烟支密度微波检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于烟草加工领域，涉及一种烟支密度检测装置。该检测装置由微波信号产生电路、具有微波信号输入、输出端口的微波谐振腔、微波能量检测电路及单片机、恒温装置组成，微波信号产生电路产生的微波信号经微波信号输入端口注入微波谐振腔；经微波信号输出端口接微波能量检测电路，微波能量检测电路的输出信号送单片机处理，特点是所述微波信号产生电路采用双频频率合成信号发生电路和自动稳幅电路构成，自动稳幅电路、微波谐振腔和微波能量检测电路均在恒温装置内。该检测装置进、出微波谐振腔的微波信号能量的变化只与通过微波谐振腔的烟支密度有关，不受环境温度的影响，确保了检测的准确及稳定性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于烟草加工领域，涉及一种烟支密度检测装置。 技术背景巻烟机在生产烟支的过程中，为保证烟支重量的基本恒定，通过检测烟 条密度并与重量控制系统配合， 一起完成烟支重量的控制。烟支密度的检测 方法很多，以往设备中采用较多的是通过放射性元素的透射量的检测来实现， 这种方法检测速度快、精度和稳定性高，但存在放射源霈要严格管理的缺点。 近年来出现了采用微波谐振检测的方法，该方法利用烟支通过微波电磁场时， 不同密度及含水量的烟条将会引起微波电磁场能量参数的不同变化的测量原 理，通过对能量参数检测，并通过信号分析，最终得到烟条的实时密度值。 微波谐振的检测方法与放射源检测的方法相比，存在着精度和稳定性较差的 缺点。
技术实现思路
本技术的目的是克服已有技术的缺点，提供一种检测精度高和检测 稳定性好的烟支密度微波检测装置。本技术所采用的技术方案是该烟支密度微波检测装置，由微波信 号产生电路、具有微波信号输入、输出端口的微波谐振腔、微波能量检测电 路及单片机、恒温装置组成，微波谐振腔处于恒温装置内，微波信号产生电 路产生的微波信号经微波信号输入端口注人微波谐振腔；经微波信号输出端 口接微波能量检测电路，微波能量检测电路的输出信号送单片机处理，特点 是所述微波信号产生电路采用双频频率合成信号发生电路和自动稳幅电路构 成，自动稳幅电路、微波谐振腔和微波能量检测电路均在恒温装置内。所述的双频频率合成信号发生电路由晶体谐振电路、两个由单片机控制 的锁相环电路、可编程电路、高频开关切换芯片及微波锁相环电路组成，所 述两个锁相环电路均由分频监相器、积分运算电路、压控振荡器和功分电路 构成，所述双微波锁相环电路由监相器、积^M箅电路、压控振荡器、功分 电路和分频器构成，晶体谐振电路输出的频率信号分三路，两i^别进入两 个由单片机控制的锁相环电路，两个锁相环电路的输出接高频开关切换芯片 的输入端；第三路送入可编程电路，由可编程电路输出控制信号至高频开关切换芯片，高频开关切换芯片的输出接双微波锁相环电路。—所述的自动稳幅电路由微波放大电路、定向耦合器、检波电路、求和积 分运算电路、电调衰减器组成，双频频率合成信号进入电调衰减器，电调衰 减器的输出接微波放大电路，微波放大电路的输出接定向耦合器，定向m^ 器的输出一路接检波电路，另一路输出微波信号至微波谐振腔，检波电路的 输出与参考电压进入求和积分运算电路，求和积分运箅电路的输出进入电调衰减器。所述的微波信号能量检测电路由信号检波电路、温补检波电路、温补运放电路、分时采样电路C、分时采样电路D、求和运箅放大电路、求差运算 放大电路、及两个A/D转换器组成，微波谐振腔的微波信号输出接信号检波 电路，信号检波电路、温补检波电路的输出进入温补运放电路，温补运放电 路的输出同时接分时釆样电路C与分时采样电路D，两分时釆样电路的输出 进入求和与求差运箅放大电路，求和与求差运箅放大电路的输出经两个A/D 转换器送入单片机处理。本技术的工作原理如下所述双频频率合成信号发生电路产生频率 稳定的微波信号，通过高频开关实现两个频率信号的切换，微波信号经过稳 幅控制后输入到微波谐振腔，微波谐振腔谐振特性受烟条影响，输出的微波 信号经能量检测电路检测送单片机处理后获得烟支密度信息。由于自动稳幅 电路、微波谐振腔和微波能量检测电路均在恒温装置内，使进、出微波谐振 腔的微波信号能量的变化只与通过微波谐振腔的烟支密度有关，不受环境温 度的影响，确保检测的精度及稳定性。双频频率合成信号发生电路由晶体谐振电路产生频率信号，共输出三路-其中两路信号作为锁相环的参考频率，两个锁相环电路硬件电路构成完全一 致，都是由压控振荡电路、功分电路、分频监相器、积分运箅电路构成的负 反馈锁相环路，通过单片机送不同的分频数a和b，使两个锁相环路输出不同频率fl和flHAf，两个频率信号同时输出到高频开关切换芯片的两输入端；第三路信号输入到可编程电路，经可编程电路分频后，产生一个占空比为1 1的脉冲信号，使用这个脉冲信号控制高频开关切换芯片，当脉冲信号高 低电平分别有效时，可使高频开关切换芯片两,别打开，而高低电平切换 时，可使得两l^言号切换输出，即可得到时分切换的单路双频信号，而脉冲 频率即为信号切换频率。双微波锁相环电路由监相器、积分运算电路、压控 振荡器、功分电路、分频电路组成，它们构成一个负反馈锁相环路。使用时 分切换的单路双频信号作为微波锁相环参考信号，当参考信号切换时微波合 成信号也随之切换，因为参考信号是时分切换的两个信号，所以得到的微波 信号即为单路输出的时分切换双微波信号。该信号被送入自动稳幅电路。自动稳幅电路由微波放大电路、定向耦合器、检波电路、求和积分运箅 电路及电调衰减器组成，它们构成负反馈稳幅环路。时分切换双微波信号输 入到电调衰减器，经微波放大电路放大后，送入定向耦合器，定向耦合器按 比例耦合出部分功率，经检波器后产生一个检波电压与预置参考电压进行求 和积分运箅，求和积分运算电路输出电压反馈控制电调衰减器组成反馈回路 使微波信号功率恒定输出。检波电路为两路， 一路对微波信号进行检波，一 路对地检波，可有效消除温度和零点漂移对检波的影响。微波信号经功率自 动稳幅电路输出功率恒定的微波信号，该信号经微波信号输人端口注入微波谐振腔，烟支通过微波谐振腔，微波谐振腔的频率,受烟条影响。采用微 波信号能量检测电路对微波谐振腔输出端口输出的微波信号进行检测，从而 得到烟支密度信息。微波信号能量检测电路采用双路检波模式， 一路对微波i皆振腔输出端口 输出的微波信号进行检波， 一路对地温补检波，经温补运箅电路进行运箅， 运算方式是两路检波差值的两倍，温补检波可有效补偿因为温度变化和零点漂移导致信号检波偏差得到纯净微波信号检波电压值。分时采样电路c和分时采样电路D分别对温补运算电路输出的信号进行采样，使用两个相位相差 180度的脉冲信号发分别控制两个高速采样电路，两个采样电,别对双微 波信号的检波运算值进行采样，每个采样电路分别输出一种微波信号检波运 箅值。两个采样电路采样值经后端求和运放电路和A/D转换后得到两个频率信号的能量和，即求和输出；两个采样电路的采样值经后端求差运放电路和 A/D转换后得到两个频率信号的能量差，即求差输出。将微波信号能量检测 电路输出的两个频率信号的求和输出与求差输出送入单片机进行分析处理即 可得到烟支密度信息。本技术由于自动稳幅电路、微波谐振腔和微波能量检测电路均在恒 温装置内，进、出微波谐振腔的微波信号能量的变化只与通过微波i皆振腔的 烟支密度有关，不受环境温度的影响，确保检测的准确及稳定性。由于采用 双频频率合成信号发生电路产生一种与微波谐振腔频率接近的频率合成信 号，通过时分的方式实现两个频率的切换，通过自动稳幅电路实现微波信号 的能量恒定输出，微波信号能量检测电路采用双路检波模式，可有效丰唯因 为温度变化和零点漂移导致信号检波偏差得到纯净微波信号检波电压值，采 用了高速采样的分时采样电路C和分时采样电路D分别对温补运箅电路输出 的信号进行采样，采样精度高且速度快，输出的采样信号经求和运算放大电 路、求差运算放大电路后经A/D转换后送单片机分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟支密度微波检测装置，由微波信号产生电路、具有微波信号输入、输出端口的微波谐振腔、微波能量检测电路及单片机、恒温装置组成，微波谐振腔处于恒温装置内，微波信号产生电路产生的微波信号经微波信号输入端口注入微波谐振腔；经微波信号输出端口接微波能量检测电路，微波能量检测电路的输出信号送单片机处理，其特征在于所述微波信号产生电路采用双频频率合成信号发生电路和自动稳幅电路构成，自动稳幅电路、微波谐振腔和微波能量检测电路均在恒温装置内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈向民，朱立军，张杰，张煜，范国清，王永军，杜国锋，李可伟，周志敏，张红斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，常德烟草机械有限责任公司，深圳市鸿捷源自动化系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]