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一种 微波快速测量物料水分的装置

阅读：729发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种微波快速测量物料水分的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种微波快速测量物料水分的装置，包括微波加热装置、质量测量装置和数控显示系统，微波加热装置包括炉体和炉门，炉门转动安装在炉体上，炉体内部设有炉腔和微波发射装置，炉门与炉腔匹配盖合，微波发射装置分别位于炉腔的左侧和后侧，炉腔设有保温材料夹层，质量测量装置包括测量组件外壳、稳定组件、测量组件、天平托盘及其悬挂组件，数控显示系统包括控制器和控制面板，控制面板上设置有各种操作按键以及液晶显示屏，控制面板、测量组件分别与控制器电性连接，控制器与微波发射装置信号连接。本实用新型利用微波选择性加热特性，快速测量样品水分，缩短了测量周期；测量组件实时监测样品温度和质量的变化，提高了测量精度。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种微波快速测量物料水分的装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种微波快速测量物料水分的装置，其特征在于，包括微波加热装置、质量测量装置和数控显示系统，
所述微波加热装置包括炉体（1）和炉门（2），所述炉门（2）转动安装在炉体（1）上，所述炉体（1）内部设有炉腔（3）和微波发射装置（4），所述炉门（2）与炉腔（3）匹配盖合，所述微波发射装置（4）分别位于所述炉腔（3）的左侧和后侧，所述炉腔（3）设有夹层，夹层内充填有保温材料（5），
所述质量测量装置包括测量组件外壳（6）、稳定组件（7）、测量组件（8）、天平托盘（9）及其悬挂组件（10），所述测量组件外壳（6）设置在所述炉体（1）的上表面、炉腔（3）的正上方，所述稳定组件（7）设置在所述测量组件外壳（6）的壳体内部，所述测量组件（8）的主体嵌在稳定组件（7）中，测量组件（8）的下端穿过炉体（1）并延伸进炉腔（3）内，所述天平托盘（9）通过悬挂组件（10）与测量组件（8）的下端连接，天平托盘（9）悬挂于炉腔（3）中心位置，所述数控显示系统包括控制器（11）和控制面板（12），所述控制器（11）设置在炉体（1）内，所述控制面板（12）设置在炉体（1）的外壁上，所述控制面板（12）上设置有操作按键（121）以及液晶显示屏（122），所述控制面板（12）、测量组件（8）分别与控制器（11）电性连接，所述控制器（11）与所述微波发射装置（4）信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种微波快速测量物料水分的装置，其特征在于，在所述炉腔（3）右侧左下方设有一排进气孔（13），在所述炉腔（3）右侧右上方设有一排出气孔（14）。
3.根据权利要求2所述的一种微波快速测量物料水分的装置，其特征在于，所述进气孔（13）和出气孔（14）均采用四方格栅栏结构。
4.根据权利要求1所述的一种微波快速测量物料水分的装置，其特征在于，所述天平托盘（9）及悬挂组件（10）均采用聚四氟透波材质。
5.根据权利要求1所述的一种微波快速测量物料水分的装置，其特征在于，所述炉体（1）为长方体形，所述炉腔（3）为立方体形。
6.根据权利要求1所述的一种微波快速测量物料水分的装置，其特征在于，所述炉门（2）为侧开门结构、上开门结构或下拉门结构。

说明书全文

一种微波快速测量物料水分的装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及物料水分检测技术领域，具体涉及一种微波快速测量物料水分的装置。

背景技术

[0002] 食品、药品、化工、冶金等行业需要快捷、准确测量样品的含水量，因此需要一种方便快捷、准确有效的检测装置来快速测量样品中的水分。目前，检测样品的含水量的方法主要有热重法、中子法以及介电法等。然而，介电法由于受待测物料介电常数、密度和孔隙率等物理性质等影响，仅适合测量薄层、小样品物料的测量；中子法尽管测量迅速，响应时间短(大约1-2min)，可以测量任意相态的水分，但其缺点是设备价格昂贵，空间分辨率低，放射物危害人体健康；热重法是加热样品蒸发水分，通过称量样品蒸发前后的重量来测量样品水分的方法，该方法测量简单，易于操作，但测量时间周期长。如Robinson等提供了一种热重法测量土壤水分的方法，需要在105℃条件下烘干24小时。

[0003] 微波作为一种新型绿色加热方法，是通过微波在物料内部的介电损耗来加热物料。由于水的介电常数为87，而其他物质的介电常数远远小于水，当微波加热含水物料时，水分优先吸收微波，率先被加热脱除。因此，利用微波对水分的选择性加热特性，可开发出一种测试精度高、测试速度快的微波水分测试方法和装置。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的是提供一种微波快速测量物料水分的装置，测试精度高、测试速度快。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种微波快速测量物料水分的装置，包括微波加热装置、质量测量装置和数控显示系统，

[0006] 所述微波加热装置包括炉体和炉门，所述炉门转动安装在炉体上，所述炉体内部设有炉腔和微波发射装置，所述炉门与炉腔匹配盖合，所述微波发射装置分别位于所述炉腔的左侧和后侧，所述炉腔设有夹层，夹层内充填有保温材料，

[0007] 所述质量测量装置包括测量组件外壳、稳定组件、测量组件、天平托盘及其悬挂组件，所述测量组件外壳设置在所述炉体的上表面、炉腔的正上方，所述稳定组件设置在所述测量组件外壳的壳体内部，所述测量组件的主体嵌在稳定组件中，测量组件的下端穿过炉体并延伸进炉腔内，所述天平托盘通过悬挂组件与测量组件的下端连接，天平托盘悬挂于炉腔中心位置，

[0008] 所述数控显示系统包括控制器和控制面板，所述控制器设置在炉体内，所述控制面板设置在炉体的外壁上，所述控制面板上设置有各种操作按键以及液晶显示屏，所述控制面板、测量组件分别与控制器电性连接，所述控制器与所述微波发射装置信号连接。

[0009] 进一步地，在所述炉腔右侧左下方设有一排进气孔，在所述炉腔右侧右上方设有一排出气孔，进气孔和排气孔可以控制炉腔内气氛，及时排出炉腔内水蒸气。

[0010] 优选的，所述进气孔和出气孔均采用四方格栅栏结构。

[0011] 优选的，所述天平托盘及悬挂组件均采用聚四氟透波材质，减少其对微波场的影响。

[0012] 优选的，所述炉体为长方体形，所述炉腔为立方体形。

[0013] 优选的，所述炉门为侧开门结构、上开门结构或下拉门结构。

[0014] 与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

[0015] 本实用新型基于水大的介电常数，利用微波选择性加热技术快速、均匀脱除水分，烘干与称重在同一时间同一环境中进行，由控制器分析运算控制，避免了人工误差与环境温度湿度的影响，提高了水分测量的精度，缩短了测量周期，适用于食品、药品、化工、冶金等行业对样品水分的检测。附图说明

[0016] 图1是本实用新型的装置主视图。

[0017] 图2是本实用新型的装置右视图。

[0018] 图中，1-炉体，2-炉门，3-炉腔，4-微波发射装置，5-保温材料，6-测量组件外壳，7-稳定组件，8-测量组件，9-天平托盘，10-悬挂组件，11-控制器，12-控制面板，121-按键，122-液晶显示屏，13-进气孔，14-出气孔。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，并以图1中的左侧为左，图1中的右侧为右，作为左右方向判断的基准。

[0020] 如图1、图2所示，一种微波快速测量物料水分的装置，包括微波加热装置、质量测量装置和控制面板11。

[0021] 所述微波加热装置包括炉体1和炉门2，所述炉体1为长方体形，所述炉门2转动安装在炉体1上，所述炉体1内部设有炉腔3和微波发射装置4，所述炉腔3为立方体形，结构规整，易于微波传播，能均匀加热物料，所述炉门2与炉腔3匹配盖合，防止微波泄漏，炉门2可以为侧开门结构、上开门结构或下拉门结构，本实施例中设计为侧开门结构。

[0022] 所述微波发射装置4分别位于所述炉腔3的左侧和后侧，所述炉腔3设有夹层，夹层内充填有保温材料5，保温材料5用来减小外界温度对测量结果的影响。

[0023] 所述质量测量装置包括测量组件外壳6、稳定组件7、测量组件8、天平托盘9及其悬挂组件10；所述测量组件外壳6设置在所述炉体1的上表面、炉腔3的正上方，用于保护壳体内部的所有组件，同时防止微波泄漏；所述稳定组件7设置在所述测量组件外壳6的壳体内部，用于保护和稳定测量组件8，起到缓冲、防震的功能；所述测量组件8的主体嵌在稳定组件7中，测量组件8的下端穿过炉体1并延伸进炉腔3内，测量组件8包括温度传感器和称重传感器，所述温度传感器型号为MLX90614系列非接触式红外线温度传感器，用于检测炉腔内样品的温度，并将检测信号传输至控制器11，所述称重传感器型号为YZC-328-A，用于采集样品的重量信号，并将它们转换成模拟量信号提供给控制器11，另外通过温度监测还可以调节微波输入功率，防止样品温度过高，调整过程为：通过温度传感器获取微波加热装置内的待测样品的当前样品温度；根据所述待测样品的当前样品温度，判断是否超过样品温度上限阈值；如果超过样品温度上限阈值，发送停止微波加热信号至微波发射装置，控制微波发射装置停止对待测样品进行微波干燥；所述天平托盘9通过悬挂组件10与测量组件8的下端连接，天平托盘9悬挂于炉腔3中心位置，天平托盘9以及悬挂组件10均采用聚四氟透波材质，减少其对微波场的影响。

[0024] 所述数控显示系统包括控制器11和控制面板12，所述控制器11设置在炉体1内，所述控制面板12设置在炉体1的外壁上，所述控制面板12上设置有各种操作按键121以及液晶显示屏122，所述控制面板12、测量组件8分别与控制器11电性连接，所述控制器11与所述微波发射装置4信号连接。

[0025] 微波加热装置由外部电源供电，提供各零部件需要的工作电压，控制面板12和控制器11连接，即用户可以通过控制面板12上的按键121输入操作指令(微波功率、温度等加热参数)，操作微波加热装置，微波加热装置的控制器11输出控制微波发射装置4和液晶显示屏122等器件。

[0026] 测量组件8中的称重传感器实时监测样品的质量变化，测量组件8中的温度传感器实时监测样品的温度变化，并反馈信号给控制器11，控制器11处理信号后反馈给液晶显示屏122，通过液晶显示屏122实时监测样品的质量和温度的变化。

[0027] 在所述炉腔3右侧左下方设有一排进气孔13，在所述炉腔3右侧右上方设有一排出气孔14，不仅能够及时将测量过程产生的水蒸气排出设备外，还能够控制测量气氛，具有灵活性。所述进气孔13和出气孔14优选采用四方格栅栏结构。

[0028] 测量时，取20-100g待测样品放置于炉腔3中央的天平托盘9内，读取物料初始质量M0；将频率2.45GHz，输出功率为0-3kW的微波馈入微波测试装置内，通过控制面板12调节微波输出功率，将物料从室温以20-100℃/min速率升温至70-120℃，保温5-15min；待样品失重稳定后，读取物料最终质量Mn，计算得到样品含水量(M0-Mn)/M0。

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