微波檢測(cè)技術(shù)

微波檢測(cè)技術(shù)

主要內(nèi)容:

●微波檢測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)●微波測(cè)濕技術(shù)●微波物位計(jì)

一、微波檢測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)

1.微波的定義及其特點(diǎn)

通常將波長(zhǎng)在0.001～1m，頻率從300到300000兆赫范圍內(nèi)的電磁波稱為微波。

特點(diǎn):

●定向傳播

●準(zhǔn)光學(xué)特性

●傳輸特性好

●介質(zhì)對(duì)微波吸收與介質(zhì)的介電常數(shù)成比例，水對(duì)微波的吸收作用最強(qiáng)微波振蕩器與微波天線

微波是用微波振蕩器產(chǎn)生的。由f=1/2π可知，為了得到很高的頻率f，振蕩回路的電感L和電容C就要很小，因此不能用普通的電子管與晶體管構(gòu)成微波振蕩器。構(gòu)成微波振蕩器的器件有速調(diào)管、磁控管和某些固體元件，小型的微波振蕩器也可采用體效應(yīng)管。

微波振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)要用波導(dǎo)管引到發(fā)射天線波長(zhǎng)為10cm以上可用同軸電纜）發(fā)射出去。

為了保證發(fā)射的微波有很強(qiáng)的方向性，必須使用特殊結(jié)構(gòu)的發(fā)射天線。常有的發(fā)射天線有喇叭形天線、拋物面天線、介質(zhì)天線等。常見的微波天線扇形喇叭天線(b)圓錐形喇叭天線(c)旋轉(zhuǎn)拋物面天線(d)拋物柱面天線微波在檢測(cè)技術(shù)中的應(yīng)用

利用微波的定向輻射特性進(jìn)行測(cè)量據(jù)此原理可以制成開關(guān)式物位計(jì)利用微波的反射特性進(jìn)行測(cè)量可以制成液位計(jì)、測(cè)厚儀和微波雷達(dá)等。利用物質(zhì)對(duì)微波的選擇性吸收特性進(jìn)行測(cè)量可以測(cè)量紙張、糧食、木材、糖果等固體物料的含水量。

二、微波測(cè)濕技術(shù)微波測(cè)濕的原理

水分子是強(qiáng)極性分子，在外電場(chǎng)作用下將產(chǎn)生強(qiáng)的取向極化，極化的結(jié)果是將外電場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)換成水分子的勢(shì)能，這一勢(shì)能意味著將從外電場(chǎng)獲得的能量?jī)?chǔ)存起來。由于水的吸收損耗遠(yuǎn)較其它電介質(zhì)大，所以，當(dāng)微波功率通過物料時(shí)，其衰減量的大小將主要取決于物料中水分含量的多少，這就是衰減法微波測(cè)濕的原理。2、微波測(cè)濕技術(shù)的應(yīng)用

利用微波測(cè)量濕度或水分的方式基本上有三種類型，即空間波式、波導(dǎo)式和反射式。

煤中含水量的測(cè)量衰減法微波測(cè)濕原理方框圖

微波測(cè)量煤的含水量示意圖

校準(zhǔn)曲線

三、微波物位計(jì)

微波超聲波波類型電磁波機(jī)械波反射特性在不同介電率的界面上反射在不同聲阻抗率的界面上反射壓力影響微不足道很小溫度影響微不足道需溫度補(bǔ)償傳播速度約3×108m/s（在真空中）約344m/s（空氣中，20℃）測(cè)量盲區(qū)到天線頂端離輻射面大于250mm動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)150dB