專利名稱：一種基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于紡織印染技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)
測量裝置。
背景技術(shù)：
目前在軋染生產(chǎn)中，左中右色差一直是困繞著印染企業(yè)的問題。色差的存在既 是影響客戶訂單的接受程度，也是作為科研人員所面對的課題。雖然均勻軋車已普遍應(yīng) 用.它比普通軋車要易于控制左、中、右的帶液均勻性，但是結(jié)果仍然不盡如人意。原因是 在生產(chǎn)過程中工人只能憑經(jīng)驗判斷軋輥壓力的一致與否，至于織物含水量是否均勻一致則 無從知道。有經(jīng)驗的工人只能用手觸摸來感覺織物左右兩邊的含水量是否一致，中間則摸 不到或者在落布時拉出一段比一比，然后再調(diào)控軋輥壓力。這種操作法一是精度太差；二是 嚴(yán)重滯后，稍有疏忽或巡回不當(dāng)，色差就持續(xù)不斷地產(chǎn)生。近年來，越來越多的印染企業(yè)開 始生產(chǎn)寬幅織物，而在寬幅織物染色的過程中，色差的問題也就更加突顯。此外，我國出口 到國外市場的印染產(chǎn)品，對色差的要求更嚴(yán)，原來我國的5級制灰色卡評級一等品標(biāo)準(zhǔn)；匹 間色差3 4級，左中右色差4級，已不能滿足國際市場的需求，出口訂單一般要求匹間色 差4級以上(相當(dāng)于電腦比色儀CMC < 0. 8)，而左中右色差要求在4 5級以上(相當(dāng)于 電腦比色儀CMC < 0. 6)，基本無色差。多數(shù)外商以信用證結(jié)算，出現(xiàn)質(zhì)量問題將嚴(yán)重影響企 業(yè)的信譽(yù)和效益。顏色問題是質(zhì)量問題中比較普遍的問題，所以加強(qiáng)色差管理，控和減少色 差.對印染企業(yè)具有重要的意義。造成色差的原因很多，其中，織物含水量不勻而發(fā)生染料泳移，是導(dǎo)致色差的一個 重要原因。在染整工藝過程中，因為織物含水率及其分布的均勻性是影響和控制紡織品色 差的關(guān)鍵因素。另外，紡織品在印染煮煉烘干生產(chǎn)過程中，其含水率將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量 和能源消耗。在生產(chǎn)過程中，要控制織物的色差就必須首先要對紡織品的含水率進(jìn)行準(zhǔn)確 測量。所以，控制紡織品的含水率不僅起到衡量產(chǎn)品質(zhì)量的作用，還有利于節(jié)約能源，因此， 在染整工藝中實現(xiàn)對織物含水率的準(zhǔn)確測量是必不可少的。含水率的測量方法是多種多樣的，總的分為直接與間接兩大類。直接法中最具代 表性的為烘箱法。然而，目前應(yīng)用最多的是間接測量法，所謂間接測量法是利用某引起物理 量，如電阻、介電系數(shù)、外來輻射的吸收等和材料含水率間的關(guān)系間接測得含水率。近年來， 隨著人們對微波能技術(shù)應(yīng)用的研究，微波水分測量技術(shù)以其高效、快速、精確、非接觸、不破 壞樣品的優(yōu)點(diǎn)而日益得到人們的青睞。我國測濕技術(shù)的研究有一定的基礎(chǔ)，微波測濕技術(shù)有很廣闊的市場前景。但是目 前的問題是，微波測濕技術(shù)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用與世界先進(jìn)國家相比還有一定的距離，國 內(nèi)研發(fā)的產(chǎn)品在檢測精度上不如世界先進(jìn)國家，這其中有部分原因是由于微波器件比較昂 貴造成的。比如，織物整個幅寬的含水量是有差異，但是由于微波設(shè)備比較昂貴，出于成本 的考慮，檢測裝置一般帶一對微波探頭，這樣就造成了測量精度的誤差，從而影響檢測結(jié) 果，對于織物色差的控制也產(chǎn)生影響。在國外，德國PLEVA公司已經(jīng)研發(fā)出帶有三對微波探頭的用于軋染機(jī)的濕度測量設(shè)備，屬于較為先進(jìn)的織物濕度測量設(shè)備，但是三對微波探頭的使用大大增加了設(shè)備成本，其價格高昂，普通中小企業(yè)難以承受，同時也存在著應(yīng)用與國 內(nèi)生產(chǎn)線與國內(nèi)設(shè)備兼容的問題。而且，就該設(shè)備本身而言，在測量時三對微波探頭分別固 定在軋染機(jī)的左中右三個位置，其測量范圍依然受到限制，不能達(dá)到織物的整個幅寬?？梢?說，要能迅速而準(zhǔn)確地測量含水率已經(jīng)是一個難題，而要在線動態(tài)測量則更加困難。所以， 就目前來看，國內(nèi)尚缺乏相關(guān)配套的用于軋染設(shè)備中均勻檢測織物含水率控制織物色差的 檢測系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)測量裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的單獨(dú)一對微波探頭測量設(shè)備無法檢測軋染設(shè)備上織物整個幅寬各點(diǎn)含水 率均勻性的問題。本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)測量裝置，包括絲桿傳動部分和微波傳感檢測部分，絲桿傳動部分包括前絲杠和后絲杠，前絲杠的一端設(shè)置有驅(qū)動前絲杠轉(zhuǎn)動的伺服電動機(jī)a，后絲杠的一端設(shè)置有驅(qū)動后絲杠轉(zhuǎn)動的伺服電動機(jī)b ；微波傳感檢測部分包括設(shè)置在前絲杠一側(cè)表面上的依次連接的微波信號源、隔離器、可變衰減器、發(fā)射天線，微波信號源還通過連接線纜a和伺服電動機(jī)a相連接，還包括設(shè) 置在后絲杠一側(cè)表面上的依次連接的直流放大模塊、檢波器、接收天線，直流放大模塊還通 過連接線纜b和伺服電動機(jī)b相連接，發(fā)射天線和接收天線相對設(shè)置。本實用新型基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)測量裝置的有益效果是，微波傳感測濕 技術(shù)具有不接觸、無損傷、連續(xù)、實時、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，在軋染生產(chǎn)中對織物全幅面的含水 率均勻性進(jìn)行實時在線測量，通過一對裝在軋染設(shè)備前后絲杠上的微波傳感器探頭就可以 實現(xiàn)檢測整個幅寬各點(diǎn)的含水率的均勻性。在提高測量精度的前提下實現(xiàn)了成本的壓縮和 控制，一舉兩得。

圖1是本實用新型測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型測量裝置的工作狀態(tài)示意圖。圖中，1.微波信號源，2.隔離器，3.可變衰減器，4.發(fā)射天線，5.前絲杠，6.伺服 電動機(jī)a，7.連接線纜a，8.接收天線，9.檢波器，10.后絲杠，11.直流放大模塊，12.伺服 電動機(jī)b，13.連接線纜b，14.被測織物。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實用新型基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)測量裝置的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括絲 桿傳動部分和微波傳感檢測部分，絲桿傳動部分包括分別設(shè)置在待測織物14上下兩側(cè)的后絲杠10和前絲杠5，后絲 杠10的一端設(shè)置有驅(qū)動后絲杠10轉(zhuǎn)動的伺服電動機(jī)bl2，前絲杠5的一端設(shè)置有驅(qū)動前絲杠5轉(zhuǎn)動的伺服電動機(jī)a6 ；微波傳感檢測部分包括設(shè)置在前絲杠5上表面的依次連接的微波信號源1、隔離 器2、可變衰減器3、發(fā)射天線4，微波信號源1還通過連接線纜a7和伺服電動機(jī)a6相連接， 還包括設(shè)置在后絲杠10下表面的依次連接的直流放大模塊11、檢波器9、接收天線8，直流 放大模塊11還通過連接線纜bl3和伺服電動機(jī)bl2相連接，其中的，微波信號源1，用于產(chǎn)生微波信號，并將該微波信號送入隔離器2 ；隔離器2，用于減小微波信號源1產(chǎn)生的反射功率對傳遞的微波信號的影響；可變衰減器3，用于調(diào)節(jié)傳輸系統(tǒng)中功率電平的大?。话l(fā)射天線4，用于把微波信號通過天線上的傳感器發(fā)射到接收天線8 ；接收天線8，用于接收發(fā)射天線4發(fā)射的微波信號；檢波器9，用于檢測接收天線8接收到的微波信號；直流放大模塊11，用于將接收到的微波信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4mA 20mA電流信號。工作時，如圖2所示，接通微波信號源1電源，微波信號源1發(fā)送微波，微波信號通 過隔離器2、可變衰減器3后由發(fā)射天線4發(fā)射，接收天線8接收微波信號后由檢波器9檢 測，再由直流放大模塊11將微波信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號，得到發(fā)射天線4和接收天線8 之間無測量材料時的電壓值V1，輸入到計算機(jī)中；發(fā)射天線4與接收天線8之間的距離設(shè)置 為40cm-60cm，以被測織物14為中心，把發(fā)射天線4和接收天線8放置于被測織物14上下 兩邊，接通電源，伺服電動機(jī)a6帶動微波信號源1、隔離器2、可變衰減器3、發(fā)射天線4在前 絲杠5上作勻速直線運(yùn)動，同時，伺服電動機(jī)bl2帶動直流放大模塊11、檢波器9和接收天 線8在后絲杠10上做勻速直線運(yùn)動，前絲杠5上和后絲杠10上的運(yùn)動速度相同；微波信號 源1發(fā)送微波，微波信號通過隔離器2和可變衰減器3由發(fā)射天線4發(fā)射，微波信號沿傳感 器方向傳輸，經(jīng)過含水的被測織物14后部分能量被織物中的水分吸收，微波能量衰減，能 量衰減后的微波信號通過接收天線8接收，由檢波器9檢測出微弱的信號，再由直流放大模 塊11將它轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4mA 20mA電流信號，得到發(fā)射天線4和接收天線8之間有測量 材料時的電壓值V2，輸入到計算機(jī)中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，從而得到被測織物中的含水 率。本實用新型基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)測量裝置，具有不接觸、無損傷、連續(xù)、 實時、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，在軋染生產(chǎn)中對織物全幅面的含水率均勻性進(jìn)行實時在線測量，通 過一對裝在軋染設(shè)備前后絲杠上的微波傳感器探頭就可以實現(xiàn)檢測整個幅寬各點(diǎn)的含水 率的均勻性。在提高測量精度的前提下實現(xiàn)了成本的壓縮和控制，一舉兩得。
權(quán)利要求一種基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)測量裝置，其特征在于，包括絲桿傳動部分和微波傳感檢測部分，絲桿傳動部分包括前絲杠(5)和后絲杠(10)，前絲杠(5)的一端設(shè)置有驅(qū)動前絲杠(5)轉(zhuǎn)動的伺服電動機(jī)a(6)，后絲杠(10)的一端設(shè)置有驅(qū)動后絲杠(10)轉(zhuǎn)動的伺服電動機(jī)b(12)；微波傳感檢測部分包括設(shè)置在前絲杠(5)一側(cè)表面上的依次連接的微波信號源(1)、隔離器(2)、可變衰減器(3)、發(fā)射天線(4)，所述的微波信號源(1)還通過連接線纜a(7)和伺服電動機(jī)a(6)相連接，還包括設(shè)置在后絲杠(10)一側(cè)表面上的依次連接的直流放大模塊(11)、檢波器(9)、接收天線(8)，所述的直流放大模塊(11)還通過連接線纜b(13)和伺服電動機(jī)b(12)相連接，所述的發(fā)射天線(4)和接收天線(8)相對設(shè)置，其中的，微波信號源(1)，用于產(chǎn)生微波信號，并將該微波信號送入隔離器(2)；隔離器(2)，用于減小微波信號源(1)產(chǎn)生的反射功率對傳遞的微波信號的影響；可變衰減器(3)，用于調(diào)節(jié)傳輸系統(tǒng)中功率電平的大小；發(fā)射天線(4)，用于把微波信號通過天線上的傳感器發(fā)射到接收天線(8)；接收天線(8)，用于接收發(fā)射天線(4)發(fā)射的微波信號；檢波器(9)，用于檢測接收天線(8)接收到的微波信號；直流放大模塊(11)，用于將接收到的微波信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4mA～20mA電流信號。
專利摘要本實用新型公開的一種基于微波傳感技術(shù)的濕度連續(xù)測量裝置，包括絲桿傳動部分和微波傳感檢測部分，絲桿傳動部分包括前絲杠和后絲杠，前絲杠的一端設(shè)置有伺服電動機(jī)a，后絲杠的一端設(shè)置有伺服電動機(jī)b；微波傳感檢測部分包括設(shè)置在前絲杠上表面的依次連接的微波信號源、隔離器、可變衰減器、發(fā)射天線，微波信號源還通過連接線纜a和伺服電動機(jī)a相連接，還包括設(shè)置在后絲杠下表面的依次連接的直流放大模塊、檢波器、接收天線，直流放大模塊還通過連接線纜b和伺服電動機(jī)b相連接，發(fā)射天線和接收天線相對設(shè)置。本實用新型測量裝置解決了單獨(dú)一對微波探頭測量設(shè)備無法檢測軋染設(shè)備上織物整個幅寬各點(diǎn)含水率均勻性的問題。
文檔編號G01N22/04GK201555813SQ20092003397
公開日2010年8月18日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者景軍鋒, 李鵬飛, 賀曉宇 申請人:西安工程大學(xué)