专利名称：一种利用微波结合称重技术测量物料水分的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用微波透射技术结合称重技术快速测量水分的装置，属于 测量仪器技术领域。
背景技术：
物料水分分析，在工业生产活动中占有相当重要的地位。目前常用的测量物料水 分的方法有多种烘干法，中子法，电容法，红外反射法和微波法等。这些方法都有一些成熟 的产品，在各自适用的场合应用良好。烘干法它是把样品在规定条件下加热，把其中的水分蒸发掉，再称量剩下的干物 质的质量与初始总质量相比较，得到水分。烘干法原理简单，往往有国家标准或行业标准为 依据，能够得到物料水分的准确值。一般的烘干法所需测量时间都较长。中子法这种方法多采用中子慢化法和快中子穿透的方法，它测量的是物料中氢 元素的含量 ，所以受到物料中有机物的影响较大。而且放射源会辐射中子，所以需要考虑仪 器的辐射防护问题。电容法这种方法测量物料的电导率，得到物料的水分。该方法容易受物料本身特 性，物料粒度，物料堆积密度等影响。红外反射法根据在某些波长的条件下，水对红外光的吸收大于其他波段，红外反 射法只能测量浅表面的水分。微波法分透射法、反射法和谐振腔法几种。通过测量物料对微波的作用，如反射、 衰减、相移或谐振等，来求得物料水分。现有微波法往往假设物料堆积密度基本保持不变， 因此一旦物料堆积密度发生变化，会直接影响水分测量精度。
发明内容本实用新型的目的在于针对现有微波透射法受物料堆积密度变化影响较大的缺 点，结合称重技术，提供一种快捷准确，不受物料本身堆积密度影响的快速水分测量装置。本实用新型是一种微波结合称重快速测量散装固体样品水分的装置，该装置由微 波源(6)、微波发射天线(1)、微波接收天线(2)、微波网络(5)、电子信号处理电路(7)、称重 传感器(4)、承重台(3)、机箱和计算机处理器等部分组成。具体部件间连接是微波源(6)接 微波网络(5)，微波网络(5)接微波发射天线(1)，微波接收天线(2)接微波网络(5)；微波 网络(5)和电子信号处理电路(7)在一个屏蔽盒中，电子信号处理电路(7)有一个接口供 连接电源使用，另一个接口与计算机处理器串口连接；称重传感器(4)与承重台(3)连接。 其中，两个天线位置对齐；微波源(6)、微波网络(5)、电子信号处理电路(7)和称重传感器 (4)在机箱后部；承重台在天线之间。相比于所述已有的测量方法，微波法具有以下几个优点(1)不受物料堆积密度的影响；(2)本仪器测量时间短，按键后可以瞬时完成；[0013](3)本仪器采用非接触式测量，故障率低，工作可靠，对样品无损害，对人体无损 害；(4)本仪器采用透射式测量，可以采取较多的样品，无须特殊制样，减小了采制样误差。
图1为本实用新型装置测量示意图。图2为本实用新型测量水分流程图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型。图1本实用新型装置测量示意图。微波快速测量仪器由微波源(6)、微波发射天线
(1)、微波接收天线⑵、微波网络(5)、电子信号处理电路(7)、称重传感器⑷、承重台(3)、 机箱和计算机处理器等部分组成。具体部件间连接是微波源(6)接微波网络(5)，微波网 络(5)接微波发射天线(1)，微波接收天线(2)接微波网络(5)；微波网络(5)和电子信号 处理电路(7)在一个屏蔽盒中，电子信号处理电路(7)有一个接口供连接电源使用，另一个 接口与计算机处理器串口连接；称重传感器(4)与承重台(3)连接。其中，两个天线位置对 齐；微波源(6)、微波网络(5)、电子信号处理电路(7)和称重传感器(4)在机箱后部；承重 台在天线之间。所有信号均为单向传播，为保证微波信号的单向传播，在接口处均加隔离，信号的 传输过程微波信号从微波源(6)发出，经过微波网络(5)功率分配后一路进入微波发射天 线(1)，一路进入微波网络的内部，进入发射天线(1)的微波经过物料后进入微波接收天线
(2)后，再进入微波网络(5)与之前的另一路微波信号一同参与微波衰减和微波相位移动 的测量；微波网络(5)内部的电信号进入电子信号处理电路(7)，最终的到微波的衰减和相 位移动的信息，并把数据发送到计算机处理器中；物料的重量信号由称重传感器(4)得到， 送入计算机处理器中。使用的时候先在装样品的桶中装一定量的样品，推入至可以测量的位置。图2为 本实用新型测量水分流程图。由称重传感器测量得到煤炭的质量，微带电路和电子信号处 理电路采集到透过煤炭的微波的衰减和相位移动的信息。由于微波的相位移动是以360° 为周期的，所以显示的相位移动可能是过了几个整数圈后的相位，所以根据之前的一些判 定条件，衰减和相位移动联合起来，判断出实际的相位。判断出实际相位后，根据之前标定 的曲线，结合质量信息，得到煤炭水分的结果。然后从计算机上读出样品水分结果。
权利要求一种利用微波结合称重技术测量物料水分的装置，其特征在于，该装置由微波发射天线(1)、微波接收天线(2)、承重台(3)、称重传感器(4)、微波网络(5)、微波源(6)、电子信号处理电路(7)、计算机(8)组成；所述微波网络(5)分析经微波发射天线和接受天线的微波发射信号和接受微波信号之间的衰减和相移，并传输给计算机；所述的电子信号处理电路(7)用于分析出承重台上样品的重量，并传输给计算机；所述的计算机综合分析衰减、相移、重量信息，得出承重台上样品的水分。
专利摘要一种利用微波结合称重技术测量物料水分的装置，属于测量仪器技术领域。由微波发射天线(1)、承重台(3)、称重传感器(4)、计算机(8)等组成；微波发射天线(1)、微波接收天线(2)位置上下相对应，中间隔有称重传感器(4)及承重台(3)；微波网络(5)和称重传感器(4)分别与电子信号处理电路(7)相连，电子信号处理电路(7)与计算机相连。承重台上放置样品桶，微波源发射微波经发射天线穿过煤炭后进入接收天线，由微波网络和电子信号处理电路处理记录微波透过煤炭后的衰减和相位的信息，计算出煤炭的水分。本实用新型操作简单，快速准确，能够减小样品堆积密度、样品粒度、样品均匀性等因素对测量精度的影响，适用性广。
文档编号G01N5/02GK201637696SQ20102011664
公开日2010年11月17日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者张志康, 杨洁, 林谦, 梁漫春, 衣宏昌 申请人:清华大学