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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung der Feuchtigkeit eines sich bewegenden dielektrischen Bandes, mit einem Abnehmer für elektrostatische Ladungen, welche während der Bewegung des
Bandes auf dieses aufgebracht werden, und einem an den Abnehmer angeschlossenen, auf ein vorgegebenes
Frequenzband abgestimmten Verstärker, dessen von einem Anzeigegerät angezeigtes Ausgangssignal der Feuchte des Bandes proportional ist. Derartige Einrichtungen können bei der technologischen Kontrolle der Qualität von
Papier, Gewebe und andern Materialien, die eine verhältnismässig niedrige elektrische Leitfähigkeit aufweisen, verwendet werden. Die elektrostatischen Ladungen entstehen infolge der Reibung des Bandes an diversen
Maschinenteilen während seiner Bewegung.
Bei einer seit langem bekannten Einrichtung besteht der Abnehmer der elektrostatischen Ladungen aus einigen Bürsten, die durch Bündel von blanken Leitern gebildet sind. Die Enden dieser Leiter sind untereinander elektrisch verbunden und an ein Elektroskop angeschlossen.
Je nach der Feuchte des Materials ändert sich die Ladungsmenge, die über die Bürsten auf das Elektroskop gelangt und eine Änderung des Spreizungswinkels seiner Blättchen hervorruft, nach dessen Grösse man auf die
Feuchtigkeit schliesst.
In einer solchen Einrichtung müssen die Bürsten zur genauen Feuchtemessung in ständigem Kontakt mit dem Band gehalten sein. Eine Änderung des Andruckgrades infolge des unvermeidlichen Verschleisses der Bürsten führt dabei zu einer Verfälschung der Ergebnisse der Feuchtemessung infolge einer unvollständigen Abnahme der
Ladungen. Ausserdem muss berücksichtigt werden, dass eine solche Messeinrichtung nur für grobe Messungen vom
Typ"trocken","feucht"und"normal"geeignet ist. Genauere, kontinuierliche Messungen sind mit einer derartigen Einrichtung unmöglich.
Diese Nachteile wurden mit Hilfe von Einrichtungen beseitigt, die auf der Messung von irgendwelchen
Charakteristiken des elektromagnetischen Feldes beruhen, das durch die Ladungen des sich bewegenden Bandes hervorgerufen wird.
Eine derartige Messeinrichtung weist einen Empfänger der elektromagnetischen Schwingungen auf, welcher an den Eingang eines Verstärkers angeschlossen ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers ist der Intensität des elektromagnetischen Feldes und folglich der Materialfeuchtigkeit proportional.
Der Empfänger einer solchen Messeinrichtung stellt eine gewöhnliche Antenne, d. h. einen Draht dar, der über die gesamte Breite des sich bewegenden Bandes in einem Abstand von diesem gespannt ist. Die bei den
Entladungen entstehenden elektromagnetischen Schwingungen werden von der Antenne empfangen und gelangen in den Verstärker.
Eine solche Einrichtung gestattet zwar, wie oben erwähnt, die Messgenauigkeit zu erhöhen, sieht aber eine
Gesamtmessung der Materialfeuchte über die ganze Breite des Bandes vor, ermöglicht also keine Feuchtemessung in einzelnen Punkten der Bandbreite.
Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung, mit welcher die Feuchtemessung auf einem schmalen Streifen des Bandes durchgeführt und somit die Messgenauigkeit erhöht werden kann.
Dieses Ziel wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Bauart erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Abnehmer zugleich ein Speicher für die elektrostatischen Ladungen ist, der während der Messung in unmittelbarer Nähe des Bandes oder in Berührung mit diesem gehalten ist, und dass zwischen den Speicher und den Eingang des Verstärkers eine Spitze-Platte-Funkenstrecke eingeschaltet ist.
Der Vorteil einer derartigen Einrichtung besteht darin, dass der Speicher der elektrostatischen Ladungen mit wesentlich geringeren Ausmassen ausgeführt werden kann, wodurch die Möglichkeit der Messung in einer schmalen Zone, genauer gesagt, entlang einer Linie des Bandes gegeben ist. Die erfindungsgemässe Einrichtung weist darüberhinaus eine sehr hohe Messgenauigkeit der Feuchtigkeit auf, denn diese wird auf Grund der Stärke des elektromagnetischen Feldes bestimmt.
Der Speicher kann als Metallkugel ausgebildet sein, die in einer von einer Feder gegen das Band gedrückten Fassung festgehalten ist. Der Speicher kann auch als Metallkugel ausgebildet sein, die von einer in einer Fassung angeordneten Feder gegen das Band gedrückt ist. Diese beiden Ausgestaltungen gewährleisten ein elastisches Andrücken des Speichers an das Band.
Die Spitze-Platte-Funkenstrecke kann ein dielektrisches Gehäuse aufweisen, in dem in einem regelbaren Abstand die mit dem Abnehmer verbundene Spitze und die an den Eingang des Verstärkers angeschlossene Platte angeordnet sind. Eine solche Ausbildung gewährleistet das Entstehen des elektromagnetischen Feldes unter vollkommener Ausnutzung der Speicherladungen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. l ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemässen Einrichtung zur Messung der Feuchtigkeit, Fig. 2 eine Variante der gerätetechnischen Ausführung des Speichers, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Speichers und Fig. 4 eine Ausführungsform der Spitze-Platte-Funkenstrecke.
Die Einrichtung zur Feuchtemessung enthält einen Speicher--l-- (Fig. l) der elektrostatischen Ladungen, eine Spitze-Platte-Funkenstrecke --2-- und einen Verstärker-3--für die elektrischen Schwingungen.
Der Speicher--l--liefert zusammen mit der Spitze-Platten-Funkenstrecke --2-- elektrische
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Schwingungen, die an den Eingang des Verstärkers --3-- gelangen. Als Eingang des Verstärkers dient ein Schwingkreis--4-, der auf ein Frequenzband von zirka 100 bis 200 kHz abgestimmt ist und von welchem
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Halbleiterdioden bestückt ist, und über einen Integrator --7-- an eine weitere Verstärkerstufe --8-angeschlossen, in deren Ausgangsstromkreis ein in Feuchteprozenten geeichtes Zeiger- bzw. Selbstschreibgerät --9-- geschaltet ist.
Der Speicher-l-stellt eine metallische Voll- und Hohlkugel dar. Die Kugel kann in einer Fassung --10-- (Fig. 2) angeordnet sein, die mit einer Feder --11-- versehen ist. Durch diese Feder läuft ein Leiter --12--, der den Speicher mit der Funkenstrecke verbindet. Mit der Feder-11-lässt sich der Druck der Kugel gegen das Band--13--regeln.
Gemäss einer andern Ausführungsvariante kann die Kugel unmittelbar durch eine Feder gegen das Band gedrückt werden. Eine Feder--14--wird zu diesem Zweck, wie in Fig. 3 gezeigt, in einer Fassung-15-angeordnet. Der die Kugel mit der Funkenstrecke verbindende Leiter wird dabei im Inneren der Fassung - untergebracht. Der Abnehmer bzw. Speicher der elektrostatischen Ladungen wird in der Regel als Kugel ausgeführt. Möglich sind jedoch auch andere Formen, beispielsweise eine elliptische Form, die zum Zwecke einer gewissen Erweiterung der Messbreite auf dem Band angewandt werden kann.
Die Spitze-Platte-Funkenstrecke --2-- weist ein Gehäuse-16- (Fig. 4) aus dielektrischem Material auf, z. B. aus organischem Glas, in dem sich eine Metallspitze-17--, die mit dem Speicher--l--verbunden ist, und eine durch einen Leiter --19-- mit dem Eingangsschwingkreis-4--des Verstärkers-3-- verbundene Metallplatte--18--befinden.
Die Platte--18--ist in im Bodenteil des Gehäuses --16-- mit einem Gewinde--20-eingeschraubt, damit man den Abstand zwischen der Spitze--17--und der Platte--18--regeln kann.
Der Feuchtemesser arbeitet folgendermassen :
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elektrostatischen Ladungen des Bandes influenziert. Die Menge der eintreffenden Ladungen ändert sich je nach dem Feuchtegrad. In der mit dem Speicher --1-- verbundenen Funkenstreifen --2-- erfolgt eine Entladung, die zu elektrischen Schwingungen führt, deren Stärke umso grösser ist, je niedriger die Feuchte des sich bewegenden Bandes ist. Diese elektrischen Schwingungen gelangen in den Schwingkreis --4-- und, nachdem sie die Einheiten-5, 6,7 und 8--des Verstärkers--3--passiert haben, auf das Anzeigegerät, dessen Anzeige der Feuchte des zu prüfenden Bandes proportional ist.
Die erfindungsgemässe Messeinrichtung gewährleistet eine Feuchtemessung mit hinreichend hoher Genauigkeit in jedem beliebigen Punkt bzw. entlang jeder beliebigen Linie der Bandbreite, so dass eine Prüfung der Gleichmässigkeit der Trocknung über die gesamte Bandbreite vorgenommen werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Messung der Feuchtigkeit eines sich bewegenden dielektrischen Bandes, mit einem Abnehmer für elektrostatische Ladungen, welche während der Bewegung des Bandes auf dieses aufgebracht werden, und einem an den Abnehmer angeschlossenen, auf ein vorgegebenes Frequenzband abgestimmten Verstärker, dessen von einem Anzeigegerät angezeigtes Ausgangssignal der Feuchte des Bandes proportional ist,
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