DE1598563A1

DE1598563A1 - Durchlaufverfahren zur kapazitiven Vermessung von Tabak

Info

Publication number: DE1598563A1
Application number: DE19661598563
Authority: DE
Inventors: Wochnowski Dipl-Phys Waldemar
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1966-07-11
Filing date: 1966-07-11
Publication date: 1970-07-23
Also published as: GB1166536A; US3482162A

Description

Stichwort s Kondensatorkanal-Waage
meine Akteι P 18 099

HAUNI-WERKE Körber & Coa KG, Hamburg-Bergedorf Durchlaufverfahren zur kapazitiven VermeeBung von Tabak

Bis Erfindung betrifft ein Durohlaufverfahren zur Bestimmung der ein Kondensatorfeld beeinflussenden Größe eines Tabakstromes neben mindestens einer das Kondensatorfeld beeinflussenden Störgröße des Tabakstromee.

Bei einem aus der deutschen Patentschrift 1 150 535 bekannten Verfahren dieser Art wird der Tabakstrom streckenweise in einem Meßkanal mit Überlauf gefördert, so daß der Tabak in diesem Meßkanal immer nur mit einer ganz bestimmten, duroh den Überlauf vorgegebenen Füllhöhe gefördert wird. Duroh die Form des Meßkanals ergibt aioh im Meßkanal demzufolge ein konstanter Querschnitt für den Tabakstrom, wenn der Tabakstrom mehr Tabak enthält als der Meßkanal aufnehmen kann.

An dem Meßkanal ist ein Kondensator angeordnet, dessen Feld nur den im Meßkanal geförderten Tabak durchsetzt· Die durch die elektrischen Eigenschaften des Tabaks bedingten Feldänderungen bzw. Kapazitätsänderungen, die nach diesem bekannten Verfahren gemessen werden, sind ein Maß fUr den Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks. Bei diesen bekannten Verfahren wird davon ausgegangen, daß der Durchsatz (Gewicht oder Menge je Zeiteinheit) des Tabaks im Tabakstrom unbekannt ist? er ist lediglich so gewählt, daß der Meßkanal dann immer gefüllt 1st· Auf diese Weise wird bei diesem bekannten Meßverfahren der unbekannte Durchsatz des Tabaketromes eliminiert.

ο Bei gewissen Prozessen der Tabakvorbereitung ist jedoch die Kenntoo nie einer um etwaige Störgrößen bereinigten Meßgröße erwünsch*. u>

_o Das Verfahren gemäß der Erfindung genügt dieser Forderung da- ^ durch, daß neben einem dem gesamten Tabakstrom entsprechenden,

cd kapazitiv ermittelten elektrischen Signal mindestens ein einem

^ bestimmten Quersohnittsanteil des Tabakstromes entsprechendes kapazitiv ermitteltes elektrisches Signal gebildet wird, durch dae dtr Einfluß der jeweiligen Störgröße eliminiert wird. -

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Die Kenntnis des Durchsatzes des Tabakstromes ist zum Beispiel bei der (Trocknung von oossiertem Tabak besonders wichtig, bei der entsprechende Trocknungsanlagen in Abhängigkeit von der Feuchte des Tabakstromes und dessen Durchsatz gesteuert werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders zur Bestimmung des von der Feuchte bereinigten Tabakdurchsatzes geeignet. Hierzu wird ein dem gesamten Tabakstrom entsprechendes elektrisches Signal gebildet, das ein Maß für den Durchsatz des feuchten Tabaks darstellt. Außerdem wird ein dem Quersohnittsanteil des Tabakstromes entsprechendes elektrisches Signal als Naß für den Feuohtegrad dea Tabaks gebildet und durch dieses Signal das * dem Durchsatz entsprechende Signal im Sinne einer Eliminierung, der Störgröße korrigiert.

Zur laufenden Messung des Durchsatzes sind sogenannte Bandwaagen bekannt, bei denen der sich gerade auf dem laufenden Trum eines umlaufenden Bandes befindliche Tabak kontinuierlich gewogen wird. Eine derartige Bandwaage, wie sie zum Beispiel die DAS 1 206 771 zeigt, ist kompliziert und konstruktiv sowie in ihrem Raumbedarf recht aufwendig. Außerdem ist das dem Durchsatz entsprechende Meßsignal von der Feuchte des Tabaks nicht bereinigt. Mit einer kapazitiven Meßeinrichtung gemäß der Erfindung wird hingegen jeweils ein im Vergleich zur Bandwaage sehr kurzes . Tabakstromstück von der Meßeinrichtung erfaßt, da die Kondensatorabmessungen relativ klein sind. Außerdem sind Verfälschungen des Meßergebnisses durch dynamische Kräfte ausgeschlossen. Schli lieh gibt die Meßanordnung das Meßergebnis bereits als elektrisches Signal ab, was besondere vorteilhaft ist, da die Weiterver arbeitung der Meßergebnieee im allgemeinen ohnehin auf elektrischem Wege erfolgt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht auf das bevorzugte Anwendungsgebiet der Eliminierung der Feuchte beschränkt. Ist zum Beispiel die Schichtung oder die Dichte des Tabaks im wesentlichen unbekannt, dann können diese Größen, die als Störgrößen in eine kapazitive Durchsatzmessung eingehen, naoh der Erfindung ebenfalls eliminiert werden."

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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch anwendbar zur Erfassung und Eliminierung mehrerer Störgrößen; es müssen dann entsprechend viele Meßeteilen vorgesehen Bein. Jede dieser Meßstellen liefert ein Signal, daa unter Umständen von mehreren Störgrößen gebildet wird. Aue den einzelnen Signalen werden naoh festliegenden Beziehungen die einzelnen Heßgrößen z.B. mittel?» an ilch bekannter Reohenanordnungen ausgerechnet und/ Aer d. „ürgrößen eliminierte Speziell an die zu verarbeitenm Störgrößen angepaßte analog arbeitende Reohenanordnungen er-. lern den geringsten Aufwand. Sind hohe Reohengenauigkeiten verlangt oder liegen die Meßwerte bereite in digitaler Form vor, so kann eich eine digitale Verarbeitung anbieten.

Eine aus der erwähnten deutschen Patentschrift bekannte Vorriohtung cur Bestimmung einer ein Kondensatorfeld beeinflussenden Größe eines Tabaketromes im Durchlauf, bestehend aus einem Zuförderer für den Tabakstrom, einer diesem nachgeordneten Förderrinne mit einem einen überlauf aufweisenden Heßkanal und einem Parallelkanal für den überlaufenden Tabak und mit einem Kondensator am Meßkanal, dessen Feld den im-^sSkanal geförderten Tabak durchsetzt, wird zur Ausübung des erfinderischen Verfahrens erfindungsgemäß durch einen zweiten Kondensator erweitert, dessen Feld den gesamten in der Förderrinne geförderten Tabak durohsetzt.

Man kann die beiden Kondensatoren auf gleicher Höhe, bezogen auf die Förderrichtung des Tabakstromes, anordnen,, Dies empfiehlt sich aber nicht, weil sich dann die beiden Kondensatorfelder stören. Aus diesem Grunde ist eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung daduroh gekennzeichnet, daß die beiden Kondensatoren in Förderrichtung des Tabaks mit Abstand hintereinander angeordnet sind.

Man könnte den Kondensator, der den gesamten Tabakstrom vermessen soll, so anordnen, daß sein Feld den im Heßkanal und den in dem Parallelkanal geförderten Tabak gemeinsam durchsetzt. Dies würde aber eine komplizierte Anordnung der Kondensatorplatten zur Folge haben» Einfacher wird die Ausgestaltung dieses Konden-

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satora bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Förderrinne in einem integrierten Förderbereich den Tabakstrom als einen einzigen zusammengefaßten Tabakstrom fördernd ausgebildet ist, und daß der zweite Kondensator in dem integrierten Förderbereich angeordnet ist·. Man kann dann die Förderrinne in dem integrierten Förderbereioh so ausgestalten, daß der dort geförderte Tabak in einer Quersohnittskonfiguration gefördert wird, die einfach von einem Kondensatorfeld erfaßt werden kann·

Sie Förderrinne kann beliebig ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist sie so ausgestaltet, daß sie die Messung möglichst wenig stört. Bei einer Ausgestaltung der Förderrinne mit Bandfördermitteln bewegt sich das fördernde Band mit dem Tabak,, und es geraten immer andere Bandabsohnitte in den Meßbereich der Kondensatoren· Venn diese Bandabschnitte unterschiedliche Stärke haben oder unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten, was sieh bei normaler Ausbildung eines Förderbandes nur schwer vermeiden läßt, werden dadurch Meßfehler hervorgerufen. Dies vermeidet eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Förderrinne eine aus der bereite erwähnten deutschen Patentschrift 1 150 535 bekannte Rüttelrinne mit IT-Profil ist, die im Boden zwei nach oben ragende, den Meßkanal bildende, leietenartige Voreprünge aufweist, an deren einander zugekehrten Wandungen die Kondensatorplatten des ersten Kondensators angeordnet sind, und daß die Rüttelrinne in eine einfache Rüttelrinne mit U-Profil übergeht und dort den integrierten Förderbereioh bildet.

Hat man mehrere Stör- oder Meßgrößen, die ein Kondensatorfeld - wesentlich beeinflussen und die unbekannt sind und sich anderweitig nicht eliminieren lassen, dann benötigt man aus den eingangs dargelegten Gründen mehrere Meßstellen. Eine dementspreche de Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Förderabeohnitte mit je einem mit überlauf versehenen Meßkanal unterschiedlichen Fassungsvermögens vorgesehen sind, denen je ein Kondensator zugeordnet ist, dessen den in dem zugeordneten Meßkanal geförderten Tabak durohsetit·

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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In der Zeichnung zeigern

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung von der Seite gesehen,

Figur 2 die Draufsicht zu Figur 1,
Figur 3 den Schnitt IH-III aus Figur 2, Figur 4 den Schnitt IV-IV aus Figur 2, Figur 5 die Schaltung zu diesem Ausführungsbeispiel, Figur 6 ein zweites Ausführungsbeispiel nach der Erfindung im

l'eilsohnitt, entsprechend Figur 3 und Figur 7 die Schaltung zu diesem zweiten Ausführungsbeispiel.

In den Figuren 1 bis 4 ist mit 1 eine Rüttelrinne bezeichnet, die in einem Förderbereich. 2 einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt und in einem daran anschließenden integrierten Förderbereich 3 im wesentlichen V-förmigen Querschnitt hat. Der Boden der Rüttelrinne ist in dem Förderbereioh 2 nach oben leistenartig aufgewölbt, so daß sioh ein durch Seitenwandungen 5,6 eingeschlossener Meßkanal 7 bildet, für den die oberen Ränder der Seitenwandungen 5»6 einen Überlauf bilden. An beiden Seiten des Meßkanals 7 bleiben Parallelkanäle 8,9 stehen. Diese Querschnittskonfiguration geht am Ende des Förderbereiches 2 in die in Figur 4 sichtbare V-Form des integrierten Förderbereiohes 3 über, und zwar so, daß alle Kanäle in Förderrichtung abschüssig bleiben»

An die aus Blech bestehende Rüttelrinne 1 ist die in Figur 3 eingezeichnete Rüttelvorrichtung 10 angeschlossen,, Die Rüttelrinne 1 ist in nachgiebigen Lagern 11 bis 14 aufgehängt und insgesamt, wie aus Figur 1 ersichtlich, in Förderrichtung leioht nach unten geneigt. Über dem höher gelegenen Ende - dem in Figur 1 und 2 links gelegenen - mündet ein Tabakzuförderer 15, der zum Beispiel als endloses, umlaufendes Förderband ausgebildet sein kann, und unterhalb des anderen Endes beginnt ein Tabakförderer 61, der ebenfalls als endloses, umlaufendes Förderband ausgebildet sein kann. Die Seitenwandungen 5»6 sind unter Zwischenschaltung je einer Isolierplatte 16,17 mit je einer Platte eines Meßkondensators 28 belegt, die sich - wie aus Figur 2 ersichtlich - gegenüber stehen· Die Seitenwandungen 20,21 eines an den Meßkanal 7 und

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die Parallelkanäle 8,9 anschließenden integrierten Förderkanals 22 sind ebenfalls unter Zwischenschaltung je einer Isolierplatte 23,24 mit je einer Platte 25,26 einea Meßkondensators 29 belegt. Die Kondensatorplatten 18,19 liegen einander so gegenüber, daß ein dazwischen entstehendes Kondensatorfeld den Tabak im Meßkanal 7 durchsetzt* Die Kondensatorplatten 25,26 stehen einander so gegenüber, daß ein dazwischen liegendes Kondensatorfeld den Tabak im Förderkanal 22 durchsetzt· Die beiden Heßkondensatoren sind, wie Figur 5 sohematisch zeigt, an Kapazitätsmeßvorriohtungen 30, 31 angeschlossen, die ihrerseits gemeinsam an eine beispielsweise analog arbeitende Rechenanordnung 32 angeschlossen sind. Zur Anzeige der Ergebnisse der Reohenanordnung 32 sind zwei Anzeige-" vorrichtungen 331 34 vorgesehen. ^

Die Wirkungsweise der Anordnung 1st folgendet Von dem Zuförderer 15 gelangt Tabak, der eine gewisse Feuchte ν hat, in einer derartigen zeitlichen Menge in die Rüttelrinne 1, daß der Meßkanal 7 immer ganz gefüllt ist und der Überschuß nach beiden Seiten in die Parallelkanäle 8,9 abfällt. Dieser Tabak wird in dem Meßkanal 7 und in den Parallelkanälen 8,9 zum integrierten Förderkanal 22 durch die durch die Rüttelrinne bewirkte Vorschubbewegung gefördert. Der dabei in den Meßkanal 7 geförderte Tabak passiert den Kondensator 28, dessen Kapazitätsänderungen ein Meilsignal bilden. Das Meßergebnis ist vom Durohsatz des von dem Zuförderer 15 zugeförderten Tabaks unabhängig, weil von dieser Messung nur ein bestimmter, durch den überlauf festgelegter Mengenanteil in dem Meßkanal 7 erfaßt wird. Aus den Kapazitätsänderungen wird in der Rechenanordnung'32 ein Signal für das Anzeigegerät 33 abgeleitet, das unmittelbar den Anteil der Feuchte des 'Tabaks anzeigt. Die Anzeige kann relativ oder absolut erfolgen.

Im Anschluß daran gelangt der gesamte Tabak in den integrierten Förderkanal 22 und passiert dort den Kondensator 2*9, Aus den Kapazitätsänderungen, die durch diesen Tabakstrom hervorgerufen werden, wird ein Meßsignal in der Reohenanordnung 32 gebildet, das sowohl von dem Feuchtegrad als auoh von dem Durohsatz des gesamten Tabaks abhängig ist·

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Die Rechenanordnung 32 verarbeitet die Meßsignale so, daß das dem Durohsatz entsprechende Meßsignal um das dem Feuchtegrad entsprechende Meßsignal bereinigt wird. Das Ausgangssignal wird der Anzeigevorrichtung 34 zugeführt, die den Trookendurchsatz (Trockenmasse je Längeneinheit) des gesamten Tabakstromes anzeigt Daran anschließend gelangt der vermessene Tabak auf den Tabakabförderer 61 und wird weiter transportiert.

. ' manohen Fällen ist es wünschenswert, mehr als zwei solcher Mes

en vorzunehmen. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel wird nun anhand der Figuren 6 und 7 erläuterte Figur 6 zeigt den Querschnitt der der Rüttelrinne 1 entepreohenden Rüttelrinne 41 dieses AuefUhrungsbeispieles, und zwar im Bereich eines zweiten Meßkanalβ 42, der zwischen dem Meßkanal 7 und dem integrierten Kanal 22 des ersten AusfUhrungebeispiele angeordnet ist. Dieser zweite Meßkanal 42 schließt sioh an den ersten Meßkanal an, hat aber geringeres Fassungsvermögen, so daß bei übergang in den zwei ten Meßkanal 42 ein weiterer Teil des Tabaks in die Parallelkanäle 43»44 überläuft, die sich an die den Parallelkanälen 8,9 entsprechenden Parallelkanäle anschließen. An den Seitenwandungen 45»46 des Meßkanals 42 ist unter Zwischenschaltung je einer Isolierplatte 47,48 je eine Kondensatorplatte 4-S^O angeordnet, die einen Kondensator 51 bilden, dessen Feld den in dem zweiten Meßkanal 42 geförderten Tabak durchsetzt. An die beiden Parallelkanäle 43,44 und an den Meßkanal 44 schließt sioh unter Beibehalt eines Gefälles ein dem integrierten Kanal 22 entsprechender integrierter Kanal an. Das zweite Aueführungsbeispiel ist im übrigen genau so ausgebildet wie das erste Ausführungsbeispiel. Der dem Kondensator 28 entsprechende Kondensator 1st mit 52 und der dem Kondensator 29 entsprechende mit 53 bezeichnet. Die drei Kondensatoren 51 bis 53 sind über je eine Kapazitätsmeßvorrichtung 54,55f56 an eine Reohenanordnung 57 angeschlossen, die ausgabeseitig drei Anzeigegeräte 58 bis 60 aufweist, eines für die Anzeige der Feuchtigkeit nach Maßgabe der Messung des Kondensators 52, eines für die Anzeige des Durchsatzes nach Maggabt der Messungen der Kondensatoren 52 und 53 und das dritte für die Anzeige einer Fehlergröße naoh Maßgabe der Messung aller drei Kondensatoren 51 bis 53, -—-«

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Claims

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ANSPRÜCHE

1. Durohlaufverfahren zur Beetimmung der ein Kondensatorfeld beeinflussenden Größe eines Tabakstromes neben mindestens einer das Kondensatorfeld beeinflussenden Störgröße des Tabakstromes, da- · duroh gekennzeichnet, daß neben einem dem gesamten Tabakstrom entsprechenden kapazitiv ermittelten elektrischen Signal mindestens ein einem bestimmten Quersohnittsanteil des Tabakstroms entsprechendes kapazitiv ermitteltes elektrisches Signal gebildet wird, duroh das der Einfluß der jeweiligen Störgröße eliminiert wird·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem gesamten Tabakstrom entsprechende elektrische Signal ein Naß für den Durchsatz (Gewicht oder Menge Je Zeiteinheit)des feuoh· ten Tabaks bildet, daß das dem Teiltabakstrom entsprechende elektrische Signal ein Maß für die Feuchte des Tabake bildet und mit dem dem gesamten Tabakstrom entsprechenden Signal im Sinne einer Eliminierung der Feuohte verarbeitet wird«

3. Vorrichtung zur Beetimmung einer ein Kondensatorfeld beeinflussenden Größe eines Tabakstroms im Durchlauf» bestehend aus einem Zuförderer für den Tabakstrom, einer diesem naohgeordneten Förderrinne mit einem einen überlauf aufweisenden Meßkanal und einem Parallelkanal für den überlaufenden Tabak und mit einem Kondensator am Meßkanal, dessen Feld den im Meßkanal geförderten Tabak durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2 ein zweiter Kondensator (29) vorgesehen ist, dessen Feld den gesamten, in der Förderrinne (1) gefördeten Tabak durchsetzte

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» daduroh gekennzeichnet, daß

die beiden Kondensatoren (28,29) in Förderriohtung des Tabake hintereinander angeordnet sind.

5o Vorrichtung nach Anspruoh 3 und/oder 4, daduroh gekennzeiohnet, daß die Förderrinne (1) außer dem Meßkanal einen integrierten, von dem gesamten Tabakstrom durchsetzten Förderbereich (3) aufweist, in dem der zweite Kondensator (29) angeordnet ist.

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6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinne eine an sich bekannte Rüttelrinne (1) mit U-Profil ist, die im Boden (4) zwei nach oben ragende, den .Meßkanal (7) bildende, leistenartige VorsprUnge

(5,6) aufweist, an deren einander zugekehrten Wandungen die Kondensatorplatten (18,19) des ersten Kondensators (28) angeordnet sind, und daß die Rüttelrinne (1) in eine einfache Rüttelrinne mit U-Profil übergeht, die den integrierten Förderbereioh (3) bildet.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Förderabschnitte (Fig. 6) mit je einem mit Überlauf versehenen Meßkanal gegebenenfalls unter schiedlionen Fassungsvermögens vorgesehen sind, denen je ein . f Kondensator zugeordnet ist, dessen Feld den in dem zugeordneten Meßkanal geförderten Tabak durchsetzt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7» daduroh gekennzeichnet, daß zur Verarbeitung des der Störgröße entsprechenden Signals mit dem dem Gesamtdurchsatz entsprechenden Signal eine Rechenanordnung (32,57) vorgesehen

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Leers, eite