【摘要】：水份是固體或液體物料中水的質(zhì)量占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù),是物質(zhì)中最重要的參數(shù)之一,對(duì)物料的性能有著重大影響。水份的定量測(cè)量是物質(zhì)理化分析的重要指標(biāo)。在生產(chǎn)生活中,因?yàn)樗轀y(cè)量的不及時(shí)造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的,所以快速、準(zhǔn)確地測(cè)量物料的水份占比是具有重大意義的。只有快速、準(zhǔn)確地得到水份數(shù)據(jù),才能對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行有效控制,達(dá)到最優(yōu)化的生產(chǎn)效率。微波法具有測(cè)量精度高、范圍寬等優(yōu)點(diǎn),適合用來(lái)實(shí)時(shí)在線的無(wú)損檢測(cè),是一種具有發(fā)展前景的測(cè)量方法。本文基于微波諧振法采用微帶諧振環(huán)(MRR)進(jìn)行測(cè)量。利用相關(guān)公式計(jì)算基板材料以及微帶線寬度等參數(shù),利用CST軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并對(duì)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)。將諧振腔的實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,微調(diào)仿真中的參數(shù),使之與實(shí)測(cè)情況一致,即仿真能夠反映實(shí)際的測(cè)量結(jié)果。文章通過曲線及曲面擬合方法將測(cè)量參數(shù)諧振腔的諧振頻率f和品質(zhì)因數(shù)Q與被測(cè)物料的介電常數(shù)實(shí)部??和介電常數(shù)虛部??進(jìn)行聯(lián)系,得到相應(yīng)的擬合公式。在基模和高次模條件下對(duì)該曲線準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證,將已知介電常數(shù)的聚四氟乙烯(PTFE)與有機(jī)玻璃塊置入測(cè)量系統(tǒng),得到其介電常數(shù),與材料的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比,得到介電常數(shù)測(cè)量誤差。對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)MCC以及沙土進(jìn)行復(fù)介電常數(shù)的測(cè)量。在相同密度的條件下,可以得到物料水份與諧振頻率之間的關(guān)系。分別在基模和高次模條件下對(duì)物料復(fù)介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)量。可以發(fā)現(xiàn)在密度變化時(shí),無(wú)論是介電常數(shù)實(shí)部還是虛部,其隨密度變化程度較大,無(wú)法排除密度影響對(duì)物料水份進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)混合物料的介電常數(shù)混合原理,本文采用了基于雙參數(shù)法的密度無(wú)關(guān)算法。相比于水份的影響,其受密度影響影響較小,可以有效的排除密度影響對(duì)水份進(jìn)行測(cè)量�；贛CC和沙土的測(cè)量數(shù)據(jù),對(duì)密度無(wú)關(guān)算子進(jìn)行計(jì)算,得到算子隨水份變化的函數(shù)關(guān)系。對(duì)基模和高次模的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析,得到擴(kuò)大算子應(yīng)用范圍的方法�；诟嗟臏y(cè)量分析測(cè)量中的誤差,得到傳感器的精度。
【圖文】：

分裂腔式測(cè)量法等[21],大大提高了諧振腔的 Q辨力。隨著衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)步，利用遙感測(cè)量水份測(cè)量的研究方向主要是多層介質(zhì)中關(guān)于水代中期開始出現(xiàn)了研制微波含水量測(cè)量的一系個(gè)國(guó)家 30 多家廠商參與水份測(cè)試儀的制造。被細(xì)胞、食品等數(shù)十種。目前國(guó)際上比較先進(jìn)Hydro-Probe 系列，測(cè)量目標(biāo)主要有沙子混凝土頭，通過 ADC 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，，度可以達(dá)到 0.2%[23]。德國(guó) TEWS-Elektronik 接接觸來(lái)測(cè)量物料水份。其測(cè)量精度為 0.5% HF Sensertechnik 公司的 MOIST D 探頭可以探，測(cè)量深度最大可以達(dá)到 11cm。探測(cè)精度在0.2-0.5%[25]。美國(guó) FIL 公司的 F4000 系列水份達(dá)到 0.05%，水份測(cè)量范圍為 0-30%[26]。其數(shù)RS485 總線輸入 LCD 進(jìn)行輸出，其結(jié)構(gòu)如圖 1

長(zhǎng)安大學(xué)的郭晨等人利用了微帶諧振環(huán)的技計(jì)了一套硬件電路對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得度對(duì)測(cè)量的影響，只能由諧振頻率或損耗導(dǎo)大學(xué)的張淑娥研究并設(shè)計(jì)了利用諧振腔技術(shù)濕度[31]。山西汾西礦業(yè)集團(tuán)的郝燕利用 BP 神減法、相移法建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模型，建立份測(cè)量的廠商規(guī)模發(fā)展迅速，進(jìn)一步開發(fā)了創(chuàng)新微波測(cè)控技術(shù)有限公司的 HMD-S301G 微理論，其探測(cè)深度達(dá)到 10cm，精度能夠達(dá)到物料的嚴(yán)格標(biāo)定，而且需要物料與探頭進(jìn)行一款基于自由空間法的水份測(cè)量裝置 MSF-3量進(jìn)行研發(fā)的，測(cè)量精度最大可以達(dá)到 0.1%1-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212;TQ015.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 范梅鳳;蔡煥杰;李志軍;;基于高光譜遙感水分指數(shù)的葉片與土壤含水率監(jiān)測(cè)研究[J];灌溉排水學(xué)報(bào);2014年Z1期

2 吳毅強(qiáng);廖昆明;陳力;王瑞峰;;基于曲面擬合無(wú)損測(cè)量復(fù)介電常數(shù)方法[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2012年05期

3 郭光玲;;空氣干燥法測(cè)定水分的影響因素分析[J];煤;2010年10期

4 金華麗;卞科;;近紅外光譜法檢測(cè)小麥粉中的水分含量[J];中國(guó)糧油學(xué)報(bào);2010年08期

5 王慧春;趙久忠;周華坤;;溫度和土壤水分對(duì)甘肅馬先蒿種子萌發(fā)的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年34期

6 張淑娥;趙君超;李永倩;熊華;;空氣濕度微波諧振腔測(cè)量方法[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2008年02期

7 金亦然;;硬同軸電纜過渡器的仿真設(shè)計(jì)[J];安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

8 黃芳;徐紅松;齊青青;;土壤水分測(cè)試技術(shù)研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào);2007年11期

9 魏金濤,齊德生;飼料水分活度及其對(duì)霉菌生長(zhǎng)和產(chǎn)毒的影響[J];飼料工業(yè);2005年19期

10 杜先鋒,張勝全,張永林;基于微波的糧食水分檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)[J];武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李凱;基于六端口技術(shù)的微波測(cè)濕系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2018年

2 陳顧yN;SrLaGaO_4基微波介質(zhì)陶瓷及K_2NiF_4型材料介電常數(shù)的理論探討[D];浙江大學(xué);2018年

3 錢立鑫;基于FDR技術(shù)的土壤濕度檢測(cè)裝置研究[D];黑龍江大學(xué);2016年

4 韓凌;基于微波諧振腔技術(shù)的水分儀設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2676392