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《哈尔滨工程大学》 2010年
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基于微波同轴谐振腔物料密度测量技术的研究

刘兴鹏  
【摘要】: 密度测量技术广泛应用于计量学、应用物理、海洋学等基础研究科学领域以及化工、石化、冶金等应用工程领域,是探求物质特性和检验产品质量常用的方法之一。密度测量方法主要包括红外线测量法、超声波测量法以及微波测量法等方法。微波测量法抗干扰能力强,精度高,测量结果具有很好的可靠性,可实现快速实时测量,操作简单安全,与此同时,微波器件生产成本的降低使得微波测量技术的成本大大降低。因此,微波测量技术必将有广泛的应用前景。微波测量装置的核心部件是微波传感器,以往对于微波传感器的设计采用实物测量的方法,这势必会增加研发的成本和延长研发时间。随着计算机仿真技术的发展,采用仿真技术来替代实物测量可以大幅度降低研发成本和缩短研发周期,成为目前比较普遍的微波元件的辅助设计方法。 本论文研究的主要内容分为两部分。第一部分是利用HFSS仿真软件设计具有良好电磁特性的微波同轴谐振腔,首先利用同轴谐振腔尺寸计算公式给出同轴谐振腔的初始尺寸;之后采用HFSS仿真软件对同轴谐振腔的耦合方式、环耦合方式下耦合环的尺寸位置以及同轴谐振腔保护盖的厚度等同轴谐振腔的主要设计参数进行了仿真,给出了合理的谐振腔尺寸;然后对谐振腔的长度进行了校正,以提高其谐振频率,得出了一组具有优越电磁特性的同轴谐振腔的设计尺寸。第二部分是利用HFSS软件,将该同轴谐振腔用于物料的密度测量,采用干燥烟叶作为同轴谐振腔的测量物料,通过改变烟叶的含水率来改变湿烟叶的密度以及介电常数,首先得出了混合物料的介电常数与其密度的关系,之后采用HFSS软件对第一部分得出的同轴谐振腔进行仿真,得出了物料的不同介电常数与谐振腔谐振频率的函数关系,最后得出了该同轴谐振腔用于测量湿烟叶密度的方程。 本研究给出了用于密度测量同轴谐振腔传感器比较理想的设计参数,并且给出了其用于具体物料密度测量的方法,对于实现用于密度测量同轴谐振腔传感器应用于实际生产的目标具有借鉴意义。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH715.2

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【参考文献】
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