本实用新型专利技术公开了一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，包括微波信号产生器、第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器、检波放大器、A/D变换器、信号处理器、数据采集处理计算机、显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器，第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器和检波放大器依次通过微波同轴电缆相连；显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器分别与数据采集处理计算机相连。本实用新型专利技术的用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，采用微波谐振原理对滤棒的合格与否进行检测，能对滤棒进行快速、连续进行在线检测，且检测准确度及可靠性高，不因环境因素影响检测准确性。
A Microwave Detection Device for Composition Detection of Filter Rod in Filter Rod Shaping Machine
【技术实现步骤摘要】
一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置
本技术涉及一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，属于微波非电量测试
技术介绍
正像烟支一样，滤棒的质量指标有多种、多项。其中吸阻对滤棒来说是一个关键性的指标，因为它直接影响到烟支的吸阻指标。目前，各种在用的成型机中对滤棒吸阻指标的控制办法均为人工进行，其中的检测环节也至多为半自动取样完成，没有真正意义上的成熟的在线自动检测。根据理论分析和实际经验，我们认为滤棒的吸阻主要受到以下几个原因的影响：1、滤棒材料密度；2、固化剂含量；3、滤棒材料中混入的杂质。从电学的角度上看，影响滤棒吸阻的几个因素都能从滤棒材料及其所含杂质的介质常数这个参数的变化而表现出来。而材料介质常数则是可以用测量含一定介质的微波谐振腔的谐振频率及谐振幅度的变化来进行测量的。材料密度增加，其相对介质常数的虚部增加，相应于微波谐振腔的谐振频率的减小；由于滤棒固化剂中含有水分，固化剂含量的增加，意味着滤棒中的水分含量的增加，即其相对介质常数的实部增大，相应于微波谐振腔的谐振幅度的降低。由于烟嘴滤棒的主要成分为三醋酸甘油酯，其介质常数为6.1，比空气的介质常数1大得多，所以用微波谐振腔技术来测量滤棒材料的密度以及固化剂及杂质的含量是可能的。由材料的介质常数来计算出介质材料的密度和湿度的方法已在多年前由我们开发成功并大量应用于在线烟支重量控制系统中。我们完全可以应用其成熟经验，用来测量滤棒材料的品质。微波在一个金属制成的容器(我们将其称为微波谐振腔)内具有谐振特性。当在该谐振腔内部分或全部填充有其它非金属物质(我们称其为介质材料)时，其谐振频率和谐振幅度会因填充的介质材料的介质常数不同、介质材料的多少和形状的不同而产生不同的变化。这种变化对于所填充的介质材料的不同所产生的响应的十分敏感的。由于滤棒材料的密度和其固化剂含量的不同，它们的介质常数会有一些差别。因而，通过对这些介质常数的变化的精确测量，我们可以分析计算出滤棒材料密度和其固化剂含量。当滤棒材料中含有杂质时，滤棒通过谐振腔时，会使其谐振频率和谐振幅度出现异常变化。我们设计一个微波谐振腔，滤棒丝束成型时通过该谐振腔运动。由于滤棒材料密度和其固化剂含量的不同，也就是它们介质常数的不同，使得谐振腔的谐振频率和谐振幅度产生变化。通过精确测量微波谐振腔的谐振频率和谐振幅度变化就能分析计算出滤棒材料的密度和固化剂含量。我们采用了一套全新的微波谐振幅频特性的解析方法来快速、精确地测出微波谐振腔内所填充的物质的介质常数。在正常滤棒材料填充的情况下，由于滤棒材料密度变化以及固化剂含量本身有些波动的影响，所测得的谐振频率ΔF和谐振幅度ΔU总在其平均值上下一定的范围内变化。但当滤棒材料中有杂质存在时，所测得的谐振频率和谐振幅度的变化将大大偏离正常滤棒填充的情况。为了测得不同物质的介质常数所产生的微波谐振频率及谐振幅度变化，我们首先要设计出适当的适用于滤棒成分检测的微波谐振腔，才能有效地对滤棒进行快速、连续进行在线检测。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，采用微波谐振原理对滤棒的合格与否进行检测，能对滤棒进行快速、连续进行在线检测，且检测准确度及可靠性高，不因环境因素影响检测准确性。实现上述目的的技术方案是：一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，包括微波信号产生器、第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器、检波放大器、A/D变换器、信号处理器、数据采集处理计算机、显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器，其中：所述微波信号产生器、第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器、检波放大器、A/D变换器、信号处理器和数据采集处理计算机依次相连；且所述第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器和检波放大器依次通过微波同轴电缆相连；所述显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器分别与所述数据采集处理计算机相连；所述扁矩形微波谐振腔包括从前至后依次连接的进端导管、扁矩形谐振腔本体和出端导管，所述扁矩形谐振腔本体的上下端均设置有前端面板、后端面板以及位于前端面板和后端面板之间的侧边板，所述进端导管和出端导管分别呈前大后小的喇叭状，所述扁矩形谐振腔本体中设置有中段导管，所述中段导管的前后端一一对应地与所述进端导管和出端导管连通，所述进端导管与扁矩形谐振腔本体的连接处设置有防泄漏过渡波导。上述的一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，其中，所述微波信号产生器的输出功率为10毫瓦。上述的一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，其中，所述进端导管、中段导管和出端导管分别采用四氟乙烯材料制成；所述扁矩形谐振腔本体采用低膨胀合金材料制成，所述扁矩形谐振腔本体的表面涂覆有耐腐蚀导电材料层。上述的一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，其中，所述扁矩形谐振腔本体采用4J36铁镍合金制成。上述的一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，其中，所述检波放大器采用微波检波二极管。本技术的用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，具有以下优点：(1)采用微波谐振原理对滤棒的合格与否进行检测，能对滤棒进行快速、连续进行在线检测，且检测准确度及可靠性高，不因环境因素影响检测准确性；(2)采用的微波信号源输出功率小，仅为10毫瓦，是一般手机发射功率的百分之一，安全性高。其在操作位置的辐射强度仅为0.1mW/cm2,远远低于国家规定的5mW/cm2的安全标准；(3)采用工控机进行控制，具有良好的人机界面，可根据需要设置告警、剔除等功能，并给出统计分析报告；(4)开机后即可正常工作，不需预热、不需调零，操作使用方便。附图说明图1为本技术的用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置的结构图；图2为扁矩形微波谐振腔的结构图。具体实施方式为了使本
的技术人员能更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：请参阅图1和图2，本技术的最佳实施例，一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，包括微波信号产生器1、第一隔离器2、输入探针3、扁矩形微波谐振腔4、输出探针5、第二隔离器6、检波放大器7、A/D变换器8、信号处理器9、数据采集处理计算机10、显示器11、工控机12和滤棒成型机实时速度检测器13。微波信号产生器1、第一隔离器2、输入探针3、扁矩形微波谐振腔4、输出探针5、第二隔离器6、检波放大器7、A/D变换器8、信号处理器9和数据采集处理计算机10依次相连；且第一隔离器2、输入探针3、扁矩形微波谐振腔4、输出探针5、第二隔离器6和检波放大器7依次通过微波同轴电缆14相连。显示器11、工控机12和滤棒成型机实时速度检测器13分别与数据采集处理计算机10相连。再请参阅图2，扁矩形微波谐振腔4包括从前至后依次连接的进端导管41、扁矩形谐振腔本体42和出端导管43，扁矩形谐振腔本体42的上下端均设置有前端面板44、后端面板45以及位于前端面板44和后端面板45之间的侧边板46，进端导管41和出端导管43分别呈前大后小的喇叭状，扁矩形谐振腔本体42中设置有中段导管47，中段导管47的前后端一一对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，其特征在于，包括微波信号产生器、第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器、检波放大器、A/D变换器、信号处理器、数据采集处理计算机、显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器，其中：所述微波信号产生器、第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器、检波放大器、A/D变换器、信号处理器和数据采集处理计算机依次相连；且所述第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器和检波放大器依次通过微波同轴电缆相连；所述显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器分别与所述数据采集处理计算机相连；所述扁矩形微波谐振腔包括从前至后依次连接的进端导管、扁矩形谐振腔本体和出端导管，所述扁矩形谐振腔本体的上下端均设置有前端面板、后端面板以及位于前端面板和后端面板之间的侧边板，所述进端导管和出端导管分别呈前大后小的喇叭状，所述扁矩形谐振腔本体中设置有中段导管，所述中段导管的前后端一一对应地与所述进端导管和出端导管连通，所述进端导管与扁矩形谐振腔本体的连接处设置有防泄漏过渡波导。
【技术特征摘要】
1.一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，其特征在于，包括微波信号产生器、第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器、检波放大器、A/D变换器、信号处理器、数据采集处理计算机、显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器，其中：所述微波信号产生器、第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器、检波放大器、A/D变换器、信号处理器和数据采集处理计算机依次相连；且所述第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器和检波放大器依次通过微波同轴电缆相连；所述显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器分别与所述数据采集处理计算机相连；所述扁矩形微波谐振腔包括从前至后依次连接的进端导管、扁矩形谐振腔本体和出端导管，所述扁矩形谐振腔本体的上下端均设置有前端面板、后端面板以及位于前端面板和后端面板之间的侧边板，所述进端导管和出端导管分...
【专利技术属性】
技术研发人员：闵晨，杨恕，陈林，廉勇，赵谦益，梁燕，
申请(专利权)人：上海恒博自动化设备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31
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