率w(重量比）為：
[0091]
[0092] (式39)牛
對(duì)于特定物料是無(wú)量綱常數(shù)，可W通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)定得到其 數(shù)值；
[009引第四步進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定，
[0094] 系統(tǒng)標(biāo)定的具體做法如下；采用一塊含水的物料樣本（含水率不為零，可預(yù)先 加濕），先用本發(fā)明所述微波雷達(dá)測(cè)水儀進(jìn)行一次測(cè)試，由（式37)、（式38)得到r。和 qa(ed-1);然后對(duì)該樣品采用水含量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法（依據(jù)GB/T462-2003《紙和紙板水份的 測(cè)定》或GB/T12087-2008《淀粉水分測(cè)定烘箱法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法）測(cè)得其準(zhǔn)確含水率 W。;根據(jù)（式39)，可解得：
[0095]
[0096] 經(jīng)過(guò)標(biāo)定后，微波雷達(dá)測(cè)水儀即可W用于該類物料含水率在線測(cè)試；其計(jì)算過(guò)程 為由（式16)、（式20)計(jì)算a1、@1，再由（式城（式26)計(jì)算e。/、e。/'，之后由（式 36)、（式37)計(jì)算^和r，最后根據(jù)（式39)得到物料含水量。
[0097] 在上述結(jié)構(gòu)中，還包括設(shè)置在機(jī)架底座上的一體化機(jī)架，微波雷達(dá)主機(jī)安裝在一 體化機(jī)架上，數(shù)據(jù)處理終端也安裝在一體化機(jī)架上。
[009引優(yōu)選的，機(jī)架底座開(kāi)有凹槽，信標(biāo)器和信標(biāo)器的信標(biāo)器天線都設(shè)置在凹槽內(nèi)。
[0099] 信標(biāo)器要實(shí)現(xiàn)接收透射待測(cè)物料樣品后的微波信號(hào)，并將接收到的微波信號(hào)進(jìn)行 調(diào)制形成信標(biāo)信號(hào)，并將信標(biāo)信號(hào)發(fā)射到微波雷達(dá)主機(jī)，因此優(yōu)選的所述信標(biāo)器包括電池、 開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器B、方波振蕩器、反射式微波單刀單擲開(kāi)關(guān)、匹配負(fù)載，電池均與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器B、 方波振蕩器供電連接，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器B與反射式微波單刀單擲開(kāi)關(guān)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)連接，方波振蕩 器與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器B匹配連接，反射式微波單刀單擲開(kāi)關(guān)與匹配負(fù)載匹配連接，反射式微波 單刀單擲開(kāi)關(guān)還與信標(biāo)器的信標(biāo)器天線連接。
[0100] 優(yōu)選的，所述微波雷達(dá)主機(jī)包括發(fā)射連續(xù)單頻微波信號(hào)的發(fā)射單元、連續(xù)單頻微 波信號(hào)的功率檢測(cè)單元、連續(xù)單頻微波信號(hào)與信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行正交混頻的正交混頻單元。
[0101] 優(yōu)選的，所述發(fā)射單元包括順次鏈接的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器A、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、定向禪合器 A、發(fā)射天線；開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器A受頻率選擇信號(hào)的控制，單刀雙擲開(kāi)關(guān)受開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器A的控制， 定向禪合器A接收單刀雙擲開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)生成連續(xù)單頻微波信號(hào)給發(fā)射天線，單刀雙擲 開(kāi)關(guān)還受鎖相頻率源A和鎖相頻率源B的控制，鎖相頻率源A和鎖相頻率源B都接收晶體 振蕩器的振動(dòng)信號(hào)，晶體振蕩器同時(shí)發(fā)送參考時(shí)鐘信號(hào)給數(shù)據(jù)處理終端。
[0102] 優(yōu)選的，功率檢測(cè)單元包括順次鏈接的定向禪合器B、檢波器、放大器，定向禪合器 B接收發(fā)射單元的連續(xù)單頻微波信號(hào)。
[0103] 優(yōu)選的，正交混頻單元包括順次鏈接的接收天線、低噪聲放大器、正交混頻器，正 交混頻器接收發(fā)射單元的連續(xù)單頻微波信號(hào)或接收功率檢測(cè)單元的連續(xù)單頻微波信號(hào)，接 收天線接收信標(biāo)器發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)，信標(biāo)信號(hào)經(jīng)過(guò)低噪聲放大器的放大后通過(guò)正交混頻器 與連續(xù)單頻微波信號(hào)進(jìn)行正交混頻，正交混頻器輸出2路正交混頻信號(hào)，一路正交混頻信 號(hào)輸出到中頻濾波器A、再經(jīng)過(guò)中頻放大器A輸出中頻同相分量信號(hào)給數(shù)據(jù)處理終端，另一 路正交混頻信號(hào)輸出到中頻濾波器B、再經(jīng)過(guò)中頻放大器B輸出中頻正交分量信號(hào)給數(shù)據(jù) 處理終端。
[0104] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下；本發(fā)明采用的微波雷達(dá)透射式測(cè)水方案是一種非接觸式測(cè)水 方案，測(cè)試過(guò)程中待測(cè)物料只需處于雷達(dá)波束照射空間范圍內(nèi)即可，無(wú)需與測(cè)試儀器接觸， 對(duì)物料的精確形狀、尺寸及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有特別要求，可作為在各種工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)多種物 料含水量進(jìn)行測(cè)試的通用方法。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理方法是基于包含物料介質(zhì)、水和空氣3 種成分混合介質(zhì)的復(fù)介電常數(shù)模型和水的介電弛豫模型，采用雙頻測(cè)試并充分利用雷達(dá)信 號(hào)的幅度和相位信息，測(cè)試誤差可達(dá)0. 1 %W下，并且測(cè)試精度不受物料中空氣含量的影 響，對(duì)于纖維、谷物、藥材等疏松物料具有良好的測(cè)試精度和一致性。本發(fā)明的微波雷達(dá)透 射式測(cè)水方案系統(tǒng)校準(zhǔn)十分簡(jiǎn)單，對(duì)一類物料樣品只需進(jìn)行一次校準(zhǔn)測(cè)試，對(duì)校準(zhǔn)測(cè)試的 樣品的形狀、尺寸、密度無(wú)特殊要求。本發(fā)明微波雷達(dá)透射式測(cè)水方案，測(cè)試結(jié)果是被測(cè)物 料的平均體含水率（重量比），與傳統(tǒng)的微波諧振腔等測(cè)試方法僅測(cè)試物料表層含水率相 比，能更準(zhǔn)確地反映被測(cè)物料含水情況，可適應(yīng)更廣泛的測(cè)試應(yīng)用要求。本發(fā)明測(cè)試速度很 快，一次測(cè)試時(shí)間小于1ms，可滿足對(duì)傳送狀態(tài)下的物料含水量的快速、實(shí)時(shí)和在線測(cè)試需 求。
【附圖說(shuō)明】
[0105] 圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0106] 圖2為微波雷達(dá)主機(jī)電路框圖。
[0107] 圖3為信標(biāo)器的電路框圖。
[0108] 圖中的附圖標(biāo)記分別表示為；1、微波雷達(dá)主機(jī)，2、微波雷達(dá)天線，3、信標(biāo)器，4、信 標(biāo)器天線，5、數(shù)據(jù)處理終端，6、一體化機(jī)架，7、機(jī)架底座，8、待測(cè)物料樣品。
【具體實(shí)施方式】
[0109] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0110] 實(shí)施例1 ;
[0111] 如圖1所示，雷達(dá)型微波測(cè)水儀器的測(cè)試方法，包括機(jī)架底座7、微波雷達(dá)主機(jī)1、 信標(biāo)器3、數(shù)據(jù)處理終端5，
[0112] 機(jī)架底座7 ;用于放置待測(cè)物料樣品8 ;
[0113] 微波雷達(dá)主機(jī)1 ;用于發(fā)射連續(xù)單頻微波信號(hào)用W透射待測(cè)物料樣品8,并接收信 標(biāo)器3發(fā)射的信標(biāo)信號(hào)，并將輸出數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理終端5 ;
[0114] 信標(biāo)器3 ;用于接收透射待測(cè)物料樣品8后的微波信號(hào)，并將接收到的微波信號(hào)進(jìn) 行調(diào)制形成信標(biāo)信號(hào)，并將信標(biāo)信號(hào)發(fā)射到微波雷達(dá)主機(jī)1 ;
[0115] 數(shù)據(jù)處理終端；數(shù)據(jù)處理終端輸出頻率選擇信號(hào)給微波雷達(dá)主機(jī)1，微波雷達(dá)主 機(jī)1根據(jù)頻率選擇信號(hào)輸出相應(yīng)頻率的連續(xù)單頻微波信號(hào)，數(shù)據(jù)處理終端還用于接收微波 雷達(dá)主機(jī)1的輸出數(shù)據(jù)并計(jì)算出待測(cè)物料樣品的含水量。
[0116] 所述輸出數(shù)據(jù)包括參考時(shí)鐘信號(hào)、連續(xù)單頻微波信號(hào)的功率檢測(cè)信號(hào)，還包括連 續(xù)單頻微波信號(hào)與信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行正交混頻后輸出的中頻同相分量，還包括連續(xù)單頻微波信 號(hào)與信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行正交混頻后輸出的中頻正交分量。
[0117] 根據(jù)上述各個(gè)裝置，本發(fā)明的工作原理是：待測(cè)物料樣品放置在微波雷達(dá)主機(jī)和 信標(biāo)器之間，測(cè)試時(shí)，在數(shù)據(jù)處理終端控制下，雷達(dá)發(fā)射依次發(fā)射兩個(gè)頻率的連續(xù)單頻微波 信號(hào)，連續(xù)單頻微波信號(hào)透射待測(cè)物料樣品后，連續(xù)單頻微波信號(hào)被信標(biāo)器3接收后進(jìn)行 調(diào)制形成信標(biāo)信號(hào)，信標(biāo)器3并轉(zhuǎn)發(fā)信標(biāo)信號(hào)，信標(biāo)信號(hào)透射待測(cè)物料樣品后被微波雷達(dá) 主機(jī)接收，微波雷達(dá)主機(jī)每次接收到信標(biāo)信號(hào)后，分別測(cè)試信標(biāo)信號(hào)相對(duì)于連續(xù)單頻微波 信號(hào)的同相分量（I)和正交分量怕）的幅度，并將I、Q幅度信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理終端5進(jìn) 行處理。數(shù)據(jù)處理終端5中，基于包含物料介質(zhì)、水和空氣3種成分混合介質(zhì)的復(fù)介電常數(shù) 模型和水的介電弛豫模型，利用兩個(gè)連續(xù)單頻微波信號(hào)頻率上的I、Q幅度信息和預(yù)存的系 統(tǒng)校準(zhǔn)參數(shù)，處理得到混合介質(zhì)中物料介質(zhì)和水重量比，從而得到物料體含水量，即水的重 量占含水物料重量百分比，測(cè)試精度可達(dá)0. 1%。
[0118] 如圖1所示，從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)；微波雷達(dá)主機(jī)位于機(jī)架底座7正上方，信標(biāo)器3位于 微波雷達(dá)主機(jī)的正下方，信標(biāo)器3設(shè)置在機(jī)架底座7上，微波雷達(dá)主機(jī)1的微波雷達(dá)天線2 面向機(jī)架底座，信標(biāo)器3的信標(biāo)器天線4面向微波雷達(dá)主機(jī)，數(shù)據(jù)處理終端5的頻率選擇信 號(hào)輸出端與微波雷達(dá)主機(jī)1的頻率選擇信號(hào)端連接，微波雷達(dá)主機(jī)1的輸出數(shù)據(jù)端與數(shù)據(jù) 處理終端5的數(shù)據(jù)輸入端連接。在上述結(jié)構(gòu)中，還包括設(shè)置在機(jī)架底座7上的一體化機(jī)架 6,微波雷達(dá)主機(jī)安裝在一體化機(jī)架6上，數(shù)據(jù)處理終端5也安裝在一體化機(jī)架6上。優(yōu)選 的，機(jī)架底座7開(kāi)有凹槽，信標(biāo)器3和信標(biāo)器3的信標(biāo)器天線4都設(shè)置在凹槽內(nèi)。
[0119] 如圖3所示；信標(biāo)器3要實(shí)現(xiàn)接收透射待測(cè)物料樣品8后的微波信號(hào)，并將接收到 的微波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制形成信標(biāo)信號(hào)，并將信標(biāo)信號(hào)發(fā)射到微波雷達(dá)主機(jī)1，因此優(yōu)選的所述 信標(biāo)器3包括電池、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器B、方波振蕩器、反射式微波單刀單擲開(kāi)關(guān)、匹配負(fù)載，電池 均與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器B、方波振蕩器供電連接，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器B與反射式微波單刀單擲開(kāi)關(guān)進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)連接，方波振蕩器與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器B匹配連接，反射式微波單刀單擲開(kāi)關(guān)與匹配負(fù)載匹配 連接，反射式微波單刀單擲開(kāi)關(guān)還與信標(biāo)器3的信標(biāo)器天線4連接。
[0120] 如圖2所示，優(yōu)選的，所述微波雷達(dá)主機(jī)包括發(fā)射連續(xù)單頻微波信號(hào)的發(fā)射單元、 連續(xù)單頻微波信號(hào)的功率檢測(cè)單元、連續(xù)單頻微波信號(hào)與信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行正交混頻的正交混 頻單元。優(yōu)選的，所述發(fā)射單元包括順次鏈接的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器A、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、定向禪合器 A、發(fā)射天線；開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器A受頻率選擇信號(hào)的控制，單刀雙擲開(kāi)關(guān)受開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器A的控制， 定向禪合器A接收單刀雙擲開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)生成連續(xù)單頻微波信號(hào)給發(fā)射天線，單刀雙擲 開(kāi)關(guān)還受鎖相頻率源A和鎖相頻率源B的控制，鎖相頻率源A和鎖相頻率源B都接收晶體 振蕩器的振動(dòng)信號(hào)，晶體振蕩器同時(shí)發(fā)送參考時(shí)鐘信號(hào)給數(shù)據(jù)處理終端。優(yōu)選的，功率檢測(cè) 單元包括順次鏈接的定向禪合器B、檢波器、