专利名称：电容的hf条测量装置和测量方法
技术领域：
本发明涉及一种电容的HF (高频)条测量装置，该电容的HF条测量装置尤其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，该电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器的壳体，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载；此外，本发明涉及烟草加工业的一种相应的机器以及一种用于以电容的方式来确定烟草加工业的材料条的至少一种特性的测量方法，所述材料条被输送穿过至少一个测量电容器，而所述测量电容器则在第一接头上利用来自第一 HF电源的频率f的第一 HF电压信号来加载。本发明尤其涉及烟草加工业中的成条及条加工的领域，也就是在成条机中香烟条及过滤条的制造。比如制造香烟条，方法是首先将烟草抖散到成条输送机上，用包裹纸条来包裹所述烟草条并且随后从所述烟草条上定尺寸剪切多倍使用长度的香烟。烟草条或者过滤条的形成以及条的随后的裁切或者说定尺寸剪切以较高的速度进行。对于现今的香烟制造机以及过滤嘴制造机来说10 m/s的条速度是典型的，其中对于IOOmm的区段长度来说遵循着每秒100的剪切节拍。
背景技术：
香烟的质量取决于香烟条中的烟草的状态。出于这个原因而规定，对香烟条中的烟草的湿度及密度进行测量并且尤其对密度进行调整。此外，在出现突然的和短时间的信号波动的情况下推断出异物的存在，其中接下来剔除相应的条区段。这在现代的香烟制造机中借助于微波测量装置来进行，所述微波测量装置具有至少一个微波谐振器壳体，在此将烟草条导送穿过所述微波谐振器壳体。已知在频率明显更低的情况下测量条特性。因此，从文献DE 10 2004 063 228 B4中公开了一种用于确定产品、尤其是烟草、棉花或者其它纤维制品的介质的特性、尤其是湿度和/或密度的测量装置，该测量装置具有测量电容器和用于在所述测量电容器中产生高频场的机构，所述高频场受到布置在所述测量装置的测量空间中的产品的影响。此外包括一种电路机构，设置该电路机构以确定受到所述产品的影响的高频场的合适的测量值。所述电路机构对于所述高频场的所使用的测量频率来说并未构成谐振并且测量基于所述测量电容器中的连续的高频波的传播进行。设置所述电路机构以确定两个相互独立的、取决于受到所述产品影响的高频波的幅度和相位的测量值。按照这种现有技术并且在本发明中，“高频”或者说“HF”这个概念原则上意味着低于100 MHz的在微波范围的界限内的频率。通常所述频率大于10 kHz、优选大于100 kHz。进一步优选所述频率至少为I MHz，尤其对于烟草来说进一步优选大于5 MHz，因为太低的频率只能在越发受到限定的测量范围内进行足够精确的测量。此外，由文献DE 10 2004 063 229 B4中公开了另一种基于HF测量电容器的测量装置，利用该测量装置来识别产品中、尤其是烟草、棉花或者其它纤维制品中的异物。一般在进行典型的电容的测量时将测量电容器连接到地电位(Massepotential)上。将交流电源与测量电容器的另一个接头连接起来并且测量通过测量电容朝向地电位流动的电流。如果通过这种方式来根据量和相位确定所述测量电容上的电流和电压，那么原则上可以确定测量电容的量和损耗因数。对于比较大的有待测量的测量电容来说，这种测量方法在较大的频率范围内十分合适。如果应该测量很小的比如大约IpF或者更小的测量电容，那要考虑到不受欢迎的效应，所述不受欢迎的效应让根据这种方法进行的测量变得不精确。因为在按文献DE 102004 063 228 B4和文献DE 10 2004 063 229 B4的装置中典型地处于数pF (皮法)的数量级中的杂散电容原则上不可避免，所以除了通过所述测量电容流动的电流之外还额外地测量通过杂散电容流动的电流。因为这两种电流无法清楚地分开，所以后果就是较小的测量电容的不准确的测量。由于过滤条及香烟条上的几何情况，有待确定的测量电容明显低于I pF。此外，这个数值应该很高地加以分辨。此外，应该以较高的精度来确定所述损耗因数。为了避开这个具有杂散电容的问题，按文献DE 10 2004 063 228 B4和文献DE10 2004 063 229 B4的测量电容器在作为微分元件或者积分元件的运算放大器电路中运行。因为所述测量电容的一个接头在这种装置中低阻抗地连接到电源上，不过所述测量电容的另一个接头由于运算放大器的负反馈而虚拟地保持在地电位上，所以可以明显地减少这些装置中的杂散电容的影响。目前利用这种电路，可以测量低至大约IpF的测量电容以及高达大约100 KHz的频率。在这个范围之外，其中所描述的方法的精度受到了限定。
发明内容
考虑到这种现有技术，本发明的任务是，提供一种电容的条测量装置和一种测量方法，利用所述电容的条测量装置和所述方法对于烟草加工业的材料条来说相对于以往能够做到的情况能够以进一步得到改进的精度以及更高的HF频率来测量测量电容器的电容。该任务通过一种电容的HF条测量装置得到解决，该电容的HF条测量装置尤其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，该电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器的壳体，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载，所述电容的HF条测量装置通过以下方式得到改进，即在所述壳体中布置了一个或者多个确定精度的电子的组件。烟草加工业的材料条在本发明的范围内尤其是烟草条或者过滤条。材料条的有待确定的特性在本发明的范围内尤其是材料条的湿度和/或密度、和/或添加物的质量、和/或埋入到材料条中的元件或者说本体的质量和/或位置。本发明基于这样的构思，即遮蔽所述确定精度的电子的组件以防止外部的干扰影响，方法是将其布置在所述电容的HF条测量装置的壳体中。在此实现坚韧的结构并且这种结构在很大程度上将测量组件集成到所述条测量装置的壳体中，因而所述条测量装置一方面通过很短的信号路径与所述测量电容器相连接并且另一方面节省其它的线路连接。这有利于信号质量。此外，具有测量电容器和电路组件的HF测量系统安置在一个共同的壳体中，因而如果所述壳体是金属的或者经过金属化处理，则作为一个单元相对于外部的干扰影响对其进行遮蔽。此外，所述电子装置连同所述测量电容器和所述壳体处于热的平衡之中，因而测量信号也不会通过测量电容器与电子的组件之间的温差而受到负面的影响。在一种优选的改进方案中，所述壳体具有一种拥有较小的热膨胀的材料和/或在所述壳体内部和/或上面构造了温度调整机构，借助于所述温度调整机构能够将所述壳体的温度基本上保持在恒定的预先确定的或者能够预先确定的数值上。由此除了通过具有较小的温度系数的材料的选择或者通过主动的温度调整来被动的或者主动地保护所述测量电容器和壳体的几何形状，实施其它的用于使测量过程稳定的措施并且排除相应的影响，所述影响可能对稳定性产生负面影响并且因此可能导致对测量精度的损害。这也涉及布置在所述壳体中的、否则同样经受外部的干扰影响的电子的组件。利用温度调整或者说具有较低的热膨胀系数的材料的选择以及电子的组件的在壳体中的集成，在温度变化时不会出现机械的应力或者还仅仅在微小的程度上出现机械的应力。这样的效应引起沉降现象(Setzerscheinung),所述沉降现象在测量装置的运行过程中导致精度损失。因此，通过比如通过螺纹连接引起的力，经过一定的时间由于机器振动而出现沉降现象或者漂移(Drift)，所述沉降现象或者漂移可能导致所述测量电容器的电容器表面的位置变化并且因此导致测量电容的变化。此外，由于在室温下安装与运行之间的高达大约65°C的温差，所述测量电容器和其它组件会不同程度地膨胀百分之几毫米，这在连接部位上引起相应的机械的应力，所述机械的应力则同样导致沉积现象或者说漂移。只要电子的组件集成在壳体中并且具有与壳体本身不同的热膨胀系数，那就优选如此安排这些组件与所述壳体之间的连接，使得不同的热膨胀通过所述连接的柔软性来得到补偿并且不会导致所述壳体本身张紧和变形。同时，温度调整也就是温度的恒定不仅涉及所述壳体而且涉及所述测量电子装置，这又保证了所述电气的组件的工作方式的恒定并且有助于避免漂移。优选作为确定精度的电子的组件，在所述壳体中布置了至少一个HF电源和/或一条运算放大器电路和/或一个调整装置和/或一个分析装置。由此，电子的组件也包括产生HF的组件和/或测量组件。所述壳体有利地具有一个或者多个关于HF杂散滤波器(Streufilter)彼此屏蔽的腔室，在所述腔室中分别布置了一个或者多个确定精度的电子的测量组件。由此在所述腔室中在很大程度上抑制了不同的电子的组件的相互影响。因此，对测量精度的伴随着杂散出现的负面的影响通过以下方式显著地得到抑制，即初级的测量电路组件安置在一个腔室中或者说相应单个的腔室中，所述腔室在很大程度上防止相邻的腔室中的电路组件的干扰。因此比如优选用来产生HF电压的单元与布置在分开的腔室中的测量单元和分析单元屏蔽。如果优选所述壳体具有一个基体以及一个或多个盖子，所述基体和所述盖子组合成所述壳体，其中尤其所述腔室作为空隙构造在所述基体中和/或构造在所述盖子中，那就实现了所述壳体的一种可以容易地制造的并且紧凑的结构。所述基体和所述盖子能够以简单的方式来制造并且能够彼此相连接。同样优选所述腔室作为空隙构造在所述基体中和/或构造在所述盖子中，其中在所述腔室之间和/或在所述腔室与所述测量电容器之间布置了隔板。所述隔板将单个的腔室进而将布置在其中的电子的组件彼此隔开并且就这样防止相互影响或者说信号的串扰。
在一种有利的改进方案中，设置了一种腔室，在该腔室中尤其布置了电压供给机构和/或温度调整机构。由此其它的不仅用于HF条测量装置的运行及供电而且用于电源以及测量组件的运行及供电的组件集成到所述根据本发明的HF条测量装置中并且形成一个紧凑的单元。通过所述测量装置的紧凑性来节省较长的信号传播距离、线缆连接、额外的连接部位以及信号传播过程中的其它薄弱部位，从而通过接触部位的节省而提高信号质量及测
量质量。在所述基体中或者在所述第一盖子中有利地布置了两个层面或者多个层面的腔室。这用于所述装置的进一步紧凑化。也可以将腔室布置在所述基体中以及所述第一盖子中的不同的层面中。因此比如根据本发明包括这一点，即在所述第一盖子中在一个层面中的一个腔室中布置分析电子装置的一部分，而在所述第一盖子中或者在所述基体中在另一个处于前述层面之上的层面中的另一个腔室中则布置所述测量装置以及也可能所述分析电子装置的另一部分。在这种情况下根据本发明也明确地包括这一点，即多个层面的腔室·仅仅布置在所述基体中，仅仅布置在所述第一盖子中或者以分布到所述基体及第一盖子上的方式来布置。有利的是，所述基体和所述第一盖子、尤其所述盖板、尤其所述第二盖子也具有一种或者多种拥有基本上相同的、尤其较小的热膨胀的材料，其中尤其所述材料的热膨胀系数不超过25X IO-6IT1的数值尤其基本上小于2. OX IO-6IT1、尤其小于O.1X KT6K'因瓦铁镍合金(Invar)这种材料比如具有大约2. OX KT6IT1的热膨胀系数。玻璃陶瓷Zerodur 具有小于O.1X ΙΟΙ—1的热膨胀系数。在使用非传导的塑料材料、玻璃陶瓷的材料或者陶瓷的材料时，所述壳体或者腔室内部的墙面蒙上金属的层、比如金，以便防止HF辐射向所述电容器或者说腔室的外部传播。铝以及一些耐热的具有相对较低的热膨胀系数的塑料、比如聚醚醚酮(PEEK)或者聚苯并咪唑(PBI)由于其良好的切削的加工特性而建议用作优选的用于所述壳体的材料。招比如具有23. SXlO-6K-1的热膨胀系数，对于PEEK来说由制造商注明ΠΧΙΟ -1到25X10^的数值。PBI也具有类似的ΖδΧΙΟ —1的热膨胀系数。所提到的材料，即铝、PEEK和PBI的组合对于特定的应用情况来说比如对于传导的与非传导的材料的必要时必需的组合来说由于十分类似的热膨胀系数而同样是有利的。当所述壳体具有很好地导热的材料或者被很好地导热的材料所包围时，温度恒定情况进一步得到了改进。很好地导热的材料比如是铝。所述很好地导热的材料用于传递并且平衡所述壳体及接纳在其中的电子的组件的热量或者说温度。另一方面，比如ZeiOdur 是导热能力差的材料，因而由Zerodur 制造的壳体为进行温度平衡而可以包含很好地导热的材料或者被其包围。为了将所述壳体的也由于外部的影响而引起的变形降低到最低限度，所述壳体基本上悬挂在那些在机械方面较软的连接元件、尤其是螺栓、销钉或者支撑销钉(Stehbolzen)上,所述连接元件承受热应力和/或机械应力。由非传导的材料、尤其是塑料、尤其是PEEK制成的保护管优选在测量区的内部和/或在所述壳体中具有比在所述壳体外部小的壁厚和/或在所述壳体中规定公差窄于所述壳体的外部，其中所述材料条能够通过所述保护管来穿过所述测量电容器。这样的保护管也称为中间管(Tubus)。除了 PEEK的作为非导体的性能之外，较高的热稳定性也支持使用PEEK。因为所述保护管在烟草条或者过滤条的制造过程中可能与其接触，所以以下情况另外支持使用PEEK，即这种塑料在一些变型方案中符合欧盟针对具有食品接触的塑料的法规以及美国 FDA (US-amerikanische Food and Drug Administration 美国食品药物管理局)的相应的规定。因为也可能通过所述中间管将不允许的力传递到所述壳体上，所以优选在所述壳体的外部设置了所述中间管的较长的一段，为这一段规定了较宽的公差，因而在这一段上由于微小的位置移动而可能产生的力最小。所述中间管的在壳体内部或者说在测量区中减小的壁厚提高了这个区域中的微波测量的敏感性。所述根据本发明的系统的构造允许不仅在单条成条机中使用而且允许在双条成条机或者多条成条机中使用，从而对所有机器类型来说还仅仅需要一种类型的HF条测量装置。在此要考虑到相应的尺寸、尤其是双条成条机的条距。此外，所述根据本发明的系统的构造允许以有利的方式用作所谓的双频串联系统。在这种情况下，为每根材料条尤其是紧挨着先后布置了两个基本上结构相同的系统，其中所述两个系统以有偏差的频率来运行。所述偏差尤其为因数10或者更大。由此产生一种节省结构空间的并且节省成本的解决方案，以便同时或者几乎同时解决不同的测量任务和/或检查任务，比如测量材料条的密度、质量和/或湿度、确定均匀分布的所吸取的液态的或者固态的添加物的质量和/或尤其在确定比如系统地加入到材料条中的粒状物或者胶囊的局部的质量的同时在位置方面识别异物和/或所述粒状物或者胶囊。通过所述新颖的、根据本发明的构造，与现有技术相比实现了更高的系统稳定性。由此很少必须实施测量校准的校正以及维修。此外，改进了测量精度。通过更高的稳定性和更少的故障来降低维护成本。此外，通过标准化降低了设计及批量维护成本。所述根据本发明的系统的成条方式的分开和所述内部的构造持久地防止两根材料条的系统之间的相互的信号影响。在独立的发明的范围的一种替代方案或者改进方案中，本发明的任务也通过一种尤其如前面所描述的一样的电容的HF条测量装置得到解决，该电容的HF条测量装置尤其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，该电容的HF条测量装置包括一个具有至少一个测量电容器的壳体，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载；所述任务通过以下方式得到解决，即所述测量电容器具有两个彼此对置的尤其圆环形的电容器表面，所述电容器表面分别具有用于材料条的中心的穿通开口，其中所述两个电容器表面中的至少一个电容器表面在围绕着所述穿通开口的环形的区域中汇入到一个环绕的并且径向向内伸出的凸缘中或者构造为在围绕着所述穿通开口的环形的区域中环绕的并且径向向内伸出的凸缘，所述凸缘的内部的开口形成用于材料条的穿通开口并且具有背离所述电容器表面之间的间隙的背面，在该背面上所述壳体的内直径相对于所述穿通开口的直径在形成环形的铲齿的情况下打开。这种根据本发明的解决方案基于这样的基本构思，即取代以前所使用的管状的延伸部通过环绕的并且径向向内伸出的凸缘以及该凸缘后面的铲齿的使用来有针对性地影响材料条的区域中的场几何形状，由此所述场以比以往更深且更强烈地聚束的方式挤入到所述材料条中。铲齿在本发明的范围内是指围绕着电容器壳体中的材料条的环形的空腔。所述凸缘代表着电位顶点，许多场力线出自该电位顶点。因为所述凸缘以其边缘向内也就是朝向材料条指向，所以所述场力线以聚束的方式朝所述材料条内部延伸进而也可以比使用平行于材料条定向的管形的延伸部的做法更深地挤入到所述材料条中。同时，相应的凸缘的背面使返回的场力线聚束，使得交变电磁场的主要部分的沿材料条的纵向方向的延伸部分被聚束的程度远大于以前的情况。所述凸缘的背面迫使所述场力线返回，使得其不会太远地朝所述用于材料条的穿通开口的内部延伸。优选所述两个电容器表面具有相应的凸缘。所述具有相应的铲齿的凸缘同时用于提高所述HF辐射场的朝材料条中的挤入深度并且使所述HF辐射场的沿条方向的延伸大受限定。由此不仅提高分辨率而且提高针对条质量或者说针对条中心处的异物的敏感性。根据本发明，向内伸出的凸缘是指相应的电容器表面的凸缘或者面状的环绕的延长部，该延长部相对于所述壳体的在测量电容器外部的其它的延伸部分向内伸出的程度超过其余的壳体的内壁，从而在所述凸缘的另一面产生所述环形的铲齿。所述电容器表面也可以完全构造为凸缘。这个措施也用于场力线在所述凸缘上的聚束并且也使得较少的场力线出自所述铲齿的内表面。优选所述铲齿沿轴向的方向也就是沿条方向通过一个或者多个径向向内伸出的壳体区段来封闭。这一方面用于以得到改进的方式防止HF辐射场从所述壳体中出来并且另一方面用于在机械方面支撑材料条或者说用于材料条的保护管。在此所述铲齿径向向内一般通过保护管来封闭。优选规定，所述凸缘形成一个在横截面中笔直的或者弯曲的环状地围绕着所述穿通开口延伸的表面。通过所述凸缘的几何形状的合适的选择，可以十分灵活地规定一些参数比如电容器间隙的大小、场的定向以及所述HF辐射场的沿条方向的传播的限定。有利地倒圆的端部边缘(Endkante)汇合了特别多的场力线，从而在所述倒圆的边缘上出现所述HF辐射场的剧烈的聚束。由此也将特别多的场力线投射到所述材料条的内部。在所述电容器表面与所述凸缘的正面之间围成一个角度。为了这样的凸缘朝材料条的方向也就是向内伸出，这个角度必须大于90°。180°的角度意味着,所述凸缘延续着所述电容器表面。在所述角度处于90°与180°之间的情况中，所述电容器间隙在所述凸缘的位置上变窄。180°的角度产生所述HF波场的朝所述材料条中心中的最大的投射程度。在优选选择大约135°的角度时，所述凸缘指向彼此，从而实现所述HF场的剧烈的聚束并且防止所述HF场沿条方向继续传播。优选所述凸缘延长了所述电容器表面或者端面或者与所述电容器表面或者端面之间围成一个大于90°、尤其高达225°、尤其在120°与150°之间的角度。对于电容器电极来说仅仅所述凸缘是导电的，在使用所述电容器电极的情况下，类似的几何形状是有利的，对于该几何形状来说相应的角度要么相对于端面得到调节要么相对于条方向在旋转90°的情况下得到调节。在所述电容器电极仅仅通过一个凸缘形成的情况下，非金属化的端面取代金属化的电容器表面。优选所述两个电容器表面设有相应的凸缘和铲齿。所述铲齿的沿条方向的长度优选至少和所述电容器间隙一样长。所述铲齿的深度优选至少为所述电容器间隙的长度的十分之一，此外优选至少为其长度的五分之一或者更大一些。这些数值保证，所述HF场在电容器间隙中聚束并且不会显著地沿条方向从所述测量电容器中出来。在一种有利的改进方案中，用于材料条的保护管从所述穿通开口和测量电容器中穿过，其中所述保护管的在穿过所述测量电容器延伸的区段上的壁厚小于其在所述测量电容器外部的壁厚。这尤其涉及所述保护管的在凸缘边缘之间也就是在电容器间隙中的区段。所述保护管优选由具有较小的介电常数和微小的损耗因数的非传导的材料制成，比如尤其对于HF辐射来说在很大程度上透明的PEEK。这通过以下方式得到支持，即在所述电容器间隙的区域中降低了壁厚。对于前面所描述的具有紧凑的结构和/或设有凸缘的电容器表面或者说电容器电极的HF条测量装置来说，优选规定，至少一块电容器电极具有一个由非传导的材料尤其由塑料或者陶瓷基片制成的支座或者支座基片，所述支座或者支座基片的电容器表面经过金属化处理。所述支座优选布置在尤其金属的基体上。所述基体或者说壳体具有相应的用于电容器电极的接纳口，利用所述接纳口将非传导的支座进而将电容器表面布置并且保持在更为精确地定义的位置中。所述金属化结构优选由金属的层构成，所述金属有足够好的传导能力并且优选耐腐蚀。所述传导能力尤其应该大于15 S/m。相应的非传导的或者说非金属的支座材料在本发明的范围内尤其是陶瓷或者具有较小的热膨胀系数的耐热的塑料比如PEEK或者PBI或者其它合适的塑料。金属化的电容器表面这个概念在这方面应该广义地来理解并且在本发明的范围内不仅包括气相喷镀的金属层而且包括粘接的膜状的涂层而且尤其比如包括圆环形的形状配合连接地埋入的金属环。这样的尤其锥形的金属环可以连接到凸缘或者本身形成所述凸缘。电容器表面的接头优选从所述电容器电极的非金属的支座或者支座基片中穿过。在所述电容器电极的支座这个概念下面同样理解为支座基片。在一种作为替代方案的设计方案中，所述支座或者支座基片的外表面的一部分不是所述电容器表面的一部分，所述支座或者支座基片的外表面的这部分同样优选为了与地电位相连接而至少部分地经过金属化处理，其中为了实施电容器表面的连接或者为了将电容器表面从所述外表面的有待放置或者放置到地电位上的部分上分开而防止一个或者多个其它的表面金属化。所述金属化以及地电位的在所述支座或者说基片的剩余表面上的放置用于遮蔽。所述支座或者说基片的其余的金属化的表面与所述基体或者说壳体之间的接触将这些组件置于共同的地电位上。如果所述盖子优选是金属的或者用金属加衬，那么所述壳体在总体上得到蔽护以防止来自外面的干扰影响。在一种有利的设计方案中，电容器电极的电容器表面构造为凸缘，该凸缘固定在支座或者支座基片内部或者上面并且被所述支座的非传导的区域所包围。在这种情况下，所述测量标准电极的电容器表面基本上除了馈电线之外仅仅由所述凸缘构成，其中所述支座或者支座基片的邻接的表面未经金属化处理。所述电气的馈电线可以构造为一根或者多根在径向上来自外面的辐条的形式或者从所述支座和/或所述基片中穿过。这样的凸缘可以构造为锥形的环并且形状配合连接地埋入在所述支座中。为了能够在具有彼此隔开几厘米的材料条的双条成条机中进行运行，优选规定，所述保护管或者说穿通开口的中轴线的相对于所述壳体的至少一面平行延伸的侧壁的间距小于24 _、尤其小于20 _。在独立的范围的一种作为替代方案的设计方案或者改进方案中，本发明的任务也通过一种尤其根据本发明如前面所描述的一样的用于以电容的方式确定烟草加工业的材料条的至少一种特性的电容的HF条测量装置来得到解决，该电容的HF条测量装置具有测量电容器，所述材料条能够输送穿过所述测量电容器并且向所述测量电容器加载或者能够加载HF电压信号,其中所述测量电容器的第一接头与第一 HF电源相连接,所述第一 HF电源构造用于产生频率f的HF电压信号，所述电容的HF条测量装置通过以下方式得到改进，即所述测量电容器的第二接头尤其通过电阻与第二 HF电源相连接，所述第二 HF电源构造用于产生频率f的HF电压信号，其中所述第二 HF电源与所述第一 HF电源关于频率和相位同步，其中所述测量电容器的第二接头与放大器的输入端相连接，其中所述放大器的输出端与调整装置的输入端相连接，所述调整装置构造用于在所述第一 HF电压信号和/或第二HF电压信号的幅度和相位方面如此控制所述第一 HF电源和/或所述第二 HF电源，从而将所述测量电容器的第二接头虚拟地保持在地电位上或者说保持在虚拟的地线上。这种根据本发明的设计方案可以与所述HF条测量装置的前面所描述的根据本发明的设计方案相组
入
口 ο在这种情况下基本构思是，又将所述测量电容器的第二接头保持在虚拟的地线上，由此抑制杂散电容的影响，因为所述杂散电容向所述HF电源加荷，但是不影响到测量电容。但是，与在按文献DE 10 2004 063 228 B4及文献DE 10 2004 063 229 B4的现有技术中不同的是，所述放大器或者运算放大器不是在积分电路或者微分电路中运行，而是作为零检测器在电路布置中运行，方法是将其输出信号输送给调整装置，所述调整装置如此在幅度和相位方面对所述HF电源之一或者所述两个HF电源进行调整，从而将所述测量电容器的第二接头保持在虚拟的地线上。来自所述调整装置的调整参数在这种情况下用于确定所述测量电容器以及由此所述材料条的所期望的测量值。优选所述调整装置或者分析装置具有一个或者多个模拟数字转换器，在此为了测量相应的HF电压而将所述第一 HF电压信号和/或所述第二 HF电压信号输送给所述模拟数字转换器。由此作为通过调整参数进行间接测量的补充来直接借助于数字化的电压信号进一步确定测量值。优选所述调整装置和/或尤其布置在后面的分析装置构造用于从所述第一 HF电压信号和/或所述第二 HF电压信号的当前的相位和当前的幅度中求得被所述材料条从中穿过的测量电容器的当前的测量电容和/或当前的损耗因数和/或所述材料条的至少一种特性。因为本发明的任务也通过烟草加工业的一种具有至少一个根据本发明的前面所描述的电容的HF条测量装置的机器尤其用于制造至少一根烟草条或者过滤条的成条机得到解决。优选所述机器具有至少两个电容的HF条测量装置，其中所述HF条测量装置紧挨着先后布置并且所述HF条测量装置的用于材料条的穿通开口彼此对齐地定向，其中所述两个HF条测量装置的工作频率彼此有别，尤其相差至少因数10，或者其中所述HF条测量装置基本上紧挨着并排布置并且所述HF条测量装置用于两根材料条的穿通开口彼此平行地定向并且布置在尤其水平的平面中，其中尤其所述至少两个HF条测量装置用相同的频率来运行。因此在材料条上能够以不同的HF频率彼此独立地进行相同类型的测量，或者能够在双条成条机上进行测量。
所述机器有利地构造用于制造两根材料条并且具有四个电容的HF条测量装置，其中在每根材料条上分别紧挨着先后布置两个HF条测量装置，并且所述HF条测量装置的用于相应的材料条的穿通开口彼此对齐地定向，其中相应地所述两个HF条测量装置的在相应的材料条上的工作频率彼此有差别，尤其相差至少因数10。此外，本发明的任务通过一种用于以电容方式来确定烟草加工业的材料条的至少一种特性的方法得到解决，在此将所述材料条输送穿过至少一个测量电容器，在第一接头上向所述测量电容器加载来自第一 HF电源的频率f的第一 HF电压信号，所述方法通过以下方式得到改进，即尤其通过电阻向所述测量电容器的第二接头加载来自第二 HF电源的频率f的第二 HF电压信号，其中所述第二 HF电源与所述第一 HF电源关于所产生的HF电压信号的频率和相位同步，其中所述测量电容器的第二接头与放大器的输入端相连接，其中将所述放大器的输出信号输送给调整装置，借助于所述调整装置在所述第一 HF电压信号和/或所述第二 HF电压信号的幅度和相位方面来如此控制所述第一 HF电源和/或所述第二 HF电源，从而将所述测量电容器的第二接头虚拟地保持在地电位上。有待测量的特性尤其是指条材料的湿度、密度和/或质量，是指添加物的湿度、密度和/或质量和/或埋入在所述条中的元件的质量和/或位置。埋入在所述条中的元件可以是异物或者在制造过程中已经添加到材料条中的元件，其中所述异物会导致条区段或者从中定尺寸剪切的材料棒的作废。所述材料条是烟草条或者过滤条。如前面所描述的一样，所述测量方法使用放大器、尤其是运算放大器、尤其是精密放大器，以便将所述测量电容器的第二接头放到虚拟的地线上并且以零比较器或者零检测器的方式为其布线或者说将其运行，所述零比较器或者零检测器的输出端显示，所述测量电容器的第二接头是否处于地电位上。所述HF电源的调整如此进行，从而将所述测量电容器的这个第二接头保持在地电位上，也就是说保持在虚拟的地线上。这种测量方法基本上能够在不取决于HF频率f的情况下运行。在这条调整电路的速度的范围内，调整参数的变化应该归因于所述材料条的电介质的特性的变化，而杂散电容的影响则显露出来。通过这种方式，可以确定被材料条从中穿过的测量电容器的从明显低于一个PF直至低到十分之一 pF或者更小的电容变化。对于5MHz到IOMHz或者更高的HF频率来说，这一点也能够做到。在一种有利的改进方案中，用一个或者多个模拟数字转换器来测量和/或检测所述第一 HF电压和/或所述第二 HF电压。由此扩充测量范围并且所述测量由此变得更为直接和稳定(robust)。进一步优选从所述第一 HF电压信号和/或第二 HF电压信号的当前的相位和当前的幅度中求得被所述材料条从中穿过的测量电容器的当前的测量电容和/或当前的损耗因数和/或材料条的至少一种特性。优选所述具有频率f的第一 HF电压信号和/或第二 HF电压信号是在光谱方面纯的正弦的信号。相应地所述HF电源构造用于产生在光谱方面纯的信号。在一种优选的改进方案中，为了以电容的方式确定烟草加工业的材料条的至少两种特性，将所述材料条输送穿过两个根据本发明的上面所描述的电容的HF条测量装置，其中在所述两个HF条测量装置中所使用的HF电压信号的频率彼此有差别，尤其相差至少因数10。
同样优选为了以电容的方式确定至少一种特性而将两根材料条分别输送穿过一个根据本发明的上面所描述的电容的HF条测量装置，其中在所述两个HF条测量装置中所使用的HF电压信号的频率基本上相同，其中基本上同步或者同时检测尤其所述两根材料条的有待确定的特性。利用所述根据本发明的HF条测量装置、根据本发明的机器和方法，也可以以很高的精确度在HF频率很高时来检测以较高的速度输送的材料条的特性，其中关于各个发明主题所提到的特征、优点和特性也单独地或者在彼此的组合中适用于其它的发明主题。若干单独地已经解决本发明的任务的特征也可以有利地彼此相组合。本发明的其它特征可以从对根据本发明的实施方式的说明中结合权利要求和附图看出来。根据本发明的实施方式可以实现各个特征或者多个特征的组合。
下面在不限定普遍的发明构思的情况下借助于实施例参照附图对本发明进行描述，其中关于所有在文字说明中未详细解释的、根据本发明的细节请明确参照附图。附图示出如下
图1是申请人的型号为“PR0T0S”的香烟制造机的示意图2是根据本发明的电容的HF条测量装置的示意性的横截面示图3是具有电容器表面的陶瓷基片的示意性的细节示图4是另一个具有电容器表面的陶瓷基片的示意图5是具有用作电容器表面的凸缘的陶瓷基片的示意性的细节示图6是另一个具有用作电容器表面的凸缘的陶瓷基片的示意图7是根据本发明的HF条测量装置的示意性的电路布置图8是根据本发明的HF条测量装置的另一个示意性的电路布置图；并且图9是根据本发明的HF条测量装置的另一个示意性的电路布置图。在附图中，相应相同的或者同类的元件和/或部件用相同的附图标记来表示，从而相应地不再重新进行介绍。
具体实施例方式图1示意性地示出了来自申请人的公司的型号为“PR0T0S”的香烟制造机，该香烟制造机在“L形”结构中由双条成条机2和过滤嘴装配机3组成。在图1中示出了具有闭合的盖板的机器1，为简明起见，未示出细节。下面概述地介绍香烟制造机的几个工位。两根连续的烟草条的制造过程在双条成条机2中在具有预分配器5的双条的分配器单元4中开始，所述预分配器尤其包括一台大倾角输送机(SteilfSrderer)和两个堆装井筒(Stauschacht)以及其它已知的组件。其中将松散的烟草材料输送给第一及平行延伸的第二成条输送机6并且从下面将其抖散到所述成条输送机上，从而形成两根烟草条，所述两根烟草条借助于吸入空气保持在所述成条输送机6上。在附着在所述成条输送机6上的情况下，将烟草材料朝第一和第二格式单元8的方向输送。在那里依然敞开的烟草条分别在包裹纸单元7中用包裹纸条来缠绕，所述包裹纸条在纵向边缘上涂胶。随后将所述烟草条在两个格式单元8中成形为两根连续的封闭的具有圆形的横截面的烟草条并且所述包裹纸条的胶合得到固化。在所述烟草条成形之后，将其导送穿过具有一个或者多个用于对相应的烟草条的特性进行测量的测量单元的测量装置9。因此比如对包裹纸进行外观检查并且测量条湿度及条密度。所述双条成条机2的控制由控制面板11中完成。在所述双条成条机2的出口处，有一个刀片单元和转送单元10，在该刀片单元和转送单元中将所述条定尺寸剪切为单个的具有多倍使用长度的烟草杆，使所述单个的烟草杆从纵轴向的输送方向转向为横轴向的输送方向并且将其传送到过滤嘴装配机3中。所述过滤嘴装配机3尤其也具有一个覆面纸单元12，从该覆面纸单元上拉下覆面纸、对其进行剪切并且涂胶。接下来将单个的覆面纸片在规定的区域中围绕着所述烟草杆及双重过滤塞来缠绕，由此将所述烟草杆和双重过滤塞彼此连接起来。最终将如此生产的双重香烟在中间切开并且单个地输送出去。图2以横截面示意性地示出了根据本发明的电容的HF条测量装置20。该条测量装置20具有壳体21,该壳体由多个组件、也就是一个基体22、一个第一盖子23和一个第二盖子24构成。所述基体22与所述第一项盖23围成一个腔室25，在该腔室中布置了测量电子装置。为此，在所述基体22上布置了印制电路板27，在该印制电路板上布置了电子的构件29、比如HF电源。这些电子的组件在所述腔室25中得到保护以防止外面的影响。所述基体22和盖子23、24构造为金属的或者金属化的结构。在对置的一侧上，所述第二盖子24与所述基体22围成另一个腔室26，该腔室同样具有一块印制电路板28，该印制电路板具有电子的组件30、比如测量电子装置及分析电子装置、必要时也设有调整电子装置。在所述壳体21的中心，布置了测量电容器31，该测量电容器在中心被烟草加工业的材料条的、比如过滤条或者烟草条的保护管32从中穿过。所述测量电容器31具有两个金属化的支座33、34，所述金属化的支座分别具有一个环形的电容器表面35、36，在所述电容器表面之间布置了环形的电容器间隙37。所述支座33、34由非传导的材料制成。优选这种材料是陶瓷或者塑料、比如PEEK (聚醚醚酮)。所述电容器表面35、36构造为所述支座33、34的金属化结构。通过所述相应的支座33、34，通往所述印制电路板27、28上的电子的构件29、30的连接导线39、40在所述腔室25,26中延伸。在所述环形的电容器表面35、36的径向向内指向的部分中,所述电容器表面35、36逐渐变为环形的凸缘41、42，所述环形的凸缘斜置并且构造为环绕的结构。这些凸缘41、42在图2中具有经过倒圆的边缘，因而所述凸缘41、42像天线一样起作用并且将场力线投射进入到材料条内部中。这使得利用HF场更好地穿透材料条。在所述测量电容器31或者说电容器间隙37的外部，铲齿43、44、也就是环形的空腔连接到所述凸缘41、42上，所述环形的空腔使得所述电场或者所述HF场的电场力线分别集中到所述凸缘41、42上。由此沿条方向限定所述�。佣慕瞬饬康姆直媛�。同时，通过将HF场投射进入到材料条内部中穿过所述凸缘41、42的结构这种方式来改进其从材料条中穿透的状况，由此也在材料条的中心改进改进异物的质量、湿度和存在情况。图3详细示出了基本上圆形的、具有电容器表面36的支座34。当中的示意图示出了所述支座34的横截面，其中在上侧面上示出了背面34b并且在下侧面上示出了具有电容器表面36的正面34a。同样在该横截面中能够看出环绕的凸缘42。在中心处，所述支座34具有用于材料条的穿通开口 340。同样在所述横截面中能够看出所穿引的连接导线40。在图3的上面的部分中以截取区段示出了所述背面34b的俯视图。所述背面34b的表面的大部分构造为金属化的表面341，其中该表面在装配的状态中接地。在内部，首先连接着所述环形的凸缘42并且而后连接着所述穿通开口 340。所述凸缘42也构造为金属化的表面341。在所示出的剖面中，所述连接导线40也处于右半部分中，围绕着所述连接导线一个区域构造为非金属化的表面342，从而使得放置在地线上的其余的表面341与所述连接导线40进行非传导的连接。在图3的下面的区域中，以截取区段示出了所述支座34的正面34a。从内向外，该正面首先具有用于材料条的穿通开口 340，所述在这种情况下也构造为金属化的表面341的凸缘42连接到所述材料条上。在所述凸缘42上，向外连接着同样金属化的电容器表面36。接下来是非金属化的表面区段342，最外面的金属化的表面341利用该非金属化的表面区段与所述电容器表面36分开。由此所述凸缘42和电容器表面36处于和所述支座34的其余的金属化区域不同的电位上。在此，按图3的支座34的电容器表面36优选保持在虚拟的地线上的电容器表面。仅仅所述圆形的支座34的具有凸缘42和电容器表面36的中心的部分处于所述虚拟的地线的电位上。所述凸缘42在此也属于所述电容器表面36。两个环形的非金属化的区域将这个处于虚拟的地线上的金属化的区域与处于真实的地电位上的屏蔽区域分开。图4示出了图2的基本上圆形的支座33的示意性的细节示图。所述支座33的横截面在图4的下面的部分中示出，其中在左半部分中示出了外表面并且在右半部分中示出了横截面轮廓。所述外表面绝大部分构造为处于地电位上的金属化的表面331’，其中围绕着所述连接导线39的区域构造为非金属化的表面332，从而使得所述连接导线39不与外部金属化区域相连接或者说相对于其绝缘。在轮廓中的内侧面上，所述支座33基本上是“L”形。在此在最上面示出了所述内侧面或者说正面33a并且在下面的一侧上示出了背面33b。在所述横截面中也能够清楚地看出所述凸缘41以及连接到其上面的铲齿，该铲齿在这种情况下构造在所述支座33中。在图4的上面的部分中示出了所述支座33的正面33a的俯视图。如不仅可以从图4中的上面的视图中而且可以从其下面的视图中看出的一样，所述支座33从内向外向前首先具有一个用于材料条的穿通开口 330，首先所述环形的凸缘41连接到所述穿通开口上，所述环形的凸缘不仅在其正面上而且在其背面上都构造为金属化的表面。在所述凸缘41上连接着所述同样金属化的电容器表面35。所述凸缘41也形成所述电容器表面35的一部分。在最外面，而后在俯视图中连接着边缘的同样金属化的表面。所述电容器表面35优选是相应的电容器表面,在此向该电容器表面加载HF电压信号。在图4的下面部分中的横截面中，沿条方向可以区分出不同的区带。在所述凸缘41和电容器表面35的金属化的表面331上朝向所述伊齿的方向连接着所述伊齿43的基面，该基面构造为非金属化的表面332。从这里由此根本没有发出电场力线。而后在所述铲齿43的下方连接着处于地线上的金属化的区域331’，该金属化的区域也在背面33b上并且在外侧面上延续。在相应的边缘上所述电容器表面35逐渐变为一面壁体，在所述边缘上所述金属化的表面331稍许延伸并且在非金属化的环形的表面332中终止，该环形的表面在图4中下面的视图中向上逐渐变为处于地线上的金属化的部分331’，该金属化的部分与所述壁体的上侧面相连接并且代表着屏蔽区域的一部分。此外，在图4的当中的部分中还示出了来自图4的上面的和下面的部分的细节，也就是所述壁体的内侧面的在相应的部位上的俯视图，在所述相应的部位上所述连接导线39穿过所述支座33。非金属化的区域332基本上在这个部位上延伸，该区域将地电位与具有金属化的表面331或者说331’的HF电压区域分开。所述非金属化的区域332围绕着所述连接导线39描绘出一个弧形，从而使得所述连接导线39与所述金属化的表面331相连接，在此向所述金属化的表面331加载HF电压信号。图5和图6示出了支座33’和支座34’的作为替代方案的设计方案。与按图3和图4的支座33、34不同的是，所述支座33’、34’作为电容器表面35’、36’分别仅仅具有相应的凸缘41’、42’。所述支座33’、34’未金属化。所述凸缘41’、42’构造为锥形的环，这些锥形的环形状配合连接地埋入在所述支座33’、34’中。图5中的支座34’的凸缘42’优选保持在虚拟的地线上，优选向图6中的支座33’的凸缘41’加载HF电压信号。此外，在图5中可以看出，连接导线40’从所述支座34’的背面34b’引到其正面34a’并且在那里与凸缘42’相连接。在图6中，连接导线39’以相同的方式从所述支座33’的背面33b’引到其正面33a’并且在那里与凸缘41’相连接。所述支座33’在所述凸缘41’的后面形成铲齿43，该铲齿构造为非金属化的表面332。当然，所述支座33’、34’的部件可以与在图3和图4中示出的情况相类似地镀上金属，用于通过地电位的加载来产生屏蔽作用(Abschirmung)。在图5和图6中示出的变型方案将所述测量电容器的HF场主要集中在从所述测量电容器中穿过的材料条的区域中。图7到图9示出了尤其按图2到图4的根据本发明的用于电容的HF条测量装置的电路装置，所述电路装置在主要的细节方面相同。图7示出了所述电路装置的第一原理。所述测量电容器31在第一接头上与所述第一 HF电源50相连接。在这条电路上相对于地线产生杂散电容(Streukapazitjit)53。在所述测量电容器31的第二接头上同样通过相应的电路存在着朝向地线的杂散电容54，所述第二接头一方面通过精密电阻52与第二 HF电源51相连接并且另一方面与精密放大器56或者说精密运算放大器相连接。所述测量电容器31的第二接头与所述精密放大器56的输入端相连接，使得所述放大器56的输出端在所述测量电容器31的第二接头上的电位处于和地电位相同的电位上时输出衰弱的信号。通过从所述放大器56的输出端导入到调整装置57中的输入信号60，所述调整装置57确定用于所述HF电源51的调整参数，以这种方式如此控制所述HF电源51，从而对从所述测量电容器31的第二接头中出来的HF信号进行补偿，进而所述测量电容器31的这个第二接头保留在虚拟的地线55上。所述第一和第二 HF电源50和51得到了同步并且都产生具有相同的、比如处于5MHz与10 MHz之间的频率f以及相同的相位的HF信号。材料条在测量电容器31中的存在造成了 尤其当所述条材料的质量和/或湿度变化时，测量电容由于条材料的介电性而变化。这样的变化则使得从所述测量电容器31中穿过的HF信号在量和相位方面发生变化，因而其有别于由所述第二 HF电源51产生的信号的量和相位并且离开了地电位。所述调整回路如此重新调整所述第二 HF电源的幅度和相位，从而又对从所述测量电容器31中出来的信号进行补偿并且通过这种方式连续地维持虚拟的地线55。将在此经过调整的调整参数用于求得所期望的测量数据并且将其在测量数据输出机构63中输出。按图8的电路装置基本上相当于图7的电路装置，其中按照图8作为来自所述第二 HF电源51的HF信号的相位和/或幅度的调整的补充也还对来自所述第一 HF电源50的HF电压信号的相位和/或幅度进行调整。所述调整装置57’为此与所述两个HF电源50、51相连接。在一种示范性的实施方式中，而后比如在所述HF电源50中仅仅改变相位并且在所述HF电源51中仅仅改变幅度。在此也可以设想调整参数的其它的选择。也可以仅仅进行所述第一 HF电源50的调整。图9示出了根据本发明的电路装置的另一种替代方案，该电路装置与图7的电路装置的区别在于，所述调整装置57’还具有一个模拟数字转换器单元64，在此向该模拟数字转换器单元供给来自所述HF电源50、51的电压信号65、66。所述模拟数字转换器在这种情况下直接测量来自发电机的相应的HF信号，从而进行额外的直接的测量，这使得测量过程进一步加速并且改进所述测量过程。在这种情况下，与图8相类似，作为补充方案或者替代方案也可以进行所述第一 HF电源50的调整。所有提到的特征，也包括仅仅从附图中获知的特征以及在与其它的特征的组合中公开的单个的特征都单独地并且在组合中视为对本发明来说重要的特征。根据本发明的实施方式可以通过各个特征或者多个特征的组合来实现。附图标记列表
I机器2双条成条机3过滤嘴装配机4分配器单元5预分配器6成条输送机7包裹纸单元8格式单元9测量装置10刀片单元和转送单元11控制面板12覆面纸单元20电容的HF条测量装置21壳体22基体23第一盖子24第二盖子25、26腔室
27、28印制电路板
29、30电子的构件
31测量电容器
32保护管
33、33’支座33a、33a’正面33b、33b’背面
34、34’支座34a、34a’正面34b、34b’背面
35、35’电容器表面
36、36’电容器表面
37电容器间隙
39、39’连接导线
40、40’连接导线
41、41’凸缘
42、42’凸缘
43、44铲齿
50第一 HF电源
51第二 HF电源
52精密电阻53,54杂散电容
55虚拟的地线
56精密放大器57、57’、57’’调整装置
60输入信号
61控制导线
62控制导线
63测量数据输出装置
64模拟数字转换器单元
65电压信号
66电压信号
330穿通开口
331金属化的表面
331’地电位上的金属化的表面
332非金属化的表面
340穿通开口
341金属化的表面342非金属化的表面
权利要求
1.电容的HF条测量装置(20)，其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，所述电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器(31)的壳体(21)，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载，其特征在于，在所述壳体(21)中布置了一个或者多个确定精度的电子的组件(29、30)。
2.按权利要求1所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)具有一种拥有较小的热膨胀的材料和/或在所述壳体(21)内部中和/或所述壳体上构造了温度调整机构，借助于所述温度调整机构能够将所述壳体(21)的温度基本上保持在恒定的预先确定的或者能够预先确定的数值上。
3.按权利要求1所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)具有一个或者多个腔室(25、26)，在所述腔室中分别布置了一个或者多个确定精度的电子的测量组件(29、30)。
4.按权利要求3所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述确定精度的电子的测量组件(29、30)是一个或者多个HF电源、分析电路和/或调整电路。
5.按权利要求1所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述壳体(21)包括一个基体(22)和一个或者多个盖子(23、24)，所述基体和盖子能够组合成所述壳体(21)，其中所述腔室(25、26 )或者所述腔室们(25、26 )构造为所述基体(22 )中的和/或所述盖子(23、24 )或者所述盖子们(23、24 )中的空隙。
6.尤其按权利要求1到5中任一项所述的电容的HF条测量装置(20)，其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，所述电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器(31)的壳体(21)，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载，其特征在于，所述测量电容器(31)具有两个彼此对置的电容器表面(35、35’、36、36’)，所述电容器表面分别具有用于材料条的中心的穿通开口(330、340)，其中所述两个电容器表面(35、35’、36、36’ )中的至少一个电容器表面在围绕着所述穿通开口(330、340)的环形的区域中汇入到环绕的并且径向向内伸出的凸缘(41,42)中，或者构造为在围绕着所述穿通开口(330、340)的环形的区域中环绕的并且径向向内伸出的凸缘(41’、42’)，所述凸缘的内部的开口形成用于材料条的穿通开口(330、340)并且具有背离所述电容器表面(35、35’、36、36’)之间的间隙(37)的背面，在该背面上所述壳体(21)的内直径相对于所述穿通开口(330、340)的直径在形成环形的铲齿(43、44)的情况下打开。
7.按权利要求6所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述电容器表面(35、35’、36、36，)是圆环形的。
8.按权利要求6所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述铲齿(43、44)或者所述铲齿们(43、44)沿轴向的方向通过一个或者多个径向向内伸出的壳体区段来封闭。
9.按权利要求6所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述凸缘(41、41’、.42、42’)形成在横截面中笔直的或者弯曲的环状地围绕着所述穿通开口(330、340)延伸的、具有端部边缘的表面。
10.按权利要求9所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述凸缘(41、41’、.42、42’ )延长所述电容器表面(35、36)或者端面(33a’、34a’)，或者与所述电容器表面(35、36)或端面(33a，、34a’)围成大于90°的角度。
11.按权利要求1或2所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，至少一个电容器电极具有由非传导的材料制成的支座(33、33 ’、34、34 ’)或者支座基片。
12.按权利要求11所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述支座(33、33’、34、34’)或者支座基片由塑料或者陶瓷基片制成，所述支座或者支座基片的电容器表面都已金属化。
13.按权利要求12所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，引导电容器表面(35、35’、36、36，)的连接导线(39、39，、40、40’)穿过所述支座(33、33，、34、34’)或者所述支座基片。
14.按权利要求12所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述支座(33、33’、34、34’)或者支座基片的外表面(331、331’、341)的一部分的不是电容器表面的一部分，所述支座或者支座基片的外表面为了与地电位相连接而至少部分地金属化，其中一个或者多个其它的表面(332、342)为了穿引连接导线(39、39’、40、40’)或者为了将所述电容器表面(35、35’、36、36’)与所述外表面(331、331’、341)的有待放置或者放置在地电位上的部分分开而防止被金属化。
15.按权利要求12所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，电容器电极的电容器表面(35’、36’)构造为凸缘(41’、42’)，所述凸缘固定在支座(33’、34’)或者支座基片中或其上，并且被所述支座(33’、34’ )的非传导的区域所包围。
16.尤其按权利要求1到15中任一项所述的电容的HF条测量装置(20)，所述电容的HF条测量装置用于以电容的方式确定烟草加工业的材料条的至少一种特性，该电容的HF条测量装置具有测量电容器(31)，所述材料条能够输送穿过所述测量电容器并且所述测量电容器用或者能够用HF电压信号来加载，其中所述测量电容器(31)的第一接头与第一 HF电源(50)相连接，所述第一 HF电源构造用于产生频率f的HF电压信号，其特征在于，所述测量电容器(31)的第二接头与第二 HF电源(51)相连接，所述第二 HF电源构造用于产生频率f的HF电压信号，其中所述第二 HF电源(51)与所述第一 HF电源(50)关于频率和相位同步，其中所述测量电容器(31)的第二接头与放大器(56)的输入端相连接，其中所述放大器(56)的输出端与调整装置(57、57’、57’’)的输入端相连接，所述调整装置构造用于在所述第一 HF电压信号和/或第二 HF电压信号的幅度和相位方面如此控制所述第一 HF电源(50 )和/或所述第二 HF电源(51)，从而将所述测量电容器(31)的第二接头虚拟地保持在地电位(55)上。
17.按权利要求16所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述调整装置(57’ ’)或者分析装置具有一个或者多个模拟数字转换器(64)，为了测量相应的HF电压而将所述第一 HF电压信号和/或所述第二 HF电压信号输送给所述模拟数字转换器。
18.按权利要求16所述的电容的HF条测量装置(20)，其特征在于，所述调整装置(57、57’、57’ ’)和/或分析装置构造用于从所述第一 HF电压信号和/或所述第二 HF电压信号的当前的相位和当前的幅度中求得被所述材料条从中穿过的测量电容器(31)的当前的测量电容和/或当前的损耗因数和/或所述材料条的至少一种特性。
19.烟草加工业的用于制造至少一根烟草条或者过滤条的成条机(1)，具有至少一个按权利要求1到18中任一项所述的电容的HF条测量装置(20)。
20.按权利要求19所述的成条机(1)，其特征在于，所述机器(I)具有至少两个电容的HF条测量装置(20)，其中所述HF条测量装置(20)紧挨着先后布置并且所述HF条测量装置(20)的用于材料条的穿通开口(330、340)彼此对齐地定向，其中所述两个HF条测量装置(20)的工作频率彼此有别，或者其中所述HF条测量装置(20)基本上紧挨着并排布置并且所述HF条测量装置(20 )的用于两根材料条的穿通开口( 330、340 )彼此平行地定向并且布置在一个平面中。
21.按权利要求20所述的成条机(1)，其特征在于，所述至少两个HF条测量装置(20)以相同的频率来运行。
22.按权利要求20所述的成条机(I)，其特征在于，所述两个条测量装置(20)的工作频率彼此相差至少因数10。
23.按权利要求20所述的成条机(I)，其特征在于，所述机器(I)构造用于制造两根材料条并且具有四个电容的HF条测量装置(20)，其中在每根材料条上分别紧挨着先后布置两个条测量装置(20)并且所述HF条测量装置(20)的用于相应的材料条的穿通开口(330、340’ )彼此对齐地定向，其中相应地所述两个HF条测量装置(20)的在相应的材料条上的工作频率彼此有差别。
24.用于以电容的方式来确定烟草加工业的材料条的至少一种特性的方法，在此将所述材料条输送穿过至少一个测量电容器(31)，在第一接头上向所述测量电容器加载来自第一HF电源(50)的频率f的第一 HF电压信号，其特征在于，向所述测量电容器(31)的第二接头加载来自第二 HF电源(51)的频率f的第二 HF电压信号，其中所述第二 HF电源(51)与所述第一 HF电源(50)关于所产生的HF电压信号的频率和相位同步，其中所述测量电容器(31)的第二接头与放大器(56)的输入端相连接,其中将所述放大器(56)的输出信号输送给调整装置(57、57’、57’ ’)，借助于所述调整装置在所述第一 HF电压信号和/或所述第二HF电压信号的幅度和相位方面来如此控制所述第一 HF电源(50)和/或所述第二 HF电源(51)，从而将所述测量电容器(31)的第二接头虚拟地保持在地电位(55 )上。
25.按权利要求18所述的测量方法，其特征在于，所述第一HF电压信号和/或所述第二 HF电压信号用一个或者多个模拟数字转换器(64)来测量和/或检测。
26.按权利要求24所述的测量方法，其特征在于，从所述第一HF电压信号和/或第二HF电压信号的当前的相位和当前的幅度中求得被所述材料条从中穿过的测量电容器(31)的当前的测量电容和/或当前的损耗因数和/或材料条的至少一种特性。
27.按权利要求24所述的测量方法，其特征在于，为了以电容的方式确定烟草加工业的材料条的至少两种特性，将所述材料条输送穿过两个按权利要求1到14中任一项所述的电容的HF条测量装置(20)，其中在所述两个HF条测量装置(20)中所使用的HF电压信号的频率彼此有差别。
28.按权利要求27所述的测量方法，其特征在于，在所述两个HF条测量装置(20)中所使用的HF电压信号的频率彼此相差至少因数10。
29.按权利要求24所述的测量方法，其特征在于，为了以电容的方式确定至少分别一种特性而将两根材料条分别输送穿过一个尤其按权利要求1到14中任一项所述的电容的HF条测量装置(20)，其中在所述两个HF条测量装置(20)中所使用的HF电压信号的频率基本上相同。
30.按权利要求24所述的测量方法，其特征在于，基本上同步或者同时求得所述两根材料条的有待确定的特性。全文摘要
本发明涉及一种电容的HF条测量装置，所述电容的HF条测量装置尤其用于以电容的方式来确定烟草加工业的一根材料条或者多根材料条的至少一种特性，所述电容的HF条测量装置包括具有至少一个测量电容器的壳体，所述测量电容器能够被材料条从中穿过并且能够用HF电压信号来加载。此外，本发明涉及烟草加工业的一种相应的机器以及一种用于以电容的方式来确定烟草加工业的材料条的至少一种特性的方法，在此将所述材料条输送穿过测量电容器，而所述测量电容器则在第一接头上用来自第一HF电源的频率f的第一HF电压信号来加载。所述根据本发明的电容的HF条测量装置的突出之处在于，在所述壳体中布置了一个或者多个确定精度的电子的组件。
文档编号G01N27/22GK103018287SQ201210351060
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者D.施勒德, P.施赖贝尔, R.卡恩 申请人:豪尼机械制造股份公司
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