一、 微波检测系统
1、 工作原理
微波是无线电频谱的一部分。它指频率在300MHz（波长1米）到300 GHz（波长1毫米）的电磁波。微波技术是基于微波的特点发展而形成的一门技术。它的研究内容包括微波的产生、传输、传播、辐射、检测及应用等方面。
由于微波具有许多独特的优点，它在军事及民用技术方面都得到了广泛的应用：利用微波信号能在金属物体表面反射而且波长短、定向性强的特性，人们做成了各种雷达；利用微波作为载波，它能携带更多信息进行传输，所以被广泛用于通讯技术中；利用微波照射物质，使物质中的偶极分子转动而产生热量，它被用于材料加热、干燥、灭菌及医疗方面；利用微波在不同材料中的传播速度、强度的变化可以用来检测材料的特性等等。
本产品利用烟丝条通过微波电磁场时，由于烟条的密度及水分含量的不同，使微波电磁场能量参数发生变化来检测烟丝条的重量和含水量。由于微波信号频率高、变化速度快，对材料密度及湿度的变化反应极其敏感，而且它对被检测材料本身不会产生任何损害，所以它具有能在线、实时、快速、无损对材料特性检测的特点。本产品使用的微波功率极小，仅为10mW左右，所以它对工作场地及操作人员不会造成任何污染和伤害。
微波重量检测探头由微波电磁场空腔组件、导烟管组件、气路组件、温控组件、壳体组件、专用微波源及控制电路、检波放大电路、温度补偿及信号处理系统、信号输出驱动等组成。
微波发生器向谐振腔输送不同频率的微波，通过谐振腔未受烟条影响（空腔）与受烟条影响（加载）的谐振曲线的变化来测定烟条的密度和水分，隔离环的作用是避免信号的互相干扰.
谐振腔输出的微波谐振曲线如图1所示
图1微波谐振曲线
其中：f0、u0为空腔（即未放入被测烟条）时的谐振曲线。
f1、u1为加载（即放入被测烟条）时的谐振曲线。
fa、fb为微波发生器输送的两个微波频率，ua、ub为检波器检出的输出微波信号。
取：u直=1/2（ua+ub）
u交=1/（ub-ua）
u直反映了被测烟条的密度，密度越大，u直越大，设m为被测烟条的密度，则m与u直之间的数学关系如下：m=a+bu直+c（u直）2 为二阶方程式。式中常数 a、b、c采用已知密度的物质进行标定后获得。根据上式，当谐振腔内加入被测烟条时，检波器检出ua、ub后，在数据处理器中可以求得u直和m，从而测出烟条的密度。
u交反映了被测烟条的水分，水分含量越大，u交越大，设w为被测烟条的水分含量，则w与u交之间的数学关系如下：w=d+eu交+f（u交）2为二阶方程式，式中常数d、e、f采用已知水分的物质进行标定后获得。同样，在数据处理器中可以求得u交和w，从而测出烟条的水分。
控制逻辑原理图如图2所示：
图2控制逻辑图
我们经过研究、试验，组织了微波学、计算机学、仪器仪表学、机械学、自动化控制等多学科多专业人员联合攻关，终于开发成功了HS-WB型系列高速在线微波烟支重量控制系统。
2、技术特点
a)本微波检测控制系统可根据操作人员需要任意断电或送电启动，并且不需要预热，不需调零，均可正常工作，烟支密度和水分含量检测控制精度和可靠性不受影响。（注：许多其它厂家推出的微波密度及水分检测装置由于设计上的缺陷，没有从根本上解决微波元件电参数现场使用时易漂移从而影响检测的准确度和可靠性，往往要求使用者在微波检测装置送电启动后，要很长时间的预热及手动或自动调零。长时间的预热，影响烟厂生产时间安排和设备有效作业时间，即使做到了长时间的预热，达到了恒温热平衡状态，如果设计上没有根本解决易漂移问题，微波烟支密度和水分检测同样存在漂移和误差大的现象。手动或自动调零，给操作者带来了麻烦，而且在调零时，要求导烟检测管内是清洁的，一旦导烟检测管内存留有烟丝、碎片、乳胶等异物时，调零反而更会加重检测误差，尤其是在系统自动调零时，操作人员由于不知道系统何时在进行调零而无法去随时清除导烟检测管内存留的烟丝等异物。）
b）可以检测不同品牌烟支的密度和水分含量，无需设置或更改任何检测参数。
c）微波探头发射功率非常小（比普通移动电话的微波功率小数百倍），对周围人员及环境无任何危害和影响。
d）由于采用了专用微波发射及接收装置和特殊电子线路，从根本上解决了微波元件电参数现场使用时易漂移和受各种环境变化（如振动、温度、湿度、灰尘）的影响，另外，通过试验室大量定标试验，我们已经科学地掌握了微波信号同烟条密度及水分之间的数学关系，我们开发的微波烟支重量控制系统所输出的检测信号准确可靠地反映了烟条重量及含水量，从而保证了烟支重量检测及控制的精度。
e）由于微波烟支重量控制系统输出信号既反映了烟条密度又反映了烟条水分，从而消除了烟丝水分对检测装置造成的影响，这是传统的检测装置无法解决的问题。
f)微波烟支重量控制系统输出信号及接口同原机平均重量控制及数据采集系统具有完全一致的兼容性。
g)微波信号采用高速计算机进行处理，使重量输出信号的采样间隔小于80微秒，完全能够满足各种高速卷接机组在线检测的速度要求。
h)整个检测系统经过高低温试验、震动试验和连续通电试验等各项严格检验和测试，软硬件安全、稳定、可靠，使用及维护比较方便。
3、技术参数
1、电源：AC110V±10%；50HZ±10%；
2、微波发射功率：10mw；
3、取样频率：每次取样间隙时间<20µs（50000次/秒）；
4、工作环境：
温度：0-60oC
空气湿度：无凝露（<90%）
5、输出信号及接口：兼容MAID-N、MWC、SRM等烟支重量控制系统；
6、密度测量范围：0-0.6g/cm3（烟支密度约为0.20-0.35g/cm3左右）；
7、水分测量范围：0-35%；
8、导烟管清洁用压缩空气压力：600---1000 mbar。
二、微波探头画面
1、适用PASSIM机型的微波探头
2、适用PROTOS机型的微波探头
3、适用GD121机型的双烟枪微波探头
