专利名称：微波谐振腔壳体的制作方法
微波谐振腔壳体技术领域
本申请要求于2011年9月20日提交的、官方的申请号为10 2011 083 051. O的德国专利申请的优先权，这里通过引用关系来接收该专利的全部内容。
本发明涉及一种微波谐振腔壳体、尤其是一种用于对烟草加工业的材料条的特性进行测量的微波谐振腔壳体，该微波谐振腔壳体具有至少一个构造为微波谐振腔的基本上空心圆筒形的内腔室，所述内腔室能够被材料条从中穿过并且能够向所述内腔室输送微波，其中所述微波谐振腔的端面沿所述微波谐振腔的对称轴线具有用于材料条的中心穿引开口。此外，本发明涉及烟草加工业的一种机器。
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腔壳体，在此将烟草条导送穿过所述微波谐振腔壳体。
这样的谐振腔壳体由文献DE 198 54 550 B4公开，该文献公开的内容应该内容完整地接纳在本专利申请中 。在那里示出的用于微波的谐振腔壳体被烟草加工业的条从中穿过并且由具有较小的热膨胀系数的金属的材料制成。为了检测所述条材料的质量和/或湿度，能够向所述谐振腔壳体输送微波。该壳体具有一个温度调整装置，该温度调整装置则具有用于所述壳体的温度的检测器以及加热晶体管，其中所述检测器如此控制所述加热晶体管，从而使得该加热晶体管的损耗热将所述壳体的温度至少几乎恒定地保持在环境温度之上。
另一种谐振腔壳体在文献DE 10 2004 017 597 B4中得到公开，该文献的公开内容同样应该内容完整地接纳在本专利申请中。其中，公开了一种具有构造为空心圆筒的形式的谐振腔室的谐振腔壳体，所述谐振腔室相对于香烟条对称地布置。在此设置了耦合天线和脱耦天线，借助于所述耦合天线和脱耦天线来耦合用于在谐振腔室中激发振动的微波信号并且又脱稱所发送的部分。这种谐振腔壳体基本上由Zerodur 构成,该Zerodur 拥有很低的热膨胀系数。所述谐振腔壳体的内壁用金涂覆。
借助于比如按文献DE 198 54 550 B4或者文献DE 10 2004 017 597 B4的微波谐振腔进行的测量利用了以下物理状态，即所述微波谐振腔中的微波场的谐振曲线在所述微波谐振腔中存在材料条的情况下发生变化。原则上测量从所述谐振腔中穿过的材料条的复杂的介电常数。所述复杂的介电常数具有实部和虚部或者说量和相位。在所述复杂的介电常数的两个特征值中，包含条的密度和含水量的信息。密度或者含水量的变化导致所述两个特征值以及由此微波谐振腔的谐振曲线的表征的变化。
相对于未加载的微波谐振腔，谐振曲线的最大值或者说最小值在存在条材料时朝较低的频率移动。此外，所述谐振曲线变宽。所述材料条的密度的变化和湿度的变化相应地产生所述谐振曲线的位置、高度和宽度的自身的特殊的变化。如果测量所述谐振曲线的至少两个测量变量，那么因此可以在彼此独立的情况下在测量精度以及条密度和条湿度的测量值的函数的依赖性的相互关系的范围内确定所述密度和湿度。
所述两种从文献DE 198 54 550 B4及文献DE 10 2004 017 597 B4中公开的谐振腔壳体的共同点是，它们都具有空心圆筒形的形状并且材料条在中心处从所述空心圆筒的端面中穿过。在材料条或者说用于材料条的保护管穿过的位置上，所述端面管状地稍许向内延伸。由此使所述端面之间的谐振腔间隙变得更窄，从而改进挤入到所述材料条中的微波场的分辨率。
原则上，用微波谐振腔进行的测量工作应该如此进行，使得所述微波振动的电场在尽可能好地分辨的情况下从有待测量的产品中穿过。根据谐振腔间隙的宽度，出现朝所述谐振腔的直通孔中的场延伸。因此，不仅沿所述谐振腔间隙的纵向伸长来测量所述条，而是此外由于所述场延伸也在谐振腔孔中来测量所述条。这一点对于已知的谐振腔壳体来说特征明显。由此降低沿条方向的分辨率。如果为了改进分辨率而进一步缩小所述谐振腔间隙，那么这样做的后果是，场强的量和方向以及由此测量敏感性在所述谐振腔孔的直径范围内发生变化。谐振腔间隙的减小导致所述场不再如此深地挤入到所述材料条中进而测量敏感性在材料条的中心处显著减小。
由此产生这样的两难选择，即对于具有较小的谐振腔间隙的谐振腔来说沿条方向的分辨率虽然较高，但是为此存在着所述电场的朝材料条中的较小的穿透深度。由此在测量中大大低估条中心并且在重量测量中出现测量偏差。对于识别异物的功能来说，这种特性导致在条的中心处异物的可识别性明显比在边缘上差。而对于较宽的谐振腔间隙来说， 则沿条方向产生较差的分辨率，但是为此产生较大的穿透深度进而实现重量的更好 的评估以及条中心处的异物的更好的识别。发明内容
由此，本发明的任务是，提供一种微波谐振腔壳体，利用该微波谐振腔壳体同时保证较高的分辨率以及微波场的到烟草加工业的材料条中的较大的穿透深度。
该任务在一种尤其用于对烟草加工业的材料条的特性进行测量的微波谐振腔壳体上得到解决，该微波谐振腔壳体具有至少一个构造为微波谐振腔的基本上空心圆筒形的内腔室，所述内腔室能够被材料条从中穿过并且能够向所述内腔室输送微波，其中所述微波谐振腔的端面沿所述微波谐振腔的对称轴线具有中心的、用于材料条的穿引开口 ；所述任务通过以下方式得到解决，即所述两个端面中的至少一个端面在围绕着所述穿引开口的环形的区域中汇入到环绕的并且径向向内伸出的凸缘中，所述凸缘的内部的开口形成用于所述材料条的穿引开口并且具有背离所述形成微波谐振腔的内腔室的背面，在所述背面上所述壳体的内直径相对于所述穿引开口的直径在形成环形的铲齿的情况下加宽。
本发明基于这样的基本构思，即取代以前所使用的管状的延长部而使用环绕的并且径向向内伸出的凸缘以及所述齿缘后面的铲齿，由此在所述材料条的区域中有针对性地影响场几何形状，由此所述场比以往更深并且更强烈地聚束到所述材料条中。铲齿在本发明的范围内是指所述谐振腔壳体中的围绕着材料条的环形的空腔。所述凸缘代表着电位顶点，许多场力线出自所述凸缘。因为所述凸缘以其边缘向内也就是朝材料条指向，所述场力线在聚束的情况下延伸到所述材料条中进而也比用平行于材料条定向的管状的延伸部可以做到的情况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直通孔的内部延伸。优选所述两个端面具有相应的凸缘。
所述具有相应的铲齿的凸缘同时用于提高所述微波场的朝材料条中的穿透深度并且使所述微波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所述圆筒状的谐振腔的相应的端面的凸缘或者面状的环绕的延长部，该延长部相对于所述谐振腔壳体的在微波谐振腔外部的其它的延伸部分向内伸出的程度超过其余的谐振腔壳体的内壁，从而在所述凸缘的另一面产生所述环形的铲齿。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伊齿的内表面。
优选所述铲齿沿沿条输送方向在所述微波谐振腔壳体或者说微波谐振腔的上游和/或下游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微波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。
在本发明的范围内优选规定，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引开口延伸的表面。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谐振腔间隙的大小、场的定向以及所述微波场的沿条方向的传播的限定。
凸缘几何形状的选择也对额外的谐振模式在微波谐振腔中的构成有影响。因此对于已知的谐振腔壳体来说，像比如在文献DE 198 54 550 C5中利用管状的延伸部已经表明的一样，除了原则上的E_模式之外还有其它的更高频率的模式。这些模式可以通过凸缘几何形状的合适的选择比如通过折弯的或者曲线(gekurvt)面状的几何形状受到抑制。尤其落到所计划的用所述微波谐振腔壳体进行的测量的测量区域中的模式可以受到限定。
所述铲齿的沿条方向的长度优选至少和所述谐振腔间隙一样长。所述铲齿的深度优选至少为所述谐振腔间隙的长度的至少十分之一，此外优选为所述谐振腔间隙的长度的至少五分之一或者更大一些。这些数值保证，所述微波场在所述谐振腔间隙中聚束并且微不足道地沿条方向从所述微波谐振腔中出来。
优选规定，所述凸缘的限定了所述穿引开口的端部边缘(Endkante)经过倒圆处理。经过倒圆的边缘的作用是， 在线条分明的边缘上不会出现微波场的剧烈的聚束。由此也将特别多的场力线均匀地投射到所述材料条的内部。
所述凸缘有利地延长所述端面或者与所述端面之间围成大于90°直至180°尤其在120°与150°之间的角度。如此定义的角度是所述端面与所述凸缘的正面之间的角度。所述按文献DE 198 54 550 C5的构造为管子的形式的端面的延长部根据这个定义与所述端面之间围成90°的角度。为了这样的凸缘朝材料条的方向伸出也就是向内面伸出， 这个角度因而必须大于90°。180°的角度意味着，所述凸缘的在微波谐振腔中向内指向的表面延续了所述端面。在这种情况下，所述谐振腔间隙等于所述形成微波谐振腔的空心圆筒的高度。在所述角度处于90°与180°之间的情况下，所述谐振腔间隙相应较窄一些。 180°的角度产生所述微波场的朝材料条的中心中的最大的投射程度。在这种情况下，所述谐振腔间隙可以通过所述微波谐振腔的高度的合适的选择来调节。在优选选择大约135° 的角度的情况下，所述谐振腔间隙更�。鐾乖抵赶虮舜耍蚨迪治⒉ǔ〉那苛业木凼⑶曳乐顾鑫⒉ǔ⊙靥醴较蚣绦�。
优选所述两个端面构造有相应的凸缘和铲齿。
作为替代方案，在本发明的范围内也规定，所述凸缘与所述端面之间围成大于 180°、尤其直到225°的角度。在这种情况下，扩大所述谐振腔间隙。但是，场力线的聚束在这种情况下也还由于所述凸缘的构成而进行。
所述铲齿优选具有梯形的横截面。尤其对于与所述端面之间围成大于90°的角度的凸缘来说产生这一点，即使所述将铲齿封闭的端面是倾斜的。
在一种有利的改进方案中，用于所述材料条的保护管穿过所述穿引开口和所述微波谐振腔来延伸，其中所述保护管的在穿过所述微波谐振腔延伸的区段上的壁厚小于在所述微波谐振腔的外部。这尤其涉及所述保护管的在凸缘边缘之间延伸的区段。所述保护管优选由对于微波来说透明的材料制成。这通过以下方式得到支持，即在所述谐振腔间隙的区域中降低了壁厚。如果所述保护管的材料相对于微波辐射不完全透明，而是将所述微波辐射弱化，那么此外所述保护管的这种根据本发明的设计方案就引起这样的结果，即在所述谐振腔间隙的外部所述微波场也通过所述保护管的较大的厚度而弱化进而在更小的程度上影响测量结果。
在本发明的范围内有利的是，可以交替地或者组合地使用多个具有不同的谐振腔间隙也就是凸缘之间的不同的间距的微波谐振腔。
对于至此所描述的根据本发明的微波谐振腔壳体来说，通过所述凸缘的特殊的造型相对于无根据本发明的凸缘的谐振腔来降低测量场也就是谐振腔间隙的沿材料条的轴向的方向的伸长。由此在给定对置的凸缘之间的间距的情况下可以改进穿过所述谐振腔壳体运动的条的异质性的分辨率，而比如不改变所述谐振腔的侧面的间距。因此可以保持所述微波谐振腔的工作频率并且使用和以前相同的电子装置。
原则上，所述分辨率还可以通过对置的凸缘或者端面的间距的进一步降低来进一步得到改进。因此可以使用所描述的根据本发明的类型谐振腔，所述谐振腔具有空腔的相同的直径和相同的探针位置也就是所述耦合天线和脱耦天线的位置但是具有对置的凸缘和侧面的进一步减小的间距。在此出现一种更小的谐振频率。这种变化要求相对于具有较大的谐振腔间隙的微波谐振腔对所连接的微波电子装置中的低通滤波器进行成本较高的调整。
另一种在凸缘间距减小的情况下保持谐振频率的方案在于，减小谐振腔室的直径。这种变化引起的结果是，必须改变探针间距。在这种情况下所连接的微波电路的改变是必需的。
在这两种解决方案中，由此不可能使用和在具有更大的或者说正常的凸缘间距的谐振腔上相同的微波电路。如果可选或者先后使用多种凸缘间距，那么这一点由此要求两条不同的微波电路的使用和维护以及从中产生的额外的成本。
相对于此，本发明的任务也通过一种尤其如前面作为根据本发明的波谐振腔壳体所描述的一样尤其用于对烟草加工业的材料条的特性进行测量的微波谐振腔壳体得到解决，该微波谐振腔壳体具有至少一个构造为微波谐振腔的基本上空心圆筒形的内腔室，所述内腔室能够被材料条从中穿过并且能够向所述内腔室输送微波，其中所述微波谐振腔的端面沿所述微波谐振腔的对称轴线具有中心的用于材料条的穿引开口，所述微波谐振腔壳体通过以下方式得到改进，即所述构造为微波谐振腔的内腔室具有偏离空心圆筒的横截面，该横截面围绕着两条彼此垂直的对称轴线呈镜像对称，其中所述内腔室沿第一对称轴线的方向具有比沿第二对称轴线方向大的伸长，其中所述材料条能够穿过所述两根对称轴线的交点来输送或者说穿过所述交点来移动。
在这方面解决方案构思在于，避免两条不同的微波电路的微波电路的使用的必要性。在此一方面优选在两种具有较小的和较大的凸缘间距的布置方案中保持探针位置。此夕卜，所述两种布置方案中的谐振腔的谐振频率有利地彼此如此相近，从而可以在微波电路中用相同的低通滤波器来工作。由此优选规定，对于用空心圆筒形的微波谐振腔进行的交替的或者同时的运行来说保持所述耦合天线和脱耦天线的相对于空心圆筒形的微波谐振腔的位置和/或所述微波谐振腔的谐振频率如此靠近空心圆筒形的微波谐振腔的谐振频率，从而可以在相应的微波电路中用相同的低通滤波器来处理。
这些特征可以通过以下方式来实现，即所述谐振腔室基本上构造为椭圆形 (oval)、椭圆体形(elliptisch)或者类似形状,使得较大的半轴线或者说第一对称轴线拥有和可能空心圆筒形的具有较大的凸缘间距的谐振腔相同的直径，而较小的半轴线或者说第二对称轴线则具有较小的直径。
由此优选所述微波谐振腔的横截面基本上为椭圆形。在此“基本上椭圆形”是指平坦的、稍带圆 形的凸出的图形，该图形作为特殊情况尤其包括椭圆形。根据本发明的椭圆形也可以包括笔直的部分，其中对接点可以构造为连续的或者不连续的结构，在所述对接点上笔直的部分与弯曲的曲线彼此相碰。不连续的对接点意味着，笔直的线条和曲线在这个点上彼此相接触，但是这里进行了突然的方向变化，使得在这个位置上的第一导数不等于零。所述微波谐振腔的横截面的外轮廓同样有利地具有直线。
优选耦合天线和脱耦天线在微波谐振腔中尤其围绕着所述两根对称轴线的交点对称地布置在所述第一对称轴线上。
最后，本发明的任务通过也通过一种烟草加工业的机器、尤其成条机得到解决，该机器具有至少一个根据本发明的前面所描述的微波谐振腔壳体。该机器关于在其中所使用的微波谐振腔壳体具有前面所描述的特征、特性和优点。
所述根据本发明的机器优选通过以下方式得到改进，即具有空心圆筒形的微波谐振腔的微波谐振腔壳体和具有偏离空心圆筒的微波谐振腔的微波谐振腔壳体能够相互交换或者尤其串联地先后布置。
同样优选所述偏离空心圆筒的微波谐振腔具有比所述空心圆筒形的微波谐振腔小的谐振腔间隙，其中所述微波谐振腔尤其能够用相同的频率来运行和/或用相同的或者同类的电子装置能够运行或者运行。通过这种方式，可以以微小的开销交替地或者在彼此的串联中不仅实现较大的谐振腔间隙而且实现较小的谐振腔间隙，其中此外能够使用相同的或者同类的电子装置，这节省了成本。
本发明的其它特征可以从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是依照根据文献DE 10 2004 017 597 B4的现有技术的谐振腔壳体的示意图；图2是根据本发明的谐振腔壳体的示意性的细节示图；图3是一种替代的、根据本发明的谐振腔壳体的示意图；图4是另一种替代的、根据本发明的谐振腔壳体的示意图；图5是沿一种替代的、根据本发明的谐振腔壳体的第一对称轴线的剖面的示意图；图6是沿根据图5的微波谐振腔壳体的第二对称轴线的剖面的示意图；图7是根据图5和图6的微波谐振腔壳体的示意性的透视图；并且图8是根据图5到图7的微波谐振腔的俯视图的示意图 。
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。
具体实施方式
图1示出了部分剖开的沿箭头5的方向运动的材料条1、在这种情况下是香烟条， 所述材料条包括由剪切烟草构成的填料2和由香烟纸构成的包覆面3，所述材料条从谐振腔壳体4中穿过，在此为了检测所述填料2的至少一种特性、比如质量或湿度而将微波输送给所述谐振腔壳体。根据文献DE 10 2004 017 597 B4的谐振腔壳体4具有空心圆筒6的形式的空心体，该空心体的内腔室(谐振腔室)7关于香烟条I对称布置。在所述内腔室上旋紧有盖子8以进行封闭。不仅空心圆筒6而且盖子8都由非金属的具有很低的热膨胀系数的材料、比如玻璃或者玻璃陶瓷制成。至少所述空心圆筒6应该由非金属的具有很低的热膨胀系数的材料制成。由于所述谐振腔壳体4和谐振腔室7的几何形状的很好的恒定性， 也可以实现测量结果的很好的恒定性。
所述谐振腔壳体4的谐振腔室7已经用较薄的金层12来喷镀，该金层可靠地防止对测量值恒定性产生损害的腐蚀形成现象。
保护管13用于相对于香烟条I以及可能由该香烟条携带的脏物微粒对所述谐振腔室7进行机械封闭，也就是说为了防止所述谐振腔室7的可能对测量结果产生损害的污染，该保护管有利地由聚芳基醚酮(PAEK)类的物质、比如由聚醚醚酮(PEEK)制成。所述保护管13在其端部13a其中之一上漏斗状扩径，在这个端部上所述条I进入到所述谐振腔壳体6中。
所述谐振腔壳体4在所述谐振腔室7的外部管状地(6a、8a)在两侧上沿条I的方向向外延伸，以便防止微波从所述谐振腔室中出来。所述谐振腔室7也管状地(6b、8b)稍许向内延伸。通过绝缘套圈14与空心圆筒6绝缘的天线16来耦合由微波发生器产生的微波。通过绝缘套圈17与空心圆筒6绝缘的天线18来脱耦应该输送给未示出的电路分析电路的微波。如果所述空心圆筒6本身是不传导的，那么可以放弃所述绝缘套圈14。对于所述空心圆筒6的有传导能力的非金属的材料来说，所述绝缘套圈或者说绝缘部14及17对于耦合天线16和18来说是必需的。
所述谐振腔7的端面的管状的延伸部6b、8b使得谐振腔间隙相对于所述谐振腔7 的高度缩小。由此改进了分辨率(0rtsaufl5sung),当然也减小了微波场的朝材料条I内部的穿透深度。在此额外地在所述微波谐振腔7的外部产生所述微波场的沿条方向的较大的伸长，因为所述壳体在所述微波谐振腔7的上游和下游以圆筒形的内表面平坦地将材料条 I包围，从而在所述微波谐振腔7及谐振腔间隙的位置上不会产生值得一提的聚束情况。
图2示出了来自根据本发明的谐振腔壳体20的截取区段。该谐振腔壳体20也包围着基本上空心圆筒形的、具有两个平坦的端面21a、21b的微波谐振腔21。谐振腔间隙25 位于所述端面21a、21b之间。当如在图1中示出的一样，材料条从左向右从所述微波谐振腔21中穿过时，所述端面21a就布置在上游并且所述端面21b就布置在下游。所述微波谐振腔21由空心圆筒22限定，该空心圆筒在上游通过盖子23封闭。在下游则连接着一块印刷电路板24。
所述谐振腔间隙25由从所述端面21a、21b向内分支的凸缘26所限定。在此，所述凸缘是环绕的面状的环形的、具有斜的笔直的横截面的本体。由此在靠近中心的环形的区段中，所述谐振腔21的高度在所述端面21a、21b之间减小直至所述谐振腔间隙25。在这个位置上，所述凸缘26的边缘碰到所述保护管13，该保护管在这个区段13b中在其壁厚方面减小。
在所述凸缘26的相应的背面上在所述微波谐振腔21的上游或者说下游，铲齿27 布置在所述空心圆筒22 或者说盖子23中，所述铲齿的基面沿径向的方向相对于所述凸缘26的边缘缩进，也就具有更大的直径。所述铲齿27的基面的缩进连同相应的凸缘26的斜置的后壁引起这样的结果，即所述微波场的场力线强烈地聚束在所述凸缘26上，从而所述凸缘相对于所述铲齿27的基面像天线一样起作用。这种聚束防止微波场沿穿引开口并且沿材料条的纵向方向传播。同时，所述凸缘26的结构将微波场的场力线投射到所述材料条中。
所述铲齿27在背离所述微波谐振腔21的侧面上又被封闭，从而使得所述保护管 13在这些位置上受到支撑并且防止微波通过所述铲齿27从所述谐振腔壳体20中逸出。
此外，所述凸缘26的布置和形状的选择具有这样的效应，即减少所述微波谐振腔中的不是相应于^1(|模式的谐振，从而使得由此出现的测量误差同样减小。所示出的情况示出了所述凸缘26在所述微波谐振腔21的上游和下游的对称的结构。所述凸缘26相应地与所述端面21a、21b围成的角度大约为135°。但是也可以在所述端面21a和端面21b 上调节不同的角度。
图3和4以十分简化的方式示出了两种作为替代方案的结构。因此，在图3中示出了具有谐振腔间隙25的微波谐振腔21，所述谐振腔间隙在所述微波谐振腔21的上游和下游被两个凸缘28限定，所述两个凸缘在没有角度的情况下延长了相应的端面。换句话说，所述端面与相应的凸缘28之间的角度为180°。所述场力线由此优选垂直地进入到所述材料条中。在此同样示出了相应的铲齿29。所述谐振腔间隙25在图3中具有和图3中的谐振腔壳体20’的微波谐振腔21的高度相同的宽度。
图4示意性地详细示出了一种可选的谐振腔壳体20’’，其中凸缘28’具有弯曲的结构。在所述凸缘28’的相对于相应的端面的凸出部上，所述凸缘相对于端面具有大约 100°的角度，但是其中所述弯曲部朝所述材料条的方向延伸也就是向内延伸，从而在相应的凸缘28’的边缘上所述凸缘几乎垂直地指入到所述材料条中。所述铲齿29’的限定壁也相应地弯曲。这种弯曲的实施方式的优点是除了所述谐振腔间隙25相对于所述微波谐振腔21的高度变窄之外也使从所述凸缘28’的相应的边缘上发出的场力线更为强烈地投射到材料条的内部。
图5和图6示意性地示出了另一个根据本发明的微波谐振腔壳体20’ ’ ’的两个横截面。在图5中涉及沿着包围耦合天线16和脱耦天线18的对称轴线的剖面，并且在图6中涉及沿着与前述对称轴线垂直的对称轴线的剖面。所述凸缘26之间的间隙与根据图2到图4的实施例相比进一步减小。
如可以在图5和图6中看出的一样，所述微波谐振腔21的、沿根据图5的包围耦合天线16和脱耦天线18的第一对称轴线的伸长大于在图6中的沿着垂直于前述第一对称轴线的对称轴线的剖面中的伸长。所述微波谐振腔21由此具有椭圆形的横截面。边框 (Umrandung)在图5中是弯曲的圆周表面33的一部分并且在图6中是平坦的圆周表面32 的一部分。所述弯曲的圆周表面33由所述壳体34的一部分构成。
图7示出了所述微波谐振腔壳体20’ ’ ’的示意性的透视图，在该透视图中可以看出，所述平坦的圆周表面32通过壳体34中的侧面部分31构成，所述壳体的其余部分则定义了所述弯曲的圆周表面33。在所述圆周的外面的部分中，能够识别出平坦的端面21b，所述凸缘26从该平坦的端·面向内延伸，该凸缘定义了所述谐振腔间隙的一部分。在所述端面 21b中相应地布置了用于天线16、18的绝缘套圈14。
图8示出了相应的微波谐振腔的俯视图，对于该微波谐振腔来说在一个共同的壳体34中并且围绕着用于材料条的保护管13如此构造了所述微波谐振腔，从而使得其围绕着第一对称轴线40并且围绕着垂直于所述第一对称轴线40的第二对称对轴线41镜像对称。在所述第一对称轴线40的定向中，所述微波谐振腔具有其较大的伸长。在这条第一对称轴线40上围绕着所述对称轴线40、41的中心或者说交点对称地布置了所述天线16、18。 所述微波谐振腔沿所述第二对称轴线41的方向具有较小的伸长。在根据图7的实施例中平坦的表面32不是连续地逐渐变为弯曲的圆周表面33，与根据图7的实施例不同的是，在根据图8的实施例中所述过渡带是连续的。
在图5到图8的实施例中，所述天线16、18的位置之间的间距相当于图2到图4 的空心圆筒形的实施例的间距。优选如此选择所述尺寸，从而对于所述两种实施例来说可以使用相同的电子装置或者说微波电路。
在根据图2到图8的所有实施例中，所述凸缘26、28、28’的边缘相应地经过倒圆处理，从而在这里产生所述微波场的场力线的均匀的聚束。在所有这些情况中，通过根据本发明使用的凸缘和铲齿实现很好的分辨率并且同时实现所述微波场的朝相应的材料条内部的较高的穿透深度。
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1材料条2填料3包覆面4谐振腔壳体5运动方向6空心圆筒6a空心圆筒的外延伸部6b空心圆筒的内延伸部7谐振腔室8盖子8a盖子的外延伸部8b盖子的内延伸部12金层13保护管 13a保护管入口13b较薄的保护管区段14绝缘套圈16稱合天线17绝缘部18脱耦天线 20-20’’’微波谐振腔壳体21微波谐振腔 21a,21b端面22空心圆筒23盖子24印刷电路板25谐振腔间隙26凸缘27铲齿28、28’凸缘29、29’铲齿 31侧面部分32平坦的圆周表面33弯曲的圆周表面 34壳体40第一对称轴线41第二对称轴线
权利要求
1.微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’ ’ ’)，其用于对烟草加工业的材料条(I)的特性进行测量，所述微波谐振腔壳体具有至少一个构造为微波谐振腔(21)的内腔室，所述内腔室能够被材料条(I)从中穿过并且能够向所述内腔室输送微波，其中所述微波谐振腔(21)的端面(21a、21b)沿所述微波谐振腔(21)的对称轴线具有中心的、用于材料条的穿引开口，其特征在于，所述两个端面(21a、21b)中的至少一个端面在围绕着所述穿引开口的环形的区域中汇入到环绕的并且径向向内伸出的凸缘(26、28、28’)中，所述凸缘的内部的开口形成用于所述材料条(I)的穿引开口，并且所述凸缘具有背离形成微波谐振腔(21)的内腔室的背面，在所述背面上所述壳体(20、20’、20’’、20’’ ’)的内直径相对于所述穿引开口的直径在形成环形的铲齿(27、29、29 ’)的情况下加宽。
2.按权利要求1所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’)，其特征在于，所述内腔室是空心圆筒形的。
3.按权利要求1所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’ ’ ’)，其特征在于，所述铲齿(27、29、29’)或者所述铲齿们(27、29、29’)沿条输送方向在所述微波谐振腔(21’)的上游和/或下游由一个或者多个径向向内伸出的壳体区段封闭。
4.按权利要求1所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’ ’ ’)，其特征在于，所述凸缘(26、28、28’)形成在横截面中笔直的或者弯曲的环状地围绕所述穿引开口延伸的表面。
5.按权利要求1所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’ ’ ’)，其特征在于，所述凸缘(26、28、28 ’)的限定穿引开口的端部边缘经过倒圆处理。
6.按权利要求1所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’ ’ ’)，其特征在于，所述凸缘(26、28、28’)延长了所述端面(21&、2113)或者与所述端面(21&、2113)围成大于90°直到180°的角度。
7.按权利要求1所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’ ’ ’)，其特征在于，所述凸缘(26、28、28，)与所述端面(21a、21b)围成大于180。的角度。
8.按权利要求1所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’ ’ ’ )，其特征在于，所述铲齿(27、29、29’)具有梯形的横截面。
9.按权利要求1所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’ ’ ’)，其特征在于，用于所述材料条(I)的保护管(13)穿过所述穿引开口及微波谐振腔(21)延伸，其中所述保护管(13)的在穿过所述微波谐振腔(21)延伸的区段(13b)上的壁厚小于在所述微波谐振腔(21)的外部的壁厚。
10.微波谐振腔壳体(20’’’)，其用于对烟草加工业的材料条(I)的特性进行测量，所述微波谐振腔壳体具有至少一个构造为微波谐振腔(21)的、基本上空心圆筒形的内腔室，所述内腔室能够被材料条(I)从中穿过并且能够向所述内腔室输送微波，其中所述微波谐振腔(21)的端面(21a、21b)沿所述微波谐振腔(21)的对称轴线具有中心的、用于材料条的穿引开口，其特征在于，所述构造为微波谐振腔(21)的内腔室具有偏离空心圆筒的横截面，该横截面围绕着两根彼此垂直的对称轴线(40、41)镜像对称，其中所述内腔室沿第一对称轴线(40)具有比沿第二对称轴线(41)大的伸长，其中所述材料条(I)能够通过所述两根对称轴线(40、41)的交点来输送或者说通过所述交点来移动。
11.按权利要求10所述的微波谐振腔壳体(20’’ ’)，其特征在于，所述微波谐振腔壳体按权利要求1来构造。
12.按权利要求11所述的微波谐振腔壳体(20’’’)，其特征在于，对于利用空心圆筒形的微波谐振腔进行的交替的或者同时的运行来说，保持所述耦合天线(16)和脱耦天线(18)的相对于空心圆筒形的微波谐振腔的位置，和/或所述微波谐振腔的谐振频率如此接近所述空心圆筒形的微波谐振腔的谐振频率，从而可以在相应的微波电路中利用相同的低通滤波器来处理。
13.按权利要求11所述的微波谐振腔壳体(20’’ ’)，其特征在于，所述微波谐振腔(21)的横截面基本上为椭圆形。
14.按权利要求13所述的微波谐振腔壳体(20’’ ’)，其特征在于，所述微波谐振腔(21)的横截面的外轮廓具有直线。
15.按权利要求11所述的微波谐振腔壳体(20’’ ’)，其特征在于，耦合天线(16)和脱耦天线(18 )在所述微波谐振腔(21)中布置在所述第一对称轴线(40 )上。
16.按权利要求15所述的微波谐振腔壳体(20’’ ’)，其特征在于，所述耦合天线(16)和脱耦天线(18)围绕着所述两条对称轴线(40、41)的交点对称地布置。
17.烟草加工业的机器，其具有至少一个按权利要求1到12中任一项所述的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’、20’’’)。
18.按权利要求17所述的机器，其特征在于，所述机器是成条机。
19.按权利要求17所述的机器，其特征在于，具有空心圆筒形的微波谐振腔(21)的微波谐振腔壳体(20、20’、20’’)和具有偏离空心圆筒的微波谐振腔的微波谐振腔壳体(20’ ’ ’)能够相互交换或者串联地先后布置。
20.按权利要求19所述的机器，其特征在于，所述偏离空心圆筒的微波谐振腔具有比所述空心圆筒形的微波谐振腔(21)小的谐振腔间隙，其中所述微波谐振腔能够利用相同的频率来运行和/或利用相同的或者相同类型的电子装置能够运行或者运行。
全文摘要
本发明涉及一种尤其用于对烟草加工业的材料条的特性进行测量的微波谐振腔壳体，微波谐振腔壳体具有至少一个构造为微波谐振腔的、基本上空心圆筒形的内腔室，内腔室能够被材料条从中穿过并且能够向内腔室输送微波，其中微波谐振腔的端面沿微波谐振腔的对称轴线具有中心的、用于材料条的穿引开口。此外本发明还涉及一种烟草加工业的机器。根据本发明的微波谐振腔壳体的突出之处在于，两个端面中的至少一个在围绕着穿引开口的环形的区域中汇入到环绕的并且径向向内伸出的凸缘中，凸缘的内部的开口形成用于材料条的穿引开口并且具有背离形成微波谐振腔的内腔室的背面，在该背面上，壳体的内直径相对于穿引开口的直径在形成环形的铲齿的情况下加宽。
文档编号G01N22/00GK103022622SQ201210351229
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, N.霍亨施泰因 申请人:豪尼机械制造股份公司
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