专利名称：阿胶含水检测的方法和装置的制作方法
一种阿胶含水检测的方法和装置，本发明涉及中成药含水检测技术范畴，特别涉及到利用微波法检测阿胶含水方法和装置的技术领域。
阿胶是中国传统特产，名贵滋补中成药，对矩形块状阿胶含水率的检测，目前采用传统的失重法，即将待测阿胶块粉碎取少量样品放在精度为十万分之一天平上称重为M0，然后把它放在严格控制的恒温箱中烘干，每间隔四小时称重一次，当第n次称重Mn和n+1次称重Mn+1其重量相等时，即Mn＝Mn+1，既认为此阿胶已被完全烘干，不再含水份，用(MO_MN)/MO公式计算出阿胶的含水率，整个测试过程一般需要24小时才能完成，该检测为有损检测，每检测一个数据厂家需消耗一块成品阿胶。
对比文件微波法物料含水量测试系统，天津三毅高技检测研究所宁永兰等，电测与仪表，1990年9月，第39页，中国电测与仪表期刊编辑部出版。
该对比文件采用微波幅度和相位双参数测定法，即用一个微波信号源，同时测定经试样的微波幅度与相位两个参数信息，再通过单片机进行数据处理，得到试样的含水率值，被测物料试样放置在直径36mm，高12mm的聚四氟乙烯的圆筒内，这种测试方法的测量结果不受试样填充密度的影响，其测量精度为0.1%。对于被测物料试样为矩形块状阿胶其密度完全一致，因此仅测量其微波的幅度变化即可，如果用该设备测量也需砸碎阿胶，才能放入圆筒容器中。
本发明针对我国目前延用传统的失重法对中成药阿胶含水率测量技术，生产厂家每年必然要大量的粉碎消耗成品阿胶，由于测量工艺的周期长，所用的设备耗能大，人力物力能源的浪费造成产品成本的增加;同时阿胶含水率微波测量装置应按照阿胶的形状以及密度完全一致这一基本物理条件去设计，故本发明的目的是提出一种新型无损、快速、准确、方便阿胶含水率检测方法，根据这种方法所制作的阿胶含水率检测装置成本低，节能，可在生产线上使用，从而促进阿胶生产厂家生产成本的降低和经济效益的提高。
一种阿胶含水检测的方法，是将被测矩形块状阿胶置于微波传输系统，通过对微波传输信号衰减量的测量，与标准阿胶含水率定度值进行对照，得出阿胶含水数值，被检测阿胶靠在微波传输系统中的带线上，每次检测时阿胶靠在微波传输系统中带线上的位置不变。
上述检测时阿胶靠在微波传输系统的带线上，带线是指微波带状线传输系统中的内导体;靠的含义是指阿胶的某一侧面与带线相接触，或允许阿胶的侧面与带线之间保持一定的间隙，其间隙控制≤5mm以内。每次检测时阿胶靠在微波传输系统中带线上的位置不变，这里所述的位置不变是指被测矩形块状阿胶置于微波传输系统，通过对微波传输信号衰减量的测量，与标准阿胶含水率定度值进行对照，得出阿胶含水数值时的阿胶位置而言，即每次检测时都应和这个位置相一致。
由于阿胶是矩形块状，即为长方形，有3个对称面，每个面均为长方形，则阿胶靠在带线上的方式和所得检测数据个数如下A 对阿胶的一个侧面进行一次检测，测得一个数据;或B 对阿胶的同一个侧面进行两次检测，两次检测阿胶的位置相差180°，检测结果是两次检测所得的数据取其平均值;或C 对阿胶的对称面分别检测，检测结果是两次检测所得的数据取其平均值;或
D 对阿胶的对称面分别检测，并对阿胶的同一个侧面进行两次检测，而两次检测阿胶的位置相差180°，检测结果是四次检测所得的数据取其平均值或进行回归处理。
用本发明的方法检测阿胶含水率时，首先要对阿胶含水率进行定标，目前一般采用失重法确定标准阿胶含水率定度值，即阿胶的含水率。
阿胶含水率定标方法是将一组不同含水率阿胶分别靠在微波传输系统中的带线上，这时可测得一组不同微波传输信号衰减量，再用传统的失重法精确测定每块胶含水率数值大小，我们将每块阿胶微波传输衰减量与实际含水率数值的对应关系存入微计算机中，作为基准，每次检测时均与这个基准进行对照，即可得知阿胶含水率。阿胶含水率检测范围为10.0%～30.0%。
使用本发明应注意的是以后每次检测时阿胶靠在微波传输系统中带线上的位置，应与定标时阿胶所在的位置相一致。
为了实施上述阿胶含水检测的方法，本发明提出了一种阿胶含水检测的装置，如图1所示，它由微波振荡器、隔离器、微波带状线传感器、检波器、A/D模数转换器、微计算机、显示器、打印机、计数装置和精密电源构成。由精密电源供电的晶体管微波振荡器为检测装置提供一个高稳定的微波信号源，其工作频率2450MHz，隔离器隔离了负载对微波信号源工作稳定的影响，微波带状线传感器将待测阿胶含水量变成微波信号的衰减量，经检波器，A/D模数转换变成数字量，送入计算机处理而得到含水率的数字显示和自动打印的检测报告单。当阿胶置于微波传输系统，既把阿胶置入微波带状线传感器内，由于水分子是极性分子，对微波场强烈吸收，造成不同含水率对微波传输信号的不同衰减，通过微波传输信号衰减量的测量，并把该测量值转换为数字量，同时通过计数装置把置入微波带状线传感器内的阿胶检测序次数值传输给微计算机进行数据处理，即测得阿胶含水率数值并通过显示器把含水率显示出来。图1所示的阿胶含水检测装置中微波带状线传感器的设计为关键技术，这种微波带状线传感器具有的技术特征是在一条带线两条对称放置两块平行金属接地板[1]，两块平行金属接地板[1]的四周用金属板[2]连接，带线的两端与同轴线或波导转换接头[3]的内导体连接，转换接头[3]的外导体与金属板[2]连接，在两块平行的金属接地板[1]其中的一块上开有窗口[4]，并在窗口[4]上设置金属盖[5];或在金属板[2]上开有窗口[6]，窗口的尺寸按阿胶产品规格尺寸确定，该带状线传感器的特性阻抗为50Ω。
微波带状线传感器内的带线为一条直的带线[7];或为弯曲的带线[8]。弯曲的带线[8]的形状不限于本发明给出的实例，如图6所示，设计弯曲的带线[8]应满足阿胶靠在带线[8]上的面积最大，以及带状线传感器的特性阻抗应为50Ω。
计数装置是安装在微波带状线传感器的窗口内或外，在窗口[6]内可采用光电计数方式，如图4所示，它由光源[9]和光敏器件[10]构成，当阿胶置入窗口[6]时光线被挡住，光敏器件[10]无信号输出，取出阿胶后光线照到光敏器件[10]上则光敏器件[10]有信号输出，这样就计数一次，并把该计数信息传给微计算机作为数据处理的依据。在窗口[4]外可采用按键开关[11]计数方式，如图2所示，当阿胶置入窗口[4]时，窗口[4]上的金属盖[5]被打开，按键开关[11]为断状态，置入阿胶后窗口[4]上的金属盖[5]被关上，按键开关[11]为通状态，这样就计数一次，并把该计数信息传给微计算机作为数据处理的依据。
本发明的阿胶含水检测的方法和装置与中成药传统的阿胶含水率检测的方法和设备相比较，我们可以看出如下结果本发明的检测方法和装置1 无损检测。
2 检测一块阿胶含水率需用时间为10秒。
3 阿胶受检率高，日检480块为日产量的1%。
4 检测阿胶含水分辨率为0.1%。
5 将阿胶送入微波带状线传感器窗口即可，操作方便。
6 由微计算机控制检测、数据处理、自动打印。
7 该装置耗能低，功率为15W。
8 便于生产线上使用。
传统的检测方法和设备1 需将阿胶粉碎，每块阿胶3元，费料。
2 检测一块阿胶需用时间为24小时，费工。
3 阿胶受检率低，日检12块为日生产量的0.025%，检测值代表性差。
4 检测阿胶含水分辨率为0.1%。
5 需将阿胶粉碎、烘干、称重，检测操作繁杂。
6 手工操作检测、数据处理。
7 该设备耗能高，烘箱功率为3000W。
8 需要专用检测实验室。
某厂家日产阿胶48000块，按传统检测方法应检测数量为12块，每块阿胶单价为3元，一天要损失36元，一年为36元×365天＝13140元。使用本发明的方法和装置如果每天检测日产量的1%为480块，每块阿胶检测时间若以10秒计算仅需2个小时，用传统的方法和设备仅能检测12块，需24小时，受检率仅为日产量的0.025%。不难看出本发明检测阿胶效率高，受检率高，成本低，年节省成品胶价值1.3万元人民币。传统的设备中使用烘箱功率为3000w，年耗电3000w×24小时×365天＝2.63万度，本发明的装置年耗电15w×2小时×365天＝0.0011万度，一年耗电仅11度！可见每年节省电能2.63万度。由于受检率高，为确保阿胶产品质量提供了可靠的保证，可避免以往按传统方法检测含水率的随机性大，而不得不切胶时加大阿胶的重量来保证成品质量，本发明的检测方法可减少厂家不必要的损失。
本发明与对比文件相比，由于仅测微波幅度一个数值，故可简化测试设备，降低该装置的成本，本发明的微波带状线传感器的阿胶置入窗口按被测物的尺寸设计，实现了无损检测，不必将阿胶砸碎装入检测试样圆筒内检测。
综上所述，本发明提出阿胶含水率检测方法具有无损、快速、准确、方便等优点，根据这种方法所制作的阿胶含水率检测装置成本低，节能，可在生产线上广泛使用，从而促进阿胶生产厂家生产成本的降低和经济效益的提高。
1 阿胶含水检测装置的原理方框图2 金属接地板[1]上设置窗口[4]的微波带状线传感器的示意图3 图2的A-A剖视图4 金属板[2]上设置窗口[6]的微波带状线传感器的示意图5 图4的B-B剖视图
6 微波带状线传感器设计为弯曲的带线[8]示意图实施例一、阿胶含水检测方法首先要进行阿胶含水率定标，准备100块含水率在10.0%-30.0%范围，同规格的成品阿胶，阿胶含水检测装置工作正常后，微波带状线传感器内不放置阿胶，调整微波源输出幅度，经检波后输出直流电压1.778V，然后把100块阿胶分别置入微波带状线传感器内，可得到100个数据V1，V2……V100。我们再把这100块阿胶用传统失重法检测每块阿胶实际含水率，可得到100个数据W1，W2……W100。然后将一一对应的W1，V1;W2，V2……W100，V100数据输入计算机，用回归分析方法确定W＝f(V)关系曲线，即含水率与衰减后的微波幅度关系曲线，把这组曲线数据存入微计算机内备用。当取一块含水率在10.0%-30.0%的阿胶置入微波带状线传感器内，计算机采集到数据后查W＝f(V)的函数曲线数据就可知被检阿胶的含水率数值，应当注意的是当微波带状线传感器内无阿胶置入时，微计算机采入的电压数值应为1.778V。
阿胶含水定标确定后，即可进行正常检测，从微波带状线传感器的结构可知窗口一经确定，阿胶被测面就一定。由于阿胶为矩形长方体，故以窗口的某一角为参考位置，每块阿胶都要沿着这个参考位置置入窗口内，使每次检测时阿胶靠在微波传输系统中的带线上的位置不变，这样可消除窗口与阿胶之间的空隙所引起的检测操作误差。
下面我们将介绍四种操作方法A 把阿胶置于窗口内，测得一个数据即得这块阿胶的含水率。
B 把阿胶置于窗口内，测得一个数据，然后把阿胶左右翻转180°，仍对同一检测面进行第二次检测，测得第二个数据，把这两个数据取平均，即得这块阿胶的含水率。
C 把阿胶置于窗口内，测得一个数据，然后把阿胶前后翻转180°，对该测量面的对称面进行检测，测得第二个数据，把这两个数据取平均，即得这块阿胶的含水率。
D 把阿胶置于窗口内，测得一个数据，然后把阿胶左右翻转180°，仍对同一检测面进行第二次检测，测得第二个数据，再把阿胶前后翻转180°，对该测量面的对称面进行检测，测得第三个数据，再把阿胶左右翻转180°，对该测量面重复上次检测，测得第四个数据。我们将四个数据取平均值，或进行回归处理得到该阿胶的含水率。
对阿胶进行检测时，我们认为采用D操作方式为宜。
对于同一个批号阿胶的检测，例如日产48000块，抽检1%，即480块阿胶，把这480个含水率数据由计算机进行线性回归处理，可比较客观地反映这批阿胶的含水率。
二、阿胶含水检测装置按图1所示的阿胶含水检测装置，微波振荡源可选用中国电子工业部第十三研究所生产的微波晶体管型号为CD393A制作微波振荡器，功率输出为300mw，隔离器采用铁氧体器件制成，隔离度≥20dB，传输插入衰减≤0.5dB。检波器为上海无线电26厂产品，型号为TJ8-2，A/D模数转换器可采用型号为7135的模数转换集成电路。本发明提出的检测方法是测量微波幅值的变化量，故要求微波振荡器输出微波信号稳定，因此微波振荡器供电应配备精密稳定的电源，我们还可以采用负反馈电路来保证微波源输出的稳定。光电计数装置安装在窗口[6]内，例如光源[9]安装在微波带状线传感器上金属接地板[1]上，光敏器件[10]安装在下金属接地板[1]上。机电计数装置是将按键开关[11]安装在窗口[4]外面，窗口[4]上的金属盖[5]压住开关[11]的按键。微计算机可采用单片，单板和PC微机均可。显示器可采用CRT显示器、液晶显示器、七段码显示器均可。打印机可配微型打印机和普通打印机。不难看出上述采用的电子线路和器件均为微波电路和自控技术人员常用规范技术。
下面将着重介绍微波带状线传感器1.金属接地板[1]上设置窗口[4]的微波带状线传感器，如图2所示，是由一条直的带线[7]两边对称平行放置两块金属接地板[1]，两块金属接地板[1]的四周用金属板[2]连接，两块平行金属接地板[1]之间的空间体积为134×75×8mm3，带线[7]的尺寸为132×8.2×2mm3，带线[7]的两端与同轴线或波导转换接头[3]的内导体连接，例如同轴线转换接头[3]采用型号为L16同轴电缆接头，转换接头[3]的外导体与金属板[2]连接，微波带状线传感器的特性阻抗为50欧。在其中的一块平行的金属接地板[1]上开有检测窗口[4]，并以带线[7]中心线为轴对称，其尺寸为38×94mm2。为了使阿胶靠在带线[7]上不使带线[7]变形，可在平行金属接地板[1]上设置定位销[12]，如图3所示，阿胶与带线[7]之间可以接触;或留有的间隙应≤5mm。为防止环境影响和保证微波带状线传感器的阻抗特性，在窗口[4]上应设计一个金属盖[5]。机电计数装置安装在窗口[4]外面，可选用按键开关[11]，窗口[4]上的金属盖[5]要压住开关[11]的按键。本实施例的带状线传感器驻波系数s≤1.1。
2.微波带线传感器的窗口[6]设置也可如图4所示，其带线[7]的尺寸、两块平行的金属接地[1]板之间的空间体积、特性阻抗与金属接地板[1]上设置窗口[4]的微波带状线传感器一样，不同的是在金属板[2]上开设窗口[6]，设置的窗口[6]应与带线[7]中心轴对称，其尺寸为94×8mm2，为了使阿胶靠在带线[7]上不使带线[7]变形，可在平行金属接地板[1]上设置定位销[13]，如图5所示，阿胶与带线[7]之间可以接触;或留有的间隙应≤5mm。光电计数装置安装在窗口[6]内，例如光源[9]安装在微波带状线传感器上金属接地板[1]上，与光源[9]对应的光敏器件[10]安装在下金属接地板[1]上，光源[9]发出的光照射在光敏器件[10]上。本实施例的带状线传感器驻波系数s≤1.1。
3.微波带线传感器的窗口[6]设置也可如图4所示，其带线[7]的尺寸、特性阻抗与金属接地板[1]上设置窗口[4]的微波带状线传感器一样，不同的是两块平行的金属接地板[1]之间的空间体积为134×75×16mm3，并在金属板[2]上开设窗口[6]，设置的窗口[6]应与带线[7]中心轴对称，其尺寸为94×16mm2，为了使阿胶靠在带线[7]上不使带线[7]变形，可在平行金属接地板[1]上设置定位销[13]，如图5所示，阿胶与带线[7]之间可以接触;或留有的间隙应≤5mm。光电计数装置安装在窗口[6]内，例如光源[9]安装在微波带状线传感器上金属接地板[1]上，与光源[9]对应的光敏器件[10]安装在下金属接地板[1]上，光源[9]发出的光照射在光敏器件[10]上。本实施例的带状线传感器驻波系数s≤1.1。
4.微波带线传感器中的带线亦可设计成弯曲的带线[8]，如图6所示，是由一条凹字形弯曲的带线[8]两边对称平行放置两块金属接地板[1]，两块金属接地板[1]的四周用金属板[2]连接，两块平行金属接地板[1]之间的空间体积为134×75×8mm3，带线[8]的截面尺寸为8.2×2mm2，带线[8]的长度如图6所示Y＝25mm、X＝20mm，带线[8]的两端与同轴线或波导转换接头[3]的内导体连接，例如同轴线转换接头[3]采用型号为L16同轴电缆接头，转换接头[3]的外导体与金属板[2]连接，输入和输出转换接头[3]同在一块金属板[2]上，微波带状线传感器的特性阻抗为50Ω。在其中的一块平行的金属接地板[1]上开有检测窗口[4]，并以凹字形弯曲的带线[8]相对应，其尺寸为38×94mm2。为了使阿胶靠在带线[8]上不使带线[8]变形，可在平行金属接地板[1]上设置定位销[14]，如图6所示，阿胶与带线[8]之间可以接触;或留有的间隙应≤5mm。为了防止环境影响和保证微波带状线传感器的阻抗特性，在窗口[4]上应设计一个金属盖[5]机电计数装置安装在窗口[4]外面，可选用按键开关[11]，窗口[4]上的金属盖[5]要压住开关[11]的按键。本实施例的带状线传感器驻波系数s≤1.3。
上述微波带状线传感器均采用铜板材加工制作，也可用整块铜采用铣床加工制作微波带状线传感器的外壳，另件加工完成后表面需作镀银处理。
上述实施例所述微波带状线传感器的阿胶含水率检测分辨率为0.1%，含水率检测范围为10.0%-30.0%。建议在实施本发明时采用第2种和第3种微波带状线传感器为宜。
权利要求
1.一种阿胶含水检测的方法，是将被测矩形块状阿胶置于微波传输系统，通过对微波传输信号衰减量的测量，与标准阿胶含水率定度值进行对照，得出阿胶含水数值，其特征是被检测阿胶靠在微波传输系统中的带线上，每次检测时阿胶靠在微波传输系统中带线上的位置不变。
2.根据权利要求1所述的一种阿胶含水检测的方法，其特征是对阿胶的一个侧面进行一次检测;或对阿胶的同一个侧面进行两次检测，两次检测阿胶的位置相差180°，检测结果是两次检测所得的数据取其平均值;或对阿胶的对称面分别检测，检测结果是两次检测所得的数据取其平均值;或对阿胶的对称面分别检测，并对阿胶的同一个侧面进行两次检测，而两次检测阿胶的位置相差180°，检测结果是四次检测所得的数据取其平均值或进行回归处理。
3.根据权利要求1所述的一种阿胶含水检测的方法，其特征是阿胶含水率检测范围为10.0%～30.0%。
4.一种实施权利要求1阿胶含水检测方法的装置，包括微波带状线传感器，其特征是在一条带线两边对称放置两块平行金属接地板[1]，两块平行金属接地板[1]的四周用金属板[2]连接，带线的两端与同轴线或波导转换接头[3]的内导体连接，转换接头[3]的外导体与金属板[2]连接，在两块平行的金属接地板[1]其中的一块上开有窗口[4]，并在窗口[4]上设置金属盖[5];或在金属板[2]上开有窗口[6]，窗口的尺寸按阿胶产品规格尺寸确定，该带状线传感器的特性阻抗为50Ω。
5.根据权利要求4所述的一种阿胶含水检测装置，其特征是带线是一条直的带线[7];或是弯曲的带线[8]。
6.根据权利要求4所述的一种阿胶含水检测装置，其特征是在窗口内或外设有计数装置。
全文摘要
一种阿胶含水检测的方法和装置，涉及微波法检测中药阿胶含水方法和装置的技术领域。它是将阿胶靠在微波传输系统中的带线上，通过对微波传输信号衰减量的测量，与标准阿胶含水率定度值进行对照，得出阿胶含水率。阿胶含水检测方法的装置，包括微波带状线传感器，特性阻抗为50Ω，带线是直的或弯曲的，传感器上开有窗口可放置阿胶。这种无损、快速、方便阿胶含水率检测方法和装置，能在生产线上使用，可降低阿胶生产成本提高经济效益。
文档编号G01N22/04GK1100806SQ9410146
公开日1995年3月29日 申请日期1994年2月26日 优先权日1994年2月26日
发明者柴玉瑛 申请人:柴玉瑛