[實用新型]利用諧振腔微擾法快速檢測非金屬物質密度的裝置

無效

• 申請號: 200920015215.5
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN201444143U
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 杜勁松;高宏亮;高潔;叢日剛;蘇浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術領域

本實用新型涉及一種非金屬物質密度檢測技術，具體的說是一種利用諧振腔微擾法在線檢測被測物質密度的裝置。

背景技術

在生產過程中，非金屬物質例如藥品、煙草及茶葉等，往往需要在線檢測和控制產品的密度。傳統的秤量法只適用于被測物在靜態或低速運動的狀態下測量，不能夠在線快速檢測。

目前常用的物質密度在線檢測方法主要有放射物質檢測法和紅外檢測法等。放射物質檢測法測量精度高，穩定性好，但隨著人們環保意識的增強以及放射物質對人體帶來的傷害，現在漸漸被其他方式所取代；紅外檢測法雖然對人體沒有傷害，但是檢測過程受被測物質本身和外界影響大，使其測量精度不高，不適用于高精度檢測場合。

微波是指頻率在300MHz到300GHz之間的電磁波，由于它具有波長短、頻帶寬、方向性好和貫穿能力強的優點，已在許多方面均有應用，如微波加熱、微波探傷等。根據非金屬材料能夠在穿過諧振腔時產生微擾的特性，可以用來在線準確測量非金屬物質的密度。目前利用微波檢測物質密度的裝置已有應用，但是理論基礎不足，測量精度不高，有待進一步改進。

實用新型內容

針對現有技術中存在的上述不足之處，本實用新型要解決的技術問題是提供一種速度快，精度高、穩定性好，與被測物不接觸，無污染的利用諧振腔微擾法在線檢測被測物質密度的裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

本實用新型一種利用諧振腔微擾法在線檢測被測物質密度的裝置包括：諧振腔、微波發生器、微波檢波器、信號控制處理模塊以及溫度控制模塊，其中，諧振腔的輸入端與微波發生器相連，輸出端接有微波檢波器，溫度控制端通過溫度控制模塊與信號控制處理模塊相連；信號控制處理模塊的調制信號與微波發生器相連，微波檢波器輸出的電壓信號接至信號控制處理模塊。

所述諧振腔為圓柱形腔體，其軸中心位置兩端開口，在圓柱形腔體側壁安裝接收探針和發射探針；所述信號控制處理模塊包括鋸齒波發生單元、D/A轉換單元、第一A/D轉換單元、信號前級處理單元以及信號處理分析單元，其中鋸齒波發生單元的輸出端經D/A轉換單元與微波發生器相連；A/D轉換單元的輸入端接有微波檢波器的幅度-頻率信號，輸出端經信號前級處理單元接至信號處理分析單元；所述溫度控制模塊包括第二A/D轉換單元、PID溫度控制單元及繼電器，其中PID溫度控制單元通過A/D轉換單元接有溫度傳感器，輸出的控制信號經執行裝置接至設于諧振腔外表面的加熱裝置。

本實用新型采用以下方法實現其檢測過程：

通過微波發生器產生微波信號，向諧振腔發送；

諧振腔由接收探針接收微波信號，在諧振腔內產生電磁場；

將運行中的被測物經諧振腔的中心通孔通過；

通過諧振腔的發射探針檢測其通過被測物后的微波信號，得到幅度-頻率特性曲線；

在幅度-頻率特性曲線上提取參數進行處理和計算，得到當前被測物的密度。

所述微波信號通過以下方法產生：

信號處理模塊產生頻率為10KHz以上、峰峰值為2±0.5V的鋸齒波信號作為微波發生器的調制信號，使微波發生器產生幅度恒定、頻率隨控制電壓線性變化的微波信號。

所述被測物密度計算公式如下：