RU2089889C1 - Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости - Google Patents
Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2089889C1 RU2089889C1 RU94039317A RU94039317A RU2089889C1 RU 2089889 C1 RU2089889 C1 RU 2089889C1 RU 94039317 A RU94039317 A RU 94039317A RU 94039317 A RU94039317 A RU 94039317A RU 2089889 C1 RU2089889 C1 RU 2089889C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- cell
- resonators
- dielectric permittivity
- microstrip
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и технике сверхвысоких частот. Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости содержит два микрополосковых резонатора с диэлектрическим заполнением, которые электромагнитно связаны, резонансные частоты их равны, а коэффициент связи на резонансной частоте обращается в нуль. Такая конструкция устройства позволяет исключить потребность в использовании перестраиваемого по частоте СВЧ генератора и измерителя частоты при измерении диэлектрической проницаемости жидкостей с помощью предлагаемой ячейки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и технике сверхвысоких частот.
Известна ячейка для измерения диэлектрической проницаемости, содержащая проходной цилиндрический диэлектрический резонатор с металлизированной поверхностью и окнами связи с линиями передачи, в котором выполнено сквозное аксиальное отверстие под исследуемую жидкость. Вещественная часть диэлектрической проницаемости жидкости определяется по изменению частоты резонатора для колебаний тина H011, а мнимая часть по изменению добротности резонатора [1]
Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом является ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости, содержащая проходной полосковый резонатор, который образован двумя отрезками полосковых линий с диэлектрическим заполнением, соединенных отрезком воздушной полосковой линии. Измеряемой жидкостью заполняют воздушный участок полоскового резонатора. Вещественную часть диэлектрической проницаемости определяют по изменению резонансной частоты полоскового резонатора, а мнимую часть - изменению его добротности [2]
Для проведения измерений диэлектрической проницаемости жидкости с помощью ячеек [1] и [2] кроме измерителя мощности СВЧ необходимо дополнительно иметь перестраиваемый по частоте генератор СВЧ колебаний и измеритель частоты.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом является ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости, содержащая проходной полосковый резонатор, который образован двумя отрезками полосковых линий с диэлектрическим заполнением, соединенных отрезком воздушной полосковой линии. Измеряемой жидкостью заполняют воздушный участок полоскового резонатора. Вещественную часть диэлектрической проницаемости определяют по изменению резонансной частоты полоскового резонатора, а мнимую часть - изменению его добротности [2]
Для проведения измерений диэлектрической проницаемости жидкости с помощью ячеек [1] и [2] кроме измерителя мощности СВЧ необходимо дополнительно иметь перестраиваемый по частоте генератор СВЧ колебаний и измеритель частоты.
Изобретение направлено на то, чтобы измерение диэлектрической проницаемости жидкости производилось на фиксированной частоте и не требовало перестройки и измерения частоты СВЧ генератора.
Техническим результатом при использовании изобретения является исключение потребности в использовании перестраиваемого по частоте СВЧ генератора и измерителя частоты при измерении диэлектрической проницаемости жидкости с помощью измерительной ячейки.
Предлагаемая ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости содержит два полосковых резонатора с диэлектрическим заполнением. Резонаторы выполнены микрополосковыми и электромагнитно связаны. Резонансные частоты резонаторов равны, коэффициент связи резонаторов на резонансной частоте обращается в нуль.
Существенные признаки, отличающие предлагаемое устройство от наиболее близкого аналога заключается в том, что полосковый резонатор с диэлектрическим заполнением выполнен микрополосковым, электромагнитно связан с вторым микрополосковым резонатором, резонансные частоты обоих резонаторов на резонансной частоте обращается в нуль.
На чертеже представлены проводники микрополосковых резонаторов ячейки.
Предлагаемая ячейка содержит диэлектрическую подложку, на одну сторону которой нанесено заземляющее основание, а на другую сторону нанесены два симметричных полосковых проводника 1 и 2. Полосковые проводники 1 и 2 вместе с диэлектирческой подложкой и заземляющим основанием образуют два микрополосковых резонатора, электромагнитно связанных между собой. Благодаря взаимной компенсации индуктивного и емкостного взаимодействия резонаторов коэффициент их связи на резонансной частоте обращается в нуль. Такая компенсация всегда может быть осуществлена путем внесения каких-либо емкостных элементов, увеличивающих емкостное взаимодействие микрополосковых резонаторов. Действительно, на резонансной частоте коэффициент емкостной связи двух регулярных микрополосковых резонаторов, расположенных один напротив другого, всегда меньше по абсолютной величине коэффициента индуктивной связи и имеет знак, противоположный знаку последнего. Поэтому, усиливая емкостное взаимодействие резонаторов, всегда можно взаимно компенсировать емкостное и индуктивное взаимодействия и обратить коэффициент связи резонаторов в нуль. На чертеже компенсация индуктивного и емкостного взаимодействий достигается уменьшением зазора между проводником 1 и 2 на крайних участках (области пучности напряжения) по сравнению с зазором на среднем участке (область пучности тока) путем их изгиба.
Для проведения измерений полосковый проводник 1 кондуктивно подключают к выходу СВЧ генератора, настроенного на резонансную частоту микрополосковых резонаторов. Полосковый проводник 2 кондуктивно подключают к измерителю мощности. В отсутствие измеряемой жидкости СВЧ мощность практически не проходит через измерительную ячейку, так как емкостная и индуктивная связи микрополосковых резонаторов взаимно скомпенсированы. При помещении одним из концов пары микрополосковых резонаторов ячейки в измеряемую жидкость происходит нарушение баланса индуктивного и емкостного взаимодействий и коэффициент связи резонаторов становится отличным от нуля. В результате СВЧ мощность начинает проходить через измерительную ячейку. При этом, чем выше будет диэлектрическая проницаемость измеряемой жидкости, тем большая мощность будет проходить через ячейку. Проградуировав предварительно измерительную ячейку по жидкостям с известной диэлектрической проницаемостью, можно по величине прошедшей мощности определить диэлектрическую проницаемость исследуемой жидкости.
Благодаря тому, что измерение производится на резонансной частоте микрополосковых резонаторов, предлагаемая ячейка чрезвычайно чувствительна к изменению диэлектрической проницаемости жидкости. Действительно, малое изменение емкостного взаимодействия между микрополосковыми резонаторами ячейки, нарушая баланс между индуктивным и емкостным взаимодействиями, приводит к значительному прохождению СВЧ мощности через ячейку, так как при резонансе энергия взаимодействия микрополосковых резонаторов, будучи пропорциональной запасаемой энергии, усиливается приблизительно в Q раз, где Q нагруженная добротность микрополосковых резонаторов.
Claims (1)
- Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости, содержащая полосковый резонатор с диэлектрическим заполнением, отличающаяся тем, что резонатор выполнен микрополосковым, электромагнитно связан с вторым микрополосковым резонатором с диэлектрическим заполнением, резонансные частоты резонаторов равны, коэффициент связи этих резонаторов на резонансной частоте обращается в нуль.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94039317A RU2089889C1 (ru) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94039317A RU2089889C1 (ru) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94039317A RU94039317A (ru) | 1996-08-20 |
RU2089889C1 true RU2089889C1 (ru) | 1997-09-10 |
Family
ID=20161906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94039317A RU2089889C1 (ru) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2089889C1 (ru) |
-
1994
- 1994-09-30 RU RU94039317A patent/RU2089889C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 420957, кл. G 01 R 27/26, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР N 1720032, кл. G 01 R 27/26, 1992. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94039317A (ru) | 1996-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4829233A (en) | Microwave probe | |
US8618817B2 (en) | Device and method for determining at least one parameter of a medium | |
Stuchly et al. | Equivalent circuit of an open-ended coaxial line in a lossy dielectric | |
Powell et al. | Nonlinear control of tunneling through an epsilon-near-zero channel | |
EP1082606B1 (en) | A microwave fluid sensor and a method for using same | |
Baker-Jarvis et al. | Dielectric and magnetic measurements: A survey of nondestructive, quasi-nondestructive, and process-control techniques | |
EP0325341B1 (en) | Material characterisation | |
US3460031A (en) | Microwave waveguide moisture measurement | |
Gonord et al. | Parallel‐plate split‐conductor surface coil: Analysis and design | |
Pannell et al. | Two simple methods for the measurement of the dielectric permittivity of low-loss microstrip substrates | |
RU2089889C1 (ru) | Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости | |
US6605944B2 (en) | NMR probehead with a line resonator configured as a delay line | |
RU2536184C1 (ru) | Концентратомер | |
Jackson | D. Measurement technique and terminology. The representation of dielectric properties and the principles underlying their measurement at centimetre wavelengths | |
SU1659731A1 (ru) | Устройство дл измерени уровн диэлектрического вещества | |
Xi et al. | Field analysis of new coaxial dielectrometer | |
RU2134425C1 (ru) | Датчик для измерения диэлектрических характеристик жидкостей | |
Utsumi et al. | Dielectric properties of microstrip‐line adaptive liquid crystal devices | |
RU2786526C2 (ru) | Способ измерения физической величины | |
RU2110805C1 (ru) | Способ определения входной проводимости антенны | |
Tretyakov et al. | Waveguide and resonator perturbation techniques measuring chirality and nonreciprocity parameters of biisotropic materials | |
RU2164021C2 (ru) | Устройство для определения концентрации смеси веществ | |
RU2166767C1 (ru) | Измеритель входной проводимости антенн | |
Korneta et al. | The application of two-and three-layer dielectric resonators to the investigation of liquids in the microwave region | |
US3750013A (en) | Microstrip plasma probe |