SU1126849A1 - Измерительна чейка дл исследовани диэлектрических параметров жидкостей - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ. ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТЕЙ, содержаща  кювету, установленную между входным и выходным окнами, отличающа с   тем, что, с целью повышени  то 1 ности измерений, она дополнительно содержит трехгранную диэлектрическую призму нарушенного полного внутренне i-o отражени , на боковых гран х которой расположены входное и выходное окна, выполненные в виде цилиндрических стаканов, основани  которых ориентированы перпендикул рно падающему и выход щему иэлуче нию, а одна из стенок кюветы совмещена с ocHOBaHjieM призмы, причем диэлектрическа  призма нарушенного полного внутреннего отражени  выполнена с углом при основании Ot arcsin п,., где п,, - показатель преломлени  материала призмы относи (Л тельно исследуемой жидкости. с ьэ 9) 00 4 ;е

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в электронной и химической промьшшен Ьсти дл  измерени  диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь жидких диэлектриков , Известна измерительна   чейка дл  исследовани  диэлектрических параметров жидкостей, содержаща  кювет с входным и выходным окнами П . Однако известна  кювета не позвол ет производить измерени  с вы сокой точностью в миллиметровом и су миллг-тметровом диапазонах длин волн, так как в этом диапазоне вли ние слюд ных пластинок, образующих стенки кюветы, вносит дополнительную пог решность в результаты измерений. Кро ме того, при использовании известной кюветы дл  определени  диэлектрических параметров жидкости необходимо проводить измерени  коэффициента от ражени  и прозрачности, что приводит ,- особенно при использовании диэлектриков с малыми потер ми, к значительным экспериментальным трудност м при измерении коэффициента отражени  и низкой точности. Наиболее близкой к изобретению  вл етс  измерительна   чейка дл  иссле,цовани  диэлектрических параметров жидкостей, содержаща  кювету установленную между входным и выходным окнами и диэлектрическую оболочку 2 , Однако известна   чейка не позвол ет проводить измерени  с высокой точность 9 из-за вли ни  пленки диэлектрической оболочки. Кроме того, дл  определени  величины диэлектриче ской проницаемости необходимо проводить дополнительное измерение толщины диэлектрической оболочки с исследуемой жидкостью, Цель изобретени  - повышение точ ности измерений. Поставленна  цель достигаетс  те что измерительна   чейка дл  исслед вани  диэлектрических параметров жидкостей, содержаща  кювету, установленную между входным и выходным окнами, дополнительно содержит трех гранную диэлектрическую призму нару шенного полного внутреннего отражеНИН , на боковых гран х которой расположены входное и выходное окна , выполненные в виде цилиндрических стаканов, основани  которых ориентированы перпендикул рно падающему и выход щему излучению, а одна из стенок кюветы совмещена с основанием призмы, причем диэлектрическа  призма нарушенного полного внутреннего отражени  выполнена с углом при основании а arcsin п. , где П2 - показатель преломлени  материала призмы относительно исследуемой жидкости. Входное и выходное окна служат дл  подсоединени   чейки к СВЧ тракту на базе стандарчного цилиндрического лучевода диаметром 20 мм. Материал призмы выбираетс  из услови , чтобы на границе призма-исследуема  зкндкость выполн лось условие полного внутреннего отражени . Изменение эллипсометрических параметров излучени , отраженного от границы призма-жидкость, позвол ет с высокой точностью определить величину диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь различных жидкостей . Кроме того, при толщине сло  жидкости d20,8i эллипсометрические параметры излучени , отраженного от границы призма-жидкость (при выполнении услови  полного внутреннего отражени ) не зависит от толщины сло  жидкости d и, следовательно , знание толщины при измерении величины диэлектрической проницаемости не об зательно, что ведет к повышению точности измерений. На чертеже приведена конструкци  измерительной, чейки. Измерительна   чейка дл  исследо-. довани  диэлектрических параметров жидкостей содержит трехгранную диэлектрическую призму 1 нарушенного . полного внутреннего отражени , кювету 2, входное 3 и выходное 4 окна, вьшолненные в виде цилиндрических стаканов дл  подключени  стандартных лучеводов диаметром 20 мм и установленные на боковых гран х призмы. Измерительна   чейка работает следующим образом. Исследуема  жидкость помещаетс  в кювету 2, Линейно пол ризованна  электромагнитна  волна через входное окно 3 поступает в призму 1 и на . границе призма-жидкость испытывает полное внутреннее отражение, Отраженна  электромагнитна  волна в результате отражени  На границе призма-жидкость становитс  в общем случае 3 эллиптически пол ризованной и чере входное окно 3 поступает в измерительный тракт. Эллипсометрические параметры отраженной волны определ ютс  величиной диэлектрической про ницаемости призмы и жидкости, угл падени  на границу призма-жидкость и длиной СВЧ волны. Зна  угол падени  1 и величин диэлектрической проницаемости мате ала призмы f. и измерив эллипсомётрические параметры отраженной волны р по формуле еге. рассчитьгоают диэлектрические параметры исследуемой жидкости Sn Первоначально измер ют эллипсометрические .параметры СВЧ волны,отраженной от границы призма-воздух (без исследуемой жидкости), и по приведенной формуле рассчитывают д электрические параметры материала призмы, если они не известны. 49 4 За базу сравнени  принимаетс  серийно выпускаельш измеритель .параметров диэлектриков Е9-6. Базовое устройство позвол ет с погрешностью +2% измер ть диэлектрическую проницаемость диэлектриков на образцах цилиндрической формы диаметром 49 и 95 мм. При измерении диэлектрической проницаемости жидкостей базовым устройством возникает дополнительна , погрешность,величина которой определ етс  точностью дозировки при заполнении исследуемой жидкостью рабочего резонатора и может fl несколько раз превышать погрешность базового устройства при измерении диэлектрической проницаемости твердых образцов. Кроме того, процесс измерени  базовым устройством достаточно сложен и требует значительного количества исследуемой жидкости. Предлагаемое устройство по сравнению с базовым обладает более высокой точностью (+1%) измерений диэлектрической проницаемости жидкостей , поскольку исключаетс  вли ние точности дозировки исследуемой жидкости .

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ. ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТЕЙ, содержащая кювету, установленную между входным и выходным окнами, отличающая с я тем, что, с целью повышения точности измерений, она дополнительно содержит трехгранную диэлектричес кую призму нарушенного полного внутреннего отражения, на боковых гранях которой расположены входное и .выходное окна, выполненные в виде цилиндрических стаканов, основания которых ориентированы перпендикулярно падающему и выходящему излучению, а одна из стенок кюветы совмещена с основанием призмы, причем диэлектрическая призма нарушенного полного внутреннего отражения выполнена с углом при основании Oi>arcsin п₂₁, где п₂₁ - показатель преломления материала призмы относительно исследуемой жидкости.

   1 126849