水分含量检测、控制和监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种水分含量检测、控制和监控系统，其水分含量检测系统包括水分仪系统组件、透镜组件和信号分析组件，所述水分仪系统组件包括光源组件以及分别与该光源组件连接的太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器，所述信号分析组件包括偏压信号发生器和信号处理装置；所述透镜组件设置在所述太赫兹辐射器、所述第一太赫兹探测器和所述第二太赫兹探测器之间，所述太赫兹辐射器连接所述偏压信号发生器；所述第一太赫兹探测器和所述第二太赫兹探测器分别连接所述信号处理装置。采用本实用新型专利技术方案，能够实时、准确的进行水分含量检测，且信噪比和稳定性较高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太赫兹检测
，特别是涉及一种水分含量检测、控制和监控系统。
技术介绍
在工业生产中，水分含量是决定产品质量的关键因素，不仅会影响产品的物理化学性质，如重量、密度、粘度、折光率、水活度、电导率等，还关系着产品的加工性能、商业化要求、合法性等。水分含量检测系统既可以在工业生产中进行控制分析，又能够对产品质量进行测定，在质量检测日趋严格的发展下，水分含量的检测已成为衡量产品质量的重要指标，已经广泛应用于医药、粮食、烟草、造纸、塑胶、纺织等行业。水分含量检测系统按测定原理可以分为物理测定法和化学测定法。物理测定法常用的是失重法、蒸馏分层法、气相色谱分析法等，化学测定方法主要有卡尔费休法、甲苯法等。其中，卡尔费休法已被列为许多物质中水分测定的国际标准方法，并发展除了容量法和库伦法的检测仪器。然而，随着工业化的快速发展，几分钟的检测速度已经不能满足市场需求，在线实时的水分含量检测是市场的主要发展趋势。目前一些间接测量方法可提供在线水分检测，如微波共振法和近红外光谱法，但信噪比和稳定性较低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种水分含量检测、控制和监控系统，能够实时、准确的进行水分含量检测，且信噪比和稳定性较高。本技术的目的通过如下技术方案实现：一种水分含量检测系统，包括水分仪系统组件、透镜组件和信号分析组件，所述水分仪系统组件包括光源组件以及分别与该光源组件连接的太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器，所述信号分析组件包括偏压信号发生器和信号处理装置；所述透镜组件设置在所述太赫兹辐射器、所述第一太赫兹探测器和所述第二太赫兹探测器之间，所述太赫兹辐射器连接所述偏压信号发生器；所述第一太赫兹探测器和所述第二太赫兹探测器分别连接所述信号处理装置。一种水分含量控制系统，其包括微机以及如上所述的水分含量检测系统，所述微机与所述水分含量检测系统的信号处理装置连接。一种水分含量监控系统，其包括数据存储服务器以及如上所述的水分含量检测系统，所述数据存储服务器与所述水分含量检测系统的信号处理装置连接。根据上述本技术的水分含量检测系统，其包括水分仪系统组件、透镜组件和信号分析组件，水分仪系统组件包括光源组件以及分别与该光源组件连接的太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器，信号分析组件包括偏压信号发生器和信号处理装置，透镜组件设置在太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器之间，太赫兹辐射器连接偏压信号发生器；第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器分别连接信号处理装置，如此，光源组件产生的激光拍频分束至太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器，太赫兹辐射器在偏压信号发生器所提供的电压的作用下向透镜组件中辐射太赫兹信号；太赫兹信号的一部分经透镜组件透射和/或反射至第一太赫兹探测器获得参考电信号；太赫兹信号的另一部分经透镜组件透射和/或反射以及待测样品的反射至第二太赫兹探测器获得样品电信号；基于该参考电信号和样品电信号可以实时地获取待测样品内水分含量，此外，由于入射到太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器的激光束都来自同一光源组件，可以节约硬件成本，且使得入射到太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器的激光的频率都相同，可以提升检测的准确性，同时，由于是太赫兹辐射进行水分测定，信噪比与稳定性均较高，将本技术的水分含量检测系统与微机或者数据存储服务器相连接可以有效的应用于水分含量检测的流水作业与监控中。附图说明图1为本技术实施例一的水分含量检测系统的组成结构示意图；图2为图1中的水分仪系统组件在其中一个实施例中的细化组成结构示意图；图3为图1中的透镜组件在其中一个实施例中的细化组成结构以及与水分仪系统组件中的部分器件的连接关系示意图；图4本技术实施例一的水分含量检测系统的工作原理示意图一；图5本技术实施例一的水分含量检测系统的工作原理以及信号分析组件的一种细化组成结构示意图二；图6为本技术实施例二的水分含量控制系统的组成结构示意图；图7为本技术实施例二的水分含量控制系统的一种应用示意图；图8为本技术实施例三的水分含量监控系统的组成结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本使用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。太赫兹辐射是指频率在0.1THz到10THz之间的电磁辐射，对许多介电材料和非极性物质具有良好的穿透性，特别是它对水有较强的吸收特性。由于水是极性分子，水对太赫兹辐射的吸收远高于其他非极性分子成分组成。因此，本技术实施例中使用太赫兹辐射进行水分测定，信噪比与稳定性均优于微波检测方式和近红外检测方式。通过使用太赫兹辐射进行水分测定，可以在生产过程质量监控及成品分级等流水线阶段，实施无损、实时、准确的水分含量监控，确保产品质量及生产加工性能。以下对本技术方案的各个实施例进行详细阐述。实施例一参见图1所示，为本技术实施例一的水分含量检测系统的组成结构示意图。如图1所示，本技术实施例一的水分含量检测系统包括水分仪系统组件10、透镜组件11和信号分析组件12，水分仪系统组件10包括光源组件101以及分别与该光源组件101连接的太赫兹辐射器102、第一太赫兹探测器103和第二太赫兹探测器104，信号分析组件12包括偏压信号发生器121和信号处理装置122。透镜组件11设置在太赫兹辐射器102、第一太赫兹探测器103和第二太赫兹探测器104之间，太赫兹辐射器102连接偏压信号发生器121；第一太赫兹探测器103和第二太赫兹探测器104分别连接信号处理装置122。这里，透镜组件可以包括抛物面镜、分光镜、平面镜和透镜中的一种或者多种，抛物面镜、分光镜、平面镜和透镜中的每一种光学器件的数量分别可以为一个，也可以为多个。其中，光源组件101产生的激光束(激光拍频)分束至太赫兹辐射器102的入射端、第一太赫兹探测器103的入射端和第二太赫兹探测器104的入射端，太赫兹辐射器102在入射的激光拍频和偏压信号发生器121所提供的电压的作用下向透镜组件11中辐射太赫兹信号；太赫兹信号的一部分经透镜组件11透射和/或反射至第一太赫兹探测器103；太赫兹信号的另一部分经透镜组件11透射和/或反射以及待测样品(图1中未示出)的反射至第二太赫兹探测器104。这里，第一太赫兹探测器103接收到的信号作为第二太赫兹探测器104接收到的信号的参考信号，与第二太赫兹探测器104接收到的信号进行比较，可以实时地获取待测样品内水分含量，此外，由于入射到太赫兹辐射器102、第一太赫兹探测器103和第二太赫兹探测器104都来自于同一光源(光源组件101)，可以节约硬件成本，且使得三者所使用的太赫兹信号的频率都相同，可以提升检测的准确性同时，由于是太赫兹辐射进行水分测定，信噪比与稳定性均较高。参见图2所示，为水分仪系统组件10在其中一个实施例中的细化结构示意图，图2中示出了水分仪系统组件10的一个较佳示例的组成结构示意图依据不同的考虑因素，在具体实现本技术的水分含量检测系统时，可以包含图2中所示的全部，也可以只包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水分含量检测系统，其特征在于，包括水分仪系统组件、透镜组件和信号分析组件，所述水分仪系统组件包括光源组件以及分别与该光源组件连接的太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器，所述信号分析组件包括偏压信号发生器和信号处理装置；所述透镜组件设置在所述太赫兹辐射器、所述第一太赫兹探测器和所述第二太赫兹探测器之间，所述太赫兹辐射器连接所述偏压信号发生器；所述第一太赫兹探测器和所述第二太赫兹探测器分别连接所述信号处理装置。

【技术特征摘要】
1.一种水分含量检测系统，其特征在于，包括水分仪系统组件、透镜组件和信号分析组件，所述水分仪系统组件包括光源组件以及分别与该光源组件连接的太赫兹辐射器、第一太赫兹探测器和第二太赫兹探测器，所述信号分析组件包括偏压信号发生器和信号处理装置；所述透镜组件设置在所述太赫兹辐射器、所述第一太赫兹探测器和所述第二太赫兹探测器之间，所述太赫兹辐射器连接所述偏压信号发生器；所述第一太赫兹探测器和所述第二太赫兹探测器分别连接所述信号处理装置。2.根据权利要求1所述的水分含量检测系统，其特征在于，所述光源组件包括第一激光源、第二激光源、光学混频器；所述光学混频器的输入端分别连接所述第一激光源和所述第二激光源，所述光学混频器的输出端分别连接所述太赫兹辐射器的输入端、所述第一太赫兹探测器的输入端和所述第二太赫兹探测器的输入端。3.根据权利要求2所述的水分含量检测系统，其特征在于，所述光源组件还包括第一耦合器、第二耦合器、第一稳频器和第二稳频器；所述第一耦合器的输入端连接所述第一激光源的输出端，所述第一耦合器的输出端分别连接所述第一稳频器的输入端和所述光学混频器的输入端，所述第二耦合器的输入端连接所述第二激光源的输出端，所述第二耦合器的输出端分别连接所述第二稳频器的输入端和所述光学混频器的输入端；所述第一稳频器通过所述第一激光源的一部分输出光对所述第一激光源进行稳频，所述第二稳频器通过所述第二激光源的一部分输出光对所述第二激光源进行稳频。4.根据权利要求2或3所述的水分含量检测系统，其特征在于，用非线性晶体代替所述光学混频器和所述太赫兹辐射器。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辰，丁庆，
申请(专利权)人：华讯方舟科技有限公司，深圳市太赫兹系统设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44