SU1659913A1 - Датчик интенсивности электромагнитного пол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерений параметров полей и может быть использовано лд  измерени  интенсивности электромагнитного пол . Цель изобретени  - повышение технологичности изготовлени  датчика. Указанна  цель достигаетс  тем, что датчик интенсивности электромагнитного пол  выполнен из пластины 1 электропровод щего полиэтилена, на которую нанесен слой 2 холестерических жидких кристаллов, и защитного сло  3. Толщина пластины 1 равна 0,05 -где Л - длина волны в свободном пространстве; tgd - тангенс угла потерь материала пластины 1; е - диэлектрическа  проницаемость пластины 1. Выполнение пластины 1 из полимерных материалов указанной толщины позвол ет упростить изготовление датчика при сохранении его чувствительности. 1 ил. ё О ел ю Ч) со

Description

Изобретение относитс  к измерени м параметров полей и может быть использовано дл  измерени  интенсивности электромагнитного пол  (ЭМП).

Цель изобретени  - повышение технологичности изготовлени  датчика.

На чертеже приведена конструкци  датчика интенсивности ЭМП.

Датчик включает пластину 1, выполненную из электропровод щего полиэтилена, на-которую нанесен слой 2 материала, обладающего свойством зависимости длины волны рассе нного света от температуры , например холестерический жидкий кристалл (ХЖК). Слой 2 закрыт защитным слоем 3.

Датчик интенсивности ЭМП работает следующим образом.

При внесении датчика в электромагнитное поле пластина 1, выполненна  из электропровод щего полиэтилена, поглощает часть мощности падающего на нее пол , преобразу  ее в тепло. Под действием этого тепла происходит нагрев пластины 1 и расположенного на ней сло  2 ХЖК. Последний , облада  свойством зависимости длины волны рассе нного света от температуры, измен ет свой цвет, и по нему определ ют интенсивность пол .

Дол  мощности, соответствующа  тепловым потер м, зависит от длины волны измер емого пол , диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь материала пластины, ее толщины и поперечных размеров . При нормальном падении волны на пластину из поглощающего материала относительна  дол  мощности потерь на единицу ее поверхности составл ет

pW-d-r l-e - /O-r2 ), где г- коэффициент отражени  от материала пластины;

о. - коэффициент затухани ;

d - толщина пластины.

Значени  г и а определ ютс  длиной волны пол  в пластине 1 и слое 2, диэлектрической проницаемостью материала е и тангенсом угла потерь материала пластины:

а Yi/2 (V1 +tg2(5-1) :

-.

wi

i

1 е V 1 + tg2 6

где г (Zc - Z0)(Zc + Z0);

где Zc - характеристическое сопротивление

волны в материале пластины;

5

Zo - характеристическое сопротивление волны в воздухе.

Температура нагреваемого тела в установившемс  режиме пропорциональна мощности источника тепла, т.е. величине Р и обратно пропорциональна массе пластины с нанесенными на нее слоем ХЖК и защитным слоем. Поскольку толщина незначительна и может составл ть доли миллиметра , а толщина пластины, исход  из условий механической жесткости выбираетс  равной 1-2 мм, температура пластины обратно пропорциональна ее толщине

(s)/d.

Таким образом, чувствительность датчика тем выше, чем больше величина

0

5

5(s)

1 -е

- гол

- 20И

d

(1)

u i-A,

Дл  каждого значени  тангенса угла потерь и длины волны измер емого пол  существует единственное значение толщины пластины, при которой достигаетс  максимум отношени  поглощенной мощности к толщине пластины, соответствующее максимуму чувствительности датp (S)

чика (--т- )тах. Эта зависимость при малых

о (доли длины волны)толщинах пластин хорошо аппроксимируетс  эмпирической зависимостью

dЈ0.05A/tgd,(2)

где Я - длина волны в диэлектрике;

tg б - тангенс угла потерь материала пластины.

При указанном выполнении датчика его чувствительность определ етс  толщиной пластины и относительной долей мощности электромагнитного пол , поглощенного пластиной.. Последн   составл ет дл  значени  толщин d/A 0,005 - 0,05 величину 10,3 - 31,8%, что соответствует доле мощности , поглощенной в известных конструкци х датчиков. Таким образом, предлагаемый датчик по чувствительности не уступает известным и прототипу.

В качестве термоиндикаторного сло  используетс  слой из холестерических жидких кристаллов, который равномерно наноситс  на полиэтиленовую пластину (толщина сло  10-15 мкм). Защитный слой выполн етс  из лавсановой или триацетатной пленки толщиной 0,05 - 0,1 мм. Размеры датчика дл  длины волны 20,- 30 см составл ют А х В 37,5 х 4,7 мм, толщина пластины равна 1,5 мм. В качестве материала пластины могут быть использованы материалы 107.31107.42, отличающиес  процентным содержанием вход щего в их состав

5

0

5

10

поглощающего материала, например ацетиленовой сажи, и, следовательно, значением tgd . Выбор конкретного материала производитс  в зависимости от длины волны измер емого пол .

Предлагаемый датчик характеризуетс  более высокой технологичностью по сравнению с известными датчиками. Дл  изготовлени  последних требуютс  следующие операции: изготовление пластины подложки вырезанием из листового материала при помощи алмазных фрез и обработка поверхности (подготовка дл  вакуумного осаждени ), а также собственно вакуумное распыление. При изготовлении предлагаемого датчика эти операции замен ютс  вырезанием (вырубанием) пластин из листо0

5

Claims (1)

1. вого материала, механическа  обработка которого не представл ет трудностей. Формула изобретени  Датчик интенсивности электромагнитного пол , включающий подложку с нанесенным на нее слоем материала, обладающего свойством зависимости длины волны рассе нного света от температуры , и защитный слой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  технологичности изготовлени  датчика, подложка выполнена в виде пластины из электропровод щего полиэтилена, толщиной 0,05 з гДе о - длина волны измер емого электромагнитного пол ; Ј - диэлектрическа  проницаемость материала пластины; д-угол диэлектрических потерь материала пластины.