基于光譜分析的微波加熱實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、微波加熱具有方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，微波加熱的均勻性是一個(gè)重要的課題，微波場中的溫度測量也是需要考慮的問題。另外，微波對介質(zhì)材料有怎樣的影響，采用什么方法檢測介質(zhì)材料經(jīng)過微波加熱之后的成分變化，這些問題對于微波的應(yīng)用是非常重要的。
　　本文的目的是組建微波加熱實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)，研究系統(tǒng)中的微波加熱和近紅外光譜檢測問題，包括使用熒光光纖溫度傳感器進(jìn)行微波爐加熱的均勻性實(shí)驗(yàn)，研究影響微波加熱均勻性的因素；使用HFSS軟件對矩形波導(dǎo)中的樣品盒進(jìn)行仿

2、真設(shè)計(jì)，使得介質(zhì)材料在樣品盒內(nèi)進(jìn)行微波加熱時(shí)的反射系數(shù)最小、電場分布最均勻；設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)的截止波導(dǎo)，將單模微波加熱系統(tǒng)與近紅外光譜檢測結(jié)合起來；采用小波變換和小波包變換法對介質(zhì)材料經(jīng)過單模微波加熱之后檢測到的近紅外光譜進(jìn)行降噪處理。論文研究了基于不同機(jī)理的熒光光纖溫度傳感器，采用基于熒光壽命的光纖溫度傳感器進(jìn)行微波加熱的均勻性實(shí)驗(yàn)，包括純凈水、純牛奶、面團(tuán)和蝦片，分析了影響微波加熱均勻性的因素；完成了樣品盒和實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)中的矩形波導(dǎo)

3、的仿真分析，基于有限元法結(jié)合HFSS仿真軟件設(shè)計(jì)了盛放介質(zhì)材料的樣品盒，通過比較反射系數(shù)和均勻性得到了加熱效果最好的菱形樣品盒，同時(shí)設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)的截止波導(dǎo)。
　　本文采用小波變換和小波包變換兩種方法對實(shí)驗(yàn)得到的介質(zhì)材料的近紅外光譜進(jìn)行光譜預(yù)處理，消除光譜噪聲。通過研究降噪過程中涉及的相關(guān)參數(shù)，選擇不同的小波基、階數(shù)、分解層數(shù)和適當(dāng)?shù)拈撝捣椒▽t外光譜進(jìn)行降噪處理，進(jìn)而通過比較信噪比和均方根誤差評價(jià)降噪效果，得到了降噪效果最