SU1062577A1 - СВЧ-влагомер - Google Patents

Abstract

СВЧ-ВЛАГОМЕР, содержащий отрезок микрополосковой линии, один конец которой соединен с выходом СВЧ свип-генератора, а другой подключен к входу индикатора, вход развертки которого подсоединен к выходу генератора пилообразного напр жени  СВЧ свип-генератора, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  разрешающей способности, в него введены диэлектрические резонаторы с отличающимис  резонансными размерами, электрически св занные с токонесущим проводником отрезка микрополосковой линии, при этом один из торцов диэлектричсеких резонаторов контактируют с исследуемым мате13иалом. (Л

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам радиоволнового контрол  влажности, и может быть использовано дл  определени  влажности листовых диэлектрических материалов и поверхностных слоев непровод щих объемных материалов. Известен микроволновой измерител влажности, содержащий .свип-генератор СВЧ-колебаний, волноводный тракт, датчики влажности, подвод щие СВЧ-энергию к выбранным точкам материала, индикаторное устройство причем выходные сигналы датчиков пропорциональны содержанию влаги в образце Г . Недостатками измерител  влажности  вл ютс  сложность конструкции, настройки и низка  разрешающа  способность прибора. Каждый датчик сое тоит из двух рупорных антенн, должен иметь по два фильтра, настроенных на одну частоту, разные датчики должны иметь фильтры, настроенные на разные частоты с перекрывающимион полосами пропускани . Вследствие большой площади раскрыва рупоров, каж,цый датчик дает -инфррмацию о влажности относительно большого объема. Материала о Наиболее близким к изобретению  вл етс  СВЧ-влагомер, содержащий отрезок кшкрополосковой линии, один конец которой соединен с выходом СВЧ- свип-генератора, а другой подключей к входу индикатора, вход развертки которого подсоединен к выходу генератора пилообразного напр жени  СВЧ свип-генератора 2 Однако устройство имеет низкую разрешающую способность, так как не обеспечивает локальности измерений , Цель изобретени  - повышение ра решающей способности„ С этой целью в СВЧ-влагомер, содержащий отрезок У1ИКрОПОЛОСКОВОЙ линии, один конец которой соединен с выходом СВЧ свип-генератора, а другой подключен к входу индикатор вход развертки которого подсоединен ;к выходу генератора пилообразного напр жени  СВЧ свип-генератора, вве дены диэлектрические резонаторы с отличающимис  резонансными размерами , электрически св занные с токоне сущим проводником отрезка микрополосковой линии, при этом одни из торцов диэлектрических резонаторов контактируют с исследуемым материалог о . Величина сдвига резонансной частоты или изменение добротности диэлектрических резонаторов (ДР) пропорциональна , влажности материала в точке, где установлен данный ДР На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема СВЧ-влагомера на фиг, 2 - резонансные кривые ДР, получаемые на экране осциллографа; на фиг. 3 - экспериментально полученна  крива  зависимости резонансной частоты ДР от влажности бумаги. СВЧ-влагомер состоит из СВЧ свипгенератора 1, ферритового вентил  2, переменного аттенюатора 3, ДР 4, различных резонансных размеров, расположенных на некогором рассто нии друг от друга в выбранных точках измерени  влажности вдоль токонесущего проводника 5 отрезка микрополосковой линии передачи на диэлектрической подложке б, детектора 7, сигнгш с которого подаетс  на вход А индикатора двухлучевого осциллографа 8. Выход частотомера, встроенного в СВЧ свип-генератор, соединен с входом В двухлучевого осциллографа. Дл  развертки на двухлучевой осциллограф подаетс  пилообразное Нсшр жение от СВЧ свип-генератора . Отрезок микрополосковой линии передачи соединен с источником и приемником сигнала при помощи коаксиально-полосковых переходов 9. При измерении влажности материала, например бумаги, отрезок микрополосковой линии и ДР 4 размещаютс  поперек листа 10 перпендикул рно направлению его движени  и верхними торцами касаютс  поверхности листа о ДР 4 выполнены в виде цилиндров или параллелепипедов из керамического материала с высокой диэлектрической проницаемостью и малым тангенсом угла диэлектрических потерь В диапазоне СВЧ. Они имеют детерминированный сдвиг резонансной частоты g относительно друг друга, что достигаетс  различием в величинах диаметров (или ширины в случае параллелепипедов ). Высота всех ДР. 4 одинакова. Устройство работает следующим образом, СВЧ-колебани  от СВЧ свип-генератора 1 посредством отрезка микрополосковой линии передачи возбуждают в ДР 4 резонансные колебани . Полоса свипировани  выбрана так ,что на экране 11 двухлучевого осциллографа 8 видны резонансные кривые 12 от всех ДР 4. Вначале на ДР 4 помещаетс  полностью обезвоженный материал, при этом происходит сдвиг резонансных частот ДР 4 и изменени  их добротности, обусловленные электрическими свойствами обезвоженного материала. При помощи метки 13 частотомера измер ютс  резонансные частоты или добротности каждого Д 4 f выбор того или иного измер емого параметра обусловлен конкретными

свойствами материала) . Затем над резонаторами помещаетс  исследуемый материал. Изменение влажности материала в какой-либо точке листа 10 вызывает сдвиг резонансной частоты и изменение добротности ДР 4, установленного в этой точке (положение 14) . По величине сдвига резонансной частоты или по изменению добротности определ етс  содержание влаги в данной точке листа 10. Шкала двухлучевого осциллографа 8 по горизонталк градуируетс  в единицах длины дл  того, чтобы можно было св зать

/J

ZlA

/«каждую резонансную кривую с определенной точкой по ширине листа 10.

Использование ДР 4 в качестве датчиков влажности обеспечивает локальность измерений.

Предлагаемый СВЧ-влагомер можно примен ть дл  измерени  распределени  влажности по ширине листовых диэлектрических материалов, например бумаги, тканей, резины, а также дл  контрол  степени увлажнени  поверхностных слоев толщина до 3мм и сигнализации по влени  влаги на поверхности непровод щих объемных твердых тел.

X

.12

Claims (1)

1. СВЧ-ВЛАГОМЕР, содержащий отрезок микрополосковой линии, один конец которой соединен с выходом

   СВЧ свип-генератора, а другой подключен к входу индикатора, вход развертки которого подсоединен к выходу генератора пилообразного напряжения СВЧ свип-генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в него введены диэлектрические резонаторы С отличающимися резонансными размерами, электрически связанные с токонесущим проводником отрезка микрополосковой линии, при этом один из торцов диэлектричсеких резонаторов контактируют с исследуемым материалом.

   9иг 1