多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪。在进行含水量测量时，利用多束不同频率的微波信号穿过待测物料，可获得多束回波信号。进一步的，可获得多组相位差及振幅衰减的数据，进而得到预设数量的衰减数据。由于穿过待测物料的微波信号具有多种不同的频率。因此，即使其中的某个频率的微波信号穿过待测物料时产生的导电损耗较大，而通过其余微波信号的补偿作用，总体的导电损耗带来的干扰也可被有效减少。因此，相当于传统的水分测量方法，检测结果的准确性得到有效提升。

【技术实现步骤摘要】
多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪
本专利技术涉及在线检测
，特别涉及一种多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪。
技术介绍
微波水分测量技术已经普遍的应用到各个行业。该测量技术主要用来监控生产过程中物料的水分含量，以便企业提高产品质量、有效控制生产过程。微波水分测量测量原理如下：当微波信号穿透物料时，由于物料中的水分子是极性分子，可吸收微波以产生键脚振动，从而将电磁能转化为热能，使得微波信号发生相位延迟及振幅衰减。其中，相位延迟及振幅衰减主要与物料的介电常数相关，而相位延迟及振幅衰减则主要由介电损耗及导电损耗引起。在进行水分测量时，介电损耗才能真实反映出物料中的含水量。因此，在进行水分测量时，应尽可能避免导电损耗并突出介电损耗。由于每种物料的成份不同，其导电性也不同，从而导致形成的导电损耗也存在差异。例如，煤灰中的矿物质会溶于水产生离子，在外加电磁场的作用下，离子导电更容易形成导电损耗。目前，微波水分测量仪都是采用固定频率的微波信号进行水分测量。但是，不同物料对于不同频率的微波产生的导电损耗及介电损耗是不一样的。例如在含水量10％的煤灰中，当频率较低时，由于导电性突出使得导电损耗的影响大于介电损耗。在这种情况下，就会造成水分测量的结果不准确。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有水分测量方法检测结果不准确的问题，提供一种能提高结果准确性的多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪。一种多频谱微波含水量分析方法，包括步骤：获取预设频率范围内的预设数量且频率不同的多束微波信号穿过待测物料形成的多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量。在其中一个实施例中，对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据的步骤为：分别获取每个所述回波信号的相位差与振幅衰减的比值，以作为所述衰减数据。在其中一个实施例中，根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量的步骤为：利用预设的校准矩阵及所述衰减数据，并采用比尔朗伯公式进行迭代以获得所述含水量。一种多频谱微波含水量分析装置，包括：获取模块，用于获取预设频率范围内的预设数量且频率不同的多束微波信号穿过待测物料形成的多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；量化模块，用于对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；分析模块，用于根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量。在其中一个实施例中，所述量化模块用于分别获取每个所述回波信号的相位差与振幅衰减的比值，以作为所述衰减数据。在其中一个实施例中，所述分析模块用于利用预设的校准矩阵及所述衰减数据，并采用比尔朗伯公式进行迭代以获得所述含水量。一种水分测量仪，包括评估仪器及与所述评估仪器通讯连接的发射天线及接收天线，所述评估仪器包括：频率控制器，用于在预设频率范围内生成预设数量且频率不同的多束微波信号；处理器，用于获取所述多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量；所述发射天线用于向待测物料发射所述多束微波信号；所述接收天线用于接收所述多束微波信号穿过所述待测物料形成的多束回波信号。在其中一个实施例中，所述频率控制器还用于获取设置指令，并根据所述设置指令获得所述预设频率范围。在其中一个实施例中，所述处理器对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据的步骤具体包括：用于分别获取每个所述回波信号的相位差与振幅衰减的比值，以作为所述衰减数据。在其中一个实施例中，所述处理器根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量的步骤具体包括：用于利用预设的校准矩阵及所述衰减数据，并采用比尔朗伯公式进行迭代以获得所述含水量。上述多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪，利用多束不同频率的微波信号穿过待测物料，可获得多束回波信号。进一步的，可获得多组相位差及振幅衰减的数据，进而得到预设数量的衰减数据。由于穿过待测物料的微波信号具有多种不同的频率。因此，即使其中的某个频率的微波信号穿过待测物料时产生的导电损耗较大，而通过其余微波信号的补偿作用，总体的导电损耗带来的干扰也可被有效减少。因此，相当于传统的水分测量方法，检测结果的准确性得到有效提升。附图说明图1为本专利技术一个实施例中多频谱微波含水量分析方法的流程示意图；图2为不同频率的微波信号穿过待测物料后的振幅衰减的示意图；图3为本专利技术一个实施例中多频谱微波含水量分析装置的模块示意图；图4为本专利技术一个实施例中水分测量仪的示意图；图5为图4所示水分测量仪实现水分测量方法的流程示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，本专利技术一个实施例中的多频谱微波含水量分析方法包括步骤S110～步骤S130：步骤S110，获取预设频率范围内的预设数量且频率不同的多束微波信号穿过待测物料形成的多束回波信号分别相对于对应的多束微波信号产生的相位差及振幅衰减。具体的，微波信号的预设频率范围一般是较宽的频率范围。例如，500MHZ至5GHZ的范围。微波信号穿过待测物料时，由于待检测物料中水分对能量的吸收作用，会导致穿过待测物料的回波信号发生相位偏移及振幅的衰减。待测物料通常是指粮食、棉花、烟丝等需要对含水量进行严格控制的物质，在一个具体的实施例中提供一种烟丝多频谱微波含水量分析方法，该待测物料为烟丝。在一次测量过程中，向待测物料发出多束微波信号。多束微波信号可以通过波分复用形式同时发送，也可在预设时间段内发送。例如，可在25毫秒内发送100束频率不同的微波信号。其中，多束微波信号的频率存在差别。因此，导致每束微波信号穿过待测物料后，其对应的回波信号相对于原始微波信号所产生的相位差及振幅衰减与其他回波信号产生的相位差及振幅衰减也存在区别。例如，预设数量为100时，则表示采用100束频率各异的微波信号穿过待测物料。进一步的，则可获得100组相位差及振幅衰减数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频谱微波含水量分析方法，包括步骤：获取预设频率范围内的预设数量且频率不同的多束微波信号穿过待测物料形成的多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量。

【技术特征摘要】
1.一种多频谱微波含水量分析方法，包括步骤：获取预设频率范围内的预设数量且频率不同的多束微波信号穿过待测物料形成的多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量。2.根据权利要求1所述的多频谱微波含水量分析方法，其特征在于，对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据的步骤为：分别获取每个所述回波信号的相位差与振幅衰减的比值，以作为所述衰减数据。3.根据权利要求1所述的多频谱微波含水量分析方法，其特征在于，根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量的步骤为：利用预设的校准矩阵及所述衰减数据，并采用比尔朗伯公式进行迭代以获得所述含水量。4.一种多频谱微波含水量分析装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取预设频率范围内的预设数量且频率不同的多束微波信号穿过待测物料形成的多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；量化模块，用于对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；分析模块，用于根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量。5.根据权利要求4所述的多频谱微波含水量分析装置，其特征在于，所述量化模块用于分别获取每个所述回波信号的相位差与振幅衰减的比值，以作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘磊，许瑾，
申请(专利权)人：默斯测控技术长沙有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43