一种微波高速在线烟支密度和水分检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微波非电量测量装置，尤其涉及一种利用微波进行烟支密度和水分的高速在线检测装置。
【背景技术】
[0002]在烟支的实际生产过程中，对烟支的密度和水分的的检测和控制是十分重要的，这是衡量烟支质量的两个关键指标。以前烟支密度和水分的检测是使用两套设备分开来进行检测的，不能同时检测出烟支的密度和水分情况，特别是水分检测，大都是在离线状态下进行测量的，不能进行高速在线测量。在测量方法上，烟支密度的检测方法包括秤量法、红外检测法、放射性物质检测法等，而水分的检测方法包括烘干法和远红外检测法等。这些方法要么不能高速在线检测，要么受温度等环境影响，不能进行精确测量，要么是有辐射性物质，对周围的环境和人员造成污染和伤害。这些方法虽然有些还在使用，但随着技术的更新，都会慢慢的被淘汰。最近几年，出现了一种利用微波进行烟支密度和水分测量的方法，但这种方式使用早期的微波技术，设计复杂，技术落后，不易维护，还存在测量精度低和稳定性差等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种微波高速在线烟支密度和水分检测装置，在提高稳定性的同时，能对烟支的密度和水分进行快速、精确的测量。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
一种微波高速在线烟支密度和水分检测装置，所述的检测装置由微波信号发生模块、谐振腔模块、检波模块、高速数据采集模块、数据处理模块以及恒温控制模块组成，所述的微波信号发生模块发出两种不同频率的微波信号连接到谐振腔模块的输入端，所述的谐振腔模块的输出端连接到检波模块输入端，所述的检波模块输出端连接到高速数据采集模块的输入端，所述的数据处理模块连接高速数据采集模块，所述的数据处理模块又连接到微波信号发生模块，所述的数据处理模块也与恒温控制模块连接，所述的微波信号发生模块连接到检波模块。
[0005]基于以上所述，所述的微波信号发生模块包括晶体谐振电路、可变频率控制电路、微波选择开关、锁相环和压控振荡器，所述的晶体谐振电路用以产生稳定的谐振频率，所述的可变频率控制电路用以产生两种不同频率的微波信号，所述的微波选择开关用以在晶体谐振电路和可变频率控制电路之间切换，送给锁相环，所述的锁相环用以通过负反馈信号来对微波信号的稳定性进行控制，稳定后送入至压控振荡器，所述的压控振荡器用以产生两路微波频率信号，并且一路送至谐振腔模块，另一路送至微波检测模块。
[0006]基于以上所述，所述的谐振腔模块为一烟支通过装置，包括腔体外壳和腔体内壳，所述的腔体内壳边缘设置有法兰，所述的法兰扣装在腔体外壳口部边缘，所述的腔体外壳和腔体内壳之间预留空腔，所述的腔体外壳和腔体内壳的中心部位贯穿有一圆形通道，所述的圆形通道内插装有一起保护的测量管，所述的腔体外壳上下部分别贯穿有微波信号输入探针和微波信号输出探针。
[0007]基于以上所述，所述的法兰与腔体外壳之间通过螺栓连接。
[0008]基于以上所述，所述的检波模块由两部分组成，一部分用来对谐振腔的输出微波信号进行检波，得到经过烟支吸收后的微波能量值，一部分用来对微波信号发生模块的微波信号检波，得到原始微波信号的变化情况，用来修正烟支的密度和水分计算。
[0009]基于以上所述，所述的高速数据采集模块是由高速AD转换模块组成，主要用来对检波后的微波信号进行高速的转换和采样，将模拟信号转换为数字信号传输到数据处理模块。
[0010]基于以上所述，所述的数据处理模块是整个装置的控制中心，其核心由一块高速DSP芯片组成，主要用来切换微波信号，协调整个装置的运行，处理高速数据采集模块采集的微波信号数据，经过计算和分析，得到烟支的密度数据和水分数据。同时控制恒温装置，得到一个温度恒定的工作环境，提高系统稳定性。
[0011]本发明具有如下的优点:
以在烟支高速运行的情况下，提供稳定性高、测量精确的烟支密度和水分数据，并采用模块化设计，结构简单。
【附图说明】
[0012]图1是本发明所提供的微波高速在线烟支密度和水分检测装置的原理框图。
[0013]图2是本发明所提供的微波高速在线烟支密度和水分检测装置的工作流程图。
[0014]图3是本发明中的微波信号发生模块原理框图。
[0015]图4是本发明所提供的微波高速在线烟支密度和水分检测装置的计算控制流程图。
[0016]图5是本发明所提供的微波高速在线烟支密度和水分检测装置的恒温控制电路图。
[0017]图6是本发明所提供的微波高速在线烟支密度和水分检测装置的谐振腔结构示意图。
[0018]图7是本发明所提供的微波高速在线烟支密度和水分检测装置的微波谐振曲线图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体的实施例对本发明作进一步的描述。
[0020]如图1所示，一种微波高速在线烟支密度和水分检测装置，所述的检测装置由微波信号发生模块、谐振腔模块、检波模块、高速数据采集模块、数据处理模块以及恒温控制模块组成，所述的微波信号发生模块发出两种不同频率的微波信号连接到谐振腔模块的输入端，所述的谐振腔模块的输出端连接到检波模块输入端，所述的检波模块输出端连接到高速数据采集模块的输入端，所述的数据处理模块连接高速数据采集模块，所述的数据处理模块又连接到微波信号发生模块，所述的数据处理模块也与恒温控制模块连接，所述的微波信号发生模块连接到检波模块。为保证数据的稳定性，微波信号发生模块、谐振腔模块、检波模块都放在恒温装置内。特点是微波信号发生模块发出两种不同频率的微波信号连接到谐振腔模块的输入端，谐振腔模块的输出端连接到检波模块进行微波能量检波，将其结果输出到高速数据采集模块，数据处理模块读取高速数据采集模块的数据，进行分析和处理，得到烟支的密度和水分数据。
[0021]基于以上所述，所述的微波信号发生模块包括晶体谐振电路、可变频率控制电路、微波选择开关、锁相环和压控振荡器，所述的晶体谐振电路用以产生稳定的谐振频率，所述的可变频率控制电路用以产生两种不同频率的微波信号，所述的微波选择开关用以在晶体谐振电路和可变频率控制电路之间切换，送给锁相环，所述的锁相环用以通过负反馈信号来对微波信号的稳定性进行控制，稳定后送入至压控振荡器，所述的压控振荡器用以产生两路微波频率信号，并且一路送至谐振腔模块，另一路送至微波检测模块。
[0022]基于以上所述，所述的谐振腔模块为一烟支通过装置，包括腔体外壳I和腔体内壳5，所述的腔体内壳5边缘设置有法兰，所述的法兰扣装在腔体外壳I 口部边缘，所述的腔体外壳I和腔体内壳5之间预留空腔7，所述的腔体外壳I和腔体内壳5的中心部位贯穿有一圆形通道6，所述的圆形通道6内插装有一起保护的测量管8，所述的腔体外壳I上下部分别贯穿有微波信号输入探针2和微波信号输出探针3。
[0023]基于以上所述，所述的法兰与腔体外壳I之间通过螺栓连接。
[0024]基于以上所述，所述的检波模块由两部分组成，一部分用来对谐振腔的输出微波信号进行检波，得到经过烟支吸收后的微波能量值，一部分用来对微波信号发生模块的微波信