基于光譜分析的微波加熱實時檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、微波加熱具有方便快捷的優(yōu)點，微波加熱的均勻性是一個重要的課題，微波場中的溫度測量也是需要考慮的問題。另外，微波對介質材料有怎樣的影響，采用什么方法檢測介質材料經過微波加熱之后的成分變化，這些問題對于微波的應用是非常重要的。
　　本文的目的是組建微波加熱實時檢測系統(tǒng)，研究系統(tǒng)中的微波加熱和近紅外光譜檢測問題，包括使用熒光光纖溫度傳感器進行微波爐加熱的均勻性實驗，研究影響微波加熱均勻性的因素；使用HFSS軟件對矩形波導中的樣品盒進行仿

2、真設計，使得介質材料在樣品盒內進行微波加熱時的反射系數最小、電場分布最均勻；設計實時檢測系統(tǒng)的截止波導，將單模微波加熱系統(tǒng)與近紅外光譜檢測結合起來；采用小波變換和小波包變換法對介質材料經過單模微波加熱之后檢測到的近紅外光譜進行降噪處理。論文研究了基于不同機理的熒光光纖溫度傳感器，采用基于熒光壽命的光纖溫度傳感器進行微波加熱的均勻性實驗，包括純凈水、純牛奶、面團和蝦片，分析了影響微波加熱均勻性的因素；完成了樣品盒和實時檢測系統(tǒng)中的矩形波導

3、的仿真分析，基于有限元法結合HFSS仿真軟件設計了盛放介質材料的樣品盒，通過比較反射系數和均勻性得到了加熱效果最好的菱形樣品盒，同時設計了實時檢測系統(tǒng)的截止波導。
　　本文采用小波變換和小波包變換兩種方法對實驗得到的介質材料的近紅外光譜進行光譜預處理，消除光譜噪聲。通過研究降噪過程中涉及的相關參數，選擇不同的小波基、階數、分解層數和適當的閾值方法對近紅外光譜進行降噪處理，進而通過比較信噪比和均方根誤差評價降噪效果，得到了降噪效果最