白酒是人们日常生活中非常重要的消费品,其主要的成分是乙醇,如何快速、高精度的检测白酒中的酒精度是在实际生产过程中降低成本,提高产品质量非常关键的因素之一。实际生产过程中,要保证产品浓度的稳定,操作工一般需要现场取样,然后利用酒精比重计大致测量样品浓度,如果需要精确地测量,就需要将样品送化验室,利用昂贵的仪器如气相色谱仪等进行检测,相当不方便,成本也非常高。为了满足一些酒厂对于酒精度的快速、准确、实时测量,本文研制了一种新型的基于微波谐振特性的酒精度在线检测系统。本文设计的酒精度检测系统采用了DSP技术,通过DSP控制频率合成芯片ADF4350研制的信号源激励微波谐振腔,谐振腔的输出信号经过检波器检波后由DSP进行采样、处理,并通过微扰理论和酒精的介电特性推算出酒精的浓度。系统采用触摸屏进行人机交互,使得显示美观,操作简便,人性化。本文集中开展了以下几方面的研究:1.研究了不同浓度的酒精不同频率下的介电特性。本文通过Cole-Cole公式和对数法则拟合出不同浓度酒精的介电特性标准曲线,并通过带状线终端短路法进行了实验测试,根据标准曲线和测试结果选择微扰腔的谐振频率从而研制谐振腔。推导了微扰法基本公式和酒精度、介电常数与谐振频率三者之间的关系,为系统对酒精度的计算提供了理论依据。2.设计和研制了系统硬件部分。本文采用的是微扰法对酒精进行测试,微扰法一般是用来测量低损耗物质,而酒精和水的损耗都比较大,并且酒精的介电常数随着频率变化较大,充分考虑酒精的介电特性和实际应用的便利性,研制了谐振频率为1.9GHz左右的圆柱型谐振腔,设计制作了1-4GHz的频率源和1-8GHz的检波器。3.编写了基于DSP技术的系统软件和设计了触摸屏界面。系统软件主要包括DSP对频率源的控制、AD采样、DSP与触摸屏的通信等。系统功能完善,触摸屏界面美观简洁,具有良好的人机交互效果。