阅读说明：本技术 微波法含水率一体测定仪 (Microwave method water content integral tester ) 是由 唐国富 王举东 陈涛 孙明刚 林树丰 刘文杰 曹庆超 马丽芙 郑立君 池波 邢建 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明提出了微波法含水率一体测定仪,属于含水量测定技术领域,特别是涉及微波法含水率一体测定仪。解决了现有含水率测定方法所需时间长、操作难度大、对测定环境要求高、无法实现平行试验以及测定材料单一的问题。解决了两个腔体同时工作受热不均的问题,解决了称重结构不精确不稳定的问题。它包括第一腔体、第二腔体、数显控屏、打印机、第一上箱体、第二上箱体、下箱体和称重结构,所述第一腔体设置在第一上箱体内,所述第二腔体设置在第二上箱体内,所述第一上箱体和第二上箱体均与下箱体固定连接,所述第一腔体和第二腔体内产生微波。它主要用于对含水率的测定。(The invention provides a microwave-method water content integrated tester, belongs to the technical field of water content measurement, and particularly relates to a microwave-method water content integrated tester. The method solves the problems that the existing method for measuring the water content needs long time, is difficult to operate, has high requirement on measuring environment, can not realize parallel test and has single measuring material. The problem of two cavitys simultaneous working uneven heating is solved, the structure inaccuracy unstable of weighing has been solved. The weighing device comprises a first cavity, a second cavity, a digital display screen, a printer, a first upper box body, a second upper box body, a lower box body and a weighing structure, wherein the first cavity is arranged in the first upper box body, the second cavity is arranged in the second upper box body, the first upper box body and the second upper box body are fixedly connected with the lower box body, and microwaves are generated in the first cavity and the second cavity. It is mainly used for measuring the water content.)

微波法含水率一体测定仪

技术领域

本发明属于含水量测定技术领域，特别是涉及微波法含水率一体测定仪。

背景技术

目前国内现行的JTG E40-2007《公路料工试验规程》中规定料的含水率试验有三种方法：烘干法、酒精燃烧法和比重法。其中被广泛应用的是烘干法，被行业内视作标准方法。

烘干法是利用电热烘箱或者温度能保持105～110℃的其他能源烘箱，烘干时间不得少于8h，黏性料宜烘干8～10h，对于大多数料通常烘干16～24h。由于烘箱体积、重量和功率比较大，测定周期时间长，需要在实验室内进行，不能满足现场快速便捷要求。酒精燃烧法需要用酒精燃烧和冷却进行三个循环，1份样品需要三次酒精燃烧，完成试验大约需要时间30～40min。由于采用酒精燃烧法存在着操作繁锁和规程严密，酒精燃烧存在极大的安全隐患。燃烧过程中易改变料样的化学成份，试样烘干不均匀，测定结果不稳定，误差偏大。比重法主要进行砂砾、碎石等不溶解材料进行试验，完成试验时间大约30～40min或者更长时间，室内进行，需要水源，此方法不常用。而且现有的测定仪器只能测定一份试样的含水率，不能做到国标要求的平行试验精度，超出平行差要求需修正，测定材料大多只限于细集料测定

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出微波法含水率一体测定仪。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：微波法含水率一体测定仪，它包括第一腔体、第二腔体、数显控屏、打印机、第一上箱体、第二上箱体、下箱体和称重结构，所述第一腔体设置在第一上箱体内，所述第二腔体设置在第二上箱体内，所述第一上箱体和第二上箱体均与下箱体固定连接，所述下箱体上设置有数显控屏和打印机，内部设置有第一电源、第二电源、第一重量测量模块、中央控制器、第二重量测量模块、第一传感器支架和第二传感器支架，所述第一电源和第一传感器支架均分别与第一重量测量模块相连，所述第二电源和第二传感器支架均分别与第二重量测量模块相连，所述第一重量测量模块和第二重量测量模块均分别与中央控制器相连，所述中央控制器分别与显示屏和打印机相连，所述第一腔体和第二腔体均分别与第一电源、第二电源相连，并在腔体内产生微波，所述称重结构数量为两个，两个称重结构分别与第一腔体和第二腔体相连，所述第一传感器支架和第二传感器支架分别与两个称重结构相连，所述称重结构包括称重传感器、传感器上托盘、引力底盘、托杆和托盘，所述托杆两端分别与引力底盘和托盘相连，所述引力底盘位于第一腔体或第二腔体的外部，所述托盘位于第一腔体或第二腔体的内部，所述引力底盘与传感器上托盘相连，所述传感器上托盘与称重传感器相连，所述称重传感器与第一传感器支架或第二传感器支架相连。

更进一步的，所述第一腔体与第一排风管道相连，所述第二腔体与第二排风管道相连，所述第一排风管道与第一风机相连，所述第二排风管道与第二风机相连。

更进一步的，所述第一风机和第二风机外侧均设置有排风网。

更进一步的，所述第一风机和第二风机均为直流风机，供电电压为12V或24V。

更进一步的，所述下箱体上设置有多个开关，所述多个开关分别控制第一风机、第二风机、第一电源和第二电源。

更进一步的，所述下箱体上设置有多个指示灯，所述多个指示灯均分别与中央控制器相连。

更进一步的，所述第一腔体和第二腔体之间设置有阻燃板。

更进一步的，所述第一腔体和第二腔体工作频率为2450Hz，腔内产生的微波波长为122mm。

更进一步的，所述引力底盘具有磁性。

更进一步的，所述称重传感器、第一传感器支架和第二传感器支架均为铝合金材质，所述托杆和托盘均为非金属材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有的含水率测定方法所需时间长、操作难度大、对测定环境要求高、无法实现平行试验以及测定材料单一的问题。解决了两个腔体同时工作受热不均的问题，解决了称重结构不精确不稳定的问题。

本发明具有以下优点：

1.相较于现有的烘干法，可在10-15分钟内测出试样含水率，时间效率提升50-60倍，数据结果与8小明烘干法一致，符合国标平行差要求，不需要修正，可在室内室外进行操作，安全、便捷，一体自动化。

2.相较于酒精燃烧法，可在10-15分钟内测出试样含水率，数据结果比酒精燃烧法精度高约5-10倍以上，时间效率提升2倍，可在室内室外进行操作，安全、便捷，一体自动化。

3.相较于比重法，样品种类涉及非有机质的细集料、粗集料。可在室内室外进行操作，安全、便捷，一体自动化。

4.两个独立腔体共同运行、共同试验，可平行迅速测试两份试样，可根据材料类型选择功能大小、时间，通过数显控屏进行设置，同步出结果传输至中央控制器计算平均值并修正热参数，实现平行试验且数据满足国标平行差不超1％要求，数据精确度高。

5.重新设计了排湿排风结构，使两个独立工作腔体单独散热、排湿排风，实现排风排湿、打印系统、称重结构等整体相联，整体迅速运行。

6.测定仪轻便、可移动，实现现场检测、现场出检测结果。

附图说明

图1为本发明所述的微波法含水率一体测定仪主视结构示意图；

图2为本发明所述的微波法含水率一体测定仪俯式结构示意图；

图3为本发明所述的微波法含水率一体测定仪左视结构示意图；

图4为本发明所述的微波法含水率一体测定仪右视结构示意图；

图5为本发明所述的微波法含水率一体测定仪后视结构示意图；

图6为本发明所述的图1中A-A剖视结构示意图；

图7为本发明所述的称重结构连接结构示意图。

1-第一腔体，2-排风网，3-第二腔体，4-数显控屏，5-打印机，6-开关，7-指示灯，8-第一上箱体，9-第二上箱体，10-下箱体，11-第一排风管道，12-第一风机，13-第二排风管道，14-第二风机，15-第一电源，16-第二电源，17-第一重量测量模块，18-中央控制器，19-第二重量测量模块，20-第一传感器支架，21-第二传感器支架，22-称重传感器，23-传感器上托盘，24-引力底盘，25-托杆，26-托盘，27-阻燃板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。

参见图1-7说明本实施方式，微波法含水率一体测定仪，它包括第一腔体1、第二腔体3、数显控屏4、打印机5、第一上箱体8、第二上箱体9、下箱体10和称重结构，所述第一腔体1设置在第一上箱体8内，所述第二腔体3设置在第二上箱体9内，所述第一上箱体8和第二上箱体9均与下箱体10固定连接，所述下箱体10上设置有数显控屏4和打印机5，内部设置有第一电源15、第二电源16、第一重量测量模块17、中央控制器18、第二重量测量模块19、第一传感器支架20和第二传感器支架21，所述第一电源15和第一传感器支架20均分别与第一重量测量模块17相连，所述第二电源16和第二传感器支架21均分别与第二重量测量模块19相连，所述第一重量测量模块17和第二重量测量模块19均分别与中央控制器18相连，所述中央控制器18分别与显示屏4和打印机5相连，所述第一腔体1和第二腔体3均分别与第一电源15、第二电源16相连，并在腔体内产生微波，所述称重结构数量为两个，两个称重结构分别与第一腔体1和第二腔体3相连，所述第一传感器支架20和第二传感器支架21分别与两个称重结构相连，所述称重结构包括称重传感器22、传感器上托盘23、引力底盘24、托杆25和托盘26，所述托杆25两端分别与引力底盘24和托盘26相连，所述引力底盘24位于第一腔体1或第二腔体3的外部，所述托盘26位于第一腔体1或第二腔体3的内部，所述引力底盘24与传感器上托盘23相连，所述传感器上托盘23与称重传感器22相连，所述称重传感器22与第一传感器支架20或第二传感器支架21相连。

本实施例待测试样放置在托盘26上，第一腔体1和第二腔体3内电源箱磁控管提供约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到腔体内。当微波与试样料中的水分子吸收后，水分子将以每分钟上千万次频率震荡，从而产生热效应，伴随着温度上升，水份便会一点点蒸发。高精度称重传感器22与传感器上托盘23、具有磁性的引力底盘24、耐高温的托杆25和托盘26依次相连，称重传感器22通过第一传感器支架20或第二传感器支架21，第一传感器支架20和第二传感器支架21分别将毫伏信号传送至第一重量测量模块17和第二重量测量模块19，第一重量测量模块17和第二重量测量模块19以电信号的形式将数据输送给中央控制器18进行数据处理。中央控制器18分别记录加热前湿料的重量和加热后干料的重量，然后进行试样含水率的比例运算，含水率＝(湿料-干料)/干料×100％。中央控制器18将计算结果传递给数显控屏4显示结果，传递给打印机5将计算结果打印出来。

微波具有致热、反射、可透射和直线传播的特性，利用微波工作原理对试样烘干加热进行含水率测定，所述第一腔体1和第二腔体3工作频率为2450Hz，腔内产生的微波波长为122mm，当微波被水分子吸收后，水分子将以每分钟上千万次频率震荡，从而产生热效应，伴随着温度上升，水份便会一点点蒸发。具有对物体进行干燥、脱水、烘干等功能。利用称重传杆器22分别将称重数据传送中央控制器18实现两个腔体平等试验，数据共享及计算，经参数修正后保存打印，达到快速精确量测的目的。通过数显控屏4可设定运行时间、试样最大量程、微波功率、稳定时间、修正系统和电子秤精度校核。通过打印机5显示湿料重、干料重、含水率、运行时间及日期。所述称重传感器22、第一传感器支架20和第二传感器支架21均为铝合金材质，所述托杆25和托盘26均为耐高温非金属材质，所述称重结构为称重、编程、集成、远程等系统结构。

第一腔体1和第二腔体3共同运行、共同试验，实现平行一体化测定，平行差、精度满足国标要求。所述第一腔体1与第一排风管道11相连，所述第二腔体3与第二排风管道13相连，所述第一排风管道11与第一风机12相连，所述第二排风管道13与第二风机14相连，所述第一风机12和第二风机14外侧均设置有排风网2，所述第一风机12和第二风机14均为直流风机，供电电压为12V或24V，实现第一腔体1和第二腔体3单独散热、排湿排风。所述下箱体10上设置有多个开关6，所述多个开关6分别控制第一风机12、第二风机14、第一电源15和第二电源16，实现腔体运行和排风的单独控制。所述下箱体10上设置有多个指示灯7，所述多个指示灯7均分别与中央控制器18相连，多个指示灯7用于测定仪的运行状态指示、测量时间结束指示、温度补充结束指示和测量结束指示。所述第一腔体1和第二腔体3之间设置有阻燃板27，避免两个腔体之间的干扰。

第一腔体1和第二腔体3内均设置有微波发射单元通过微波发射单元产生微波，微波发射单元包括磁控管，高压变压器，控制电路和电源，各部件依次相连，称重传感器22为1kg高精度称重传感器，灵敏度为1mv/v，第一重量测量模块17和第二重量测量模块19为24位AD信号转换模块，数显控屏4为10寸触摸屏，打印机5为热敏打印机，开关6为二档开关，指示灯7为DC24v指示灯，第一电源15和第二电源16为3路电压开关电源。

以上对本发明所提供的微波法含水率一体测定仪，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。