[发明专利]多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及在线检测技术领域，特别涉及一种多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪。

背景技术

微波水分测量技术已经普遍的应用到各个行业。该测量技术主要用来监控生产过程中物料的水分含量，以便企业提高产品质量、有效控制生产过程。

微波水分测量测量原理如下：当微波信号穿透物料时，由于物料中的水分子是极性分子，可吸收微波以产生键脚振动，从而将电磁能转化为热能，使得微波信号发生相位延迟及振幅衰减。其中，相位延迟及振幅衰减主要与物料的介电常数相关，而相位延迟及振幅衰减则主要由介电损耗及导电损耗引起。

在进行水分测量时，介电损耗才能真实反映出物料中的含水量。因此，在进行水分测量时，应尽可能避免导电损耗并突出介电损耗。由于每种物料的成份不同，其导电性也不同，从而导致形成的导电损耗也存在差异。例如，煤灰中的矿物质会溶于水产生离子，在外加电磁场的作用下，离子导电更容易形成导电损耗。

目前，微波水分测量仪都是采用固定频率的微波信号进行水分测量。但是，不同物料对于不同频率的微波产生的导电损耗及介电损耗是不一样的。例如在含水量10％的煤灰中，当频率较低时，由于导电性突出使得导电损耗的影响大于介电损耗。在这种情况下，就会造成水分测量的结果不准确。

发明内容

基于此，有必要针对现有水分测量方法检测结果不准确的问题，提供一种能提高结果准确性的多频谱微波含水量分析方法、装置以及水分测量仪。

一种多频谱微波含水量分析方法，包括步骤：

获取预设频率范围内的预设数量且频率不同的多束微波信号穿过待测物料形成的多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；

对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；

根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量。

在其中一个实施例中，对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据的步骤为：

分别获取每个所述回波信号的相位差与振幅衰减的比值，以作为所述衰减数据。

在其中一个实施例中，根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量的步骤为：

利用预设的校准矩阵及所述衰减数据，并采用比尔朗伯公式进行迭代以获得所述含水量。

一种多频谱微波含水量分析装置，包括：

获取模块，用于获取预设频率范围内的预设数量且频率不同的多束微波信号穿过待测物料形成的多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；

量化模块，用于对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；

分析模块，用于根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量。

在其中一个实施例中，所述量化模块用于分别获取每个所述回波信号的相位差与振幅衰减的比值，以作为所述衰减数据。

在其中一个实施例中，所述分析模块用于利用预设的校准矩阵及所述衰减数据，并采用比尔朗伯公式进行迭代以获得所述含水量。

一种水分测量仪，包括评估仪器及与所述评估仪器通讯连接的发射天线及接收天线，所述评估仪器包括：

频率控制器，用于在预设频率范围内生成预设数量且频率不同的多束微波信号；

处理器，用于获取所述多束回波信号分别相对于对应的所述多束微波信号产生的相位差及振幅衰减；对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减分别进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据；根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量；

所述发射天线用于向待测物料发射所述多束微波信号；

所述接收天线用于接收所述多束微波信号穿过所述待测物料形成的多束回波信号。

在其中一个实施例中，所述频率控制器还用于获取设置指令，并根据所述设置指令获得所述预设频率范围。

在其中一个实施例中，所述处理器对所述多束回波信号产生的相位差及振幅衰减进行量化处理，得到所述预设数量的衰减数据的步骤具体包括：用于分别获取每个所述回波信号的相位差与振幅衰减的比值，以作为所述衰减数据。

在其中一个实施例中，所述处理器根据所述预设数量的所述衰减数据获得所述待测物料的含水量的步骤具体包括：用于利用预设的校准矩阵及所述衰减数据，并采用比尔朗伯公式进行迭代以获得所述含水量。