專利名稱：利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法及其諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物質(zhì)檢測的方法和裝置，尤其涉及一種利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法及其諧振腔。
背景技術(shù)：
在科研及生產(chǎn)過程中，物質(zhì)質(zhì)量和水分的檢測及控制是十分重要的。
物質(zhì)質(zhì)量檢測方法中，常用的檢測方法有秤量法和放射性物質(zhì)照射法。秤量法和放射性物質(zhì)照射法在實(shí)際使用中的特點(diǎn)和缺陷是秤量法是利用各種稱衡器對(duì)物質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行稱量，由此可見，秤量法只能用于被測物體靜止或低速運(yùn)動(dòng)且為接觸式場合，此方法還不能夠檢測出被測物質(zhì)沿長度方向質(zhì)量(或密度)分布狀況，而在許多生產(chǎn)過程中，需要連續(xù)檢測出運(yùn)動(dòng)物質(zhì)在各個(gè)瞬時(shí)流過的物質(zhì)質(zhì)量和水分；放射性物質(zhì)照射法是利用放射性物質(zhì)(如鍶90)對(duì)被測物質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行稱量，由此可見，放射性物質(zhì)照射法由于使用了放射性物質(zhì)，必須要有專門的防護(hù)裝置，如使用不當(dāng)，則將對(duì)周圍環(huán)境及人員造成傷害。
物質(zhì)水分檢測方法中，常用的檢測方法有烘干法和遠(yuǎn)紅外線檢測法。烘干法和遠(yuǎn)紅外線檢測法在實(shí)際使用中的特點(diǎn)和缺陷是烘干法只能用于離線檢測，并且烘干法不能檢測出物質(zhì)沿長度方向水分含量分布狀況；遠(yuǎn)紅外線檢測法不能準(zhǔn)確地檢測出物質(zhì)心部水分含量，并且遠(yuǎn)紅外線檢測法受物質(zhì)表面狀況(如粗糙度)影響較大，使之測量的精確度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法及其諧振腔，它能在被測物質(zhì)靜止或高速運(yùn)動(dòng)之中精確可靠地在線或離線檢測出物質(zhì)的質(zhì)量和水分含量。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法，其特點(diǎn)是，所述的質(zhì)量和水分的檢測方法包括以下步驟步驟一，計(jì)算機(jī)控制模塊控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波，并送至諧振腔；步驟二，測量諧振腔輸出的模擬量信號(hào)，并將該諧振腔模擬量輸出信號(hào)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將諧振腔模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；步驟三，高速數(shù)據(jù)采集器采集經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的諧振腔的輸出數(shù)據(jù)并存入存儲(chǔ)器III；步驟四，計(jì)算機(jī)控制模塊調(diào)取存入存儲(chǔ)器III中的諧振腔檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)存入存儲(chǔ)器II中的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分含量的分析計(jì)算，并將分析計(jì)算結(jié)果存入存儲(chǔ)器I，同時(shí)輸出表示被測物質(zhì)質(zhì)量和水分含量的分析檢測數(shù)據(jù)。
一種利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的諧振腔，該諧振腔包括腔體，其特點(diǎn)是在所述的腔體中部設(shè)置一貫通的通道，該通道沿內(nèi)壁設(shè)置保護(hù)套，將腔體分割呈上下兩部分；在腔體上部分腔體壁上設(shè)置一微波輸入探針，在腔體下部分腔體壁上設(shè)置一微波輸出探針。
本發(fā)明，利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法及其諧振腔，由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本發(fā)明由于通過對(duì)諧振腔未受物質(zhì)影響與受物質(zhì)影響的諧振曲線變化的信號(hào)分析及處理，可以檢測出被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分含量；2.本發(fā)明由于微波發(fā)生器功率非常小，僅為10mw，因此對(duì)被測物質(zhì)及周圍環(huán)境不造成任何傷害；3.本發(fā)明由于采用高速的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，控制采樣間隔時(shí)間小于50us，因此能適用于高速在線物質(zhì)流的質(zhì)量和水分的檢測；4.本發(fā)明由于檢波器的微波信號(hào)取決于被測物質(zhì)的溫度，由此可以對(duì)被測物質(zhì)進(jìn)行測溫后作溫度補(bǔ)償，克服了由于溫度變化所造成的檢測信號(hào)的漂移。


通過以下對(duì)本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法及其諧振腔的一實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為圖1是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法的方框圖；圖2是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法的工作流程圖；圖3是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法中檢測的控制邏輯原理圖；圖4是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法中的計(jì)算部分控制流程圖；圖5是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的原理圖；圖6是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的諧振腔所輸出的微波諧振的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參見圖1至圖4所示，它們是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法的方框圖、工作流程圖、檢測控制邏輯原理圖和檢測方法中的計(jì)算部分控制流程圖。
本發(fā)明一種利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法包括以下步驟步驟一，計(jì)算機(jī)控制模塊控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波，并送至諧振腔，其具體步驟是，1-1，系統(tǒng)啟動(dòng)，計(jì)算機(jī)控制模塊控制方波產(chǎn)生器工作，1-2，方波產(chǎn)生器向微波發(fā)生器送出控制微波發(fā)生器工作的不同頻率的方波信號(hào)，微波發(fā)生器交替產(chǎn)生兩個(gè)頻率的微波送入諧振腔；步驟二，測量諧振腔輸出的模擬量信號(hào)，并將該諧振腔模擬量輸出信號(hào)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將諧振腔模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；步驟三，高速數(shù)據(jù)采集器采集經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的諧振腔的輸出數(shù)據(jù)并存入存儲(chǔ)器III，當(dāng)高速數(shù)據(jù)采集器工作時(shí)，需要先中斷程序，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；步驟四，計(jì)算機(jī)控制模塊調(diào)取存入存儲(chǔ)器III中的諧振腔檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)存入存儲(chǔ)器II中的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分含量的分析計(jì)算，同時(shí)輸出分析檢測數(shù)據(jù)，其具體步驟是，4-1，計(jì)算機(jī)控制模塊調(diào)取存入存儲(chǔ)器III中的諧振腔檢測數(shù)據(jù)，調(diào)取存儲(chǔ)器II中所存儲(chǔ)的已知數(shù)學(xué)模型中的常數(shù)a、b、c、d、e、f、以及空腔物質(zhì)質(zhì)量m0和空腔物質(zhì)水分w0，進(jìn)行判定微波輸出頻率“是否低頻段”；4-2，若微波輸出頻率“是低頻段”，則進(jìn)行Ua＝M，即把被檢波器檢出的對(duì)應(yīng)于fa頻率的幅值ua存入存儲(chǔ)器中，控制微波發(fā)生器將微波輸出頻率切換到高頻段，然后進(jìn)行4-4步驟；4-3，若微波輸出頻率“不是低頻段”，則進(jìn)行Ua＝M，即把被檢波器檢出的對(duì)應(yīng)于fa頻率的幅值ua存入存儲(chǔ)器中，控制微波發(fā)生器將微波輸出頻率切換到高頻段，然后進(jìn)行4-4步驟；4-4，按照公式U直＝(Ua+Ub)U交＝1/(Ub-Ua)計(jì)算出諧振腔沒有任何物質(zhì)時(shí)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)微波頻點(diǎn)的被測物質(zhì)量的中間變量U直和被測物水分的中間變量U交；4-5，按照公式m＝a+b×U直+c×(U直)2-m0w＝d+e×U交+f×(U交)2-w0計(jì)算出被測物質(zhì)包含在諧振腔中的這一段的質(zhì)量和水分含量，式中，m0為空腔物質(zhì)的質(zhì)量(如指聚四氟套管的質(zhì)量)，w0為空腔物質(zhì)的水分(如指聚四氟套管的水分)，并將計(jì)算結(jié)果存入存儲(chǔ)器I；4-6，形成顯示與輸出的測量與計(jì)算的數(shù)據(jù)；4-7，判定是否有“打印請(qǐng)求”，4-71，若沒有“打印請(qǐng)求”，回到步驟三，4-72，若有“打印請(qǐng)求”，則進(jìn)行4-7步驟；4-8，進(jìn)行后臺(tái)打印處理，然后回到步驟三。
請(qǐng)參見圖5所示，這是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的原理圖。圖中，標(biāo)號(hào)1為微波發(fā)生器，標(biāo)號(hào)3為諧振腔，被測物質(zhì)位于諧振腔3中，微波發(fā)生器1由計(jì)算機(jī)7控制向諧振腔輸送兩種不同頻率的微波；在諧振腔3的前后兩側(cè)分別設(shè)置的是隔離環(huán)2和隔離環(huán)5，隔離環(huán)2和5的作用是避免信號(hào)的互相干擾；位于隔離環(huán)5后的是檢波放大器6，檢波放大器6的檢測信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)7分析處理后由輸出裝置8輸出。
請(qǐng)結(jié)合圖5參見圖6所示，圖6是圖5中諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖。該諧振腔3包括腔體31，制作該腔體31的材料為黃銅H62，表面鈍化；在腔體31中部設(shè)置一貫通的通道32，該通道32根據(jù)被測物質(zhì)的不同而呈不同的形狀，可以是一矩形的通道32，用以放置被測物質(zhì)是，化工工業(yè)方面的原料、半成品及成品，制藥工業(yè)方面的粉末、藥片及膠囊，建材工業(yè)方面的原料、半成品及成品，食品工業(yè)方面的原料、半成品及成品等等，用以在線對(duì)物質(zhì)的質(zhì)量(密度)及水分含量的檢測和控制，以及在試驗(yàn)室對(duì)物質(zhì)進(jìn)行離線對(duì)物質(zhì)的質(zhì)量(密度)及水分含量檢測；圖6中表示的是一管狀的通道32，該管狀通道32可以放置類似于圓形的被測物質(zhì)，如煙草工業(yè)用于各型卷煙機(jī)卷制的香煙條在線的質(zhì)量(密度)及水分檢測控制和試驗(yàn)室離線質(zhì)量(密度)及水分含量檢測；在貫通的通道32沿內(nèi)壁設(shè)置一保護(hù)套33，被測物質(zhì)便位于保護(hù)套33內(nèi)；保護(hù)套33的設(shè)置將腔體31分割呈上下兩部分；在腔體31上部分腔體壁上設(shè)置一微波輸入探針34，在腔體31下部分腔體壁上設(shè)置一微波輸出探針35。
在選擇微波諧振腔結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，要考慮無載時(shí)品質(zhì)因子Q0的大小。Q0的計(jì)算公式如下Q0＝0.610×(λ0/S)×{[1+0.168×(D/L)2]3/2/[1+0.168×(D/L)3]}式中，λ0為微波諧振腔室空載(也即不放入被測物質(zhì)時(shí)諧振頻率的倒數(shù))；S為微波諧振腔材料特征系數(shù)，可查表獲得；D為微波諧振腔腔體直徑；L為微波諧振腔腔體長度；Q0越大，檢測質(zhì)量和水分的分辨率越高；一般Q0取值范圍為39450-46500。
請(qǐng)參見圖5和圖6所示，本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的原理是，微波發(fā)生器1向諧振腔3輸送兩種不同頻率的微波，通過測量諧振腔3中未受物質(zhì)影響時(shí)(即通道32內(nèi)未放置被測物質(zhì)的空腔狀態(tài))與受物質(zhì)影響時(shí)(即通道32內(nèi)放置被測物質(zhì)的加載狀態(tài))的諧振曲線的變化來測定被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分。同時(shí)，由于圖5中的檢波器6的微波信號(hào)取決于被測物質(zhì)的溫度，為此，可以對(duì)被測物質(zhì)進(jìn)行測溫后作溫度補(bǔ)償。
請(qǐng)結(jié)合圖5和圖6參見圖7所示，圖7是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的諧振腔所輸出的微波諧振的曲線圖。圖7中，其中f0、u0為空腔(即未放入被測物質(zhì))時(shí)的諧振曲線。
f1、u1為加載(即放入被測物質(zhì))時(shí)的諧振曲線。
fa、fb為微波發(fā)生器輸送的兩個(gè)微波頻率，ua、ub為檢波器檢出的輸出微波信號(hào)。
取u直＝1/2(ua+ub)u交＝1/(ub-ua)u直反映了被測物質(zhì)的質(zhì)量，質(zhì)量越大，u直越大，設(shè)m為被測物質(zhì)的質(zhì)量，則m與u直之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下m＝a+b×U直+c×(U直)2-m0為二階方程式。式中常數(shù)a、b、c采用已知質(zhì)量的物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定后獲得，mo為空腔時(shí)套管的質(zhì)量。根據(jù)上式，當(dāng)諧振腔內(nèi)加入被測物質(zhì)時(shí)，檢波器檢出ua、ub后，在數(shù)據(jù)處理器中可以求得u直和m，從而測出物質(zhì)的質(zhì)量。
u交反映了被測物質(zhì)的水分，水分含量越大，u交越大，設(shè)w為被測物質(zhì)的水分含量，則w與u交之間的數(shù)學(xué)關(guān)系如下w＝d+e×U交+f×(U交)2-w0為二階方程式，式中常數(shù)d、e、f采用已知水分的物質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定后獲得，wo為空腔時(shí)套管的質(zhì)量。同樣，在數(shù)據(jù)處理器中可以求得u交和w，從而測出物質(zhì)的水分。
請(qǐng)參見圖2和圖3和圖7所示，它們是本發(fā)明利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法的工作流程圖、控制邏輯原理圖和諧振腔輸出的微波諧振的曲線圖。
本發(fā)明的工作流程是當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，方波發(fā)生器產(chǎn)生占空比為50％、幅值為+5V的控制方波，微波源根據(jù)控制方波交替產(chǎn)生2個(gè)不同頻率的微波信號(hào)，0V對(duì)應(yīng)于低頻微波、+5V對(duì)應(yīng)于高頻微波，并將兩種微波信號(hào)以相同時(shí)間間隔和連續(xù)跳變的方式送到諧振腔里，同時(shí)從諧振腔的另一側(cè)引出微波信號(hào)。由于被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分的不同，引出微波信號(hào)的強(qiáng)弱是不一樣的，根據(jù)兩個(gè)信號(hào)的強(qiáng)弱及與空腔諧振時(shí)信號(hào)的強(qiáng)弱相比較，就可以得出諧振腔內(nèi)被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分。經(jīng)過A/D變換后，通過中斷程序高速采集存入存儲(chǔ)器III，主程序調(diào)取存儲(chǔ)器III所存儲(chǔ)的檢測數(shù)據(jù)，并根據(jù)存儲(chǔ)器II中所存儲(chǔ)的已知數(shù)學(xué)模型中的常數(shù)a、b、c、d、e、f、以及空腔物質(zhì)質(zhì)量m0和空腔物質(zhì)水分w0，按照公式m＝a+b×U直+c×(U直)2-m0和w＝d+e×U交+f×(U交)2-w0進(jìn)行物質(zhì)質(zhì)量和水分含量計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果存入存儲(chǔ)器I，同時(shí)可輸出表示物質(zhì)的質(zhì)量和水分含量的信號(hào)。
具體信號(hào)計(jì)算與處理過程如下1.檢波器檢出的輸出微波信號(hào)ua、ub(見圖7)的數(shù)值的采集方法將所檢出的微波信號(hào)經(jīng)過檢波器放大成10V后，經(jīng)過轉(zhuǎn)換速度為10M的12位A/D轉(zhuǎn)換后，得到0～4096的數(shù)據(jù)量。對(duì)應(yīng)于低頻微波的AD值就是ua、對(duì)應(yīng)于高頻微波的AD值就是ub。
2.空腔諧振的數(shù)值標(biāo)定當(dāng)諧振腔沒有任何物質(zhì)時(shí)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)于兩個(gè)微波頻點(diǎn)的被測物質(zhì)的質(zhì)量u直0＝(ua0+ub0)和被測物質(zhì)的水分u交0＝1/(ub0-ua0)；計(jì)算出空腔物質(zhì)的質(zhì)量(如指套管的質(zhì)量)m0＝a+b×u直0+c(u直0)2和空腔物質(zhì)的水分(如指套管的水分)w0＝d+e×u交0+f(u交0)2；并將結(jié)果存入存儲(chǔ)器III，以便以后調(diào)用。
3.常數(shù)a、b、c、d、e、f的確定在實(shí)驗(yàn)室里，準(zhǔn)備好三份質(zhì)量不同、但水份百分比含量(假設(shè)為P％)相同的物質(zhì)樣品，質(zhì)量分別為m1、m2、m3(電子秤稱量)，水分量分別計(jì)算得w1＝m1×P％、w2＝m2×P％、w3＝m3×P％。將三種不同的樣品分別放入諧振腔里進(jìn)行測量，得到ua1、ua2、ua3、ub1、ub2、ub3。計(jì)算出u直1、u直2、u直3、u交1、u交2、u交3。列出以下公式m1+m0＝a+b×u直1+c×(u直1)2…………………(1)m2+m0＝a+b×u直2+c×(u直2)2…………………(2)m3+m0＝a+b×u直3+c×(u直3)2…………………(3)w1+w0＝d+e×u交1+f×(u交1)2…………………(4)w2+w0＝d+e×u交2+f×(u交2)2…………………(5)w3+w0＝d+e×u交3+f×(u交3)2…………………(6)
將m0＝a+b×u直0+c×(u直0)2代入(1)、(2)、(3)式中，通過聯(lián)立方程解出a、b、c，將w0＝d+e×u交0+f×(u交0)2代入(4)、(5)、(6)式中，通過聯(lián)立方程解出d、e、f，將所解出的a、b、c、d、e、f存在存儲(chǔ)器II里，提供每次測量需要調(diào)用計(jì)算。
4.被測量物質(zhì)的質(zhì)量和水分的計(jì)算結(jié)果當(dāng)AD轉(zhuǎn)換完成之后得到檢波器檢出的輸出微波信號(hào)ua、ub，計(jì)算u直、u交；計(jì)算得到被測量物質(zhì)的質(zhì)量為m＝a+b×u直+c×(u直)2-m0；計(jì)算得到被測量物質(zhì)的水分為w＝d+e×u交+f×(u交)2-w0。
綜上所述，本發(fā)明，由于通過對(duì)微波諧振腔未受物質(zhì)影響與受物質(zhì)影響的諧振曲線變化的信號(hào)分析及處理，可以檢測出被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分含量；同時(shí)，由于微波發(fā)生器功率非常小，因此對(duì)被測物質(zhì)及周圍環(huán)境不造成任何傷害；另外，由于采用計(jì)算機(jī)控制采樣間隔時(shí)間，因此能適用于高速在線物質(zhì)流的質(zhì)量和水分的檢測；并且，可以對(duì)被測物質(zhì)進(jìn)行測溫后作溫度補(bǔ)償，克服了由于溫度變化所造成的檢測信號(hào)的漂移，因此極為實(shí)用。
權(quán)利要求
1.一種利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法，其特征在于，所述的質(zhì)量和水分的檢測方法包括以下步驟步驟一，計(jì)算機(jī)控制模塊控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波，并送至諧振腔；步驟二，測量諧振腔輸出的模擬量信號(hào)，并將該諧振腔模擬量輸出信號(hào)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將諧振腔模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；步驟三，高速數(shù)據(jù)采集器采集經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的諧振腔的輸出數(shù)據(jù)并存入存儲(chǔ)器III；步驟四，計(jì)算機(jī)控制模塊調(diào)取存入存儲(chǔ)器III中的諧振腔檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)存入存儲(chǔ)器II中的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分含量的分析計(jì)算，并將分析計(jì)算結(jié)果存入存儲(chǔ)器I，同時(shí)輸出表示被測物質(zhì)質(zhì)量和水分含量的分析檢測數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法，其特征在于在所述的步驟一中，計(jì)算機(jī)控制模塊控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波的具體步驟是，1-1，系統(tǒng)啟動(dòng)，計(jì)算機(jī)控制模塊控制方波產(chǎn)生器工作，1-2，方波產(chǎn)生器向微波發(fā)生器送出控制微波發(fā)生器工作的不同頻率的方波信號(hào)，微波發(fā)生器交替產(chǎn)生兩個(gè)頻率的微波送入諧振腔。
3.如權(quán)利要求1所述的利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法，其特征在于在所述的步驟三中，所述的高速數(shù)據(jù)采集器工作時(shí)，需先中斷程序，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
4.如權(quán)利要求1所述的利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法，其特征在于在所述的步驟四中，計(jì)算機(jī)進(jìn)行被測物質(zhì)質(zhì)量和水分含量分析計(jì)算的具體步驟是，4-1，計(jì)算機(jī)控制模塊調(diào)取存入存儲(chǔ)器III中的諧振腔檢測數(shù)據(jù)，調(diào)取存儲(chǔ)器II中所存儲(chǔ)的已知數(shù)學(xué)模型中的常數(shù)a、b、c、d、e、f、以及空腔物質(zhì)質(zhì)量m0和空腔物質(zhì)水分w0，進(jìn)行判定微波輸出頻率“是否低頻段”；4-2，若微波輸出頻率“是低頻段”，則進(jìn)行Ua＝M，即把被檢波器檢出的對(duì)應(yīng)于fa頻率的幅值ua存入存儲(chǔ)器中，控制微波發(fā)生器將微波輸出頻率切換到高頻段，然后進(jìn)行4-4步驟；4-3，若微波輸出頻率“不是低頻段”，則進(jìn)行Ub＝M即把被檢波器檢出的對(duì)應(yīng)于fb頻率的幅值ub存入存儲(chǔ)器中，控制控制微波發(fā)生器將微波輸出頻率切換到低頻段，然后進(jìn)行4-4步驟；4-4，按照公式 U直＝(Ua+Ub)U交＝1/(Ub-Ua)計(jì)算出諧振腔沒有任何物質(zhì)時(shí)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)微波頻點(diǎn)的被測物質(zhì)量的中間變量U直和被測物水分的中間變量U交；4-5，按照公式 m＝a+b×U直+c×(U直)2-m0w＝d+e×U交+f×(U交)2-w0計(jì)算出被測物質(zhì)包含在諧振腔中的這一段的質(zhì)量和水分含量，式中，m0為空腔物質(zhì)的質(zhì)量，w0為空腔物質(zhì)的水分，并將計(jì)算結(jié)果存入存儲(chǔ)器I；4-6，形成顯示與輸出的測量與計(jì)算的數(shù)據(jù)；4-7，判定是否有“打印請(qǐng)求”，4-71，若沒有“打印請(qǐng)求”，回到步驟三，4-72，若有“打印請(qǐng)求”，則進(jìn)行4-7步驟；4-8，進(jìn)行后臺(tái)打印處理，然后回到步驟三。
5.一種利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的諧振腔，該諧振腔(3)包括腔體(31)，其特征在于在所述的腔體(31)中部設(shè)置一貫通的通道(32)，在該貫通的通道(32)沿內(nèi)壁設(shè)置保護(hù)套(33)，將腔體(31)分割呈上下兩部分；在腔體(31)上部分腔體壁上設(shè)置一微波輸入探針(34)，在腔體(31)下部分腔體壁上設(shè)置一微波輸出探針(35)。
6.如權(quán)利要求5所述的諧振腔，其特征在于所述的設(shè)置在諧振腔(3)腔體(31)中部的通道(32)是一管狀的通道(32)。
7.如權(quán)利要求5所述的諧振腔，其特征在于所述的設(shè)置在諧振腔(3)腔體(31)中部的通道(32)是一矩形的通道(32)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用微波進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量和水分檢測的方法及其諧振腔，其特點(diǎn)是，檢測方法包括以下步驟，一計(jì)算機(jī)控制微波發(fā)生器產(chǎn)生微波送至諧振腔，二測量諧振腔輸出的模擬量信號(hào)并送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，三采集器采集經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的諧振腔輸出數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器III，四計(jì)算機(jī)調(diào)取存儲(chǔ)器III中的諧振腔檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)存儲(chǔ)器II中的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行被測物質(zhì)的質(zhì)量和水分含量的分析計(jì)算，并將結(jié)果存入存儲(chǔ)器I，同時(shí)輸出被測物質(zhì)質(zhì)量和水分含量的分析檢測數(shù)據(jù)；諧振腔包括腔體，腔體中部設(shè)置通道，通道內(nèi)壁設(shè)置保護(hù)套，將腔體分割呈上下兩部分；在腔體上下腔體壁上分別設(shè)置微波輸入探針和微波輸出探針。由此可在線且精確檢測被測物質(zhì)質(zhì)量與水分含量。
文檔編號(hào)G01N22/04GK1715891SQ20041002514
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2004年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月14日
發(fā)明者張躍武, 閔晨, 白紹光, 趙強(qiáng), 陳林, 王會(huì)石 申請(qǐng)人:上海恒尚自動(dòng)化設(shè)備有限公司