一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置及方法，其中，谐振式微波水分检测装置包括微波处理板、电源板、微波激励腔和微波谐振腔，所述的电源板用于给微波处理板供电；所述的微波激励腔和微波谐振腔相对间隔放置，形成用于待检测材料穿过的介质区域；所述的微波激励腔上设有1G发射探针、3G发射探针和接收探针；所述的微波处理板包括MCU、基频发生器、扫频器、功率放大器、频率合成器、数字开关、1G滤波器、3G滤波器、检波器、接收放大器、AD转换模块和DA转换模块。本发明专利技术采用测量微波谐振腔的谐振频点偏移量来指示物体的含水量，使用扫频技术快速寻找到谐振频点，可以提高检测精度和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置及方法
本专利技术属于微波应用
，尤其是涉及一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置及方法。
技术介绍
目前，测量物体表面水分的方式有很多种，如采用红外反射法测量水分或者采用微波水分仪测量水分。红外反射测水分，通过物体不同含水对特定波长红外线反射率的不同来反应含水量。如公开号为CN2150555Y的中国专利文献公开了一种测量固体物料水分的红外反射水分计，包括光源、单色器、光路装置及测量装置。但红外线反射主要发生在物体表面，只能测量表面平且厚度小的物品。目前大多数微波水分仪采用对微波的信号衰减量和相位偏移计算来得出被测物的含水率，前期要对特定厚度的被测物体进行标定来对数据拟合，而生产过程中被测物体往往厚度不一致，导致测量结果不精确。如公开号为CN103399022A的中国专利文献公开了一种烟包在线微波水分检测方法及系统，包括：(1)获取烟包叶片内部水分；(2)获得在线微波水分测量装置的衰减A与相位差P测量分量；(3)建立内部水分与衰减A和相位差P测量分量的数学模型，利用所述数学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置，其特征在于，包括微波处理板、电源板、微波激励腔和微波谐振腔，所述的电源板用于给微波处理板供电；所述的微波激励腔和微波谐振腔相对间隔放置，形成用于待检测材料穿过的介质区域；所述的微波激励腔上设有1G发射探针、3G发射探针和接收探针；/n所述的微波处理板包括MCU、基频发生器、扫频器、功率放大器、频率合成器、数字开关、1G滤波器、3G滤波器、检波器、接收放大器、AD转换模块和DA转换模块；/n所述的MCU用于控制扫频器和基频发生器的输出、数字开关的通道选择、DA转换模块的输出，以及对AD转换模块发送的数字信号进行存储和处理；/n所述的基频发生器用于接收...

【技术特征摘要】
1.一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置，其特征在于，包括微波处理板、电源板、微波激励腔和微波谐振腔，所述的电源板用于给微波处理板供电；所述的微波激励腔和微波谐振腔相对间隔放置，形成用于待检测材料穿过的介质区域；所述的微波激励腔上设有1G发射探针、3G发射探针和接收探针；
所述的微波处理板包括MCU、基频发生器、扫频器、功率放大器、频率合成器、数字开关、1G滤波器、3G滤波器、检波器、接收放大器、AD转换模块和DA转换模块；
所述的MCU用于控制扫频器和基频发生器的输出、数字开关的通道选择、DA转换模块的输出，以及对AD转换模块发送的数字信号进行存储和处理；
所述的基频发生器用于接收MCU的控制信号，输出900Mhz或2900Mhz的信号；
所述的扫频器用于接收MCU的控制信号，在设定时间内输出从频率P至频率Q的微波信号；
所述的功率放大器用于将扫频器输出的微波信号放大；
所述的频率合成器用于将基频发生器的输出信号与功率放大器放大的微波信号合成最终频率的信号；
所述的数字开关接收MCU的控制信号，将频率合成器联通至1G滤波器或3G滤波器；所述的1G滤波器与1G发射探针连接，所述的3G滤波器与3G发射探针连接；
所述接收探针接收的信号依次通过检波器、接收放大器、AD转换模块后转成数字信号存入MCU内存中；所述的DA转换模块由MCU控制，输出0-20mA电流给外部设备。


2.一种微波水分检测方法，其特征在于，使用权利要求1所述的谐振式微波水分检测装置，包括以下步骤：
(1)在介质区域空载状态下，MCU控制基频发生器产生900Mhz信号；然后MCU控制扫频器从频率a1到a2进行扫频，同时开启AD转化模块；
扫频器发出的信号先经过放大器后与900Mhz信号到混频器进行混频，产生1Ghz附近的频率信号，该信号由数字开关进入1G发射通道；经过1G通道滤波器，再放大后到1G发射探针向谐振腔体辐射；
信号通过谐振腔体由接收探针接收，通过检波器后输入到接收放大器，最后到AD转换模块转成数字信号存入MCU内存中；通过对保存的数据处理算出信号幅值最大点对应的谐振频率A；
(2)MCU控制基频发生器产生2900Mhz信号，然后MCU控制扫频器从频率b1到b2进行扫频，同时开启AD转化模块；
扫频器发出的信号先经过放大器后与2900Mhz信号到混频器进行混频，产生3Ghz附近的频率信号，该信号由数字开关进入3G发射通道；经过3G通道滤波器，再放大后到3G发射探针向谐振腔体辐射；
信号通过谐振腔体由接收探针接收，通过检波器后输入到接收放大器，最后到AD转换模块转成数字信号存入MCU内存中；通过对保存的数据处理算出信号幅值最大点对应的谐振频率B；
(3)将待检测材料放入介质区域，重复步骤(1)和步骤(2)的过程，得到检测状态下1G通道的谐振频率Ax和3G通道的谐振频率Bx；
(4)计算检测状态下的谐振偏移值作为相对含水量，并将谐振偏移值转换成电流的编码值后通过DA转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建，胡美琴，陈杰，
申请(专利权)人：浙江双元科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33