依据微波谐振腔测湿技能完结丈量体系的规划

　　惯例电站中大型冷凝式蒸汽透平的末几级和核电站中透平的全部级都在湿蒸汽状态下作业。湿蒸汽中的液态水含量对作业介质及其功率影响很大。蒸汽湿度的存在不只下降透平级的作业功率，并且还会引起严峻的叶片水蚀，给电厂中作业机组的经济性和安全性带来危险，所以精确测定湿蒸汽中液态水的含量即液化程度对气轮机的长时刻安稳作业及其寿数具有重大意义。

　　微波谐振腔测湿技能是近几年国表里呈现的一项抢手技能。腔内介质的介电常数是在必定压力和温度下由活动气体的湿度决议。依据谐振腔中谐振频率随腔内电介质的介电常数改变发生偏移这一特性，若能精确测得谐振频率的改变量，就能测得活动气体的湿度。与现在运用的光学法、热力学法比较，选用该蒸汽湿度丈量办法可简化设备，进步丈量精度，有利于在线监测，是一种很有发展前景的测湿新办法。在该丈量办法中，微波谐振腔的腔体结构、耦合结构和功用是影响测湿精度的重要因素。在此，规划了小体积的同轴线耦合设备用谐振腔。与矩形波导耦合比较，其结构更合适用于汽轮机内活动湿蒸汽湿度的丈量。

　　由式（1）可见，经过丈量谐振腔传感器谐振频率fs的偏移可得到腔体内流转的湿蒸汽湿度。因体系作业频率f=9.6GHz，所以规划的f0=9.6 GHz。图1给出温度为30℃时，压力在0.02 MPa的条件下，由同轴线算出湿度与频偏的联络曲线。可见，两者在小规模内即汽轮机作业湿度规模内近似呈线 微波谐振腔结构规划

　　要完结汽轮机内的湿蒸汽丈量，谐振腔需求放置在汽轮机腔体内部，以完结湿度的实时数据洲量。测得的实时数据需求经过馈线传人到外处理电路，一起外处理电路也需求经过馈线实时监控谐振腔内的频率偏移。作为传输介质，馈线应满意：①进入汽轮机蒸汽腔时，对其腔体的损坏最小；②作为耦合设备时，与谐振腔的耦合要满意要求；③传输信号时，要使其衰减最小。

　　圆柱形谐振腔以其质量冈数Q较高，结构巩固，易于加工制作等长处而得到广泛使用。圆柱形谐振腔可看作是其两头用导体板关闭起来的一段圆柱波导。

　　因为蒸汽湿度丈量体系对丈量的灵敏度和精确度要求很高，因而挑选Q较高的TE011方式作为圆柱形谐振腔的作业方式。TE011方式的电场只要沿φ方向的重量；磁场散布有沿r和z方向的重量。在腔体侧壁和两头壁的表里表上只要沿φ方向的电流，并且谐振腔的侧壁与两头壁之间也没有电流经过。因而，可使用非接触式活塞进行调谐，以削减腔体磨损，削弱部分搅扰模的影响。图2给出TE011模圆柱形谐振腔的场结构。图中的实线为电力线；虚线为磁力线。

　　式中：a和l分别为谐振腔的直径和长度；c为光速；ε和μ分别为介质的介电常数和磁导率。

　　圆柱形谐振腔是湿度丈量体系中的要害元件，决议了湿度丈量体系的作业频率，其件能直接影响到体系的精确度和灵敏度。

　　耦合办法选用环耦合。耥合环在磁场效果下成为一个磁偶极子，经过其磁矩的效果使谐振器与同轴线相耥合，因而环耦合又称为磁耦合。选用环耦合时应置小环于谐振腔作业方式的磁场最强处，并调整环面使其与磁力线相笔直。与矩形波导和谐振腔的耦合比较，同轴线与凿振腔的耦合能有用减缩体系的体积，且无需方式转化就能直接把信号输入到数据处理模块。

　　耦合环的Hz重量与TE011模网柱形谐振腔的Hz重量共同，所以这种耦合办法能够鼓励TE011模。TE011方式与TM111方式是简并波型，在鼓励端口TM111模的Hz重量为零，不能被鼓励，所以选用这种鼓励办法可奇妙地按捺TM111模的发生。将耦合环水平且笔直于磁力线地放置在谐振腔中外侧，即为谐振腔作业方式的磁场最强处。依据对称原理可知，谐振腔中心外侧亦是耦合环磁场散布的最强处，因而可得到最大程度的耦合。

　　式中：εr为同轴线中填充介质的相刘介电常数；a为内导体半径：b为外导体半径。

　　为了防止传输高次模，同轴线中的作业波长有必要善于TE111模的截止波长，即：

　　选用环耦合时，应将小环置于谐振腔作业方式的磁场最强处，并调整环面使其与磁力线相笔直。耦合的好坏对输出信号的影响极大。当谐振腔处于最佳耦合时，可得最大的输出信号。将耦合环水平放置在谐振腔体外侧中心方位的长处是：①契合环耦合的耦合要求；②放置外侧对谐振腔体内空气活动的影响可减至最小。

　　栅格分隔器在电气上起短路效果，它能使谐振腔传感器关闭而发生驻波。栅格分隔器会影响fs，S11衰减及Q值等参数。为了有用阻挠电磁辐射，有必要对栅格分隔器的厚度Dg、短路圆环数量Ng、栅格的支架资料等进行研讨剖析。理论上，Dg和栅格宽度Wd越大，栅格越密，其辐射越小，电磁功用也越好，并且栅格分隔器没有沿径向的外表电流散布，但因谐振器与栅格分隔器之间的形状改变导致场的不均匀性，所以实践上栅格还会发生径向电流，因而Wd不能太大，终究尺度以最佳优化值为准。

　　规划时以同轴线长度、表里半径、谐振腔体的内半径a、外半径b和长度l的最佳优化值为基准。

　　仿真的实验条件：以优化最佳值为准，设耦合环半径b0=3 mm；同轴线.598 mm；b=32 mm；l=41.196 mm。再设Dg=2 mm；Wd=1 mm；短路圆环数量为3个，栅格之间无旋转视点。图4给出同轴线耦合谐振腔的功用参数值。

　　由图4可知，谐振腔的最大耦合谐振点在9.58 GHz，最大衰减为-9 dB，其能量耦合可允分满意规划要求。图5给出谐振腔内磁场散布。由此可见，圆柱谐振腔内为TE011振动方式，也契合规划要求。

　　为了使Q值到达规划要求，有必要尽或许下降电磁场的辐射损耗（走漏）和谐振腔的表里表损耗。对前者，挑选铜作为谐振腔的资料，两头用分隔器短路，使电磁场量在谐振腔的两头发生反射，以使谐振腔发生谐振。环形网格结构对中心圆柱波导中的TE011方式是截止的，电磁场经过两头结构发生的辐射很小。对后者，一方面要使表里表很润滑；另一方面要在谐振腔外表镀银。因为表里表的欧姆损耗与表里表的外表电阻Rs成正比，因而Rs越小，能量丢失也越少。实践丈量体系中，谐振腔传感器因制作差错，导致圆环的放置或许与仿真不完全共同。此外，不行疏忽因铜的热膨胀系数较低而引发温度和压力的改变，导致腔体结构变形。选用高热胀系数资料用于谐振腔传感器的制作，可下降因温度、压力改变对腔结构变形的影响。因为工业丈量环境的温度不稳定，会导致谐振腔空腔谐振频率发生改变，而频率丈量体系的本振无法实时反映出这种改变的巨细，因而体系在现场运用时，需调整本振频率，以尽或许地削减差错。

　　依据矩形波导与谐振腔耦合实践中呈现的问题，改用同轴线与谐振腔环耦合的规划，并选用HFSS微波软件规划了合适活动湿蒸汽湿度丈量中特别结构用的圆柱形谐振腔及其耦合设备。仿真成果表现了理论与实践的较好共同，证明了新耦合办法的正确、可行性。与使用矩形波导的耦合设备比较，在确保结构简略，完结在线丈量的一起，使用同轴圆环耦合设备可削减整个测湿体系的体积，还可使丈量设备与外处理电路的接口直接对接而无需矩形波导与同轴线的方式转化，防止了信号的再次衰减。整个体系有着更好的实践操作性。

　　要害字：丈量体系修改：什么鱼 引证地址：依据微波谐振腔测湿技能完结丈量体系的规划上一篇：选用时钟复用技能进步可测性规划的毛病掩盖率

　　1、导言 气压丈量在仪器仪表、医疗卫生、气压计、高度计等工业设备中有着广泛的使用。而挑选速率快、精度高的传感器是实践工程使用的要害。结合课题组的研讨使命，文中首要介绍一款高精度、高分辨率和低功耗的数字气压传感器SCP1000-D01。该器材可用于微型或许小型无人机制作气压计，易于操作，便于带着。 2、功用特色和引脚功用 SCP1000-D01是芬兰VTI公司的革命性产品。这款依据D-MEMS技能的肯定压力传感器能在正常条件下到达亚米等级的分辨率和1 m的精度，合适许多商用场合。 SCP1000-D01供给了高精度、高速、低功耗和超低功耗四种丈量方式。用户能够依据需求自行挑选丈量办法。本体系规划使用于无人机上，对速度有适当高的要

　　的规划和使用研讨 /

　　1、概述 在通讯体系中，频率丈量具有重要位置。近几年来频率丈量技能所掩盖的范畴越来越广泛，丈量精度越来越高，与不同学科的联络也越来越亲近。与频率丈量技能严密相连的范畴有通讯、导航、空间科学、仪器仪表、资料科学、计量技能、电子技能、天文学、物理学和生物化学等。 频率丈量一般都是由计数器和守时器完结，将两个守时／计数器一个设置为守时器，另一个设置为计数器，守时时刻到后发生中止，在中止服务程序中处理成果，求出频率。这种办法虽然丈量规模较宽，但因为存在软件延时，虽然在高频段能到达较高的精度，而低频段的丈量精度较低。所以使用单片机测频时，假如挑选欠好的丈量办法，或许会引起很大的差错。丈量频率时假如不是真实依托硬件操控计数或守时，而是由软

　　的规划 /

　　引 言 依据MEMS加速度计的倾角丈量模块具有体积小、质量轻、成本低、抗冲击、可靠性高级长处。对有加速度搅扰下的倾角丈量存在较大差错，本文环绕这一差错发生的来历和去除这种差错的办法进行了研讨。 旋转状态下的倾角丈量归于有加速度搅扰的动态歪斜视点丈量的一种。在旋转参考系下，质量为m的物体遭到指向旋转中心的衔接物的牵引力，但却相关于该参考系停止，没有加速度，不契合牛顿第必定律。所以，相关于惯性系作匀速转动的参考系也是非惯性系，要在这种参考系中坚持牛顿第二定律方式不变，在质点停止于此参考系的状况下，应引进离心惯性力，该力与旋转轴笔直。该状态下影响被测目标歪斜视点正确输出的加速度正是该力形成的。为了抵消这种在旋转状态下因为加速度引起的

　　的规划 /

　　1、DS1620芯片介绍 DS1620是一片8引脚的片内建有温度丈量并转化为数字值的集成电路，他集温度传感、温度数据转化与传输、温度操控等功用于一体。测温规模：－55～＋125℃，精度为0．5℃。该芯片十分容易与单片机衔接，完结温度的测控使用，独自做温度操控器运用时，可不必外加其他辅佐元件。 引脚功用及摆放如图1所示。 其间：RST，CLK／CONV及DQ为三线串行通讯线；DQ为数据输入输出端。当RST坚持高电平，对应CLK／CONV时钟脉冲的上升沿处，DQ可按位输入各种操控指令及数据，在CLK／CONV时钟脉冲的下降沿处开端按位输出9 B温度值，分2个字节输出，最低位（LSB）在最早输出，先输出的1个字节（8 B）除以2

　　的规划 /

　　1． 导言 石英晶体谐振器（以下简称为石英晶体）作为一种功用优秀的频率基准和时钟源在电子范畴有着广泛使用。石英晶体的中心测验在石英晶体的出产中是处于微谐和封装之间的工序，要求对石英晶体的根本电参数进行丈量，以确保产品终究质量。在石英晶体的中心测验中，需求丈量串联谐振频率、串联谐振电阻、负载谐振频率、负载谐振电阻、静电容、动电容、频率牵引灵敏度和DLD等参数。其间，静电容C0首要由石英晶体两头所镀银膜决议，表征了石英晶体的静态特性，与石英晶体的串联谐振频率和负载谐振频率等使用目标亲近相关。依据静电容和其它参数的联络，还能够计算出负载谐振电阻、动电容、频率牵引灵敏度和DLD等参数的值，这在实践丈量中是常常选用的办法。静电容的丈量是石英

　　的规划 /

　　引 言 跟着电子工业及信息技能等工业的迅速发展，关于具有导电功用的高分子资料的需求越来越火急。导电复合资料具有质量轻、无锈蚀、易于加工成各种杂乱形状，尺度安稳性好，电导率在较大规模内可调，易于大批量出产以及价格便宜等特色，因而广泛使用于抗静电、微波吸收、自控温发热资料、电磁波屏蔽等范畴。其间，炭黑复合导电资料是现在使用最广，用量最大的一种。在此以AT89S51单片机为中心，规划一种简易的丈量炭黑复合导电资料电阻和温度体系，体系框图如图1所示。 单片机经过热电偶放大器芯片收集当时的温度值；经过电压转化电路收集电阻值，送到FM24C02以备查询，LCD显现当时的电阻和温度状况，运用者能够方便地读出电阻和温度的改变，还能够经过串行口

　　的规划和完结计划 /

　　）

　　及使用 (王平)

　　(何道清，张禾，谌海云)

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