用微波谐振腔技术测定任意形状生物体的湿度

    Microwave Resonator Technique for Moisture Content Measurement in Arbitrarily Shaped Biological Objects

    • 摘要: 短形诸振腔,工作于TE(105)和TE(107)模式,中心频率分别为4.55和5.80GHz;当大小和湿度不同的生物体(黄豆或玉米粒)置于谐振腔中心时,谐振频率和品质因数发生变化。对频偏(ΔF)和传输因子(ΔT)的测量,发现它们与颗粒的含水量及干燥质量之间有重要的统计相关关系,可以用这两个测量的腔参量来表示湿度。通过“曲线拟合法”进一步获得简单的湿度近似表达式,且与颗粒的形状无关。应用这些谐振腔测量技术,测定形状近似球形的黄豆粒的7~16%范围内的湿度,其不确定性小于1%,可信度达95%以上。对于大小悬殊,形状很不均匀的玉米粒,把它们固定在腔中央、相对于腔内最大电场矢量互差90度的两个位置上,对ΔF和ΔT分别作两次测量,发现它们的平均值实际上与形状无关。这样,上述方法也能确定任意形状的玉米颗粒的湿度,不确定性仅为1%左右。

       

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