[发明专利]利用谐振腔微扰法快速检测非金属物质密度的装置及方法

权利要求书

1.一种利用谐振腔微扰法在线检测被测物质密度的装置，其特征在于包括：谐振腔(1)、微波发生器(2)、微波检波器(3)、信号控制处理模块(4)以及温度控制模块(5)，其中，谐振腔(1)的输入端与微波发生器(2)相连，输出端接有微波检波器(3)，温度控制端通过温度控制模块(5)与信号控制处理模块(4)相连；信号控制处理模块(4)的调制信号与微波发生器(2)相连，微波检波器(3)输出的电压信号接至信号控制处理模块(4)。

2.按权利要求1所述的利用谐振腔微扰法在线检测被测物质密度的装置，其特征在于：

所述谐振腔(1)为圆柱形腔体，其轴中心位置两端开口，在圆柱形腔体侧壁安装接收探针(S1)和发射探针(S2)。

3.按权利要求1所述的利用谐振腔微扰法在线检测被测物质密度的装置，其特征在于：

所述信号控制处理模块(4)包括锯齿波发生单元(6)、D/A转换单元(7)、第一A/D转换单元(8)、信号前级处理单元(9)以及信号处理分析单元(10)，其中锯齿波发生单元(6)的输出端经D/A转换单元(7)与微波发生器(2)相连；A/D转换单元(8)的输入端接有微波检波器(3)的幅度-频率信号，输出端经信号前级处理单元(9)接至信号处理分析单元(10)。

4.按权利要求1所述的利用谐振腔微扰法在线检测被测物质密度的装置，其特征在于：

所述温度控制模块(5)包括第二A/D转换单元(12)、PID温度控制单元(11)及继电器(13)，其中PID温度控制单元(11)通过A/D转换单元(12)接有温度传感器(14)，输出的控制信号经执行装置接至设于谐振腔(1)外表面的加热装置(15)。

5.一种利用谐振腔微扰法在线检测被测物质密度的方法，其特征在于包括以下步骤：

通过微波发生器(2)产生微波信号，向谐振腔(1)发送；

谐振腔(1)由接收探针(S1)接收微波信号，在谐振腔(1)内产生电磁场；

将运行中的被测物经谐振腔(1)的中心通孔(C)通过；

通过谐振腔(1)的发射探针(S2)检测其通过被测物后的微波信号，得到幅度-频率特性曲线；

在幅度-频率特性曲线上提取参数进行处理和计算，得到当前被测物的密度。

6.按权利要求5所述的利用谐振腔微扰法在线检测被测物质密度的方法，其特征在于所述微波信号通过以下方法产生：

信号处理模块(4)产生频率为10KHz以上、峰峰值为2±0.5V的锯齿波信号作为微波发生器(2)的调制信号，使微波发生器(2)产生幅度恒定、频率随控制电压线性变化的微波信号。