[实用新型]一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置

说明书

本实用新型公开了一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，包括微波信号产生器、第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器、检波放大器、A/D变换器、信号处理器、数据采集处理计算机、显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器，第一隔离器、输入探针、扁矩形微波谐振腔、输出探针、第二隔离器和检波放大器依次通过微波同轴电缆相连；显示器、工控机和滤棒成型机实时速度检测器分别与数据采集处理计算机相连。本实用新型的用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，采用微波谐振原理对滤棒的合格与否进行检测，能对滤棒进行快速、连续进行在线检测，且检测准确度及可靠性高，不因环境因素影响检测准确性。

技术领域

本实用新型涉及一种用于滤棒成型机滤棒成分检测的微波检测装置，属于微波非电量测试技术领域。

背景技术

正像烟支一样，滤棒的质量指标有多种、多项。其中吸阻对滤棒来说是一个关键性的指标，因为它直接影响到烟支的吸阻指标。

目前，各种在用的成型机中对滤棒吸阻指标的控制办法均为人工进行，其中的检测环节也至多为半自动取样完成，没有真正意义上的成熟的在线自动检测。

根据理论分析和实际经验，我们认为滤棒的吸阻主要受到以下几个原因的影响：1、滤棒材料密度；2、固化剂含量；3、滤棒材料中混入的杂质。

从电学的角度上看，影响滤棒吸阻的几个因素都能从滤棒材料及其所含杂质的介质常数这个参数的变化而表现出来。而材料介质常数则是可以用测量含一定介质的微波谐振腔的谐振频率及谐振幅度的变化来进行测量的。材料密度增加，其相对介质常数的虚部增加，相应于微波谐振腔的谐振频率的减小；由于滤棒固化剂中含有水分，固化剂含量的增加，意味着滤棒中的水分含量的增加，即其相对介质常数的实部增大，相应于微波谐振腔的谐振幅度的降低。由于烟嘴滤棒的主要成分为三醋酸甘油酯，其介质常数为6.1，比空气的介质常数1大得多，所以用微波谐振腔技术来测量滤棒材料的密度以及固化剂及杂质的含量是可能的。

由材料的介质常数来计算出介质材料的密度和湿度的方法已在多年前由我们开发成功并大量应用于在线烟支重量控制系统中。我们完全可以应用其成熟经验，用来测量滤棒材料的品质。

微波在一个金属制成的容器(我们将其称为微波谐振腔)内具有谐振特性。当在该谐振腔内部分或全部填充有其它非金属物质(我们称其为介质材料)时，其谐振频率和谐振幅度会因填充的介质材料的介质常数不同、介质材料的多少和形状的不同而产生不同的变化。这种变化对于所填充的介质材料的不同所产生的响应的十分敏感的。由于滤棒材料的密度和其固化剂含量的不同，它们的介质常数会有一些差别。因而，通过对这些介质常数的变化的精确测量，我们可以分析计算出滤棒材料密度和其固化剂含量。当滤棒材料中含有杂质时，滤棒通过谐振腔时，会使其谐振频率和谐振幅度出现异常变化。

我们设计一个微波谐振腔，滤棒丝束成型时通过该谐振腔运动。由于滤棒材料密度和其固化剂含量的不同，也就是它们介质常数的不同，使得谐振腔的谐振频率和谐振幅度产生变化。通过精确测量微波谐振腔的谐振频率和谐振幅度变化就能分析计算出滤棒材料的密度和固化剂含量。我们采用了一套全新的微波谐振幅频特性的解析方法来快速、精确地测出微波谐振腔内所填充的物质的介质常数。

在正常滤棒材料填充的情况下，由于滤棒材料密度变化以及固化剂含量本身有些波动的影响，所测得的谐振频率ΔF和谐振幅度ΔU总在其平均值上下一定的范围内变化。但当滤棒材料中有杂质存在时，所测得的谐振频率和谐振幅度的变化将大大偏离正常滤棒填充的情况。

为了测得不同物质的介质常数所产生的微波谐振频率及谐振幅度变化，我们首先要设计出适当的适用于滤棒成分检测的微波谐振腔，才能有效地对滤棒进行快速、连续进行在线检测。

实用新型内容