基于微波諧振腔的紙張含水量在線測量技術(shù)研究.pdf

1、紙張水分是紙張生產(chǎn)中的重要參數(shù)，水分值是紙張質(zhì)量的主要指標(biāo)，穩(wěn)定紙張水分是保證紙張質(zhì)量的基本要求。紙張水分在線測量可以較為全面的反映出紙張水分實時分布狀況，它是紙張質(zhì)量控制系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。紙張水分在線測量主要有紅外和微波兩種方法。微波具有很強的穿透力，因此能夠用于高克重紙張的水分在線無損測量。
　　本文所介紹的用于含水量在線測量的方法是微波諧振腔微擾法。微波諧振腔微擾指的是微波諧振腔內(nèi)部填充物質(zhì)的介電常數(shù)或者規(guī)格形狀發(fā)生的微小變化

2、會對諧振腔的電磁場分布產(chǎn)生微擾，此時微波諧振腔的諧振頻率會產(chǎn)生相應(yīng)變化。因此，當(dāng)微波諧振腔內(nèi)紙張水分發(fā)生改變時，會引起諧振腔內(nèi)部介質(zhì)介電常數(shù)的變化，最終反映到諧振頻率變化。諧振腔測量系統(tǒng)就是通過對諧振頻率的檢測實現(xiàn)紙張含水量的在線測量。
　　本文按照項目對產(chǎn)品性能指標(biāo)的要求進(jìn)行了測量系統(tǒng)的研制，首先制定出總體設(shè)計方案，然后針對每個模塊的具體要求完成設(shè)計與調(diào)試工作。文章圍繞著系統(tǒng)的工作流程設(shè)計了軟件程序并調(diào)試。最后利用實驗驗證系統(tǒng)的

3、整體工作性能是否滿足指標(biāo)要求。本文的設(shè)計內(nèi)容主要包括：
　　1、設(shè)計為系統(tǒng)提供掃描電壓的積分電路。系統(tǒng)通過向微波頻率源輸入掃描電壓產(chǎn)生掃頻振蕩的微波信號，因此合理控制掃描電壓的范圍可使在保證檢出諧振點的同時減小雜波脈沖的干擾。
　　2、設(shè)計微分整形電路提取諧振脈沖前沿。系統(tǒng)通過計算諧振點處一定時間內(nèi)的信號脈沖數(shù)來檢測諧振頻率差，因此準(zhǔn)確地檢測出諧振點是系統(tǒng)的首要任務(wù)。通過調(diào)試微分電路以及設(shè)計微分鎖定環(huán)節(jié)減小了雜波脈沖以及環(huán)境

4、噪聲對測量過程的干擾。
　　3、設(shè)計探頭溫度控制電路。紙張含水量的測量受溫度影響較大，因此設(shè)計溫度控制回路，將探頭溫度保持在設(shè)定值。設(shè)計溫度檢測電路為系統(tǒng)提供表征探頭溫度的模擬電壓信號，系統(tǒng)對此信號采樣后通過 PID算法調(diào)節(jié) PWM脈沖的占空比，并利用PWM脈沖控制探頭內(nèi)電加熱器的功率，實現(xiàn)對探頭溫度的反饋控制。
　　4、設(shè)計主控電路和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的控制邏輯。設(shè)計人機通信模塊，便于調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。設(shè)計信號轉(zhuǎn)換模塊，使系統(tǒng)