CN205091275U - 基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统 - Google Patents

Abstract

基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统，包括有与伺服机构1相连的微波法棉包水分测试主机，微波法棉包水分测试主机控制端与被测棉包上方的电子开关相连；电子开关分别与天线a1、天线a₂、天线a₃、天线a_N组成的上方天线阵列相连；被测棉包下方设有底部电子开关，底部电子开关上也连接有与电子开关结构相同的下方天线阵列；通过微波法棉包水分测试主机的控制下用电子开关、底部电子开关对天线阵列中的天线对进行选择，实现对不同天线位置对应的被测棉包部位的测试；具有重量轻、耗电小、测量可靠性高的特点。

Description

基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统

技术领域

本实用新型属于棉包水分测量技术领域，具体涉及一种基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统。

背景技术

微波法棉包回潮率测试是一个较新的领域，国家相关标准发布时间不长，相关研究不多。【一种微波法棉包回潮率测试装置中的扫描机构】提出了将单个天线用机械方式扫描来覆盖整体棉包的机械式扫描法，来达到对棉包的整体覆盖，但设备庞大，重量重，耗电大，导致设备成本高，使用不方便，并且需对运动部件定期保养，增加了使用工作量，可靠性也不高。为解决该天线在实际使用中存在的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统，具有重量轻、耗电小、测量可靠性高的特点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统，包括有与伺服机构相连的微波法棉包水分测试主机；微波法棉包水分测试主机控制端与被测棉包上方的电子开关相连；电子开关分别与天线a₁、天线a₂、天线a₃、天线a_N组成的上方天线阵列相连；所述被测棉包下方设有底部电子开关，底部电子开关上也连接有下方天线阵列，上方天线阵列与下方天线阵列结构相同。

所述的上方天线阵列中的天线与下方天线阵列的的天线位置一一对应，构成天线对。

所述的电子开关与底部电子开关结构相同。

本实用新型的有益效果是：

本专利提出将电子控制波束扫描方案应用到微波法棉包水分测量的天线系统，达到降低系统重量、提高可靠性的目的。具体有以下优点：

1)电子开关实现N选一的功能，每个时刻只有一个天线能通过电子开关连接到微波法棉包水分测试主机。

根据实际覆盖宽度及单个天线口径采用2组以上的天线组成天线阵列。

2)用2个电子开关对天线阵列中的天线对(上下位置对应的两个天线)进行选择。

3)天线对的选择通过通讯接口受控于微波法棉包水分测试主机。

4)天线阵列实现波束在一个空间维度的电控扫描，结合天线框架在伺服系统驱动下进行另一纬度的扫描，实现全覆盖扫描。

采用本实用新型，可实现微波法棉包回潮率测试的真实性，克服取样法的局限，需要用微波照射整体棉包。通过安装多组天线，结合多切一的电子开关顺序切换天线组，再结合天线组安装框架的程控扫描，可实现对整体棉包的微波覆盖，使测试结果具有代表性。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参见图1，基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统，包括有与伺服机构1相连的微波法棉包水分测试主机2；微波法棉包水分测试主机2控制端与被测棉包上方的电子开关3相连；电子开关3分别与天线a₁、天线a₂、天线a₃、天线a_N组成的上方天线阵列相连；所述被测棉包下方设有与电子开关3结构相同的底部电子开关4，底部电子开关4上也连接有下方天线阵列，上方天线阵列与下方天线阵列结构相同。

所述的上方天线阵列中的天线与下方天线阵列的的天线位置一一对应，构成天线对。

所述的电子开关3与底部电子开关4结构相同。

两组天线阵列上下设置，即分设在被测棉包的上下，照射棉包表面；每个天线阵列包含编号为天线a₁、天线a₂、天线a₃、天线a_N，上编号相同的天线组成一个天线对，所有测试都是基于天线对来实现。电子开关与底部电子开关实现a_N选一的功能，每个时刻只有一个天线通过电子开关或底部电子开关连接到微波法棉包水分测试主机。

本实用新型的工作原理是：

微波法棉包回潮率测试是一个通过微波穿透被检测棉包，测量微波能量衰减与相位相结合，其核心技术是利用发射天线输出微波穿透被测物质后进接收天线送接收机检测信号变化，并通过建立微波相位变化率与回潮率之间的数学模型来准确测定被测纤维的回潮率，这种方法具有非接触、快速、准确测量纤维回潮率的特点。因天线一般为厘米级别而棉包典型的长为为140厘米宽为70厘米，为实现整包棉花的测试，天线阵列需对棉包进行扫描来获取全面数据。

天线阵列根据实际覆盖宽度及单个天线口径采用2组以上的天线组成天线阵列，通过微波法棉包水分测试主机2的控制下用电子开关3、底部电子开关4对天线阵列中的天线对(上下位置对应的两个天线)进行选择，实现对不同天线位置对应的被测棉包部位的测试；电控波束无机械惯性，能以很高的速度切换测试位置；因天线阵列实现波束在一个空间维度的电控扫描，结合天线阵列在伺服机构驱动下进行另一维度的扫描，可实现全覆盖扫描。

本申请还可有其他多种实施例，可应用于粮食、烟草、化工等工农业生产中的微波在线水分检测。在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本申请所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统，包括有与伺服机构(1)相连的微波法棉包水分测试主机(2)；其特征在于，微波法棉包水分测试主机(2)控制端与被测棉包上方的电子开关(3)相连；电子开关(3)分别与天线a1、天线a2、天线a3、天线aN组成的上方天线阵列相连；所述被测棉包下方设有底部电子开关(4)，底部电子开关(4)上也连接有下方天线阵列，上方天线阵列与下方天线阵列结构相同。

2.根据权利要求1所述的基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统，其特征在于，所述的上方天线阵列中的天线与下方天线阵列的的天线位置一一对应，构成天线对。

3.根据权利要求1所述的基于电控多波束的微波法棉包水分测量天线系统，其特征在于，所述的电子开关(3)与底部电子开关(4)结构相同。