、マイクロ波測定を有する本発明によるマイクロ波測定装置の実施例の概略的な断面図である。
【図４ｂ）】負荷された状態での、マイクロ波測定を有する本発明によるマイクロ波測定装置の実施例の概略的な断面図である。
【図５ａ）】負荷されていない状態での、マイクロ波測定を有する本発明によるマイクロ波測定装置の実施例の概略的な断面図である。
【図５ｂ）】負荷されていない状態での、マイクロ波測定を有する本発明によるマイクロ波測定装置の実施例の概略的な断面図である。
【図６ａ）】様々な二次元のパラメータ空間における解析範囲の例を示す図である。
【図６ｂ）】様々な二次元のパラメータ空間における解析範囲の例を示す図である。
【図７】三次元のパラメータ空間における測定点及び解析範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図面には、それぞれ同一若しくは同種の要素及び／又は部分には同一の符号が付されているため、新たな説明についてはそれぞれ省略する。
【００３０】
図１には、本発明による配列装置の実施例の複数の部分が概略的な斜視図で示されている。この装置は、マイクロ波導入部３０を有する反射型共振器２４を含むケーシング２２を有するマイクロ波測定装置２０を含んでいる。シャッタ３４が、破線で示されているとともに、マイクロ波導入部中空空間３０を反射型共振器２４から分離している。上部範囲では、反射型共振器２４が、フォーク状に形成された貫通路４０によって断絶されている。この貫通路４０は、第１の壁部４４と第２の壁部４６を含んでいるとともに、閉鎖壁４２によって側方で閉鎖されている。これにより、貫通路４０は、断面においてＵ字状となっている。これによって、マイクロ波場が共振器の内部においてより大きくはみ出ることが防止される。これには、第１の壁部４４及び第２の壁部４６が共振器中空空間を越えて大幅に突出することが寄与する。
【００３１】
搬送路１０は、棒状の製品の、ここでは部分的に図示され、複数のカプセル８を有するフィルタ７と、タバコストック６とを含むタバコ５の貫通路４０を通って延びている。
【００３２】
タバコ５の突出した部分は、不図示のキャビティ搬送装置、例えばキャビティベルト、キャビティドラム又はキャビティコーンドラムの不図示のキャビティを越えて突出している。対応するキャビティ搬送装置は、例えば本出願人の独国特許出願番号第１０２０１３２１３９３６．５に開示されている。
【００３３】
共振器中空空間自体は、マイクロ波を通過させる材料、例えばＰＥＥＫ（ポリエチルエーテルケトン）から成る保護シャッタ２６，２７でカバーされている。これにより、汚れがマイクロ波共振器内へ侵入することが防止される。保護シャッタ２６，２７によって、反射型共振器２４は３つの共振器中空空間部分１２５，１２５’，１２５”に分割されている。
【００３４】
図２ａ）及び図２ｂ）には、本発明によるマイクロ波測定装置１２０の実施例の概略的な斜視断面図が示されている。それぞれ、マイクロ波測定装置１２０の断面図であり、図２では、カプセル８を有するフィルタ７を通って延び、貫通路４０における搬送路１０の中心に配置された切断面であり、図２では、フィルタ７の長手延長部に対して横方向に延びる断面である。
【００３５】
マイクロ波測定装置１２０は複数の部分を備えている。マイクロ波は、マイクロ波導入部中空空間１３０と、導入部アンテナとしても、また結合解除アンテナとしても動作するアンテナ３６とを含むマイクロ波導入部において結合される。これにより、構造空間が削減される。マイクロ波導入部中空空間１３０は円形状又はだ円状のシャッタ３４を有する壁部によって制限されており、このシャッタを通してマイクロ波が共振器中空空間１２４内へ侵入する。シャッタ開口部は、他の形状を有することも可能であるか、又は複数のシャッタ開口部も可能であり、これらシャッタ開口部は、例えば提供されるべきマイクロ波場の様式に合わせて選択可能であり得る。
【００３６】
共振器中空空間１２４は、貫通路４０によって２つの別々の部分あるいは共振器中空空間部分１２５，１２５’に分割されている。貫通路４０における共振器中空空間１２４の延長部自体は、他の共振器中空空間部分１２５”とみなされることができる。共振器中空空間１２４のこれら共振器中空空間部分１２５，１２５’を貫通路４０から分離する保護シャッタ２６，２７は、マイクロ波に対して透過性を有し、その結果、２つあるいは３つの部分あるいは部分空間、共振器中空空間部分を有する共通の共振器中空空間１２４が得られる。このとき、中央の共振器中空空間部分１２５”は、貫通路４０に位置する共振器中空空間部分であり、一方、他の両共振器中空空間部分は、マイクロ波を透過する保護シャッタ２６，２７によって汚れから保護されており、その結果、反射型共振器１２１の高いＱ値をそのまま保証されている。
【００３７】
共振器中空空間１２４は、シャッタ３４に対向する反射面３２で閉鎖されている。シャッタ３４を通して共振器中空空間１２４内へ至るマイクロ波は、反射面３２で反射され、シャッタ３４を通って戻り、アンテナ３６へ至る。このとき、マイクロ波は、場合によっては中に位置決めされたフィルタ７及びカプセル８を有する貫通路４０を二重に通過する。
【００３８】
図２ａ）及び図２ｂ）に図示された実施例では、共振器中空空間１２４の拡張部が、棒状の物品の長手方向における断面においてこれに対する横方向におけるよりも小さい。これにより、棒状の物品の長手延長部における良好な分解能が得られる。このことは、保護シャッタ２６，２７の形状及び配置においても認識可能であり、これら保護シャッタは、タバコ５のフィルタ７におけるカプセル８の目標位置の周囲の部分のみをカバーする。長さの比率と幅の比率を逆にすることも可能であり、その結果、クロス軸方向に搬送される棒状の物品が共振器中空空間１２４の断面の幅側に当接する。これにより、良好な位置分解能が棒状の物品の長手延長部に対して横方向に達成されることができる。例えばタバコ５のフィルタ７の全長を走査するために、最初に挙げたタイプの複数の同種のマイクロ波測定装置１２０を千鳥状に互いに配置することが可能である。
【００３９】
図２ａ）及び図２ｂ）に示された配置は、共振器中空空間１２４におけるマイクロ波測定領域が側方に突出した壁部４４，４６及び閉鎖壁４２によって外部へはみ出ることを有効に阻止されるという利点を有している。
【００４０】
マイクロ波導入部中空空間１３０における導入部アンテナ３６は、図２ａ）及び図２ｂ）において、側方において長いほうの側に配置されている。シャッタ３４の開口部はだ円に形成されている。
【００４１】
図３には、本発明によるマイクロ波測定装置３２０の別の実施例が外部からの斜視図で図示されている。この実施例では、カプセル８が無端フィルタロッド９内に埋め込まれており、この無端フィルタロッドは、その搬送路１０’上で縦軸方向にマイクロ波測定装置３２０によって搬送される。このマイクロ波測定装置３２０は、ケーシングによってカバーされた共振器中空空間３２４を有する反射型共振器３２１を含んでおり、共振器中空空間３２４は、他の点では図１及び図２の実施例において示されているのと類似のように形成された貫通路４０が複数の共振器中空空間部分３２５，３２５’，３２５”に分割されている。このとき、共振器中空空間部分３２５”は、貫通路４０に位置している。反射型共振器３２４は、その断面において、保護シャッタ２６に基づいて認識可能であるように、ロッド方向においてロッド方向に対して横方向よりも幅広に形成されている。ロッド方向における拡張部も、材料ロッド９におけるカプセルの目標位置間の間隔よりも短い。この幾何形状により、ロッドの中心に配置されていないカプセルに対する高い感度が得られ、測定の時間的な経過中にロッド方向におけるカプセル８の位置及びそれらの間の間隔の良好な測定が可能となる。
【００４２】
図４ａ）及び図４ｂ）には、複数のマイクロ波測定領域１２８を有する本発明によるマイクロ波測定装置１２０の実施例による概略的な断面図が負荷された状態で示されている。図４ａ）にはカプセル８を有するフィルタ７を通って横方向の切断平面における断面図が示されている一方、図４ｂ）には、同一の場及び同一の幾何形状が、これに垂直で、フィルタ７の長手延長部を通る切断平面において示されている。この場合、マイクロ波導入部中空空間１３０は、より大きく形成されているとともに、２つの部分波を含んでいる。シャッタ３４は、マイクロ波導入部中空空間１３０を共振器中空空間１２４から分離している。図４ａ）では、棒状の製品の搬送路１０が記載されている。この棒状の製品は、図４ｂ）においては紙面に向いている。貫通路４０は、図４ａ）において対称に認識可能である。最大の場の強度は、フィルタ７の中央、ほぼカプセル８の位置において認識可能である。この場合にも、共振器は反射型共振器１２１として形成されている。
【００４３】
図４ｂ）では、存在する波の最大の場の強度がカプセル８の範囲の周囲に集中していることが見て取れる。マイクロ波の場は、図の右に示された側において、貫通路４０の壁部によって、はみ出ることが阻止される。左側、すなわち不図示のキャビティ搬送装置へ向かう側でも、貫通路４０の上側及び下側の壁部の延長部によって、はみ出るマイクロ波出力の量が削減されている。両ケースにおいて、右下には場の強度についてのグレースケールが対数表示において示されている。はみ出した場は、少なくともファクタ５０〜１００だけ弱められている。
【００４４】
図５ａ）及び図５ｂ）には、複数のマイクロ波測定場２２８を有する本発明によるマイクロ波測定装置２２０の別の実施例を通る概略的な断面が負荷されていない状態において示されている。この場合、アンテナ３６は、反射型共振器２２１の共振器中空空間２２４の長手延長部に対して横方向に配置されている。切断平面は、図４に基づく切断平面に対して回転されている。すなわち、図５ａ）における切断平面が図４ｂ）に基づく切断平面に対応し、図５ｂ）に基づく切断平面が図４ａ）に基づく切断平面に対応する。図５ａ）では、マイクロ波について透過性の保護シャッタ２６，２７も認識することができる。最大の場の強度は、ここでも反射型共振器２２１あるいは共振器中空空間２２４における中央で達成される。壁部及び突出する部分を有する貫通路４０の構造によって、マイクロ波出力についての外部環境への非常にわずかなはみ出しが生じる。
【００４５】
マイクロ波導入部中空空間２３０は、この実施例において、共振器中空空間２２４と類似のように長く延在している。
【００４６】
図５に基づく反射型共振器２２１も、図１〜図３の反射型共振器と同様に負荷されていない状態において非常に高いＱ値を有している。
【００４７】
図６ａ）及び図６ｂ）には、様々な二次元のパラメータ空間における解析範囲あるいは測定値範囲の例が図示されている。ここで、パラメータである反射率あるいはＳＷＲ（Ｓｔａｎｄｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｒａｔｉｏ：定在波比）、共振周波数ｆ０及びＱ値が評価される。マイクロ波の周波数は、約７．４ＧＨｚであり、共振器空間の設定に応じて適合されることができる。
【００４８】
図６ａ）では、ｙ軸に測定されたＱ値（無次元）が示されており、ｘ軸には測定された共振周波数がＧＨｚの単位で示されている。また、３つの個体群が区別されている。完全なカプセルを有する完全なフィルタは、測定値範囲６０として示された非常に小さな位相空間内に集まっている。新たに壊れたカプセルを有するフィルタは、Ｑ値の減少につながるものであるとともに、測定値範囲６２に位置する。一方、既にかなり長く欠陥のあるあらかじめ乾燥されているカプセルを有するフィルタはより大きな共振周波数及びより大きなＱ値における位相空間に集まっていて、すなわち、フィルタは、カプセルを有するフィルタほど強くマイクロ波場を損なわず、符号６４で示されるより大きな測定値範囲に位置している。
【００４９】
同一のデータ点は、図６ｂ）において定在波比（ＳＷＲ，無次元）についてのｙ軸及びＱ値（同様に無次元）を有するｘ軸に示されている。ここで、これらデータ点は、大体線形に並ぶ。完全なカプセルを有するフィルタは、測定値範囲６０に集まっているとともに、かなり密に置かれている。新たに壊れたカプセルを有するフィルタは、よりわずかなＱ値も、またより大きな定在波比も有しているとともに、測定値範囲６２に集まっている。古いはみ出たカプセルを有するフィルタは、より大きなＱ値も、またよりわずかな定在波比も有する測定値を有しているとともに、測定値範囲６４に置かれている。ちょうど測定値範囲６４が測定値範囲６０から非常に良好に分離されているため、区別が非常に容易である。特に、図示された３つの変数全体が互いに組み合わされるとともに、測定値範囲が三次元的に規定されれば、測定値範囲６０と６２の間でも区別を良好に行うことが可能である。
【００５０】
このことは、図７において、三次元的なパラメータ空間における複数の測定点及び解析範囲あるいは測定値範囲によって図示されている。これらの点は、図６と同様ではあるものの、三次元的に図示されている。完全なカプセルを有する完全なフィルタとちょうど損傷したカプセルを有するフィルタの測定値範囲６０及び６２は三次元的な図示においては良好に区別可能であることが認識できる。したがって、反射型共振器におけるマイクロ波場の３つの測定量全体の解析は、フィルタの様々な外観の区別のために特に良好に適しているとともに、完全なカプセルを有するフィルタとちょうど損傷したカプセルを有するフィルタの間でも大きな分離を達成する。既にかなり長くはみ出したカプセルを有するフィルタの選別が問題なく可能である。
【００５１】
上述の全ての特徴、図面から単独で引き出すことができ、他の特徴と組み合わせて開示された個々の特徴も、単独で、及び組み合わせて、本発明の本質とみなされる。本発明による実施形態は、個々の特徴の組合せ又は複数の特徴の組合せによって満たされることができる。本発明の範囲では、「特に」又は「好ましくは」によって特徴付けられた特徴は、任意の特徴として理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５２】
５            タバコ
６            タバコストック
７            フィルタ
８            カプセル
９            フィルタロッド
１０，１０’  搬送路
２０          マイクロ波測定装置
２１          反射型共振器
２２          ケーシング
２４          共振器中空空間
２５〜２５”  共振器中空空間部分
２６，２７    保護シャッタ
３０          マイクロ波導入部中空空間
３２          反射面
３４          シャッタ
３６          アンテナ
４０          貫通路
４２          閉鎖壁
４４          第１の壁部
４６          第２の壁部
６０          完全なカプセルを有する測定値範囲
６２          新たに壊れたカプセルを有する測定値範囲
６４          はみ出たカプセルを有する測定値範囲
１２０        マイクロ波測定装置
１２１        反射型共振器
１２４        共振器中空空間
１２５〜１２５”  共振器中空空間部分
１２８        マイクロ波測定場
１３０        マイクロ波導入部中空空間
２２０        マイクロ波測定装置
２２１        反射型共振器
２２４        共振器中空空間
２２５〜２２５”  共振器中空空間部分
２２８        マイクロ波測定場
２３０        マイクロ波導入部中空空間
３２０        マイクロ波測定装置
３２１        反射型共振器
３２４        共振器中空空間
３２５〜３２５”  共振器中空空間部分
【図１】
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【図２ａ）】
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【図２ｂ）】
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【図３】
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【図４ａ）】
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【図４ｂ）】
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【図５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図６ａ）】
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【図６ｂ）】
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【図７】
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【国際調査報告】
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