一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置及系统制造方法及图纸

一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置及系统，涉及一种无水乙醇浓度检测设备，该装置包括：依次串联连接的液体流入主干道、搅拌装置、检测谐振腔组件和流出主干道；所述液体流入主干道上设置第三电控阀门；所述检测谐振腔组件两端分别设置第一电控阀门和第二电控阀门；所述检测谐振腔机构包括上管道、下管道、上金属盖、下金属盖、圆柱形谐振腔、样品腔、发射SMA接口、微波发射探针、接收SMA接口和微波接收探针。该装置体积小、成本低、测量精准、检测速度快、易于安装、适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置及系统


[0001]本技术涉及一种无水乙醇浓度检测设备，具体涉及一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置及系统。

技术介绍

[0002]无水乙醇是一种常用的工业原料和化学试剂，它在医疗卫生、食品、化工等领域有着广泛的应用，浓度99.5％以上的无水乙醇可作为燃料乙醇，还可以应用到化学实验当中。随着当今社会生产生活对无水乙醇的需求越来越大，同样对无水乙醇的质量要求也变高了。其中无水乙醇的浓度是评估其质量的重要参数之一。国家标准下，无水乙醇的浓度要高于99.5％，优级的无水乙醇浓度高达99.8％。无水乙醇若不符合质量要求，将会影响应用效果以及实验结果。因此，在线的无水乙醇浓度检测技术在工业生产以及化工应用中有着重要意义，同时也可以提高检测效率。
[0003]在传统的液体浓度检测方法中，常用于检测乙醇浓度的测量方法主要有：化学滴定法和液相色谱法。这两种方法都是离线采样检测乙醇浓度。随着经济社会智能化的发展，在实际的生产以及应用过程中需要实现在线检测乙醇浓度，乙醇浓度的在线检测在工业生产中有着重要的意义。同时随着科学技术的发展，出现了越来越多的液体浓度检测方法，如电容法、射线法、超声波法以及微波谐振法，这些方法都能够在线检测乙醇浓度。其中，电容法是根据电容器内溶液的介电常数变化影响电容值这一特性，来实现溶液浓度检测，但该方法检测精度低；射线法是测量溶液对射线的吸收能力，得到溶液的浓度，但该方法检测成本高且设备体积大；超声波法是通过分析超声波在液体介质中的传播特性来测量到不同液体的声学特性参数，从而实现测量液体浓度，但该方法检测参数复杂，数据处理繁琐。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置及系统，以解决现有检测设备存在的检测精度低、成本高、检测参数复杂、数据处理繁琐的问题。
[0005]本技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]本技术的一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置，包括：依次串联连接的液体流入主干道、搅拌装置、检测谐振腔组件和流出主干道；所述液体流入主干道上设置第三电控阀门；所述检测谐振腔组件两端分别设置第一电控阀门和第二电控阀门；
[0007]所述检测谐振腔组件包括：
[0008]与搅拌装置相连的上管道，所述第一电控阀门安装在上管道上；
[0009]与上管道固定相连的圆柱形谐振腔；
[0010]与圆柱形谐振腔固定相连的下管道，所述第二电控阀门安装在下管道上，所述流出主干道与下管道相连；
[0011]设置于圆柱形谐振腔中的样品腔；
[0012]分别嵌入到圆柱形谐振腔两端的上金属盖和下金属盖，所述上金属盖和下金属盖
上均设有孔洞；
[0013]安装在圆柱形谐振腔上的发射SMA接口和接收SMA接口；
[0014]安装在发射SMA接口前端的微波发射探针，所述微波发射探针穿过圆柱形谐振腔插入样品腔中；
[0015]安装在接收SMA接口前端的微波接收探针；所述微波接收探针穿过圆柱形谐振腔插入样品腔中；所述微波发射探针和微波接收探针成正交分布。
[0016]进一步的，所述上管道、圆柱形谐振腔和下管道均为圆柱体；所述上管道、圆柱形谐振腔和下管道的内半径均相同；所述上管道、圆柱形谐振腔和下管道的外半径均相同；所述上管道、圆柱形谐振腔和下管道均采用铜材质制成。
[0017]进一步的，所述圆柱形谐振腔的内半径为9mm～10mm，外半径为17mm～20mm，高度为23mm～26mm。
[0018]进一步的，所述微波发射探针和微波接收探针均采用镀金材质制成；所述微波发射探针和微波接收探针的长度均为3mm；所述微波发射探针和微波接收探针的半径均为0.25mm～0.5mm。
[0019]进一步的，所述上金属盖和下金属盖均采用铜材质制成；所述上金属盖和下金属盖的厚度均为5mm～7mm；所述上金属盖和下金属盖上的孔洞数量均为5个，所有孔洞的半径均为3mm～3.5mm；所述上金属盖上的5个孔洞相互连通且这5个孔洞成中心对称分布；所述下金属盖上的5个孔洞相互连通且这5个孔洞成中心对称分布。
[0020]进一步的，所述上管道下端设置上管道法兰，所述圆柱形谐振腔上下端分别设置谐振腔上法兰和谐振腔下法兰，所述下管道上端设置下管道法兰；所述上管道下端的上管道法兰与圆柱形谐振腔上端的谐振腔上法兰通过螺丝和螺母紧固，所述圆柱形谐振腔下端的谐振腔下法兰与下管道上端的下管道法兰通过螺丝和螺母紧固，使上管道、圆柱形谐振腔和下管道组成为一个上下贯通的整体。
[0021]进一步的，所述圆柱形谐振腔内壁设置为光滑表面，所述微波发射探针和微波接收探针穿过圆柱形谐振腔时不直接与圆柱形谐振腔内壁接触；所述微波发射探针和微波接收探针均位于圆柱形谐振腔中电场强度最强处。
[0022]本技术的一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测系统，包括所述的一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置，还包括：微波发射源、微波信号处理器、单片机检测单元、PC端和高频同轴线；所述检测谐振腔组件中的发射SMA接口后端通过高频同轴线与微波发射源相连，所述检测谐振腔组件中的接收SMA接口后端通过高频同轴线与微波信号处理器相连；所述微波发射源和微波信号处理器均与单片机检测单元相连；所述单片机检测单元与PC端相连。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0024]1、检测精度高：经试验证实本技术能够检测到千分含水，提高了无水乙醇浓度检测的精度。
[0025]2、体积小、成本低：本技术所采用的检测谐振腔机构整体体积较小，圆柱形谐振腔尺寸小，且圆柱形谐振腔作为管道的一部分接入，对整个传输线管道流体并无影响，具有体积小、便于集成组装、易于安装等优点，能够解决现有检测设备体积过大、安装拆卸繁琐的问题。
[0026]3、本技术检测速度快，只需几分钟即可完成，提高了数据处理速度。
[0027]4、本技术不仅能检测无水乙醇浓度，还可以用于检测其他溶于水的有机物浓度，适用范围广泛，检测范围宽。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本技术的一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置的结构示意图。
[0030]图2为检测谐振腔机构的结构示意图。
[0031]图3为检测谐振腔机构的内部俯视图。
[0032]图4为本技术的一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测系统的结构框图。
[0033]图5为无水乙醇浓度为99.5％、99.6％、99.7％、99.8％、99.9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置，其特征在于，包括：依次串联连接的液体流入主干道、搅拌装置、检测谐振腔组件和流出主干道；所述液体流入主干道上设置第三电控阀门；所述检测谐振腔组件两端分别设置第一电控阀门和第二电控阀门；所述检测谐振腔组件包括：与搅拌装置相连的上管道，所述第一电控阀门安装在上管道上；与上管道固定相连的圆柱形谐振腔；与圆柱形谐振腔固定相连的下管道，所述第二电控阀门安装在下管道上，所述流出主干道与下管道相连；设置于圆柱形谐振腔中的样品腔；分别嵌入到圆柱形谐振腔两端的上金属盖和下金属盖，所述上金属盖和下金属盖上均设有孔洞；安装在圆柱形谐振腔上的发射SMA接口和接收SMA接口；安装在发射SMA接口前端的微波发射探针，所述微波发射探针穿过圆柱形谐振腔插入样品腔中；安装在接收SMA接口前端的微波接收探针；所述微波接收探针穿过圆柱形谐振腔插入样品腔中；所述微波发射探针和微波接收探针成正交分布。2.根据权利要求1所述的一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置，其特征在于，所述上管道、圆柱形谐振腔和下管道均为圆柱体；所述上管道、圆柱形谐振腔和下管道的内半径均相同；所述上管道、圆柱形谐振腔和下管道的外半径均相同；所述上管道、圆柱形谐振腔和下管道均采用铜材质制成。3.根据权利要求2所述的一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置，其特征在于，所述圆柱形谐振腔的内半径为9mm～10mm，外半径为17mm～20mm，高度为23mm～26mm。4.根据权利要求1所述的一种基于微波谐振技术的无水乙醇浓度检测装置，其特征在于，所述微波发射探针和微波接收探针均采用镀金材质制成；所述微波发射探针和微波接收探针的长度均为3mm；所述微波发射探针和微波接收探针的半径均为0.25mm～0.5mm。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，陈晓，韩冰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：