一种基于可调微波谐振腔技术的纸张含水量检测装置的制作方法

文档序号:15160771发布日期:2018-08-14 15:33阅读:359来源:国知局

本实用新型属于检测领域,特别是涉及到一种基于可调微波谐振腔技术的纸张含水量检测装置。



背景技术:

在造纸行业中稳定纸张含水量是保证纸张质量、减少纸病的基本要求;在印刷行业中,纸张含水量达不到规定的标准会对印刷、覆膜产生巨大的影响,而纸张含水量的准确测量是控制纸张内部水分的基础。

目前经常用到的检测方式主要有这几种:重力测湿法、红外线吸收法(NIR)、使用电容式测量仪等,但这几种方法都存在不足:

(1)重力测湿法:由于其操作步骤复杂,测量速度过慢,且对纸张样本存在一定的破坏性,故不能用于印刷行业的快速在线检测;

(2)红外吸收法:在检测过程当中,红外辐射容易被物料中其它成分吸收,导致检测结果出现偏差。另外,红外线的穿透能力比较差,很难把它应用在质量较重纸张含水量的快速检测;

(3)使用电容式测量仪:由于电容式测量仪自身结构的限制,在温度较高时,容易使得测量结果存在较大的误差,对于一些工作环境温度高、要求含水量精确的印刷工艺还是不能满足其要求。

微波具有很强的穿透力,当微波穿过含水物质时,微波自身所携带的能量会被水分吸收或消耗掉一部分,而纸张中的干燥成分(主要是植物纤维)对微波能量的影响极其微弱。进而可以通过微波能量衰减程度来表征物质内部水分含量。另外,微波的穿透性极好,能够穿透高克重纸张,实现含水量的检测。微波测含水量能够实现在线检测,并且具有快速、安全、无接触、不会破坏纸张等优点。

因此,目前亟需一种装置,能利用微波技术实现纸张含水量的检测。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提出一种基于可调微波谐振腔技术的纸张含水量检测装置,利用微波技术对纸张水分进行高精度、快速的测量,同时可避免纸张含水量的测量受温度影响。

为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:

一种基于可调微波谐振腔技术的纸张含水量检测装置,包括:激励源、金属腔体,设置在金属腔体内的耦合膜片;所述金属腔体为截面呈矩形的封闭腔体;所述耦合膜片为开圆孔的薄片,将金属腔体隔开,左侧作为矩形波导,右侧作为谐振腔;所述激励源添加在矩形波导的左侧端面;所述谐振腔用于放置待测纸张。

进一步的,所述矩形波导的高度为宽度的一半。

进一步的,所述耦合膜片位置可调。

进一步的,所述金属腔体设有温度探头,所述温度探头电连接控制系统。

更进一步的,所述温度探头内设有电加热器,所述电加热器电连接控制系统。

相对于现有技术,本实用新型所述基于可调微波谐振腔技术的纸张含水量检测装置的有益效果为:

本实用新型基于微波谐振腔技术,实现了大量程纸张水分的在线无损测量,利用微波技术对纸张水分进行高精度、快速的测量;本实用新型结构简单,检测精确度更高、抗干扰能力更强、工作更稳定;同时本实用新型还能实现对温度的反馈控制,避免纸张含水量的测量受温度影响。

附图说明:

图1是本实用新型的结构示意图。

其中:

1、金属腔体; 2、耦合膜片;

3、矩形波导; 4、矩形谐振腔;

5、待测样品。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

谐振腔是本实用新型所用到的关键部件。谐振腔通常是由导体围绕波导构成的封闭腔体,将电磁波限制在腔体内,使辐射损耗为零。

如图1所示,本实用新型使用矩形传输线性微波谐振器(矩形谐振腔4)对纸张内部的水分含量进行检测,图中开圆孔的薄片是金属腔体1内的耦合膜片2,在起到耦合作用的同时,将矩形谐振腔4与矩形波导3分隔开来。矩形谐振腔4内放置的物质是多层纸张叠放而成的待测样本5。在矩形波导3的左侧端面添加激励源。

耦合膜片2位置可调。

本实用新型比较优选的设计方案是所述矩形波导3的高度为宽度的一半。

本实用新型还可以在所述金属腔体1设有温度探头,所述温度探头电连接控制系统。所述温度探头内设有电加热器,所述电加热器电连接控制系统。这是因为纸张含水量的测量受温度影响较大,因此探头为系统提供表征探头温度的模拟电压信号,系统对此信号采样后,PWM脉冲控制探头内电加热器的功率,实现对探头温度的反馈控制。

以上描述了本实用新型的基本原理、主要特征和实施方案等信息,但是本实用新型不受上述实施过程的限制,在不脱离实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还可以有各种变化和改进。因此,除非这种变化和改进脱离了本实用新型的范围,它们应该被看作包含在本实用新型中。

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