一种微波漏能法水分检测仪制造技术

本发明专利技术属于一种微波漏能法水分检测仪，包括检测室和与检测室设置到一起的微波发生组件，所述检测室包括检测腔，所述检测腔为中空结构，其一侧铰接有试样门托，所述试样门托上固定有检测盒，所述检测腔上方设有感应腔，所述检测腔下方设有微波发射腔，所述感应腔上方还对应设置的A/D转换腔，所述感应腔内设有感应线圈和与所述感应线圈连接的氖灯，所述A/D转换腔内设有用于检测氖灯光照强度的检测器；所述微波发生装置组件包括微波发生器，与所述微波发生器设置到一起的波导管，与所述波导管设置到一起的微波天线，所述微波天线固定在所述微波发射腔内，且所述微波天线的发射方向对应朝向所述检测腔。

A moisture detector based on microwave energy leakage method

The present invention relates to a microwave leakage can be moisture detector, including microwave and detection chamber is arranged together the detection chamber assembly, the detection chamber comprises a detection chamber, the detecting chamber is a hollow structure, one side is hinged with a sample test box is fixed with the door, the door of the sample, induction cavity with the detection chamber, below the detection chamber is provided with a microwave cavity, the upper part of the induction cavity is also arranged corresponding to the conversion of A/D cavity, the induction chamber is provided with the induction coil and the induction coil is connected with the neon lamp, the A/D conversion chamber. Useful in the detection of neon light intensity detector; the the microwave generator assembly includes a microwave generator, and the microwave generator set with a waveguide microwave antenna is arranged together with the waveguide, the microwave antenna is fixed on the micro The transmitting direction of the microwave antenna corresponds to the detection cavity.

【技术实现步骤摘要】
一种微波漏能法水分检测仪
本专利技术属于煤炭检测技术设备领域。尤其是涉及一种微波漏能法水分检测仪。
技术介绍
在煤炭中，水分是最容易变化的成分之一，却又是煤质重要的指标之一，对煤炭贸易、运输和加工利用都有重要影响。在煤炭进出口贸易中，收到基低位发热量是主要的结算依据，水分增加会使煤中的可燃成分减少，导致低位发热量降低，在通常情况下，煤中每增加l％的水分，煤的发热量会降低250.29kJ/kg，煤的发热量越大，水分对低位发热量的影响也越大，因此煤中水分变化直接影响供需双方的经济利益。在电厂锅炉燃烧时，煤中水分在加热蒸发过程中吸收炉内温度使炉温下降，延迟煤的着火时间，影响火焰稳定性，对锅炉安全运行不利，水分增加，煤粉不完全燃烧，增加不完全燃烧损失，排烟量增加，排烟热损失增加，导致锅炉效率下降，同时增加了废气、废固的排放量。近几年来，京津冀地区冬季的雾霾天气频繁，很大原因与冬季取暖时燃煤排放的废气、废固有关。因此，煤中水分检测是一个基础性但又十分重要的项目，但由于过程检测和过程控制发展的需求，传统的离线煤炭水分检测方法己不能满足生产过程要求，迫切希望生产出能准确、快速、在线检测煤炭中水分的设备。目前，实验室中检测煤样含水分含量的方法是烘干法，需要粉碎煤颗粒到200-300目后，取样称重，烘干60-120分钟，再称重，计算水分丢失量，算出含水量。因此在实验中存在一些缺点：①人工测量劳动强度大，导致人为误差影响较大；②取样代表性难以保证，工业生产过程中的煤炭流量大，而每次取样的数量非常有限，从而使得实际的取样代表性差；③操作周期长，结果滞后，无法与生产同步进行物料品质在线监测。国内外实际操作中用于测量物质水分含量的方法按照原理可分两大类：热烘干法，微波透射法。热烘干法包括微波加热法、红外加热法；微波透射法包括微波衰减法、微波介电常数(电容)法、微波谐振腔法，其特点、适用范围、测量精度等各不相同。(1)红外加热干燥法红外加热干燥法原理是利用水分对特定波长的红外辐射有强烈的吸收带，当红外辐射频率与被加热物质的基本质点的固有运动频率相匹配时，会很好地吸收辐射能并产生强烈的共振，物质迅速升温，使物体达到快速均匀加热干燥的目的。其特点是不与被测物料接触，最高精度可达0.1％，物料温度和密度对测量结果的影响小，但该法仅属于表面测量技术，很难反映整个物料的体积水分(内部水分)。(2)微波加热干燥法微波加热干燥法是水分子随微波电场方向改变而高速振动，交变电场的频率越高，极性分子反复转向的极化也就越快，分子的热运动和相邻分子间的摩擦作用就越剧烈，完成了电磁能向热能的转化，水分迅速蒸发。该法特点穿透能力强、干燥均匀迅速，具有选择性，但是仪器将微波干燥技术与电子天平质量称量技术结合，通过取样、称重、干燥、再称重，完成检测，此过程操作时间长，结果滞后，尤其是要求快速检测水分、迅速调整含水量的生产过程，无法实现实时在线监测。(3)微波衰减法(电容法)微波衰减法是基于水的介电常数比通常介质材料的介电常数要大得多，因此，即使材料中自由水含量有微小变化,也会导致材料介电特性发生变化，反应非常灵敏，但是精度较低，只有1％。，并且介电常数受温度、材质密度、材料纯度、被检测物与检测传感器的距离的干扰。当前国外(英国、德国)基于此检测方法的产品很多，但都有上述困扰问题存在。(4)微波反射法微波反射法依据微波反射参量如相位移、衰减量与物料水分之间的非线性函数关系，通过测量反射物料后的微波相位移与衰减量确定物料水分含量，检测速度快，灵敏度高，不需要接触被测物，属于无损检测，不受检测距离影响，但受物料密度、材质纯度、温度影响。(5)微波谐振腔法微波谐振腔法通过测量谐振频率的偏移和谐振腔的品质因数确定物料含水率。该方法的分辨力和测量精度较高。通过计算介电常数和衰减因子的比值可消除密度对测量结果的影响，从而实现与密度无关的微波谐振腔水分测量。但是，电场对水分子中氧离子、氢离子正反的转化影响谐振频率，物料纯度杂质也会干扰谐振频率，从而也会影响检测精度。实际检测中，检测同样含水量的产品，由于被检测样品的材质密度、材质纯度、检测距离的微小变化，都会干扰介电常数，干扰谐振频率，最终干扰含水量检测结果。实际应用时检测精度较低、一般精度不超过1％场合，且使用这些原理检测的仪器，校准非常频繁。
技术实现思路
为了弥补上述对于煤炭检测方面的缺陷，本专利技术提出一种微波漏能法水分检测仪。其技术方案为，一种微波漏能法水分检测仪，包括检测室和与检测室设置到一起的微波发生组件，所述检测室包括检测腔，所述检测腔为中空结构，其一侧铰接有试样门托，所述试样门托上固定有检测盒，所述检测腔上方设有感应腔，所述检测腔下方设有微波发射腔，所述感应腔上方还对应设置的A/D转换腔，所述感应腔内设有感应线圈和与所述感应线圈连接的氖灯，所述A/D转换腔内设有用于检测氖灯光照强度的检测器；所述微波发生装置组件包括微波发生器，与所述微波发生器设置到一起的波导管，与所述波导管设置到一起的微波天线，所述微波天线固定在所述微波发射腔内，且所述微波天线的发射方向对应朝向所述检测腔。所述检测腔还铰接有校正门托，所述校正门托上固定有校验盒。还包括触摸屏和与所述触摸屏电连接的控制器，所述控制器还分别电连接有检测器和微波发生器。所述检测盒内还固定有温度探头，所述温度探头电连接控制器。还包括称重天平，所述称重天平与所述控制器电连接。本专利技术中，微波漏能法采用一定强度的微波，能使氖灯发光，发光的亮度与微波强度相关。比如微波透过含有一定水分的煤粉，微波能量强度会被煤粉中的水分子高速震动摩擦而被消耗，含水量变化使得漏过煤粉的微波强度同时发生变化，同时使得氖管发光亮度也发生变化，通过检测发光强度的变化，测出漏过煤粉微波能量的变化，反推检测出煤粉中水分含量值的大小。本专利技术具体操作如下：微波发生器发射强度稳定的2.4GHz微波信号，该频率的微波是最容易被水吸收的频率。通过波导管引入发射腔，发射腔内安装发射天线，通过发射腔与检测腔对接，其目的是使发射天线发出的微波全面积通过装有被检测样品的检测腔体。检测腔体设计制作保证对微波不反射、不泄露。检测腔的检测口两侧装有两个半开的旋转门托分别是试样门托和校准门托。试样门托上装卡测量盒。校准门托上装卡校验盒。当关闭试样门时，测量盒被送入检测腔。同理，不关闭试样门托而关闭校准门托时，校准盒被送入检测腔。检测腔连接换能腔。换能腔连接A/D转换腔。微波信号进入检测腔，穿过测量盒或校验盒，盒中样品水分子剧烈振动摩擦吸收消耗了一定量的微波，使得微波透过样品的能量强度发生衰减，微波透过的能量与水分含量大小产生反比例变化，强度衰减的微波信号进入换能腔，换能腔装有氖泡，把微波泄漏的能量信号转换成光强度信号，即氖泡产生明暗变化，通过A/D转换腔,将光强度信号转换成控制器能够识别的数字电信号后送入控制器，进行触摸屏显示、运算、存储等。温度探头安装在测量盒上。测出测量盒内部温度，用于补偿调整含水量精度，是因为温度的干扰会减少样品含水量。称重天平安装在微波发生组件的外壳上，可以称量样品测量盒的重量值，用于补偿调整含水量精度，是因为密度的干扰减少样品含水量触摸屏以及控制器的数据库内部已经存入物料含水率的计算方法，修正函数，校准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波漏能法水分检测仪，其特征在于，包括检测室和与检测室设置到一起的微波发生组件(16)，所述检测室包括检测腔(5)，所述检测腔为中空结构，其一侧铰接有试样门托(6)，所述试样门托上固定有检测盒(13)，所述检测腔上方设有感应腔(8)，所述检测腔下方设有微波发射腔(3)，所述感应腔上方还对应设置的A/D转换腔(9)，所述感应腔内设有感应线圈和与所述感应线圈连接的氖灯(17)，所述A/D转换腔内设有用于检测氖灯光照强度的检测器；所述微波发生装置组件包括微波发生器(1)，与所述微波发生器设置到一起的波导管(2)，与所述波导管设置到一起的微波天线(4)，所述微波天线固定在所述微波发射腔内，且所述微波天线的发射方向对应朝向所述检测腔。

【技术特征摘要】
1.一种微波漏能法水分检测仪，其特征在于，包括检测室和与检测室设置到一起的微波发生组件(16)，所述检测室包括检测腔(5)，所述检测腔为中空结构，其一侧铰接有试样门托(6)，所述试样门托上固定有检测盒(13)，所述检测腔上方设有感应腔(8)，所述检测腔下方设有微波发射腔(3)，所述感应腔上方还对应设置的A/D转换腔(9)，所述感应腔内设有感应线圈和与所述感应线圈连接的氖灯(17)，所述A/D转换腔内设有用于检测氖灯光照强度的检测器；所述微波发生装置组件包括微波发生器(1)，与所述微波发生器设置到一起的波导管(2)，与所述波导管设置到一起的微波天线(4)，所述微波天线固定在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永辉，郑丽云，李金瑞，董玉兰，李磊，叶葛婷，
申请(专利权)人：廊坊市产品质量监督检验所，
类型：发明
国别省市：河北,13