[发明专利]一种烟嘴滤棒固化剂含量的微波检测系统及其检测方法

权利要求书

1.一种烟嘴滤棒固化剂含量的微波检测系统，其特征在于，包括依次相连的

微波信号产生器：用于产生微波信号；

第一隔离器：滤除微波信号中的外界杂波信号；

微波探头，用于检测喷涂三醋酸甘油酯前丝束密度及水分含量,以及喷涂三醋酸甘油酯后的滤棒的三醋酸甘油酯含量,并将数据信号输出至第二隔离器；

第二隔离器:滤除微波信号中的外界杂波信号；

检波放大器：将接收的微波谐振信号检波后再进行直流放大，放大后输出直流电压信号；

A/D变换器：实时采集所述检波放大器送出的直流电压信号，经过模数转换，将直流电压信号变为数字信号；

信号处理器：接收A/D变换器输出的数字信号并对其进行处理后发送给数据采集处理计算机；

数据采集处理计算机：接收信号处理器的输出数据并计算后输出鉴别出滤棒密度ρ和三醋酸甘油酯含量ψ_r的变化数据图，并根据变化数据图发送喷洒量控制信号；

显示器：显示数据采集处理计算机输出的变化数据图；

同步控制装置：与数据采集处理计算机连接，用于接收数据采集处理计算机的控制信号，并根据控制信号控制滤棒成型机的增塑剂喷雾室的三醋酸甘油酯的喷洒量；

其中：

所述第一隔离器、输入探针、微波谐振腔、输出探针、第二隔离器和检波放大器通过微波同轴电缆依次相连。

2.根据权利要求1所述的一种烟嘴滤棒固化剂含量的微波检测系统，其特征在于，微波探头包括两个，分别为丝束微波检测头和滤棒微波检测头，所述丝束微波检测头安装在丝束包上方，用于检测喷涂三醋酸甘油酯前丝束密度及水分含量；所述滤棒微波检测头安装在增塑剂喷雾室的后方，用于检测喷涂三醋酸甘油酯后的滤棒的三醋酸甘油酯含量，两个微波探头的结构相同，均包括依次连接的

输入探针：将微波信号注入到微波谐振腔；

微波谐振腔：一个封闭的金属空腔，有一个输入信号和输出信号；并通过这些信号与外部电路相耦合以进行能量交换；产生微波谐振信号；

输出探针：将微波谐振腔内受被测滤棒的影响而变化的微波谐振信号引出；

所述丝束微波检测头的输入探针与第一隔离器连接，丝束微波检测头的输出探针与第二隔离器连接；所述滤棒微波检测头的输入探针与第一隔离器连接，丝束微波检测头的输出探针与第二隔离器连接。

3.根据权利要求1所述的一种烟嘴滤棒固化剂含量的微波检测系统，其特征在于，所述微波信号产生器采用由数字控制的快速跳频锁相微波源。

4.根据权利要求1所述的一种烟嘴滤棒固化剂含量的微波检测系统，其特征在于，所述检波放大器带有温度补偿装置。

5.一种烟嘴滤棒固化剂含量的微波检测系统的检测方法，其特征在于，基于滤棒固化剂含量与微波谐振腔的谐振频率及谐振带宽的关系定义：

固化剂为三醋酸甘油酯；设微波谐振腔的空腔谐振频率为f(L)，空腔谐振带宽为b(L)；当滤棒通过微波谐振腔时，微波谐振腔的谐振频率变为f(0)，腔体谐振带宽变为b(0)，f(0)及b(0)既决定于滤棒中三醋酸甘油酯的含量，也决定于滤棒的密度；

谐振曲线的谐振带宽差为b(0)-b(L)，谐振频率差为f(L)-f(0)；

设ρ表示位于微波谐振腔内部的滤棒密度，ψ_r表示滤棒中的三醋酸甘油酯含量，则谐振曲线的谐振带宽差及谐振频率差都受到ρ和ψ_r的影响；

设定滤棒密度ρ恒定不变，则三醋酸甘油酯含量ψ_r就是谐振曲线的谐振带宽差及谐振频率差的函数，即：

通过谐振带宽差b(0)-b(L)及谐振频率差f(L)-f(0)，就可以求得滤棒的三醋酸甘油酯的含量；

三醋酸甘油酯含量ψr是线性函数，滤棒的三醋酸甘油酯含量按公式(2)确定，即：

ψ_r＝A{b(0)-b(L)/f(L)-f(0)}+B (2)；

公式(2)中，A和B为定标常数，由按同样密度不同三醋酸甘油酯的含量的滤棒来定标确定；

方法具体包括：

S1，所述微波信号产生器产生的微波信号依次通过所述第一隔离器和微波同轴电缆输出至所述输入探针，所述输入探针将微波信号注入所述微波谐振腔，然后，再由所述输出探针将受被测滤棒的影响而变化的微波谐振信号引出，引出的微波谐振信号通过微波同轴电缆及第二隔离器进入所述检波放大器；

S2，所述检波放大器将接收的微波谐振信号检波后再进行直流放大，放大后输出直流电压信号；

S3，所述A/D变换器实时采集所述检波放大器送出的直流电压信号，经过模数转换，将直流电压信号变为数字信号，并将各个时刻的数字信号送入信号处理器的随机存取储存器中；

S4，所述信号处理器比较各个时刻的数字信号大小，即可求得微波谐振腔的实时谐振特性，从而得到每个时刻的微波谐振频率及谐振带宽，所述信号处理器把每个时刻的微波谐振频率及谐振带宽发送给所述数据采集处理计算机；

S5，当微波谐振腔内被测滤棒的三醋酸甘油酯的含量变化时，微波谐振腔的谐振频率及谐振带宽也将发生改变，所述数据采集处理计算机根据滤棒固化剂含量与微波谐振腔的谐振频率及谐振带宽的关系定义，通过计算处理鉴别出滤棒密度ρ和三醋酸甘油酯含量ψ_r的变化；所述数据采集处理计算机将滤棒密度ρ和三醋酸甘油酯含量ψ_r发送给所述显示器进行显示；

S6，所述数据采集处理计算机结合滤棒成型机的速度脉冲信号，根据三醋酸甘油酯的含量ψ_r的变化，发送控制信号给所述同步控制装置，所述同步控制装置控制滤棒成型机的增塑剂喷雾室的三醋酸甘油酯的喷洒量。