[发明专利]一种基于介电特性动态变化的微波干燥控制系统

权利要求书

1.一种基于介电特性动态变化的微波干燥控制系统，所述控制系统包括工业计算机数据库模块、神经网络辨识模块、数据采集模块、微波干燥模块、及微波控制模块；其特征在于：所述控制系统利用待干燥原料的介电损耗因子和介电常数来监控微波的干燥过程；

将介电损耗因子随温度和水分变化的数学模型输入计算机数据库模块后，启动微波干燥程序，干燥过程中连续检测物料的水分和温度，将物料水分和温度的数值输入到介电损耗因子数学模型中，计算得到介电损耗因子在整个干燥过程中随时间T的变化规律曲线，计算曲线的斜率，得到干燥过程中随时间T的曲线的斜率，监控曲线的斜率和物料的干燥质量，当介电损耗因子斜率小于2％，并终止微波干燥。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：运用网络分析仪测定待干燥原料的介电特性随干燥物料温度和水分的变化值，在工业计算机数据库模块中进行数据处理，得到介电特性即介电损耗因子与被干燥原料的水分与温度关系的数学模型；所述水分是指待干燥物料中的水的重量与待干燥物料总重量的百分比。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于：所述控制系统利用已得到的的数学模型，即介电损耗因子和介电常数的变化值来控制微波的功率以及微波干燥的作用时间。

4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于：介电损耗因子与被干燥原料的水分与温度关系的数学模型的检测方法为：固定频率分别为工业微波频率即915MHz和家用微波频率即2450MHz，使用网络分析仪同轴电缆设备测定物料的不同水分下条件下，随温度变化的介电损耗因子；

以含水率、温度为自变量，以介电损耗因子ε″为因变量，利用软件对试验数据进行二元回归拟合，分别得到在频率为915MHz和2450MHz下，物料的介电损耗ε″与水分、温度为主要影响因素的数学模型即拟合公式；

所述待干燥原料的介电损耗因子与水分和温度分布二次数学模型为：

ε″_{2450-被干燥原料}＝A₁+B₁w+C₁t+D₁w²-E₁t²-F₁wt

ε″_{915-被干燥原料}＝A₂+B₂w+C₂t-D₂w²+E₂t²-F₂wt

所述A₁、B₁、C₁、D₁、E₁、F₁、A₂、B₂、C₂、D₂、E₂、F₂分别代表待干燥原料的介电特性变化常数；不同的待干燥原料需要提前试验测定并分析得到A₁、B₁、C₁、D₁、E₁、F₁、A₂、B₂、C₂、D₂、E₂、F₂；w为干燥原料的水分，t为干燥温度。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：连续检测物料的水分的方法是由数据采集模块采集的物料的实时重量，经过计算，得到的物料在干燥过程中的实时水分。