3.2.2 測(cè)量原理
微波信號(hào)源發(fā)射一定能量的微波，經(jīng)過隔離器1后，通過波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器輸送到發(fā)射天線，再經(jīng)過非接觸運(yùn)行的高濕織物后，余下的能量被接收天線接收。被接收到的信號(hào)經(jīng)隔離器2隔離后，由檢波器、信號(hào)放大電路等處理成0~2.5V的電壓信號(hào)后，傳送至S3C4480X的A/D輸入端口0，輸入到微處理器，再通過觸摸屏輸入織物的種類或參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到按鍵ON閉合時(shí)，微處理器開始采集外部輸人的信號(hào)，經(jīng)過均值濾波后，調(diào)用標(biāo)定曲線計(jì)算出濕度，輸送給顯示電路顯示，從而完成一次測(cè)量過程。
3.2.3 硬件構(gòu)成
(1)微波信號(hào)源
微波信號(hào)源是產(chǎn)生微波的裝置。微波信號(hào)源性能指標(biāo)：幅度穩(wěn)定度0.01~0.02dB，頻率穩(wěn)定度1×10-4~5x10-4，穩(wěn)定性持續(xù)時(shí)間3~10min，源端匹配的電壓駐波比為1.3。系統(tǒng)采用f=10GHz，輸出功率為34mW，自帶隔離器的點(diǎn)頻固態(tài)源——體效應(yīng)管作為試驗(yàn)的微波信號(hào)源。
(2)隔離器
微波信號(hào)源在傳輸過程中，由于負(fù)載不匹配易引起反射，反射回來的功率會(huì)疊加在信號(hào)源直接產(chǎn)生的微波信號(hào)上，一起向負(fù)載傳輸。為了減小反射的影響，必須設(shè)置隔離器。隔離器又稱單向器，工作原理為：首先將變送器或儀表的信號(hào)，通過半導(dǎo)體器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行解調(diào)變換回隔離前原信號(hào)，同時(shí)對(duì)隔離后信號(hào)的供電電源進(jìn)行隔離處理，保證變換后的信號(hào)、電源、地之間絕對(duì)獨(dú)立。
(3)檢波器
檢波器是從調(diào)幅波中恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的電路，又稱幅度解調(diào)器。與調(diào)制器一樣，檢波器必須使用非線性元件，因而通常含有二極管或非線性放大器。檢波器分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。后者實(shí)際上是一個(gè)模擬相乘器，為了得到解調(diào)作用，需要另外加入一個(gè)與輸入信號(hào)的載波完全一致的振蕩信號(hào)。為了器件間連接的方便和簡(jiǎn)化電路，本系統(tǒng)選用波導(dǎo)式檢波器。檢波器主要技術(shù)性能參數(shù)：頻率范圍8~12GHz，頻響（Pin：0.02mW）≤±1.5dB，駐波比≤2.0mV/uW，電壓靈敏度≥0.6mV/uW。
(4)傳輸線
連接天線和發(fā)射機(jī)輸出端（或接收機(jī)輸入端）的電纜稱為傳輸線或饋線。傳輸線的主要任務(wù)是有效地傳輸信號(hào)能量。由于它能將發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)功率以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端，或?qū)⑻炀€接收到的信號(hào)以最小的損耗傳送到接收機(jī)輸入端，同時(shí)它本身不應(yīng)拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號(hào)，因此，傳輸線必須屏蔽。
微波濕度傳感系統(tǒng)測(cè)量范圍：濕度（含水量）0~25g/m2~5000g/m2布，誤差±1g/m2布?？椢镒蟆⒅?、右含濕率相等均勻，不等于上染均勻。
使用微波傳感器，測(cè)量干燥物體與含一定水分的含濕物體所引起的微波信號(hào)的相移與衰減量，就可以換算出物體的含水量。目前，連續(xù)軋染工藝過程僅采用溫度控制，對(duì)工藝過程的左、中、右色差的控制，仍停留在以均勻軋車軋液左、中、右的調(diào)節(jié)量來彌補(bǔ)工藝過程發(fā)生的色差弊端，也可說“積累誤差等于零”吧!全憑人為的感覺操作。
微波高濕度檢測(cè)裝置對(duì)織物浸軋后帶液量能自動(dòng)控制，但由于織物在織造或前處理（毛效、鋇一值）所產(chǎn)生的弊端，因而織物左、中、右含濕均勻，并不能說明染料的分布均勻。
連續(xù)軋染的色差控制是個(gè)系統(tǒng)問題，前處理的優(yōu)質(zhì)半制品提供；可調(diào)軋車（均勻軋車）的靈活操作；軋染后上染、固色，溫度、濕度、時(shí)間的優(yōu)化互補(bǔ)皆極為重要。
3.3 染整烘房蒸箱的氣氛濕度測(cè)控
濕短蒸染色反應(yīng)箱內(nèi)的相對(duì)濕度、蒸化機(jī)內(nèi)的氣氛濕度、熱風(fēng)烘燥的排氣濕度等工藝在線控制，是產(chǎn)品質(zhì)量及降低能耗的技改重點(diǎn)。
3.3.1 由熱平衡的熱量分析：
由以上分析：染整的熱機(jī)排氣熱損失很大，從節(jié)能的角度，蒸化機(jī)合理控制進(jìn)步濕度；熱風(fēng)拉幅定型機(jī)合理控制排氣濕度；熱風(fēng)拉幅機(jī)合理控制進(jìn)布含水率及排氣濕度；皆可取得極好的熱能節(jié)省。
3.3.2 最佳的烘層排氣濕度
不同相對(duì)濕度相應(yīng)輸入補(bǔ)充空氣量公式(4)所示。
式中：VS是水蒸汽的比容積，100℃排氣溫度，1個(gè)大氣壓（101KPa），值為1.725m3/kg；H是相對(duì)濕度，對(duì)比5%RH，10%RH，20%RH，可得補(bǔ)充VA為32.775m3、15.525m3、6.9m3。所補(bǔ)充的空氣是車間環(huán)境空氣，進(jìn)入烘房需加熱到工藝溫度是要消耗熱量的。實(shí)踐佐證20%RH排氣是節(jié)能的最佳相對(duì)濕度。
以20%為100%的能耗費(fèi)，當(dāng)濕汽含量為10%時(shí)，就需額外增加150%的費(fèi)用；而當(dāng)循環(huán)空氣含濕量為5%時(shí)，能耗費(fèi)用則需增加375%。以濕汽含量20%時(shí)蒸發(fā)能力為100%，10%時(shí)提高到110%；5%時(shí)提高到118%。
可知，20%RH的排氣是凸顯節(jié)能減排。
3.3.3 氣氛濕度在線測(cè)控
生產(chǎn)過程中，烘燥條件往往會(huì)有各種變化，如車速快慢，溫度高低、進(jìn)布的含濕率、織物厚薄、門幅寬窄等等，要使烘干機(jī)的排氣濕度保持在20%的含濕最佳值，靠人力調(diào)節(jié)是極不可能的，熱風(fēng)烘燥機(jī)的排氣風(fēng)門的擋板，極大多數(shù)染整廠，從機(jī)器安裝、結(jié)束后，都再也不去調(diào)節(jié)，因此，只有采用濕度傳感器經(jīng)變送后，由控制器控制排氣機(jī)的變頻器輸出，實(shí)時(shí)在線排風(fēng)機(jī)速度自控，或者用一伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板的開啟角度。
MsCX型氣氛濕度在線檢測(cè)控制系統(tǒng)，采用溫度傳感數(shù)字信號(hào)作為信號(hào)輸入，經(jīng)過高精度A/D轉(zhuǎn)換器后，由信號(hào)處理儀表變換以及線性處理放大后，顯示并傳送到PLC中，經(jīng)工程數(shù)據(jù)處理變換，輸出報(bào)警變送和控制等信號(hào)，并通過人機(jī)接口設(shè)定報(bào)警范圍控制和顯示檢測(cè)點(diǎn)的氣氛濕度。
本系統(tǒng)由檢測(cè)探頭、信號(hào)處理儀表和控制箱等組成。系統(tǒng)原理見圖5。
圖6是氣氛濕度在線檢測(cè)控制安裝示意。
該系統(tǒng)測(cè)量范圍：溫度40~85℃或50~200℃，濕度0~100%RH。
測(cè)量精度：±1.5%RH，±0.3℃。
傳感器特性：重復(fù)性＜0.5%RH，＜0.1℃；漂移＜1.0%RH，＜0.1℃。
染整工藝過程織物的含水率，烘房載熱體的濕度、排氣濕度的在線測(cè)控，對(duì)改善工藝質(zhì)量，節(jié)能減排，降低生產(chǎn)成本，資源利用最大化皆極為重要。
