利用微波在線檢驗糧食水分含量是否超標的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及糧食水分測量技術(shù)領域，尤其涉及一種利用微波在線檢驗糧食水分含量是否超標的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在糧食入倉過程中，水分含量檢測具有十分重要的意義，若不及時把水分含量較高的糧食剔除，入倉后則存在霉變的可能?，F(xiàn)行的糧食水分檢測方式為人工抽樣檢測，由于抽樣檢測方法效率較低，只能對樣本進行較可靠的檢測，缺乏普遍性，使糧堆內(nèi)混入高水分含量的糧食成為可能。
[0003]除了人工抽樣檢測方法，當前也有不少基于其他技術(shù)的水分檢測方法，例如電容法、電阻法、射線法、微波法等。目前，電容法、電阻法不適用于在線檢測；射線法成本較高，且對周圍環(huán)境造成輻射污染；典型的微波水分檢測方法受制于環(huán)境因素，為了免除環(huán)境因素的影響，往往電路復雜，數(shù)據(jù)處理難度大，成本及精度受到牽制。
[0004]因此，針對糧食入倉環(huán)境，開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、有效、利用微波在線測量糧食中的水分含量的方法是一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例提供了一種利用微波在線檢驗糧食水分含量是否超標的方法和裝置，以方便、有效地利用微波在線檢驗糧食水分含量是否超標。
[0006]本發(fā)明提供了如下方案:
[0007]—種利用微波在線檢驗糧食水分含量是否超標的方法，包括:
[0008]產(chǎn)生兩路同頻率、同相位和同幅度的微波信號，一路微波信號經(jīng)參考通道傳輸?’另一路微波信號經(jīng)當前通道傳輸，所述參考通道和所述當前通道的結(jié)構(gòu)相同，所述當前通道中的物料為待入倉的糧食，所述參考通道中的物料為適合入倉的最高水分含量的糧食；
[0009]接收所述參考通道和當前通道中輸出的兩路微波信號，通過分析比較得到所述參考通道和當前通道輸出的兩路微波信號之間的幅度比與相位差；
[0010]根據(jù)所述兩路微波信號之間的幅度比與相位差，判斷所述當前通道中的糧食的水分含量是否超標。
[0011]所述的產(chǎn)生兩路同頻率、同相位和同幅度的微波信號，包括:
[0012]通過微波信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生一定頻率的微波信號，將所述微波信號傳輸給功率放大器，所述功率放大器對接收到的微波信號的功率進行放大處理，將放大處理后的微波信號傳輸給功率分配器，所述功率分配器把放大后的微波信號均分為二，產(chǎn)生兩路同頻率、同相位和同幅度的微波信號，在所述功分器的輸出端輸出所述兩路微波信號。
[0013]所述的一路微波信號經(jīng)參考通道傳輸；另一路微波信號經(jīng)當前通道傳輸，所述參考通道和所述當前通道的結(jié)構(gòu)相同，所述當前通道中的物料為待入倉的糧食，所述參考通道中的物料為適合入倉的最高水分含量的糧食，包括:
[0014]設置兩路結(jié)構(gòu)完全一致的通道:參考通道與當前通道，參考通道和當前通道中分別包括發(fā)射天線、物料、接收天線及同軸線，其中所述發(fā)射天線通過同軸線與所述功分器的輸出端相接，接收所述功分器的輸出端輸出的微波信號，所述發(fā)射天線將接收到的微波信號發(fā)送出去，所述微波信號在參考通道和當前通道內(nèi)部穿過物料，被所述接收天線接收，所述接收天線將接收到的微波信號通過同軸線輸出。
[0015]所述的接收所述參考通道和當前通道中輸出的兩路微波信號，通過分析比較得到所述參考通道和當前通道輸出的兩路微波信號之間的幅度比與相位差，包括:
[0016]通過微波信號處理單元接收所述參考通道和當前通道輸出的兩路微波信號，該單元接收到兩路微波信號后，通過所述微波信號處理單元內(nèi)部的幅度檢測及鑒相電路分別獲取所述兩路微波信號的幅度及相位數(shù)據(jù)，通過比較器，對比兩路微波信號的幅度及相位數(shù)據(jù)，分析出兩路微波信號之間的幅度比與相位差，將所述幅度比與相位差進行A/D轉(zhuǎn)換，將A/D轉(zhuǎn)換后的幅度比與相位差輸出；
[0017]設通過當前通道的微波信號的A/D轉(zhuǎn)換后的幅度為匕，相位值為δ i，通過參考通道的A/D轉(zhuǎn)換后的微波信號的幅度為F2，相位值為δ2。則通過當前通道的微波信號與通過參考通道的微波信號之間的A/D轉(zhuǎn)換后的幅度比為:lg(Fl/F2)，相位差為δΓδζο
[0018]所述的根據(jù)所述兩路微波信號之間的幅度比與相位差，判斷所述當前通道中的糧食的水分含量是否超標，包括:
[0019]將所述微波信號處理單元輸出的經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的兩路微波信號之間的幅度比與相位差上傳至上位機，上位機根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換處理后的幅度比及相位差判斷當前通道糧食水分含量是否超標；
[0020]如果:lg(Fl/F2)〈0，并且，δ r δ 2>0，則判斷所述當前通道中的糧食的水分含量超標；
[0021]如果:lg(Fl/F2)>0，且δ^δχο，則判斷當前通道中的糧食的水分含量不超標。
[0022]一種利用微波在線檢驗糧食水分含量是否超標的裝置，包括:
[0023]微波信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生兩路同頻率、同相位和同幅度的微波信號；
[0024]微波信號傳輸單元，用于將一路微波信號經(jīng)參考通道傳輸，將另一路微波信號經(jīng)當前通道傳輸，所述參考通道和所述當前通道的結(jié)構(gòu)相同，所述當前通道中的物料為待入倉的糧食，所述參考通道中的物料為適合入倉的最高水分含量的糧食；
[0025]微波信號處理單元，用于接收所述參考通道和當前通道中輸出的兩路微波信號，通過分析比較得到所述參考通道和當前通道輸出的兩路微波信號之間的幅度比與相位差;
[0026]水分含量判斷單元，用于根據(jù)所述幅度比與相位差分析模塊得到的兩路微波信號之間的幅度比與相位差，判斷所述當前通道中的糧食的水分含量是否超標。
[0027]所述的微波信號產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生一定頻率的微波信號，將所述微波信號傳輸給功率放大器，所述功率放大器對接收到的微波信號的功率進行放大處理，將放大處理后的微波信號傳輸給功率分配器，所述功率分配器把放大后的微波信號均分為二，產(chǎn)生兩路同頻率、同相位和同幅度的微波信號，在所述功分器的輸出端輸出所述兩路微波信號。
[0028]所述的微波信號傳輸單元，用于設置兩路結(jié)構(gòu)完全一致的通道:參考通道與當前通道，參考通道和當前通道中分別包括發(fā)射天線、物料、接收天線及同軸線，其中所述發(fā)射天線通過同軸線與所述功分器的輸出端相接，接收所述功分器的輸出端輸出的微波信號，所述發(fā)射天線將接收到的微波信號發(fā)送出去，所述微波信號在參考通道和當前通道內(nèi)部穿過物料，被所述接收天線接收，所述接收天線將接收到的微波信號通過同軸線輸出。
[0029]所述的微波信號處理單元，用于接收所述參考通道和當前通道輸出的兩路微波信號，通過幅度檢測及鑒相電路分別獲取所述兩路微波信號的幅度及相位數(shù)據(jù)，通過比較器，對比兩路微波信號的幅度及相位數(shù)據(jù)，分析出兩路微波信號之間的幅度比與相位差，將所述幅度比與相位差進行A/D轉(zhuǎn)換，將A/D轉(zhuǎn)換后的幅度比與相位差輸出；
[0030]設通過當前通道的微波信號的A/D轉(zhuǎn)換后的幅度為匕，相位值為δ i，通過參考通道的微波信號的A/D轉(zhuǎn)換后的幅度為匕，相位值為δ2。則通過當前通道的微波信號與通過參考通道的微波信號之間的A/D轉(zhuǎn)換后的幅度比為:lg(Fl/F2)，相位差為δΓδζο
[0031]所述的水分含量判斷單元，用于根據(jù)所述微波信號處理單元輸出的A/D轉(zhuǎn)換處理后的幅度比及相位差判斷當前通道糧食水分含量是否超標；
[0032]如果:lg(Fl/F2)>0，并且，δ r δ 2>0，則判斷所述當前通道中的糧食的水分含量超標；
[0033]如果:lg(Fl/F2)〈0，并且，δ「δ 2〈0，則判斷當前通道中的糧食的水分含量不超標。
[0034]由上述本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例通過使用與檢測通道完全一致的對比通道，保證兩通道中發(fā)射電路相同的部分有相同的相移與衰減。兩路接收信號通過糧食過程中所產(chǎn)生的能量損耗與相移量的大小更易于檢測，從而可以方便、有效、直觀地利用微波在線檢驗出糧食水分含量是否超標。
【附圖說明】
[0035]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種利用微波在線檢驗糧食水分含量是否超標的方法的原理示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明實施例一提供的一種利