微波槽波導傳感器的製作方法

2023-05-02 20:47:26 1

專利名稱：微波槽波導傳感器的製作方法
技術領域：
本發明屬於微波檢測技術領域，具體涉及一種微波槽波導傳感器。
背景技術：
微波能穿透衰減大的非金屬材料，在非電量檢測領域中，微波檢測具有很強的優勢。微波檢測物料的指標比電容傳感器的靈敏度高，而比γ射線傳感器的汙染小得多，且操作方便，對物料無損傷、非接觸、無汙染、便於實現自動化。微波檢測技術在工農業生產、國防建設和科學研究中具有廣泛的應用。由於採用常規矩形波導或諧振腔，無論是應用反射式還是通過式或吸收式的測試方法，都需要將物料樣品置于波導傳感器或諧振腔中，測出一個值後，再取出樣品，如此反覆操作，不能使顆粒、粉狀、液體等物料實現自動連續檢測。

發明內容
本發明的目的在於提供一種可使大量物料實現快速、在線、實時、自動連續檢測與控制，而且其檢測精度還可大大提高的微波槽波導傳感器。
為實現上述目的，本發明提供的技術方案是在一種中間凸起的槽及其兩側平行板敞開的微波金屬槽波導的基礎上，利用毫米波槽波導兩側平板開放的結構特點，以及其電磁場集中於槽區，非常有利於與物料的相互作用這一原理，將其尺寸放大後用作釐米波或分米波而形成的新型微波槽波導傳感器。該微波槽波導傳感器是將槽波導一側平板區的敞開端向外張開呈喇叭狀作為上端物料入口，以便於進料；而將槽波導另一側平板區的敞開端向內收縮作為下端物料出口，以保證物料充滿傳感器且自上而下地連續流動。
上述槽波導的上端喇叭狀物料入口、下端收縮狀物料出口還可以直接與進出料輸送管道連接，以實現密封檢測。
本發明提供的上述微波槽波導傳感器，克服了常規波導或諧振腔式微波傳感器不能使大量物料實現自動連續檢測的缺點，這不僅可使大量物料實現快速、在線、實時、自動連續檢測與控制，而且由於槽波導比常規矩形波導的結構尺寸大，將槽波導傳感器改在釐米或分米波段上使用，這樣不但方便了實際生產上的應用，大大提高了檢測精度，而且信號源的費用也可以降低，更加經濟實用。這種微波槽波導傳感器可以實現密封檢測，對環境無汙染，對物料無損傷，利用計算機還可以聯接到網際網路上實現遠程檢測與控制。該微波槽波導傳感器的結構簡單、響應快、無汙染、無損傷，適用於顆粒狀、粉狀、漿狀特別是原油等液體或有毒物料的溼度、混合比或介電常數等指標的檢測與控制。在建材、化工、石油、糧食和食品等工農業生產部門中，可以提高產品質量和生產效率，減輕工人的勞動強度，保護其健康，從而可以提高經濟效益、環境效益與社會效益，有著廣闊的應用前景。槽波導傳感器的應用打開了使物料實現微波自動連續檢測的大門，將使微波檢測與控制及其開發應用邁上一個新臺階。


圖1為微波槽波導傳感器一種實施例的結構示意2為微波槽波導傳感器另一種實施例的結構示意3為微波槽波導傳感器與其過渡段的連接示意圖具體實現方式 如圖1所示，該微波槽波導傳感器是將槽波導1一側平板區的敞開端作成向外張開的喇叭狀作為上端物料入口2，以便於進料；而將槽波導1另一側平板區的敞開端向內收縮作為下端物料出口3，以保證物料充滿傳感器且自上而下地連續流動。上述槽波導的上端喇叭狀物料入口2、下端收縮狀物料出口3還可以直接與進出料輸送管道連接，以實現密封檢測。
如圖2所示，微波槽波導傳感器的槽波導1的橫截面除了橢圓形槽波導外，還可以製成梯形槽波導或圓形槽波導等其它形狀。
如圖3所示，在實際應用中，作為微波檢測部件的微波槽波導傳感器的輸入端連接一個對微波吸收很低的良好微波介質平板4，例如聚四氟乙烯或聚苯乙烯薄平板，以防流動的物料向外洩漏，再與一個矩形波導與槽波導的過渡段5相連，其前面與常規矩形波導測試裝置相連接。
若採用反射式測試法，微波槽波導傳感器的輸出端用良導體平板封閉；若採用吸收式測試法，其輸出端連接一個聚四氟乙烯薄平板，再與微波槽波導匹配負載相連接；若採用通過式測試法，其輸出端連接一個聚四氟乙烯薄平板，再連接一個同樣的槽波導與矩形波導的過渡段5，使其輸出的微波信號過渡到矩形波導中再進行檢測。
權利要求
1.一種微波槽波導傳感器，其特徵在於將槽波導(1)一側平板區的敞開端向外張開呈喇叭狀作為上端物料入口(2)；而將槽波導(1)另一側平板區的敞開端向內收縮作為下端物料出口(3)。
2.根據權利要求1所述微波槽波導傳感器，其特徵在於其輸入端連接一個對微波吸收很低的良好微波介質平板(4)，再與一個矩形波導與槽波導的過渡段(5)相連，過渡段(5)的輸入端與常規矩形波導測試裝置相連接。
3.根據權利要求2所述微波槽波導傳感器，其特徵在於採用反射式測試法，其輸出端用良導體平板封閉。
4.根據權利要求2所述微波槽波導傳感器，其特徵在於採用吸收式測試法，其輸出端連接一對微波吸收很低的良好微波介質平板(4)，再與微波槽波導匹配負載相連接。
5.根據權利要求2所述微波槽波導傳感器，其特徵在於若採用通過式測試法，其輸出端連接一對微波吸收很低的良好微波介質平板(4)，再連接一個同樣的槽波導與矩形波導的過渡段(5)，使其輸出的微波信號過渡到矩形波導中再進行檢測。
6.根據權利要求1至5任一所述微波槽波導傳感器，其特徵在於上述槽波導(1)的上端喇叭狀物料入口(2)、下端收縮狀物料出口(3)還可以直接與進出料輸送管道連接，以實現密封檢測。
7.根據權利要求1至5任一所述微波槽波導傳感器，其特徵在於上述槽波導(1)的橫截面除了橢圓形槽波導外，還可以製成梯形槽波導或圓形槽波導等其它形狀。
8.根據權利要求2至5任一所述微波槽波導傳感器，其特徵在於上述對微波吸收很低的良好微波介質平板(4)可以是聚四氟乙烯或聚苯乙烯薄平板。
全文摘要
一種微波槽波導傳感器用於微波檢測物料。該微波槽波導傳感器是在一種中間凸起的槽及其兩側平行板敞開的微波金屬槽波導的基礎上，將槽波導一側平板區的敞開端向外張開呈喇叭狀作為上端物料入口；而將槽波導另一側平板區的敞開端向內收縮作為下端物料出口，以保證物料充滿傳感器且自上而下地連續流動。所述上端喇叭狀物料入口、下端收縮狀物料出口還可以直接與進出料輸送管道連接，以實現密封檢測。該微波槽波導傳感器結構簡單、易於製造、成本低，性能可靠，操作方便，響應快、非接觸、無損傷、無汙染，而且其檢測精度可大大提高，可以實現快速、在線、實時、封閉、自動連續檢測與控制，實用方便，應用範圍廣。適用於顆粒狀、粉塵、漿狀特別是原油等液體或有毒物料的溼度、混合比或介電常數等指標的檢測與控制。
文檔編號G01N22/00GK1546997SQ20031012005
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月3日 優先權日2003年12月3日
發明者許福永 申請人:蘭州大學