一种用于测量机械振动弦（１１）或杆（４１）的振动频率的设备包括：用于将微波引导到振动弦的微波发射机（１４）和用于接收被机械振动频率振幅调制的微波的微波接收机（１７）。构件（１８）布置成接近于振动弦的振动最大点。所述构件布置在振动物体的一侧上，以及所述微波接收机布置在其另一侧上。所述设备用于测量温度、压力、力矩、力或特性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过微波系统从远处监控的机械振动弦或杆的领域。
技术介绍
在早期的雷达中，发现铝薄片具有高的雷达反射率。这种特性在第二次世界大战 期间被使用且被称为“金属碎箔(Chaff)”。飞机散布例如小的、薄的铝片云，铝片云或在雷 达屏幕上作为一群次要目标出现，或以多次返回干扰屏幕。现代武装部队例如在海军应用 中使用金属碎箔，使用近程SRBOC火箭来使雷达导弹从其目标转移。大部分军用飞机和军 舰具有用于自我防卫的金属碎箔分配系统。金属碎箔的长度应近似地为雷达的波长的一 半。本专利技术的专利技术者发现，金属弦对微波辐射例如雷达信号强加振幅调制，所述金属 弦被促使以它的基频振动。因此，WO 01/73389公开了一种被促使振动的金属弦。振动频 率取决于弦的长度、密度和张力。振动频率也被温度影响。微波发射机将电磁微波信号引 导到弦，以及微波接收机接收来自弦的反射。所接收的信号被振动弦的频率振幅调制。因 此，例如可从远处测量温度。通过将弦与压力膜连接，使得压力影响弦的张力，且因此影响 振动频率，可从远处监测压力。也可间接地测量力和力矩。US 6492933公开了一种微波传感器，所述微波传感器在无数的振动、运动和移动 应用中使用单边带多普勒技术。当与主动反射器结合时，即使在杂乱的环境中传感器也提 供精确的范围和材料厚度测量。主动反射器也可用来将多通道数据发送到传感器。传感器 是一种具有定相型多普勒边带解调的零差脉冲多普勒雷达，定相类型多普勒边带解调具有 四十基带频段。当被主动反射器相位调制时，通过比较多普勒边带的相位而完成测距。主 动反射器使用与天线或其它反射器连接的开关或调制器。在一种模式中，主动反射器被正 交调制，以提供SSB反射。对低成本系统的应用包括机械运动/旋转传感器、可靠的安全警 报器、喉式传声器、立体声吉他拾音器、方向敏感的心脏监控器、电子测探尺、材料厚度/电 介质传感器、金属平滑度测量计、非接触电子读出器、RFID标签、无声“通话”玩具、被动发射 器数据链路、光束断续器和块金探测器。这些先前已知的设备在许多应用中运行良好。但是，在苛刻的环境中和在长距离 处，所接收的信号很弱并被来自其他物体的反射干扰。因此，可能很难从噪声基底辨别信号。在本领域需要用于感测具有提高的信噪比的振动物体的微波设备。专利技术概述因此，本专利技术的目的是单独地或以任何组合减轻、缓和或消除一个或多个上面识 别的不足和缺点。在一个方面，提供了一种用于测量机械振动物体的振动频率的设备，所述机械振 动物体例如弦或杆由导电材料制成，设备包括用于将微波引导到所述振动物体的微波发 射机和用于接收由所述振动频率进行振幅调制的所述微波的微波接收机，其特征在于，由 导电材料制成的构件相邻于所述振动弦的振动最大点布置，以便增强所述振幅调制；所述4构件被布置在小于微波的波长约3%，例如小于约1%，如小于0. 3%的距离处。在一个实施方案中，所述距离可大于所述物体的振动的振幅，例如等于或大于所 述振幅的约两倍。在另一实施方案中，所述构件可具有平行于振动物体的长度，所述长度小于振动 物体的长度的约50%，例如小于约33%，如小于约20%。所述构件可具有垂直于振动物体 的宽度，所述宽度小于振动物体的长度的约50%，例如小于约33%，如小于约20%。所述 构件可以是螺钉、或围绕振动物体的环。所述振动物体可以是弦或杆。所述微波发射机可 以是连续发射机。所述微波发射机可工作在约0. IGHz和约50GHz之间，例如在0. 5GHz和 30GHz之间，如在约1. OGHz和IOGHz之间的频率上。所述振动物体可具有小于微波的波长， 例如小于波长的一半，如为波长的约47. 5%或24%的长度。所述构件可布置在支架中，所 述构件包括用于调整所述构件和所述振动物体之间的距离的设备。所述构件可布置在振动 物体的一侧上，以及所述微波发射机布置在振动物体的另一侧上。所述构件可在所有侧围 绕所述振动物体。所述振动物体可以是在一侧被支撑而在另一侧未固定的拉紧的弦或梁。 所述振动物体可由具有良好的导电性的金属材料，例如铜、银、钢或金属混合物制成。所述 构件可由具有良好的导电性的金属材料例如铜、银、钢或金属混合物制成。所述振动物体可 选地可由具有导电材料的表面层的介质材料制成，或完全由介质材料制成。在又一实施方案中，两个振动物体可布置成在旋转轴处相对于彼此成一角度。在另一个方面，上述设备可用于测量温度、压力、力矩、力或特性。附图的简要说明参考附图，从本专利技术的实施方案的下面的详细描述中，本专利技术的另外的目的、特征 和优势将变得明显，其中附图说明图1是用于解释本专利技术的原理的振动弦的一个实施方案的示意图。图2是与图1相似的图，但相对于图1在水平面上旋转了 90°。图3是暴露给微波的振动弦的另一个实施方案的示意图。图4是与图3相似的另一实施方案的示意图。图5是与图3相似的又一实施方案的示意图。图6是可选的振动元件的示意图。图7是与图3相似的又一实施方案的示意图。图8是具有矩形横截面的振动元件的示意图。实施方案的详述下面，将参考附图描述本专利技术的几个实施方案。这些实施方案以示例性的目的被 描述，以便使技术人员能够实施本专利技术并公开最佳模式。但是，这样的实施方案并不限制本 专利技术。此外，不同特征的其它组合在本专利技术范围内是可能的。在本专利技术的实施方案中，由导电材料组成的振动弦暴露于来自微波发射机的微波 辐射的连续场。弦被布置成独立于待测量的特性而改变其基本振动频率。如果将要测量温度，则 弦的张力取决于温度。在另一个应用中，将弦的一端连接到暴露于压力的膜上，且弦的张力 取决于压力。这种压力可以是汽车轮胎的内压。在另一应用中，将弦连接到轴上，以测量轴 中的力矩。在又一实施例中，弦暴露于力，该力应被测量并改变弦的振动频率。其它的应用是可能的，例如物体的识别。接收天线从一距离处的振动弦接收到反射的、散射的或重发的微波信号。所接收 的信号被与弦的振动频率相等的频率振幅调制。用于振幅调制的准确的理论并不被完全理解。在不被任何理论限制的情况下，假 设振幅调制是由于弦在空间中移动时弦的变化的反射率或增益，与布置成接近于地平面的 天线的方向性相似，如下面所解释的。弦可被视为暴露于来自发射机的微波能量的天线。微波在天线/弦中引起电流。 如果天线具有实质上相当于辐射的波长的一半的长度，电流将更大，因此天线将作为半波 偶极天线运行。如果微波的偏振面平行于天线，也就是说，如果微波的电矢量平行于天线， 电流将更大。在天线中引起的电流将部分地通过天线在各个方向重发到空间中，该天线作 为偶极天线运行。图1示出布置成与平行于这样的地平面的地平面2相邻的天线1。天线垂直于纸 面延伸并被示为圆。天线在所有方向上接收微波能量和重发微波能量，如由微波射线3示 意性指示的。另一个微波射线4被发射到地平面，并被地平面反射为微波射线5。在反射 时，发生了符号的反转。因此，微波射线5看起来好像由位于地平面之下距离d处并具有相 对于天线1相反的符号的虚拟天线1’发射。来自天线1和1’的微波射线3和5将干扰，且并产生偶极辐射模式，该模式展示 了增益，该增益是G = 2*sin ((Ji λ ) *cos θ ))其中θ =与地平面法线的角度d =在天线和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测量机械振动物体的振动频率的设备，所述机械振动物体例如弦（１１）或杆（４１）由导电材料制成，所述设备包括：用于将微波引导到所述振动物体的微波发射机（１４）和用于接收由所述振动频率进行振幅调制的所述微波的微波接收机（１７），其特征在于，由导电材料制成的构件（１８）相邻于所述振动弦的振动最大点布置，以便增强所述振幅调制；所述构件（１８）被布置在小于所述微波的波长约３％，例如小于约１％，如小于０．３％的距离处。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔泰伦，
申请(专利权)人：索德罗公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。