CN102435857A - 表征液体材料宽带复合介电常数的反应池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了表征液体材料宽带复合介电常数的微波反应池，其特征是包括高频接头，导流口，高频中心导体，圆柱式反应池，导流口，高频接头；高频接头为二只，安在圆柱式反应池的两端，其中第一高频接头通过波导输出到反应池，并通过由中心导体和反应池构成的同轴系统传输到第二高频接头；在靠近反应池两端的侧壁上设有有进和出的两个导流管。本发明是利用同轴测量技术，实现液体材料的介电常数在宽带范围内的测试与表征。
Description
技术领域
本发明涉及液体材料在宽带范围内的连续表征方法及实现装置。
背景技术
微波技术已被广泛地应用到现代生活和工业应用领域中，然而液体材料的复介电参数在宽带范围内的连续表征仍是当今的研究热点。目前常用的液体材料的检测技术主要采用驻波法，无法实现液体材料在宽带范围内复介电常数的连续检测。因此开发新型的可用于液体材料在宽带范围内的复介电常数的连续表征技术是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是，提出一种利用微波同轴法测试技术，实现液体材料的复介电常数在宽带范围内的连续表征的方法与装置。尤其是提出一种表征液体材料宽带复合介电常数的反应池和利用所述微波反应池中的液体材料的复介电常数在宽带范围内连续表征的方法。
本发明技术方案是：表征液体材料宽带复合介电常数的微波反应池，包括高频接头，导流口，高频中心导体，圆柱式反应池，导流口，高频接头；高频接头为二只，安在圆柱式反应池的两端，其中第一高频接头通过波导输出到反应池，并通过由中心导体和反应池构成的同轴系统传输到第二高频接头；在靠近反应池两端的侧壁上设有有进和出的两个导流管。使待测液体材料分别通过这两个导流管端口导入和导出。
反应池内径比中心导体的外径为2-3。
微波反应池中的液体材料的复介电常数在宽带范围内连续表征的步骤，按波导的传播顺序包括以下过程：
（1）、利用矢量分析仪产生需要的宽带微波，并通过同轴导线与微波反应器输出端的高频接头相连接，接口选择可根据专用同轴导线的输出端口进行设计对接；
（2）、从矢量分析仪产生的宽带微波输出到反应器，其中第一的高频接头通过波导输出到反应池，并通过由中心导体和反应池构成的同轴系统传输到第二高频接头；反应池的内径和中心导体的外径之比满足测试带宽的截止波长，反应池内径比中心导体的外径为2-3；可满足测量带宽的要求，相应的阻抗满足50Ω。
（3）、将第二高频接头与专用同轴导线连接，将波导输出作用于池中的信号导入矢量分析仪，构成一测试回路。
（4）、利用扫频分析法，实现液体在宽带范围内的连续测试。
（5）、在靠近反应池两端的侧壁上设有有进和出的两个导流管，使待测液体材料分别通过这两个导流管端口导入和导出，以保证液体样品测量的连续性。
器件所适用的微波带宽范围可以达到20GHz。
本发明的有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下突出优点：（1）使用同轴检测技术，连续动态范围宽，可达20GHz；（2）两端具有导流通道，可实现流体材料的连续测试；（3）圆柱形反应池可根据需要放大和减小，以实现弱极性到极性液体材料宽动态范围内的材料介电常数测试，具有极高的应用前景。
附图说明
图1是表征液体材料宽带复合介电常数的反应池结构图。
图2 高频接头结构的端面示意图。
图中高频接头1、中心导体2、反应池3、导流管4。
具体实施方式
本发明的具体装置：高频接头；导流口、高频中心导体；圆柱式反应池，导流口，其工作带宽可达14GHz。
所述的中心导体与高频接头之间采用具有低介电性的材料隔断，如聚四氟乙烯，且该结构具有一定的自密封特性。
与中心导体、圆柱形反应池，高频接头构成一个可用于液体样品测试的封闭结构，该结构可根据样品复介电常数常数的大小做适当调整，其长度范围可达10CM。
例如：针对弱极性液体材料测试带宽在14GHz内的复介电常数测试方案：
由于被测试液体材料为弱极性液体材料，为提高测试精度，在测试时取反应池的长度为10厘米。其构造结构如图1所示。
1）、检测器件的前端为高频接口，本例采用标准的N型母接口形式，如图2所示，其外形尺寸为5/8英寸的螺口以和矢量分析仪的标准接口对接。
2）、按矢量分析仪的标准接口要求，接口的标准阻抗需满足50Ω。在本实例中本反应池的内径为9.3mm；中心导体的外径为4mm；则其内外径之比为： ，相应的波导阻抗为：
，相对误差为1%，基本满足50Ω阻抗的要求。相应的测试带宽临界波长为
,相对应的微波频率为，则该器件的可适应的工作带宽为14GHz.
3）、反应池内部将反应池和中心导体隔离的部件为绝缘的材料，本案例中选用介电常数较低的聚四氟乙烯材料并作为支架使用；
4）、将本案例中所制备的高频接头、中心导体、反应池和绝缘支架组建为如图1所示的反应器；
5）、将该反应器高频接头与网络分析仪的两个标准连接线相接，构成一个测试回路；
6）、利用该测试回路，使用网络分析仪在14GHz带宽内进行频扫测量，并分别保存测试的S参量，根据所测量得到的S参量，通过反演计算，从而得到液体材料在不同频率下的复介电系数。
本发明在宽带范围内可连续表征和分析液体样品复合介电常数特性的专用部件——反应池。该部件的主要结构在水平放置时，自左往右顺序如下：1、高频接头；2、导流口3、高频中心导体；4、圆柱式反应池，5、导流口，6、高频接头。其工作带宽可达20GHz。中心导体、圆柱形反应池，高频接头构成一个可用于液体样品测试的封闭结构，该结构可根据样品复介电常数常数的大小做适当调整，其长度范围可达10CM。
所述的中心导体与高频接头之间采用具有低介电性的材料隔断，如聚四氟乙烯，且该结构具有一定的自密封特性。
本发明表征液体样品复合介电常数特性的专用部件，其特征在于在圆柱形反应池两端均有一个样品导流管，该结构可适用于液体样品的复介电常数的连续测量。
Claims (7)
1.表征液体材料宽带复合介电常数的微波反应池，其特征是包括高频接头，导流口，高频中心导体，圆柱式反应池，导流口，高频接头；高频接头为二只，安在圆柱式反应池的两端，其中第一高频接头通过波导输出到反应池，并通过由中心导体和反应池构成的同轴系统传输到第二高频接头；在靠近反应池两端的侧壁上设有有进和出的两个导流管。
2.根据权利要求1所述的表征液体材料宽带复合介电常数的微波反应池，其特征是反应池内径比中心导体的外径为2-3。
3.根据权利要求1所述的表征液体材料宽带复合介电常数的微波反应池，其特征是、圆柱形反应池长度10CM。
4.根据权利要求1所述的表征液体材料宽带复合介电常数的微波反应池，其特征是所述的中心导体与高频接头之间采用聚四氟乙烯。
5.微波反应池中的液体材料的复介电常数在宽带范围内连续表征的方法，其特征是步骤如下，按波导的传播顺序包括以下过程：
所述的液体材料的复介电常数在宽带范围内连续表征，按波导的传播顺序包括以下过程：
（1）、利用矢量分析仪产生需要的宽带微波，并通过同轴导线与微波反应器输出端的高频接头相连接；
（2）、从矢量分析仪产生的宽带微波输出到反应器，其中第一的高频接头通过波导输出到反应池，并通过由中心导体和反应池构成的同轴系统传输到第二高频接头；反应池的内径和中心导体的外径之比满足测试带宽的截止波长，反应池内径比中心导体的外径为2-3；
（3）、将第二高频接头与专用同轴导线连接，将波导输出作用于池中的信号导入矢量分析仪，构成一测试回路；
（4）、利用扫频分析法，实现液体在宽带范围内的连续测试。
6.根据权利要求5所述的微波反应池中的液体材料的复介电常数在宽带范围内连续表征的方法，其特征是宽带微波的带宽达到20GHz。
7.根据权利要求5所述的微波反应池中的液体材料的复介电常数在宽带范围内连续表征的方法，其特征是在靠近反应池两端的侧壁上设有进和出的两个导流管，使待测液体材料分别通过这两个导流管端口导入和导出，以保证液体样品测量的连续性。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103308778A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-09-18 | 四川大学 | 介电常数测量装置 |
| CN103884919A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-06-25 | 四川大学 | 具有同轴线结构的高温状态介质介电系数测量探头及系统 |
| CN110596463A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 电子科技大学 | 用于测量介质介电常数的同轴测量装置、测试系统及方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1482452A (zh) * | 2003-06-13 | 2004-03-17 | 四川大学 | 高灵敏度液体介电常数测量探头 |
| CN1534303A (zh) * | 2003-03-31 | 2004-10-06 | Tdk株式会社 | 电介质的复数介电常数的测量方法和设备 |
| US20070090846A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-26 | Schlumberger Technology Corporation, Incorporated In The State Of Texas | Method and device for complex permittivity measurements as a function of frequency |
| JP2008111816A (ja) * | 2006-04-05 | 2008-05-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 液体の誘電率測定用マイクロセル及び誘電率測定方法 |
| CN101196545A (zh) * | 2006-12-07 | 2008-06-11 | 中国科学院半导体研究所 | 介质材料的介电特性测量装置 |
| CN201137494Y (zh) * | 2007-11-30 | 2008-10-22 | 新疆石油管理局测井公司 | 持水率仪器微波探头 |
| WO2011031625A2 (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-17 | California Institute Of Technology | New technique for performing dielectric property measurements at microwave frequencies |
-
2011
- 2011-09-09 CN CN2011102670269A patent/CN102435857A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1534303A (zh) * | 2003-03-31 | 2004-10-06 | Tdk株式会社 | 电介质的复数介电常数的测量方法和设备 |
| CN1482452A (zh) * | 2003-06-13 | 2004-03-17 | 四川大学 | 高灵敏度液体介电常数测量探头 |
| US20070090846A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-26 | Schlumberger Technology Corporation, Incorporated In The State Of Texas | Method and device for complex permittivity measurements as a function of frequency |
| JP2008111816A (ja) * | 2006-04-05 | 2008-05-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 液体の誘電率測定用マイクロセル及び誘電率測定方法 |
| CN101196545A (zh) * | 2006-12-07 | 2008-06-11 | 中国科学院半导体研究所 | 介质材料的介电特性测量装置 |
| CN201137494Y (zh) * | 2007-11-30 | 2008-10-22 | 新疆石油管理局测井公司 | 持水率仪器微波探头 |
| WO2011031625A2 (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-17 | California Institute Of Technology | New technique for performing dielectric property measurements at microwave frequencies |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103308778A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-09-18 | 四川大学 | 介电常数测量装置 |
| CN103308778B (zh) * | 2013-07-03 | 2015-08-19 | 四川大学 | 介电常数测量装置 |
| CN103884919A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-06-25 | 四川大学 | 具有同轴线结构的高温状态介质介电系数测量探头及系统 |
| CN103884919B (zh) * | 2014-03-13 | 2017-02-15 | 四川大学 | 具有同轴线结构的高温状态介质介电系数测量探头及系统 |
| CN110596463A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 电子科技大学 | 用于测量介质介电常数的同轴测量装置、测试系统及方法 |
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