微波微扰法测量湿度传感器内壁水膜厚度的系统

摘要

本实用新型公开了一种微波微扰法测量湿度传感器内壁水膜厚度的系统，测量系统由信号处理及控制器、扫频信号源、隔离器、功率分配器、环形器、微波测量谐振腔、谐振频率扫描模块、压力计和温度计组成。本实用新型基于圆柱波导谐振腔TE₁₁₁模式下工作，快速、准确测量湿度传感器内壁水膜厚度，为消除水膜厚度对湿度测量结果带来的测量误差，提高湿度测量精度，提供了便利条件。

主权项

一种微波微扰法测量湿度传感器内壁水膜厚度的系统，其特征在于：包括信号处理及控制器(1)、扫频信号源(2)、隔离器(3)、功率分配器(4)、环形器(5)、微波测量谐振腔(6)、谐振频率扫描模块；所述谐振频率扫描模块由乘法器(7)和低通滤波器(8)组成；所述信号处理及控制器(1)的控制输出端接扫频信号源(2)的输入端，所述扫频信号源(2)在信号处理及控制器(1)控制下生成扫频信号，扫频信号经隔离器(3)输入功率分配器(4)，所述功率分配器(4)输出的一路信号经环形器(5)由乘法器(7)的第一输入端输入乘法器(7)，另一路信号由乘法器(7)的第二输入端输入乘法器(7)，所述乘法器(7)将第一输入端输入的信号和第二输入端输入的信号乘积信号经低通滤波器(8)输入信号处理及控制器(1)；所述环形器(5)的相应端口与所述微波测量谐振腔(6)连接；所述微波测量谐振腔(6)允许待测湿蒸汽自由通过；所述微波扫频信号源(2)的频率扫描范围由测量谐振腔(6)的谐振频率决定；所述微波测量谐振腔(6)为两端开设圆环缝隙的圆柱波导谐振腔，其谐振频率为f₀₂：$f_{02}=\frac{c}{2\pi \sqrt{{ϵ}_{\mathrm{rm}}^{-}}}\sqrt{{\left(\frac{1.841}{a}\right)}^2+{\left(\frac{\pi }{l}\right)}^2}---\left(1\right)$式中，c为光速，为湿蒸汽的相对介电常数均值，a为所述微波测量谐振腔(6)的半径，l为所述微波测量谐振腔(6)的长度。