CN113281352A - 一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置及方法

技术领域

本发明属于微波应用技术领域，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。

背景技术

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，利用所述数学模型预测烟包内部水分。然而，在测量厚度大的物品时，信号幅度衰减严重，测出的相位误差将变大。

同时，被测物体到微波源的距离会影响信号幅度，要提高精度还要增加测距传感器。

另外，微波腔体温度变化，会引起信号相位偏移。使用温度传感器测量腔体温度和利用已知加温实验得到温度补偿值可以消除温度带来的影响，但是每个腔体特性的差异会导致补偿值不一致，则每个腔体都需要重新加温测试来修正。在工业应用中腔体可能需要运动，而经过的位置温度较大，温度传感器反应不够快，波动也会大，在高速运动中无法正确消除温度带来的偏差。

发明内容

本发明提供了一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置及方法，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。

一种基于扫频技术的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；

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转换模块与MCU的输出端连接。所述的DA转换模块由MCU控制，输出0-20mA电流给外部。

本发明还提供了一种微波水分检测方法，使用上述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转换模块输出给外部PC端，PC端将电流信号转成数字编码值后和外配的定量表计算待测材料的含水率。

本发明的方法可精确测量待测材料含水率，使用外围配套一个高精度测厚仪测量被测物体克重后减掉本发明测出的含水克重，即可得出物体本身克重以及含水率。

为了精确测量含水量，本发明采用测量微波谐振腔的谐振频点的偏移量来指示物体的含水量。使用谐振腔的两个频点，谐振频点1G偏移量指示被测物体水分含量，谐振频点3G偏移量用于消除腔体的物理特性变化。使用扫频技术快速寻找到谐振频点。

步骤(1)中，MCU控制扫频器从频率100Mhz到130Mhz进行扫频，扫描阶梯为30Khz，扫描时间2ms；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1G到1.03G的频率信号；此时，测得的空载时1G通道的谐振频率A为：

A＝[(a2-a1)/1000]*Ta+a1

a1和a2分别为100Mhz和130Mhz，表示扫描频率的下限和上限，a1到a2分为1000台阶，Ta为1000台阶中波形电压值最高点所对应的点，其对应的频率为1G通道的谐振频率。

优选地，步骤(1)中，在得到空载时1G通道的谐振频率A后，还包括：

更改扫频器从频率(A-3)Mhz到(A+3)Mhz开始扫频，扫描阶梯为6Khz，扫描时间2ms，最后得出谐振频率A2，并将空载时1G通道的谐振频率A的数值更新为A2。通过该优选步骤，可以提高空载时1G通道的谐振频率精度。

MCU控制扫频器从频率100Mhz到130Mhz进行扫频，扫描阶梯为30Khz，扫描时间2ms；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3G到3.03G的频率信号；此时，测得的空载时3G通道的谐振频率，公式为：

B＝[(b2-b1)/1000]*Tb+b1

b1和b2分别为100Mhz和130Mhz，表示扫描频率的下限和上限，b1到b2分为1000台阶，Tb为1000台阶中波形电压值最高点所对应的点，其对应的频率为3G通道的谐振频率。

优选地，步骤(2)中，在得到空载时3G通道的谐振频率B后，还包括：

更改扫频器从频率(B-3)Mhz到(B+3)Mhz开始扫频，扫描阶梯为6Khz，扫描时间2ms，最后得出谐振频率B2，并将空载时3G通道的谐振频率B的值更新为B2。通过该优选步骤，可以提高空载时3G通道的谐振频率精度。

步骤(4)中，谐振偏移值的计算公式为：

Y＝Ax–A–N*(Bx–B)

式中，Y表示谐振偏移值，N表示补偿系数。

将谐振偏移值转换成电流的编码值公式为：

I＝Y*M

式中，Y为谐振偏移值，等同于物体的相对含水量；M为灵敏度值，≤1，用于调整电流输出大小，避免测量大水分时出现饱和，该参数由PC设定默认0.7；DA转换模块根据电流的编码值I输出0-20mA电流信号。电流的编码值为0～4095，对应DA转换模块输出的0～20mA的电流信号。

计算待测材料的含水率公式为：

V＝100*K*i/D+b

式中，V表示含水率；K和b均为修正系数，通过实际标定得出；i为PC端将仪表传入的电流信号转成的数字编码值；D表示被测材料的质量，由外配的定量表提供。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明使用扫频功能，在一定时间内向腔内发出特定频率P到特定频率Q的激励微波信号，激励腔上回收信号后形成一个连续变化的电压信号波形，波形的电压值最高点所对应的时间轴即为本次的谐振频点，因为激励微波频率和腔体谐振频率一样将发生共振，相对其他频率，谐振频率的信号幅度衰减小很多。

2、本发明采用测量微波谐振腔的谐振频点的偏移量来指示物体的含水量。使用谐振腔的两个频点，谐振频点1G偏移量指示被测物体水分含量，谐振频点3G偏移量用于消除腔体的物理特性变化。使用扫频技术快速寻找到谐振频点，提高了检测效率和检测精度。

3、本发明使用自适应微波发射功率，在测量厚度大的物品时，信号幅度衰减严重，可以提高发射功率适当增加信号幅度，从而提高定位谐振频点时的正确率。

附图说明

图1为本发明一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置的结构示意图。

图2为本发明中微波处理板的结构示意图。

图3为1G通道30M带宽扫频波形图。

图4为1G通道6M带宽扫频波形图。

图5为3G通道30M带宽扫频波形图。

图6为3G通道6M带宽扫频波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

本发明主要基于微波谐振原理，如图1所示，一种基于扫频技术的谐振式微波水分检测装置，包括微波处理器3、电源板、微波激励腔1和微波谐振腔2。其中，微波处理器3设在微波激励腔1的外壁，电源板(图中未示出)用于给微波处理板1供电。微波激励腔1和微波谐振腔2相对间隔放置，形成用于待检测材料穿过的介质区域。微波激励腔1上设有1G发射探针4、3G发射探针5和接收探针6。微波处理器3有三个SM3.5同轴座，通过同轴线与微波激励腔1的1G发射探针4、3G发射探针5、接收探针6相连。

微波谐振腔2是一个微波频率下工作的谐振原件，在两个腔体体内和中间形成电磁振荡的介质区域，介质固定时，其特有的振荡频率不变。当两个腔体中间的介质(如被测物)发生改变后，则其特有的振荡频率也随着改变。

如图2所示，微波处理板3包括MCU芯片31、基频发生器32、扫频器33、功率放大器34、频率合成器35、数字开关36、1G滤波器37、3G滤波器38、检波器39、接收放大器40、AD转换模块41和DA转换模块42。

具体的，MCU芯片31采用主频为100M的32位ARM单片机。

基频发生器32用于提供900M信号和2900M信号。

扫频器33：在规定时间内可产生设置频率P到设置频率Q的微波信号，设置频率P和设置频率Q可调，信号功率可调。设置频率P和设置频率Q保持1000台阶。

功率放大器34用于放大扫频器33出来的微波信号。

频率合成器35用于把基频发生器32的输出信号和扫频器33的输出信号合成最终频率的信号。

数字开关36由MCU芯片31控制，选择联通频率合成器35到1G通道或3G通道。

1G滤波器37用于滤除970M到1030M之外的频率信号。

1G发送探针4用于向腔体和介质辐射1G通道的微波信号。

3G滤波器38用于滤除2800M到3400M之外的频率信号。

3G发送探针5用于向腔体和介质辐射3G通道的微波信号。

接收探针6用于接收腔体中的微波信号。

检波器39用于使用检波二极管保留直流部分信号。

接收放大器40用于放大检波后的信号。

AD转换模块41用于把检波器39输出的电压信号转成数字信号。

DA转换模块42用于把测量出的相对含水量转成相应的电流值输出给外部设备。

工作中，微波处理器3通过装在微波激励腔1上的发送探针，向腔内发出特定频率激励微波信号，该信号经过中间介质和微波谐振腔2后，由微波激励腔1上的接收探针6回收信号通过检波器39后形成电压信号输入微波处理器，在处理器中将电压信号通过AD模块转化成数字值。同样使用扫描功能，在一定时间内向腔内发出特定频率P到特定频率Q的激励微波信号，激励腔上回收信号后形成一个连续变化的电压信号波形，波形的电压值最高点所对应的时间轴即为本次的谐振频点，因为激励微波频率和腔体谐振频率一样将发生共振，相对其他频率，谐振频率的信号幅度衰减小很多。

下面根据实际使用场景，对本发明的谐振式微波水分检测装置使用过程进行介绍。本发明通过仪表进行模式控制，仪表有调试模式、校正模式、工作模式。

调试模式：提供设置仪表1G通道发射最小和最大功率，3G通道发射最小和最大功率。提供1G和3G宽频扫频功能，并通过通信线发往PC并显示波形图。

校正模式：测量空载时1G附近谐振频率A，3G附近谐振频率B。

工作模式：提供测量水分步骤和测量外部影响值步骤。

具体步骤：第一次上电前，水分仪的通信线先连到PC，并打开调试软件，然后上电，水分仪发送调试信息到PC，PC发回应答信息，水分仪进入调试模式。在调试模式中，可通过1G高档输出和1G低档输出来限制1G通道的最大和最小发射功率。通过3G高档输出和3G低档输出来限制3G通道的最大和最小发射功率。点击1号扫描键后，MCU控制基频发生器产生900Mhz信号，然后MCU控制扫频器从频率100Mhz到130Mhz开始扫频，扫描阶梯为30Khz，扫描时间2ms，同时开启AD转化。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，会产生1G到1.03G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探针向腔体辐射。信号通过谐振腔体由接收探针通过检波后输入到接收放大器，最后到AD模块转成数字信号存入MCU内存中。最后把保存的数字信号通过通信线传给PC，并在调试软件上显示本次扫频波形图。

点击2号扫描键后，MCU控制基频发生器产生2900Mhz信号，然后MCU控制扫频器从频率100Mhz到130Mhz开始扫频，扫描阶梯为30Khz，扫描时间2ms，同时开启AD转化。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，会产生3G到3.03G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探针向腔体辐射。信号通过谐振腔体由接收探针通过检波后输入到接收放大器，最后到AD模块转成数字信号存入MCU内存中。最后把保存的数字信号通过通信线传给PC，并在调试软件上显示本次扫频波形图。

点击工作键，水分仪进入校正模式。先进行测量水分步骤，MCU控制扫频器从频率100Mhz到130Mhz进行扫频，扫描阶梯为30Khz，扫描时间2ms；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1G到1.03G的频率信号，处理后得到波形图如图3所示，先得出初步的谐振频率A1。再次执行测量水分步骤，更改扫频器从频率(A1-3)Mhz到(A1+3)Mhz开始扫频，扫描阶梯为6Khz，扫描时间2ms，得到波形图如图4所示，最后得出谐振频率A2比A1精度提高5倍。

再进行测量外部影响值步骤，MCU控制扫频器从频率100Mhz到130Mhz进行扫频，扫描阶梯为30Khz，扫描时间2ms；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3G到3.03G的频率信号，处理后得到波形图如图5所示，先得出初步的谐振频率B1。再次执行测量外部影响值步骤，更改扫频器从频率(B1-3)Mhz到(B1+3)Mhz开始扫频，扫描阶梯为6Khz，扫描时间2ms，处理后得到波形图如图6所示，最后得出谐振频率B2比B1精度提高5倍。A2，B2分别作为空载时1G通道和3G通道的谐振频点。

图3～图6中，Y轴是波形的电压值(0-65535)，对应0-5V；X轴是时间轴1-1000。可以看出，通过30M带宽扫描后进一步用6M带宽的扫描，可以大大提高谐振频率的精度。

接着水分仪自动进入工作模式，在工作模式中，循序依次执行测量水分步骤，测量外部影响值步骤，得出谐振偏移值后转成电流输出给外围。在这个过程中扫频器的中心频率和带宽都会自动改变，保持扫频出来的谐振点位于本次扫频的中心频率附近，当水分突然变化，当前的6M扫频带宽没有测到谐振点，则立刻使用30M扫频带宽测到谐振点，再调整中心频点，重新使用6M扫频带宽检测谐振频点。当水分含量少时，扫频检测到的波形幅度超过预定值时，将调低发射功率。当水分含量大时，扫频检测到的波形幅度低于预定值时，将调高发射功率。

实际检测过程中，调试完毕后，常规步骤为：上电后直接进入校正模式，校正后进入工作模式。

最终，DA转换模块把测量出的相对含水量转成相应的电流输出给外部设备。根据电流计算出待测材料的含水率公式为：

V＝100*K*i/D+b

式中，V表示含水率；K和b均为修正系数，通过实际标定得出；i为PC端将仪表传入的电流信号转成的数字编码值；D表示被测材料的质量，一般提前测定后记录在外部定量表中。

下面通过具体实验数据来验证本发明的效果。

下表1为A4纸测试后的水分表，温度为23摄氏度，灵敏度M＝0.7记录的电流输出值间接体现了纸张相对含水量。对于不同数量的A4纸，水分表输出相对含水量的相关性为0.99735195，说明随着A4纸厚度的增加，保持了较高的测量精度，具有较好的测量效果。

表1

下表2为特种纸测试后的水分表，温度为23摄氏度，灵敏度M＝0.7记录的电流输出值间接体现了纸张相对含水量。对于不同数量的特种纸，水分表输出相对含水量的相关性为0.998679122，说明随着特种纸的厚度增加，保持了较高的测量精度，具有较好的测量效果。

表2

下表3为不同温度下空载状态，灵敏度M＝0.7的电流输出值，可以看出，不同的温度下，电流的输出值具有较小的变化。通过本发明的方法，已经对温度的影响进行补偿，从而消除温度变化带来的影响。

表3

水分表空载状态	PC端测量电流编码值
		23℃	4
28℃	7
		32℃	6
37℃	5
		42℃	5
47℃	5
		52℃	4
57℃	4
		62℃	5
67℃	3

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

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转换模块输出给外部PC端，PC端将电流信号转成数字编码值后和外配的定量表计算待测材料的含水率。

3.根据权利要求2所述的微波水分检测方法，其特征在于，步骤(1)中，MCU控制扫频器从频率100Mhz到130Mhz进行扫频，扫描阶梯为30Khz，扫描时间2ms；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1G到1.03G的频率信号；此时，测得的空载时1G通道的谐振频率A为：

A＝[(a2-a1)/1000]*Ta+a1

a1和a2分别为100Mhz和130Mhz，表示扫描频率的下限和上限，a1到a2分为1000台阶，Ta为1000台阶中波形电压值最高点所对应的点，其对应的频率为1G通道的谐振频率。

4.根据权利要求3所述的微波水分检测方法，其特征在于，步骤(1)中，在得到空载时1G通道的谐振频率A后，还包括：

更改扫频器从频率(A-3)Mhz到(A+3)Mhz开始扫频，扫描阶梯为6Khz，扫描时间2ms，最后得出谐振频率A2，并将空载时1G通道的谐振频率A的数值更新为A2。

5.根据权利要求2所述的微波水分检测方法，其特征在于，步骤(2)中，MCU控制扫频器从频率100Mhz到130Mhz进行扫频，扫描阶梯为30Khz，扫描时间2ms；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3G到3.03G的频率信号；此时，测得的空载时3G通道的谐振频率，公式为：

B＝[(b2-b1)/1000]*Tb+b1

b1和b2分别为100Mhz和130Mhz，表示扫描频率的下限和上限，b1到b2分为1000台阶，Tb为1000台阶中波形电压值最高点所对应的点，其对应的频率为3G通道的谐振频率。

6.根据权利要求5所述的微波水分检测方法，其特征在于，步骤(2)中，在得到空载时3G通道的谐振频率B后，还包括：

更改扫频器从频率(B-3)Mhz到(B+3)Mhz开始扫频，扫描阶梯为6Khz，扫描时间2ms，最后得出谐振频率B2，并将空载时3G通道的谐振频率B的值更新为B2。

7.根据权利要求2所述的微波水分检测方法，其特征在于，步骤(4)中，谐振偏移值的计算公式为：

Y＝Ax–A–N*(Bx–B)

式中，Y表示谐振偏移值，N表示补偿系数。

8.根据权利要求7所述的微波水分检测方法，其特征在于，步骤(4)中，将谐振偏移值转换成电流的编码值公式为：

I＝Y*M

式中，Y为谐振偏移值，等同于物体的相对含水量；M为灵敏度值，≤1，用于调整电流输出大小，避免测量大水分时出现饱和；DA转换模块根据电流的编码值I输出0-20mA电流信号；

计算待测材料的含水率公式为：

V＝100*K*i/D+b

式中，V表示含水率；K和b均为修正系数，通过实际标定得出；i为PC端将仪表传入的电流信号转成的数字编码值；D表示被测材料的质量，由外配的定量表提供。

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