一种动态跟踪微波谐振腔参数的装置及方法与流程

本发明属于卷烟工艺质检，具体涉及一种动态跟踪微波谐振腔参数的装置及方法。

背景技术：

1、烟支水分和密度是卷烟产品工艺质检的两个重要指标，不仅影响烟支内在质量，同时也影响其硬度、吸阻、燃烧速度等物理指标。传统人工检测采用烘箱称重法，工作量大且耗时较长。基于微波谐振腔微扰法可以很好的替代人工，实现烟支水分密度的快速检测。然而微波谐振腔的关键参数容易受环境干扰发生变化，非常影响测量的准确度。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种动态跟踪微波谐振腔参数的装置及方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种动态跟踪微波谐振腔参数的装置，包括工控机、微波信号源模块、第一隔离器、微波谐振腔、第二隔离器和微波检波模块；工控机、微波信号源模块、第一隔离器、微波谐振腔、第二隔离器和微波检波模块通过线路依次连接；

4、工控机，被配置为用于微波信号的发射，并对数据进行分析和处理；

5、微波信号源模块，被配置为用于实现微波扫频；

6、第一隔离器、第二隔离器，均被配置为用于信号的隔离；

7、微波谐振腔，被配置为用于传导微波信号；

8、微波检波模块，被配置为用于将微波幅值转为电压信号；

9、通过工控机控制微波信号的发射，经微波谐振腔后通过微波检波模块将微波信号数据上传至工控机，由工控机进行数据分析和处理。

10、优选地，微波谐振腔是由圆形金属壳体和陶瓷介质组成的微波介质腔。

11、优选地，微波信号源模块的频率范围为0ghz～6ghz。

12、此外，本发明还提到一种动态跟踪微波谐振腔参数的方法，该方法采用如上所述的一种动态跟踪微波谐振腔参数的装置，具体包括如下步骤：

13、步骤1：判断装置是否处于空闲状态，若处于非空闲状态，则等待直至空闲；

14、步骤2：对微波谐振腔的空腔按指定的步进进行扫频，获取微波谐振腔空腔的功率-频率曲线；

15、步骤3：计算微波谐振腔空腔状态的包括谐振频率、谐振幅值、带宽在内的参数；

16、步骤4：下一次测量时基于最近一次的谐振腔空腔参数设置本次测量的微波频段。

17、优选地，步骤3中，计算微波谐振腔空腔参数的方法，具体包括以下步骤：

18、步骤3.1：将空腔扫频信号进行滑动平均滤波，以减少随机噪声，使信号更加平滑；

19、步骤3.2：遍历寻找信号峰值点，得到谐振频率、谐振幅值，根据谐振幅值得到半功率点；

20、步骤3.3：根据半功率点遍历初步定位到信号的下限截止频率范围，取该频率范围附近若干点进行最小二乘线性拟合，从而得到更精细的下限截止频率；

21、步骤3.4：根据半功率点遍历初步定位到信号的上限截止频率范围，取该频率范围附近若干点进行最小二乘线性拟合，从而得到更精细的上限截止频率；

22、步骤3.5：根据上限截止频率和下限截止频率，计算半功率带宽。

23、本发明所带来的有益技术效果：

24、本发明利用系统的空闲时间计算微波谐振腔的空腔参数以达到动态跟踪的目的，此外计算微波谐振腔空腔参数的方法提升了计算精度，可精确得到微波谐振腔的空腔参数。

技术特征：

1.一种动态跟踪微波谐振腔参数的装置，其特征在于：包括工控机、微波信号源模块、第一隔离器、微波谐振腔、第二隔离器和微波检波模块；工控机、微波信号源模块、第一隔离器、微波谐振腔、第二隔离器和微波检波模块通过线路依次连接；

2.根据权利要求1所述的动态跟踪微波谐振腔参数的装置，其特征在于：微波谐振腔是由圆形金属壳体和陶瓷介质组成的微波介质腔。

3.根据权利要求1所述的动态跟踪微波谐振腔参数的装置，其特征在于：微波信号源模块的频率范围为0ghz～6ghz。

4.一种动态跟踪微波谐振腔参数的方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的一种动态跟踪微波谐振腔参数的装置，具体包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的动态跟踪微波谐振腔参数的方法，其特征在于：步骤3中，计算微波谐振腔空腔参数的方法，具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种动态跟踪微波谐振腔参数的装置及方法，属于卷烟工艺质检技术领域，本发明装置包括工控机、微波信号源模块、第一隔离器、微波谐振腔、第二隔离器和微波检波模块；工控机、微波信号源模块、第一隔离器、微波谐振腔、第二隔离器和微波检波模块通过线路依次连接；本发明方法包括以下步骤：判断装置是否处于空闲状态，若处于非空闲状态，则等待直至空闲；对微波谐振腔的空腔进行扫频；计算微波谐振腔空腔状态的参数；下一次测量时基于最近一次的谐振腔空腔参数设置本次测量的微波频段。利用系统的空闲时间计算微波谐振腔的空腔参数以达到动态跟踪的目的，提升了计算精度，可精确得到微波谐振腔的空腔参数。

技术研发人员：朱宁,尚守锋,徐洋,王鸿山,林伟,耿守本,徐孝
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十一研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27