[发明专利]阻抗式含水率传感器检测方法及检测装置

权利要求书

1.一种阻抗式含水率传感器检测方法，其特征在于，该方法通过在阻抗式含水率传感器的激励电极两端接入激励电压实现，包括如下具体步骤：

步骤（1）：提供5V模拟电压y₀,将5V模拟电压y₀进行稳压处理得到基准电压y₁,且y₁=4.096v；

步骤（2）：将步骤（1）中的y₁按照如下公式转换为严格对称的双路输出信号：

y2=-y1×R3/R4y3=y1×R3/R4]]>

其中，y₂定义为严格对称的负电压信号，y₃定义为严格对称的正电压信号，R₃定义为第一增益电阻，R₄定义为第二增益电阻；

步骤（3）：将步骤（2）中得到的y₂和y₃按照如下公式转化为频率可调的对称双极性电压信号y₄，

y₄=(1-k)×y₃+k×y₂

其中，k定义为高频输出的高低交替电平，k=0或1；且k=0和k=1持续的时间相同；

步骤（4）：将步骤（3）中得到的频率可调的对称双极性电压信号y₄按照如下公式进行功率放大后得到大功率交流电压信号y₅：

y₅=(1-k)×y₃+k×y₂，y₅的最大功率为：

P=200mA×|y₅|=200mA×4.096×R₃/R₄=0.8192×R₃/R₄；

步骤（5）：将步骤（4）中的大功率交流电压信号y₅按照如下公式转换为交流激励电压信号y₆：

y₆=[(1-k)×y₃+k×y₂]×k₁

其中，k₁定义为放电输出电平，且k₁=0或者1，k₁=0时为放电状态，k₁=0和k₁=1交替出现，k₁=0的状态每次持续的时间相同，k₁=1的状态每次持续的时间也相同，k₁=1每次持续的时间比k₁=0每次持续的时间长；

步骤（6）：将步骤（5）中得到的交流激励电压信号y₆接入阻抗式含水率传感器的激励电极两端，当流体从传感器内流过且k₁=1时，测量电极两端输出交流电压信号y₇，y₇的表达式为：

y₇=w×y₆=w×[(1-k)×y₃+k×y₂]

其中，w定义为含水率表征系数；

步骤（7）：将步骤（6）中得到的交流电压信号y₇转换为直流信号y₈，测量y₈并通过如下公式组计算出含水率表征系数w：

y8=w×(y3+|y2|)/2w=2×y8/(y3+|y2|).]]>

2.一种阻抗式含水率传感器检测装置，其特征在于，包括基准电路、对称双极性电压产生电路、高频交流激励信号产生电路、功率放大电路、放电电路、有效值电路和微控制电路，其中：

所述基准电路用于将5V模拟电压y₀进行稳压处理得到基准电压y₁；

所述对称双极性电压产生电路在微控制电路的控制下将y₁转变成严格对称的双路输出信号y₂和y₃，其中，y₂定义为严格对称的负电压信号，y₃定义为严格对称的正电压信号；

所述高频交流激励信号产生电路在微控制电路的控制下将y₂和y₃转换为频率可调的对称双极性电压信号y₄；

所述功率放大电路将频率可调的对称双极性电压信号y₄进行功率放大后得到大功率交流电压信号y₅，并经过放电电路转换为交流激励电压信号y₆，交流激励电压信号y₆接入阻抗式含水率传感器的激励电极两端；

当流体从传感器内流过时，阻抗式含水率传感器的测量电极两端输出交流电压信号y₇，y₇经过有效值电路后转换为与含水率表征系数w有关的转换为直流信号y₈；

微控制电路接收直流信号y₈，并测得含水率表征系数w。