DE102005049196A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Abtastung und Darstellung makroskopischer und mikroskopischer DK- und Leitfähigkeitsstrukturen in Flüssigkeiten und Festkörpern mit Hilfe lokalisierter elektronischer Wechselfelder - Google Patents

Abstract

Der Patentanspruch bezieht sich auf:
a) die Vorrichtung zur Erzeugung des lokalen elektrischen Wechselfeldes (Element 1) und zur Registrierung der elektrischen Antwort auf das lokale Wechselfeld (Element 2)
b) das Verfahren als Ganzes, um mit den Elementen 1 bis 4 die Geometrie von DK- bzw. σ-Strukturen in inhomogener Materie zu bestimmen, und auch um damit korrespondierende geometrische Strukturen zu erfassen.

Description

• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, um mit Hilfe lokalisierter elektrischer Felder
• 1. die lokale Dielektrizitätskonstante (DK) und/oder die lokale elektrische Leitfähigkeit (σ) eines Volumenelements Δ V an der Oberfläche eines Feststoffes oder im Inneren einer Flüssigkeit oder eines Gases zu bestimmen.
• 2. die Geometrie einer nach DK und/oder σ vom umgebenden Medium unterscheidbaren Einbettung zu bestimmen. Die Einbettung kann z.B. ein Sandkorn in Luft als umgebendes Medium sein.
• Gegenstand der Erfindung ist ferner die Realisierung des Verfahrens mit einer Vorrichtung, die
• 1. ein lokales elektrisches Wechselfeld erzeugt,
• 2. den Response des lokalen elektrischen Wechselfeldes auf die Einbettung registriert,
• 3. das lokale Feld relativ zur Einbettung mechanisch oder elektrisch scannt,
• 4. den Response in Abhängigkeit von der Scanposition auswertet und die Geometrie der Einbettung ermittelt.
• Die Sensorelektrode mit einer Fläche, wesentlich grösser als die Fläche der Geberspitze, befindet sich im Abstand > d von der Geberspitze, in je nach Messzweck, unterschiedlicher Orientierung zur Fläche der Geberspitze.
• Beim mechanischen Scannen wird entweder die Sensorspitze relativ zur zu untersuchenden Struktur oder diese relativ zur Sensorspitze bewegt.
• Beim elektronischen Scannen wird eine Vielzahl von Drähten verwendet, die ein 1- oder 2- dimensionales Array bilden. Die Wechselspannung des Frequenzgenerators wird elektronisch zeilenweise fortlaufend von Draht zu Draht geschaltet, während alle Drähte, die gerade keine Wechselspannung führen auf Ende geschaltet sind und so die Abschirmung bilden.
• Der Wechselstrom I erzeugt eine dazu proportionale Spannung U, die gefiltert und verstärkt, das Sensor-Signal S ergibt.
• Das Sensor-Signal S hängt direkt vom aktuellen Wert der DK und/oder der eletrischen Leitfähigkeit des Scanortes ab.
• Die Scanorte werden als Matrix in enem elektronischen Speicher dargestellt und die Signale S in dem zum jeweiligen Scanort gehörenden Speicherelement abgelegt. So ensteht eine DK- bzw. σ-Karte, welche die elektrische und entsprechend geometrische Topologie einer Materiestruktur wiedergibt.

Claims (1)

1. Der Patentanspruch bezieht sich auf: a) die Vorrichtung zur Erzeugung des lokalen elektrischen Wechselfeldes (Element 1) und zur Registrierung der elektrischen Antwort auf das lokale Wechselfeld (Element 2) b) das Verfahren als Ganzes, um mit den Elementen 1 bis 4 die Geometrie von DK- bzw. σ-Strukturen in inhomogener Materie zu bestimmen, und auch um damit korrespondierende geometrische Strukturen zu erfassen.