JP3039790B2 - 超高温物質の電磁特性測定用装置 - Google Patents
超高温物質の電磁特性測定用装置Info
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- JP3039790B2 JP3039790B2 JP2130410A JP13041090A JP3039790B2 JP 3039790 B2 JP3039790 B2 JP 3039790B2 JP 2130410 A JP2130410 A JP 2130410A JP 13041090 A JP13041090 A JP 13041090A JP 3039790 B2 JP3039790 B2 JP 3039790B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物質の電磁特性、特にその複雑な誘電率の測
定に関する。
定に関する。
誘電物質の複雑な誘電率を測定する種々の方法が知ら
れている。ある方法は、導波管、同軸線またはテストさ
れる物質で満たされる共振空洞を用いる。他の公知方法
は、テストされる物質に放射する導波管を用いる。
れている。ある方法は、導波管、同軸線またはテストさ
れる物質で満たされる共振空洞を用いる。他の公知方法
は、テストされる物質に放射する導波管を用いる。
ある場合には、超高温まで、すなわち1000℃以上に上
げられた物質について電磁特性を測定することが必要に
なる。これは、特に広い範囲にまで加熱されて使用され
る誘電物質、例えば航空機または他の飛行機または宇宙
船の外側部分に使用される物質に適用される。
げられた物質について電磁特性を測定することが必要に
なる。これは、特に広い範囲にまで加熱されて使用され
る誘電物質、例えば航空機または他の飛行機または宇宙
船の外側部分に使用される物質に適用される。
公知方法は、高温に上昇した物質について測定をする
のが必要な場合に、不適当である。熱変性のために、導
波管をテストすべき物質に特に強制的に接触させること
が必要である。さらに、導波管への接触による熱損失に
よって、テスト下の物質内で均一な温度が得られなくな
る。
のが必要な場合に、不適当である。熱変性のために、導
波管をテストすべき物質に特に強制的に接触させること
が必要である。さらに、導波管への接触による熱損失に
よって、テスト下の物質内で均一な温度が得られなくな
る。
かくして本発明の目的は、超高温物質の電磁特性を測
定するのに特に適した測定装置を提供することにある。
定するのに特に適した測定装置を提供することにある。
この目的は超高温物質の電磁特性を測定する以下の構
成を有する装置によって達成される。該装置は外側リム
が較正平面を規定する平坦前表面を有し、またテストさ
れる物質のサンプルの平坦表面に当接するテストフラン
ジを形成する一端を備える導波管と、該導波管に結合さ
れてその内部でマイクロ波を放射する発生器と、前記物
質によって反射されるマイクロ波を検出する手段とを含
む。前記装置において少なくとも超高温でテストされる
物質に当接するテストフランジを包含する前記導波管の
端部は電気的導電性で耐火性の合成物質からなる。好ま
しくは、導波管の端部はカーボン／カーボンおよびカー
ボン／セラミックから選択される合成物すなわちカーボ
ンまたはセラミック物質の母体、例えばシリコンカーバ
イトにおける繊維カボーン強化によって構成される合成
物からなる。
成を有する装置によって達成される。該装置は外側リム
が較正平面を規定する平坦前表面を有し、またテストさ
れる物質のサンプルの平坦表面に当接するテストフラン
ジを形成する一端を備える導波管と、該導波管に結合さ
れてその内部でマイクロ波を放射する発生器と、前記物
質によって反射されるマイクロ波を検出する手段とを含
む。前記装置において少なくとも超高温でテストされる
物質に当接するテストフランジを包含する前記導波管の
端部は電気的導電性で耐火性の合成物質からなる。好ま
しくは、導波管の端部はカーボン／カーボンおよびカー
ボン／セラミックから選択される合成物すなわちカーボ
ンまたはセラミック物質の母体、例えばシリコンカーバ
イトにおける繊維カボーン強化によって構成される合成
物からなる。
耐火性の合成物からなる端部を使用することによって
較正平面の基準状態は合成物の熱安定性のために、維持
され得る。さらに合成物の熱的絶縁性は前記物質および
導波管間に熱流のためのブリッジが形成されるのが防止
される。
較正平面の基準状態は合成物の熱安定性のために、維持
され得る。さらに合成物の熱的絶縁性は前記物質および
導波管間に熱流のためのブリッジが形成されるのが防止
される。
添付図面を参照して本発明をより明確に理解されるよ
うに説明するとともにこの説明は非限定例によってなさ
れる。
うに説明するとともにこの説明は非限定例によってなさ
れる。
第１図を説明する。測定装置は導波管14へ結合される
マイクロ波発生器10を含み、その内で波はその端部へ伝
播し、そこからテストされる物質であるサンプル30に放
射する。ネットワーク分析システム12、例えば、米国ヒ
ューレッドバッカード社による参照番号8510として販売
されている装置は発生器10および導波管14の間に配設さ
れ、テスト下の物質によって反射される波を検出し、そ
の反射ファクタの位相および振幅を決定することを目的
とし、これによってテスト下の物質の複雑な誘電率を推
論することを可能にする。この測定装置の理論はよく知
られているので、より詳細な説明は必要とされない。
マイクロ波発生器10を含み、その内で波はその端部へ伝
播し、そこからテストされる物質であるサンプル30に放
射する。ネットワーク分析システム12、例えば、米国ヒ
ューレッドバッカード社による参照番号8510として販売
されている装置は発生器10および導波管14の間に配設さ
れ、テスト下の物質によって反射される波を検出し、そ
の反射ファクタの位相および振幅を決定することを目的
とし、これによってテスト下の物質の複雑な誘電率を推
論することを可能にする。この測定装置の理論はよく知
られているので、より詳細な説明は必要とされない。
導波管14の端部は第２図および第３図に詳細に示すよ
うに、円形状であり、かつ部20によって構成され、部20
はその端部にテストフランジ22を構成する外向き円環リ
ムを備える。テストフランジ22の前平表面24は較正平面
Ｐを形成する。テストされる物質であるサンプル30はデ
イスク形状のテスト片によって構成され、その平表面32
の一方はテストフランジ22に当接して結果的に較正平面
に位置する。
うに、円形状であり、かつ部20によって構成され、部20
はその端部にテストフランジ22を構成する外向き円環リ
ムを備える。テストフランジ22の前平表面24は較正平面
Ｐを形成する。テストされる物質であるサンプル30はデ
イスク形状のテスト片によって構成され、その平表面32
の一方はテストフランジ22に当接して結果的に較正平面
に位置する。
高温で測定を行うためには、サンプル30は、その表面
32に対向する表面34に向かう熱流束36を受ける。この熱
流束は、熱源、例えば太陽炉（図示しない）によって生
成される。
32に対向する表面34に向かう熱流束36を受ける。この熱
流束は、熱源、例えば太陽炉（図示しない）によって生
成される。
サンプル30はテストフランジ22に対して指状突起物26
によって保持され、これはサンプル30の面34を支持し、
ネジ28によってテストフランジ22へ固定されていて、図
示される例においては４つの指状突起物が存在する。
によって保持され、これはサンプル30の面34を支持し、
ネジ28によってテストフランジ22へ固定されていて、図
示される例においては４つの指状突起物が存在する。
導波管の端部20は耐火性複合物質、好ましくはカーボ
ン繊維によって強化される物質さらにはカーボンまたは
セラミック、例えばシリコンカーバイドの母体を有する
物質からなる。このような物質は電気的に導電性であ
り、高度の熱安定性を有しさらに高温でその機械的性質
を保持する。
ン繊維によって強化される物質さらにはカーボンまたは
セラミック、例えばシリコンカーバイドの母体を有する
物質からなる。このような物質は電気的に導電性であ
り、高度の熱安定性を有しさらに高温でその機械的性質
を保持する。
部20によって構成されるものと反対の端部において、
導波管14は長方形断面の長手部16によって構成され、こ
れは円形導波管遷移部18に対して標準長方形導波管によ
って端部20に結合される。導波管14を構成する種々の片
はフランジを結合することによって相互に連結される。
導波管14は長方形断面の長手部16によって構成され、こ
れは円形導波管遷移部18に対して標準長方形導波管によ
って端部20に結合される。導波管14を構成する種々の片
はフランジを結合することによって相互に連結される。
端部20は、例えば下記のように製造してもよい。部20
の繊維荒地は心棒に布の条片を巻着することによって作
られて、部20の管状部を形成し、同一布のテープはテス
トフランジ22および遷移部18を嵌合する結合フランジ21
を形成するために巻着する。布層は縫着によって一体に
保持してもよい。このようにして作られた荒地は母体物
質、例えばシリコンカーバイドの化学蒸気侵透加工によ
って強化してもよい。カーボン／シリコンカーバイド合
成物を作る方法は例えばヨーロッパ特許EP 0 172 082で
説明されている。侵透による強化後、部20では、機械的
に特にその内円筒表面、その前表面24、およびその結合
フランジ21の端表面を修正しさらにネジ28を受けるテス
トフランジ22の孔27および遷移部18と結合する結合フラ
ンジの孔23を形成する。
の繊維荒地は心棒に布の条片を巻着することによって作
られて、部20の管状部を形成し、同一布のテープはテス
トフランジ22および遷移部18を嵌合する結合フランジ21
を形成するために巻着する。布層は縫着によって一体に
保持してもよい。このようにして作られた荒地は母体物
質、例えばシリコンカーバイドの化学蒸気侵透加工によ
って強化してもよい。カーボン／シリコンカーバイド合
成物を作る方法は例えばヨーロッパ特許EP 0 172 082で
説明されている。侵透による強化後、部20では、機械的
に特にその内円筒表面、その前表面24、およびその結合
フランジ21の端表面を修正しさらにネジ28を受けるテス
トフランジ22の孔27および遷移部18と結合する結合フラ
ンジの孔23を形成する。
サンプル30を保持する指状突起物26が耐火性合成物
質、例えばカーボン／シリコンカーバイド合成物からな
り、さらに酸化防止保護を備えてサンプルがさらされる
高温で十分な機械的性質を保護することを目的とするこ
とは有利な点である。図示する様に、指状突起部26はサ
ンプル30の周縁を支持し、このようにしてテスト下の物
質において電磁場ラインを擾乱することを防止する。
質、例えばカーボン／シリコンカーバイド合成物からな
り、さらに酸化防止保護を備えてサンプルがさらされる
高温で十分な機械的性質を保護することを目的とするこ
とは有利な点である。図示する様に、指状突起部26はサ
ンプル30の周縁を支持し、このようにしてテスト下の物
質において電磁場ラインを擾乱することを防止する。
測定を実施するために、テストされる物質のサンプル
が導波管20の端部に配設され、熱流束36を受けて、サン
プル30を所望温度、例えば1000℃以上の高温に上げる。
が導波管20の端部に配設され、熱流束36を受けて、サン
プル30を所望温度、例えば1000℃以上の高温に上げる。
発生器10によって生成されるマイクロ波は導波管14に
沿って基本TE11モードで伝搬しさらにサンプル30へ放射
する。端部20の内直径はマイクロ波を例えば2GHzから4G
Hzの範囲にある周波数で伝播するのに適するように設計
される。ネットワーク分析器21は位相および振幅の反射
因子値すなわちTE11モード用反射係数を与えて、それに
よって、複雑な誘電率を推論することを可能にする。
沿って基本TE11モードで伝搬しさらにサンプル30へ放射
する。端部20の内直径はマイクロ波を例えば2GHzから4G
Hzの範囲にある周波数で伝播するのに適するように設計
される。ネットワーク分析器21は位相および振幅の反射
因子値すなわちTE11モード用反射係数を与えて、それに
よって、複雑な誘電率を推論することを可能にする。
測定系は、導波管14の端部の平面Ｐに関して、波長λ
g/12、λg/4、および５λg/12（ここでλｇは案内波長
である）によってオフセットされる一連の短絡回路を配
設することによってさらに必要な調整をすることによっ
て初期調整され、OdBの減衰での反射係数および180゜の
位相シフトを得ることを目的とする。
g/12、λg/4、および５λg/12（ここでλｇは案内波長
である）によってオフセットされる一連の短絡回路を配
設することによってさらに必要な調整をすることによっ
て初期調整され、OdBの減衰での反射係数および180゜の
位相シフトを得ることを目的とする。
いくつかの有意義な利益は、耐火性合成物質からなる
端部20であって、その電気的導電性および高温における
機械的強度の特性に加えて、温度変動を受けるときに高
度の寸法安定性を有しさらに熱絶縁体を構成するものを
用いることによって得られる。
端部20であって、その電気的導電性および高温における
機械的強度の特性に加えて、温度変動を受けるときに高
度の寸法安定性を有しさらに熱絶縁体を構成するものを
用いることによって得られる。
これらの有利な点は超高温において、1000℃以上、さ
らには2000℃以上でさえ測定を実施することを可能にす
ることにある。
らには2000℃以上でさえ測定を実施することを可能にす
ることにある。
かくして、その寸法安定性は、較正平面の位置を初期
調整との間に変化しないように維持することを可能にし
て、さらに超高温のサンプル30をテストフランジ22に支
持することを可能にする。これは、熱膨張が測定におい
て実質的な誤差を生じさせるので、金属、例えば銅で形
成された端部の場合には実現されないであろう。さら
に、この熱膨張は、テストフランジ22の前面を変形し、
またテストフンジおよびサンプル間に不十分な接触を結
果的に生じさせるであろう。
調整との間に変化しないように維持することを可能にし
て、さらに超高温のサンプル30をテストフランジ22に支
持することを可能にする。これは、熱膨張が測定におい
て実質的な誤差を生じさせるので、金属、例えば銅で形
成された端部の場合には実現されないであろう。さら
に、この熱膨張は、テストフランジ22の前面を変形し、
またテストフンジおよびサンプル間に不十分な接触を結
果的に生じさせるであろう。
さらに熱絶縁特性は、熱がサンプル30からテストフラ
ンジ22までの接触面を横切って移動するのを妨げるが、
この様な熱移動はサンプル物質内で温度傾斜を生じさせ
るであろう。
ンジ22までの接触面を横切って移動するのを妨げるが、
この様な熱移動はサンプル物質内で温度傾斜を生じさせ
るであろう。
本発明の装置は、かくしてマイクロ波によって放射さ
れるいかなる物質内において、均一温度を維持すること
を可能にする。
れるいかなる物質内において、均一温度を維持すること
を可能にする。
第１図は本発明による測定装置の概略図、 第２図および第３図はテストされる物質のサンプルに当
接する導波管の端部を示す詳細図であってそれぞれ軸方
向断面図および端面図である。 図において、 10……マイクロ波発生器、12……ネットワーク分析器、 14……導波管、16……長手部、 18……遷移部、20……端部、 21……結合フランジ、22……テストフランジ、 23……孔、24……前平表面、 26……指状突起部、27……孔、 28……ネジ、30……サンプル、 32,34……表面、36……熱流束。
接する導波管の端部を示す詳細図であってそれぞれ軸方
向断面図および端面図である。 図において、 10……マイクロ波発生器、12……ネットワーク分析器、 14……導波管、16……長手部、 18……遷移部、20……端部、 21……結合フランジ、22……テストフランジ、 23……孔、24……前平表面、 26……指状突起部、27……孔、 28……ネジ、30……サンプル、 32,34……表面、36……熱流束。
Claims (3)
- 【請求項１】外側リムが較正平面を規定する平坦前表面
を有し、またテストされる物質のサンプルの平坦表面に
当接するテストフランジを形成する一端を備える導波管
と、該導波管に結合されてその内部でマイクロ波を放射
する発生器と、前記物質によって反射されるマイクロ波
を検出する手段とを含む、超高温の物質の電磁特性測定
用装置において、 少なくとも超高温でテストされる物質に当接するテスト
フランジを包含する前記導波管の端部がカーボン／カー
ボンおよびカーボン／セラミックから選択される合成物
からなることを特徴とする超高温物質の電磁特性測定用
装置。 - 【請求項２】前記導波管の端部のテストフランジに結合
され、また該フランジにテストされる物質のサンプルを
保持する保持部を包含し、前記保持部が耐火性の合成物
質からなることを特徴とする請求項１に記載の超高温物
質の電磁特性測定用装置。 - 【請求項３】前記導波管の端部のテストフランジに当接
する側とは反対の側において熱流束にテストすべき物質
のサンプルをさらす手段を包含することを特徴とする請
求項１または２に記載の超高温物質の電磁特性測定用装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8906660 | 1989-05-22 | ||
| FR8906660A FR2647223B1 (fr) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | Dispositif de mesure de caracteristique electromagnetique d'un materiau a tres haute temperature |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0318745A JPH0318745A (ja) | 1991-01-28 |
| JP3039790B2 true JP3039790B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=9381874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2130410A Expired - Fee Related JP3039790B2 (ja) | 1989-05-22 | 1990-05-22 | 超高温物質の電磁特性測定用装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5039948A (ja) |
| EP (1) | EP0399871B1 (ja) |
| JP (1) | JP3039790B2 (ja) |
| CA (1) | CA2017262C (ja) |
| DE (1) | DE69021130T2 (ja) |
| FR (1) | FR2647223B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5746299A (en) * | 1995-04-27 | 1998-05-05 | Coinstar, Inc. | Coin counter dejamming method and apparatus |
| DE102004017581A1 (de) * | 2004-04-07 | 2005-11-03 | Katz, Elisabeth | Vorrichtung zur Mikrowellen-Transmissionsmessung |
| US20060153739A1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-13 | Hilderbrand Glen D | Methods and systems for testing materials |
| EP2796902B1 (en) * | 2013-04-23 | 2017-06-14 | Spinner GmbH | Millimeter Wave Scanning Imaging System |
| US11265380B1 (en) | 2020-10-05 | 2022-03-01 | Raytheon Technologies Corporation | Radio frequency waveguide system for mixed temperature environments |
| US11698348B2 (en) * | 2020-10-05 | 2023-07-11 | Raytheon Technologies Corporation | Self-referencing microwave sensing system |
| DE102020212993A1 (de) | 2020-10-15 | 2022-04-21 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Verfahren zur Verringerung einer von einem Eisenkern eines Transformators ausgehenden Geräuschbelastung, Eisenkern sowie Transformator |
| CN113092952A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-09 | 河北工业大学 | 大温度梯度及极端低温下绝缘材料电性能实验装置及方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3025463A (en) * | 1957-11-22 | 1962-03-13 | Eino J Luoma | Apparatus for measurement of complex reflection coefficient |
| US3233172A (en) * | 1960-06-27 | 1966-02-01 | Corning Glass Works | Method of determining the dielectric constant of a material using calibrated standards |
| DE1265859B (de) * | 1965-06-18 | 1968-04-11 | Eltro G M B H & Co Ges Fuer St | Vorrichtung zum Ermitteln elektrischer und/oder magnetischer Kenngroessen eines elektrisch nichtleitenden Stoffes durch Resonanzmessung bei Mikrowellen |
| JPS5236817B2 (ja) * | 1973-07-27 | 1977-09-19 | ||
| US4287495A (en) * | 1980-03-31 | 1981-09-01 | The Boeing Company | Thermally compensated phase-stable waveguide |
| DE3407850A1 (de) * | 1984-02-29 | 1985-09-05 | Hahn-Meitner-Institut für Kernforschung Berlin GmbH, 1000 Berlin | Mikrowellen-messverfahren und -messapparatur zur kontaktlosen und zerstoerungsfreien untersuchung photoempfindlicher materialien |
| FR2567874B1 (fr) * | 1984-07-20 | 1987-01-02 | Europ Propulsion | Procede de fabrication d'un materiau composite a renfort fibreux refractaire et matrice ceramique, et structure telle qu'obtenue par ce procede |
| JPH067564B2 (ja) * | 1988-09-07 | 1994-01-26 | 三菱マテリアル株式会社 | ウェーハ表面の半導体特性測定方法 |
-
1989
- 1989-05-22 FR FR8906660A patent/FR2647223B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-05-15 EP EP90401272A patent/EP0399871B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-15 DE DE69021130T patent/DE69021130T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-18 US US07/526,047 patent/US5039948A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-22 CA CA002017262A patent/CA2017262C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-22 JP JP2130410A patent/JP3039790B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| CA2017262A1 (en) | 1990-11-22 |
| DE69021130D1 (de) | 1995-08-31 |
| EP0399871A3 (fr) | 1991-11-27 |
| DE69021130T2 (de) | 1996-04-04 |
| FR2647223B1 (fr) | 1991-08-30 |
| FR2647223A1 (fr) | 1990-11-23 |
| EP0399871A2 (fr) | 1990-11-28 |
| EP0399871B1 (fr) | 1995-07-26 |
| US5039948A (en) | 1991-08-13 |
| JPH0318745A (ja) | 1991-01-28 |
| CA2017262C (en) | 2000-12-12 |
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