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随着国内外对微波光谱分辨性、透视性等研究的不断深入,微波技术在农产品检测领域中的应用价值越来越受到重视。农产品的微波特征谱中包含着丰富物理信息和化学信息,这些信息为微波技术在农产品无损检测应用中提供了科学依据。本文研制了微波二维无损检测成像平台,以普通面粉为研究对象,对面粉特征谱分析和二维成像方法进行了初步探索,获得了相关面粉特征谱和成像方法。具体研究内容如下:(1)微波无损检测原理验证。利用单反射式的自由空间法,以1.5cm、1.8cm和2.0cm厚度的面粉和1.5cm厚度的霉变面粉作为样本,借助矢量网络分析仪对待测样品进行了介电常数测试。在1.5cm、1.8cm和2.0cm厚度下面粉测量的介电常数分别为2.512、2.529和2.514,1.5cm厚度的霉变面粉介电常数为3.004。对厚度误差进行分析,其厚度误差(35)?_r<3.0%。实验结果表明:不同厚度的同一批次面粉的介电常数变化不大,相同厚度的面粉和霉变面粉的介电常数变化明显。初步验证了微波无损检测区分面粉和霉变面粉的可行性。(2)检测平台硬件设计。从硬件电路设计、微波收发天线设计和机械结构设计三个方面介绍了平台的硬件设计。硬件电路设计以STM32单片机为控制核心,外围模块包含最小系统、通讯接口电路、键盘扫描电路和AD转换电路四个主要部分,对各个模块的作用、设计过程和设计思路进行了介绍。设计的微波天线谐振频率点为2.357GHz,在-10dB时的带宽为2.337~2.377GHz,并给出了天线尺寸图,选取微波收发天线右上方的辐射进行测算,在-31dB时辐射效率为90%,其设计满足微波天线定向辐射的要求。基于已完成的微波天线对外围的检测电路进行设计,再通过满足硬件电路和微波收发天线的安装需求设计其机械结构。(3)检测平台软件设计。利用STM32单片机和虚拟仪器LabVIEW进行了下位机程序和上位机程序的开发,实现了数据采集、数据处理、数据存储、图像显示、系统自动控制和参数设置等功能。(4)系统进行整机安装调试和成像试验。首先对装置的硬件和软件分别进行调试。调试成功后进行整机联调。采用2.33GHz频率的微波对空载、金属板、面粉和滑石粉四组样品进行成像试验,测试的四组待测样品微波特征谱峰值分别介于940~960、90~110、880~900、860~880之间,特征谱和颜色之间能够很好的进行线性拟合,并能用不同的颜色进行区分样品。试验初步验证了成像平台的可行性,并提出了平台未来的改进计划。