[发明专利]一种智能变频微波水分测量仪及测量方法

摘要

本发明涉及物料水分检测领域，具体涉及一种智能变频微波水分测量仪，包括检测装置和控制装置，检测装置包括C型框架、安装在C型框架上下两臂上的屏蔽盒，安装在屏蔽盒中的上下天线和安装在下臂屏蔽盒中的微波单元，还包括安装在检测物料传送皮带上的皮带称；控制装置包括安装在C型框架左侧的控制柜，安装在控制柜内通讯连接的嵌入式工控机、PLC控制器和触摸屏；所述微波单元与所述嵌入式工控机、PLC控制器通讯连接，所述皮带称与所述PLC控制器连接。本发明设计巧妙，可以根据不同的物料选择最佳的微波频率，避免了高密度、大厚度、大湿度物料难穿透的情况，能适应苛刻的工业现场环境，测量不易受影响，不含放射源，维护简单，具有潜在市场价值。 1

主权项

1.一种智能变频微波水分测量仪，包括检测装置和控制装置，其特征在于：

所述检测装置包括C型框架、安装在所述C型框架上下两臂上的屏蔽盒，安装在所述屏蔽盒中的上下天线和安装在所述下臂屏蔽盒中的微波单元，所述上下天线与所述微波单元以同轴电缆连接，还包括安装在检测物料传送皮带上的皮带称；

所述控制装置包括安装在所述C型框架左侧的控制柜，安装在所述控制柜内通讯连接的嵌入式工控机、PLC控制器和触摸屏，以及为所述嵌入式工控机、PLC控制器和触摸屏提供电量的电源；

所述微波单元与所述嵌入式工控机、PLC控制器通讯连接，所述皮带称与所述PLC控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能变频微波水分测量仪，其特征在于：所述上下天线为超宽带微波定向天线。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能变频微波水分测量仪，其特征在于：所述微波单元包括变频微波源。

4.根据权利要求3所述的一种智能变频微波水分测量仪，其特征在于：所述微波单元与所述嵌入式工控机以以太网通讯连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能变频微波水分测量仪，其特征在于：所述控制柜表面设有长方形开口，所述触摸屏位于所述开口上。

6.根据权利要求4所述的一种智能变频微波水分测量仪的测量水分方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选择最佳微波频率，建立物料质量、水分含量的微波衰减模型，相关数据存入嵌入式工控机；

(2)待测物料由传送皮带传输；

(3)在触摸屏上选择待测物料；

(4)PLC控制器从嵌入式工控机调取待测物料最佳微波频率，并控制微波单元中的变频微波源产生最佳微波频率，由下天线发出；

(5)穿过传送皮带、物料的微波信号由上天线接收，重新传输至微波单元，由微波单元完成微波信号相位和幅度处理；

(6)微波单元将微波穿过传送皮带、物料的前后信息通过以太网传输给嵌入式工控机；

(7)物料传送皮带上的皮带称将物料重量信息传输给PLC控制器，由PLC控制器传输给嵌入式工控机；

(8)嵌入式工控机软件通过穿透传送皮带、物料前后的微波衰减、物料类型和质量衰减、空带衰减得出物料水分带来的微波衰减，进而算出物料水分含量，通过触摸屏显示。

7.根据权利要求6所述的一种智能变频微波水分测量仪的测量水分方法，其特征在于所述步骤(1)包括：

Ⅰ、获取物料样本，烘干至水分为零，冷却后均等分装为若干等份备用；

Ⅱ、将多份物料样本置于静止的传送皮带上加水，由触摸屏控制PLC控制器控制微波单元中的变频微波源产生一段频率的微波进行频谱扫描，逐步增加加水量重复扫描多次，从扫描形成的频谱中，选择最佳微波频率；

Ⅲ、把物料样本逐份置于静止的传送皮带上，在原有放入位置逐次累加，每加一份，由触摸屏控制PLC控制器控制微波单元的变频微波源产生最佳微波频率，由下天线发出、上天线接收进行一次最佳微波频率扫描，扫描结果由微波单元处理后传输至嵌入式工控机，由嵌入式工控机软件自动记录微波相位和幅度衰减变化情况，直至放完所有样品；

Ⅳ、在放完所有样品后，在样品中逐次增加样品质量0.5％的水分，每次增加后，由触摸屏控制PLC控制器控制微波单元的变频微波源产生最佳微波频率，由下天线发出、上天线接收进行一次最佳微波频率扫描，扫描结果由微波单元处理后传输至嵌入式工控机，由嵌入式工控机软件自动记录幅度和相位变化，直至增加水量为所有样品饱和水量的1.5倍；

Ⅴ、由嵌入式工控机软件建立物料质量、水分含量的微波衰减模型。