专利名称：一种微波技术测量木材湿度的电路设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量木材湿度电路，属于电子技术领域，具体涉及一种用微波测量木材湿度的电路设计。主要实现一种快速、非接触、无损伤且精度较高的微波测量木材湿度的电路。
背景技术：
木材的湿度在木材运输、储藏、加工和材质的评定中是一个重要的指标。从购买原木开始到最终喷漆，在整个木材工作中，知道木材含水率是非常必要。称重法(干燥工艺前后重量减少)准确测量含水率是唯一全球公认的参考方法，但是这种方法太不实际，再加上费时，费力又费钱，所以更容易使用、快速、侵入性小的仪器成为当今市场上的主流。现在市场上的仪器主要分为两种:I)接触式仪表(通过产生电场测量一定深度的木材)。它读取的深度是基于仪表的特征、材料的密度和它的含水率，而获得的值是测量含水率的平均值，随着测量深度的增力口，它的灵敏度随之减小。当测量材料的含水量高于20% 30%或水分不是均匀分布在木板中时，它的测量准确率会大大降低。2)针插式仪表(测量两电极间的电阻抗)。两电极插入的深度形成空间，针式仪表仅仅是根此空间来获得读数。测量值是这两电极间表面到最深处的最大含水率。当测量材料的含水率低于8% 10%，测量值的准确性就会大大降低，而且它容易破坏木材表面，测量速度比较慢，短时间内无法读取很多数据。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种微波测量木材湿度电路的设计。微波法是电测法近年来的最新发展。这是一种快速、非接触、无损伤的测量方法，且精度较高。由于微波能够穿透木料，所以其测量结果反映了木材内部的水分，同时不受木材颜色、结构等因素的影响。最终的测量值是电磁波的衰减信号和传感器测量信号通过窄带滤波放大得到驻波比和相位移求得的，这使得测量过程迅速且能根据实际情况调整精度和测量范围。这些优点使得微波法非常适合用于木料湿度的实时测量。本发明包括微波信号产生电路部分、调制微波信号电路部分、传感器测量电路部分以及窄带滤波放大电路部分。所诉的微波信号产生电路部分包括微波源，双运算放大器UlA,光电稱合器U2,电阻Rl、R2、R3、R4、R5、Re。其中电阻Rl、R2、R3和双运算放大器U1A，光电耦合器U2组成光电隔离器。电阻R4、R5、Rc组成桥T型衰减器。所诉的调制微波信号电路部分包括双运算放大器U5A，光电耦合器U4，编码开关S1、S2，%fiR10、Rll、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18。电阻 R16、R17、R18，双运算放大器U5A，光电耦合器U4组成光电隔离器。编码开关S1、S2，电阻RIO、Rll、R12、R13、R14、R15
组成可调式桥T型衰减器。
所诉的传感器测量电路部分包括双运算放大器U1B、U5B，光电耦合器U3、U6，扬声器喇叭 LS1、LS2，电阻 R7、R8、R9、R19、R20、R21，电容 C1、C2、C3。电阻 R7、R8、R9，双运算放大器UlB，光电耦合器U3与电阻R19、R20、R21，双运算放大器U5B，光电耦合器U6分别组成光电隔离器。扬声器喇叭LS1、LS2与电容C2、C3组成传感器部分。所诉的窄带滤波放大电路部分包括变压器T1，NPN型晶体管Q1，可调式电感LI，中频变压器(俗称中周)T2，石英晶体Y1，电阻R22、R23、R24、R25，电容C4、C5、C6、C7、C9，可调式电容C8。晶体管Ql为中放级；电阻R22、R23、R24和电容C4、C5组成直流偏置电路；电阻R25与电容C6组成去耦电路。石英晶体Yl、可调式电容C8与可调式电感LI组成滤波电路。
图1是本发明的电路连接示意2是本发明的总体结构框架3是桥T 型衰减器和可调式桥T型衰减器的原理示意4是窄带滤波放大器的等效电桥原理示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如图1所示，微波技术测量木材湿度的电路包括微波信号产生电路部分(I)、调制微波信号电路部分(2)、传感器测量电路部分(3) (4)以及窄带滤波放大电路部分(5)。微波信号产生电路部分(I)主要由光电隔离器和桥T型衰减器组成。光电隔离器具有使输入输出互相隔离的作用，因此电信号传输具有单向性的特点。光电耦合器中U2的二极管Dl处于由由双运算放大器UlA组成的反馈通路中，流经发光二极管Dl的电流与光电耦合器中的光敏三极管Q的发射极产生的电压V严格成线性关系。图3为桥T型衰减器和可调式桥T型衰减器的原理示意图。桥T型衰减器有如下计算公式:
权利要求
1.一种微波技术测量木材湿度的电路包括微波信号产生电路部分、调制微波信号电路部分、传感器测量电路部分以及窄带滤波放大电路部分: 其中所诉的微波信号产生电路部分包括微波源，双运算放大器UlA,光电稱合器U2,电阻Rl、R2、R3、R4、R5、Re，电阻Rl、R2、R3，双运算放大器U1A，光电耦合器U2组成光电隔离器，电阻R4、R5、Re组成桥T型衰减器； 所诉的调制微波信号电路部分包括双运算放大器U5A，光电耦合器U4，编码开关S1、S2,电阻 RIO、Rll、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18。电阻 R16、R17、R18，双运算放大器U5A，光电耦合器U4组成光电隔离器，编码开关S1、S2，电阻R10、R11、R12、R13、R14、R15组成可调式桥T型衰减器； 所诉的传感器测量电路部分包括双运算放大器U1B、U5B，光电耦合器U3、U6，扬声器喇叭 LS1、LS2，电阻 R7、R8、R9、R19、R20、R21,电容 Cl、C2、C3,电阻 R7、R8、R9，双运算放大器UlB，光电耦合器U3与电阻R19、R20、R21，LM358D双运算放大器U5B，光电耦合器U6分别组成光电隔离器，扬声器喇机LS1、LS2与电容C2、C3组成传感器部分； 所诉的窄带滤波放大电路部分包括变压器T1，NPN型晶体管Q1，可调式电感LI，中频变压器T2，石英晶体Yl，电阻R22、R23、R24、R25，电容C4、C5、C6、C7、C9，可调式电容C8，晶体管Ql为中放级，电阻R22、R23、R24和电容C4、C5组成直流偏置电路，电阻R25与电容C6组成去耦电路，石英晶体Y1、可调式电容CS与可调式电感LI组成滤波电路。
全文摘要
一种微波测量木材湿度电路的设计实现了一种快速、非接触、无损伤且精度较高的微波测量木材湿度的电路，属于电子科学技术领域。通过xx原理。该电路包括微波信号产生电路部分、传感器测量电路部分、调制微波信号电路部分以及窄带滤波放大电路部分。本发明的优点是微波能够穿透木料，其测量结果反映了木材内部的水分，同时不受木材颜色、结构等因素的影响。而且其电路最终的测量值是电磁波的衰减信号和传感器测量信号通过窄带滤波放大得到驻波比和相位移求得的，这使得测量过程迅速且能根据实际情况调整精度和测量范围。这些优点使得这种电路非常适合用于木料湿度的实时、快速在线测量。
文档编号G01N22/04GK103207189SQ201310031759
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者毛世挺, 陈亮, 吴军法, 徐珍宝, 张林波, 朱陆洋, 林久奔, 徐强 申请人:毛世挺