用于在線測量連續(xù)濾嘴桿中的增塑劑的方法和用于在煙草加工工業(yè)中生產(chǎn)連續(xù)濾嘴桿的裝置制造方法
【專利摘要】一種用于在濾嘴桿制造設(shè)備處在線測量在連續(xù)濾嘴桿中的增塑劑的方法。該方法包括以下步驟：在移動經(jīng)過的連續(xù)濾嘴桿處利用微波諧振器（10）測量出諧振偏移（A）和譜線變寬（B）；從所述微波諧振器的所述測量變量（A,B）中測定出增塑劑的單位長度質(zhì)量；在將所述增塑劑涂覆到所述濾嘴絲束帶上的情況下測量出單位時間所施加的增塑劑參考質(zhì)量；從測量出的單位時間施加的增塑劑參考質(zhì)量中測定出增塑劑的單位長度的平均參考質(zhì)量；在測定所述增塑劑參考質(zhì)量的相同時期內(nèi)，將采用所述微波諧振器的測量變量測定出增塑劑單位長度質(zhì)量取平均值；測定在所述單位長度質(zhì)量的平均參考數(shù)值和平均單位長度質(zhì)量之間的偏差；并且根據(jù)所測定出的偏差校正從所述微波諧振器的測量變量中測定出的所述單位長度質(zhì)量。
【專利說明】用于在線測量連續(xù)濾嘴桿中的增塑劑的方法和用于在煙草加工工業(yè)中生產(chǎn)連續(xù)濾嘴桿的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在線測量在濾嘴桿制造設(shè)備的連續(xù)濾嘴桿中的增塑劑的方法。本發(fā)明還涉及用于在煙草加工工業(yè)中生產(chǎn)連續(xù)濾嘴桿的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]EP1325683A2披露了用于用具有至少三種組分的濾嘴材料生產(chǎn)煙草加工工業(yè)的纖維束的方法和設(shè)備。采用入口管道將濾嘴材料組合成連續(xù)濾嘴桿，并且測定出在纖維繩中的三種組分的比例。為了測量比例，采用在第一波長范圍內(nèi)的電磁波測量至少一個部分，同時采用在第二波長范圍內(nèi)的電磁波測量另一個部分。另外，設(shè)置具有測量頭的微波測量系統(tǒng)，它具有微波源和微波檢測器。在微波測量系統(tǒng)處測量和評估兩個數(shù)；這能夠針對水的比例和化學(xué)性能類似的組分增塑劑和濾嘴絲束在條帶中的常見比例作出說明。在這里采用根據(jù)EP0791823A2的測量方法?？梢灾皇遣捎迷摐y量方法，其中可以通過單獨的頻率范圍檢測出不同的材料組分。
[0003]EP189529IAl披露了配備有測量單元的濾嘴桿測量工站,用來至少測量濾嘴桿的質(zhì)量和濾嘴桿的壓降，其中設(shè)有微波測量裝置，用來測量增塑劑質(zhì)量和/或水分含量和/或濾嘴桿的干燥質(zhì)量。這些為在線測量，其中從生產(chǎn)過程中去除所要測量的試樣，以便輸送它用于測量濾嘴桿質(zhì)量、濾嘴桿的壓降，并且輸送給微波測量單元。因此，只能通過在線操作檢測出所生產(chǎn)出的質(zhì)量的極小部分。
[0004]US7，027，148B2披露了用于測定在濾嘴桿中的三乙酸甘油酯含量的設(shè)備。該設(shè)備具有濾嘴絲束容器、濾嘴絲束拉伸和松弛單元和濾嘴桿成型單元。這里，采用諧振頻率偏移和諧振譜線的擴(kuò)散用微波諧振器測定出在濾嘴桿中的三乙酸甘油酯含量。為了在該過程中測定出三乙酸甘油酯含量，利用了從測量變量中獲取的結(jié)果之間的線性關(guān)系，其中為了測定偏置值，周期性地切斷三乙酸甘油酯的供應(yīng)，并且將在沒有三乙酸甘油酯的情況下生產(chǎn)出的連續(xù)濾嘴桿測量作為參考值。因為必須將沒有三乙酸甘油酯的這些濾嘴桿作為廢品處理，所以頻繁的配衡往往導(dǎo)致材料消耗不可接受。可選的是，可以采用第二微波測量單元與速度傳感器一起來在添加三乙酸甘油酯之前測量參考值，但是這使得測量三乙酸甘油酯的成本急劇增大。
[0005]EP1480532B1披露了用于在香煙制造業(yè)中同時連續(xù)測量和調(diào)節(jié)在濾嘴桿中的三乙酸甘油酯和醋酸酯的含量的設(shè)備。這里，采用傳感器來檢測濾嘴絲束材料的質(zhì)量流量，并且采用傳感器來檢測濾嘴絲束材料的質(zhì)量流量和增塑劑質(zhì)量的總和。在香煙桿的生產(chǎn)中，用于測量質(zhì)量流量的傳感器按照這樣的方式連接，從而可以彼此獨立地測量和調(diào)節(jié)濾嘴材料質(zhì)量和增塑劑質(zhì)量兩者。作為兩個微波單元和速度傳感器的組合的這種測量技術(shù)業(yè)使得測量不相稱地昂貴。
[0006]在濾嘴桿的生產(chǎn)中，通常幾個材料參數(shù)彼此單獨變化。
[0007]a)濾嘴絲束的表面密度，即單位桿長度的濾嘴絲束質(zhì)量。該表面密度通常在短距離內(nèi)變化，并且也在濾嘴桿內(nèi)出現(xiàn)。
[0008]b)濾嘴絲束的纖度隨著用于濾嘴絲束的材料變化而變化。纖度通常規(guī)定為單位纖維的質(zhì)量，以及相對于規(guī)定長度的單位纖維帶的總質(zhì)量。由于在生產(chǎn)過程期間的缺陷，由于在濾嘴絲束帶中的長絲斷裂，纖維帶的總質(zhì)量會改變，從而單位纖維帶的長絲數(shù)量會改變大約2%。這些變化會突然出現(xiàn)，但是之后在許多濾嘴桿的距離上保持。
[0009]c)濾嘴絲束材料的水分會改變。該變化往往在許多濾嘴桿的行進(jìn)期間慢慢出現(xiàn)，因為在一定程度上由于長時間存放在絲束包內(nèi)出現(xiàn)水分均衡。
[0010]d)剛施加的增塑劑材料的表面密度會改變；這里通常采用三乙酸甘油酯。增塑劑在硬化之后在濾嘴桿內(nèi)提供了尺寸穩(wěn)定性。所施加的增塑劑材料的表面密度的變化通常在濾嘴桿內(nèi)的非常短距離上出現(xiàn)，并且會具有急劇變化的局部集中。
[0011]e)另外，在生產(chǎn)期間，紙張和膠在連續(xù)濾嘴桿中的比例會變化，尤其是含水的膠和不含水的膠的比例會變化。紙張和膠或者相應(yīng)在膠內(nèi)的比例變化通常在許多濾嘴桿上在較大的距離內(nèi)相對緩慢的出現(xiàn)。
[0012]前面所披露的用于采用微波諧振器測量在連續(xù)濾嘴桿中的增塑劑含量的方法由于含量變化所以只能不精確地檢測出增塑劑的含量，或者由于產(chǎn)生廢品所以這些方法是不經(jīng)濟(jì)的。因此，在所有所披露的方法中，采用另外的測量變量來反映出這些變化，并且因此能夠更精確地評估微波諧振器的測量變量。通常，例如如同測定濾嘴桿的壓降一樣，這不會在線出現(xiàn)，或者它在濾嘴桿制造設(shè)備處需要另外的昂貴測量裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種用于采用簡單的微波測量單元在線測量在連續(xù)濾嘴桿中的增塑劑含量的方法和設(shè)備，以便能夠可靠地檢測并且調(diào)節(jié)在增塑劑含量方面的短期和長期波動。本發(fā)明的方法包括采用微波方法自動地補償在工藝流程例如絲束量中的短期波動和迅速變化，而在許多濾嘴桿的程序上出現(xiàn)的長期變化例如水分或紙張的變化通過長期參考測量來校正。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的目的是通過具有權(quán)利要求1的特征的設(shè)備來實現(xiàn)。優(yōu)選實施方案為從屬權(quán)利要求的主題。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法用于在濾嘴桿制造設(shè)備處在線測量在連續(xù)濾嘴桿中的增塑劑。根據(jù)本發(fā)明，采用微波諧振器在移動經(jīng)過的連續(xù)濾嘴桿處測量出諧振曲線的諧振頻率偏移(A)和譜線變寬(B)。在微波測量技術(shù)中公知的是，位于諧振器空腔中的介電材料導(dǎo)致諧振頻率偏移以及與空的諧振器空腔相比諧振曲線變寬。根據(jù)本發(fā)明，從微波諧振器的兩個測量變量中測定出增塑劑的單位長度質(zhì)量。為此，優(yōu)選的是，假設(shè)在諧振頻率偏移和譜線變寬與增塑劑的單位長度質(zhì)量之間為線性關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明，對增塑劑進(jìn)行參考測量，這在生產(chǎn)許多的更長時期內(nèi)涉及在其施加在濾嘴絲束帶上的情況下單位時間施加的增塑劑質(zhì)量。在形成連續(xù)香煙桿之前，存在其上施加有增塑劑的濾嘴絲束帶。采用根據(jù)本發(fā)明的方法，在連續(xù)濾嘴桿的生產(chǎn)期間在線測量出所施加的增塑劑的參考質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明，從測量出的單位時間施加的增塑劑參考質(zhì)量測定出增塑劑的單位長度的平均參考質(zhì)量。為此，已知在設(shè)備中的濾嘴絲束桿的速度，并且將單位時間施加的增塑劑的參考質(zhì)量轉(zhuǎn)換成單位長度施加的增塑劑的平均參考質(zhì)量。[0016]另外，采用根據(jù)本發(fā)明的方法，在測定參考質(zhì)量的相同時期內(nèi)，采用微波諧振器的測量變量測定出增塑劑單位長度的質(zhì)量的平均值。微波諧振器可以具有幾毫米的非常小的測量區(qū)域。采用取平均值程序，在一定長度上將采用微波諧振器的測量變量測定出的單位長度質(zhì)量的數(shù)值取平均值。根據(jù)本發(fā)明，在根據(jù)取平均值程序從微波諧振器的測量變量中得到的單位長度的平均值和從參考質(zhì)量測量中得到的單位長度平均參考質(zhì)量之間測定出偏移。根據(jù)本發(fā)明采用這種偏移來相應(yīng)地校正從微波諧振器的測量變量中測定出的單位長度的質(zhì)量數(shù)值。
[0017]因此，根據(jù)本發(fā)明的方法，因此只是采用單個微波諧振器，利用從將增塑劑施加到濾嘴絲束帶上開始的平均單位長度參考質(zhì)量的結(jié)果來校正從微波諧振器的測量變量中得到的單位長度質(zhì)量。為此無需在香煙機設(shè)置昂貴的其它測量單元。另外，通過單位長度的平均參考質(zhì)量來校正數(shù)值非常緩慢并且可靠地進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且能夠校正在微波諧振器的測量變量中的波動。
[0018]這種長期參考測量的持續(xù)時間優(yōu)選在許多濾嘴桿的生產(chǎn)上實施。對于該過程而言，例如可以規(guī)定濾嘴桿的數(shù)量。有利的是，該持續(xù)時間應(yīng)該至少等于濾嘴絲束的提起位置相對于濾嘴絲束包的表面的來回運行時間。濾嘴絲束包通常如此構(gòu)建，從而在一層包中的提起位置來回蜿蜒延伸。在下面的層中，提起位置然后垂直于前一層運動，來回蜿蜒延伸。因為在包的中央和表面之間會觀察到水分差異，所以使得提起位置來回運動是持續(xù)時間的合適量度以便使得在濾嘴絲束包內(nèi)的水分波動均衡。
[0019]在一個優(yōu)選實施方案中，根據(jù)下面的公式計算出增塑劑的單位長度質(zhì)量(mw):
[0020]mw=kO+kl*A+k2*B+P (Φ),
[0021]其中A為諧振偏移，B為譜線變寬，k0、kl、k2為實際數(shù)量，Φ為A和B的商,并且P為取決于Φ的多項式。針對增塑劑的單位長度質(zhì)量的上面公式假設(shè)已知在增塑劑質(zhì)量和諧振頻率偏移以及諧振曲線的變寬之間呈線性關(guān)系。另外，存在所謂的偏置值ko，該數(shù)值不與微波諧振器的測量變量相關(guān)。另外，作為另外的校正項，存在多項式，這取決于A和B的商。如在水分測量技術(shù)中公知的是，商B/A取決于水分。在用于測定增塑劑質(zhì)量中，商B/A不唯一取決于水分，而且還取決于增塑劑的質(zhì)量。偶爾代替商B/A，采用也取決于B/A的函數(shù)，該函數(shù)為在O至Pi/2范圍內(nèi)的單調(diào)嚴(yán)格遞增函數(shù),例如arctan(B/A)。在本申請中，一般來說，B/A還可以總是表示arctan (B/A)的數(shù)值或另一個函數(shù)。在該方法的校準(zhǔn)期間一開始測定出系數(shù)k0、kl和k2以及具有其系數(shù)的多項式P。
[0022]在尤其優(yōu)選的實施方案中，與所述偏差成正比地校正系數(shù)k0的數(shù)值。因此從單位長度的平均“微波”質(zhì)量和從增塑劑施加中測定出的單位長度的參考質(zhì)量的差值中得到k0的校正。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，從存儲容器將增塑劑施加到濾嘴絲束帶上，其中測量出存儲容器的重量減小以便測定施加的增塑劑的單位時間參考質(zhì)量。存儲容器的重量隨著將增塑劑連續(xù)施加到濾嘴絲束帶上而連續(xù)減小。假設(shè)增塑劑連續(xù)流動到濾嘴絲束帶上，則重量減小對應(yīng)于所施加的增塑劑的單位時間參考質(zhì)量。但是，如果該增塑劑流不是連續(xù)的，則必須適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大用于測定參考質(zhì)量的時間窗口，從而可以忽略在增塑劑的施加強度方面的波動。采用最終連續(xù)濾嘴桿的輸送速度或者在該時間窗口中產(chǎn)生出的濾嘴桿的計數(shù)，將單位時間質(zhì)量轉(zhuǎn)換成單位長度質(zhì)量，即將單位時間參考質(zhì)量乘以桿速度或者除以桿數(shù)量。
[0024]在根據(jù)本發(fā)明的方法的可選實施方案中，從存儲容器將增塑劑施加到濾嘴絲束帶上，其中為了測定所施加的增塑劑的單位時間參考質(zhì)量，通過連續(xù)填注液位計測量出存儲容器的填注液位減小。將增塑劑施加到濾嘴絲束帶上連續(xù)地降低存儲容器的填注液位。由此，單位時間內(nèi)施加的增塑劑鉤僅僅通過容器重量測量來計算。這樣也采用成品的連續(xù)濾嘴桿的輸送速度或者在該時間窗口中產(chǎn)生出的濾嘴桿的計數(shù)將單位時間質(zhì)量轉(zhuǎn)換成單位長度的質(zhì)量。
[0025]可選的是，可以測量出穿過供給管線進(jìn)行增塑劑施加的增塑劑體積，以便測定出所施加的增塑劑的單位時間參考質(zhì)量。增塑劑通常通過供給管線從存儲容器輸送給濾嘴桿制造設(shè)備的位置，在那里例如采用旋轉(zhuǎn)刷施加?？梢酝ㄟ^測量在供給管線中的體積流量并且考慮連續(xù)濾嘴桿的速度或濾嘴桿的數(shù)量來得到增塑劑的單位長度的平均質(zhì)量。
[0026]通過根據(jù)本發(fā)明的方法，連續(xù)測定出增塑劑的單位長度平均質(zhì)量。因此，單位長度的平均質(zhì)量是連續(xù)重新計算出的運動測量值。
[0027]在優(yōu)選實施方案中，也連續(xù)測定出增塑劑的參考質(zhì)量偏差，并且優(yōu)選的是連續(xù)校正從微波諧振器的測量變量中測定出的增塑劑質(zhì)量。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選改進(jìn)方面中，根據(jù)微波諧振器的測量變量測定出濾嘴桿的水分值，并且考慮針對增塑劑的單位長度質(zhì)量的校正值。如已經(jīng)在一開始所提到的一樣，在水分測量技術(shù)中已知的是，商B/A與所測量的材料的水分成正比。因為在香煙濾嘴桿的生產(chǎn)期間，在該水分值中也反映出所施加的增塑劑的質(zhì)量，可以通過考慮增塑劑的質(zhì)量來改善水分值。通過調(diào)節(jié)至增塑劑的單位長度質(zhì)量的校正值，也可以獲得可靠的水分測量值。
[0029]水分值Ψ優(yōu)選根據(jù)下面的公式測定:
[0030]ψ=?Ο+Π*Φ+?2*πιΙ
[0031]其中f0、fl和f2為常數(shù)，Φ為諧振偏移A和譜線變寬B的商，并且mw為增塑劑的校正質(zhì)量值。
[0032]在根據(jù)本發(fā)明的方法的尤其優(yōu)選的另一個改進(jìn)方面中，也測量出在濾嘴絲束條帶的纖維上擴(kuò)散的在紅外或可見波長區(qū)域中的電磁輻射強度。與微波測量相反，在這里沒有采用濾嘴絲束帶的介電特性，而是采用具有散射的表面特性。根據(jù)測量出的強度S，針對從微波變量中測定出的增塑劑的單位長度質(zhì)量計算出附加的校正項。該方法的這個進(jìn)一步的改進(jìn)方面基于這樣的認(rèn)識，即微波諧振器的測量變量Φ基本上取決于增塑劑的質(zhì)量和在濾嘴絲束條帶中的水分，但是絲束質(zhì)量的影響很小。相比，如果采用激光強度作為電磁輻射，在該激光在濾嘴絲束帶中散射時，則在更多纖維沒有位于光束通道中時強度更強烈地減小。因此，該變量僅僅取決于在光束通道中的總絲束纖維表面，并且不取決于或者只是稍微取決于水分含量和所施加的增塑劑。通過考慮激光信號強度，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠?qū)е陆z束材料的絲束微波三乙酸甘油酯數(shù)值的獨立性仍然改善。
[0033]為了反映濾嘴絲束材料的變化以及相關(guān)的纖度變化，可以根據(jù)絲束材料的纖度測定出從微波諧振器的測量變量中測定出的增塑劑單位長度質(zhì)量的另一個附加的校正變量。增塑劑的單位長度質(zhì)量mw優(yōu)選根據(jù)下面的公式計算出:
[0034]mw=kO+kl*A+k2*B+P ( Φ )+k3*log (S*G/F),[0035]其中k0、kl、k2和k3為常數(shù),A為諧振偏移,B為譜線變寬，Φ為A和B的商、P為取決于Φ的多項式、G為濾嘴絲束帶的質(zhì)量，并且F為具有規(guī)定長度的濾嘴絲束帶的單根纖維的質(zhì)量。絲束材料的纖度通常以“F-Y-G”的形式規(guī)定，其中F為纖維的質(zhì)量，G為在標(biāo)準(zhǔn)長度通常為9km的情況下以克為單位規(guī)定的總帶的質(zhì)量。由于施加散射電磁輻射的強度S，所以采用來自纖度的已知數(shù)值G和F，可以測定出單位長度的校正增塑劑質(zhì)量，這確保了隨著絲束材料變化纖度的獨立性改善。只是在設(shè)備的操作人員終端的鍵盤輸入變量F和G就足夠了。
[0036]對于根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選采用三乙酸甘油酯作為連續(xù)濾嘴桿的增塑劑，它優(yōu)選通過旋轉(zhuǎn)刷或通過噴嘴以流體的形式施加到濾嘴絲束帶上。
[0037]本發(fā)明的目的還通過根據(jù)權(quán)利要求16所述的用于在煙草加工工業(yè)中生產(chǎn)連續(xù)濾嘴桿的設(shè)備來實現(xiàn)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備使之能夠在在線測量增塑劑含量的情況下生產(chǎn)出煙草加工工業(yè)的連續(xù)濾嘴桿。根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)備配備有微波諧振器，用來測量移動經(jīng)過的連續(xù)濾嘴桿的諧振頻率偏移(A)和譜線變寬(B)。另外，設(shè)有測量裝置，用來測量施加到濾嘴絲束帶上的增塑劑在較長時期內(nèi)單位時間的參考質(zhì)量。該較長的時間優(yōu)選至少與周期出現(xiàn)的水分變化的最短時間一樣長，即絲束的提起位置從濾嘴絲束包來回運行的時間。將微波諧振器和參考測量裝置的測量值提供給評估單元。評估單元從微波諧振器的測量數(shù)值中測定出增塑劑的單位長度質(zhì)量。另外，該評估單元從參考測量裝置測量出的測量值中測定出單位長度參考質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明，評估單元對由參考測量裝置測定的基于增塑劑的平均單位長度質(zhì)量從微波測量中獲得的增塑劑單位長度質(zhì)量進(jìn)行校正。該裝置優(yōu)選設(shè)計成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0039]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，參考測量裝置構(gòu)建為標(biāo)尺，用來檢測在存儲容器中增塑劑的單位時間質(zhì)量變化。根據(jù)單位時間質(zhì)量變化，同時考慮濾嘴絲束帶的輸送速度或濾嘴桿的數(shù)量，可以測定出單位長度的增塑劑的平均參考質(zhì)量。
[0040]在本發(fā)明的另一個實施方案中，參考測量裝置構(gòu)建為連續(xù)填注液位測量裝置，用來檢測在存儲容器中用于增塑劑的單位時間填注液位變化。該連續(xù)填注液位測量裝置可以構(gòu)建為電容傳感器、超聲波經(jīng)過時間傳感器、微波經(jīng)過時間傳感器或者機械漂浮傳感器?？梢愿鶕?jù)單位時間的液位變化同時考慮增塑劑容器的校準(zhǔn)曲線、濾嘴絲束帶的輸送速度或濾嘴桿的數(shù)量來測定單位長度的增塑劑平均參考質(zhì)量。
[0041]可選的是，或者另外，參考測量裝置設(shè)計為體積流量計，用來檢測在增塑劑施加期間單位時間的體積?？梢愿鶕?jù)在較長時期內(nèi)測定出的單位時間增塑劑流量，同時考慮單位長度的增塑劑容器的校準(zhǔn)曲線、濾嘴絲束帶的輸送速度或濾嘴桿的數(shù)量，來測定出單位長度的平均參考質(zhì)量。
[0042]另外，可以采用不同的用于單位長度增塑劑質(zhì)量的參考測量的方法的組合，以便實現(xiàn)參考測量的測量精度改進(jìn)，例如在自動填注三乙酸甘油酯容器時檢測在設(shè)備中的不同操作狀態(tài)。
[0043]在另一個優(yōu)選實施方案中，提供在可見或紅外波長范圍內(nèi)的激光，并且為在濾嘴絲束帶處散射的激光提供強度傳感器。評估單元根據(jù)測量出的散射激光的強度校正增塑劑的單位長度質(zhì)量，從而可以獲得與濾嘴絲束的纖度無關(guān)的三乙酸甘油酯測量。【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]在下面采用示例性實施方案對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)說明。在這些附圖中:
[0045]圖1顯示出濾嘴桿制造設(shè)備的示意圖，其在連續(xù)濾嘴桿處具有微波傳感器并且針對甘油三乙酸酯容器采用標(biāo)尺進(jìn)行甘油三乙酸酯參考測量；
[0046]圖2顯示出濾嘴桿制造設(shè)備的示意圖，其在連續(xù)濾嘴桿處具有微波傳感器并且針對甘油三乙酸酯容器采用連續(xù)罐裝液位測量裝置進(jìn)行甘油三乙酸酯參考測量；
[0047]圖3顯示出濾嘴桿制造設(shè)備的示意圖，其在連續(xù)濾嘴桿處具有微波傳感器并且在甘油三乙酸酯容器和甘油三乙酸酯施加單元之間的生產(chǎn)線中采用流量測量進(jìn)行甘油三乙酸酯參考測量；
[0048]圖4顯示出濾嘴桿制造設(shè)備的示意圖，其在連續(xù)濾嘴桿處具有微波傳感器，具有用于針對纖度變化的改進(jìn)的甘油三乙酸酯校正裝置的紅外激光傳感器，并且通過用于甘油三乙酸酯的標(biāo)尺進(jìn)行甘油三乙酸酯參考測量；
[0049]圖5顯示出針對單位濾嘴桿長度的甘油三乙酸酯含量的不同纖維束質(zhì)量和纖維束纖度的測量值A(chǔ)和B的商Φ=Β/Α的依賴性；并且
[0050]圖6顯示出根據(jù)單位長度的參考甘油三乙酸酯含量單位長度的微波甘油三乙酸酯數(shù)值對于不同絲束質(zhì)量和絲束纖度的依賴性以及在濾嘴絲束中的水分波動的破壞性影響。
【具體實施方式】
[0051]圖1顯示出用于甘油三乙酸酯參考測量的微波傳感器10和甘油三乙酸酯標(biāo)尺13的濾嘴桿煙卷制造設(shè)備的示意圖。按照已知的方式生產(chǎn)連續(xù)煙卷濾嘴桿7。濾嘴絲束帶2從濾嘴絲束包I供應(yīng)到濾嘴絲束拉伸和松弛單元3。在濾嘴絲束帶離開拉伸和松弛單元之后，在下面的步驟中將三乙酸甘油酯施加到其上。采用三乙酸甘油酯涂覆裝置4將三乙酸甘油酯17施加到濾嘴絲束帶上。將濾嘴絲束帶提供給用于形成桿的入口通道5。用于卷繞桿的紙張從紙卷筒6提供給在入口通道5中運行的帶。將膠8提供給局部卷繞的濾嘴桿，并且在加熱區(qū)9中硬化。
[0052]在加熱區(qū)9之后設(shè)置用于測量的微波諧振器10。隨后通過切割裝置11將所生產(chǎn)出的連續(xù)濾嘴桿切割成濾嘴桿。
[0053]三乙酸甘油酯17從通過供應(yīng)管線15與三乙酸甘油酯涂覆裝置4連接的三乙酸甘油酯容器12中提供。采用用于測定參考三乙酸甘油酯質(zhì)量的標(biāo)尺13連續(xù)測量出在三乙酸甘油酯容器12中的質(zhì)量變化。
[0054]微波測量裝置16評估了微波諧振器10的測量信號和來自標(biāo)尺13的測量值。
[0055]微波諧振器10可以例如為輪廓諧振器，尤其具有非常小空間要求的結(jié)構(gòu)，從而它隨后也可以安裝在濾嘴桿制造設(shè)備中。與空的諧振器相比，微波諧振器測量出由連續(xù)香煙桿引起的諧振曲線的諧振頻率偏移A和譜線變寬B。由于連續(xù)濾嘴桿的介電特性，在微波諧振器中形成的諧振在其諧振頻率方面偏移，并且諧振變寬。
[0056]圖2顯示出如圖1所示在連續(xù)濾嘴桿7處具有微波傳感器10的濾嘴桿制造設(shè)備的示意圖。但是，這里通過用于三乙酸甘油酯容器的連續(xù)填注液位測量裝置13a來實現(xiàn)三乙酸甘油酯參考測量。該連續(xù)填注液位測量可以構(gòu)建為電容傳感器、超聲波經(jīng)過時間傳感器、微波經(jīng)過時間傳感器或機械漂浮傳感器。
[0057]圖3顯示出如圖1和2所示在連續(xù)濾嘴桿7處具有微波傳感器10的濾嘴桿制造設(shè)備的示意圖。但是，這里通過對在供應(yīng)管線15中的三乙酸甘油酯流體14的體積進(jìn)行流量測量來實現(xiàn)三乙酸甘油酯參考測量。
[0058]圖4顯示出如圖1、2和3所示在濾嘴桿7處具有微波傳感器10的濾嘴桿制造設(shè)備的示意圖，其中例如通過采用標(biāo)尺13測量三乙酸甘油酯容器12的重量損失來進(jìn)行三乙酸甘油酯參考測量。另外，在濾嘴桿7處安裝有紅外激光測量裝置10a，以便在纖度變化的情況下校正微波三乙酸甘油酯信號，從而改善校準(zhǔn)與纖度的不相關(guān)性。
[0059]圖5顯示出針對四種不同的纖度值的三乙酸甘油酯含量的B和A的acetan商的趨勢，在三乙酸甘油酯含量上具有小幅增大的明顯趨勢。該圖還顯示出，B和A的商與濾嘴絲束質(zhì)量和濾嘴絲束纖度無關(guān)。但是同時，水分上存在明顯的相關(guān)性，這用于使得測量數(shù)值圍繞著所繪制的最佳擬合線分散。在圖5中的測量值中所內(nèi)在的在水分上的這種較低相關(guān)性可以通過與用于三乙酸甘油酯含量的長期參考值進(jìn)行周期性比較采用根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行補償，從而通過采用單個微波諧振器進(jìn)行測量，能夠可靠地在線測定出用于連續(xù)濾嘴桿的單位長度的三乙酸甘油酯質(zhì)量。
[0060]圖6顯示出單獨從在濾嘴桿處微波諧振器的數(shù)據(jù)A、B和B/A得到的單位長度三乙酸甘油酯數(shù)值相對于參考三乙酸甘油酯數(shù)值的關(guān)系。該曲線圖顯示出不同的絲束質(zhì)量和不同的絲束纖度對微波三乙酸甘油酯數(shù)值幾乎沒有任何影響。但是，所測定的單位長度三乙酸甘油酯數(shù)值取決于在濾嘴絲束中的水分波動。所繪制的最佳擬合線清楚表明，可以從所測量出的數(shù)值中可靠地消除由于在濾嘴絲束中的水分波動造成的影響。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的方法利用了這樣的事實，即變量A和B與在連續(xù)濾嘴桿中的所有獨立參數(shù)線性相關(guān)。雖然A和B的上與絲束質(zhì)量和纖度無關(guān)，但是它取決于三乙酸甘油酯含量和水分。因此，如果已知這些線性組合的系數(shù)，則可以通過A、B和B/A的線性組合將三乙酸甘油酯含量給出為單位長度質(zhì)量。這些系數(shù)通過一次校準(zhǔn)程序來測定。這樣，所施加的三乙酸甘油酯的單位長度質(zhì)量從下面的公式中得到:
[0062]mw=kO+kl*A+kl*B+k3 ( Φ ),
[0063]偶爾，也可以用arctanB/A代替系數(shù)Φ =B/A。
[0064]測試已經(jīng)表明，尤其可以通過增加商Φ/B/A的權(quán)重來提高三乙酸甘油酯含量的測定精度。因此，例如公式mw=kO+kl*A+k2*B+k3*(D+k4* (Φ)2已經(jīng)更加精確，但是它需要在校準(zhǔn)過程測定另一個系數(shù)k4。
[0065]商Φ=Β/Α或者相應(yīng)的arctanO或者數(shù)值Φ的另一個函數(shù)只是取決于濾嘴桿的三乙酸甘油酯和水分的含量，從而具有已知的三乙酸甘油酯值Hlw的水分值Ψ可以表示為:
[0066]W=fO+fl*C>+f2*mw
[0067]在單位濾嘴長度的三乙酸甘油酯質(zhì)量隊和水分?jǐn)?shù)值Ψ已知的情況下，可以從所測量出的A數(shù)值和/或所測量出的B數(shù)值測定出絲束含量的表面密度量。用于絲束含量的變量根據(jù)下面的公式表示為單位長度的質(zhì)量:
[0068]mT=tO+t l*A+t2*B+t3*mw+t4* Ψ
[0069]其中tl至t4為通過校準(zhǔn)測定的常數(shù)。[0070]在上面公式測定出的三乙酸甘油酯質(zhì)量、水分和絲束表面質(zhì)量的數(shù)值為正好位于微波諧振器的測量范圍中的部分連續(xù)濾嘴桿的瞬時數(shù)值。該測量范圍可以具有Imm或更大的長度。因此，這樣可以在連續(xù)濾嘴桿中測量出測量變量的曲線，并且例如可以測定出三乙酸甘油酯的局部分布。
[0071]可以根據(jù)基于傳感器的高測量空間解析率來檢測出由于在例如涂覆單元中滴落的三乙酸甘油酯而導(dǎo)致的三乙酸甘油酯聚集。這種濾嘴桿在切割程序之后可以去除以不進(jìn)行下面的處理。可以按照適時的方式檢測出由于高三乙酸甘油酯濃度而導(dǎo)致的在生產(chǎn)過程期間在濾嘴桿中的孔的化學(xué)燃燒(“熱熔融”現(xiàn)象)，并且可以使之轉(zhuǎn)換。
[0072]還有，可以按照適時的方式檢測出例如由于刷子轉(zhuǎn)速不正確而導(dǎo)致的沒有充分調(diào)節(jié)三乙酸甘油酯涂覆，并且將它顯示并且校正。
[0073]另外，可以通過調(diào)節(jié)絲束含量來利用在不同包之間的水分波動，從而最終的濾嘴桿在與環(huán)境進(jìn)行水分均衡中具有其目標(biāo)重量和其目標(biāo)壓降值。
[0074]可以通過檢測單位桿長的濾嘴絲束質(zhì)量來補償例如由于長絲斷裂而導(dǎo)致的濾嘴絲束品質(zhì)波動，因此成品的濾嘴桿具有其目標(biāo)重量和其目標(biāo)壓降值。
[0075]根據(jù)本發(fā)明也在用于曲線的數(shù)值中獲得了高的精度，因為對三乙酸甘油酯含量進(jìn)行了長期參考測量，在更長時期內(nèi)通過測量三乙酸甘油酯容器的重量減小或填注液位減小來檢測出從三乙酸甘油酯容器中定量分配出的三乙酸甘油酯。同樣，在存儲容器和三乙酸甘油酯涂覆腔室之間的三乙酸甘油酯流量可以在更長時期內(nèi)測定出，其中該時期必須足夠長以對在三乙酸甘油酯流量中的波動取平均值。同時，包括連續(xù)濾嘴桿的速度或刀片轉(zhuǎn)動的測量導(dǎo)致測定出在相同時期內(nèi)生產(chǎn)出的濾嘴桿的數(shù)量，因此可以通過統(tǒng)計軸編碼器脈沖數(shù)量來測定出單位濾嘴桿長度的三乙酸甘油酯含量。另一方面，可以將從供應(yīng)源測定出的取平均值的參考三乙酸甘油酯數(shù)值與在相同時期內(nèi)測定出的微波三乙酸甘油酯數(shù)值進(jìn)行線性比較，并且通過測定三乙酸甘油酯質(zhì)量來改變絕對項k0，從而可以進(jìn)行補償，從而從微波諧振器的測量變量中獲取的三乙酸甘油酯信號對應(yīng)于從三乙酸甘油酯供應(yīng)源測量中得到的取平均值的參考三乙酸甘油酯值。
[0076]與提供給濾嘴絲束帶的長期單位時間參考質(zhì)量的測量一起，可以參考從紅外激光測量裝置中發(fā)出的另一個信號，這幾乎不會受到三乙酸甘油酯含量和水分影響，但是相反明顯受到絲束質(zhì)量影響。通過使得其光束偏轉(zhuǎn)穿過單根纖維的表面并且在其上散射來形成紅外激光信號，并且在光束通道中存在更多纖維時信號強度在通過濾嘴桿之后會更強烈的衰減。在纖維表面處存在光束散射，所以纖維材料的水分或三乙酸甘油酯含量在這散射方面影響很小。該信號只是對隨著例如絲束類型變化而出現(xiàn)的在纖維含量方面的變化起作用。濾嘴絲束包的纖度“F-Y-G”由纖維質(zhì)量F和在規(guī)定長度處以克為單位的帶總質(zhì)量G來限定。如果將所測量出的散射激光的強度S乘以由系數(shù)G/F表示的纖維數(shù)量，則濾嘴絲束信號結(jié)果與纖度無關(guān)。由于另一方面，激光信號隨著絲束質(zhì)量增大而呈指數(shù)減小，所以在log(S*G/F)和絲束質(zhì)量之間存在線性關(guān)系，這與三乙酸甘油酯和水分無關(guān)。因此，進(jìn)一步得到改善的增塑劑的單位長度質(zhì)量數(shù)值mw可以表示為:
[0077]mw=kO+kl*A+k2*B+k3*B/A+k4*log (S*G/F)。
[0078]通過這些變量，也可以采用從三乙酸甘油酯供應(yīng)源中測定出的取平均值的單位長度參考質(zhì)量校正絕對項k0。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在濾嘴桿制造設(shè)備上在線測量連續(xù)濾嘴桿中的增塑劑的方法，該方法包括以下步驟: 在移動經(jīng)過的連續(xù)濾嘴桿處利用微波諧振器測量出諧振偏移(A)和譜線變寬(B); 從所述微波諧振器的測量變量(A，B)中測定出增塑劑的單位長度質(zhì)量； 在將所述增塑劑涂覆到濾嘴絲束帶上的情況下測量出單位時間所施加的增塑劑的參考質(zhì)量； 從測量出的在一段時間上施加的增塑劑質(zhì)量中測定出增塑劑的單位長度的平均參考質(zhì)量; 在測定所述增塑劑參考質(zhì)量的同一時期內(nèi)，采用所述微波諧振器的測量變量取所測定出的增塑劑單位長度的平均質(zhì)量值； 測定在所述單位長度質(zhì)量的平均參考數(shù)值和平均單位長度質(zhì)量之間的偏差；以及 根據(jù)所測定出的偏差校正從所述微波諧振器的測量變量中測定出的所述單位長度質(zhì)量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用于測定所述參考質(zhì)量的時間至少為所述濾嘴絲束的提起位置相對于濾嘴絲束包的來回運行持續(xù)時間。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在測定所述參考質(zhì)量的時期內(nèi)，實現(xiàn)將從所述微波諧振器中測定出的數(shù)值取平均值。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)下面的公式測定出增塑劑的單位長度質(zhì)量mw:
mw=kO+kl*A+k2*B+P (Φ), 其中A為諧振偏移，B為譜線變寬，k0、kl、k2為系數(shù)，Φ為A和B的商,并且P為取決于Φ的多項式或Φ的函數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過在從微波測量中得到的平均三乙酸甘油酯和參考測量的參考三乙酸甘油酯含量之間所測定的偏差值來校正常數(shù)kO的數(shù)值。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其特征在于，將所述增塑劑從存儲容器施加到所述濾嘴絲束帶上，并且測量出所述存儲容器的重量減小以測定出增塑劑的單位長度參考質(zhì)量。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，將所述增塑劑從存儲容器施加到所述濾嘴絲束帶上，并且測量出所述存儲容器的填注液位的變化以便測定增塑劑的單位長度參考質(zhì)量。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，將所述增塑劑從存儲容器施加到所述濾嘴絲束帶上，并且測量出送入到供給管線中的體積以便測定增塑劑的單位長度參考質(zhì)量。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，連續(xù)測定出增塑劑的平均單位長度質(zhì)量。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，連續(xù)測定出所述偏差。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于，連續(xù)校正從所述微波諧振器的測量變量中測定出的質(zhì)量。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述微波諧振器的測量變量和針對增塑劑單位長度質(zhì)量的校正值來測定用于濾嘴桿的水分值。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，根據(jù)下面的公式測定水分值Ψ: Ψ=--+Π*Φ+?.2*πν 其中fO、fl和f2為系數(shù)，Φ為諧振偏移A和譜線變寬B的商或者所述商的函數(shù)，并且mff為增塑劑的單位長度質(zhì)量的校正值。
14.如權(quán)利要求2和13中任一項所述的方法，其特征在于，下面的方法步驟: 測量在所述濾嘴絲束帶處散射的、在可見或紅外范圍內(nèi)的輻射的強度S ;并且 針對從微波變量測定出的增塑劑單位長度，根據(jù)所述強度S測定出另外的校正項。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，從下面的公式中測定出增塑劑的單位長度質(zhì)星%:
mw=kO+kl*A+k2*B+P ( Φ )+k3*log (S*G/F)。 其中k0、kl、k2和k3為系數(shù)，A為諧振偏移，B為譜線變寬，Φ為A和B的商、P為取決于Φ的多項式或Φ的函數(shù)、G為所述濾嘴絲束帶的質(zhì)量，并且F為具有規(guī)定長度的濾嘴絲束帶的單根纖維的質(zhì)量。
16.一種用于在煙草加工工業(yè)中在線測量在連續(xù)濾嘴桿(7)中的增塑劑含量的設(shè)備，該設(shè)備具有: 微波諧振器(10)，用來測量移動經(jīng)過的連續(xù)濾嘴桿的諧振偏移(A)和譜線變寬(B)， 測量裝置，用來測量施加到濾嘴絲束帶(2)上的增塑劑的單位時間參考質(zhì)量， 評估單元(16)，其被提供所述微波諧振器和所述參考測量裝置的測量值，所述評估單元用來: 從所述微波諧振器的測量數(shù)值中測定出所述增塑劑的單位長度質(zhì)量； 從所述參考測量裝置測量出的測量值中測定出單位長度的平均參考質(zhì)量； 基于與增塑劑的單位長度的平均參考質(zhì)量的偏差校正增塑劑的單位長度質(zhì)量。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，天平裝置被提供作為參考測量裝置，用來檢測所述增塑劑在所述存儲容器中單位時間的參考質(zhì)量變化。
18.根據(jù)如權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其特征在于，所述參考測量裝置檢測所述存儲容器的填注液位的變化。
19.如權(quán)利要求16至18中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述參考測量裝置具有體積流量計，用來在施加增塑劑的期間檢測單位時間的體積。
20.如權(quán)利要求16至19中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，針對在所述濾嘴絲束帶處散射的激光設(shè)置激光器和光強傳感器，其中所述評估單元根據(jù)被散射的激光強度校正所述增塑劑的單位長度質(zhì)量。
【文檔編號】G01N22/00GK103597342SQ201280007664
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月26日
【發(fā)明者】D·Y·揚切夫, U·施萊姆, R·赫爾曼 申請人:特夫斯電子有限責(zé)任兩合公司, 艾格爾集團(tuán)股份公司