[实用新型]物质水份含量微波测量仪

说明书

本实用新型系测量物质水份含量的测量仪器，具体为一种物质水份含量微波测量仪。

早在二十世纪五十年代就有人提出利用微波能量辐射含水物质，依据其损耗大小来确定物质水份含量的理论方法。但由于微波器件及加工工艺的限制，至今尚无一种应用其方法的、高精度的实用测量仪向世。

本实用新型的目的在于提供一种应用上述理论方法，可高精度测量物质水份含量的微波测量仪。

本实用新型的设计方案为：测量仪由振荡器1、第一可变衰减器2、定向耦合器3、单向器4、第二可变衰减器5、探头6、测量检波器8、测量放大显示器11和校正检波器9、校正放大显示器10组成。振荡器1输出通过第一可变衰减器2与定向耦合器3相连接，定向耦合器3输出一路通过单向器4、第二可变衰减器5、探头6、测量检波器8与测量放大显示器11相连接，另一路通过校正检波器9与校正放大显示器10相连接。

在其探头6（波导）上开有窗口7。其校正放大显示器10和测量放大显示器11均采用由电阻Ra、Rb，集成电路Ic和数码管B构成的常用放大显示电路。其振荡器1采用常用的体效应二极管构成的振荡电路。

在上述方案中，振荡器的工作频率可工作在8700MC－9600MC间任一频率。其探头6上的窗口7可开在探头6（波导）的窄边，并设置可盖在窗口7上且与窗口同样大小的窗口盖板12，其工作性能更好。

采用上述方案设计的物质水份含量测量仪。其特点为：

①可较方便的实现对固态或液态物质水份含量的测量并直接显示。

②减少因电源电压、环境温湿度变化等因素对测量数据的影响，其测量精度可达5％。

③性能稳定、可靠、体积小、成本低。

该测量仪可满足化工、制药、石油、皮革、粮食和建材等行业对固、液态物质水份含量测定的需要。

附图说明：

图1为本测量仪构成示意图。图中：

1－振荡器，2－第一可变衰减器，3－定向耦合器，4－单向器，5－第二可变衰减器，6－探头，7－窗口，8－测量检波器，9－校正检波器，10－校正放大显示器，11－测量放大显示器。

图2为探头上所开窗口位置示意图。图中：

6－探头，7－窗口，12－窗口盖板。

图3为放大显示器结构原理图。图中：

Ra、Rb－电阻，Ic－集成电路，B－数码管。

下面结合附图对本测量仪工作原理作简要说明：

接通电源使振荡器1正常工作，它所产生的超高频电磁波通过波导输至第一可变衰减器2，再输至定向耦合器3。定向耦合器3的输出一路输至校正检波器9，由校正放大显示器10显示其功率强度；另一路经单向器4，第二可变衰减器5、探头6输至测量检波器8，由测量放大显示器11显示其功率强度。测量前先调整第一可变衰减器2和第二可变衰减器5，使校正放大显示器10与测量放大显示器11显示同样数值，此时该测量仪即可进行工作。

测量时，将被测物质放入探头6上的窗口7内，由于被测物质中的水份吸收一定量的电磁能量，测量放大显示器11的显示数值会发生变化，其数值与标准（不含水份物质的测量显示数值）数值之差别即可反映物质水份含量的多少。

由于振荡器1供电电压及周围温湿度的变化直接影响振荡器输出功率的稳定，从而影响本测量仪的测量准确性。但在上述情况出现时，振荡器1输出功率的变化会通过校正放大显示器10显示数值反映出来，所以只需调整第一可变衰减器2，使校正放大显示器10恢复测量前的初始数值，即同时也维持了测量放大显示器11初始数值不变，从而消除了上述因素变化对测量精确度的影响。

试验证明，当振荡器1工作在8700MC－9600MC间的任一频率时，测量仪均能正常工作。当其放置被测物质的窗口7开在探头6波导管的窄边，且测量时在窗口7上盖上窗口盖板12，由于探头部分反射波减少，确保仪器工作稳定。经对比测试表明，其测量精度可达5‰。

本测量仪中的校正放大显示器10和测量放大显示器11均采用由电阻Ra、Rb，集成电路Ic和数码管B构成的常用放大显示电路，用以放大和显示测量功率数值。设置单向器4的目的在于减少后续部分所产生反射波对在前部分的影响。