基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于棉包水分測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波法棉包回潮率測試是一個(gè)較新的領(lǐng)域，國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)間不長，相關(guān)研究不多?！疽环N微波法棉包回潮率測試裝置中的掃描機(jī)構(gòu)】提出了將單個(gè)天線用機(jī)械方式掃描來覆蓋整體棉包的機(jī)械式掃描法，來達(dá)到對棉包的整體覆蓋，但設(shè)備龐大，重量重，耗電大，導(dǎo)致設(shè)備成本高，使用不方便，并且需對運(yùn)動(dòng)部件定期保養(yǎng)，增加了使用工作量，可靠性也不高。為解決該天線在實(shí)際使用中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，具有重量輕、耗電小、測量可靠性高的特點(diǎn)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，包括有與伺服機(jī)構(gòu)相連的微波法棉包水分測試主機(jī)；微波法棉包水分測試主機(jī)控制端與被測棉包上方的電子開關(guān)相連；電子開關(guān)分別與天線、天線a2、天線a3、天線aN組成的上方天線陣列相連；所述被測棉包下方設(shè)有底部電子開關(guān)，底部電子開關(guān)上也連接有下方天線陣列，上方天線陣列與下方天線陣列結(jié)構(gòu)相同。
[0005]所述的上方天線陣列中的天線與下方天線陣列的的天線位置一一對應(yīng)，構(gòu)成天線對。
[0006]所述的電子開關(guān)與底部電子開關(guān)結(jié)構(gòu)相同。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]本專利提出將電子控制波束掃描方案應(yīng)用到微波法棉包水分測量的天線系統(tǒng)，達(dá)到降低系統(tǒng)重量、提高可靠性的目的。具體有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]1)電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)N選一的功能，每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)天線能通過電子開關(guān)連接到微波法棉包水分測試主機(jī)。
[0010]根據(jù)實(shí)際覆蓋寬度及單個(gè)天線口徑采用2組以上的天線組成天線陣列。
[0011]2)用2個(gè)電子開關(guān)對天線陣列中的天線對(上下位置對應(yīng)的兩個(gè)天線)進(jìn)行選擇。
[0012]3)天線對的選擇通過通訊接口受控于微波法棉包水分測試主機(jī)。
[0013]4)天線陣列實(shí)現(xiàn)波束在一個(gè)空間維度的電控掃描，結(jié)合天線框架在伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行另一瑋度的掃描，實(shí)現(xiàn)全覆蓋掃描。
[0014]采用本實(shí)用新型，可實(shí)現(xiàn)微波法棉包回潮率測試的真實(shí)性，克服取樣法的局限，需要用微波照射整體棉包。通過安裝多組天線，結(jié)合多切一的電子開關(guān)順序切換天線組，再結(jié)合天線組安裝框架的程控掃描，可實(shí)現(xiàn)對整體棉包的微波覆蓋，使測試結(jié)果具有代表性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]參見圖1，基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，包括有與伺服機(jī)構(gòu)1相連的微波法棉包水分測試主機(jī)2 ;微波法棉包水分測試主機(jī)2控制端與被測棉包上方的電子開關(guān)3相連；電子開關(guān)3分別與天線、天線a2、天線a3、天線aN組成的上方天線陣列相連；所述被測棉包下方設(shè)有與電子開關(guān)3結(jié)構(gòu)相同的底部電子開關(guān)4，底部電子開關(guān)4上也連接有下方天線陣列，上方天線陣列與下方天線陣列結(jié)構(gòu)相同。
[0018]所述的上方天線陣列中的天線與下方天線陣列的的天線位置一一對應(yīng)，構(gòu)成天線對。
[0019]所述的電子開關(guān)3與底部電子開關(guān)4結(jié)構(gòu)相同。
[0020]兩組天線陣列上下設(shè)置，即分設(shè)在被測棉包的上下，照射棉包表面；每個(gè)天線陣列包含編號為天線％、天線a2、天線a3、天線aN，上編號相同的天線組成一個(gè)天線對，所有測試都是基于天線對來實(shí)現(xiàn)。電子開關(guān)與底部電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)aN選一的功能，每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)天線通過電子開關(guān)或底部電子開關(guān)連接到微波法棉包水分測試主機(jī)。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0022]微波法棉包回潮率測試是一個(gè)通過微波穿透被檢測棉包，測量微波能量衰減與相位相結(jié)合，其核心技術(shù)是利用發(fā)射天線輸出微波穿透被測物質(zhì)后進(jìn)接收天線送接收機(jī)檢測信號變化，并通過建立微波相位變化率與回潮率之間的數(shù)學(xué)模型來準(zhǔn)確測定被測纖維的回潮率，這種方法具有非接觸、快速、準(zhǔn)確測量纖維回潮率的特點(diǎn)。因天線一般為厘米級別而棉包典型的長為為140厘米寬為70厘米，為實(shí)現(xiàn)整包棉花的測試，天線陣列需對棉包進(jìn)行掃描來獲取全面數(shù)據(jù)。
[0023]天線陣列根據(jù)實(shí)際覆蓋寬度及單個(gè)天線口徑采用2組以上的天線組成天線陣列，通過微波法棉包水分測試主機(jī)2的控制下用電子開關(guān)3、底部電子開關(guān)4對天線陣列中的天線對(上下位置對應(yīng)的兩個(gè)天線)進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)對不同天線位置對應(yīng)的被測棉包部位的測試；電控波束無機(jī)械慣性，能以很高的速度切換測試位置；因天線陣列實(shí)現(xiàn)波束在一個(gè)空間維度的電控掃描，結(jié)合天線陣列在伺服機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行另一維度的掃描，可實(shí)現(xiàn)全覆蓋掃描。
[0024]本申請還可有其他多種實(shí)施例，可應(yīng)用于糧食、煙草、化工等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的微波在線水分檢測。在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本申請所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，包括有與伺服機(jī)構(gòu)(1)相連的微波法棉包水分測試主機(jī)(2);其特征在于，微波法棉包水分測試主機(jī)(2)控制端與被測棉包上方的電子開關(guān)(3)相連；電子開關(guān)(3)分別與天線al、天線a2、天線a3、天線aN組成的上方天線陣列相連；所述被測棉包下方設(shè)有底部電子開關(guān)(4)，底部電子開關(guān)(4)上也連接有下方天線陣列，上方天線陣列與下方天線陣列結(jié)構(gòu)相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，其特征在于，所述的上方天線陣列中的天線與下方天線陣列的的天線位置一一對應(yīng)，構(gòu)成天線對。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，其特征在于，所述的電子開關(guān)(3)與底部電子開關(guān)(4)結(jié)構(gòu)相同。
【專利摘要】基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，包括有與伺服機(jī)構(gòu)1相連的微波法棉包水分測試主機(jī)，微波法棉包水分測試主機(jī)控制端與被測棉包上方的電子開關(guān)相連；電子開關(guān)分別與天線a1、天線a2、天線a3、天線aN組成的上方天線陣列相連；被測棉包下方設(shè)有底部電子開關(guān)，底部電子開關(guān)上也連接有與電子開關(guān)結(jié)構(gòu)相同的下方天線陣列；通過微波法棉包水分測試主機(jī)的控制下用電子開關(guān)、底部電子開關(guān)對天線陣列中的天線對進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)對不同天線位置對應(yīng)的被測棉包部位的測試；具有重量輕、耗電小、測量可靠性高的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01N22/04
【公開號】CN205091275
【申請?zhí)枴緾N201520036461
【發(fā)明人】雷軍, 李世星
【申請人】西安阿爾特測控技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年1月20日