CH660793A5

CH660793A5 - METHOD FOR DETECTING THE FIRE LINE OF A SMOKABLE ARTICLE, AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD.

Info

Publication number: CH660793A5
Application number: CH6425/82A
Authority: CH
Inventors: Dirk Dr Pangritz; Wolfgang Trinkies
Original assignee: Bat Cigarettenfab Gmbh
Priority date: 1981-11-06
Filing date: 1982-11-04
Publication date: 1987-06-15
Also published as: DE3144189C1; GB2111675A; FR2515935A1; FR2515935B1; GB2111675B; CA1197705A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung 20 zur Erkennung der Brennlinie des Umhüllungsmaterials eines rauchbaren Artikels, insbesondere der Brennlinie von Cigarettenpapier, Deckblatt oder Kunstumblatt. The invention relates to a method and a device 20 for recognizing the focal line of the wrapping material of a smokable article, in particular the focal line of cigarette paper, cover sheet or artificial page.

Aus der DE-OS 2 947 249 ist ein Verfahren zur Ermittlung der Brenn- und/oder Glimmgeschwindigkeit eines rauch-25 baren Artikels bekannt, bei dem ein Fühler für die Strahlung der Glutzone des rauchbaren Artikels der Glutzone nachgeführt und das Signal der jeweils momentanen Stellung des Fühlers längs seines Nachführweges zeitabhängig aufgezeichnet wird. Damit kann also während des Abrauchens 30 eines rauchbaren Artikels, und zwar sowohl während der Zugphasen als auch während der Zugpausen, der Ort der Glutzone erfasst und damit die Brenn- und/oder Glimmgeschwindigkeit ermittelt werden. From DE-OS 2 947 249 a method for determining the burning and / or smoldering speed of a smokable article is known, in which a sensor for the radiation of the smoldering zone tracks the smokable article and the signal of the respective current position of the sensor is recorded as a function of time along its tracking path. Thus, the location of the glowing zone can be detected during the smoking 30 of a smokable article, both during the pulling phases and during the pauses in the pulling, and thus the burning and / or glowing speed can be determined.

Ein weiterer wesentlicher Parameter eines rauchbaren 35 Artikels, beispielsweise einer Cigarette, stellt neben der Brenn- und/oder Glimmgeschwindigkeit das thermische Zersetzungsverhalten der Umhüllung, also beispielsweise des Cigarettenpapiers einer Cigarette oder des Deckblattes oder Kunstumblattes einer Cigarre, dar. Denn das thermische Zer-40 setzungsverhalten kann durch Auswahl geeigneter Materialien beeinflusst werden, wodurch sich wiederum eine entsprechende Beeinflussung der eigentlichen Brennlinie, also des Übergangsbereichs von der Asche zur Umhüllung, Another essential parameter of a smokable article, for example a cigarette, is the thermal decomposition behavior of the wrapping, that is to say, for example, the cigarette paper of a cigarette or the cover sheet or artifical sheet of a cigar, in addition to the burning and / or smoldering rate. This is because the thermal Zer-40 Settlement behavior can be influenced by selecting suitable materials, which in turn has a corresponding influence on the actual focal line, i.e. the transition area from the ash to the casing,

ergibt. Durch das thermische Zersetzungsverhalten und 4s damit schliesslich durch die Geschwindigkeit der Brennlinie können beispielsweise der Glutkegelzugwiderstand, der Ventilationsgrad des brennenden, rauchbaren Artikels, die Brenngeschwindigkeit und schliesslich die Rauchausbeute beeinflusst werden. results. The thermal decomposition behavior and finally the speed of the focal line for 4s can influence, for example, the glow plug resistance, the degree of ventilation of the burning, smokable article, the burning speed and finally the smoke yield.

so Das bekannte Verfahren zur Ermittlung der Brenn- und/ oder Glimmgeschwindigkeit der Glutzone ist nicht für die Erfassung der Brennlinie geeignet, da die Brennlinie in einer bestimmten Entfernung vor dem Gebiet der höchsten Glutzonentemperatur herläuft, also keine eindeutige Korrelation 55 zwischen der Brenn- und/oder Glimmgeschwindigkeit einerseits und der Bewegung der Brennlinie andererseits besteht. In der Praxis konnte deshalb bisher die Geschwindigkeit der Brennlinie nur rein visuell überwacht werden. The known method for determining the burning and / or glowing speed of the glowing zone is not suitable for the detection of the burning line, since the burning line runs at a certain distance from the area of the highest glowing zone temperature, so there is no clear correlation 55 between the burning and / or glow speed on the one hand and the movement of the focal line on the other. In practice, therefore, the speed of the focal line could previously only be monitored purely visually.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein 60 Verfahren und eine Einrichtung zur Erkennung der Brennlinie eines rauchbaren Artikels, insbesondere der Brennlinie von Cigarettenpapier, Deckblatt oder Kunstumblatt, zu schaffen, das bzw. die die selbsttätige Ermittlung oder Aufzeichnung der Brennlinie ermöglicht. The invention is therefore based on the object of providing a method and a device for recognizing the focal line of a smokable article, in particular the focal line of cigarette paper, cover sheet or synthetic binder, which enables the automatic determination or recording of the focal line.

65 Insbesondere soll die Brennlinie während des gesamten Abrauchens des rauchbaren Artikels erfasst und aufgezeichnet werden, und zwar nicht nur während der Zugpausen, sondern auch während der Zugphasen. 65 In particular, the focal line should be recorded and recorded during the entire smoking of the smokable article, not only during the breaks in the train, but also during the train phases.

3 3rd

660793 660793

Dies wird erfindungsgemäss durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale erreicht. This is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing parts of claims 1 and 2.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf der Ausnutzung der unterschiedlichen Reflexionseigenschaften der Umhüllung, also beispielsweise des Cigarettenpapiers, der eigentlichen Brennlinie und der Asche, die beim Verbrennen des Tabaks in der Glutzone entsteht. Diese unterschiedlichen Reflexionseigenschaften werden mittels einer Reflexionslichtschranke ermittelt und registriert. The advantages achieved with the invention are based on the utilization of the different reflection properties of the wrapping, that is to say for example the cigarette paper, the actual focal line and the ash which arises when the tobacco is burned in the glowing zone. These different reflection properties are determined and registered using a reflection light barrier.

Durch eine entsprechende elektronische Auswerteeinrichtung lässt sich sowohl die Glimmgeschwindigkeit der Brennlinie während der Zugpause als auch die Geschwindigkeit der Brennlinie während eines Zuges aufzeichnen. A corresponding electronic evaluation device can be used to record both the glow speed of the focal line during the train break and the speed of the focal line during a train.

Durch diese Einrichtung wird es also möglich, in Reihenversuchen den Einfluss unterschiedlicher Umhüllungen, beispielsweise unterschiedlicher Cigarettenpapiere, denen jeweils geeignete Zusätze hinzugefügt worden sind, auf das thermische Zersetzungsverhalten der Umhüllung und damit auf weitere, wesentliche Parameter des rauchbaren Artikels zu untersuchen. This device therefore makes it possible to carry out series tests to investigate the influence of different wrappings, for example different cigarette papers, to which suitable additives have been added, on the thermal decomposition behavior of the wrapper and thus on other essential parameters of the smokable article.

Die Erfassung des Reflexionsgrades der Oberfläche des rauchbaren Artikels, nämlich seiner Umhüllung, erfolgt durch eine handelsübliche Reflexionslichtschranke, die eine im Infrarotbereich strahlende lichtemittierende Diode LED als Sender und einen entsprechenden Fototransistor als Empfänger enthält. Das Messsignal, das bei einer Änderung des Reflexionsgrades der Oberfläche des rauchbaren Artikels auftritt, wird im wesentlichen durch zwei Störgrössen beeinflusst, nämlich durch die Änderung des Abstandes zwischen der Reflexionslichtschranke und'der Oberfläche des rauchbaren Artikels einerseits und durch die Infrarot- Emission der Glut des rauchbaren Artikels andererseits. The detection of the degree of reflection of the surface of the smokable article, namely its wrapping, is carried out by a commercially available reflection light barrier which contains a light-emitting diode LED emitting in the infrared region as a transmitter and a corresponding phototransistor as a receiver. The measurement signal that occurs when the reflectance of the surface of the smokable article changes is essentially influenced by two disturbance variables, namely by the change in the distance between the reflection light barrier and the surface of the smokable article on the one hand and by the infrared emission of the glow of the smokable article on the other hand.

Der Einfluss der Abstandsänderung zwischen Reflexionslichtschranke und rauchbarem Artikel kann durch Verwendung von zwei nebeneinander liegenden Lichtschranken nahezu kompensiert werden, indem die Differenz zwischen den Empfangssignalen der beiden Reflexionslichtschranken gebildet wird. The influence of the change in distance between the reflection light barrier and the smokable article can be almost compensated for by using two light barriers lying next to one another, in that the difference between the received signals of the two reflection light barriers is formed.

Die Infrarot-Emission der Glutzone des rauchbaren Artikels bewirkt eine Beeinflussung des optischen Empfängers der Reflexionslichtschranke. Bei dieser Infrarot-Emission der Glutzone handelt es sich jedoch um eine kontinuierliche Emission, so dass diese Fehlerquelle durch Betreiben der lichtemittierenden Dioden LED's der Reflexionslichtschranken mit einer sinusförmigen Wechselspannung kompensiert werden kann, die um eine konstante Gleichspannung angehoben ist. The infrared emission of the smoldering zone of the smokable article affects the optical receiver of the reflection light barrier. However, this infrared emission of the glowing zone is a continuous emission, so that this error source can be compensated for by operating the light-emitting diodes LEDs of the retro-reflective sensors with a sinusoidal AC voltage which is raised by a constant DC voltage.

Koppelt man nun die Wechselanteile der Empfangssignale aus und richtet sie nach der Differenzbildung gleich, so erhält man eine Messspannung, die proportional zum Unterschied in den Reflexionsgraden der Messflecken der beiden Reflexionslichtschranken ist. If you now couple the alternating components of the received signals and align them according to the difference, you get a measurement voltage that is proportional to the difference in the reflectance of the measurement spots of the two reflection light barriers.

Durch Schwankungen in den Eigenschaften der beiden Reflexionslichtschranken entsteht eine Phasenverschiebung zwischen den beiden Empfangssignalen. Diese Phasenvèr-schiebung kann durch einen auf der Senderseite einer Reflexionslichtschranke eingesetzten Phasenschieber kompensiert werden; wird eine solche Kompensation nicht vorgenommen, so hat die Differenz der beiden Signale, die bereits bei gleichem Reflexionsgrad der beiden Messflecken auftritt, eine relativ grosse Ausgangsspannung und damit eine Fehlanzeige zur Folge. Fluctuations in the properties of the two reflection light barriers result in a phase shift between the two received signals. This phase shift can be compensated for by a phase shifter used on the transmitter side of a reflection light barrier; If such a compensation is not carried out, the difference between the two signals, which already occurs with the same reflectance of the two measurement spots, results in a relatively large output voltage and thus a false indication.

Da der rauchbare Artikel sowohl beim Glimmen als auch beim Abrauchen im allgemeinen fest mit einer Rauchmaschine verbunden ist, also nicht verschoben werden kann, werden die beiden Reflexionslichtschranken zweckmässigerweise der Brennlinie nachgeführt. Diese Nachführung erfolgt über einen Motor, der mittels einer Spindel die Reflexionslichtschranken verschiebt. Since the smokable article is generally firmly connected to a smoking machine both when smoldering and when smoking, it cannot be moved, the two reflection light barriers are expediently tracked along the focal line. This tracking takes place via a motor that shifts the reflection light barriers by means of a spindle.

Dieser Motor wird zweckmässigerweise so angesteuert, This motor is expediently controlled

dass er die beiden Reflexionslichtschranken in einem Bereich hin- und herbewegt, in dem das ausgewertete Ausgangssignal der beiden Reflexionslichtschranken eine untere Grenze nicht unterschreitet. Diese Untergrenze liegt nach einer bevorzugten Ausführungsform über dem Nullsignal der beiden Reflexionslichtschranken. that it moves the two reflection light barriers back and forth in an area in which the evaluated output signal of the two reflection light barriers does not fall below a lower limit. According to a preferred embodiment, this lower limit lies above the zero signal of the two reflection light barriers.

Durch diese ständige Hin- und Herbewegung des Motors und damit der beiden Reflexionslichtschranken im Bereich der Brennlinie steht eine ausreichend grosse Zahl von Messwerten zur Verfügung, die eine sehr genaue Ausweitung ermöglichen. Due to this constant back and forth movement of the motor and thus the two reflection light barriers in the area of the focal line, a sufficiently large number of measured values are available which enable a very precise expansion.

Während eines Zuges ist die Infrarot-Emission der Glutzone des rauchbaren Artikels so stark, dass der Fototransistor der glutseitigen Reflexionslichtschranke vollständig durchgesteuert wird und damit kein Messsignal mehr liefert. Über einen Zeitschalter wird deshalb der Motor durch die Rauchmaschine so angetriggert, dass er die beiden Reflexionslichtschranken während der Dauer des Zuges mit einer etwas grösseren Geschwindigkeit bewegt, als es der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Brennlinie entspricht. During a train, the infrared emission of the ember zone of the smokable item is so strong that the phototransistor of the ember-side reflection light barrier is fully activated and therefore no longer delivers a measurement signal. The engine is therefore triggered by the smoke machine via a time switch in such a way that it moves the two reflection light barriers at a somewhat greater speed than the propagation speed of the focal line for the duration of the train.

Unmittelbar nach dem Zug ist die Infrarot-Emission der Glut soweit abgeklungen, dass die Brennlinie von der Reflexionslichtschranke wiedererkannt wird, die sich auf ihrer Höhe befindet. Immediately after the train, the infrared emission of the embers has subsided to such an extent that the focal line is recognized by the reflection light barrier, which is at its height.

Die Stellung des Motors, der die beiden Reflexionslichtschranken verschiebt, stellt also ein Mass für den Ort der Reflexionslichtschranken dar, so dass ein an den Motor angekoppeltes, mit einer Referenzspannungsquelle verbundenes Potentiometer eine dem Ort der Reflexionslichtschranken proportionale Ausgangsspannung liefert. Diese Ausgangsspannung wird mit einem x-t-Schreiber aufgezeichnet und ermöglicht so eine direkte Aussage über die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Brennlinie. The position of the motor that shifts the two reflection light barriers thus represents a measure of the location of the reflection light barriers, so that a potentiometer coupled to the motor and connected to a reference voltage source supplies an output voltage that is proportional to the location of the reflection light barriers. This output voltage is recorded with an x-t recorder and thus enables a direct statement about the speed of movement of the focal line.

Durch weitere, schaltungstechnische Massnahmen wird es schliesslich noch möglich, die Ort/Zeit-Kurve der Reflexionslichtschranken und damit die Bewegung der Brennlinie punktuell darzustellen. Finally, further circuitry measures make it possible to show the position-time curve of the retro-reflective sensors and thus the movement of the focal line at certain points.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying schematic drawings. Show it :

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Einrichtung zur Erkennung der Brennlinie einer Cigarette, 1 is an overall view of the device for recognizing the focal line of a cigarette,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des elektronischen Teils der Einrichtung nach Fig. 1, 2 is a block diagram of the electronic part of the device of FIG. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der beiden Reflexionslichtschranken, 3 is a perspective view of the two reflection light barriers,

Fig. 4 eine Kurvendarstellung der Ausgangssignale der beiden Reflexionslichtschranken ohne Phasenverschiebung, Fig. 5 und 6 das nicht gleichgerichtete Differenzsignal der beiden Reflexionslichtschranken bei gleichem Reflexionsgrad der beiden Messflecken, 4 shows a graph of the output signals of the two reflection light barriers without phase shift, FIGS. 5 and 6 the non-rectified difference signal of the two reflection light barriers with the same reflectance of the two measuring spots,

Fig. 7 das Differenzsignal beim Erkennen der Brennlinie, Fig. 8 den zeitlichen Verlauf der Messspannung Um bei der Vorbeibewegung der Brennlinie vor den stationären Reflexionslichtschranken, 7 shows the difference signal when the focal line is recognized, FIG. 8 shows the time course of the measurement voltage Um as the focal line moves past the stationary reflection light barriers,

Fig. 9 eine Kurvendarstellung des Verlaufs der Messspannung Um und der noch zu erläuternden Grenzwerte, 9 shows a graph of the course of the measurement voltage Um and the limit values to be explained,

Fig. 10 die Kurvendarstellung der Bewegung einer glimmenden Cigarette. Fig. 10 shows the curve of the movement of a smoldering cigarette.

Figur 1 zeigt den Gesamtaufbau einer Einrichtung zur Erkennung der Papierbrennlinie einer Cigarette. Eine solche Cigarette besteht aus einer Glutzone 1, der zu überwachenden Papierbrennlinie 2, dem Cigarettenstrang 3 und s Figure 1 shows the overall structure of a device for detecting the paper burning line of a cigarette. Such a cigarette consists of a glowing zone 1, the paper burning line 2 to be monitored, the cigarette rod 3 and s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

660793 660793

einem Filter 4, der in eine übliche Halterung 5 eingespannt ist. Die Halterung 5 ist in eine Rauchmaschine 6 eingesetzt, die beispielsweise nach einem vorgegebenen Programm die Cigarette «abraucht», wodurch das Verhalten eines menschlichen Rauchers simuliert wird. a filter 4, which is clamped in a conventional holder 5. The holder 5 is inserted into a smoking machine 6 which, for example, "wipes" the cigarette according to a predetermined program, thereby simulating the behavior of a human smoker.

Parallel zu der Cigarette verläuft eine Spindel 9, auf der ein verschiebbarer Kopf mit zwei nebeneinander angeordneten Reflexionslichtschranken RLl und RL2 sitzt. Die Spindel 9 kann über einen Elektromotor 11 gedreht werden, wodurch die beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2 parallel zur Cigarette verschoben werden. An den Motor 11 bzw. an die Spindel 9 ist ein Wegaufnehmer 10 angeschlossen, dessen Ausgangssignal proportional zur Drehung der Spindel 9 bzw. des Elektromotors 11 und damit zum Ort der Reflexionslichtschranken RLl und RL2 ist. A spindle 9 runs parallel to the cigarette, on which sits a displaceable head with two reflection light barriers RL1 and RL2 arranged next to one another. The spindle 9 can be rotated via an electric motor 11, whereby the two reflection light barriers RL1 and RL2 are moved parallel to the cigarette. A displacement sensor 10 is connected to the motor 11 or to the spindle 9, the output signal of which is proportional to the rotation of the spindle 9 or the electric motor 11 and thus to the location of the reflection light barriers RL1 and RL2.

Die Ausgangssignale der beiden Reflexionslichtschranken, also die Empfangssignale, werden an eine Auswerteinrichtung 12 gegeben, die einerseits über eine Ansteuerungsein-richtung 13 den Motor 11 verstellt und anderereseits das Ausgangssignal des Wegaufnehmers 10 empfängt. Die Auswerteinrichtung 12 ist an eine Aufzeichnungseinrichtung 14 angeschlossen. The output signals of the two reflection light barriers, i.e. the reception signals, are sent to an evaluation device 12 which on the one hand adjusts the motor 11 via a control device 13 and on the other hand receives the output signal of the displacement sensor 10. The evaluation device 12 is connected to a recording device 14.

Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der beiden Reflexionslichtschranken RLl bzw. RL2, die jeweils eine als Sender dienende, im Infrarot-Bereich strahlende LED und einen zugehörigen Fototransistor FT für das an der Cigarette reflektierte Licht enthalten. Damit die Messflecken der beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2 möglichst nahe beieinander liegen, ist zwischen den beiden Reflexions-lichtschranken RLl und RL2 ein Justierkeil 35 angeordnet, der die beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2 in einem bestimmten Winkel, im dargestellten Beispiel in einem Winkel von 13 Grad, zueinander hält. FIG. 3 shows a perspective view of the two reflection light barriers RL1 and RL2, each of which contains an LED which serves as a transmitter and radiates in the infrared region and an associated phototransistor FT for the light reflected on the cigarette. So that the measuring spots of the two reflection light barriers RL1 and RL2 are as close as possible to one another, an adjusting wedge 35 is arranged between the two reflection light barriers RL1 and RL2, which adjusts the two reflection light barriers RL1 and RL2 at a certain angle, in the example shown at an angle of 13 degrees , holds to each other.

Die beiden, zu einer Einheit miteinander verbundenen Reflexionslichtschranken RLl und RL2 sind über den Kopf an der Spindel 9 angebracht und können parallel zur Cigarette verschoben werden. The two reflection light barriers RL1 and RL2, which are connected to one another, are attached above the head to the spindle 9 and can be moved parallel to the cigarette.

Bei Verwendung einer einzigen Reflexionslichtschranke würden sich Änderungen des Abstandes zwischen dieser Lichtschranke und der Cigarette in einer entsprechenden Änderung des Empfangssignals bemerkbar machen. Um diese Einflüsse zu unterdrücken, werden zwei Reflexionslichtschranken RLl und RL2 verwendet, so dass durch Bildung der Differenz zwischen den beiden Empfangssignalen Ei und E2 der beiden Reflexionslichtschranken Abstandsänderungen im wesentlichen kompensiert werden können. If a single reflection light barrier were used, changes in the distance between this light barrier and the cigarette would be reflected in a corresponding change in the received signal. In order to suppress these influences, two reflection light barriers RL1 and RL2 are used, so that changes in distance can essentially be compensated for by forming the difference between the two received signals Ei and E2 of the two reflection light barriers.

Wie man in Figur 2 erkerint, werden die beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2 durch eine Konstantspan-nungsquelle 15, die eine Speisegleichschaltung Ui liefert, sowie durch einen Generator 16 gespeist, der eine sinusförmige Wechselspannung erzeugt. Die sinusförmige Wechselspannung des Generators 16 und die Speisegleichspannung U l werden auf ein erstes Subtrahierglied 17 gegeben, so dass die Senderdioden LED der beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2 durch eine sinusförmige, um U i angehobene Wechselspannung betrieben werden. As can be seen in FIG. 2, the two reflection light barriers RL1 and RL2 are fed by a constant voltage source 15, which supplies an equalizing circuit Ui, and by a generator 16, which generates a sinusoidal AC voltage. The sinusoidal alternating voltage of the generator 16 and the supply direct voltage U l are applied to a first subtractor 17, so that the transmitter diodes LED of the two reflection light barriers RLl and RL2 are operated by a sinusoidal alternating voltage raised by U i.

Der Ausgang des Subtrahiergliedes 17 ist mit einer Verzweigung 18 verbunden, die einerseits direkt an die erste Reflexionslichtschranke RL 1 und andererseits über einen Allpass 19 an diezweite Reflexionslichtschranke RL2 angeschlossen ist. Dieser Allpass 19 kompensiert die Phasenverschiebungen zwischen den beiden Empfangssignalen, die durch Änderungen in den Eigenschaften der beiden Reflexionslichtschranken hervorgerufen werden. Figur 4 zeigt die Phasenverschiebung der beiden Empfangssignale, die dann auftritt, wenn die beiden Sender der beiden Reflexionslichtschranken RL 1 und RL 2 direkt mit der Speisespannung betrieben werden. Die Differenzbildung dieser beiden The output of the subtractor 17 is connected to a branch 18 which is connected on the one hand directly to the first reflection light barrier RL 1 and on the other hand via an allpass 19 to the second reflection light barrier RL2. This all-pass 19 compensates for the phase shifts between the two received signals, which are caused by changes in the properties of the two reflection light barriers. FIG. 4 shows the phase shift of the two received signals, which occurs when the two transmitters of the two reflection light barriers RL 1 and RL 2 are operated directly with the supply voltage. The difference between these two

Signale würde bereits bei gleichem Reflexionsgrad der beiden Messflecken eine relativ grosse Ausgangsspannung und damit eine Fehlanzeige hervorrufen, so dass diese Phasenverschiebung durch den Allpass 19 kompensiert werden muss. Signals would produce a relatively large output voltage and thus a false display even with the same degree of reflection of the two measurement spots, so that this phase shift must be compensated for by the allpass 19.

Das von den als Sender dienenden LEDs emittierte Licht wird an der Oberfläche der Cigarette reflektiert und fällt auf die zugehörigen Fototransistoren, die entsprechende, dem Reflexionsgrad der Oberfläche zugeordnete Ausgangssignale erzeugen. Die Ausgangssignale der Fototransistoren werden auf zwei Hochpässe 20 und 21 gegeben, wodurch die Wechselanteile der Empfangssignale Ei und E2 ausgekoppelt werden, die im folgenden weiterverarbeitet werden. The light emitted by the LEDs serving as transmitters is reflected on the surface of the cigarette and falls on the associated phototransistors, which generate corresponding output signals associated with the degree of reflection of the surface. The output signals of the phototransistors are sent to two high-pass filters 20 and 21, which decouples the alternating components of the received signals Ei and E2, which are further processed in the following.

Durch die Speisung der beiden Sender mit der sinusförmigen, um U1 angehobenen Wechselspannung kann das reflektierte Infrarot-Licht von der Infrarot- Emission der Glut unterschieden werden, die als kontinuierliche Einstrahlung auf die beiden Empfänger fällt. By supplying the two transmitters with the sinusoidal alternating voltage raised by U1, the reflected infrared light can be distinguished from the infrared emission of the glow, which falls on the two receivers as continuous radiation.

Die Ausgangssignale der beiden Hochpässe 20 und 21, also die Wechselanteile der Empfangssignale der beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2, werden auf ein zweites Subtrahierglied 22 gegeben, das die Differenzbildung der beiden Ausgangssignale durchführt. Die ermittelte Differenz wird in einem Verstärker 23 verstärkt und auf einen Messgleichrichter 24 gegeben, dessen Ausgangssignal die eigentliche Messspannung Um darstellt, also eine Spannung, die proportional zum Unterschied im Reflexionsgrad g der beiden Messflecken der Reflexionslichtschranken RLl und RL2 ist. The output signals of the two high-pass filters 20 and 21, that is to say the alternating components of the received signals of the two reflection light barriers RL1 and RL2, are passed to a second subtractor 22, which carries out the difference between the two output signals. The difference determined is amplified in an amplifier 23 and passed to a measurement rectifier 24, the output signal of which represents the actual measurement voltage Um, that is to say a voltage which is proportional to the difference in reflectance g of the two measurement spots of the reflection light barriers RL1 and RL2.

In Figuren 5 und 6 sind die beiden Empfangssignale Ei und E2 also die Ausgangssignale der beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2 dargestellt, und zwar im gleichphasigen Betrieb (Fig. 5) und im gegenphasigen Betrieb (Fig. 6). Ausserdem zeigen die Figuren 5 und 6 das nicht gleichgerichtete Differenzsignal, also die Differenz zwischen den beiden Empfangssignalen Ei und E2, bei gleichem Reflexionsgrad g der beiden Messflecken. FIGS. 5 and 6 show the two received signals Ei and E2, that is to say the output signals of the two reflection light barriers RL1 and RL2, namely in the in-phase mode (FIG. 5) and in the out-of-phase mode (FIG. 6). In addition, FIGS. 5 and 6 show the non-rectified difference signal, that is to say the difference between the two received signals Ei and E2, with the same reflectance g of the two measurement spots.

Figur 7 zeigt für gegenphasige Empfangssignale Ei und E2, das nicht gleichgerichtete Differenzsignal beim Erkennen der Brennlinie, das auf den Unterschied im Reflexionsgrad zwischen der Asche und dem Papier zurückzuführen ist. FIG. 7 shows for counter-phase reception signals Ei and E2, the non-rectified difference signal when the focal line is recognized, which is due to the difference in reflectance between the ash and the paper.

Die in den Figuren 5 bis 7 dargestellten Differenzsignale treten also am Ausgang des zweiten Subtrahiergliedes 22 auf. The difference signals shown in FIGS. 5 to 7 thus occur at the output of the second subtractor 22.

Nach Gleichrichtung im Messgleichrichter 24 kann die Messspannung Um durch ein Messgerät aufgezeichnet werden. Der Verlauf der Spannung Um beim Vorbeiglimmen der Papierbrennlinie an den beiden stationären Reflexionslichtschranken RLl und RL2 ist in Fig. 8 dargestellt. Es lässt sich eine ausgeprägte und damit gut zu erfassende Spitze für den Übergang zwischen den beiden reflektierenden Bereichen, nämlich der Asche und der Papieroberfläche, erkennen. Dieser Übergang ist, wie erläutert, auf die unterschiedlichen Reflexionsgrade g der beiden Messflecken zurückzuführen. After rectification in the measuring rectifier 24, the measuring voltage Um can be recorded by a measuring device. The course of the voltage Um as the paper focal line glows past the two stationary reflection light barriers RL1 and RL2 is shown in FIG. 8. A distinctive tip, which is easy to grasp, can be seen for the transition between the two reflecting areas, namely the ash and the paper surface. As explained, this transition is due to the different reflectivities g of the two measurement spots.

Wenn sich die beiden Messflecken der beiden Reflexionslichtschranken RL 1 und RL 2 auf der Asche bzw. auf der Oberfläche des Papiers befinden, wird das Differenzsignal im wesentlichen wieder 0, wie in den Figuren 5 und 6 in Verbindung mit Figur 8 dargestellt ist. In Fig. 8 sind ausserdem mehrere Pegel IL, 2L, IH, 2H dargestellt, die an den beiden Flanken der Spitze von Um liegen. Diese Pegel werden willkürlich ausgewählt und sollten nur die Bedingung erfüllen, dass sie über dem Messrauschen liegen. If the two measuring spots of the two reflection light barriers RL 1 and RL 2 are on the ash or on the surface of the paper, the difference signal essentially becomes 0 again, as shown in FIGS. 5 and 6 in connection with FIG. 8 also shows a plurality of levels IL, 2L, IH, 2H, which are located on the two flanks of the peak of Um. These levels are chosen arbitrarily and should only meet the condition that they are above the measurement noise.

Das Ausgangssignal des Messgleichrichters 24, also die Messspannung Um, wird über Verzweigungspunkte 25 und 27 an zwei Schmitt-Trigger 26 und 28 angelegt. Der Schmitt-Trigger 26 ist über einen Verzweigungspunkt 29 mit einem dritten Subtrahierglied 31 verbunden. Mit Hilfe einer Span4 The output signal of the measurement rectifier 24, that is to say the measurement voltage Um, is applied to two Schmitt triggers 26 and 28 via branch points 25 and 27. The Schmitt trigger 26 is connected to a third subtractor 31 via a branch point 29. With the help of a Span4

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

660 793 660 793

nungsquelle 32 (Lh) kann die Hin- und Rücklaufgeschwindigkeit variiert werden. Das Ausgangssignal des Subtrahiergliedes 31 wird über einen Verstärker 33 an den Motor 11 angelegt. Der Schmitt-Trigger 26 wird angesteuert, wenn die gleichgerichtete Differenz zwischen den Empfangssignalen Ei und Ei der beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2, also die Messspannung Um, kleiner als 2L und grösser als 2H (siehe Fig. 8 und 9) wird, wodurch der Motor 11 die beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2so hin-und herbewegt, dass die Messspannung Um immer im Bereich zwischen diesen beiden Extremwerten liegt. Die entsprechenden Umschaltzeitpunkte t2L und t2H, die von der Ausgangsspannung Ux2 des Schmitt-Triggers 26 abhängen, sind in Fig. 9 angedeutet. voltage source 32 (Lh) the outward and return speed can be varied. The output signal of the subtractor 31 is applied to the motor 11 via an amplifier 33. The Schmitt trigger 26 is activated when the rectified difference between the received signals Ei and Ei of the two reflection light barriers RLl and RL2, i.e. the measuring voltage Um, is less than 2L and greater than 2H (see FIGS. 8 and 9), which causes the motor 11 the two reflection light barriers RL1 and RL2 so that the measurement voltage Um is always in the range between these two extreme values. The corresponding switching times t2L and t2H, which depend on the output voltage Ux2 of the Schmitt trigger 26, are indicated in FIG. 9.

Durch diese ständige Hin- und Herdrehung des Motors 11 und die entsprechende Hin- und Herbewegung der beiden Reflexionslichtschranken RL 1 und RL 2 steht eine ausreichend grosse Zahl von Messwerten zur Verfügung, um eine exakte Aussage zu erhalten. Due to this constant back and forth rotation of the motor 11 and the corresponding back and forth movement of the two reflection light barriers RL 1 and RL 2, a sufficiently large number of measured values is available to obtain an exact statement.

Während eines Zuges, also während der Betätigung der Rauchmaschine 6, ist die Infrarot- Emission von der Glutzone 1 so stark, dass der Fototransistor FT der glutseitigen Reflexionslichtschranke vollständig durchsteuert und damit kein Messsignal mehr liefert. During a train, that is to say during the actuation of the smoking machine 6, the infrared emission from the glowing zone 1 is so strong that the phototransistor FT completely controls the glow-side reflection light barrier and therefore no longer delivers a measurement signal.

Über einen nicht dargestellten Zeitschalter wird deshalb der Motor 11 durch die Rauchmaschine 6 so angetriggert, The engine 11 is therefore triggered by the smoke machine 6 via a time switch (not shown),

dass er die Reflexionslichtschranken RL 1 und RL 2 während der Dauer des Zuges mit einer etwas grösseren Geschwindigkeit bewegt, als es der Bewegungsgeschwindigkeit der Brennlinie 2 entsprechen würde. In Figur 2 ist diese Ankoppelung durch einen Signalumsetzer 34 angedeutet, der einerseits mit dem dritten Subtrahierglied 31 und andererseits mit der Rauchmaschine 6 verbunden ist. Dieser Signalumsetzer 34 dient zurTriggerung des Motors 11 durch die Rauchmaschine 6 während der Zugphasen. that he moves the reflection light barriers RL 1 and RL 2 at a somewhat greater speed during the course of the train than would correspond to the speed of movement of the focal line 2. This coupling is indicated in FIG. 2 by a signal converter 34, which is connected on the one hand to the third subtractor 31 and on the other hand to the smoke machine 6. This signal converter 34 is used for triggering the motor 11 by the smoke machine 6 during the train phases.

Unmittelbar nach der Beendigung einer Zugphase ist die Infrarot- Emission der Glut soweit abgeklungen, dass die Brennlinie 2, auf deren Höhe sich ja die Reflexionslichtschranken nach wie vor befinden, wieder erkannt wird. Immediately after the end of a pull phase, the infrared emission of the embers has decayed to such an extent that the focal line 2, at whose height the reflection light barriers are still located, is recognized again.

Entsprechend der Ansteuerung über die Messspannung Um und den Schmitt-Trigger 26 verstellt der Motor 11 über die gestrichelt angedeutete Spindel 9 die beiden Reflexionslichtschranken. Die Drehung des Motors 11 bzw. die Drehlage der Spindel 9 stellt also ein Mass für den Ort der Reflexionslichtschranken RL 1 und RL 2 dar, so dass mit dem Motor 11 bzw. der Spindel 9 ein Wegaufnehmer 10 verbunden ist, der beispielsweise durch ein Potentiometer gebildet werden kann, das an eine Referenzspannungsquelle 5 angeschlossen ist. Dieses Potentiometer liefert eine dem Ort der beiden Reflexionslichtschranken RLl und RL2 proportionale Ausgangsspannung. Diese Ausgangsspannung wird durch die Aufzeichnungseinrichtung 14 aufgezeichnet, die beispielsweise durch einen x-t-Schreiber gebildet werden io kann und eine direkte Aussage über die Bewegungsgeschwindigkeit der Papierbrennlinie 2 ermöglicht. Corresponding to the control via the measurement voltage Um and the Schmitt trigger 26, the motor 11 adjusts the two reflection light barriers via the spindle 9 indicated by the broken line. The rotation of the motor 11 or the rotational position of the spindle 9 thus represents a measure of the location of the reflection light barriers RL 1 and RL 2, so that a displacement sensor 10 is connected to the motor 11 or the spindle 9, for example by a potentiometer can be formed, which is connected to a reference voltage source 5. This potentiometer supplies an output voltage proportional to the location of the two reflection light barriers RL1 and RL2. This output voltage is recorded by the recording device 14, which can be formed, for example, by an x-t writer and enables a direct statement about the speed of movement of the paper focal line 2.

Wie oben erläutert wurde, schaltet der Schmitt-Trigger 26 zwischen den beiden Werten 2L und 2H (s. Fig. 8). Der weitere Schmitt-Trigger 28, der über die Verzweigung 27 die 15 Messspannung Um empfängt, schaltet zwischen den Werten lLund 1 H(s. Fig. 8), so dass die beiden Schmitt-Trigger 26 und 28 die zugehörigen Ausgangsspannungen Uxi und Ux2 erzeugen. Diese beiden Ausgangsspannungen Uxi und Uxi werden entweder direkt, nämlich von dem Schmitt-Trigger 20 28, oder über die Verzweigung 29, nämlich von dem Schmitt-Trigger 26, auf ein logisches Verknüpfungsglied 30 gegeben, das die beiden Ausgangssignale X1 und X2 entsprechend der logischen Beziehung As explained above, the Schmitt trigger 26 switches between the two values 2L and 2H (see FIG. 8). The further Schmitt trigger 28, which receives the measurement voltage Um 15 via the branch 27, switches between the values IL and 1 H (see FIG. 8), so that the two Schmitt triggers 26 and 28 generate the associated output voltages Uxi and Ux2 . These two output voltages Uxi and Uxi are given either directly, namely by the Schmitt trigger 20 28, or via the branch 29, namely by the Schmitt trigger 26, to a logic logic element 30 which supplies the two output signals X1 and X2 in accordance with the logic relationship

25 y = X1-X2 25 y = X1-X2

verknüpft. Das Ausgangssignal y des Verknüpfungsgliedes 30 wird auf den «pen-lift»-Anschluss des x-t-Schreibers 14 gegeben, also einen Anschluss, der das Anheben des Stiftes 30 des x-t-Schreibers ermöglicht. connected. The output signal y of the link 30 is applied to the "pen-lift" connection of the x-t recorder 14, that is to say a connection which enables the pen 30 of the x-t recorder to be raised.

Die beschriebene logische Verknüpfung der beiden Ausgangssignale ermöglicht die punktuelle Darstellung der Kurve, da der Stift des x-t-Schreibers 14 die Kurve nur dann aufzeichnet, wenn sich die beiden Reflexionslichtschranken 35 RLl und RL2 zwischen den beiden Grenzwerten 1L und 2L befinden und sich in Richtung auf 2L zubewegen. The described logical combination of the two output signals enables the curve to be displayed punctually, since the pen of the xt recorder 14 only records the curve when the two reflection light barriers 35 RL1 and RL2 are between the two limit values 1L and 2L and are in the direction of Move 2L.

Die entsprechenden Schaltzeitpunkte tiL und tm, die von der Ausgangsspannung Uxi des Schmitt-Triggers 28 abhängen, sind in Fig. 9 angedeutet. The corresponding switching times tiL and tm, which depend on the output voltage Uxi of the Schmitt trigger 28, are indicated in FIG. 9.

40 Fig. 10 zeigt schliesslich die Abglimmkurve einer Cigarette, wie sie durch die nachgeführten Reflexionslichtschranken RLl und RL2 aufgezeichnet wird. Die Unterbrechung der Kurve beim Abheben des Schreibstiftes ist gut zu erkennen. 40 Fig. 10 finally shows the glow curve of a cigarette as it is recorded by the tracking light barriers RL1 and RL2. The break in the curve when the pen is lifted is clearly visible.

B B

3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims

660 793 PATENTANSPRÜCHE660 793 PATENT CLAIMS

1. Verfahren zur Erkennung der Brennlinie der Umhüllung eines rauchbaren Artikels, insbesondere der Brennlinie von Cigarettenpapier, Deckblatt oder Kunstumblatt, 1. A method for recognizing the focal line of the wrapping of a smokable article, in particular the focal line of cigarette paper, cover sheet or synthetic sheet,

dadurch gekennzeichnet, dass der Reflexionsgrad g der Oberfläche des rauchbaren Artikels erfasst und aus der sprungartigen Änderung des Reflexionsgrades g beim Übergang Asche/Brennlinie/Umhüllung die Brennlinie ermittelt wird. characterized in that the degree of reflection g of the surface of the smokable article is detected and the focal line is determined from the sudden change in the degree of reflection g at the transition from ash / focal line / envelope.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Reflexionslichtschranke (RL1, RL2) und durch eine Anordnung (12) zur Feststellung einer sprungartigen Änderung des Ausgangssignals der Reflexionslichtschranke (RL1, RL2) beim Übergang Asche (1)/Brennlinie (2)/Umhüllung. 2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by at least one reflection light barrier (RL1, RL2) and by an arrangement (12) for determining a sudden change in the output signal of the reflection light barrier (RL1, RL2) at the transition ash (1) / focal line (2) / serving.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Bewegungsrichtung der Brennlinie (2) zwei Reflexionslichtschranken (RL1, RL2) nebeneinander angeordnet sind. 3. Device according to claim 2, characterized in that two reflection light barriers (RL1, RL2) are arranged side by side in the direction of movement of the focal line (2).

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Konstantspannungsquelle (15) für die Erzeugung der Speisegleichspannung (Ui) der Reflexionslichtschranke (n)(RLl, RL2). 4. Device according to one of claims 2 or 3, characterized by a constant voltage source (15) for the generation of the DC supply voltage (Ui) of the reflection light barrier (s) (RLl, RL2).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Generator ( 16) für eine sinusförmige Wechselspannung und durch ein Subtrahierglied (17), dem das Ausgangssignal des Generators (16) einerseits und die Speisegleichspannung (U i) andererseits zugeführt werden. 5. Device according to claim 4, characterized by a generator (16) for a sinusoidal AC voltage and by a subtractor (17) to which the output signal of the generator (16) on the one hand and the DC supply voltage (U i) on the other hand are supplied.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Subtrahierglied (17) und einer der Reflexionslichtschranken (RL2) ein Allpass (19) angeordnet ist. 6. Device according to claim 5, characterized in that an all-pass (19) is arranged between the subtractor (17) and one of the reflection light barriers (RL2).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (FT) jeder Reflexionslichtschranke (RL1, RL2) an einen Hochpass (20,21) angeschlossen ist. 7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the receiver (FT) of each reflection light barrier (RL1, RL2) is connected to a high-pass filter (20, 21).

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch ein zweites Subtrahierglied (22) für die Ausgangssignale der Empfänger (FT) der beiden Reflexionslichtschranken (RL1, RL2). 8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized by a second subtractor (22) for the output signals of the receiver (FT) of the two reflection light barriers (RL1, RL2).

9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Messgleichrichter (24) für das gegebenenfalls verstärkte Ausgangssignal des zweiten Subtrahiergliedes (22), und durch ein an den Messgleichrichter (24) angeschlossenes Messgerät für die Ausgangsspannung (Um) des Messgleichrichters (24). 9. Device according to claim 8, characterized by a measuring rectifier (24) for the possibly amplified output signal of the second subtractor (22), and by a measuring device connected to the measuring rectifier (24) for the output voltage (Um) of the measuring rectifier (24).

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine Nachführ-Regelung (10, 11,12, 13), die die Reflexionslichtschranke(n)(RLl, RL2) entsprechend der Bewegung der Brennlinie (2) verschiebt. 10. Device according to one of claims 2 to 9, characterized by a tracking control (10, 11, 12, 13) which shifts the reflection light barrier (s) (RLl, RL2) according to the movement of the focal line (2).

11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen von der Ausgangsspannung (Um) des Messgleichrichters (24) angesteuerten Motor (11) für die Hin-und Herbewegung der Reflexionslichtschranke(n) (RL1, RL2) im Bereich der Brennlinie (2). 11. The device according to claim 10, characterized by a motor (11) driven by the output voltage (Um) of the measuring rectifier (24) for the back and forth movement of the reflection light barrier (s) (RL1, RL2) in the region of the focal line (2).

12. Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch zwei an den Ausgang des Messgleichrichters (24) angeschlossene Schmitt-Trigger (26,28), durch ein logisches Verknüpfungsglied (30) für die Ausgangssignale der beiden Schmitt-Trigger (26,28), und durch einen mit dem Ausgang des logischen Verknüpfungsgliedes (30) verbundenen Anhebean-schluss für den Schreibstift einer Aufzeichnungseinrichtung (14). 12. The device according to claim 11, characterized by two Schmitt triggers (26, 28) connected to the output of the measuring rectifier (24), by a logic logic element (30) for the output signals of the two Schmitt triggers (26, 28), and by a lifting connection for the pen of a recording device (14) which is connected to the output of the logic logic element (30).

13. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Spannungsquelle (32) für die Erzeugung der Speisespannung (U2) für den Motor (11), und durch ein drittes Subtrahierglied (31), das einerseits an diese Spannungsquelle (32) und andererseits an den zweiten Schmitt-Trigger (26) angeschlossen ist. 13. The device according to claim 12, characterized by a voltage source (32) for generating the supply voltage (U2) for the motor (11), and by a third subtractor (31), on the one hand to this voltage source (32) and on the other hand to the second Schmitt trigger (26) is connected.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch einen an den Mptor (11) angeschlossenen Weg/Spannungs-Umsetzer (10), dessen Ausgang mit der Aufzeichnungseinrichtung (14) verbunden ist. s14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized by a to the Mptor (11) connected path / voltage converter (10), the output of which is connected to the recording device (14). s

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14 für einen in einer Rauchmaschine angeordneten, rauchbaren Artikel, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ( 11 ) die Reflexionslichtschranke(n) (RL1, RL2) während eines Zuges mit grösserer Geschwindigkeit bewegt als während der 10 Phasen zwischen den Zügen. 15. Device according to one of claims 11 to 14 for a smokable article arranged in a smoking machine, characterized in that the motor (11) moves the reflection light barrier (s) (RL1, RL2) during a train at a higher speed than during the 10th Phases between trains.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen von der Rauchmaschine (6) angesteuerten Signalumsetzer (34), der mit einem weiteren Eingang des dritten Subtrahiergliedes (31 ) verbunden ist. 16. Device according to claim 15, characterized by a signal converter (34) controlled by the smoking machine (6), which is connected to a further input of the third subtracting element (31).