港口铁精矿在线微波水分检测技术研究
发布时间：2022-01-12 23:36
钢铁工业是经济发展的一个重要标志，作为全球第二大经济体，中国对铁矿石的需求量不断增加，进口量急剧加大，但因目前港口对进口铁矿石的水分检测还存在很多不足，质量纠纷问题时而发生，给钢铁企业造成严重的损失。因此，根据港口检验检疫部门提出的在线水分检测的迫切需求，探讨并开发一种在线铁矿石水分含量检测仪器越显有必要。本文首先阐述各种水分检测方法及其技术应用现状，重点分析目前港口普遍采用的烘干称重法存在的缺陷，传统方法因取样点滞后，无法真实反映铁精矿在卸货和通过皮带长距离运输流失的明水，致使水分检测结果出现较大偏差，为此，提出利用微波透射法进行在线水分检测的构想。其次，分析了微波水分检测的应用技术，设计了固液两相混合物介电常数的测定实验，验证了微波透射法检测铁精矿水分含量的可行性，获得了微波检测铁精矿水分的数学模型。通过进一步的理论分析，提出了在线微波水分检测的主要性能指标，设计了港口铁精矿在线微波水分检测系统总体方案，主要包括信号收发系统和信号处理系统两大模块。依据港口的实际作业环境和特殊要求，研制了一款铁精矿微波水分检测专用传感器，其性能指标VSWR（驻波比）为1.053、增益为16.85dB...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)船体吃水线测量图1.2(b)北仑港铁精矿自动取样房该方案首先对铁精矿总重进行测量，如图1.2（a）所示，测量船体空载和满载的吃水线；
测多领域产品的含水量，市场潜力非常巨大。据调研，目前最新型的近红外水分仪是法国 EDIT公司生产的 IRPC 非接触在线测量系统，它可以在冶金、烟草、食品、木材、纸品加工、建材、化工、矿业、制药、能源等领域中运用，图 1.3 是其用于测量粘土含水率的情况。图 1.3 IRPC 测量粘土中的含水率从图 1.3 可以看到，该水分检测系统的传感器安装在传送带靠近卸货的地方，可以实时测定粘土中的水分含量。⑶ 中子法[19]中子式水分仪工作原理：中子源发射快中子，与水分子中的氢原子核相碰撞后，该快中子减速为慢中子，通过测定慢中子的密度计算出氢的物质的量，进而可以知道水分的含量。碰撞后损失的能量可表示为： = (1 1 1)2（1.6）
图 2.1（a）透射波法 图 2.1（b）反射波法（a）为空间透射波法，在待测物料的两侧有一对发射和接收天线。在真、各向同性的理想介质中传播时，电磁波应该是一个平面波，但在实际的种因素的影响，并不是一个平面波。由于被检测物质是不均匀的，当微可能发生绕射和反射等现象，这就将导致结果的不准确。因此在实际应：要求待测的样品足够大；样品距离发射和接收天线的近些；在待测样物质。以减少微波绕射和反射引起的测量误差，保证只有穿过待测样品天线的接收端。（b）为空间反射波法，如图所示，只有一个天线，该天线既做发射天线收的是微波碰到待测样品后反射回来的电磁波。这种装置的优点是简单分辨率不高，适用于含水量较低的物质水分检测。实际应用中，为了提要调节待测样品在空间中的位置。腔法原理就是：利用电磁振荡的谐振现象，将微波信号源产生的调频信号通别送入基准腔和测试腔中，再经过检波器输出的信号送入示波器。它具
【参考文献】：
期刊论文
[1]FMCW测距雷达圆锥喇叭天线波导激励分析[J]. 陈爱勇,贺亚利. 无线互联科技. 2014(01)
[2]微波检测粮仓储粮水分技术的研究[J]. 蒋玉英,张元,葛宏义. 计算机工程与应用. 2010(29)
[3]基于微波的粮食水分检测系统设计[J]. 伟利国,张小超,李福超,李卓立. 电子设计工程. 2010(04)
[4]趋肤效应的理论研究与解析计算[J]. 石东平,唐祖义,陈武. 重庆文理学院学报(自然科学版). 2009(05)
[5]电介质极化的研究[J]. 任丽英,于斌. 西华大学学报(自然科学版). 2008(06)
[6]微波通信简史及基本特点[J]. 刘涛,边新辉. 科技信息(学术研究). 2008(25)
[7]微波技术发展及应用综述[J]. 赵宝亮,赵峰. 中国科技信息. 2007(20)
[8]微波检测在烟草水分检测中的应用[J]. 朱小会,陈艳,姚毅. 中国西部科技(学术). 2007(09)
[9]微波水分测量的研究[J]. 徐浩,叶明. 传感器与微系统. 2007(05)
[10]介电常数的概念研究[J]. 武岳山,于利亚. 现代电子技术. 2007(02)
硕士论文
[1]铁精矿水分微波检测仪研发[D]. 伍玉涛.杭州电子科技大学 2013
[2]红外光谱法对玉米粉和乙醇中水分含量的检测研究[D]. 刘世龙.长春理工大学 2010
[3]近红外型砂水分仪设计及外界因素对仪器精度影响的实验研究[D]. 居启明.吉林大学 2007
[4]基于微波测量原理的单板含水率在线测量系统[D]. 蒋蓓.北京林业大学 2007
[5]微波密度湿度检测仪关键技术研究[D]. 朱立军.合肥工业大学 2006
[6]基于微波透射法测量油水两相流分相含率的实验研究[D]. 李志茂.浙江大学 2006
[7]微波法测量粉粒物料水分研究[D]. 刘伟光.沈阳工业大学 2005
本文编号：3585661
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)船体吃水线测量图1.2(b)北仑港铁精矿自动取样房该方案首先对铁精矿总重进行测量，如图1.2（a）所示，测量船体空载和满载的吃水线；
测多领域产品的含水量，市场潜力非常巨大。据调研，目前最新型的近红外水分仪是法国 EDIT公司生产的 IRPC 非接触在线测量系统，它可以在冶金、烟草、食品、木材、纸品加工、建材、化工、矿业、制药、能源等领域中运用，图 1.3 是其用于测量粘土含水率的情况。图 1.3 IRPC 测量粘土中的含水率从图 1.3 可以看到，该水分检测系统的传感器安装在传送带靠近卸货的地方，可以实时测定粘土中的水分含量。⑶ 中子法[19]中子式水分仪工作原理：中子源发射快中子，与水分子中的氢原子核相碰撞后，该快中子减速为慢中子，通过测定慢中子的密度计算出氢的物质的量，进而可以知道水分的含量。碰撞后损失的能量可表示为： = (1 1 1)2（1.6）
图 2.1（a）透射波法 图 2.1（b）反射波法（a）为空间透射波法，在待测物料的两侧有一对发射和接收天线。在真、各向同性的理想介质中传播时，电磁波应该是一个平面波，但在实际的种因素的影响，并不是一个平面波。由于被检测物质是不均匀的，当微可能发生绕射和反射等现象，这就将导致结果的不准确。因此在实际应：要求待测的样品足够大；样品距离发射和接收天线的近些；在待测样物质。以减少微波绕射和反射引起的测量误差，保证只有穿过待测样品天线的接收端。（b）为空间反射波法，如图所示，只有一个天线，该天线既做发射天线收的是微波碰到待测样品后反射回来的电磁波。这种装置的优点是简单分辨率不高，适用于含水量较低的物质水分检测。实际应用中，为了提要调节待测样品在空间中的位置。腔法原理就是：利用电磁振荡的谐振现象，将微波信号源产生的调频信号通别送入基准腔和测试腔中，再经过检波器输出的信号送入示波器。它具
【参考文献】：
期刊论文
[1]FMCW测距雷达圆锥喇叭天线波导激励分析[J]. 陈爱勇,贺亚利. 无线互联科技. 2014(01)
[2]微波检测粮仓储粮水分技术的研究[J]. 蒋玉英,张元,葛宏义. 计算机工程与应用. 2010(29)
[3]基于微波的粮食水分检测系统设计[J]. 伟利国,张小超,李福超,李卓立. 电子设计工程. 2010(04)
[4]趋肤效应的理论研究与解析计算[J]. 石东平,唐祖义,陈武. 重庆文理学院学报(自然科学版). 2009(05)
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[6]微波通信简史及基本特点[J]. 刘涛,边新辉. 科技信息(学术研究). 2008(25)
[7]微波技术发展及应用综述[J]. 赵宝亮,赵峰. 中国科技信息. 2007(20)
[8]微波检测在烟草水分检测中的应用[J]. 朱小会,陈艳,姚毅. 中国西部科技(学术). 2007(09)
[9]微波水分测量的研究[J]. 徐浩,叶明. 传感器与微系统. 2007(05)
[10]介电常数的概念研究[J]. 武岳山,于利亚. 现代电子技术. 2007(02)
硕士论文
[1]铁精矿水分微波检测仪研发[D]. 伍玉涛.杭州电子科技大学 2013
[2]红外光谱法对玉米粉和乙醇中水分含量的检测研究[D]. 刘世龙.长春理工大学 2010
[3]近红外型砂水分仪设计及外界因素对仪器精度影响的实验研究[D]. 居启明.吉林大学 2007
[4]基于微波测量原理的单板含水率在线测量系统[D]. 蒋蓓.北京林业大学 2007
[5]微波密度湿度检测仪关键技术研究[D]. 朱立军.合肥工业大学 2006
[6]基于微波透射法测量油水两相流分相含率的实验研究[D]. 李志茂.浙江大学 2006
[7]微波法测量粉粒物料水分研究[D]. 刘伟光.沈阳工业大学 2005
本文编号：3585661
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