專利名稱：基于射頻的濕度測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本設(shè)計屬于傳感器領(lǐng)域的濕度傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用射頻測量濕度的方法。
背景技術(shù)：
目前常用的濕度計主要有干濕 球和阻抗式濕度計。干濕球是最古老最常用的濕度測量方法之一，在量程范圍內(nèi)相對濕度測量精度較高，但只適用于(T85°C溫度范圍內(nèi)的空氣濕度測量。阻抗式濕度計同樣在高溫高濕環(huán)境中工作不穩(wěn)定，易老化。也有一種微波濕度計，它是通過空氣吸收微波輻射的程度來測量空氣的濕度，該方法雖測量量程寬，但儀表加工要求嚴格，成本高，且不適用于濕度變化快的測量場合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適應(yīng)于各種高低溫高濕環(huán)境的濕度測量方法。本發(fā)明利用水蒸氣對射頻信號的敏感吸收完成了對所需環(huán)境的濕度測量。對于射頻發(fā)送模塊采用多天線技術(shù)，向不同方向位置的接收模塊發(fā)送信號，從而更準確地測量所處環(huán)境的濕度。本發(fā)明的主機系統(tǒng)中存有各個裝置的唯一識別代碼及數(shù)據(jù)處理方式和程序。本發(fā)明基于射頻的濕度測量方法，包括以下步驟
A、根據(jù)所要測量的環(huán)境，確定發(fā)射模塊和接收模塊之間的距離，一般在1000米以內(nèi)，在這段距離上射頻信號可視為直線視距傳輸；
B、根據(jù)所測量的環(huán)境，選擇水蒸氣吸收射頻信號的參數(shù)％%與射頻的發(fā)射頻率和環(huán)境溫度有關(guān)，其取值一般小于O. lmff/g ；
C、射頻發(fā)射模塊在短時間內(nèi)，如Is內(nèi)，通過天線以一固定的發(fā)送功率發(fā)送一固定頻率的射頻信號給接收模塊，并將此次射頻的發(fā)射功率以微波方式通過天線發(fā)送給主機，射頻發(fā)射頻率為430. 05 440MHz或902 928MHz ；
D、射頻接收模塊通過天線和接收機單元接收射頻發(fā)射模塊發(fā)送的射頻信號，并根據(jù)射頻接收模塊中數(shù)據(jù)處理單元計算出接收功率，并將接收功率信息通過天線以微波發(fā)送給主機；
P-P -￡
E、主機接收射頻發(fā)射模塊和接收模塊發(fā)送的信息，并根據(jù)公式Af^一色進行處
理，此公式通過如下步驟得出
被水吸收的射頻信號功率計算公式為晷=巧-茗，其中，€為發(fā)射功率，是自己
設(shè)定的茗力接收功率，可以通過接收模塊中的功率計直接得出，矣為路徑損耗，可以通過
查找無線通信路徑損耗資料獲得，K為被水蒸氣吸收的功率。
在射頻信號傳輸過程中水蒸氣對射頻信號的影響是與發(fā)射頻率有關(guān)的，水蒸氣對不同的發(fā)射頻率具有不同的吸收程度，因此水蒸氣對射頻信號的影響可記為
權(quán)利要求
1.一種基于射頻的濕度測量方法，其特征在于包括以下步驟 根據(jù)所要測量的環(huán)境，確定發(fā)射模塊和接收模塊之間的距離； 選擇水蒸氣吸收射頻信號的參數(shù)士 /與射頻的發(fā)射頻率和環(huán)境溫度有關(guān)，取值范圍為O O. ImW/g ； 射頻發(fā)射模塊在短時間內(nèi)，通過天線以一固定的發(fā)送功率發(fā)送一固定頻率的射頻信號給接收模塊，并將此次射頻的發(fā)射功率以微波方式通過天線發(fā)送給主機； D、射頻接收模塊通過天線和接收機單元接收射頻發(fā)射模塊發(fā)送的射頻信號，并根據(jù)射頻接收模塊中數(shù)據(jù)處理單元計算出接收功率，并將接收功率信息通過天線以微波發(fā)送給主機； E、主機接收射頻發(fā)射模塊和接收模塊發(fā)送的信息，并根據(jù)濕度的計算公式 aZd 得到所測環(huán)境的濕度，式中被水吸收的射頻信號功率為,其中JJ力發(fā)射功率，Pt為接收功率，Pr通過接收模塊中的功率計直接得出，I*為路徑損耗，Pv為被水蒸氣吸收的功率；水蒸氣對射頻信號的影響為=<!/··/V P 其中，《/為水蒸氣吸收射頻的程度參數(shù)P,表亍絕對濕度，r為吸收射頻的水蒸氣的體積；在發(fā)射天線與接收天線之間，射頻信號視為直線傳輸，有巧=%-A-rf，其中，為發(fā)射天線與接收天線之間的距離。
2.如權(quán)利要求I所述的基于射頻的濕度測量方法，其特征在于所述步驟C中射頻接收模塊所計算出的接收功率通過信道編碼再以微波的方式發(fā)送給主機。
3.如權(quán)利要求2所述的基于射頻的濕度測量方法，其特征在于一個射頻發(fā)射模塊可以同時向不同方向多個射頻接收模塊發(fā)射射頻信號。
4.如權(quán)利要求3所述的基于射頻的濕度測量方法，其特征在于對每個射頻發(fā)射模塊和射頻接收模塊都有唯一識別的代碼，并且對于各個發(fā)射模塊在某一時刻發(fā)射的射頻信號和接收模塊接收的射頻信號都有唯一的識別代碼。
5.如權(quán)利要求I所述的基于射頻的濕度測量方法，其特征在于所述的發(fā)射模塊和接收模塊之間的距離為1000米以內(nèi)。
6.如權(quán)利要求I所述的基于射頻的濕度測量方法，其特征在于所述的頻率為.430. 05 440MHz 或 902 928MHz。
全文摘要
基于射頻的濕度測量方法，主機處理模塊根據(jù)接收到的射頻發(fā)射功率和接收功率來計算空氣中水蒸氣的含量。先根據(jù)所要測量的環(huán)境，確定發(fā)射模塊和接收模塊之間的距離和水蒸氣吸收射頻信號的參數(shù)，射頻發(fā)射模塊在短時間內(nèi)，通過天線以一固定的發(fā)送功率發(fā)送一固定頻率的射頻信號給接收模塊，并將此次射頻的發(fā)射功率以微波方式通過天線發(fā)送給主機；射頻接收模塊通過天線和接收機單元接收射頻發(fā)射模塊發(fā)送的射頻信號,并根據(jù)射頻接收模塊中數(shù)據(jù)處理單元計算出接收功率，計算出被水吸收的射頻功率，從而計算空氣的濕度。本發(fā)明方便簡捷，適用范圍寬。
文檔編號G01N22/04GK102636500SQ20121011067
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者周婧瑩, 趙于前, 郭海艷, 郭迎 申請人:湖南中大智能科技有限公司