CN103743763A - 基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，微波扫描源与隔离器相连接，隔离器与微波谐振腔相连接，微波谐振腔与微波检测器和微波混频器相连接；微波检测器通过微波跟踪器与扫描信号发生器相连接；微波混频器与微波本振源和高速比较器相连接。微波谐振腔为圆柱状腔体，腔体内设置有直径为圆柱腔体直径五分之一的谐振杆；所述微波谐振腔上端表面设置有耐磨涂层。本发明基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，能够在高速运动的毛毯上实现在线测量，可以提前发现毛毯水分含量的异常情况，减少因为废纸而造成的生产浪费；微波谐振腔上端表面设置有耐磨涂层提高了微波谐振腔使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种湿度检测装置，具体的说，是涉及一种基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置。
背景技术
造纸毛毯是作为现代造纸技术的关键耗材，毛毯的宽度可达10米，长度可达上千米。而造纸毛毯中的水分含量又是造纸过程中非常重要的工艺参数，其水分含量的大小直接影响成品纸的品质。由于造纸毛毯在生产过程中处于高速连续运动的状态，整块毛毯是一块巨型的完整的整体，不能进行取样进行离线测试。目前没有专业的方法对其进行水分含量测量，更多的只能通过纸张出来的效果来粗略判定毛毯的水分含量情况。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种结构合理，能够在高速运动的毛毯上实现在线测量的基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置。
本发明所采取的技术方案是：基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，包括微处理器，微处理器分别与扫描信号发生器、温度传感器和显示控制装置相连接；扫描信号发生器与微波扫描源相连接；微波扫描源与隔离器相连接，隔离器与微波谐振腔相连接，微波谐振腔与微波检测器和微波混频器相连接；微波检测器与微波跟踪器相连接，微波跟踪器与扫描信号发生器相连接；微波混频器与微波本振源和高速比较器相连接，高速比较器与高速计算器相连接，高速计算器与微处理器相连接：所述微波谐振腔为圆柱状腔体，腔体内设置有直径为圆柱腔体直径五分之一的谐振杆；所述微波谐振腔上端表面设置有耐磨涂层。
所述耐磨涂层厚度为0.5毫米-1.5毫米。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，能够在高速运动的毛毯上实现在线测量，可以提前发现毛毯水分含量的异常情况，减少因为废纸而造成的生产浪费；微波谐振腔上端表面设置有耐磨涂层提高了微波谐振腔使用寿命。
附图说明
图1是本发明基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置系统框图；
图2是本发明基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置检测状态示意图；
图3是本发明基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置的微波谐振腔的主视结构示意图；
图4是本发明基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置的微波谐振腔的俯视结构示意图。
附图中主要部件符号说明：
图中：
1、微波谐振腔 2 、耐磨涂层
3 、毛毯 4 、谐振杆。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-4可知，基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，包括微处理器，微处理器分别与扫描信号发生器、温度传感器和显示控制装置相连接；扫描信号发生器与微波扫描源相连接；微波扫描源与隔离器相连接，隔离器与微波谐振腔相连接，微波谐振腔与微波检测器和微波混频器相连接；微波检测器与微波跟踪器相连接，微波跟踪器与扫描信号发生器相连接；微波混频器与微波本振源和高速比较器相连接，高速比较器与高速计算器相连接，高速计算器与微处理器相连接：所述微波谐振腔1为圆柱状腔体，腔体内设置有直径为圆柱腔体直径五分之一的谐振杆4；所述微波谐振腔1上端表面设置有耐磨涂层2。
所述耐磨涂层2厚度为0.5毫米-1.5毫米。
本发明基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，能够在高速运动的毛毯上实现在线测量，可以提前发现毛毯水分含量的异常情况，减少因为废纸而造成的生产浪费；微波谐振腔上端表面设置有耐磨涂层提高了微波谐振腔使用寿命。
本发明基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，工作流程如下：
微波扫频源在处理器的扫频指令下，通过扫频信号发生器产生频率为100Hz的正弦扫频信号。微波扫频源在该信号的激励下，通过内部的VCO（压控振荡器）产生频率范围内的频率扫描，fL与fH代表扫描频率的最低与最高频率，其频率值的具体大小是由内部的VCO的具体参数设定的。本系统的fL与fH分别是2.8GHz与3GHz，即扫频信号源以每秒钟100次的频率对信号进行2.8GHz至3GHz的扫描。扫频信号通过隔离器进入微波谐振腔中，其中隔离器的作用是抑制由于微波谐振腔发射的微波信号，以确保输出信号的不受到干扰。
微波谐振腔是实际上是一个Q值约为500的窄带开腔滤波器，只有“特定频率”的信号才能通过该滤波器。而该“特定频率”又是随着开腔面的水分含量而有所变化，本系统就是利用测量该频率的变化量从而求得水分含量的。
Q值是产品测量非常重要的参数，通过提高的Q值，极大的提高了产品的测量精度。微波谐振腔的Q值约为500，而Q值的物理定义如下： Q=单位时间存储的能力/单位时间损耗的能力。
腔体损耗越小，Q值越大，而Q值直观反映在腔体的滤波时， Q值越大，曲线越尖锐，曲线越尖锐，识别出该点频率值的准确性越高，从而使分辨率越高。
本谐振腔的工作原理如下：
扫频信号经过毛毯时， 经过谐振腔的微波信号被微波检波器进行检波，检波信号通过频率跟踪电路AFC将峰值频率进行锁定，锁定的具体操作由信号扫频发生器完成。一旦频率锁定，系统就可以进入测量状态。锁定的峰值频率信号进入微波混频器，微波混频器在测量频率与本振频率的共同作用下，将测量频率与本振信号的差值进行输出。该输出信号是周期为差值频率的正弦信号。
正弦信号进入高速比较器，通过高速比较器，信号由正弦波变换为频率与其一致的方波。方波信号再进入高速计数器，通过测量单位时间的频率数，将测得的结果发送至微处理器中，完成一次完整的测量周期。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，其特征在于：包括微处理器，微处理器分别与扫描信号发生器、温度传感器和显示控制装置相连接；扫描信号发生器与微波扫描源相连接；微波扫描源与隔离器相连接，隔离器与微波谐振腔相连接，微波谐振腔与微波检测器和微波混频器相连接；微波检测器与微波跟踪器相连接，微波跟踪器与扫描信号发生器相连接；微波混频器与微波本振源和高速比较器相连接，高速比较器与高速计算器相连接，高速计算器与微处理器相连接：所述微波谐振腔为圆柱状腔体，腔体内设置有直径为圆柱腔体直径五分之一的谐振杆；所述微波谐振腔上端表面设置有耐磨涂层。
2.根据权利要求1所述基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置，其特征在于：所述耐磨涂层厚度为0.5毫米-1.5毫米。
Priority Applications (1)
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| CN201410045436.2A CN103743763A (zh) | 2014-02-08 | 2014-02-08 | 基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置 |
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| CN201410045436.2A Pending CN103743763A (zh) | 2014-02-08 | 2014-02-08 | 基于混频技术的反射式微波测量造纸毛毯湿度装置 |
Country Status (1)
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2014
- 2014-02-08 CN CN201410045436.2A patent/CN103743763A/zh active Pending
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