測濕傳輸線諧振腔傳感器的研究.pdf

1、傳感器是能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。而微波傳感器以其無損、非接觸、速度快、便于實(shí)現(xiàn)自動化等特點(diǎn)，在傳感領(lǐng)域得到了很大的發(fā)展。濕度的測量就是微波檢測的一個(gè)重要應(yīng)用。水的介電特性非常特殊，常溫下水的相對介電常數(shù)為80左右，因此，在含水的材料中，其復(fù)合介電常數(shù)與其含水量的大小有著密切的關(guān)系。而在產(chǎn)品的質(zhì)量控制、運(yùn)輸、使用和儲存過程中，原材料或產(chǎn)品的含水量的大小直接影響產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，因此對物質(zhì)的含水率

2、的測定就有了非常重要的意義。 本文在研究了多種微波測濕傳感器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型的測濕傳輸線諧振腔傳感器，工作頻率為2.24GHz。該設(shè)計(jì)有效的解決了諧振腔測濕法中溫度漂移問題，并且具有構(gòu)造簡單、易分析、易加工、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。文章主要包括了以下內(nèi)容。 首先，文章從理論方面解析了傳輸線諧振腔的實(shí)現(xiàn)，對測濕傳輸線諧振腔的工作原理進(jìn)行了深入的解釋。對各個(gè)功能模塊進(jìn)行了劃分，并在理論上分別進(jìn)行推導(dǎo)和計(jì)算。該傳輸線諧振腔主

3、要包括測試諧振腔、基準(zhǔn)諧振腔、頻率調(diào)諧系統(tǒng)、耦合結(jié)構(gòu)四大部分。 其次，根據(jù)原理的分析對器件進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，設(shè)定了器件的各個(gè)尺寸。為了驗(yàn)證理論的正確性和尺寸設(shè)定的合理性，采用軟件}tFSS進(jìn)行了相應(yīng)的仿真，得到了和設(shè)計(jì)一致的仿真結(jié)果。另外還給出了同諧振腔工作原理相符合的測試方法，并用仿真軟件HFSS進(jìn)行了驗(yàn)證。 最后，進(jìn)行了實(shí)物的制作和測試，得到令人滿意的測試曲線。測試結(jié)果不僅說明該諧振腔能正常工作，同時(shí)也證明了設(shè)計(jì)的合理