[發明專利]一種用于測量橡膠乳膠等溶液濃度的微波諧振結構和系統

在審

• 申請號: 202110745003.8
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113418939A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 謝曉鵬;崔耀中;郭建濤;郭晉川;趙陽
• 申請（專利權）人: 北京普瑞邁科技術有限公司
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00;G01N27/22
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種用于測量橡膠乳膠等溶液濃度的微波諧振結構和系統，包括圓柱型腔體，所述圓柱型腔體頂部為開口設置，所述圓柱型腔體底部開設有圓孔，所述圓孔內腔設有同軸探針，所述同軸探針外側邊緣套設有絕緣介質，將橡膠乳膠充滿圓柱型腔體的整個空間，相比于諧振腔微擾法測量被測液體，被測液體對諧振腔諧振頻率的影響大，因此可以更加靈敏更加準確的測量被測液體的介電常數變化；通過圓柱型腔體頂面的開口設置，方便倒入和倒出被測量液體，測量過程方便快捷；通過使用金屬探針與金屬圓柱體形成的同軸結構對諧振腔體進行饋電，可采用SMA接頭、N型接頭、BNC結構等常用同軸結構進行饋電，實現方便、連接方便、成本低。

技術領域

本發明涉及一種使用微波諧振技術領域，具體為一種用于測量橡膠乳膠等溶液濃度的微波諧振結構和系統。

背景技術

對于液體混合物濃度的測量，在農業生產、化工、醫藥、生活等領域，都有著廣泛的需求。測量濃度的方法也有很多中，比如干燥、蒸發固化測量法、密度法、粘稠度測量法、電導率法、光學、微波透射系數法、光學折射率法等等各種方式。每種方式，都有自己的優缺點，有的測量時間長、測量復雜、測量成本高、適用范圍受限等。

用微波諧振的方法進行液體介電常數測量的原理在科學測量儀器中也有早有應用，由于液體的介電常數跟物質的濃度（質量或體積百分比）有關系，因此使用微波進行液體濃度測量的方法也有各種方式，現有的微波諧振結構在進行測量時，其體是封閉結構以構建高品質因子；同時是將小部分被測溶液放在封閉的容器中，再放入腔體內部，以滿足微擾法條件要求，再通過諧振頻率改變的物質濃度測量，這種結構不便于溶液的倒入和倒出，且溶液對諧振腔諧振頻率的影響小，使得測量被測液體的介電常數變化不夠靈敏準確，還有就是，現有的饋電方式必須要規定的接頭型號才可使用，所以這里提出一種用于測量橡膠乳膠等溶液濃度的微波諧振結構和系統。

發明內容

本發明解決的技術問題在于克服現有技術的不便于溶液進入、測量不夠靈敏準確和使用單一接頭等缺陷，提供一種用于測量橡膠乳膠等溶液濃度的微波諧振結構和系統。所述一種用于測量橡膠乳膠等溶液濃度的微波諧振結構和系統具有便于溶液進入、測量更加靈敏準確和可采用SMA接頭、N型接頭、BNC結構等常用同軸結構進行饋電的特點。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于測量橡膠乳膠等溶液濃度的微波諧振結構和系統，包括圓柱型腔體，所述圓柱型腔體頂部為開口設置，且其為半敞開設置，所述圓柱型腔體底部開設有圓孔，所述圓孔內腔設有同軸探針，所述同軸探針外側邊緣套設有絕緣介質，所述絕緣介質外側與圓孔內部貼合，所述圓柱型腔體之底部設有同軸信號饋入結構。

優選的，所述圓孔與絕緣介質相匹配設置。

優選的，所述同軸信號饋入結構由同軸探針和圓柱型腔體共同組成。

優選的，所述同軸探針與絕緣介質頂端共同延伸至圓柱型腔體內腔。

優選的，所述絕緣介質為圓柱型設置，且所述絕緣介質與同軸探針相匹配設置。

優選的，所述圓柱型腔體的橫截面不限于圓柱型，可以是長方形、球形和梯形等結構。

優選的，所述圓柱型腔體上圓孔的位置不限于圓柱型腔體的中心位置。

一種用于測量橡膠乳膠等溶液濃度的微波諧振系統，包括以下步驟：

S1：向圓柱型腔體中倒入不同濃度的橡膠乳膠；

S2：然后通過掃頻頻率源模塊測量諧振腔體的回波信號；

S3：諧振腔的回波信號經過同軸饋電端，反射回來到達定向耦合器的C2端口，經過C3端口耦合到檢波放大電路；

S4：通過定向耦合器模塊和模擬放大模塊獲得諧振頻率和橡膠乳膠濃度對應關系的擬合曲線；

S5：然后查詢擬合曲線，即可快速測得橡膠乳膠的濃度；