基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于棉包水分測量技術領域，具體涉及一種基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]微波法棉包回潮率測試是一個較新的領域，國家相關標準發(fā)布時間不長，相關研究不多?！疽环N微波法棉包回潮率測試裝置中的掃描機構】提出了將單個天線用機械方式掃描來覆蓋整體棉包的機械式掃描法，來達到對棉包的整體覆蓋，但設備龐大，重量重，耗電大，導致設備成本高，使用不方便，并且需對運動部件定期保養(yǎng)，增加了使用工作量，可靠性也不高。為解決該天線在實際使用中存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的目的是提供基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，具有重量輕、耗電小、測量可靠性高的特點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是:基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，包括有與伺服機構相連的微波法棉包水分測試主機；微波法棉包水分測試主機控制端與被測棉包上方的電子開關相連；電子開關分別與天線、天線a2、天線a3、天線aN組成的上方天線陣列相連；所述被測棉包下方設有底部電子開關，底部電子開關上也連接有下方天線陣列，上方天線陣列與下方天線陣列結(jié)構相同。
[0005]所述的上方天線陣列中的天線與下方天線陣列的的天線位置一一對應，構成天線對。
[0006]所述的電子開關與底部電子開關結(jié)構相同。
[0007]本實用新型的有益效果是:
[0008]本專利提出將電子控制波束掃描方案應用到微波法棉包水分測量的天線系統(tǒng)，達到降低系統(tǒng)重量、提高可靠性的目的。具體有以下優(yōu)點:
[0009]1)電子開關實現(xiàn)N選一的功能，每個時刻只有一個天線能通過電子開關連接到微波法棉包水分測試主機。
[0010]根據(jù)實際覆蓋寬度及單個天線口徑采用2組以上的天線組成天線陣列。
[0011]2)用2個電子開關對天線陣列中的天線對(上下位置對應的兩個天線)進行選擇。
[0012]3)天線對的選擇通過通訊接口受控于微波法棉包水分測試主機。
[0013]4)天線陣列實現(xiàn)波束在一個空間維度的電控掃描，結(jié)合天線框架在伺服系統(tǒng)驅(qū)動下進行另一瑋度的掃描，實現(xiàn)全覆蓋掃描。
[0014]采用本實用新型，可實現(xiàn)微波法棉包回潮率測試的真實性，克服取樣法的局限，需要用微波照射整體棉包。通過安裝多組天線，結(jié)合多切一的電子開關順序切換天線組，再結(jié)合天線組安裝框架的程控掃描，可實現(xiàn)對整體棉包的微波覆蓋，使測試結(jié)果具有代表性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構原理和工作原理作進一步詳細說明。
[0017]參見圖1，基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，包括有與伺服機構1相連的微波法棉包水分測試主機2 ;微波法棉包水分測試主機2控制端與被測棉包上方的電子開關3相連；電子開關3分別與天線、天線a2、天線a3、天線aN組成的上方天線陣列相連；所述被測棉包下方設有與電子開關3結(jié)構相同的底部電子開關4，底部電子開關4上也連接有下方天線陣列，上方天線陣列與下方天線陣列結(jié)構相同。
[0018]所述的上方天線陣列中的天線與下方天線陣列的的天線位置一一對應，構成天線對。
[0019]所述的電子開關3與底部電子開關4結(jié)構相同。
[0020]兩組天線陣列上下設置，即分設在被測棉包的上下，照射棉包表面；每個天線陣列包含編號為天線％、天線a2、天線a3、天線aN，上編號相同的天線組成一個天線對，所有測試都是基于天線對來實現(xiàn)。電子開關與底部電子開關實現(xiàn)aN選一的功能，每個時刻只有一個天線通過電子開關或底部電子開關連接到微波法棉包水分測試主機。
[0021]本實用新型的工作原理是:
[0022]微波法棉包回潮率測試是一個通過微波穿透被檢測棉包，測量微波能量衰減與相位相結(jié)合，其核心技術是利用發(fā)射天線輸出微波穿透被測物質(zhì)后進接收天線送接收機檢測信號變化，并通過建立微波相位變化率與回潮率之間的數(shù)學模型來準確測定被測纖維的回潮率，這種方法具有非接觸、快速、準確測量纖維回潮率的特點。因天線一般為厘米級別而棉包典型的長為為140厘米寬為70厘米，為實現(xiàn)整包棉花的測試，天線陣列需對棉包進行掃描來獲取全面數(shù)據(jù)。
[0023]天線陣列根據(jù)實際覆蓋寬度及單個天線口徑采用2組以上的天線組成天線陣列，通過微波法棉包水分測試主機2的控制下用電子開關3、底部電子開關4對天線陣列中的天線對(上下位置對應的兩個天線)進行選擇，實現(xiàn)對不同天線位置對應的被測棉包部位的測試；電控波束無機械慣性，能以很高的速度切換測試位置；因天線陣列實現(xiàn)波束在一個空間維度的電控掃描，結(jié)合天線陣列在伺服機構驅(qū)動下進行另一維度的掃描，可實現(xiàn)全覆蓋掃描。
[0024]本申請還可有其他多種實施例，可應用于糧食、煙草、化工等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的微波在線水分檢測。在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本申請所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，包括有與伺服機構(1)相連的微波法棉包水分測試主機(2);其特征在于，微波法棉包水分測試主機(2)控制端與被測棉包上方的電子開關(3)相連；電子開關(3)分別與天線al、天線a2、天線a3、天線aN組成的上方天線陣列相連；所述被測棉包下方設有底部電子開關(4)，底部電子開關(4)上也連接有下方天線陣列，上方天線陣列與下方天線陣列結(jié)構相同。2.根據(jù)權利要求1所述的基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，其特征在于，所述的上方天線陣列中的天線與下方天線陣列的的天線位置一一對應，構成天線對。3.根據(jù)權利要求1所述的基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，其特征在于，所述的電子開關(3)與底部電子開關(4)結(jié)構相同。
【專利摘要】基于電控多波束的微波法棉包水分測量天線系統(tǒng)，包括有與伺服機構1相連的微波法棉包水分測試主機，微波法棉包水分測試主機控制端與被測棉包上方的電子開關相連；電子開關分別與天線a1、天線a2、天線a3、天線aN組成的上方天線陣列相連；被測棉包下方設有底部電子開關，底部電子開關上也連接有與電子開關結(jié)構相同的下方天線陣列；通過微波法棉包水分測試主機的控制下用電子開關、底部電子開關對天線陣列中的天線對進行選擇，實現(xiàn)對不同天線位置對應的被測棉包部位的測試；具有重量輕、耗電小、測量可靠性高的特點。
【IPC分類】G01N22/04
【公開號】CN205091275
【申請?zhí)枴緾N201520036461
【發(fā)明人】雷軍, 李世星
【申請人】西安阿爾特測控技術有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年1月20日