微波检测技术是继超声波、激光、红外和射线等方法之后的一种新型无损检测技术,近年来取得了较大发展。烟条密度微波检测装置作为微波检测技术在卷烟工业的实际应用,主要装备在高速卷烟机组中,用于在线检测烟条的密度,从而实现对烟支重量的控制。本文基于微波谐振腔微扰原理,对烟条密度微波检测装置进行了设计、调试和试验。论文首先分析了介质密度与其介电常数的关系,介绍了几种常用的介电常数测量方法,论述了烟条密度的微波谐振腔微扰法检测原理。在此基础上,根据烟条密度微波检测装置的指标要求,提出了烟条密度微波检测装置的总体设计方案。论文接着对烟条密度微波检测装置的硬件和软件进行了设计。采用锁相环频率合成方法设计并制作了微波信号源,该信号源输出功率稳定、相位噪声低、频率切换速度快。设计了工作在TM010模式下的圆柱形谐振腔,利用ANSOFT HFSS软件进行了仿真,并进行了测试,试验表明:谐振腔的谐振频率和Q值与插入谐振腔的烟条密度密切相关,通过测量谐振腔的谐振频率和Q值可以反推出烟条密度密。采用射频对数检波器设计了功率检测电路,用于检测测试通道和参考通道的微波功率,从而测得微波谐振腔的谐振曲线。设计了基于Philips公司生产的ARM芯片LPC2214的处理和控制电路,完成了微波检测电压的A/D变换、谐振频率和Q值提取、烟条密度计算、输出D/A变换等工作。设计了微波谐振腔恒温电路,用于消除温度对微波传感器谐振频率的影响。论文还设计了调试软件,利用串口通信实现微波检测装置的在线调试、工作参数设置和监视等功能。论文最后完成了烟条密度微波检测装置离线和在线测试,测试结果表明,该微波检测装置性能良好,工作稳定,可替代原卷烟机使用的核扫描器,满足了设计要求。