基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征在于:包括微波發(fā)生器和與微波發(fā)生器相連的鑒相器、定向耦合，定向耦合通過檢波器與鑒相器相連，鑒相器與低通濾波器相連，低通濾波器依次與輸出接口、數(shù)據(jù)采集卡和PC機相連，定向耦合與微波天線相接，微波天線與微波反射板相對安裝，微波天線與微波反射板之間通過樣品。本實用新型根據(jù)水的極化特性，讓造紙毛毯或者紙張通過微波測量裝置，根據(jù)信號相位變化測量其含水量，采用了二次透射測量即反射法，對樣品進(jìn)行測量，這比傳統(tǒng)的一次透射具有更好的測量準(zhǔn)確性。綜上其設(shè)計合理、精確度高、成本較低、通用性好、工作效率高，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【專利說明】基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種測量設(shè)備，尤其是涉及一種基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)研究的發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步水分的定量分析已被列為各類物質(zhì)理化分析的基本項目之一，作為各類物質(zhì)的一項重要的質(zhì)量指標(biāo)。紙張水分含量對印刷影響很大，水分太低，紙質(zhì)發(fā)脆，印刷中易產(chǎn)生靜電；含量過高，將會使油墨難以干燥。水分變化對紙的各種特性影響也很大，隨著水分的變化，其定量、抗張強度、柔韌性、耐折度等都將發(fā)生變化，紙張尺寸也會發(fā)生伸縮，甚至發(fā)生卷曲、翹邊、起皺、荷葉邊等現(xiàn)象。
[0003]紙張水分分析在工業(yè)生產(chǎn)活動中占有相當(dāng)重要的地位。目前常用的測量物料水分的方法包括:烘干法、中子法、電容法、紅外反射法和微波法等。這些方法都有一些產(chǎn)品，但都存在一些缺點。
[0004]烘干法:將樣品在規(guī)定條件下加熱，把其中的水分蒸發(fā)掉，再稱量剩下的干物質(zhì)的質(zhì)量，與初始總質(zhì)量進(jìn)行比較確定水分含量。這種方法原理簡單且能夠得到物料水分的準(zhǔn)確值，但是這種方法制作樣品復(fù)雜，耗時長。
[0005]中子法:通常采用中子慢化法和快中子穿透的方法測量物料中氫元素的含量，再根據(jù)氫元素的含量確定水分含量。這種方法的問題是容易受到物料中有機物影響，而且放射源會輻射中子，存在輻射防護(hù)問題。
[0006]電容法:通過測量物料的電導(dǎo)率確定物料的水分含量。這種方法容易受物料本身特性、物料粒度、物料堆積密度等的影響，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
[0007]紅外反射法:根據(jù)在某些波長的條件下，水對紅外光的吸收大于其他波段來測量物料的水分含量。這種方法存在的問題是只能測量淺表面的水分，對于較厚的物料無法準(zhǔn)確測量。
[0008]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對紙張材料的加工處理提出了新的更高的要求。作為關(guān)鍵工藝參數(shù)，濕度的在線檢測倍受關(guān)注，它直接影響到工藝的可靠性、優(yōu)良性。為此國家明確指出，用先進(jìn)技術(shù)提升、改造造紙等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提升技術(shù)勢在必行。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置。本實用新型根據(jù)水的極化特性，讓造紙毛毯或者紙張通過微波測量裝置，通過測量微波通過含水造紙毛毯或者紙張前后的相位變化，亦可測量出造紙毛毯或者紙張的水含量。綜上其設(shè)計合理、精確度高、成本較低、通用性好、工作效率高，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征在于:包括微波發(fā)生器和與所述微波發(fā)生器相連的鑒相器、定向耦合，所述定向耦合通過檢波器與鑒相器相連，所述鑒相器與低通濾波器相連，所述低通濾波器依次與輸出接口、數(shù)據(jù)采集卡和PC機相連，所述定向耦合與微波天線相接，所述微波天線與微波反射板相對安裝，所述微波天線與微波反射板之間通過樣品。
[0011]上述的一種基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征是:所述微波發(fā)生器為型號AV1486的微波信號發(fā)生器。
[0012]上述的一種基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征是:所述鑒相器為異或門鑒相電路。
[0013]上述的一種基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征是:所述檢波器為運放組成的精密檢波電路。
[0014]上述的一種基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征是:所述微波天線為喇叭形。
[0015]采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果為:
[0016]1、本實用新型根據(jù)水的極化特性，讓造紙毛毯或者紙張通過微波測量裝置，通過測量微波通過含水造紙毛毯或者紙張前后的相位變化，亦可測量出造紙毛毯或者紙張的水含量，提出了一種新的測量方法——微波相位比較法。
[0017]2、本實用新型基于此方法設(shè)計了測量裝置，采用了二次透射測量即反射法，對樣品進(jìn)行測量，這比傳統(tǒng)的一次透射具有更好的測量準(zhǔn)確性。
[0018]綜上所述，本實用新型設(shè)計合理、精確度高、成本較低、通用性好、工作效率高，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2為本實用新型的異或門鑒相波形圖。
[0021]圖3為本實用新型的鑒相器輸出平均電壓^波形圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]其中:
[0024]1、微波發(fā)生器；2、鑒相器；3、低通濾波器；4、檢波器；
[0025]5、輸出接口 ；6、定向耦合；7、數(shù)據(jù)采集卡；
[0026]8、微波天線；9、PC機；10、樣品；11、微波反射板。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1所示，基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征在于:包括微波發(fā)生器I和與所述微波發(fā)生器I相連的鑒相器2、定向耦合6，所述定向耦合6通過檢波器4與鑒相器2相連，所述鑒相器2與低通濾波器3相連，所述低通濾波器3依次與輸出接口
5、數(shù)據(jù)采集卡7和PC機9相連，所述定向耦合6與微波天線8相接，所述微波天線8與微波反射板11相對安裝，所述微波天線8與微波反射板11之間通過樣品10。
[0029]本實施例中，所述微波發(fā)生器I為型號AV1486的微波信號發(fā)生器。
[0030]本實施例中，所述鑒相器2為異或門鑒相電路。[0031]本實施例中，所述檢波器4為運放組成的精密檢波電路。
[0032]本實施例中，所述微波天線8為喇叭形。
[0033]實際使用過程中，微波發(fā)生器I產(chǎn)生微波檢測信號，經(jīng)微波發(fā)生器I發(fā)射的微波分成兩路，一路作為參考信號直接進(jìn)入鑒相器2，另一路通過微波天線8輻射，經(jīng)待測樣品10后反射再進(jìn)入鑒相器2，通過待測樣品10的微波將發(fā)生相移，相移的大小是樣品10含水量的函數(shù)，參考信號與經(jīng)樣品產(chǎn)生相移的信號在鑒相器2中進(jìn)行鑒相，結(jié)果經(jīng)過低通濾波器3后輸出。鑒相器2為一異或門電路，具有如下特點:兩個輸入信號，只有一者輸入為“I”電平，另一個輸入為“O”電平的情況下，輸出方為“I”電平，而且在其它情況下輸出皆為“O”電平，其鑒相輸出波形如圖2。異或門電路輸出波形Vd周期為T/2，即為輸入波形周期的一半。為此，可求得鑒相器2輸出電壓的平均值巧，其波形見圖3，所以，異或門電路具有三角形鑒相特性。仔細(xì)設(shè)計和調(diào)節(jié)微波傳輸電路和電子測量電路的參數(shù)，可以實現(xiàn)，當(dāng)紙張含水量低于20%時，有O〈 0C〈 Ji。這樣，在設(shè)計要求的紙張含水量為O?20%的范圍內(nèi)，由鑒相器2輸出，再經(jīng)過低通濾波器3后電壓的平均值Vd與相位差Θ c成正比(見上式)，而Θ c又是待測紙張含水量的函數(shù)，通過測量Vd即可完成對紙張含水量的測量。維持微波頻率不變，在樣品10中順次放入九種不同水含量的紙張樣品，測量對應(yīng)輸出電壓Vd平均值。信號電壓由數(shù)據(jù)采集卡7送入PC機9，程序?qū)y量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后轉(zhuǎn)換成水含量在顯示器上顯示。
[0034]本實用新型不局限于上述具體的實施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征在于:包括微波發(fā)生器(I)和與所述微波發(fā)生器(I)相連的鑒相器(2)、定向耦合(6)，所述定向耦合(6)通過檢波器(4)與鑒相器(2)相連，所述鑒相器(2)與低通濾波器(3)相連，所述低通濾波器(3)依次與輸出接口(5)、數(shù)據(jù)采集卡(7)和PC機(9)相連，所述定向耦合(6)與微波天線(8)相接，所述微波天線(8)與微波反射板(11)相對安裝，所述微波天線(8)與微波反射板(11)之間通過樣品(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征是:所述微波發(fā)生器(I)為型號AV1486的微波信號發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征是:所述鑒相器(2)為異或門鑒相電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征是:所述檢波器(4)為運放組成的精密檢波電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于微波相位變化測量造紙毛毯濕度的裝置，其特征是:所述微波天線(8)為喇叭形。
【文檔編號】G01N22/04GK203786055SQ201420059004
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月8日
【發(fā)明者】周駿, 謝宗國, 戴永君, 周興富, 陽安源, 廖潔 申請人:四川環(huán)龍技術(shù)織物有限公司