一种基于微波技术的非接触式纸浆在线含水量检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术具体涉及一种基于微波技术的非接触式纸浆在线含水量检测装置，其特征在于包括微波上探头、微波下探头、高温吹扫器、红外探头和控制装置，微波上探头、微波下探头相对设置在传送带同一点的上方和下方，微波上探头和下探头的一侧设有指向微波镜面的高温吹扫器，红外探头设置在传送带的上方，与微波上探头指向传送带同一点，微波上探头、微波下探头、高温吹扫器、红外探头均与控制装置信号连接。本实用新型专利技术测量精度高，可靠性好，抗干扰能力强，容易实现无损耗、实时、在线快速测量，又无辐射危险，操作和使用非常安全。操作和使用非常安全。操作和使用非常安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波技术的非接触式纸浆在线含水量检测装置


[0001]本技术属于微波检测含水量
，具体涉及一种基于微波技术的非接触式纸浆在线含水量检测装置。

技术介绍

[0002]在造纸的生产中，含水量对纸张的质量具有重大影响，目前普遍在脱水(重力脱水、负压脱水等)之后的工艺生产环节设置测量点进行含水量检测。而脱水之后的工艺生产环节，纸张的质量已经基本确定。为了提高生产质量，厂家通常想将测量点前移,这样做的目的有两个：
[0003]一是在生产线的前端找到生产线上影响纸张质量的因素；
[0004]二是在负压脱水环节给出一个合理的负压控制信号，使得负压产生装置既能保证产品质量，又能节能。
[0005]但测量点前移所面临的挑战是测量装置的工作环境含水量大增，增加了测量的难度。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种基于微波技术的非接触式纸浆在线含水量检测装置，实现无损耗、实时、在线快速测量。
[0007]本技术是通过如下技术方案来实现的：
[0008]即一种基于微波技术的非接触式纸浆在线含水量检测装置，其特征在于包括微波上探头、微波下探头、高温吹扫器、红外探头和控制装置，微波上探头、微波下探头相对设置在传送带的上方和下方，微波上探头和下探头的一侧设有指向微波镜面的高温吹扫器，红外探头设置在传送带的上方，与微波上探头指向传送带同一点，微波上探头、微波下探头、高温吹扫器、红外探头均与控制装置信号连接。
[0009]本技术的微波探头可以同时测量温度和湿度，型号为HB100,品牌AgilSense是一个x波段双静态多普勒收发器。它由电介质组成电感谐振振荡器(DRO)，一个平衡混频器和一对天线阵列。
[0010]本技术的两个微波探头在控制装置的控制下，可以实现透射检测和反射检测两种模式。
[0011]进一步的，本技术的高温吹扫器为工业用热风机，其为现有技术成熟市售产品，其出风口正对微波探头的微波镜面，高温吹扫器能有效的避免微波镜面上有露珠
‘
污染
’
，提高测量精度。
[0012]本技术的红外探头为拓普瑞(toprie)TP2360V1红外温度传感器。其结合反射模式获得的数据对透射数据进行补偿，使得最终的含水量结果更加准确。
[0013]进一步的，本技术的控制装置优选但不限于为STM32F103微控制器。
[0014]STM32F103微控制器由意法半导体(ST)公司出品，其内核是Cortex
‑
M3，芯片内置
flash存储器，集成定时器Timer，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART等多种外设功能。
[0015]本技术也可以采用现有技术已知的同种功能的其他微处理器、单片机等控制装置。
[0016]本技术的控制装置与输入、显示设备(键盘、鼠标、触摸屏、显示器等)连接，便于观察和控制。
[0017]含水量测量分为接触式和非接触式两种，造纸厂生产线的传送带的速度一般在200
‑
1500米/分钟。若使用接触式传感器，传感器很快就会因磨损而损坏。因此优选非接触式传感器，而非接触式传感器中有微波和红外等方式。考虑到纸浆中含水有一定的厚度需要穿透，因此本技术选用微波方式。其基本原理是以微波作为信息传递的媒介，根据被测物料对微波有辐射、反射、透射、散射、干涉、衍射、谐振和多卜勒效应等物理特性，利用对非电量有敏感响应的微波传感器将待测物件的非电量转换成微波电参量的变化进行测量。微波最大的优点就是可以通过空间辐射的方式穿过介质的内部，测量过程中传感器可以不与被测物质接触，非常适合于工业生产的在线检测。
[0018]本技术测量精度高，可靠性好，抗干扰能力强，容易实现无损耗、实时、在线快速测量，又无辐射危险，操作和使用非常安全。
附图说明
[0019]图1为本技术的结构示意图；
[0020]图2为本技术信号处理前端电路原理图。
[0021]如图中所示：1.电源；2.控制装置；3.微波上探头；4.红外探头；5.纸浆；6.传送带；7.微波下探头；8.高温吹扫器；9.通讯端口；10.输入和显示模块。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0023]如图1所示：传送带6的上方和下方同一点处分别设有相对的微波上探头3和微波下探头7，微波上探头3和微波下探头7的微波镜面处分别设有一个高温吹扫器8，传送带6的上方还设有一个红外探头4，红外探头4与微波上探头3指向传送带6同一点，微波上探头3、微波下探头7、高温吹扫器8、红外探头4均与控制装置2信号连接。控制装置2为STM32F103微控制器，其电源接口与电源1连接，通过通讯端口9(RS485端口)与上位机连接，其输出端口与输入和显示模块10(键盘、显示器或触摸显示屏)连接。传送带6上的纸浆5以200米
‑
1500米/分钟的速度运行。高温吹扫器8、微波上探头3、微波下探头7均工作在受控模式。
[0024]如图2所示:微波探头(型号HB
‑
100)检测的信号经Q1和运放U1放大后直接进入微控制器进行信号处理。
[0025]本技术使用时，步骤如下：
[0026]1)微波上、下探头工作时开启对应的高温吹扫器，其中一个探头处于发射模式，另一个探头处于接收模式，采用微波透射的方式测量得到纸浆含水量Q
透射
；关闭微波上、下探
头以及对应的高温吹扫器，使探头恢复到环境温度；
[0027]2)开启其中一个微波探头以及对应的高温吹扫器，采用微波反射的方式测量得到纸浆含水量Q
反射
；
[0028]3)同一时刻传送带上同一点纸浆含水量Q
反射
和Q
透射
应相同，得出如下公式：
[0029]Q
反射
＝f(Q
透射
，T)
[0030]上述公式中，温度T首先由红外探头检测得到T
红外
，微波探头测得温度T
微波
，同一时刻同一点的温度应相同，得到如下公式：
[0031]T
红外
＝K1
·
T
微波
[0032]同理，同一时刻同一点的被测物质含水量Q
反射
与Q
透射
相同，得出如下公式
[0033]Q
反射
＝K2
·
Q
透射
[0034]从经验公式的角度来说，可得到校正公式：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波技术的非接触式纸浆在线含水量检测装置，其特征在于包括微波上探头、微波下探头、高温吹扫器、红外探头和控制装置，微波上探头、微波下探头相对设置在传送带同一点的上方和下方，微波上探头和下探头的一侧设有指向微波镜面的高温吹扫器，红外探头设置在传送带的上方，与微波上探头指向传送带同一点，微波...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿旭，李洪景，
申请(专利权)人：山东吉联电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：