EP2690976A1 - Ortsaufgelöste messung wenigstens einer physikalischen eigenschaft eines stabförmigen artikels der tabak verarbeitenden industrie - Google Patents

Ortsaufgelöste messung wenigstens einer physikalischen eigenschaft eines stabförmigen artikels der tabak verarbeitenden industrie

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Publication number
EP2690976A1
EP2690976A1 EP12709807.7A EP12709807A EP2690976A1 EP 2690976 A1 EP2690976 A1 EP 2690976A1 EP 12709807 A EP12709807 A EP 12709807A EP 2690976 A1 EP2690976 A1 EP 2690976A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rod
measuring
shaped article
measuring device
physical property
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12709807.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Junge
Robert KIRCHENSTEIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
Publication of EP2690976A1 publication Critical patent/EP2690976A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/04—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving
    • G01B11/043—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving for measuring length
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/32—Separating, ordering, counting or examining cigarettes; Regulating the feeding of tobacco according to rod or cigarette condition
    • A24C5/34—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes
    • A24C5/3412—Examining cigarettes or the rod, e.g. for regulating the feeding of tobacco; Removing defective cigarettes by means of light, radiation or electrostatic fields

Definitions

  • the invention relates to a method for measuring at least one physical property of a rod-shaped article conveyed in the longitudinal axial direction of the tobacco-processing industry, in particular filter rod.
  • the invention further relates to a measuring apparatus for the spatially resolved measurement of a physical property of a rod-shaped article of the tobacco processing industry conveyed in a longitudinal direction in particular in a conveying line.
  • the invention further relates to the use of article speed and / or article position measurement for measuring a physical property of a longitudinally-aided rod-shaped article of the tobacco processing industry.
  • CONFIRMATION COPY to check a microwave.
  • the checking is done in the longitudinal axial promotion of the rod-shaped article between a filter rod transmitter and a filter rod receiver, in particular between a Abbrems- and accelerator roller pair, which ensure that the conveyed by a delivery line, in particular a conveyor tube, rod-shaped article spaced from the filter receiver.
  • the measurements carried out in EP 2 243 384 A1 serve to exclude defective filter rods from further processing.
  • EP 1 397 961 B1 describes a device for measuring the length and the diameter of rod-shaped articles which are conveyed in a pipeline, for which purpose the pipeline must be transparent or open in the measuring area.
  • DE 34 14 247 C2 discloses a device for measuring the diameter of rod-shaped or rod-shaped products of the tobacco-processing industry, which works via compressed air.
  • WO 2009/099793 A2 discloses an inspection system for filter rods containing at least one capsule.
  • a method for measuring at least one physical property of a rod-shaped article conveyed in the longitudinal axial direction of the tobacco-processing industry, in particular filter rod comprising the following method steps: pneumatic conveying of the rod-shaped article in a tubular conveying line,
  • the rod-shaped article is conveyed in a conveying line in the longitudinal axial direction.
  • the physical property of the rod-shaped article is carried out over the length of the rod-shaped article.
  • a rod-shaped article can be a multisegment filter and the physical property can be the length of a respective filter segment, the positioning of the respective filter segment, the degree of moisture of the respective filter segments, the filling amount with, for example, activated carbon granules, the absorption capacity in a predetermined, in particular optical, wavelength range, the optical surface condition, the position and / or the filling state of a capsule filled with liquid and / or the possible distance between see two filter segments be, in particular, time-resolved measured or become.
  • a position detection of the rod-shaped article takes place during the conveying of the rod-shaped article through the measuring region and an assignment of the detected position to the time-resolved measuring signal, so that a spatially resolved measuring signal is formed with a higher accuracy.
  • the term associating means linking and / or transforming within the scope of the invention.
  • detection is preferably carried out at least in a predefinable time interval or for a predeterminable section of the measuring range of a first measuring device, by means of which the physical property of the article is measured.
  • the position detection is preferably continuous.
  • the position detection is provided for compensating caused by speed changes of the respective article measurement errors.
  • a velocity profile of the rod-shaped article in the measuring range of the measuring device is measured.
  • An alternative or supplementary possibility is to generate a clock with the position detection of the rod-shaped article, which is used for the time-resolved measurement.
  • generating a clock also means triggering a measuring device or a first measuring device with which the physical property is measured.
  • the velocity profile can be passed as a profile curve of an evaluation, which folds the time-resolved measurement signal with the velocity profile or performs a transformation.
  • the time-resolved measurement signal can be multiplied by the velocity profile. As a result, any measurement error can be compensated.
  • the clock is used to convert the time-resolved measurement signal directly into a signal. which corresponds to a corresponding filter position. As a result, a spatially resolved measurement signal is formed directly.
  • the physical property is preferably a geometric property, in particular the length of the rod-shaped article, the diameter of the rod-shaped article, the position of a filter plug in the rod-shaped article and / or the position of a capsule in the rod-shaped article.
  • the physical property may also be one of the properties mentioned above. For example, this could also be the moisture of a filter rod or a degree of filling with a corresponding material.
  • filter plug is understood in the context of the invention, a filter segment.
  • the physical property is measured by means of electromagnetic radiation, in particular optical radiation, infrared radiation (IR radiation), microwave radiation, ultraviolet radiation (UV radiation) or X-radiation, radioactive radiation and / or by means of sound or compressed air and / or magnetic, capacitive or inductive.
  • electromagnetic radiation in particular optical radiation, infrared radiation (IR radiation), microwave radiation, ultraviolet radiation (UV radiation) or X-radiation, radioactive radiation and / or by means of sound or compressed air and / or magnetic, capacitive or inductive.
  • the position detection preferably takes place by means of electromagnetic radiation, in particular in the optical, infrared or ultraviolet range.
  • the position detection can be particularly simple, for example, by providing at least one line scan camera, which is aligned in the longitudinal axial direction to the conveying direction of the rod-shaped article.
  • a line camera is, for example, a line camera from the company Awaiba Lda., Madeira Technopolo, 9020-105 Funchal, Madeira, Portugal, in question, for example, a line camera DR-2x4k-7, for example, a measurement accuracy on a rod-shaped article Tobacco processing industry of 0, 1 mm with a 160 mm long filter rod allows.
  • the read-out speed of this line scan camera in dual mode is 160,000 readings per second.
  • a measuring apparatus for the spatially resolved measurement of a physical property of a rod-shaped article of the tobacco processing industry in particular pneumatically conveyed in a conveying line, in the longitudinal axial direction, in particular a filter rod, comprising a first measuring device, in a measuring range through which the a second measuring device, which provides a position detection and / or speed detection of the rod-shaped article in the first measuring range, wherein by means of an evaluation device from the time-resolved measurement using the position detection and / or speed detection from the second measuring device a spatially resolved measurement of the physical property of the rod-shaped article can be determined or determined.
  • the measuring apparatus preferably provides or comprises a corresponding evaluation device.
  • the evaluation device preferably generates a trigger signal for the time-resolved measurement of the physical property and makes this trigger signal available to the first measuring device.
  • This trigger signal may be a signal corresponding, for example, to 2,048 generated clocks by using a line scan camera with 2,048 pixels in the longitudinal axial direction, for example, each time the rod-shaped article is generated at the Prompt along the line camera covers another pixel, ie a shadowing of a corresponding pixel or a corresponding CCD element, a signal is generated, which is provided as a clock. Accordingly, such a clock can be made available by the fact that when leaving the area of the line camera, the rear article area no longer shields but releases pixel or CCD elements. These clocks provide a corresponding trigger signal.
  • the filter for covering a pixel or a CCD element in the longitudinal direction requires more time than before. This prolongs a clock cycle. This is important on the one hand for the positional accuracy of the measurement of the first measuring device and on the other hand also for the strength of the measuring signal, since a longer signal at a location of the rod-shaped article can generate a higher signal.
  • a normalization of the measurement signal at a variable speed of the measurement object, namely the rod-shaped article can also be carried out in the measurement range.
  • line Cameras are provided with more pixels, such as 2x 2,048 pixels or 4,096 pixels or even up to 16,384 pixels as in the line camera DR-16k-3.5 AWAIBA.
  • the existing pixels of a line scan camera can serve as a support points, which are input to a PLL (Phase-Locked Loop) or a phase locked loop or a clock multiplier or clock generator to a higher clock, for example, a twice as high or four times as high Generate clock, so that between the pixels several measurement signals are generated, which can be interpolated accordingly.
  • PLL Phase-Locked Loop
  • a clock multiplier or clock generator to a higher clock, for example, a twice as high or four times as high Generate clock, so that between the pixels several measurement signals are generated, which can be interpolated accordingly.
  • It can also be a line camera with even fewer pixels are used and done according to an interpolation on a clock increase.
  • Other pickup devices could be used, such as a row of photocells made up of a minimum of three photocells, but preferably a plurality of photocells, i.
  • line scan cameras which have a correspondingly high number of pixels, i. for example, have 2,048 pixels or more. It is also possible to combine the signals of several pixels in order to then use these as support points in order to enable triggering via these support points.
  • the evaluation device preferably transforms the time-resolved measurement of the physical property into a spatially resolved measurement.
  • a speed profile of the rod-shaped article can be picked up during conveying through the measuring range of the first measuring device and folded with the result of the time-resolved measurement.
  • the first measuring device is preferably a measuring device based on electromagnetic radiation, in particular optical radiation, infrared radiation, microwave radiation, ultraviolet radiation, X-radiation or radioactive radiation, or measures by means of sound or compressed air and / or measures magnetically, capacitively or inductively.
  • electromagnetic radiation in particular optical radiation, infrared radiation, microwave radiation, ultraviolet radiation, X-radiation or radioactive radiation, or measures by means of sound or compressed air and / or measures magnetically, capacitively or inductively.
  • the second measuring device is an electromagnetic radiation-based measuring device.
  • this is an optical measuring device.
  • an LED row is provided for illumination on a side transversely to the conveying direction of the rod-shaped article.
  • a focusing lens or a sierêtiv an image on a line camera or a CCD (charge-coupled device) take place, which has in particular a longitudinal extent in the conveying direction.
  • a radiation receiver is preferably provided in the second measuring device, which is or extends longitudinally in the direction of the conveying direction of the rod-shaped article.
  • the second measuring device preferably comprises two longitudinally extended radiation receivers, wherein in particular a first radiation receiver is arranged upstream of the measuring range of the first measuring device and a second radiation receiver is arranged downstream of the measuring range of the first measuring device.
  • a first radiation receiver is arranged upstream of the measuring range of the first measuring device
  • a second radiation receiver is arranged downstream of the measuring range of the first measuring device.
  • the physical property is measured over the length of the rod-shaped article, and in particular the correction of the measuring signal or the triggering of the first measuring device for the entire length of the rod-shaped article is carried out.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a measuring apparatus according to the invention, which is arranged on a conveying line for filter rods,
  • 2 is a schematic representation of a measuring device according to the invention for detecting the position and / or speed of a filter rod
  • 3 is a schematic diagram of the distance traveled over the time of a rod-shaped article
  • FIG. 4a shows schematically a measuring signal over time (time-resolved measuring signal)
  • Fig. 4b schematically a corrected measurement signal via a
  • FIG. 5 shows a schematic block diagram of a measuring method according to the invention and a measuring apparatus according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic block diagram of a measuring method according to the invention and a measuring apparatus according to the invention in another embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a plan view of a section of a delivery line 10 or a pipe section of a filter sending and receiving device, as shown, for example, in EP 2 243 384 A1.
  • Filter rods 1 1, 11 ', 11' are conveyed in the conveying direction in the conveying path comprising a conveying line 10.
  • a corresponding device for conveying filter rods to a filter magazine or a corresponding method for conveying filter rods to a filter magazine is, for example, by So-called filter rod feeding system FILTROMAT 3 FE the patent applicant known.
  • the filter rods are fed to a filter magazine transaxially.
  • the longitudinal axial funded filter rods are conveyed into corresponding receptacles of a drum, to then be further promoted queraxial.
  • the deceleration by means of the brake rollers 15 and the subsequent acceleration by means of the accelerator rollers 16 serves to provide distances between the longitudinally axially promoted filter rods 1 1, 1 1 'and 1 1 ", so that they can be safely inserted into corresponding receptacles of the receiving station.
  • the quality of capsules containing a liquid filling is provided by means of a microwave measuring device, as shown for example in FIG. 1 of the present application by the reference numeral 12. Henen filter rods checked.
  • the microwave measuring device 12 of the measuring apparatus 5 shown in FIG. 1 also serve.
  • the filter rods 1 1 to 1 1 are passed through a measuring region 13 of the microwave measuring device 12.
  • the delivery line 10 is in the measuring range, for example, as a plastic tube 14 or of a material that Alternatively, the line may also be partially open, for example slotted, at this point
  • an optical measuring device may also be provided or an infrared measuring device or a measuring device based on compressed air (cf. 34 14 247 C2 or EP 1 397 961 B1) or capacitive, inductive or similar. Reference is made to what has been described above.
  • the measuring apparatus 5 has at least one further measuring device, for example a camera line 21, which is arranged upstream of the measuring area 13, by means of which a velocity profile of the filter bar passing through the measuring area 13 can be recorded which can serve to specify a clock for the measuring device 12. This will be explained in more detail below.
  • the measuring apparatus 5 becomes even more accurate if another camera line 21 'is arranged downstream of the measuring area 13. It may also be that only one camera line 21 'is provided downstream of the measuring area 13.
  • the camera lines 21, 21 ' are arranged next to the conveyor line 10 and parallel thereto, and associated therewith on the other side of the conveyor line 10 for this purpose each have an illumination 20 or 20'.
  • FIG. 2 The combination of the illumination 20, 20 'with the respective camera line 21, 21' is shown very schematically.
  • Fig. 2 A more detailed representation can be seen in which it can be seen that between the conveyor line 10 and the camera line 21 and 21 ', a lens or a lens 24 is provided to the light beams 25 of the illumination 20 and 20 respectively to focus on the camera line 21 or 21 '.
  • Fig. 2 the longitudinal axis 26 of the filter rod 11 is shown schematically and the length I of the filter rod.
  • the delivery line 10 In order for light to pass through the delivery line 10, it is at least partially transparent.
  • two opposing and longitudinal axial extending slots in the tubes or in the delivery line 10 are formed, which are designed to be transparent.
  • the measured location of that capsule and, optionally, whether the capsule is actually filled with liquid or sufficiently filled with liquid are compared with set points. If the measured signal is not within a tolerance range of the set point, the corresponding filter rod is ejected at 22.
  • Another advantage of The measuring apparatus according to the invention and the method according to the invention now also lie in the fact that the time of ejection 22 of the filter rod can also be determined more accurately owing to the fact that the speed at the outlet of the filter rod 11 'from the measuring apparatus 5 is exactly known the ejection more accurately so that less rejects are produced.
  • Fig. 3 shows a schematic diagram of the distance traveled by the filter rod over time in the measuring area 13.
  • the slope of the lines indicated there are the respective speeds.
  • a first reference speed is shown, which may be, for example, the speed at which the filter rod enters the measuring area 13.
  • a second reference speed is shown, which may be, for example, the speed at which the filter rod exits the measuring range 13. It can be seen that the first reference speed is greater than the second reference speed.
  • the moving through the measuring area 13 filter rod is braked twice. This is represented by the kinks or discontinuities in the course of the measured speed 31.
  • the deviations 34 and 34 ' are shown in dashed lines with respect to the distance traveled, in this case at the end, ie when passing or passing through the filter rod through the entire measuring range 13.
  • the difference or the deviation 34 " can also be tapped at a previous time, so that during the entire measurement of the filter rod, the measuring location on the filter rod can be corrected or the measurement signal of the measuring device 12 can be adjusted according to the spatial resolution accordingly.
  • FIGS. 4 a) and 4 b in which a measuring signal U is shown over time t (see FIG. 4 a).
  • the measuring signal is shown at 35. This is the measurement on a filter rod which has two capsules filled with liquid.
  • a measurement signal U is shown schematically this time on the way s. Without correction for speed changes or an accurate position measurement would result in the uncorrected measurement signal 36 ', which is shown in dashed lines. With the correction, the measurement signal 36 'is transformed into a corrected measurement signal 37, which then also corresponds to the length of the filter rod I with regard to the distance traveled s. The second measuring peak of the measuring signal 36 'or of the measuring signal 35, which was converted without position or speed correction into a position signal 36', then shifts after the correction by the deviation 34 ".
  • the signal 36 or position signal 36 is passed from the camera lines 21, 21 'to an evaluation device 27 in a first embodiment.
  • the evaluation device 27 then generates a clock 38, by means of which the microwave measuring device 12 clocked to the actual position of the corresponding filter rod immediately generates a corrected measurement signal 37, which corresponds to the spatially resolved measurement signal 29.
  • FIG. 6 shows the measuring method according to the invention and the measuring apparatus according to the invention in a further schematic block diagram.
  • the evaluation device 27 is transmitted both the position signal 36 through the camera lines 21 and 21 'and also the measurement signal 35 from the microwave measuring device 12.
  • the measurement signal 35 is time-resolved.
  • a corrected measurement signal 37 is generated, which corresponds to the spatially resolved measurement signal 29.
  • an arrangement with, for example, a line camera, for example in the form of an optical sensor strip, is provided upstream and / or downstream of the measuring area of a first measuring device.
  • a change in position or a change in speed can be determined over the length of the filter rod or of the camera system or the optical recording. From this, a speed profile of the filter rod can be determined and transferred to an evaluation device in order to improve the measurement signal of the first measuring device of the measuring apparatus with regard to the position determination.
  • a position compensation is provided upstream and / or downstream of the measuring area of a first measuring device.
  • a clock generation are provided, which leads directly to a more accurate measurement of the first measuring device such as a microwave measuring device.
  • the position of the filter rod at any time within the measuring range can be determined with the resolution of the line scan camera or an optical pickup device.
  • the speed profile or the generation of the clock can be done with an optical method or with an optical measuring device which uses a reflected light, transmitted light or shading method.
  • the second measuring device can be operated not only, as described above, with shading effects, but also in transmitted light or Auflichtmaschine. In the incident light method, the rejection is exploited.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen wenigstens einer physikalischen Eigenschaft eines wenigstens abschnittsweise in einer Förderleitung (10) in längsaxialer Richtung (23) geförderten stabförmigen Artikels (11-11") der Tabak verarbeitenden Industrie und eine entsprechende Messapparatur hierzu. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus: - Fördern des stabförmigen Artikels (11-11") in einer längsaxialen Richtung (22) durch einen Messbereich (13) einer Messvorrichtung (12), - Messen der wenigstens einen physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels (11-11"), wobei das Messen in einer Längsachse (26) des stabförmigen Artikels (11-11") zeitaufgelöst durchgeführt wird, so dass ein zeitaufgelöstes Messsignal (35) erzeugt wird, - Durchführen einer Positionserfassung (36) des stabförmigen Artikels (11-11") während des Förderns des stabförmigen Artikels (11-11") durch den Messbereich (13), - Zuordnen der erfassten Position zu dem zeitaufgelösten Messsignal (35), so dass ein ortsaufgelöstes Messsignal (29, 37) gebildet wird. Die erfindungsgemäße Messapparatur umfasst eine erste Messvorrichtung (12), die in einem Messbereich (13), durch den der stabförmige Artikel (11-11") förderbar ist, eine zeitaufgelöste Messung (35) der physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels (11-11") vorsieht und eine zweite Messvorrichtung (20, 20', 21, 21'), die eine Positionserfassung und/oder Geschwindigkeitserfassung des stabförmigen Artikels (11-11") in dem ersten Messbereich (13) vorsieht, wobei mittels einer Auswertevorrichtung (27) aus der zeitaufgelösten Messung (35) unter Verwendung der Positionserfassung und/oder Geschwindigkeitserfassung aus der zweiten Messvorrichtung (21, 21') eine ortsaufgelöste Messung (29) der physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels (11-11") ermittelbar oder ermittelt ist.

Description

Ortsaufgelöste Messung wenigstens einer physikalischen Eigenschaft eines stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen wenigstens einer physikalischen Eigenschaft eines in längsaxialer Richtung geförderten stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstabs. Die Erfindung betrifft ferner eine Messapparatur zur ortsaufgelösten Messung einer physikalischen Eigenschaft eines, insbesondere in einer Förderleitung, in längsaxialer Richtung geförderten stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Artikelge- schwindigkeits- und/oder Artikelpositionsmessung für das Messen einer physikalischen Eigenschaft eines längsaxial geförderten stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie.
Aus EP 2 243 384 A1 ist es bekannt, Filterstäbe, die mit Kapseln versehen sind, wobei die Kapseln eine Flüssigkeit aufweisen, mit-
BESTÄTIGUNGSKOPIE tels einer Mikrowelle zu überprüfen. Das Überprüfen geschieht bei der längsaxialen Förderung der stabförmigen Artikel zwischen einem Filterstabsender und einem Filterstabempfänger, und zwar insbesondere zwischen einem Abbrems- und Beschleunigerrollenpaar, die dafür sorgen, dass die durch eine Förderleitung, insbesondere ein Förderrohr, geförderten stabförmigen Artikel beabstandet zu dem Filterempfänger gelangen. Die Messungen, die in EP 2 243 384 A1 ausgeführt werden, dienen dazu, fehlerhafte Filterstäbe von der weiteren Verarbeitung auszuschließen.
EP 1 397 961 B1 beschreibt eine Vorrichtung zum Messen der Länge und des Durchmessers von stabförmigen Artikeln, die in einer Rohrleitung gefördert werden, wobei hierzu die Rohrleitung im Messbereich transparent oder offen sein muss.
DE 34 14 247 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Messen des Durchmessers von sträng- oder stabförmigen Erzeugnissen der Tabak verarbeitenden Industrie, die über Druckluft funktioniert.
WO 2009/099793 A2 offenbart ein Inspektionssystem für wenigstens eine Kapsel enthaltende Filterstäbe.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit des Messergebnisses bei der Vermessung von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, die längsaxial gefördert werden, zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Messen wenigstens einer physikalischen Eigenschaft eines in längsaxialer Richtung geförderten stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstabs, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist: - pneumatisches Fördern des stabförmigen Artikels in einer rohrförmigen Förderleitung,
- Fördern des stabförmigen Artikels in einer längsaxialen Richtung durch einen Messbereich einer Messvorrichtung,
- Messen der wenigstens einen physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels, wobei das Messen in einer Längsachse des stabförmigen Artikels zeitaufgelöst durchgeführt wird, so dass ein zeitaufgelöstes Messsignal erzeugt wird,
Durchführen einer Positionserfassung des stabförmigen Artikels während des Förderns des stabförmigen Artikels durch den Messbereich,
Zuordnen der erfassten Position zu dem zeitaufgelösten Messsignal, so dass ein ortsaufgelöstes Messsignal gebildet wird.
Vorzugsweise wird der stabförmige Artikel in einer Förderleitung in längsaxialer Richtung gefördert. Hierbei wird insbesondere die physikalische Eigenschaft des stabförmigen Artikels über die Länge des stabförmigen Artikels durchgeführt. Beispielsweise kann ein stab- förmiger Artikel ein Multisegmentfllter sein und die physikalische Eigenschaft kann die Länge eines jeweiligen Filtersegments, die Positionierung des jeweiligen Filtersegments, der Feuchtegrad der jeweiligen Filtersegmente, die Befüllmenge mit beispielsweise Aktivkohlegranulat, die Absorptionsfähigkeit in einem vorbestimmten, insbesondere optischen, Wellenlängenbereich, die optische Oberflächenbeschaffenheit, die Lage und/oder der Befüllzustand einer mit Flüssigkeit gefüllten Kapsel und/oder der etwaige Abstand zwi- sehen zwei Filtersegmenten sein, die insbesondere zeitaufgelöst vermessen wird oder werden. Beim Vorbeifördern des stabförmigen Artikels in längsaxialer Förderrichtung, d.h. in eine Richtung, die parallel zur Längsachse des stabförmigen Artikels ist, wird mit dem Eintritt des stabförmigen Artikels in einen Messbereich bis zum Austritt aus dem Messbereich eine entsprechende physikalische Eigenschaft gemessen und die zeitliche Änderung des Messsignals aufgenommen. Dieses zeitaufgelöste Messsignal kann nun bei herkömmlichen Messungen nicht unmittelbar einem exakten Ort im stabförmigen Artikel bzw. des stabförmigen Artikels in längsaxialer Richtung zugeordnet werden bzw. die Genauigkeit hierfür ist beschränkt. Dieses liegt daran, dass bei der Förderung des Artikels längsaxial durch den Messbereich die Förderung des stabförmigen Artikels durch den Messbereich ohne Führung geschieht. Aufgrund beispielsweise unbekannter Luftdruckverhältnisse oder auch etwaiger Berührungen bzw. Kollisionen mit Begrenzungen, wie beispielsweise einer Rohrwand, wird die Förderung der Artikel im Hinblick auf die Fördergeschwindigkeit Undefiniert, da die Artikel zu unbekannten Zeitpunkten abgebremst werden.
Dies führt zu einer unbekannten Störung bei der Messung der physikalischen Eigenschaft an einer exakten Position des stabförmigen Artikels. Beispielsweise kann so eine Kapsel, die in einen Filterstab eingebracht ist, im Hinblick auf deren relative Lage in längsaxialer Richtung nicht genau angegeben werden. Um diese Unsicherheit zu verringern, erfolgt erfindungsgemäß eine Positionserfassung des stabförmigen Artikels während des Förderns des stabförmigen Artikels durch den Messbereich und ein Zuordnen der erfassten Position zu dem zeitaufgelösten Messsignal, so dass ein ortsaufgelöstes Messsignal mit einer höheren Genauigkeit gebildet wird. Vorzugsweise wird unter dem Begriff Zuordnen ein Verknüpfen und/oder Transformieren im Rahmen der Erfindung verstanden. Die Positi- onserfassung erfolgt hierbei vorzugsweise wenigstens in einem vorgebbaren Zeitabschnitt bzw. für einen vorgebbaren Streckenabschnitt des Messbereiches einer ersten Messvorrichtung, mittels der die physikalische Eigenschaft des Artikels gemessen wird. Die Positionserfassung ist vorzugsweise kontinuierlich. Vorzugsweise ist die Positionserfassung zur Kompensation von durch Geschwindigkeitsänderungen des jeweiligen Artikels hervorgerufenen Messfehlern vorgesehen.
Vorzugsweise wird für die Positionserfassung des stabförmigen Artikels ein Geschwindigkeitsprofil des stabförmigen Artikels im Messbereich der Messvorrichtung gemessen. Eine alternative oder ergänzende Möglichkeit ist es, mit der Positionserfassung des stabförmigen Artikels einen Takt zu generieren, der für das zeitaufgelöste Messen verwendet wird. Im Rahmen der Erfindung wird unter dem Generieren eines Taktes auch ein Triggern einer Messvorrichtung bzw. einer ersten Messvorrichtung, mit der die physikalische Eigenschaft gemessen wird, verstanden. Für den Fall, dass für die Positionserfassung des stabförmigen Artikels ein Geschwindigkeitsprofil des stabförmigen Artikels im Messbereich der Messvorrichtung gemessen wird, kann das Geschwindigkeitsprofil als Profilkurve einer Auswertevorrichtung übergeben werden, die das zeitaufgelöste Messsignal mit dem Geschwindigkeitsprofil faltet bzw. eine Transformation durchführt. Hierzu kann beispielsweise das zeitaufgelöste Messsignal mit dem Geschwindigkeitsprofil multipliziert werden. Hierdurch kann ein etwaiger Messfehler kompensiert werden.
Für den Fall, dass mit der Positionserfassung des stabförmigen Artikels ein Takt generiert wird, der für das zeitaufgelöste Messen verwendet wird, wird beispielsweise der Takt dazu verwendet, das zeitaufgelöste Messsignal unmittelbar in ein Signal umzuwandeln, das einer entsprechenden Filterposition entspricht. Hierdurch wird unmittelbar ein ortsaufgelöstes Messsignal gebildet.
Vorzugsweise ist die physikalische Eigenschaft eine geometrische Eigenschaft, insbesondere die Länge des stabförmigen Artikels, der Durchmesser des stabförmigen Artikels, die Lage eines Filterstopfens in dem stabförmigen Artikel und/oder die Lage einer Kapsel in dem stabförmigen Artikel. Die physikalische Eigenschaft kann auch eine der weiter oben genannten Eigenschaften sein. Beispielsweise könnte es sich hierbei auch um die Feuchte eines Filterstabs handeln bzw. einen Befüllungsgrad mit einem entsprechenden Material.
Unter Filterstopfen wird im Rahmen der Erfindung auch ein Filtersegment verstanden.
Vorzugsweise geschieht das Messen der physikalischen Eigenschaft mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere optischer Strahlung, Infrarot-Strahlung (IR-Strahlung), Mikrowellenstrahlung, ultravioletter Strahlung (UV-Strahlung) oder Röntgenstrahlung, radioaktiver Strahlung und/oder mittels Schall oder Druckluft und/oder magnetisch, kapazitiv oder induktiv.
Vorzugsweise geschieht die Positionserfassung mittels elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im optischen, infraroten oder ultravioletten Bereich. Für diesen Fall kann die Positionserfassung besonders einfach beispielsweise durch Vorsehen wenigstens einer Zeilenkamera erfolgen, die in längsaxialer Richtung zur Förderrichtung des stabförmigen Artikels ausgerichtet ist. Als Zeilenkamera kommt beispielsweise eine Zeilenkamera von der Firma Awaiba Lda., Madeira Technopolo, 9020-105 Funchal, Madeira, Portugal, infrage, beispielsweise eine Zeilenkamera DR-2x4k-7, die beispielsweise eine Messgenauigkeit an einem stabförmigen Artikel der Tabak verarbeitenden Industrie von 0, 1 mm bei einem 160 mm langen Filterstab ermöglicht. Die Auslesegeschwindigkeit dieser Zeilenkamera beträgt im dual mode 160.000 Auslesungen pro Sekunde. Hierdurch ergibt sich eine maximale Fördergeschwindigkeit der stabförmigen Artikel in längsaxialer Richtung von 16 Meter pro Sekunde, was bei den derzeit käuflich erwerbbaren Filterstabsender-/- empfängervorrichtungen ausreichend ist. Es können auch andere so genannte Dragster-Linescan-Sensoren der Firma Awaiba verwendet werden, beispielsweise ein DR-16k-3.5, ein DR-2x2k-7 oder ein DR- 2x8k-7.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Messapparatur zur ortsaufgelösten Messung einer physikalischen Eigenschaft eines, insbesondere pneumatisch in einer Förderleitung, in längsaxialer Richtung geförderten stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere eines Filterstabs, umfassend eine erste Messvorrichtung, die in einem Messbereich, durch den der stabför- mige Artikel förderbar ist, eine zeitaufgelöste Messung der physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels vorsieht und eine zweite Messvorrichtung, die eine Positionserfassung und/oder Geschwindigkeitserfassung des stabförmigen Artikels in dem ersten Messbereich vorsieht, wobei mittels einer Auswertevorrichtung aus der zeitaufgelösten Messung unter Verwendung der Positionserfassung und/oder Geschwindigkeitserfassung aus der zweiten Messvorrichtung eine ortsaufgelöste Messung der physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels ermittelbar oder ermittelt ist.
Durch die erfindungsgemäße Messapparatur können mit hoher Ortsauflösung in längsaxialer Richtung des stabförmigen Artikels sehr genaue Messungen wenigstens einer physikalischen Eigenschaft des Artikels erfolgen. Die Messapparatur sieht vorzugsweise eine entsprechende Auswertevorrichtung vor bzw. umfasst diese. Vorzugsweise erzeugt die Auswertevorrichtung ein Triggersignal für die zeitaufgelöste Messung der physikalischen Eigenschaft und stellt dieses Triggersignal der ersten Messvorrichtung zur Verfügung. Bei diesem Triggersignal bzw. bei diesem Takt, der erzeugt wird, kann es sich um ein Signal handeln, das beispielsweise durch Verwendung einer Zeilenkamera mit 2.048 Pixeln in längsaxialer Richtung 2.048 generierten Takten entspricht, und zwar beispielsweise jedes Mal, wenn der stabförmige Artikel bei der Förderung entlang der Zeilenkamera ein weiteres Pixel zudeckt, d.h. bei einer Abschattung eines entsprechenden Pixels bzw. eines entsprechenden CCD-Elements wird ein Signal erzeugt, das als Takt zur Verfügung gestellt wird. Entsprechend kann auch ein derartiger Takt dadurch zur Verfügung gestellt werden, dass beim Verlassen des Bereichs der Zeilenkamera der hintere Artikelbereich Pixel- bzw. CCD-Elemente nicht mehr abschattet sondern freigibt. Durch diese Takte wird ein entsprechendes Triggersignal zur Verfügung gestellt.
Ändert sich nun beispielsweise die Geschwindigkeit des Filters im Messbereich der ersten Messvorrichtung durch ein Anstoßen an eine Wand, benötigt der Filter für das Abdecken eines Pixels bzw. eines CCD-Elements in längsaxialer Richtung mehr Zeit als vorher. Damit verlängert sich ein Taktzyklus. Dieser ist zum einen für die Ortsgenauigkeit der Messung der ersten Messvorrichtung wichtig und zum anderen auch für die Stärke des Messsignals, da bei einer länger andauernden Messung an einem Ort des stabförmigen Artikels ein höheres Signal generiert werden kann. Insofern kann hierüber auch eine Normierung des Messsignals bei einer veränderlichen Geschwindigkeit des Messobjektes, nämlich des stabförmigen Artikels, im Messbereich vorgenommen werden.
Um eine noch genauere Messapparatur vorzusehen, können Zeilen- kameras mit mehr Pixeln vorgesehen werden, wie beispielsweise 2x 2.048 Pixel oder 4.096 Pixel bzw. sogar bis 16.384 Pixel wie bei der Zeilenkamera DR-16k-3.5 der Firma AWAIBA.
Alternativ hierzu können allerdings die vorhandenen Pixel einer Zeilenkamera als Stützstellen dienen, die in ein PLL (Phase-Iocked Loop) bzw. eine Phasenregelschleife oder einen Taktvervielfältiger bzw. Taktgenerator eingegeben werden, um einen höheren Takt, beispielsweise einen doppelt so hohen oder vierfach so hohen Takt zu generieren, so dass auch zwischen den Pixeln mehrere Messsignale erzeugt werden, die entsprechend interpoliert werden können. Es kann auch eine Zeilenkamera mit noch weniger Pixeln verwendet werden und entsprechend eine Interpolation über eine Takterhöhung geschehen. Es könnten auch andere Aufnahmevorrichtungen Verwendung finden wie beispielsweise eine Zeile von Lichtschranken aus minimal drei Lichtschranken, allerdings bevorzugt eine Mehrzahl von Lichtschranken, d.h. vier, fünf, sechs, sieben bis beispielsweise 100 oder mehr, deren Signal in ein Phase-Iocked Loop bzw. eine Phasenregelschleife eingegeben wird, wobei dann zwischen diesen Stützstellen entsprechend interpoliert werden kann. Bevorzugt sind allerdings Zeilenkameras, die eine entsprechend hohe Anzahl von Pixeln, d.h. beispielsweise 2.048 Pixel oder mehr aufweisen. Es können auch die Signale von mehreren Pixeln zu- sammengefasst werden, um diese dann als Stützstellen zu verwenden, um ein Triggern über diese Stützstellen zu ermöglichen.
Vorzugsweise transformiert die Auswertevorrichtung die zeitaufgelöste Messung der physikalischen Eigenschaft in eine ortsaufgelöste Messung. Hierbei kann beispielsweise ein Geschwindigkeitsprofil des stabförmigen Artikels beim Fördern durch den Messbereich der ersten Messvorrichtung aufgenommen werden und mit dem Ergebnis der zeitaufgelösten Messung gefaltet werden. Hierzu wurden vorstehend schon Erläuterungen gemacht.
Vorzugsweise ist die erste Messvorrichtung eine auf elektromagnetischer Strahlung, insbesondere optischer Strahlung, Infrarotstrahlung, Mikrowellenstrahlung, ultravioletter Strahlung, Röntgenstrahlung oder radioaktiver Strahlung basierende Messvorrichtung oder misst mittels Schall oder Druckluft und/oder misst magnetisch, kapazitiv oder induktiv. Insbesondere wird diesbezüglich auf den in der Einleitung der Beschreibung genannten Stand der Technik verwiesen.
Vorzugsweise ist die zweite Messvorrichtung eine auf elektromagnetischer Strahlung basierende Messvorrichtung. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine optische Messvorrichtung. Beispielsweise wird auf einer Seite queraxial zur Förderrichtung des stabförmigen Artikels eine LED-Zeile zur Beleuchtung vorgesehen. Auf der anderen Seite, die queraxial zur Förderrichtung des stabförmigen Artikels liegt, kann mittels einer Fokussierlinse oder eines Fokussierobjektivs eine Abbildung auf eine Zeilenkamera bzw. ein CCD (Charge-coupled Device) erfolgen, das insbesondere eine Längserstreckung in Förderrichtung aufweist. Damit ist vorzugsweise ein Strahlungsempfänger in der zweiten Messvorrichtung vorgesehen, der längserstreckt in Richtung der Förderrichtung des stabförmigen Artikels ist bzw. liegt. Insbesondere vorzugsweise umfasst die zweite Messvorrichtung zwei längserstreckte Strahlungsempfänger, wobei insbesondere ein erster Strahlungsempfänger stromaufwärts des Messbereichs der ersten Messvorrichtung angeordnet ist und ein zweiter Strahlungsempfänger stromabwärts des Messbereichs der ersten Messvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, die Positionserfassung des stabförmigen Artikels über den gesamten Messbereich der ersten Messvorrichtung vorzusehen. Die Aufgabe wird ferner durch die Verwendung einer Artikelge- schwindigkeits- und/oder Artikelpositionsmessung zur Korrektur eines Messsignals, insbesondere eines zeitaufgelösten Messsignals, einer physikalischen Eigenschaft eines längsaxial geförderten stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie oder zum Triggern einer ersten Messvorrichtung zum Messen einer physikalischen Eigenschaft eines längsaxial geförderten stabförmigen Artikels der Tabak verarbeitenden Industrie, gelöst. Vorzugsweise geschieht die Artikelgeschwindigkeits- und/oder Artikelpositionsmessung während des Erfassens des Messsignals der physikalischen Eigenschaft.
Ferner vorzugsweise wird die physikalische Eigenschaft über die Länge des stabförmigen Artikels gemessen und insbesondere die Korrektur des Messsignals oder das Triggern der ersten Messvorrichtung für die gesamte Länge des stabförmigen Artikels ausgeführt.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Messapparatur, die an einer Förderleitung für Filterstäbe angeordnet ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Erfassung der Position und/ oder Geschwindigkeit eines Filterstabs, Fig. 3 ein schematisches Diagramm des zurückgelegten Weges über die Zeit eines stabförmigen Artikels,
Fig. 4a) schematisch ein Messsignal über die Zeit (zeitaufgelöstes Messignal)
Fig. 4b) schematisch ein korrigiertes Messsignal über einen
Weg,
Fig. 5 ein schematisches Blockdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Messverfahren und einer erfindungsgemäßen Messapparatur und
Fig. 6 ein schematisches Blockdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Messverfahren und einer erfindungsgemäßen Messapparatur in einer anderen Ausführungsform.
In den folgenden Figuren sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente bzw. entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer entsprechenden erneuten Vorstellung abgesehen wird.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Förderleitung 10 bzw. einer Rohrstrecke einer Filtersende- und -empfangsvorrichtung, wie sie beispielsweise in EP 2 243 384 A1 gezeigt ist. In der Förderstrecke umfassend eine Förderleitung 10 werden Filterstäbe 1 1 , 1 1 ', 1 1 " in Förderrichtung 23 gefördert. Eine entsprechende Vorrichtung zur Förderung von Filterstäben zu einem Filtermagazin bzw. ein entsprechendes Verfahren zur Förderung von Filterstäben zu einem Filtermagazin ist beispielsweise durch ein so genanntes Filterstab-Beschickungssystem FILTROMAT 3 FE der Patentanmelderin bekannt. Dieses empfängt längsaxial geförderte Filterstäbe, die zunächst mit Luftdruck beschleunigt werden, dann mittels Bremsrollen 15 in Form eines Bremsrollenpaares abgebremst werden, um dann durch Beschleunigerrollen 16 längsaxial beschleunigt zu werden und anschließend zu einer Filterempfangsstation gefördert werden. In der Filterempfangsstation, die nicht dargestellt ist, werden die Filterstäbe einem Filtermagazin queraxial zugeführt. Hierzu werden die längsaxial geförderten Filterstäbe in entsprechende Aufnahmen einer Trommel gefördert, um dann queraxial weiter gefördert zu werden. Das Abbremsen mittels der Bremsrollen 15 und das anschließende Beschleunigen mittels der Beschleunigerrollen 16 dient dazu, Abstände zwischen den längsaxial geförderten Filterstäben 1 1 , 1 1 ' und 1 1 " vorzusehen, damit diese sicher in entsprechende Aufnahmen der Empfangsstation eingeführt werden können.
Es ist nun bekannt, beispielsweise durch EP 1 397 961 B1 , die Eigenschaften der Filterstäbe zu messen und Filterstäbe, die entsprechende physikalische Eigenschaften aufweisen, die nicht der vorgegebenen Eigenschaft entsprechen, von der weiteren Verarbeitung auszuschließen. Beispielsweise werden mittels dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der EP 1 397 961 B1 die Länge und der Durchmesser der Artikel mittels einer optischen Messeinrichtung gemessen. Sollte die Länge oder der Durchmesser nicht der gewünschten Länge bzw. dem gewünschten Durchmesser entsprechen, wird der entsprechende Filterstab ausgesondert.
Bei der EP 2 243 384 A1 wird mittels einer Mikrowellenmessvorrich- tung, wie dieses beispielsweise auch in Fig. 1 der vorliegenden Anmeldung mit der Bezugsziffer 12 gekennzeichnet dargestellt ist, die Qualität von mit Kapseln, die eine flüssige Füllung enthalten, verse- henen Filterstäben überprüft. Hierzu kann die Mikrowellenmessvorrichtung 12 der Messapparatur 5 gemäß Fig. 1 auch dienen.
Um ein entsprechendes Messsignal aufzunehmen, werden die Filterstäbe 1 1 bis 1 1 " durch einen Messbereich 13 der Mikrowellenmessvorrichtung 12 hindurchgeleitet. Damit auch ein gutes Messergebnis erzielt werden kann, ist die Förderleitung 10 im Messbereich beispielsweise als Kunststoffrohr 14 bzw. aus einem Material, das Mikrowellen durchlässig ist, ausgebildet. Alternativ kann die Leitung an dieser Stelle auch teilweise offen, beispielsweise geschlitzt ausgestaltet sein. Anstelle einer Mikrowellenmessvorrichtung 12 kann auch eine optische Messvorrichtung vorgesehen sein oder eine Infrarotmessvorrichtung bzw. eine Messvorrichtung, die auf Druckluft basiert (vgl. hierzu DE 34 14 247 C2 bzw. EP 1 397 961 B1 ) oder kapazitiv, induktiv oder ähnlich ausgestaltet sein. Hierzu wird auf das vorstehend Beschriebene verwiesen.
Da die Luftdruckverhältnisse im Messbereich 13 nicht vollständig bekannt sind bzw. die Filterstäbe beim Weg durch den Messbereich 13 aufgrund etwaiger Reibung an Wänden deren Geschwindigkeit ändern können, und zwar nicht notwendigerweise stetig, sondern auch unstetig, ist die Messung der physikalischen Eigenschaften des Filterstabs zumindest im Hinblick auf die längsaxiale Ortsauflösung ungenau. Um diese Ungenauigkeit zu beseitigen bzw. zu minimieren, weist die erfindungsgemäße Messapparatur 5 wenigstens eine weitere Messvorrichtung auf, beispielsweise eine Kamerazeile 21 , die stromaufwärts des Messbereichs 13 angeordnet ist, mittels der nun ein Geschwindigkeitsprofil des durch den Messbereich 13 gelangenden Filterstabs aufgenommen werden kann bzw. die dazu dienen kann, einen Takt für die Messvorrichtung 12 vorzugeben. Dieses wird anschließend noch genauer erläutert. Noch genauer wird die Messapparatur 5 dann, wenn noch eine weitere Kamerazeile 21 ' stromabwärts des Messbereichs 13 angeordnet ist. Es kann auch sein, dass nur eine Kamerazeile 21 ' stromabwärts des Messbereichs 13 vorgesehen ist.
In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 sind jeweils neben der Förderleitung 10 und parallel hierzu die Kamerazeilen 21 , 21 ' angeordnet und dazugehörig auf der anderen Seite der Förderleitung 10 hierzu jeweils eine Beleuchtung 20 bzw. 20'.
Die Kombination der Beleuchtung 20, 20' mit der jeweiligen Kamerazeile 21 , 21 ' ist sehr schematisch dargestellt. Eine genauere Darstellung ist in Fig. 2 zu erkennen, bei der zu erkennen ist, dass zwischen der Förderleitung 10 und der Kamerazeile 21 bzw. 21 ' eine Linse bzw. ein Objektiv 24 vorgesehen ist, um die Lichtstrahlen 25 der Beleuchtung 20 bzw. 20' auf die Kamerazeile 21 bzw. 21 ' zu fokussieren. In Fig. 2 ist schematisch auch die Längsachse 26 des Filterstabs 11 gezeigt und die Länge I des Filterstabs.
Damit entsprechend Licht durch die Förderleitung 10 gelangen kann, ist diese wenigstens abschnittsweise transparent ausgestaltet. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei sich gegenüberliegende und sich längsaxial erstreckende Schlitze in den Rohren bzw. in der Förderleitung 10 ausgebildet, die transparent ausgestaltet sind.
Nach dem Messen der physikalischen Eigenschaft, beispielsweise dem genauen Ort einer Kapsel in dem Filterstab, wird der gemessene Ort dieser Kapsel und gegebenenfalls, ob die Kapsel auch tatsächlich mit Flüssigkeit gefüllt ist bzw. ausreichend mit Flüssigkeit gefüllt ist, mit Sollwerten verglichen. Sollte das gemessene Signal nicht in einem Toleranzbereich zum Sollwert liegen, wird der entsprechende Filterstab bei 22 ausgeworfen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Messapparatur und des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt nun auch darin, dass der Zeitpunkt des Auswurfs 22 des Filterstabs aufgrund dessen, dass die Geschwindigkeit beim Austritt des Filterstabs 1 1 " aus der Messapparatur 5 genau bekannt ist, auch genauer bestimmt werden kann. Auf diese Weise kann der Auswurf exakter vonstattengehen, so dass weniger Ausschuss produziert wird.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm des zurückgelegten Wegs des Filterstabs über die Zeit im Messbereich 13. Die Steigung der dort angezeigten Linien sind die jeweiligen Geschwindigkeiten. Mit 30 ist eine erste Referenzgeschwindigkeit dargestellt, die beispielsweise die Geschwindigkeit sein kann, mit der der Filterstab in den Messbereich 13 eintritt. Mit 32 ist eine zweite Referenzgeschwindigkeit dargestellt, die beispielsweise die Geschwindigkeit sein kann, mit der der Filterstab aus dem Messbereich 13 austritt. Es ist zu erkennen, dass die erste Referenzgeschwindigkeit größer ist als die zweite Referenzgeschwindigkeit. Nun ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, dass der durch den Messbereich 13 sich bewegende Filterstab zweimal abgebremst wird. Dieses ist durch die Knickstellen bzw. die Unstetigkeiten in dem Verlauf der gemessenen Geschwindigkeit 31 dargestellt. Entsprechend sind die Abweichungen 34 und 34' im Hinblick auf die zurückgelegte Strecke gestrichelt dargestellt, und zwar in diesem Fall am Ende, d.h. bei Durchschreiten bzw. Hindurchbewegen des Filterstabs durch den gesamten Messbereich 13. Die Differenz bzw. die Abweichung 34" kann allerdings auch zu einem vorherigen Zeitpunkt abgegriffen werden, so dass während der gesamten Messung des Filterstabs der Messort am Filterstab korrigiert werden kann bzw. das Messsignal der Messvorrichtung 12 im Hinblick auf die Ortsauflösung entsprechend angepasst werden kann. Dieses ist schematisch in den Figuren 4a) und 4b) dargestellt, in denen ein Messsignal U über die Zeit t (siehe Fig. 4a) dargestellt ist. Das Messsignal ist mit 35 dargestellt. Hierbei handelt es sich um die Messung an einem Filterstab, der zwei mit Flüssigkeit gefüllte Kapseln aufweist. In Fig. 4b) ist schematisch auch ein Messsignal U diesmal über den Weg s dargestellt. Ohne Korrektur auf Geschwindigkeitsänderungen bzw. eine genaue Positionsmessung ergäbe sich das unkorrigierte Messsignal 36', das gestrichelt dargestellt ist. Mit der Korrektur wird das Messsignal 36' in ein korrigiertes Messsignal 37, das dann im Hinblick auf den zurückgelegten Weg s auch der Länge des Filterstabs I entspricht, transformiert. Der zweite Messpeak des Messsignals 36' bzw. des Messsignals 35, das ohne Positions- bzw. Geschwindigkeitskorrektur in ein Positionssignal 36' umgewandelt wurde, verschiebt sich dann nach der Korrektur um die Abweichung 34".
Fig. 5 zeigt schematisch in einem Blockdiagramm das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Messapparatur. Hierbei wird in einem ersten Ausführungsbeispiel das Signal 36 bzw. Positionssignal 36 von den Kamerazeilen 21 , 21 ' zu einer Auswertevorrichtung 27 geleitet. Die Auswertevorrichtung 27 generiert dann einen Takt 38, mittels dessen die Mikrowellenmessvor- richtung 12 getaktet auf die tatsächliche Position des entsprechenden Filterstabes unmittelbar ein korrigiertes Messsignal 37 erzeugt, das dem ortsaufgelösten Messsignal 29 entspricht.
Fig. 6 zeigt das erfindungsgemäße Messverfahren bzw. die erfindungsgemäße Messapparatur in einem weiteren schematischen Blockdiagramm. In diesen Fall wird der Auswertevorrichtung 27 sowohl das Positionssignal 36 durch die Kamerazeilen 21 und 21 ' übermittelt und außerdem das Messsignal 35 von der Mikrowellen- messvorrichtung 12. Das Messsignal 35 ist zeitaufgelöst. Durch bei- spielsweise Multiplikation oder durch Korrelation des gemessenen Geschwindigkeitsprofils oder des Positionssignals 36 des Filterstabs mit dem Messsignal 35 wird ein korrigiertes Messsignal 37 erzeugt, was dem ortsaufgelösten Messsignal 29 entspricht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung und auch die erfindungsgemäße Verwendung kann beispielsweise als ein Qualitätskriterium eine Position von Kapseln in Filterstäben bezogen auf den Filteranfang und das Filterende gemessen werden. Aus konstruktiven Gründen wird in einer entsprechenden Messapparatur ein Filter frei durch einen Messbereich, d.h. ohne Führung dort, hindurchgeführt. Dieses hat allerdings zur Folge, dass der Filterstab durch unbekannte Luftverhältnisse und auch durch Kollisionen mit Rohrwänden oder anderen Wandungen abgebremst wird. Dies führt zu einer unbekannten Störung bei der Messung der Position der in den Filterstab eingelegten Kapseln bzw. allgemein eines Ortes der Messung im Filterstab. Damit ist die Ortsgenauigkeit der Messung nur wenig genau möglich. Um diese Genauigkeit zu erhöhen, wird stromaufwärts und/oder stromabwärts des Messbereichs einer ersten Messvorrichtung eine Anordnung mit beispielsweise einer Zeilenkamera, beispielsweise in Form einer optischen Sensorleiste, vorgesehen. Durch eine entsprechende Bildaufnahme kann über die Länge des Filterstabs bzw. des Kamerasystems bzw. der optischen Aufnahme eine Positionsänderung bzw. eine Geschwindigkeitsänderung ermittelt werden. Hieraus kann ein Geschwindigkeitsprofil des Filterstabs ermittelt werden und einer Auswertevorrichtung übergeben werden, um das Messsignal der ersten Messvorrichtung der Messapparatur im Hinblick auf die Positionsbestimmung zu verbessern. Hierbei findet dann eine Positionskompensation statt.
Als Alternative hierzu kann auch über die Kamerazeile oder eine ähnliche längsaxial erstreckte Vorrichtung eine Taktgenerierung bereitgestellt werden, die unmittelbar zu einer genaueren Messung der ersten Messvorrichtung wie beispielsweise eine Mikrowellenmess- vorrichtung führt. Damit kann die Position des Filterstabs zu jedem Zeitpunkt innerhalb des Messbereichs mit der Auflösung der Zeilenkamera bzw. einer optischen Aufnahmevorrichtung ermittelt werden. Bei Vorsehen von zwei Zeilenkamerastrecken bzw. zwei optischen Aufnahmestrecken kann ein etwas größerer Abstand zu dem Messbereich der ersten Messvorrichtung eingehalten werden, was konstruktive Vorteile ermöglicht und das Messergebnis zur physikalischen Eigenschaft weniger beeinflusst. Das Geschwindigkeitsprofil bzw. die Erzeugung des Taktes kann mit einem optischen Verfahren bzw. mit einer optischen Messvorrichtung geschehen, die ein Auflicht-, Durchlicht- oder Abschattungsverfahren nutzt. Damit kann die zweite Messvorrichtung nicht nur, wie vorstehend beschrieben, mit Abschattungseffekten betrieben werden, sondern auch im Durchlicht- oder Auflichtverfahren. Beim Auflichtverfahren wird die Rejektion ausgenutzt.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Bezuqszeichenliste
5 Messapparatur
10 Förderleitung
1 1 , 1 1 ', 1 1 " Filterstab
12 Mikrowellenmessvorrichtung
13 Messbereich
14 Kunststoffrohr
15 Bremsrolle
16 Beschleunigerrolle
20, 20' Beleuchtung
21 , 21 ' Kamerazeile
22 Auswurf
23 Förderrichtung
24 Linse
25 Lichtstrahl
26 Längsachse
27 Auswertevorrichtung
29 ortsaufgelöstes Messsignal
30 1. Referenzgeschwindigkeit
31 gemessene Geschwindigkeit
33 2. Referenzgeschwindigkeit
34, 34', 34" Abweichung
35 Messsignal
36 Positionssignal oder Geschwindigkeitssignal 36' unkorrigiertes Messsignal
37 korrigiertes Messsignal
38 Takt
Länge des stabförmigen Artikels

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Messen wenigstens einer physikalischen Eigenschaft eines in längsaxialer Richtung (23) geförderten stabförmigen Artikels (11, 11' 11") der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere Filterstabs, mit den folgenden Verfahrensschritten:
- pneumatisches Fördern des stabförmigen Artikels (11- 11") in einer rohrförmigen Förderleitung (10),
- Fördern des stabförmigen Artikels (11-11") in einer längsaxialen Richtung (22) durch einen Messbereich (13) einer Messvorrichtung (12),
- Messen der wenigstens einen physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels (11-11"), wobei das Messen in einer Längsachse (26) des stabförmigen Artikels (11-11") zeitaufgelöst durchgeführt wird, so dass ein zeitaufgelöstes Messsignal (35) erzeugt wird,
Durchführen einer Positionserfassung (36) des stabförmigen Artikels (11-11") während des Förderns des stabförmigen Artikels (11-11") durch den Messbereich (13),
Zuordnen der erfassten Position zu dem zeitaufgelösten Messsignal (35), so dass ein ortsaufgelöstes Messsignal (29, 37) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Positionserfassung des stabförmigen Artikels (11-11") ein Geschwindigkeitsprofil (31) des stabförmigen Artikels (II- II") im Messbereich (23) der Messvorrichtung (12) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Positionserfassung des stabförmigen Artikels (11-11") ein Takt (38) generiert wird, der für das zeitaufgelöste Messen verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische Eigenschaft eine geometrische Eigenschaft, insbesondere die Länge des stabförmigen Artikels (11-11"), der Durchmesser des stabförmigen Artikels (11-11"), die Lage eines Filterstopfens in dem stabförmigen Artikel (11-11") und/oder die Lage einer Kapsel in dem stabförmigen Artikel 11-11") ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der physikalischen Eigenschaft mittels elektromagnetischer Strahlung (25), insbesondere optischer Strahlung, IR-Strahlung, Mikrowellenstrahlung, UV-Strahlung oder Röntgenstrahlung, radioaktiver Strahlung und/oder mittels Schall oder Druckluft und/oder magnetisch, kapazitiv oder induktiv geschieht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserfassung mittels elektromagnetischer Strahlung (25), insbesondere im optischen, infraroten oder ultravioletten Bereich geschieht.
7. Messapparatur (5) zur ortsaufgelösten Messung einer physikalischen Eigenschaft eines pneumatisch in einer Förderleitung (10) in längsaxialer Richtung (23) geförderten stabförmigen Artikels (1 1 -1 1 ") der Tabak verarbeitenden Industrie, insbesondere eines Filterstabs, umfassend eine erste Messvorrichtung (12), die in einem Messbereich (13), durch den der stabförmige Artikel (1 1 -1 1 ") förderbar ist, eine zeitaufgelöste Messung (35) der physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels (1 1 -1 1 ") vorsieht und eine zweite Messvorrichtung (20, 20', 21 , 21 '), die eine Positionserfassung und/oder Geschwindigkeitserfassung des stabförmigen Artikels (1 1 - 1 1 ") in dem ersten Messbereich (13) vorsieht, wobei mittels einer Auswertevorrichtung (27) aus der zeitaufgelösten Messung (35) unter Verwendung der Positionserfassung und/oder Geschwindigkeitserfassung aus der zweiten Messvorrichtung (21 , 21 ') eine ortsaufgelöste Messung (29) der physikalischen Eigenschaft des stabförmigen Artikels (1 1 -1 1 ") ermittelbar oder ermittelt ist.
8. Messapparatur (5) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (27) ein Triggersignal (38) für die zeitaufgelöste Messung (35) der physikalischen Eigenschaft erzeugt und der ersten Messvorrichtung (12) zur Ver- fügung stellt.
9. Messapparatur (5) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (27) die zeitaufgelöste Messung (35) der physikalischen Eigenschaft in eine ortsauf- gelöste Messung (29, 37) transformiert.
10. Messapparatur (5) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messvorrichtung (12) eine auf elektromagnetischer Strahlung (25), insbesondere optischer Strahlung, Infrarotstrahlung, Mikrowellenstrahlung, ultravioletter Strahlung, Röntgenstrahlung oder radioaktiver Strahlung basierende Messvorrichtung (12) ist oder mittels Schall oder Druckluft und/oder magnetisch, kapazitiv oder induktiv misst.
11. Messapparatur (5) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Messvorrichtung (21 , 21 ') eine auf elektromagnetischer Strahlung (25) basierende Messvorrichtung ist.
12. Messvorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlungsempfänger (21 , 21 ') in der zweiten Messvorrichtung vorgesehen ist, der längserstreckt in Richtung der Förderrichtung (23) des stab- förmigen Artikels (1 1 -1 1 ") ist.
13. Messapparatur (5) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich- net, dass die zweite Messvorrichtung (21 , 21 ') zwei längserstreckte Strahlungsempfänger (21 , 21 ') umfasst, wobei insbesondere ein erster Strahlungsempfänger (21 ) stromaufwärts des Messbereichs (13) der ersten Messvorrichtung (12) an- geordnet ist und ein zweiter Strahlungsempfänger (21 ') stromabwärts des Messbereichs (13) der ersten Messvorrichtung (12) angeordnet ist.
14. Verwendung einer Artikelgeschwindigkeits- und/oder Artikel- positionsmessung zur Korrektur eines Messsignals einer physikalischen Eigenschaft eines längsaxial geförderten stabför- migen Artikels (1 1 -1 1 ") der Tabak verarbeitenden Industrie oder zum Triggern einer ersten Messvorrichtung (12) zum Messen einer physikalischen Eigenschaft eines längsaxial ge- förderten stabförmigen Artikels (1 1-1 1 ") der Tabak verarbeitenden Industrie.
15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Artikelgeschwindigkeits- und/oder Artikelpositions- messung während des Erfassens des Messsignals (35) der physikalischen Eigenschaft geschieht.
16. Verwendung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische Eigenschaft über die Länge (I) des stabförmigen Artikels (1 1 -11 ") gemessen wird und insbesondere die Korrektur des Messsignals (29, 35) oder das Triggern der Messvorrichtung für die gesamte Länge (I) des stabförmigen Artikels (1 1 -1 1 ") ausgeführt wird.
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