基于微波的糧食水分檢測系統設計

一般物料厚度比較薄時(shí)，采用透射式檢測方法；物料厚度比較厚，密度比較大時(shí)采用反射式檢測方法。微波檢測是一種深度測量技術(shù)，所測結果為體積總體水分而具有代表性，這比之表面測量技術(shù)要優(yōu)越得多。

2 系統設計
2．1 系統結構設計
在理論分析和大量實(shí)驗基礎上，設計了基于微波的糧食水分檢測系統，如圖2所示。該系統主要由微波發(fā)生器器、微波傳感器天線(xiàn)、溫度傳感器、檢測控制器及分析處理等部分組成。

微波發(fā)生器工作頻率為10．5 GHz，微波傳感器采取透射式檢測方法布置。隔離器使正向傳輸的微波無(wú)衰減或衰減很小的通過(guò)，而對于反向傳輸的微波則有較大的衰減。使用隔離器，可把負載不匹配所引起的反射通過(guò)隔離器吸收掉，不能返回到信號源，使信號源能穩定地工作。檢波器把微波信號轉換為電信號，經(jīng)檢測控制器放大、濾波及A／D轉換后，檢測控制器通過(guò)串行總線(xiàn)與計算機進(jìn)行數據通訊。計算機可完成對數據分析與實(shí)時(shí)顯示。檢測控制器可進(jìn)行系統參數的設置、水分標定、檢測結果顯示等操作。通過(guò)溫度傳感器信號進(jìn)行溫度補償，以獲得微波檢測信號與糧食水分含量的理想線(xiàn)性關(guān)系，提高系統檢測精度。
2．2 硬件設計
糧食水分檢測控制器是硬件設計的核心部分，它由放大濾波電路、A／D轉換、微控制器、鍵盤(pán)、LCD顯示和串行總線(xiàn)接口組成，如圖3所示。微波傳感器探頭拾取的微波電信號，經(jīng)過(guò)放大、濾波處理后，再進(jìn)行A／D轉換，糧食水分推算結果在LCD上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。鍵盤(pán)接口可以進(jìn)行控制器參數設置、水分標定等操作。通過(guò)串口與計算機進(jìn)行數據通訊，CAN總線(xiàn)為多個(gè)控制器的級聯(lián)接口。