PROTOS—M5微波测量传感器原理分析
微波传感器的工作原理
微波传感器的工作原理介绍微波传感器是一种常用的无线传感器技术，可以用于测量、检测、探测物体的位置、距离、速度和方向等。
它通过发射和接收微波信号来实现对目标的探测和测量，具有高精度、高灵敏度和无线传输的优势。
工作原理微波传感器的工作原理基于微波信号的传播和反射特性。
它主要包括以下几个部分：发射器、接收器和信号处理器。
发射器发射器是微波传感器的核心组件，它负责产生和发射微波信号。
发射器通常使用固态射频器件，通过射频电路将电能转换为微波能量，并将其输出到空间中。
接收器接收器是微波传感器的另一个重要组成部分，它用于接收反射的微波信号。
接收器通常使用微波天线来接收微波信号，并将其转换为电信号。
信号处理器信号处理器负责对接收到的微波信号进行处理和分析。
它可以提取出目标物体的位置、距离、速度和方向等信息，并将其输出给其他系统进行进一步分析和处理。
工作过程微波传感器的工作过程可以分为发射、接收和信号处理三个阶段。
1.发射阶段：发射器产生并发射微波信号。
2.接收阶段：微波信号经过空间传播并被目标物体反射，接收器接收到反射的微波信号。
3.信号处理阶段：信号处理器对接收到的微波信号进行处理和分析，提取目标的相关信息。
优点和应用微波传感器具有以下优点： - 高精度：微波信号的波长较短，可以实现对目标的精确定位和测量。
- 高灵敏度：微波传感器对目标的反射信号非常敏感，可以有效地检测目标的存在和运动。
- 无线传输：微波传感器可以通过无线方式传输信号，方便安装和布线。
微波传感器广泛应用于以下领域： 1. 安防监控：微波传感器可以用于监控区域内的人员和物体的移动情况，实现安全监控和报警功能。
2. 距离测量：微波传感器可以测量目标物体与传感器之间的距离，常用于自动门、自动灯光控制等场景。
3. 跟踪定位：微波传感器可以跟踪目标物体的位置和运动轨迹，适用于无人车、智能导航等应用。
4. 无线通信：微波传感器可以用于实现无线通信，如无线充电、近场通信等。
PROTOS-M5微波测量传感器原理分析
其他杂物时可获得一 固有频率曲线，当 时钟脉冲 Ｃ Ｃ Ｐ（即切 割 脉 冲 ）。Ｃ Ｃ Ｐ与 准微波测量传感器。 机 器 开 始运 行 生 产 时 ，可 获得 实 测 频 率 切 刀 刀架 的烟 支 切 割 同步 ，每 两个 Ｃ Ｃ Ｐ ４ ． ２校准 原理 之 间有 １ ０ ０ ０个 Ｉ Ｎ Ｃ 微 波 传 感 器 的 校 准 主要 是 利 用 制 造
一
总线 传 递 给 Ｐ Ｒ Ｏ Ｓ Ｏ Ｔ — Ｍ５ 控制系统的 Ｐ Ｃ 当烟 条 段 实 际 重 量 与 预设 的额 定 重 量不 度 以及 测 量 传 感器 或 烟 丝 的特 性 等 的 牌 （ Ｐ Ｌ Ｃ）中。 相 符 合 时 ，通 过 Ａ ＭＫ伺 服 控制 系统 驱 动 号 参 数 。 改 变 烟 条段 重 量 、烟 丝 水 分 或 ２电气 原理 电机 向上或向下调整吸丝带 的位置使得 烟条段长度时，必须生成一个新的参 数 在 测 量 传 感 器 内 由高频 发生 器 发 射 实际重 量尽 量接 近额 定重 量 。 ６ Ｇ Ｈ ｚ ，功率 为 １ ０ ０ ｏ ｒ Ｗ 左右 的微波 信号 ， ３ 数 据处 理 根 据 烟条 段 烟 丝 密 度 的不 同 ， 由检 测 电 路测得 的微波接收信号也随之变化 ，经 组 ， 由此 保 证 最佳 的测 量 。因 为 微 波 测 量 传 感 器 的 测 量精 度 会 随着 时 间 推 移 出
口匿盔霸图
高新技术
Ｐ ＲＯＴＯＳ — Ｍ５微波测量传感器原理分析
林 星 星
（ 厦 门烟草工业有限责任公 司 ，福 建 厦 门 ３ ６ １ ０ ２ ２）
摘 要 ：为深入 了解 Ｐ ＲＯＴ Ｏ Ｓ — Ｍ５重量控 制 系统 的原理 ，通过 对 其微 波测 量传 感器 的原理 进行 分析 ，分别从硬 件 结构 、
微波传感器
传感器综述1、微波传感器微波传感器是继超声波、激光、红外等传感器之后的一种新型非接触传感器。
微波是波长介于红外线和雷达波之间的电磁辐射，频率在1010Hz 和1011Hz 之间，具有电磁波的性质，广泛应用于通信、传感、雷达、导弹制导、遥感、射电等方面[1]。
近年来,国外利用微波频段电磁波的特性,研制生产了大量用放非电参量的检测和无损伤探测方面的微波传感器,工作十分引人注目[2]。
在很多方面显示出优越性，一般可以概括为以下几方面[3]：1、测量具有不接触、非破坏性,因而可以进行活体检测,大部分测量不需要取样。
2、快速性、灵敏度高,捕捉信息几乎不需要时间,可以进行在线检测、动态检测和适时处理,进而实现动态自动控制。
3、能够适应恶劣环境下的检测。
如4、高温、高压、有毒、放射性环境以及恶劣5、天气、人所不能及之处等等。
长期以来,传感器的电检测技术基本上局限于低频和光频两个频段并从集总电路参数和电压、电流的观点来研究各种传感器的性能,很少使用它们之间的微波频段并从电磁波的角度来研究传感器。
随着这一领域的开拓和发展,不仅为传感器增加了新的分支和新的品种,而且也为微波半导体器件和微波集成电路开辟了新的应用前景[4]。
1.1、微波传感器原理电磁波包括的频谱范围极宽,它们的特性因频率不同而各异。
微波是频率很高的电磁波,它的低端频率为300MHz,高端可达300GHz。
微波具有一系列特性,用来进行非电参量的无损检测是很合适的[5]。
首先,微波具有似光性。
例如,微波具有良好的定向辐射性能,在自由空间沿直线传播且速度等于光速,在反射、折射、绕射、散射、干涉时遵循与光同样的物理定律。
其次,微波能够穿透大多数非金属材料,包括许多对光波来说是不透明的材料。
并且与这些材料的分子相互作用,从内部不均匀处产生反射、散射。
第三,微波遇到良导体时几乎全部反射,良导体在微波频率的趋肤深度仅几微米。
第四,介质对微波的吸收正比放介质的介电系数。
微波传感器
赣冠教育研究产业集团©1984-微波对许多发芽率低或发芽慢的农作物或林术种子都 作了催芽试验， 以探索能否提高发芽率。种子含水量 对处理效果有明显影响， 一般说来， 低含水率种子 受加热处理的影响大， 也能忍受较高温度不致受损。 微波具有显著热效应，而且有促进G0细胞进入增殖周 期（Carpita．N．C．& Murray W.N;1976）。
1．1．3 热惯性小 微波对介质材料是瞬时加热升温，能耗也很低。另一方 面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性的随 之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连 续化生产的需要。
赣冠教育研究产业集团©1984-2008
1．2 微波的生物效应机制 当微波作用于生物体时，在生物控制系统的作用和调节下，生物体必然要 建立新的平衡状态以适应外界电磁环境条件的变化，因此也就必然产生某 些生物效应．微波的生物效应主要是由微波的热效应，其次是非热效应所 引起的． 1．2.1 微波的热效应 微波对生物体的热效应是指由微波引起的生物组织或系统受热而对生物体 产生的生理影响．热效应主要是生物体内有极分子在微波高频电场的作用 下反复快速取向转动而摩擦生热；体内离子在微波作用下振动也会将振动 能量转化为热量；一般分子也会吸收微波能量后使热运动能量增加．如果 生物体组织吸收的微波能量较少，它可借助自身的热调节系统通过血循环 将吸收的微波能量(热量)散发至全身或体外．如果微波功率很强，生物组织 吸收的微波能量多于生物体所能散发的能量，则引起该部位体温升高．局 部组织温度升高将产生一系列生理反应，如使局部血管扩张，并通过热调 节系统使血循环加速，组织代谢增强，白细胞吞噬作用增强，促进病理产 物的吸收和消散等．
环境的含盐量和碱性对种子发芽率的影响处于次要地位，而且无显著性； 优选条件下种子的发芽率比对照组明显提高。 P．Reddy与D.J．Myeoek （2000）应用非破坏性的有效微波照大豆种子30秒钟对种子的生存力、活性 有促进作用但对细胞和细胞器结构没有影响。
《微波雷达传感器》课件
近年来的技术突破与进展
毫米波雷达技术：实现高分辨率、远距离探测 激光雷达技术：实现高精度、远距离探测 超声波雷达技术：实现近距离、高精度探测 融合多种雷达技术：实现更全面的环境感知和更准确的目标识别
技术发展趋势与未来展望
技术发展趋势：从单频段到多频段，从模拟到数字，从单通道到多通道 技术应用领域：从军事到民用，从交通到安防，从通信到气象 技术挑战：提高精度、降低功耗、提高抗干扰能力
解决方案与未来发展方向
提高精度：通过算法优化和硬件升级提高测量精度 降低成本：通过技术创新和生产工艺优化降低生产成本 提高稳定性：通过优化设计和材料选择提高产品的稳定性和可靠性 智能化：通过人工智能和机器学习技术提高产品的智能化水平 应用领域拓展：拓展微波雷达传感器在自动驾驶、无人机、物联网等领域的应用
未来展望：智能化、集成化、小型化、低成本化，广泛应用于物联网、自动驾驶等领域
微波雷达传感器在智能家居中 的应用
智能家居概述
智能家居：通过智能设备实现家庭自动化、智能化 智能设备：包括智能家电、智能照明、智能安防等 微波雷达传感器：一种非接触式传感器，用于检测物体的存在和运动 应用：微波雷达传感器在智能家居中的应用包括智能照明、智能安防、智能家电等
安防监控 系统：用 于监控重 要区域， 提高安全 防范能力
智能家居 系统：用 于检测室 内环境， 实现智能 控制
工业自动 化：用于 检测生产 线上的物 体，提高 生产效率
医疗设备： 用于检测 人体生理 参数，辅 助医生诊 断疾病
产品优势与未来发展前景
微波雷达传感器具 有高精度、远距离 探测能力，能够实 现对目标的精确定 位和跟踪。
应用领域：汽 车辅助驾驶系 统、智能交通 系统、安防监
控等领域
微波感应工作原理
微波感应工作原理
微波感应是一种利用微波辐射进行无线能量传输和无线通信的技术。
其工作原理如下：
1. 发射器：发射器是微波感应系统中的一个重要部分。
它能够产生高频的微波辐射，并将其传输到接收器。
2. 微波辐射传播：微波辐射从发射器中传输到接收器，可以通过自由空间传播或者通过适当的介质传输。
3. 接收器：接收器是微波感应系统的另一个重要组成部分。
它能够接收到微波辐射信号，并将其转化为可用的电信号。
4. 检测：接收器接收到微波辐射信号后，会进行相应的检测。
这个过程可能包括信号放大、滤波和解调等操作，以获取有效的信息。
5. 数据处理：接收到的信号经过检测后，会被传输到数据处理单元进行进一步处理。
这个过程可能包括信号解码、识别和分析等操作。
6. 应用：处理后的数据可以用于不同的应用领域。
例如，可以用于测距、人体检测、物体追踪和通信等。
需要注意的是，微波感应的工作原理是基于微波辐射的传输和接收，利用接收到的信号进行相应的处理和应用。
微波传感器工作原理
微波传感器工作原理
微波传感器是一种利用微波信号进行测量和检测的传感器。
它的工作原理是利用微波信号的特性，通过发射和接收微波信号来实现对目标物体的检测和测量。
微波传感器的发射器会发射一定频率的微波信号，这些信号会在空气中传播并被目标物体反射回来。
接收器会接收到这些反射回来的微波信号，并将其转换成电信号。
通过分析这些电信号的特征，可以确定目标物体的位置、距离、速度等信息。
微波传感器的工作原理基于微波信号的特性，其中最重要的特性是微波信号的频率和波长。
微波信号的频率通常在几百兆赫兹到几千兆赫兹之间，波长则在几毫米到几厘米之间。
这种高频率和短波长的信号可以穿透一些物体，如玻璃、塑料等，但会被其他物体反射或吸收。
因此，微波传感器可以用于检测和测量一些难以被其他传感器检测到的物体，如玻璃、液体、粉末等。
它还可以用于测量目标物体的速度和方向，如车辆、人员等。
微波传感器的应用非常广泛，包括安防监控、智能家居、交通管理、医疗设备等领域。
在安防监控领域，微波传感器可以用于检测入侵者、监测人员活动等；在智能家居领域，微波传感器可以用于控制灯光、空调等设备；在交通管理领域，微波传感器可以用于测量车
辆速度、车流量等；在医疗设备领域，微波传感器可以用于检测人体呼吸、心跳等生理信号。
微波传感器是一种非常重要的传感器，它的工作原理基于微波信号的特性，可以用于检测和测量一些难以被其他传感器检测到的物体，具有广泛的应用前景。
微波检测的基本原理
微波检测的基本原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠微波检测的基本原理。
咱就说啊，微波检测就像是咱生活中的侦探，专门去探寻那些隐藏起来的东西呢！比如说，你想知道一个物体里面有没有啥小秘密，微波检测就能帮上大忙啦！
想象一下，微波就像一个个小精灵，欢快地在物体周围跑来跑去。
它们可机灵着呢，能透过物体，然后把探到的信息反馈回来。
比如说你有个箱子，里面不知道装了啥，微波小精灵就能进去溜达一圈，然后告诉你里面的情况哟。
这可不是随便说说的呀！就像医生用仪器检查病人身体一样神奇。
微波检测能发现物体内部的结构、缺陷，甚至是一些微小的变化。
你说厉不厉害？
再打个比方，微波检测就像一个超级敏锐的小雷达，不断地扫描着周围的一切。
“嘿，这里有个小缝隙”，“哇，那里有点不对劲”，它能把这些都给你察觉到呢！
那微波检测是咋做到的呀？哎呀呀，其实就是靠着微波和物体之间的相互作用呀！微波碰到物体后会发生反射、折射、衰减等等一系列反应。
这就像你和朋友聊天，朋友会给你不同的回应一样。
然后呢，通过分析这些微波的反应，就能知道物体的各种信息啦！
咱可别小瞧了微波检测呀，它在好多方面都大显身手呢！在工业上，可以检测产品的质量，确保都是合格的好宝贝；在医学上，也能帮助医生更好地了解病人的身体状况。
哇塞，这作用可太大啦！
总之啊，微波检测真的是个超厉害的技术，就像一个默默无闻的英雄，在背后为我们的生活保驾护航呢！。
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PROTOS—M5微波测量传感器原理分析
作者：林星星
来源：《中国新技术新产品》2014年第02期
摘要：为深入了解PROTOS-M5重量控制系统的原理，通过对其微波测量传感器的原理进行分析，分别从硬件结构、电气原理、数据处理以及校准进行原理性阐述。
关键词：微波测量传感器；MIDAS；PROTOS-M5；重量控制
中图分类号：TN95 文献标识码：A
1 硬件结构
微波测量传感器由微波模块、MTC-2计算机卡和电压处理卡构成，与其他测量传感器单元组合安装在机器上。
微波测量传感器的信号通过CAN总线传递到传感器服务器，再通过PROFIBUS总线传递给PROSOT-M5控制系统的PC（PLC）中。
2 电气原理
在测量传感器内由高频发生器发射6GHz，功率为100mW左右的微波信号，根据烟条段烟丝密度的不同，由检测电路测得的微波接收信号也随之变化，经模数转换并进行转换计算后得到烟条段的密度传送给重量控制系统进行处理。
微波测量传感器在测量管无烟条和其他杂物时可获得一固有频率曲线，当机器开始运行生产时，可获得实测频率曲线，烟条中的烟丝越少，频率曲线约接近固有频率曲线。
微波测量传感器在前后道烟条上测量烟丝密度，并把测量的值发送到PLC控制系统进行处理，从而得知烟条段实际重量是否与预设的额定重量相符合，当烟条段实际重量与预设的额定重量不相符合时，通过AMK伺服控制系统驱动电机向上或向下调整吸丝带的位置使得实际重量尽量接近额定重量。
3 数据处理
3.1 信号基准
微波测量传感器在处理传感器信号时以PROTOS-M5的时钟脉冲作为信号基准。
时钟脉冲是PROTOS-M5的伺服驱动系统产生与烟支有关的测量所需的时钟脉冲CCP（即切割脉冲）。
CCP与切刀刀架的烟支切割同步，每两个CCP之间有1000个INC脉冲。
3.2 信号采集
烟条的密度由微波测量传感器每隔一个增量（INC）测量一次。
得出的密度曲线数据如（图 2中D1）。
图中显示的烟条相当于一个双倍长烟条段脉冲采集的长度。
所采集的测量值由微波测量传感器计算机卡进行处理，供重量调节和建立烟支横截面曲线使用。
3.3 处理结果
根据双倍长烟条段的密度值（图 2中D2）计算出平均烟支横截面的数值，得出的平均烟支横截面不是整个地发送给传感器服务器（SES）而始终是每个INC时钟脉冲只发送几个值。
（每个烟条段取62个测量值）根据测得的密度值，结合烟支规格等参数通过控制系统计算可得烟条段的重量，从而获得重量控制的数据依据。
4 校准
4.1 校准缘由
一个微波测量传感器牌号参数组取决于烟条段重量、烟丝水分、烟条段长度以及测量传感器或烟丝的特性等的牌号参数。
改变烟条段重量、烟丝水分或烟条段长度时，必须生成一个新的参数组，由此保证最佳的测量。
因为微波测量传感器的测量精度会随着时间推移出现下降，所以微波测量传感器牌号参数仅在一定的时间内有效，之后必须生成一个新的微波测量传感器牌号参数组，图文显示界面上会出现“MIDAS需要保养”的黄色信息提示，此时需用重新校准微波测量传感器。
4.2 校准原理
微波传感器的校准主要是利用制造厂家提供的服务软件MSP进行。
校准原理如图3所示。
利用MSP软件，分别收集微波测量传感器在测量管为空腔（即机器未生产）和机器生产时的微波信号，根据烟支牌号规格（烟丝类型、水分、温度、设计重量等）的相关参数优化计算得出最新的参数组。
4.3 校准效果
通过校准过程，可使微波测量传感器测得的未校准的粗略数据通过参数校准斜率和偏量与实际的烟支重量相匹配。
结语
随着全国卷烟工业企业陆续引进PROTOS-M5高速卷烟设备，对于新装备新技术的消化吸收势在必行。
在了解新设备电气控制原理的基础上，针对设备的日常维修和维护保养就会更得心应手。
参考文献
[1]高宏亮，高洁，杜劲松，李晋.烟支重量微波检测系统的分析与设计.制造业自动化，2010（07）.。