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解析微波传感器的工作原理和应用

发布时间:2020-04-03

【导读】微波传感器是利用微波特性来检测一些物理量的器件。包括感应物体的存在、运动速度、距离、角度等信息。
 
微波传感器的工作原理
微波传感器是利用微波特性来检测一些物理量的器件。包括感应物体的存在、运动速度、距离、角度等信息。

由发射天线发出的微波,遇到被测物体时将被吸收或反射,使功率发生变化。若利用接收天线接收通过被测物体或由被测物反射回来的微波,并将它转换成电信号,再由测量电路处理,就实现了微波检测。 微波传感器主要由微波振荡器和微波天线组成。微波振荡器是产生微波的装置。构成微波振荡器的器件有速调管、磁控管或某些固体元件。由微波振荡器产生的振荡信号需用波导管传输,并通过天线发射出去。为了使发射的微波具有一致的方向性,天线应具有特殊的构造和形状。

由发射天线发出的微波,遇到被测物体时将被吸收或反射,使功率发生变化。若利用接收天线接收通过被测物体或由被测物反射回来的微波,并将它转换成电信号,再由测量电路处理,就实现了微波检测。微波传感器主要由微波振荡器和微波天线组成。微波振荡器是产生微波的装置。构成微波振荡器的器件有速调管、磁控管或某些固体元件。由微波振荡器产生的振荡信号需用波导管传输,并通过天线发射出去。为了使发射的微波具有一致的方向性,天线应具有特殊的构造和形状。

解析微波传感器的工作原理和应用
图片来源于网络
 
微波传感器的多方面应用
1、微波液位仪:
微波液位仪的原理是利用微波测量液位的过程中,当液位达到一定位置时,发射天线发出的微波信号由于液位的反射到达接收天线,输出的信号反应此时液位为D;如果液位大于或者小于D时,接收天线接收不到反射回来的微波信号,这种方式和处理光电开关传感器光的信号是完全不一样的。

2、微波开关式物位仪:
微波开关式物位仪的原理是电源为振荡器提供电能,振荡器产生微波信号,通过发射天线发射出去,被测对象的位置影响微波接收天线接收的微波信号,该信号经过放大和比较处理后,反应被测对象的位置信息。

3、微波诊断:
微波诊断是微波在医学上应用的主要内容之一,包括有源诊断和无源诊断两大类型。

A:有源诊断:有源诊断法是利用人工微波源辐射的微波照射人体后进行测量诊断的。人体组织或器官的病变将导致微波的介电特性发生改变,从而使射向组织或器官的微波传输特性随之发生变化,从而使射向组织或器官的微波传输特性随之发生变化。人们可通过微波的反射或透射情况来获得有关病变的医学信息。例如微波心图仪、重病微波呼吸检测仪等均属于有源微波诊断仪器。

B:无源诊断:无源诊断法是利用人体本身辐射的微波来进行疾病的诊断,因不需要外加人工微波辐射源,故称无源诊断法,也称被动测定法。利用人体热辐射的微波波段获取热象图来诊断疾病的方法就是一种无源诊断法。目前的微波热象仪主要用来获取人体体表的微波热象图,利用它可发现红外热象仪所不能发现的某些疾病。

4、微波除了用于诊断外,还可用于疾病的治疗。现在的微波治疗主要包括以下几个方面。
A:微波透热治疗:由于微波的热效应能使血液循环加速,刺激器官功能,促进新陈代谢,因而能促使组织再生,起到消炎止痛、解除痉挛的功效。人们根据微波的这种特点,利用微波治疗仪治疗肌肉劳损、关节疼痛、各种炎症等取得了良好的效果。

作为微波热闻的另一方面是微波治疗肿瘤。肿瘤组织比正常组织含水量高,因此肿瘤组织中微波热效应更为显著,而肿瘤组织耐热性又较差,通常32-33度即可抑制肿瘤生长三使肿瘤死亡。因此,我们可利用微波的热效应使肿瘤处局 部升温到抑制肿瘤细胞生长或导致死亡的温度范围,用以治疗癌症。

B:微波针灸:现代微波技术与传统的中医针灸技术相结合形成了微波针灸治疗方法。此方法用聚焦的微波束照射刺激有关穴位,达到治疗目的。当微波照射穴位时,由于热效应,穴位温度升高,其热量沿经络传递,产生温针效应和温补效应。另一方面,微波沿经络传导,通过生物电磁效应使刺激作用以波动形式在体内传播,因此微波针灸所诱导的刺激作用并不局限于局部照射区域。微波针灸操作简单,针感明显而持久,病人无痛苦。

C:微波手术刀:在外科手术中,利用微波的能量切开组织的装置称为微波手术刀。微波的热效应可使切口附近的组织温度升高直至备注凝固。利用微波手术,切口无需缝合,可减少失血并缩短手术时间。
 
 
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