CN109374691A - 微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置及方法 - Google Patents

微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置及方法 Download PDF

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    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/221—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance by investigating the dielectric properties

Abstract

本发明公开了一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置及方法，在设置了微波源、隔离器、衰减器、波长计、波导传输线、直波导、环形器、谐振腔和示波器等器件基础上，结合智能控制的加热与显示系统，以及毛细玻璃管与升降装置，可以实现不同浓度、不同温度以及不同体积的石墨烯类溶液的介电常数的测量。本发明具有智能、实时监测、应用范围广、灵活方便、综合性强的特点，适用于在材料科学、物理科学、工业、农业、林业、生物医学等诸多领域中广泛应用。

Description

微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种微波介电常数测量装置，特别涉及不同温度和不同浓度下石墨烯类溶液介电常数测量装置及测量方法，适用于在工业、医学、教育、国防等领域中的应用。
背景技术
介电常数是介质材料电磁性能的一个重要参数。在当前已知材料中，石墨烯类材料具有最快的电子传输速率，已被证实在高效能调制器、晶体管、大容量光伏电池等方面具有广阔的应用前景，会对物理、化学、信息、材料等学科领域产生积极而深远的影响，然而，目前对于石墨烯类溶液介电常数的测量研究罕见报道，更没有对其介电常数在浓度与温度影响下变化规律的总结研究，因此，研究影响石墨烯溶液介电常数变化的因素及变化规律对促进石墨烯类材料应用具有迫切而重要的应用价值。
在微波波段，介电常数测量装置多为简单而单一的测量仪器，如《近代物理实验》教材中(《近代物理实验教程》，吴先球，熊予莹主编科学出版社)，书中只对聚四氟乙烯、有机玻璃等固体物质在室温下完全伸入到矩形谐振腔中这一单一状态下的介电常数进行测量，该装置不能实现溶液材料尤其是不同温度下、不同浓度条件下介电常数的研究；文章“鲕状赤铁矿的微波介电特性研究，矿冶工程，2017,37(3):38-42”中，在1.05GHz～2.35GHz频率波段范围内采用电磁感应加热、高温炉、循环水冷、固体样品升降装置以及矢量网络分析仪对赤铁矿混合物的介电常数进行了研究，一方面，该装置实验系统只适用于固体测试样品，另一方面该装置设备复杂、庞大，矢量网络分析仪适用于高损耗测试材料，对于低损耗材料介电常数的测量精确度较低；文章“高氯氧化锌烟尘微波介电常特性及温升特性，中南大学学报，2015,46(2):410～415”中，加热烟尘材料是通过调节微波源的场性能实现的，该种加热方式改变了被测样品所在微波场的环境，不能说明同一微波场下物质介电常数的变化情况，此外，温度采集装置采用了热电偶，由于热电偶不能跟被测物体充分接触，因此测量存在一定的误差；文章“基于微波谐振腔的葡萄糖溶液浓度测量系统，电子产品世界，205,2:52～55”和文章“测量溶液浓度的微波谐振腔优化设计，电子测量与仪器学报，2012,26(10):911～916”中，采用了同一套测量装置，主要是针对葡萄糖溶液浓度通过常温下微波装置进行测量，前者主要针对频率采集系统进行了研究，后者主要是对谐振腔的性能进行了研究。因此，根据石墨烯类溶液介电常数的研究现状与实际需求，设计开发一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置及测量方法是十分必要的，有着重要的参考价值与应用前景。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够测量不同温度不同浓度石墨烯类溶液介电常数的装置以及方法，以解决和弥补现有微波测量装置在8GHz-12GHz频率范围内石墨烯类溶液介电常数随温度与浓度变化的研究罕见报道、目前微波测量固体以及液体介电常数装置存在测试内容单一、设备单一而复杂等缺陷，实现对石墨烯类溶液介电常数随温度等参量变化规律的测量以及应用。
本发明一方面提供了一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，包括微波源，微波源的水平方向上依次设置有隔离器、衰减器、波长计、波导传输线、直波导、环形器、示波器，与所述水平传输路径垂直的竖直路径上面向环形器的一面设置有谐振腔，谐振腔的上顶面设置圆形小孔，圆形小孔内伸入毛细玻璃管，毛细玻璃管内装有石墨烯类溶液，毛细玻璃管外贴有加热片，加热片下方贴有温度传感器；
所述谐振腔的一侧面为通微波面，其余面均为封闭面；
所述环形器的第一端口a与直波导相连通，第二端口b与谐振腔的一侧面相连通，第三端口c与示波器相连接；
所述毛细玻璃管的上端固定连接在横向支架上，横向支架左侧连接第一升降台，右侧连接第二升降台；
所述第一升降台从下至上包括第一底座、第一旋转柱和第一刻度柱，通过旋转第一旋转柱可实现第一刻度柱的升降；
所述第二升降台从下至上包括第二底座、第二旋转柱和第二刻度柱，通过旋转第二旋转柱可实现第二刻度柱的升降；
所述加热片包裹在毛细玻璃管的外面，并通过导线连接到智能温度控制台的第一电源开关上，智能温度控制台上还设置有第一按钮d、第二按钮e、第三按钮f、第四按钮g、起始加热温度显示器和终止加热温度显示器，第一按钮d为加热片起始加热温度的温度增加按钮，第二按钮e为加热片起始加热温度的温度减小按钮，起始加热温度显示器设置于第一按钮d和第二按钮e下方，第三按钮f为加热片终止加热温度的温度增加按钮，第四按钮g为加热片终止加热温度的温度减小按钮，终止加热温度显示器设置于第三按钮f、第四按钮g的下方；
所述温度传感器通过导线连接到智能温度控制台的第二电源开关上，智能温度控制台上还设置有溶液温度显示器，用于显示温度传感器采集到的石墨烯类溶液的即时温度。
优选，所述微波源为反射速调管微波源、体效应管微波源中的一种或同频率的两种，微波源发出的微波频率在8GHz-12GHz。
进一步优选，所述衰减器为圆柱形衰减器和圆盘形衰减器中的一种，衰减率在100％-1％之间。
进一步优选，所述谐振腔为矩形谐振腔和圆柱形谐振腔中的一种。
进一步优选，所述石墨烯类溶液包括各种浓度的石墨烯溶液、各种浓度的氧化石墨烯溶液、各种浓度的二硫化钼溶液中的一种或多种的混合溶液。
进一步优选，所述加热片的加热范围在16.0℃～80.0℃之间，温度步长为0.1℃。
进一步优选，所述第一底座固定于实验台上，从上至下看，逆时针旋转第一旋转柱时，第一刻度柱逐渐上升，刻度增大，顺时针旋转第一旋转柱时，第一刻度柱逐渐下降，刻度减小；所述第二底座固定于实验台上，从上至下看，逆时针旋转第二旋转柱时，第二刻度柱逐渐上升，刻度增大，顺时针旋转第二旋转柱时，第二刻度柱逐渐下降，刻度减小，其中，第一升降台和第二升降台同步上升或者同步下降。
本发明还提供了一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的方法，采用上述的微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，包括如下步骤：
微波源产生微波，所述微波在水平方向上依次经过隔离器、衰减器、波长计、波导传输线、直波导后由第一端口a进入环形器，顺时针传播至第二端口b，第二端口b与谐振腔的一侧面相连通，微波传输进入谐振腔后经一侧面的对应面反射回第二端口b，并顺时针传播到第三端口c，最后在示波器上显示出微波的反射式谐振曲线图形，读取所述图形中空腔时的中心频率f0与半高宽频率f1和f2的数值；
将装有某一浓度的石墨烯类溶液的毛细玻璃管缓慢伸入谐振腔的圆形小孔中深度为L1mm位置处，打开第一电源开关，通过第一按钮d和第二按钮e设置加热片的起始加热温度为xx.x℃，通过第三按钮f和第四按钮g设置加热片的终止加热温度为yy.y℃；同时，打开第二电源开关，温度传感器采集到石墨烯类溶液的实时温度tt.t℃在并在溶液温度显示器上显示出来，此温度下对应的反射式谐振曲线图形在示波器上显示出来，记录此温度下的中心频率f01与半高宽频率f11和f21的数值，根据频率f0与半高宽频率f1和f2以及频率f01与半高宽频率f11和f21的数值，即可计算出tt.t℃时石墨烯类溶液的介电常数ε1；每间隔1℃采集一副反射式谐振曲线图形，计算每间隔1℃时石墨烯类溶液的介电常数；
同步顺时针旋转第一旋转柱和第二旋转柱，第一使刻度柱和第二刻度柱逐渐下降相同的距离，改变石墨烯类溶液伸入谐振腔的圆形小孔中深度，重复上述步骤，根据反射式谐振曲线图形中对应的频率值计算出不同温度下石墨烯类溶液的介电常数ε；
改变石墨烯类溶液的浓度，重复上述步骤，得到不同温度下不同浓度的石墨烯类溶液的介电常数ε，总结变化规律。
本发明提供的微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置既可以测量不同温度下、不同浓度下石墨烯类介电常数，还可以测量不同容积的石墨烯类溶液介电常数变化规律，弥补了目前石墨烯类溶液介电常数及变化规律罕见报道的缺陷，通过智能温升加热控制装置、温度传感与显示系统，使微波测量装置更加智能化，不仅灵活、方便，而且拓展了微波测量溶液物质介电常数的内容与功能，既可以实现温度变化下的实时动态测量，也可以实现某一恒温状态下的石墨烯类溶液的介电常数随插入谐振腔中体积的变化规律，该微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置具有结构新颖，测量效率高、功能强、灵活方便、用途广泛等特点，特别适合石墨烯等类溶液的介电常数变化规律研究方面。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明提供的微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置的结构示意图；
图2为微波加热传感与显示测量系统图；
图3为反射式谐振曲线图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。
如图1至图3所示，本发明提供了一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，包括微波源1，微波源1的水平方向上依次设置有隔离器2、衰减器3、波长计4、波导传输线5、直波导6、环形器7、示波器9，与所述水平传输路径垂直的竖直路径上面向环形器7的一面设置有谐振腔8，谐振腔8的上顶面设置圆形小孔83，圆形小孔83内伸入毛细玻璃管10，毛细玻璃管10内装有石墨烯类溶液11，毛细玻璃管10外贴有加热片12，加热片12下方贴有温度传感器13；
所述谐振腔8的一侧面81为通微波面，其余面均为封闭面；
所述环形器7的第一端口a与直波导6相连通，第二端口b与谐振腔8的一侧面81相连通，第三端口c与示波器9相连接；
所述毛细玻璃管10的上端固定连接在横向支架14上，横向支架14左侧连接第一升降台15，右侧连接第二升降台16；
所述第一升降台15从下至上包括第一底座151、第一旋转柱152和第一刻度柱153，通过旋转第一旋转柱152可实现第一刻度柱153的升降；
所述第二升降台16从下至上包括第二底座161、第二旋转柱162和第二刻度柱163，通过旋转第二旋转柱162可实现第二刻度柱163的升降；
所述加热片12包裹在毛细玻璃管10的外面，并通过导线连接到智能温度控制台的第一电源开关171上，智能温度控制台上还设置有第一按钮d、第二按钮e、第三按钮f、第四按钮g、起始加热温度显示器181和终止加热温度显示器182，第一按钮d为加热片12起始加热温度的温度增加按钮，第二按钮e为加热片12起始加热温度的温度减小按钮，起始加热温度显示器181设置于第一按钮d和第二按钮e下方，第三按钮f为加热片12终止加热温度的温度增加按钮，第四按钮g为加热片12终止加热温度的温度减小按钮，终止加热温度显示器182设置于第三按钮f、第四按钮g的下方；
所述温度传感器13通过导线连接到智能温度控制台的第二电源开关172上，智能温度控制台上还设置有溶液温度显示器183，用于显示温度传感器13采集到的石墨烯类溶液11的即时温度。
作为技术方案的改进，所述微波源1为反射速调管微波源、体效应管微波源中的一种或同频率的两种，微波源1发出的微波频率在8GHz-12GHz。
作为技术方案的改进，所述衰减器3为圆柱形衰减器和圆盘形衰减器中的一种，衰减率在100％-1％之间。
作为技术方案的改进，所述谐振腔8为矩形谐振腔和圆柱形谐振腔中的一种。
作为技术方案的改进，所述石墨烯类溶液11包括各种浓度的石墨烯溶液、各种浓度的氧化石墨烯溶液、各种浓度的二硫化钼溶液中的一种或多种的混合溶液。
作为技术方案的改进，所述加热片12的加热范围在16.0℃～80.0℃之间，温度步长为0.1℃。
作为技术方案的改进，所述第一底座151固定于实验台上，从上至下看，逆时针旋转第一旋转柱152时，第一刻度柱153逐渐上升，刻度增大，顺时针旋转第一旋转柱152时，第一刻度柱153逐渐下降，刻度减小；所述第二底座161固定于实验台上，从上至下看，逆时针旋转第二旋转柱162时，第二刻度柱163逐渐上升，刻度增大，顺时针旋转第二旋转柱162时，第二刻度柱163逐渐下降，刻度减小，其中，第一升降台15和第二升降台16同步上升或者同步下降。
本发明还提供了一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的方法，采用上述微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，包括如下步骤：
微波源1产生微波，所述微波在水平方向上依次经过隔离器2、衰减器3、波长计4、波导传输线5、直波导6后由第一端口a进入环形器7，顺时针传播至第二端口b，第二端口b与谐振腔8的一侧面81相连通，微波传输进入谐振腔8后经一侧面81的对应面82反射回第二端口b，并顺时针传播到第三端口c，最后在示波器9上显示出微波的反射式谐振曲线图形，读取所述图形中空腔时的中心频率f0与半高宽频率f1和f2的数值；
将装有某一浓度的石墨烯类溶液11的毛细玻璃管10缓慢伸入谐振腔8的圆形小孔83中深度为L1mm位置处，打开第一电源开关171，通过第一按钮d和第二按钮e设置加热片12的起始加热温度为xx.x℃，通过第三按钮f和第四按钮g设置加热片12的终止加热温度为yy.y℃；同时，打开第二电源开关172，温度传感器13采集到石墨烯类溶液11的实时温度tt.t℃在并在溶液温度显示器183上显示出来，此温度下对应的反射式谐振曲线图形在示波器9上显示出来，记录此温度下的中心频率f01与半高宽频率f11和f21的数值，根据频率f0与半高宽频率f1和f2以及频率f01与半高宽频率f11和f21的数值，即可计算出tt.t℃时石墨烯类溶液11的介电常数ε1；每间隔1℃采集一副反射式谐振曲线图形，计算每间隔1℃时石墨烯类溶液11的介电常数；
同步顺时针旋转第一旋转柱152和第二旋转柱162，第一使刻度柱153和第二刻度柱163逐渐下降相同的距离，改变石墨烯类溶液11伸入谐振腔8的圆形小孔83中深度，重复上述步骤，根据反射式谐振曲线图形中对应的频率值计算出不同温度下石墨烯类溶液11的介电常数ε；
改变石墨烯类溶液11的浓度，重复上述步骤，得到不同温度下不同浓度的石墨烯类溶液11的介电常数ε，总结变化规律。
实施例1
如图1，一种微波测量氧化石墨烯溶液介电常数变化规律的方法，耿氏二极管微波源1发出的微波水平方向上依次通过隔离器2、衰减器3、波长计4、3cm波导传输线5、直波导6到达环形器7的第一端口a，经第二端口b传输到矩形谐振腔8中，经反射后，由第三端口c进入到示波器9，在示波器上显示出如图3所示的反射式谐振曲线，记录f0、f1和f2的值；
毛细玻璃管10内装有5g/ml的氧化石墨烯溶液11，毛细玻璃管10外贴有长方形的加热片12，加热片12下方贴有温度传感器13，毛细玻璃管10上端固定连接在横向支架14上，横向支架14左侧连接第一升降台15，右侧连接第二升降台16；
加热片12包裹在毛细玻璃管10外面，通过导线连接到第一电源开关171上，调节第一按钮d和第二按钮e均至25℃，当加热片12加热到25℃时，停止加热，下方的起始加热温度显示器181中显示该温度值；
将毛细玻璃管10及其内的氧化石墨烯溶液11伸入圆形小孔83中深度3mm处，温度传感器13采集到的氧化石墨烯溶液11的即时温度在溶液温度显示器183上显示出来；
此时，图3中反射式谐振曲线产生变化，记录新的频率值f01、f11和f21的值，根据频率值f01、f11和f21和f0、f1和f2，可以计算出此时氧化石墨烯溶液的介电常数实部约为1；
第一升降台15的第一底座151固定于实验台上，从上至下看，逆时针旋转第一旋转柱152，第一刻度柱153逐渐上升，刻度增加5mm后停止，同时逆时针旋转第二旋转柱162，使第二刻度柱163逐渐上升，刻度增加5mm后停止，此时，记录新的频率值f02、f12和f22的值，根据频率值f02、f12和f22和f0、f1和f2，可以计算出此时氧化石墨烯溶液的介电常数实部约为7；
通过第一按钮d和第二按钮e重新设置加热片12的起始加热温度为29℃，装有氧化石墨烯溶液的毛细玻璃管插入谐振腔深度为3mm，通过第三按钮f和第四按钮g设置加热片12的终止加热温度为29℃；打开第二电源开关172，温度传感器13采集到氧化石墨烯溶液11的实时温度在溶液温度显示器183上显示出来，当温度达到29℃时，对应的反射式谐振曲线图形在示波器9上显示出来，记录此温度下的中心频率f03与半高宽频率f13和f23的数值，根据频率f0与半高宽频率f1和f2以及频率f03与半高宽频率f13和f23的数值，即可计算出29℃时氧化石墨烯溶液11的介电常数ε1为6；
改变氧化石墨烯溶液浓度分别为2g/ml和7g/ml，重复上述步骤，得到不同温度下不同浓度的氧化石墨烯溶液11的介电常数ε，总结变化规律。
本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。
上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，包括微波源(1)，其特征在于，微波源(1)的水平方向上依次设置有隔离器(2)、衰减器(3)、波长计(4)、波导传输线(5)、直波导(6)、环形器(7)、示波器(9)，与所述水平传输路径垂直的竖直路径上面向环形器(7)的一面设置有谐振腔(8)，谐振腔(8)的上顶面设置圆形小孔(83)，圆形小孔(83)内伸入毛细玻璃管(10)，毛细玻璃管(10)内装有石墨烯类溶液(11)，毛细玻璃管(10)外贴有加热片(12)，加热片(12)下方贴有温度传感器(13)；
所述谐振腔(8)的一侧面(81)为通微波面，其余面均为封闭面；
所述环形器(7)的第一端口a与直波导(6)相连通，第二端口b与谐振腔(8)的一侧面(81)相连通，第三端口c与示波器(9)相连接；
所述毛细玻璃管(10)的上端固定连接在横向支架(14)上，横向支架(14)左侧连接第一升降台(15)，右侧连接第二升降台(16)；
所述第一升降台(15)从下至上包括第一底座(151)、第一旋转柱(152)和第一刻度柱(153)，通过旋转第一旋转柱(152)可实现第一刻度柱(153)的升降；
所述第二升降台(16)从下至上包括第二底座(161)、第二旋转柱(162)和第二刻度柱(163)，通过旋转第二旋转柱(162)可实现第二刻度柱(163)的升降；
所述加热片(12)包裹在毛细玻璃管(10)的外面，并通过导线连接到智能温度控制台的第一电源开关(171)上，智能温度控制台上还设置有第一按钮d、第二按钮e、第三按钮f、第四按钮g、起始加热温度显示器(181)和终止加热温度显示器(182)，第一按钮d为加热片(12)起始加热温度的温度增加按钮，第二按钮e为加热片(12)起始加热温度的温度减小按钮，起始加热温度显示器(181)设置于第一按钮d和第二按钮e下方，第三按钮f为加热片(12)终止加热温度的温度增加按钮，第四按钮g为加热片(12)终止加热温度的温度减小按钮，终止加热温度显示器(182)设置于第三按钮f、第四按钮g的下方；
所述温度传感器(13)通过导线连接到智能温度控制台的第二电源开关(172)上，智能温度控制台上还设置有溶液温度显示器(183)，用于显示温度传感器(13)采集到的石墨烯类溶液(11)的即时温度。
2.按照权利要求1所述的一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，其特征在于：所述微波源(1)为反射速调管微波源、体效应管微波源中的一种或同频率的两种，微波源(1)发出的微波频率在8GHz-12GHz。
3.按照权利要求1所述的一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，其特征在于：所述衰减器(3)为圆柱形衰减器和圆盘形衰减器中的一种，衰减率在100％-1％之间。
4.按照权利要求1所述的一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，其特征在于：所述谐振腔(8)为矩形谐振腔和圆柱形谐振腔中的一种。
5.按照权利要求1所述的一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，其特征在于：所述石墨烯类溶液(11)包括各种浓度的石墨烯溶液、各种浓度的氧化石墨烯溶液、各种浓度的二硫化钼溶液中的一种或多种的混合溶液。
6.按照权利要求1所述的一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，其特征在于：所述加热片(12)的加热范围在16.0℃～80.0℃之间，温度步长为0.1℃。
7.按照权利要求1所述的一种微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，其特征在于：所述第一底座(151)固定于实验台上，从上至下看，逆时针旋转第一旋转柱(152)时，第一刻度柱(153)逐渐上升，刻度增大，顺时针旋转第一旋转柱(152)时，第一刻度柱(153)逐渐下降，刻度减小；所述第二底座(161)固定于实验台上，从上至下看，逆时针旋转第二旋转柱(162)时，第二刻度柱(163)逐渐上升，刻度增大，顺时针旋转第二旋转柱(162)时，第二刻度柱(163)逐渐下降，刻度减小，其中，第一升降台(15)和第二升降台(16)同步上升或者同步下降。
8.微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的方法，采用权利要求1至7中任一项所述的微波测量石墨烯类溶液介电常数变化规律的装置，包括如下步骤：
微波源(1)产生微波，所述微波在水平方向上依次经过隔离器(2)、衰减器(3)、波长计(4)、波导传输线(5)、直波导(6)后由第一端口a进入环形器(7)，顺时针传播至第二端口b，第二端口b与谐振腔(8)的一侧面(81)相连通，微波传输进入谐振腔(8)后经一侧面(81)的对应面(82)反射回第二端口b，并顺时针传播到第三端口c，最后在示波器(9)上显示出微波的反射式谐振曲线图形，读取所述图形中空腔时的中心频率f0与半高宽频率f1和f2的数值；
将装有某一浓度的石墨烯类溶液(11)的毛细玻璃管(10)缓慢伸入谐振腔(8)的圆形小孔(83)中深度为L1mm位置处，打开第一电源开关(171)，通过第一按钮d和第二按钮e设置加热片(12)的起始加热温度为xx.x℃，通过第三按钮f和第四按钮g设置加热片(12)的终止加热温度为yy.y℃；同时，打开第二电源开关(172)，温度传感器(13)采集到石墨烯类溶液(11)的实时温度tt.t℃在并在溶液温度显示器(183)上显示出来，此温度下对应的反射式谐振曲线图形在示波器(9)上显示出来，记录此温度下的中心频率f01与半高宽频率f11和f21的数值，根据频率f0与半高宽频率f1和f2以及频率f01与半高宽频率f11和f21的数值，即可计算出tt.t℃时石墨烯类溶液(11)的介电常数ε1；每间隔1℃采集一副反射式谐振曲线图形，计算每间隔1℃时石墨烯类溶液(11)的介电常数；
同步顺时针旋转第一旋转柱(152)和第二旋转柱(162)，第一使刻度柱(153)和第二刻度柱(163)逐渐下降相同的距离，改变石墨烯类溶液(11)伸入谐振腔(8)的圆形小孔(83)中深度，重复上述步骤，根据反射式谐振曲线图形中对应的频率值计算出不同温度下石墨烯类溶液(11)的介电常数ε；
改变石墨烯类溶液(11)的浓度，重复上述步骤，得到不同温度下不同浓度的石墨烯类溶液(11)的介电常数ε，总结变化规律。
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