港口鐵精礦在線微波水分檢測技術(shù)研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是經(jīng)濟發(fā)展的一個重要標(biāo)志，作為全球第二大經(jīng)濟體，中國對鐵礦石的需求量不斷增加，進(jìn)口量急劇加大，但因目前港口對進(jìn)口鐵礦石的水分檢測還存在很多不足，質(zhì)量糾紛問題時而發(fā)生，給鋼鐵企業(yè)造成嚴(yán)重的損失。因此，根據(jù)港口檢驗檢疫部門提出的在線水分檢測的迫切需求，探討并開發(fā)一種在線鐵礦石水分含量檢測儀器越顯有必要。
　　本文首先闡述各種水分檢測方法及其技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，重點分析目前港口普遍采用的烘干稱重法存在的缺陷，傳統(tǒng)方法因取樣點滯后，無法

2、真實反映鐵精礦在卸貨和通過皮帶長距離運輸流失的明水，致使水分檢測結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，為此，提出利用微波透射法進(jìn)行在線水分檢測的構(gòu)想。
　　其次，分析了微波水分檢測的應(yīng)用技術(shù)，設(shè)計了固液兩相混合物介電常數(shù)的測定實驗，驗證了微波透射法檢測鐵精礦水分含量的可行性，獲得了微波檢測鐵精礦水分的數(shù)學(xué)模型。通過進(jìn)一步的理論分析，提出了在線微波水分檢測的主要性能指標(biāo)，設(shè)計了港口鐵精礦在線微波水分檢測系統(tǒng)總體方案，主要包括信號收發(fā)系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)兩

3、大模塊。依據(jù)港口的實際作業(yè)環(huán)境和特殊要求，研制了一款鐵精礦微波水分檢測專用傳感器，其性能指標(biāo)VSWR（駐波比）為1.053、增益為16.85dB。設(shè)計了信號處理系統(tǒng)的硬件電路，并完成制作和測試；編寫與硬件對應(yīng)的嵌入式程序，完成了軟硬件聯(lián)調(diào)。
　　最后，依據(jù)理論分析搭建了一套港口鐵精礦在線微波水分檢測試驗系統(tǒng)，運用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和信號處理裝置，進(jìn)行了傳輸皮帶對微波相移影響試驗、礦粉厚度對微波相移影響試驗、鐵精礦微波在線水分檢測系統(tǒng)聯(lián)

4、調(diào)試驗等。測試與實驗研究表明：港口現(xiàn)場應(yīng)用的傳輸皮帶對微波信號的影響表現(xiàn)為S21（正向傳輸系數(shù)）的變化量為-8.465 dB；鐵精礦在傳輸皮帶的最佳測量厚度為19mm～21mm；忽略傳輸皮帶和鐵精礦粉厚度的影響，將得到水分含量的數(shù)據(jù)與直接烘干稱重進(jìn)行對比，平均誤差為0.145％，小于設(shè)計時0.2％的精度要求。
　　通過理論分析和實驗測試，表明本文提出的港口鐵精礦在線微波水分檢測系統(tǒng)能滿足檢測精度要求，方案是可行的，通過進(jìn)一步改進(jìn)和