【技术实现步骤摘要】
利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置
本专利技术属于微波应用
，涉及一种微波检测颗粒状固体样品含水率的装置。
技术介绍
在工农业生产过程中，颗粒状固体材料的含水率检测对产品的应用和生产有重要的影响。含水率测量分为直接测量和间接测量，每种方法适用范围都不相同，精度也不相同。微波检测技术是通过微波与物质中水分子相互作用，尽而实现物料含水率的无损检测，其测量范围大且测量精度高而在含水率测量过程中得到广泛应用。微波是一种高频电磁波，在微波的作用下，水分子的偶极矩会发生频繁拉伸和换向，消耗大量的能量。微波与物质中水分子相互作用，从而发生微波的反射与透射，被测物料的水分会引起微波功率的损耗，且其远大于其他背底材料引起的损耗，通过测量反射和透射微波功率衰减，相位变化，谐振频率等相关物理量，便能间接的测量物料的含水率。通常情况下，利用微波法测量含水率会根据实际情况分别采用反射微波功率衰减检测法和透射微波功率衰减检测法。但是，这两种方法在对颗粒状固体材料进行含水率检测过程中确遇到了原理性误差的影响，即材料堆积密度对检测精度的影响。颗粒状固体样品含水率检测过程中受到堆积密度分...
【技术保护点】
1.一种利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置，其特征在于包括微波源、传输单元、发射单元、反射接收单元、透射接收单元、样品室、微波功率检测单元、数据处理及输出单元组成；被测样品放置在样品室内；微波源通过传输单元与发射单元相连接并通过发射单元向空间传播发射微波信号，同时通过反射接收单元接收与样品作用后反射回来的反射微波信号，通过透射接收单元接收与样品作用后透射过去的透射微波信号；微波功率检测单元分别接收反射接收单元输出的反射微波功率信号P2和透射微波功率信号P3，并将反射微波功率信号P2和透射微波功率信号P3转换为第一直流混频电压信号V1和第二直流混频电压信号V2后输出；数据...
【技术特征摘要】
1.一种利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置，其特征在于包括微波源、传输单元、发射单元、反射接收单元、透射接收单元、样品室、微波功率检测单元、数据处理及输出单元组成；被测样品放置在样品室内；微波源通过传输单元与发射单元相连接并通过发射单元向空间传播发射微波信号，同时通过反射接收单元接收与样品作用后反射回来的反射微波信号，通过透射接收单元接收与样品作用后透射过去的透射微波信号；微波功率检测单元分别接收反射接收单元输出的反射微波功率信号P2和透射微波功率信号P3，并将反射微波功率信号P2和透射微波功率信号P3转换为第一直流混频电压信号V1和第二直流混频电压信号V2后输出；数据处理及输出单元对第一直流混频电压信号V1和第二直流混频电压信号V2进行采集，并根据预先标定的被测样品的含水率与堆积密度、第一直流混频电压信号V1和第二直流混频电压信号V2的函数关系式确定被测样品的含水率。2.根据权利要求1所述的利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置，其特征在于所述的样品室内设置有热电偶；热电偶的输出连接数据处理及输出单元。3.根据权利要求1所述的利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置，其特征在于所述微波源的工作频率范围为10GHz。4.根据权利要求1所述的利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置，其特征在于所述的传输单元采用同轴传输线，其端口阻抗的典型值为50Ω。5.根据权利要求1所述的利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置，其特征在于所述的发射单元与反射接收单元采用由微波发射器件与接收器件集成在一起并复用其中的波导天线构成的一体化单元。6.根据权利要求1所述的利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置，其特征在于还包括仪表放大器；微波功率检测单元输出的第一直流混频电压信号V1和第二直流混频电压信号V2经过仪表放大器进行放大后送入数据处理及输出单元。7.根据权利要求1所述的利用微波检测颗粒状固体样品含水率的装置，其特征在于被测样品的含水率与堆积密度、第一直流混频电压信号V1和第二直流混频电压信号V2的函数关系式的标定方法如下：(1)、将样品室放置于压机上并将压力传感器固定在压机的压头下面；然后在样品室内装填已知含水率M的颗粒状固体样品及介电常数小于3的液体介质；使得样品完全浸入液体介质；(2)、利用压机对样品施加静压，静压每增加△N，△N≤1Mpa；记录静压值、液体介质的液面高度及对应的第一直流混频电压信号V1和第二直流混频电压信号V2采集值；直...
【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，王沛霖，郑焕春，房佳汇钰，段岩钊，徐常皓，孙宇，刘士宁，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22
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