RU43145U1

RU43145U1 - DIAGNOSTIC DEVICE

Info

Publication number: RU43145U1
Application number: RU2004110823/22U
Authority: RU
Inventors: Г.М. Черняков; Д.В. Шанников
Original assignee: Черняков Геннадий Михайлович
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-01-10

Abstract

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения физических параметров исследуемого объекта, например, биологических сред. Задача предлагаемого решения - повышение точности результатов диагностики исследуемого объекта за счет повышения стабильности температурного режима измерений. Для решения поставленной задачи в устройстве для диагностики, содержащем четырехплечий 3-х децибельный направленный ответвитель 1, к первому входу которого подключен выход генератора СВЧ 2, ко второму входу присоединен детектор 3, третье плечо соединено с волноводным трактом измерительного 5 сигнала, а четвертое - с волноводным трактом опорного 4 сигнала, причем волноводный тракт опорного сигнала включает последовательно соединенные волноводный трансформатор сопротивлений 6, фазовый модулятор 7 и коротко замыкающий поршень 8, а волноводный тракт измерительного 5 сигнала содержит последовательно включенные волноводный трансформатор сопротивлений 9, циркулятор 10, связанный с модулятором 11 и обеспеченный коротко замыкающим поршнем 12, генератор низкой частоты 13 и синхронный измеритель 14, в измерительном 5 тракте облучатель заменен системой, включающей последовательно подключенные к циркулятору 10 корректор частоты генератора 15, волноводный трансформатор 16 и закрытую термостатируемую кювету 17 для размещения в ней исследуемого образца.The invention relates to devices designed to determine the physical parameters of the investigated object, for example, biological environments. The objective of the proposed solution is to increase the accuracy of the diagnostic results of the investigated object by increasing the stability of the temperature regime of measurements. To solve this problem, in a diagnostic device containing a four-arm 3-decibel directional coupler 1, the first input of which is connected to the output of the microwave generator 2, the detector 3 is connected to the second input, the third arm is connected to the waveguide path of the measuring 5 signal, and the fourth to the waveguide path of the reference signal 4, and the waveguide path of the reference signal includes a series-connected waveguide resistance transformer 6, a phase modulator 7 and a short-circuit piston 8, and waveguide The 5th path of the measuring 5 signal contains a series-connected waveguide transformer of impedances 9, a circulator 10 connected to a modulator 11 and provided with a short-circuit piston 12, a low-frequency generator 13 and a synchronous meter 14, in the measuring 5 path the irradiator is replaced by a system including serially connected to the circulator 10 the frequency corrector of the generator 15, the waveguide transformer 16 and the closed thermostatic cuvette 17 for placement of the test sample in it.

При этом корректор частоты 15 выполнен в виде отрезка волновода 18 с продольной щелью 19 с возможностью введения в нее метки 20 в виде пластины из диэлектрического материала с поглощающим покрытием и металлизированным краем, причем край пластины 21 имеет конфигурацию, соответствующую частотной характеристике сигнала СВЧ генератора.In this case, the frequency corrector 15 is made in the form of a section of the waveguide 18 with a longitudinal slot 19 with the possibility of introducing marks 20 into it in the form of a plate of dielectric material with an absorbing coating and a metallized edge, the edge of the plate 21 having a configuration corresponding to the frequency response of the microwave generator signal.

Кроме того, между волноводным трансформатором и кюветой может быть введена овальная диафрагма 22 для согласования просветов в стенках кюветы и волновода.In addition, an oval diaphragm 22 may be inserted between the waveguide transformer and the cell to align the gaps in the walls of the cell and the waveguide.

Дополнительно кювета может быть снабжена системой термостабилизации, а все устройство помещено в корпус с системой термостабилизации.In addition, the cuvette can be equipped with a thermal stabilization system, and the entire device is placed in a housing with a thermal stabilization system.

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для определения физических параметров исследуемого объекта, например, биологических сред.The invention relates to devices designed to determine the physical parameters of the investigated object, for example, biological environments.

В настоящее время на основании изучения эффектов взаимодействия электромагнитных излучений с живыми объектами и биологическими средами разработаны различные методы и приборы для диагностики физических параметров биологических сред и живых объектов. Currently, based on the study of the effects of the interaction of electromagnetic radiation with living objects and biological media, various methods and instruments have been developed for diagnosing the physical parameters of biological media and living objects.

Однако в силу несовершенства знаний о механизмах взаимодействия электромагнитных излучений с биообъектами, попытки использовать эффекты взаимодействия электромагнитных излучений с биотканями наталкиваются на значительные трудности не только в интерпретации результатов, но и в самой технике регистрации эффектов. Последнее в значительной степени обусловлено принципиальным требованием невмешательства в текущие метаболические процессы процедурой измерений. However, due to the imperfection of knowledge about the mechanisms of interaction of electromagnetic radiation with biological objects, attempts to use the effects of the interaction of electromagnetic radiation with biological tissues encounter significant difficulties not only in interpreting the results, but also in the technique for recording effects. The latter is largely due to the fundamental requirement of non-interference in current metabolic processes with a measurement procedure.

Из диагностических приемов, основанных на использовании электромагнитных излучений, известны способы, включающие регистрацию физических параметров исследуемого объекта (Кузнецов А.Н. Биофизика электромагнитных воздействий., М., Энерго-атомиздат, 1994.). Эти способы заведомо предполагают наличие регистрируемых изменений в исходном состоянии тканей под воздействием электромагнитного излучения и потому не дают достоверной картины их естественного статуса. К тому же они весьма громоздки и неудобны в оперативном использовании.From diagnostic methods based on the use of electromagnetic radiation, methods are known that include recording the physical parameters of the object under study (Kuznetsov A.N. Biophysics of electromagnetic effects., M., Energo-atomizdat, 1994.). These methods obviously assume the presence of registered changes in the initial state of tissues under the influence of electromagnetic radiation and therefore do not give a reliable picture of their natural status. In addition, they are very bulky and inconvenient in operational use.

Известны способы диагностики, включающие регистрацию отраженного потока электромагнитного излучения в ВЧ и СВЧ диапазонах (в полосе десятков и сотен мегагерц), по величине которого судят о физических параметрах объектов (Steel М., Shep-pard R. Physics in medicine and Biology. Vol. 33, N 4, p. 467-472.; Foster K.R., Schwan H.P. Dielectric properties of tissues // Handbook of biological effects of elektromagnetic fields // Ed. C. Polk, E. Postow. Cleveland: CRC Press, 1987, p.32-96.). Однако, ни волноводные, ни резонансные, ни квазиоптические методы в прелагаемом их варианте не применимы для широкого круга биологических исследований по причине жесткости требований к геометрии изучаемых образцов и фиксации их в пространстве.Known diagnostic methods, including recording the reflected flux of electromagnetic radiation in the HF and microwave ranges (in the band of tens and hundreds of megahertz), the magnitude of which is used to judge the physical parameters of objects (Steel M., Shepard R. Physics in medicine and Biology. Vol. 33, No. 4, p. 467-472 .; Foster KR, Schwan HP Dielectric properties of tissues // Handbook of biological effects of elektromagnetic fields // Ed. C. Polk, E. Postow. Cleveland: CRC Press, 1987, p .32-96.). However, neither waveguide, nor resonance, nor quasi-optical methods in their proposed version are applicable for a wide range of biological studies due to the stringent requirements on the geometry of the studied samples and their fixation in space.

Известен способ диагностики, включающий формирование сигнала СВЧ диапазона, деление его на опорный и измерительный сигналы, излучение последнего на исследуемый участок объекта, прием отраженного сигнала, промодулированного сигналом низкой частоты и выделение из опорного и отраженного сигналов результирующего сигнала с последующим определением физического параметра участка объекта, по которому судят о его состоянии (Авторское свидетельство СССР №1656475, 1991.). В этом случае в A known diagnostic method, including the formation of a microwave signal, dividing it into reference and measuring signals, emitting the latter into the studied area of the object, receiving a reflected signal modulated by a low frequency signal and extracting the resulting signal from the reference and reflected signals with the subsequent determination of the physical parameter of the object section, by which they judge his condition (USSR Author's Certificate No. 1656475, 1991.). In this case, in

отраженном сигнале измеряется только фаза, что недостаточно для получения полной информации об объекте, а в ряде ситуаций затруднительно получить вообще сколько-нибудь достоверные сведения.only the phase is measured by the reflected signal, which is not enough to obtain complete information about the object, and in some situations it is difficult to obtain any reliable information at all.

Для реализации этого способа предложено устройство, включающее генератор СВЧ, выход которого подключен к первому плечу четырехплечного 3^х децибельного ответвителя, второе плечо которого сообщено с блоком измерения, третье- с волноводным трактом измерительного сигнала, а четвертое- с волноводным трактом опорного сигнала, имеющего фазовый модулятор, причем, оба тракта выполнены с возможностью подстройки длины пути проходящих по ним сигналов, при этом, волноводный тракт измерительного сигнала имеет облучатель, соответствующий модулятор, связанный с генератором низкой частоты, и каждый тракт снабжен соответствующим короткозамыкателем (Авторское свидетельство СССР №1656475, 1991.).To implement this method, a device is proposed that includes a microwave generator, the output of which is connected to the first arm of a four-arm 3 ^x decibel coupler, the second arm of which is connected to the measurement unit, the third with the waveguide path of the measuring signal, and the fourth with the waveguide path of the reference signal having a phase a modulator, moreover, both paths are configured to adjust the path length of the signals passing through them, while the waveguide path of the measuring signal has an irradiator corresponding to a modulator, associated with a low-frequency generator, and each path is equipped with a corresponding short circuit (USSR Author's Certificate No. 1656475, 1991.).

Наиболее близким решением к предлагаемому можно считать устройство по патенту РФ на изобретение №2098016, 1997 г.The closest solution to the proposed can be considered a device according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2098016, 1997

Устройство включает 3-х децибельный направленный ответвитель с двумя развязанными входами. К первому входу подключен генератор СВЧ, ко второму - квадратичный детектор. К выходам ответвителя подключены соответственно волноводный тракт опорного сигнала и волноводный измерительный тракт.The device includes a 3-decibel directional coupler with two isolated inputs. A microwave generator is connected to the first input, and a quadratic detector to the second. The waveguide path of the reference signal and the waveguide measuring path are respectively connected to the outputs of the coupler.

Волноводный тракт опорного сигнала включает волноводный трансформатор сопротивлений, фазовый модулятор и короткозамыкающий поршень.The waveguide path of the reference signal includes a waveguide resistance transformer, a phase modulator, and a short-circuit piston.

Измерительный тракт включает волноводный трансформатор сопротивлений, циркулятор, модулятор, короткозамыкающий поршень, генератор низкой частоты, синхронный измеритель, а также облучатель.The measuring path includes a waveguide resistance transformer, a circulator, a modulator, a short-circuit piston, a low-frequency generator, a synchronous meter, and an irradiator.

В процессе исследований применялся облучатель круглого сечения (зонд) с четвертьволновой лейкосапфировой вставкой, что обеспечивало оптимальные условия для монохроматического отраженного сигнала. Облучатель непосредственно взаимодействовал с изучаемым объектом, например, путем опускания его в сосуд с изучаемой жидкостью.In the research process, a round-section irradiator (probe) with a quarter-wave leucosapphire insert was used, which provided optimal conditions for a monochromatic reflected signal. The irradiator directly interacted with the studied object, for example, by lowering it into a vessel with the studied liquid.

Однако в процессе использования указанного устройства были выявлены и существенные недостатки.However, in the process of using this device, significant shortcomings were identified.

При исследовании сред, мало отличающихся по электродинамическим параметрам, появляется необходимость существенного увеличения стабильности условий проведения измерений. В частности, требуется стабилизация температуры всех звеньев рабочего тракта, исключение температурного дрейфа частоты генератора, температурного изменения геометрической длины волноводного зонда и, что особенно важно, - температурной зависимости электродинамических параметров исследуемой среды. При этом существенными являются изменения температуры в пределах не более 0,2°С. Последнее обстоятельство ставит под сомнение техническое решение, предусматривающее довольно строгую (± 0,1°С) термостабилизацию всей измерительной схемы, включая измеряемую среду - нередко какую-либо водную или водосодержащую When studying media that differ little in electrodynamic parameters, it becomes necessary to significantly increase the stability of the measurement conditions. In particular, it is necessary to stabilize the temperature of all parts of the working path, to eliminate the temperature drift of the generator frequency, the temperature change of the geometric length of the waveguide probe, and, most importantly, the temperature dependence of the electrodynamic parameters of the medium under study. In this case, temperature changes in the range of not more than 0.2 ° C are significant. The latter circumstance casts doubt on the technical solution, which provides for rather strict (± 0.1 ° С) thermal stabilization of the entire measuring circuit, including the medium being measured - often some kind of water or water-containing

систему. Связано это с тем, что в открытом сосуде, применение которого необходимо по условию приведения измерительного воловодного зонда в контакт со средой, удержание температуры жидкости с точностью ±0,1°С по всему объему представляет собой практически невыполнимую задачу. Кроме того, при необходимости проводить измерения в условиях заведомо положительных температур, замена исследуемых образцов приводит к заметным колебаниям температуры волноводного зонда в связи с испарениями пленки жидкости, неизбежно остающейся на кончике зонда, извлеченном из жидкой пробы. Особенно это проявляется при исследовании легколетучих жидкостей и водных растворов. Между тем, при работе в миллиметровом диапазоне, даже локальные изменения температуры в пределах нескольких градусов, возникшие на ограниченном участке волноводного зонда, оказываются критичными для измерения фазы отраженного от пробы излучения.the system. This is due to the fact that in an open vessel, the use of which is necessary under the condition of bringing the measuring waveguide probe into contact with the medium, maintaining the temperature of the liquid with an accuracy of ± 0.1 ° C throughout the volume is an almost impossible task. In addition, if it is necessary to carry out measurements under conditions of obviously positive temperatures, the replacement of the studied samples leads to noticeable fluctuations in the temperature of the waveguide probe due to the evaporation of the liquid film, which inevitably remains at the tip of the probe extracted from the liquid sample. This is especially evident in the study of volatile liquids and aqueous solutions. Meanwhile, when working in the millimeter range, even local temperature changes within a few degrees that occurred in a limited area of the waveguide probe turn out to be critical for measuring the phase of radiation reflected from the sample.

Контроль температуры всех звеньев измерительного тракта, включая исследуемую среду, в такой схеме измерений представляет собой громоздкую систему из нескольких датчиков температуры, сложной электронной системы и разветвленного программного обеспечения.Temperature control of all parts of the measuring path, including the medium under study, in such a measurement scheme is a cumbersome system of several temperature sensors, a complex electronic system and branched software.

Задача предлагаемого решения - повышение точности результатов диагностики исследуемого объекта за счет повышения стабильности температурного режима измерений.The objective of the proposed solution is to increase the accuracy of the diagnostic results of the investigated object by increasing the stability of the temperature regime of measurements.

Для решения поставленной задачи в устройстве для диагностики, содержащем четырехплечий з-х децибельный направленный ответвитель, к первому входу которого подключен выход генератора СВЧ, ко второму входу присоединен детектор, третье плечо соединено с волноводным трактом измерительного сигнала, а четвертое - с волноводным трактом опорного сигнала, причем волноводный тракт опорного сигнала включает последовательно соединенные волноводный трансформатор сопротивлений, фазовый модулятор и коротко замыкающий поршень, а волноводный тракт измерительного сигнала содержит последовательно включенные волноводный трансформатор сопротивлений, циркулятор, связанный с модулятором и обеспеченный коротко замыкающим поршнем, генератор низкой частоты и синхронный измеритель, в измерительном тракте облучатель заменен системой, включающей последовательно подключенные к циркулятору корректор частоты генератора, волноводный трансформатор и закрытую термостатируемую кювету для размещения в ней исследуемого образца.To solve this problem, in a diagnostic device containing a four-arm, 3-x decibel directional coupler, the output of a microwave generator is connected to the first input, a detector is connected to the second input, the third arm is connected to the waveguide path of the measuring signal, and the fourth to the waveguide path of the reference signal moreover, the waveguide path of the reference signal includes a series-connected waveguide resistance transformer, a phase modulator and a short-circuit piston, and the waveguide path the measuring signal contains a waveguide resistance transformer connected in series, a circulator connected to the modulator and provided with a short-circuit piston, a low-frequency generator and a synchronous meter; in the measuring path, the irradiator is replaced by a system including a generator frequency corrector, a waveguide transformer, and a closed thermostatic cuvette for placement of the test sample in it.

При этом корректор частоты выполнен в виде отрезка волновода с продольной щелью с возможностью введения в нее метки в виде пластины из диэлектрического материала с поглощающим покрытием и металлизированным краем, причем край пластины имеет конфигурацию, соответствующую частотной характеристике сигнала СВЧ генератора.In this case, the frequency corrector is made in the form of a waveguide segment with a longitudinal slot with the possibility of introducing marks in it in the form of a plate of dielectric material with an absorbing coating and a metallized edge, the edge of the plate having a configuration corresponding to the frequency response of the microwave generator signal.

Кроме того, между волноводным трансформатором и кюветой может быть введена овальная диафрагма для согласования просветов в стенках кюветы и волновода.In addition, an oval diaphragm can be inserted between the waveguide transformer and the cell to match the gaps in the walls of the cell and the waveguide.

Дополнительно кювета может быть снабжена системой термостабилизации, а все устройство помещено в корпус с системой термостабилизации. In addition, the cuvette can be equipped with a thermal stabilization system, and the entire device is placed in a housing with a thermal stabilization system.

Введение новых блоков позволило добиться частотной и температурной стабилизации режима работы устройства, что привело к повышению точности получаемых результатов диагностики исследуемого объекта. Предлагаемое решение поясняется рисунками, где показаны:The introduction of new units made it possible to achieve frequency and temperature stabilization of the operation mode of the device, which led to an increase in the accuracy of the obtained diagnostic results of the studied object. The proposed solution is illustrated by drawings, which show:

фиг.1 - блок-схема устройства, фиг.2 - схема корректора частоты.figure 1 is a block diagram of a device, figure 2 is a diagram of a frequency corrector.

Устройство для диагностики содержит четырехплечий з-х децибельный направленный ответвитель 1, к первому входу которого подключен выход генератора СВЧ 2, ко второму входу присоединен вход детектора 3, третье плечо соединено с волноводным трактом измерительного 4 сигнала, а четвертое - с волноводным трактом опорного 5 сигнала, причем волноводный тракт опорного 5 сигнала включает последовательно соединенные волноводный трансформатор сопротивлений 6, фазовый модулятор 7 и коротко замыкающий поршень 8, а волноводный тракт измерительного 4 сигнала содержит последовательно включенные волноводный трансформатор сопротивлений 9, циркулятор 10, модулятор 11, связанный с коротко замыкающим поршнем 12, генератор низкой частоты 13 и синхронный измеритель 14. К выходу циркулятора последовательно подключены корректор частоты генератора 15, волноводный трансформатор 16 и закрытая термостатируемая кювета 17 для размещения в ней исследуемого образца.The diagnostic device contains a four-arm z-deciduous directional coupler 1, the output of the microwave generator 2 is connected to the first input, the input of the detector 3 is connected to the second input, the third arm is connected to the waveguide path of the measuring 4 signal, and the fourth to the waveguide path of the reference 5 signal moreover, the waveguide path of the reference signal 5 includes a series-connected waveguide transformer of resistance 6, a phase modulator 7 and a short-circuit piston 8, and the waveguide path of the measuring 4 signal The la contains a series-connected waveguide transformer of resistances 9, a circulator 10, a modulator 11 connected to a short-circuit piston 12, a low-frequency generator 13 and a synchronous meter 14. A generator frequency corrector 15, a waveguide transformer 16, and a closed thermostatic cuvette 17 are connected in series to the output of the circulator placement of the test sample in it.

Корректор частоты 15 выполнен в виде отрезка волновода 18 с продольной щелью 19 с возможностью введения в нее метки в виде пластины 20 из диэлектрического материала с поглощающим покрытием и металлизированным краем, обращенным в сторону генератора, причем край пластины имеет конфигурацию, соответствующую частотной характеристике сигнала СВЧ генератора. The frequency corrector 15 is made in the form of a segment of the waveguide 18 with a longitudinal slit 19 with the possibility of introducing marks in it in the form of a plate 20 of dielectric material with an absorbing coating and a metallized edge facing the generator, the edge of the plate having a configuration corresponding to the frequency response of the microwave generator signal .

Введение метки 20 осуществляется посредством управляемого шарнирного механизма (не показан). Край пластины 21 имеет конфигурацию, соответствующую частотной характеристике сигнала СВЧ генератора. Свойства предлагаемого блока практически не зависят от температуры.The introduction of the mark 20 is carried out by means of a controlled articulated mechanism (not shown). The edge of the plate 21 has a configuration corresponding to the frequency response of the microwave generator signal. The properties of the proposed unit are practically independent of temperature.

Волноводный просвет в стенке металлической кюветы 17 закрыт диэлектрической диафрагмой 22, материал которой подобран в соответствии с диэлектрическими свойствами жидкостей, для исследования которых предназначается прибор. В случае, когда по техническим соображениям диэлектрическая диафрагма кюветы должна иметь круглое сечение, а в остальных элементах СВЧ тракта использованы прямоугольные волноводы, между СВЧ трансформатором и кюветой вводится овальная диафрагма, согласующая прямоугольный просвет волноводного тракта с участком круглого сечения в стенке кюветы.The waveguide gap in the wall of the metal cuvette 17 is closed by a dielectric diaphragm 22, the material of which is selected in accordance with the dielectric properties of the fluids for which the device is intended to be studied. In the case when, for technical reasons, the dielectric diaphragm of the cell must have a circular cross section, and rectangular waveguides are used in the remaining elements of the microwave path, an oval diaphragm is introduced between the microwave transformer and the cell, matching the rectangular clearance of the waveguide path with a circular section in the cell wall.

Дополнительно кювета может быть снабжена системой термостабилизации (не показана), а все устройство помещено в корпус с системой термостабилизации (не показана). Корректор частоты 15 выполняет роль механически управляемого эталонного элемента, свойства которого практически не Additionally, the cuvette can be equipped with a thermal stabilization system (not shown), and the entire device is placed in a housing with a thermal stabilization system (not shown). The frequency corrector 15 performs the role of a mechanically controlled reference element, the properties of which are practically not

зависят от температуры. Это позволяет использовать эталонный элемент для контроля и подстройки частоты генератора в соответствии с параметрами отраженного эталоном сигнала, имея в виду, что отклонение частоты излучения от заданной является основным дестабилизирующим фактором работы устройства.depend on temperature. This allows you to use the reference element for monitoring and adjusting the frequency of the generator in accordance with the parameters of the signal reflected by the standard, bearing in mind that the deviation of the radiation frequency from the given one is the main destabilizing factor of the device.

Корректирующий СВЧ трансформатор 16 предназначается для полного согласования всего СВЧ тракта при заполнении кюветы конкретным исследуемым веществом, поскольку диэлектрическая диафрагма кюветы выбирается применительно к свойствам некоторого класса исследуемых веществ. Коррекция согласования СВЧ тракта посредством СВЧ трансформатора осуществляется при полностью выведенной из просвета волновода метке эталонного элемента.The microwave correcting transformer 16 is designed to fully coordinate the entire microwave path when filling the cuvette with a specific test substance, since the dielectric diaphragm of the cuvette is selected in relation to the properties of a certain class of test substances. Correction of the coordination of the microwave path by means of the microwave transformer is carried out when the mark of the reference element is completely removed from the lumen of the waveguide.

Внутренний объем измерительной кюветы должен быть изолирован от внешнего пространства, а кювета в целом должна быть снабжена системой термостабилизации. Кроме того, СВЧ блок и весь СВЧ тракт, включая кювету, помещается в изолированное от внешней среды пространство под кожухом из теплоизорирующего материала. Одновременно под кожухом монтируется термоблок, обеспечивающий возможность регулировать температуру воздуха в пространстве под ним. Последнее обеспечивает заданный температурный режим эксплуатации всего волноводного тракта, включая СВЧ блок.The internal volume of the measuring cell must be isolated from the external space, and the cell as a whole must be equipped with a thermal stabilization system. In addition, the microwave unit and the entire microwave path, including the cuvette, are placed in a space isolated from the external environment under the casing of heat-insulating material. At the same time, a thermal block is mounted under the casing, which makes it possible to regulate the air temperature in the space under it. The latter provides a predetermined temperature mode of operation of the entire waveguide path, including the microwave unit.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении устройства в течение некоторого времени, в зависимости от начальной его температуры, происходит выход на заданный температурный режим, что контролируется соответствующим электронным и программным блоками. По сигналу о достижении температурного режима в волноводный тракт 18 автоматически, на заданную глубину вводится механический эталонный эквивалент - метка 20 - и происходит автоматический анализ отраженного им сигнала. В соответствии с результатами анализа, выдается команда на электронный настроечный элемент генератора СВЧ блока 1 (варактор) и производится коррекция рабочей частоты излучения. После этого метка 20 автоматически извлекается из просвета волновода 18 и подается команда на реализацию акта измерения амплитуды и фазы отраженного средой тестирующего излучения. Импульс излучения, пройдя от СВЧ блока по волноводному тракту, проникает через диэлектрическую диафрагму в исследуемую среду, имеющую заданную температуру, отражается от нее и возвращается в СВЧ блок, где происходит его детектирование.When the device is turned on for some time, depending on its initial temperature, a predetermined temperature regime is reached, which is controlled by the corresponding electronic and program units. According to the signal about the achievement of the temperature regime in the waveguide path 18, a mechanical reference equivalent — mark 20 — is automatically entered at a given depth and the signal reflected by it is automatically analyzed. In accordance with the results of the analysis, a command is issued to the electronic tuning element of the microwave unit 1 generator (varactor) and the operating frequency of the radiation is corrected. After that, the label 20 is automatically removed from the lumen of the waveguide 18 and a command is issued to implement the act of measuring the amplitude and phase of the test radiation reflected by the medium. A radiation pulse, passing from the microwave unit along the waveguide path, penetrates through the dielectric diaphragm into the test medium having a given temperature, is reflected from it and returns to the microwave unit, where it is detected.

Смена пробы в массивной, терморегулируемой металлической кювете практически не влияет на геометрические параметры волноводного тракта. Возможные отклонения рабочей частоты генератора, вызванные любыми, в том числе температурными условиями, корректируются всякий раз перед измерениями в среде посредством использования механического эталонного эквивалента.Changing a sample in a massive, temperature-controlled metal cuvette practically does not affect the geometric parameters of the waveguide tract. Possible deviations of the operating frequency of the generator caused by any, including temperature, conditions are corrected every time before measurements in the medium by using a mechanical reference equivalent.

Таким образом в отличие от прототипа достигнуты более высокие результаты по точности диагностирования.Thus, in contrast to the prototype, higher results in diagnostic accuracy are achieved.

Claims

1. A diagnostic device comprising a four-arm z-deciduous directional coupler, to the first input of which a microwave generator output is connected, a detector input is connected to the second input, the third arm is connected to the waveguide path of the measuring signal, and the fourth is connected to the waveguide path of the reference signal, the waveguide path of the reference signal contains a series-connected waveguide resistance transformer, a phase modulator and a short-circuit piston, and the waveguide path of the measuring signal It contains a series-connected waveguide resistance transformer, a circulator, a modulator associated with a short-circuit piston, a low-frequency generator and a synchronous meter, characterized in that the generator’s frequency corrector, a waveguide transformer and a closed thermostatic cuvette are connected to the output of the circulator for placing the test sample in it .

2. The device according to claim 1, characterized in that the frequency corrector is made in the form of a waveguide segment with a longitudinal slot with the possibility of introducing marks in it in the form of a plate of a dielectric material with an absorbing coating and a metallized edge, the edge of the plate having a configuration corresponding to the frequency response microwave waveguide signal.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that an oval diaphragm is introduced between the waveguide transformer and the cuvette to coordinate the gaps in the walls of the cuvette and the waveguide.

4. The device according to claim 1, characterized in that the cuvette is equipped with a thermal stabilization system.

5. The device according to claim 1, characterized in that the entire device is placed in a housing with a thermal stabilization system.