[发明专利]谐振腔微扰法微水含量测试系统

权利要求书

1.谐振腔微扰法微水含量测试系统，其特征在于：包含单端口谐振腔、波导 微带转换装置、环行桥、压控振荡器、PLL芯片、恒温晶振、检波器、放大器、 ADC、FPGA、DSP以及压力传感器、温度传感器和显示部分；

核心控制器FPGA控制PLL芯片和压控振荡器输出预定的频率，压控振荡器 输入的频率经过环行器输入给单端口谐振腔，扫频输入信号经过环行器，通过 波导微带转换装置进入单端口谐振腔；单端口谐振腔输出的信号同样经过波导 微带转换装置，再经过环行器，输出至检波器进行包络检波后，再经过放大器 进入ADC采样；当输入信号为谐振频率时，单端口谐振腔开始谐振，输出的信 号幅度最大衰减，FPGA检测到ADC明显的幅度变化，停止扫频，输出频率固定 在谐振频率；最后FPGA将谐振频率，温度传感器和压力传感器的数据传输至 DSP，计算物料中水含量；最后传输回FPGA，通过显示部分显示出来；其中， DSP中包含的物料水分和传感器参数的关系为：

ψ=aC0+1C12πfC12C2[12πfQL-G]-b1C1C2{(C0+1C1)[C0+C1-1(2πf)2L]-C12}-bc1C1C21C1C2{(C0+1C1)[C0+C1-1(2πf)2L]-C12}-c-dC0+1C12πfC12C2[12πfQL-G]]]>

其中，ψ表示物料水分，C₀，C₁，C₂，L，G为单端口谐振腔等效模型的参数， f为检测量谐振频率，Q为品质因数，a、b、c、d为：

a=ϵ′D-1ρD]]>

b=ϵ′′DρD]]>

c=ϵ′′WρW-ϵ′′DρD]]>

d=ϵ′W-1ρW-ϵ′D-1ρD]]>

下标W和D分别代表水和干燥物料，ε′为储能因子、ε″为损耗因子，ρ为密度； 当物料确定时，a，b，c，d为常数；从而建立检测参量与物料水分的关系，实现了 物料水分与密度无关的测量。