[其他]自激勵同軸腔水份測量傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85200299
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85200299U
• 公開（公告）日: 1986-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伏壽椿;火真棣;沈成耀
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01N22/04
• 分類號: G01N22/04
• 代理公司: 華東師大專利代理事務所
• 代理人: 馮學華,刁文魁

本實用新型屬于微波非電量測量領(lǐng)域。

現(xiàn)有的國內(nèi)外的微波水份測量儀大部分是測量微波功率變化，再回歸測出介質(zhì)中所對應的水份的。與本實用新型最近似是《IEEE》21期1974年第四號第257頁刊載的R.G.Bosisio等人的“RDT”（The????Regenerative????Digital????Transducer）傳感器（見附圖1、附圖2）。

RDT傳感器用的是平行線型諧振腔，振蕩是通過腔和腔外的晶體管放大器????????的反饋而形成的，工作頻率低于500兆赫，所以使用0～500兆赫頻率計來測量頻率。RDT傳感器適用于對毛氈、油脂、酒精進行水份測量，水份引起的頻偏分別為：毛氈0.06兆赫／％、油脂0.1～0.13兆赫／％、酒精0.05兆赫／％。為了避開使用價格昂貴的微波段數(shù)字頻率計，RDT傳感器把工作頻率壓向微波低頻段，沒有發(fā)揮水的介電常數(shù)在1千兆赫左右出現(xiàn)最大值的特點，使測量靈敏度較低。此外，RDT傳感器結(jié)構(gòu)比較復雜，測量范圍不廣。

本實用新型克服了上述不足之處，其要點是：把晶體管T等部件裝置在同軸腔內(nèi)部；在同軸腔內(nèi)導體上套一絕緣導電套筒，構(gòu)成能量反饋電容C，形成腔內(nèi)自激振蕩，讓開路端空間空開，完成對物料水份的傳感作用。絕緣導電套筒的內(nèi)徑隨內(nèi)導體的直徑而定，以套上后不松動為最佳，筒的長度為1／50～1／4波長，筒的厚度為0.2～2毫米，絕緣物厚為0.1～0.5毫米。

本實用新型適用于對各種碎屑狀、粉狀固體介質(zhì)或液體、半流體介質(zhì)的含水量的測量。由于物料中的水份不同，其水和介質(zhì)料的復合介電常數(shù)ε也不同，使腔體所負載的等效電容C不同，其振蕩頻率應由下列公式確定：

ω′C－ 1/(Z₀) Ctg（ (ω＇L)/(C₀) ）＝0

同時物料中的水份不同，物料引起的介質(zhì)損耗也不同，改變了腔體的Q值，其振蕩頻率ω也應改變：

ω = ω ′ ϵ 1 2 1 - ( 1 2 Q ) 2 ]]>

用本實用新型對精煤、酒精、小麥進行水份測量，其水份引起的頻偏分別為：精煤1.2兆赫／％、酒精1～2兆赫／％、小麥1.8兆赫／％。

為避開高價的微波段數(shù)字頻率計，使用本實用新型時可用雙腔混頻法。

為使造價更低，也可用單腔進行功率鑒測。

本實用新型也可作為獨立的信號源使用。穩(wěn)定性達到10^－5。

和RDT傳感器相比，本實用新型的測量范圍廣，對水份引起的頻偏大，靈敏度高，而且結(jié)構(gòu)更為簡單，易制作、成本低。

附圖1為RDT傳感器系統(tǒng)框圖。圖中1為被測物料，2為諧振腔傳感器，3為0～500兆赫頻率計，4為晶體管放大器，5為功率電源。

附圖2為RDT傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中6為終端短路平面，7為平行線諧振導體，8為內(nèi)部電容電極，9為被測物料A或B，10為外部電極，11為環(huán)形耦合器。

附圖3為自激勵同軸腔水份測量傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中12為截止波導，13為諧振腔外導體，14為諧振腔內(nèi)導體，15為絕緣導電套筒，16為耦合環(huán)，17為諧振腔短路端，18為屏蔽盒。

本實用新型的最佳實施例：用一個四分之一波長的同軸腔，在腔的短路端附近用一微波晶體管T自行激勵起1.3千兆赫，10～20毫瓦的微波振蕩。T的集電極接地?；鶚O和套在內(nèi)導體（14）上的絕緣導電套筒（15）相接，形成一個電容C，起能量反饋作用?；鶚O和發(fā)射極分別接L₁、L₂，由穿心電容C₁、C₂引出到屏蔽盒（18）接直流偏置電路。L₁、L₂用直徑為0.5毫米的漆包線繞成直徑為3mm的線圈，圈數(shù)4～7圈。C₁、C₂為510微微法～4700微微法的穿心電容，C₁L₁、C₂L₂起高頻退耦作用。外導體（13）開路端沿伸，形成一個截止波導（12），樣品也就放在這里。若用于隨線實時測量，截止波導（12）段可以不用，讓物料連續(xù)從開路端通過。測試信號用耦合環(huán)耦合（16），從腔的短路端引出。