烟支密度检测装置的制作方法

本实用新型属于密度检测技术领域，更具体地说，是涉及一种烟支密度检测装置。

背景技术：

随着现代科学技术的发展，各个行业建设和产品制造过程中对原材料和产品密度精度要求越来越高，各种通用和专用产品密度检测设备应运而生，从而形成了检测设备一时百花齐放的市场形态。现有的烟支密度检测设备大部分为超声波检测、振动检测、放射测试、红外线测试等。此类检测设备的优点是应用范围广，但是缺点也比较突出，如检测速度慢，精度低，对人体有伤害，测试不稳定，受外界干扰严重等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种烟支密度检测装置，旨在解决目前烟支密度检测的检测精度低、易受外界干扰及检测不稳定的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种烟支密度检测装置，包括：谐振腔，产生调谐信号的频率调谐模块，根据所述调谐信号生成微波检测信号并发送给所述谐振腔的微波信号发生器，调节所述微波信号发生器温度的第一温度补偿模块，调节所述谐振腔温度的第二温度补偿模块，根据所述谐振腔输出的微波检测信号输出检波信号的信号检波器，将所述检波信号转换为数字信号的模数转换模块和对所述数字信号进行处理的数据处理模块；

所述频率调谐模块与所述微波信号发生器相连，所述微波信号发生器分别与所述谐振腔和所述第一温度补偿模块相连，所述谐振腔分别与所述信号检波器和所述第二温度补偿模块相连，所述信号检波器与所述模数转换模块相连，所述模数转换模块与所述数据处理模块相连。

进一步地，还包括向所述数据处理模块输入补偿数据信号的固定补偿模块；所述固定补偿模块与所述数据处理模块相连。

进一步地，所述微波信号发生器输出固定频率的微波检测信号。

进一步地，还包括屏蔽壳体；所述微波信号发生器、所述谐振腔和所述信号检波器均设于所述屏蔽壳体内部。

进一步地，所述屏蔽壳体设有第一端口和第二端口；所述第一端口分别与所述微波信号发生器和所述频率调谐模块相连；所述第二端口分别与所述信号检波器和所述模数转换模块相连。

进一步地，所述谐振腔设有烟支输入口、烟支输出口、检测信号输入端和检测信号输出端，所述屏蔽壳体设有第三端口和第四端口；所述烟支输入口与所述第三端口相连，所述烟支输出口与所述第四端口相连，所述检测信号输入端与所述微波信号发生器相连，所述检测信号输出端与所述信号检波器相连。

进一步地，所述屏蔽壳体为铝材质的壳体。

进一步地，所述第一温度补偿模块包括第一温度传感器、第一温度控制器和第一加热部件；所述第一温度控制器分别与所述第一温度传感器和所述第一加热部件相连，所述第一温度传感器和所述第一加热部件均与所述微波信号发生器相连。

进一步地，所述第二温度补偿模块包括第二温度传感器、第二温度控制器和第二加热部件；所述第二温度控制器分别与所述第二温度传感器和所述第二加热部件相连，所述第二温度传感器和所述第二加热部件均与所述谐振腔相连。

进一步地，所述谐振腔为铜材质的腔体。

本实用新型提供的烟支密度检测装置的有益效果在于：利用微波信号进行烟支密度检测，微波检测信号经过谐振腔后被信号检波器接收，数据处理模块对信号检波器输出的检波信号进行处理，根据检波信号的功率得到谐振腔内的烟支密度，从而实现密度检测，通过微波技术和密度检测技术相结合提高烟支密度检测的检测精度；通过温度补偿调节微波信号发生器和谐振腔的温度，避免微波检测信号受外界的干扰，提高密度检测的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例提供的烟支密度检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的烟支密度检测装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的烟支密度检测装置中屏蔽壳体的俯视剖面示意图；

图4为图3所示的烟支密度检测装置中屏蔽壳体的仰视结构示意图；

图5为图3所示的烟支密度检测装置中屏蔽壳体的侧视结构示意图。

图中：100、频率调谐模块；200、微波信号发生器；300、谐振腔；301、烟支输入口；302、烟支输出口；303、检测信号输入端；304、检测信号输出端； 410、第一温度补偿模块；411、第一温度传感器；412、第一温度控制器；413、第一加热部件；420、第二温度补偿模块；421、第二温度传感器；422、第二温度控制器；423、第二加热部件；500、信号检波器；600、模数转换模块；700、数据处理模块；800、固定补偿模块；900、屏蔽壳体；901第一端口；902、第二端口；903、第三端口；904、第四端口；905、第五端口；906、第一侧壁； 907、第二侧壁。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，现对本实用新型提供的烟支密度检测装置进行说明。所述烟支密度检测装置包括频率调谐模块100、微波信号发生器200、谐振腔300、第一温度补偿模块410、第二温度补偿模块420、信号检波器500、模数转换模块 600和数据处理模块700。

频率调谐模块100与微波信号发生器200相连。微波信号发生器200分别与谐振腔300和第一温度补偿模块410相连。谐振腔300分别与信号检波器500 和第二温度补偿模块420相连。信号检波器500与模数转换模块600相连。模数转换模块600与数据处理模块700相连。

频率调谐模块100产生调谐信号并向微波信号发生器200传输调谐信号。微波信号发生器200根据调谐信号生成微波检测信号并发送给谐振腔300。第一温度补偿模块410调节微波信号发生器200的温度。第二温度补偿模块420 调节谐振腔300的温度。信号检波器500根据谐振腔300输出的微波检测信号输出检波信号。模数转换模块600将检波信号转换为数字信号。数据处理模块 700处理数字信号。

本实用新型提供的烟支密度检测装置，利用微波信号进行烟支密度检测，微波检测信号经过谐振腔300后被信号检波器500接收，数据处理模块700对信号检波器500输出的检波信号进行处理，根据功率得到谐振腔300内的烟支密度，从而实现密度检测，通过微波技术和密度检测技术相结合提高烟支密度检测的检测精度；通过温度补偿调节微波信号发生器200和谐振腔300的温度，避免微波检测信号受外界的干扰，提高密度检测的稳定性。

微波是指波长为1mm-1m的电磁波，它在工程应用中具有五个特点：可定向辐射，装置制造相对简单；遇到各种障碍物易于反射；绕射能力较差；传输特性好，传输过程中受灰尘烟雾、强光等外界干扰小；介质对微波的吸收与介质的介电常数成正比。因此将微波技术与密度检测技术相结合，可以实现对烟支的高精确度的密度检测。

本实用新型实施例提供的烟支密度检测装置主要利用微波信号在密闭的金属腔体内传播，在接收发射端之间形成共振点的特性。当空腔谐振器内加入具有电介质特性待测样品后，由于介质的微绕作用，谐振器的谐振特性将会发生变化。一般加入介质是有损耗的，不仅会引起谐振频率的变化，还会因为介质的能量吸收和耗散而引起传输功率的变化。因此，通过检测微波信号的功率变化可以求出被测物体的密度。

具体地，频率调谐模块100输出的调谐信号用于对微波信号发生器200产生的微波检测信号的频率进行调节。微波检测信号通过谐振腔300后被信号检波器500接收。模数转换模块600与数据处理模块700对信号检波器500生成的检波信号进行模数转换和数据处理，得到密度测试结果。

进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的烟支密度检测装置的一种具体实施方式，该烟支密度检测装置还包括固定补偿模块800。固定补偿模块 800与数据处理模块700相连。固定补偿模块800将补偿数据信号传输给数据处理模块700。

为减小系统内部测试引起的偏差，进一步提高检测准确度，在测试前，可以利用测试标准件获得固定补偿值。具体地，可以将测试标准件放入谐振腔300 时获得密度测试值，由密度测试值和标准件的标称值计算出差值，将差值作为固定补偿值，存储于固定补偿模块800中。在实际密度检测时，固定补偿模块 800将固定补偿值以数字信号的形式传输给数据处理模块700，数据处理模块 700利用固定补偿值对得出的密度检测值进行修正补偿，从而提高检测准确度。

进一步地，作为本实用新型提供的烟支密度检测装置的一种具体实施方式，微波信号发生器200输出固定频率的微波检测信号。

在本实施例中，烟支密度检测装置可以用于高速密度检测，即对以高速度通过谐振腔300的烟支进行密度检测。作为高速密度检测装置，微波传感器的密度测量应能提供足够高的测量数据率。因此，密度测量可采用固定频率微波信号，通过功率检测方式进行。采用固定频率的微波信号能够降低频率变化对传输功率的影响，从而提高检测装置处理数据的速度。对于固定频率微波信号，谐振器谐振特性变化所引起的传输功率的变化是非线性的，但是，当被测物体通过谐振腔300时，输出信号频率的变化与被测物体密度成比例，可以通过实验拟合可以得到功率变化与密度的函数，从而根据测得的功率变化求出被测物体的密度。

进一步地，请参阅3，作为本实用新型提供的烟支密度检测装置的一种具体实施方式，该烟支密度检测装置还包括屏蔽壳体900。微波信号发生器200、谐振腔300和信号检波器500均设于屏蔽壳体900内部。

其中，屏蔽壳体900采用金属材质，用于屏蔽外界对微波信号的干扰，从而提高密度检测的检测准确度。可选地，屏蔽壳体900为铝材质的壳体。微波信号发生器200、谐振腔300和信号检波器500固定设于屏蔽壳体900的底板上。微波信号发生器200和信号检波器500均通过同轴线与所述谐振腔300相连。屏蔽壳体900的内部空间为经过仿真模拟所得，能够有效的避免在谐振腔 300之外的空间里产生谐振，增强检测的稳定性。

进一步地，请参阅图3及图4，作为本实用新型提供的烟支密度检测装置的一种具体实施方式，屏蔽壳体900设有第一端口901和第二端口902。第一端口901分别与微波信号发生器200和频率调谐模块100相连，第二端口902 分别与信号检波器500和模数转换模块600相连。

在本实施例中，第一端口901和第二端口902均设于屏蔽壳体900的底板。第一端口901在屏蔽壳体900内部通过同轴线与微波信号发生器200相连，在所述屏蔽壳体900外部与频率调谐模块100相连。第二端口902在屏蔽壳体900 内部通过同轴线与信号检波器500相连，在屏蔽壳体900外部与模数转换模块 600相连。

进一步地，请参阅图3及图5，作为本实用新型提供的烟支密度检测装置的一种具体实施方式，谐振腔300设有烟支输入口301、烟支输出口302、检测信号输入端303和检测信号输出端304。屏蔽壳体900设有第三端口903和第四端口904。烟支输入口301与第三端口903相连，烟支输出口302与第四端口904相连，检测信号输入端303与微波信号发生器200相连，检测信号输出端304与信号检波器500相连。

在本实施例中，屏蔽壳体900的第一侧壁906上设有第三端口903，与第一侧壁906相对的第二侧壁907上设有第四端口904。可选地，谐振腔300为内部中空的圆柱状。谐振腔300的第一底面与第一侧壁906相对，谐振腔300 的第二底面与第二侧壁907相对。检测信号输入端303和检测信号输出端304 均设于圆柱状的谐振腔300的圆弧面。检测信号输入端303通过同轴线与微波信号发生器200相连，检测信号输出端304通过同轴线与信号检波器500相连。烟支依次从屏蔽壳体900上的第三端口903、谐振腔300的烟支输入口301、谐振腔300的烟支输出口302和屏蔽壳体900上的第四端口904通过。谐振腔300 为内部中空的圆柱状，有利于烟支的顺畅通过，避免烟支在谐振腔300内停滞，影响密度检测。

可选地，谐振腔300为铜材质的腔体。铜具有良好的屏蔽性能，能更好的抗击干扰，使得烟支密度检测装置的检测准确度大大提高。

进一步地，参阅图3，作为本实用新型提供的烟支密度检测装置的一种具体实施方式，第一温度补偿模块410包括第一温度传感器411、第一温度控制器412和第一加热部件413。第一温度控制器412分别与第一温度传感器411 和第一加热部件413相连，第一温度传感器411和第一加热部件413均与微波信号发生器200相连。

在本实施例中，第一加热部件413可以为加热片或加热带等，可以根据控制信号对物体进行加热。第一温度传感器411固定接于微波信号发生器200，用于感应微波信号发生器200的温度，并将温度信号传输给第一温度控制器 412。第一温度控制器412可以根据温度信号向第一加热部件413传输控制信号，第一加热部件413根据控制信号对微波信号发生器200进行加热或停止加热，从而使微波信号发生器200稳定于恒定的温度，输出稳定的微波检测信号，进而提高密度检测的稳定性。可选地，第一温度传感器411、第一温度控制器412 和第一加热部件413均固定设于屏蔽壳体900的内部。第一加热部件413为加热片，设于微波信号发生器200的侧面。

进一步地，请参阅图3及图4，作为本实用新型提供的烟支密度检测装置的一种具体实施方式，第二温度补偿模块420包括第二温度传感器421、第二温度控制器422和第二加热部件423。第二温度控制器422分别与第二温度传感器421和第二加热部件423相连，第二温度传感器421和第二加热部件423 均与谐振腔300相连。

在本实施例中，第二加热部件423可以为加热片或加热带等，可以根据控制信号对物体进行加热。第二温度传感器421固定接于谐振腔300，用于感应谐振腔300的温度，并将温度信号传输给第二温度控制器422。第二温度控制器422可以根据温度信号向第二加热部件423传输控制信号，第二加热部件423 根据控制信号对谐振腔300进行加热或停止加热，从而使谐振腔300稳定于恒定的温度，避免外界温度对谐振腔300内部微波信号传播的影响，进而提高密度检测的稳定性。

可选地，第二温度传感器421和第二加热部件423设于屏蔽壳体900内部；第二温度控制器422设于屏蔽壳体900的外部。屏蔽壳体900设有第五端口905，第二温度传感器421和第二加热部件423通过传输线与第五端口905相连。第五端口905在屏蔽壳体900的外部通过连接线与第二温度控制器422相连。第二加热部件423为加热带。若谐振腔300为内部中空的圆柱状，则第二加热部件423缠绕于圆柱状的圆弧面，以对谐振腔300加热更为均衡，减小加热过程对微波信号的影响，提高密度检测的稳定性。

本实用新型提供的烟支密度检测装置的有益效果在于：利用微波信号进行烟支密度检测，微波检测信号经过谐振腔300后被信号检波器500接收，数据处理模块700对信号检波器500输出的检波信号进行处理，根据功率可以得到谐振腔300内的烟支密度，从而实现密度检测，通过微波技术和密度检测技术相结合提高烟支密度检测的检测精度；通过温度补偿调节微波信号发生器200 和谐振腔300的温度，避免微波检测信号受外界的干扰，提高密度检测的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。