| 主权项 |
一种基于混频技术的反射式微波测含水率装置，其特征在于：1)由安装于不锈钢筒（3）内的喇叭状微波收发波导（4）、微波腔体振荡器（6）、固定于不锈钢筒（3）后座（8）内壁上的前置仪表放大电路（7）和设置在不锈钢筒（3）外部的水分信号显示控制终端（9）组成；2)微波收发波导（4）通过螺环（5）安装在不锈钢筒（3）的内壁上；3)微波腔体振荡器（6）安装在微波收发波导（4）的后端，产生相应测量频率的微波本振信号，并将被测物料（1）反射的回波信号与微波本振信号混频低通滤波后输出包含被测物料水分信息的直流混频电压信号；4)在不锈钢筒（3）的前端安装有陶瓷片（2），陶瓷片（2）紧贴被测物料（1）以达到最高精确度；5)直流混频电压信号经前置仪表放大电路（7）放大后，传送至水分信号显示控制终端（9），再对该直流混频电压信号进行电路上的后续处理，从而在水分信号显示控制终端（9）的液晶显示屏上显示被测物料的水分含量；6)信号输入水分信号显示控制终端（9）由供电模块（15）、继电器（16）、信号均值电路（17）、AD转换器（18）、单片机（19）、模式选择控制按键（20）、液晶屏（21）、DA转换器（22）、输出模式选择电路（23）组成；微波腔体振荡器（6）输出的直流混频电压信号经前置仪表放大电路（7）调零放大后，被测物料水分信息被调制为幅值为0～5V变化的电压信号；此电压信号输入水分信号显示控制终端（9）后，首先经过继电器（16）判断，此继电器由单片机（19）控制，单片机（19）根据模式选择控制按键（20）的不同输入，控制此继电器接通a1端或a2端；经a1端的电压信号直接送入AD转换器（18），而经a2端的电压信号先经信号均值电路（17），实现对电压信号的均值处理后，再送入AD转换器（18）中进行信号数字量采集；单片机（19）读取经AD转换器（18）输出的数字信号后，按照0～5V的比例经内部定标运算后，转换为相应含水率数值，驱动并在液晶屏（21）进行数字显示；数字信号经DA转换器（22）后，以模拟电压信号的形式送入输出模式选择电路（23）；单片机通过对模式选择控制按键（20）的检测，控制输出模式选择电路（23）的输出方式为电压或电流模式；最终， 由输出模式选择电路（23）输出电压或电流模拟信号；7)信号均值电路（17）由信号分压电路模块M1，积分匹配电路模块M2和积分复位电路模块M3组成，其是先利用精密电阻分压的方式将输入信号降压，再采用慢积分方式对此信号进行随时间积分求和，最后通过单片机（19）对积分信号进行周期采样与复位，输出电压信号的平均值；信号分压电路模块M1，由固定电阻R6、可调电阻R5和放大器A2组成，经继电器（16）a2端的电压信号引入S1，S1接固定电阻R6的一端，固定电阻R6的另一端接可调电阻R5的一个固定端，可调电阻R5的另一固定端接地，可调电阻R5的调节端接放大器A2的正向输入端，放大器A2的负向输入端与放大器A2输出端相连，实现电压跟随功能；积分匹配电路模块M2，由电阻R1、R2、R3、R4和放大器A1组成，信号分压电路模块M1模块中放大器A2的输出端连接至电阻R3的一端，R3另一端连接至放大器A1的正向输入端，电阻R1跨接在放大器A1的负向输入端与放大器A1的输出端S3之间，电阻R2跨接在放大器A1的正向输入端与输出端S3之间，放大器A1的负向输入端接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，由输出端S3输出地信号送至AD转换器（18）；积分复位电路模块M3，由NPN型开关三极管Q1、积分电容C1组成，NPN型开关三极管Q1的基极S2接单片机（19）脉冲信号发生端口，三极管Q1的发射极接在积分电容C1的一端，同时接地，三极管Q1的集电极接在积分电容C1的另一端，同时三极管Q1的集电极输出连接至积分匹配电路模块M2中放大器A1的正向输入端；电压信号经信号分压电路模块M1降压后，信号在积分复位电路模块M3中电容C1处进行积分，单片机（19）内部定时器所确定的积分时间10s完成后，由单片机（19）控制AD转换器（18）在积分匹配电路模块M2的输出端S3进行数据采集，采集完成后，由单片机（19）发出复位脉冲从端口S2输入，使开关三极管Q1导通，实现对积分电容C1的复位，下一个积分周期随即开始。 |
