[發明專利]一種基于微波技術的含水率復合檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 202010513548.1
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111505024B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 蔣超;何峰;張龍賜;李劍斌;王小浩
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: G01N22/04
• 分類號: G01N22/04;G01N27/22
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

1.一種基于微波技術的含水率復合檢測裝置，用于天然氣含水率檢測，其特征在于，包括檢測天線（1）、微波發生單元（2）、水分檢測單元（3）和信號處理單元（4）；

所述檢測天線（1），與所述微波發生單元（2）相連，用于向被測介質發射微波信號，并接收經過被測介質的微波信號；

所述微波發生單元（2），用于產生微波信號并調制以發送至檢測天線（1），以及對檢測天線（1）接收的微波信號進行解調，以得到初始含水率；

所述水分檢測單元（3），用于檢測被測介質的水分含量；

所述信號處理單元（4），用于綜合微波發生單元（2）得到的初始含水率和水分檢測單元（3）得到的水分含量，得到最終含水率；所述信號處理單元（4）將初始含水率轉換成初始含水率曲線；同時將水分含量轉換成空間含水率曲線；然后在同一時間點上將檢測數據進行比對和修正，以消除誤測或漏測所產生錯誤數據，最后將初始含水率曲線與空間含水率曲線進行算術平均，得到最終含水率曲線；

所述檢測天線（1）和水分檢測單元（3）沿所述被測介質的流向方向依次布置；

所述水分檢測單元（3）為耐油型電容式水分傳感器。

2.根據權利要求1所述的基于微波技術的含水率復合檢測裝置，其特征在于，所述檢測天線（1）包括依次連接的圓形信號反射增強區（101）、窄區發射通道（102）和扇形微波信號接收結構（103）；所述圓形信號反射增強區（101）用于提升微波發射信號的強度；所述窄區發射通道（102）用于提升微波信號發射的定向性；所述扇形微波信號接收結構（103）用于對微波信號進行匯聚，提升信號接收的強度。

3.根據權利要求1或2所述的基于微波技術的含水率復合檢測裝置，其特征在于，所述微波發生單元（2）包括頻譜發生器（201）、信號調制器（202）和信號解調器（203）；

所述頻譜發生器（201），用于產生微波信號，并對微波信號的幅度和相位進行調整；

所述信號調制器（202），輸入端與所述頻譜發生器（201）的輸出端相連，輸出端與所述檢測天線（1）相連，用于調制所述頻譜發生器（201）產生的微波信號，并傳遞至檢測天線（1）；

所述信號解調器（203），輸入端與所述檢測天線（1）相連，輸出端與所述信號處理單元（4）相連，用于解調檢測天線（1）接收的微波信號，并發送至所述信號處理單元（4）。

4.根據權利要求1或2所述的基于微波技術的含水率復合檢測裝置，其特征在于，還包括溫度采集單元，用于采集被測介質的溫度；所述信號處理單元（4）與所述溫度采集單元相連，用于根據溫度信號對水分含量進行溫度補償。

5.根據權利要求4所述的基于微波技術的含水率復合檢測裝置，其特征在于，所述溫度采集單元集成于所述耐油型電容式水分傳感器內。

6.一種如權利要求1～5中任意一項所述的基于微波技術的含水率復合檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）所述微波發生單元（2）產生微波信號并調制，發送至檢測天線（1），所述檢測天線（1）向被測介質發射微波信號；

2）所述檢測天線（1）檢測經過被測介質的微波信號，并發送至微波發生單元（2），所述微波發生單元（2）接收微波信號并進行解調，以得到初始含水率；

所述水分檢測單元（3）檢測被測介質的水分含量；

3）所述信號處理單元（4）綜合微波發生單元（2）得到的初始含水率和水分檢測單元（3）得到的水分含量，得到最終含水率；

所述信號處理單元（4）將初始含水率轉換成初始含水率曲線；同時將水分含量轉換成空間含水率曲線；然后在同一時間點上將檢測數據進行比對和修正，以消除誤測或漏測所產生錯誤數據，最后將初始含水率曲線與空間含水率曲線進行算術平均，得到最終含水率曲線。

7.根據權利要求6所述的檢測方法，其特征在于，在步驟2）中，所述水分檢測單元（3）檢測被測介質的水分含量的同時，檢測被測介質的溫度；并在步驟3）中，通過溫度對空間含水率曲線進行溫度補償。