SU1741033A1 - Method for measuring physical parameters of object - Google Patents

Method for measuring physical parameters of object Download PDF

Info

Publication number
SU1741033A1
SU1741033A1 SU904804814A SU4804814A SU1741033A1 SU 1741033 A1 SU1741033 A1 SU 1741033A1 SU 904804814 A SU904804814 A SU 904804814A SU 4804814 A SU4804814 A SU 4804814A SU 1741033 A1 SU1741033 A1 SU 1741033A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
resonator
waves
physical parameters
interaction
measuring
Prior art date
Application number
SU904804814A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Совлуков
Original Assignee
Институт проблем управления
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем управления filed Critical Институт проблем управления
Priority to SU904804814A priority Critical patent/SU1741033A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1741033A1 publication Critical patent/SU1741033A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного и контактного измерени  различных физических параметров объектов . Цель изобретени  - повышение чувствительности . Способ измерени  физических параметров объекта заключаетс  в возбуждении колебаний в резонаторе, воздействии на исследуемый объект бегущими волнами, полученными путем ответвлени  из резонатора , и после взаимодействи  с исследуемым объектов вновь подаче ее в резонатор, измерении характеристик резонатора, по которым определ ют физические параметры объекта. 2 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used for contactless and contact measurement of various physical parameters of objects. The purpose of the invention is to increase the sensitivity. The method of measuring the physical parameters of an object consists in exciting oscillations in the resonator, acting on the object under study by traveling waves obtained by branching out of the resonator, and after interacting with the object under study again to feed it into the resonator, measuring the characteristics of the resonator, which determine the physical parameters of the object. 2 Il.

Description

СПSP

сwith

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного и контактного измерени  различных физических параметров объектов .The invention relates to a measurement technique and can be used for contactless and contact measurement of various physical parameters of objects.

Известны способы измерени  физических параметров объекта, заключающеес  в возбуждении сто чих волн в волноводных резонаторах, воздействии ими на объект и измерении характеристик этих резонаторов .Methods are known for measuring the physical parameters of an object, consisting in the excitation of standing waves in waveguide resonators, their influence on the object and the measurement of the characteristics of these resonators.

Однако такие способы характеризуютс  невысокой точностью измерени  ввиду неравномерного распределени  пол  сто чей волны вдоль резонатора.However, such methods are characterized by low measurement accuracy due to the non-uniform distribution of the standing wave along the resonator.

Известен также способ измерени , заключающийс  в воздействии на контролируемый объект однонаправленными бегущими волнами в кольцевом волноводном резонаторе . Однако данный способ имеет ограниченную область применени  и невысокую чувствительность.There is also known a method of measurement, which consists in exposing a monitored object to unidirectional traveling waves in a ring waveguide resonator. However, this method has a limited scope and low sensitivity.

Цель изобретени  - повышение чувствительности .The purpose of the invention is to increase the sensitivity.

На фиг. 1 приведена схема взаимодействи  волн с объектом; на фиг. 2 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ.FIG. 1 shows a diagram of the interaction of waves with an object; in fig. 2 is a diagram of the device that implements the proposed method.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Контролируемый объект 1 (фиг. зондируют раздельно по меньшей мере одной из встречных бегущих волн в резонаторе 2, образованном отрезком волновода. Интерференци  встречных волн в резонаторе приводит к образованию в нем сто чей волны . Дл  осуществлени  взаимодействи  волн с объектов хот  бы одну из встречных бегущих волн вывод т из волноводного резонатора и вновь ввод т ее в резонатор по завершении взаимодействи  с объектом. Это возможно п роизвести следующим образом: путем выведени  одной из волн из исходного резонатора, обеспечени  ееThe controlled object 1 (Fig.) Is probed separately at least one of the traveling backward waves in the resonator 2 formed by a waveguide section. The interference of the counterpropagating waves in the resonator leads to the formation of a standing wave in it. To interact with the objects, at least one of the counterpropagating waves waves are output from the waveguide resonator and reintroduced into the resonator upon completion of the interaction with the object. This can be done as follows: by removing one of the waves from the original resonator, ensuring

XI Xi

О CJAbout CJ

соwith

взаимодействи  с объектом и введени  вновь в данный резонатор по завершении этого взаимодействи  (фиг. 1, а, б); путем выведени  обеих встречных волн из исходного резонатора, обеспечени  их раздельного взаимодействи  с объектом и введени  вновь в данный резонатор (фиг. 1, в); при взаимодействии с объектом одной из встречных волн в исходном резонаторе, выведении другой волны из этого резонатора и введении ее вновь в резонатор по траектории , минующей область взаимодействи  с объектом (фиг. 1, г).interaction with the object and introduction again into this resonator upon completion of this interaction (Fig. 1, a, b); by removing both opposite waves from the original resonator, ensuring their separate interaction with the object and introducing it again into this resonator (Fig. 1, c); when interacting with the object of one of the opposing waves in the original resonator, removing another wave from this resonator and introducing it again into the resonator along the trajectory passing the area of interaction with the object (Fig. 1, d).

Примен   схемные элементы, можно управл ть поведением каждой из встречных волн. В частности, можно направить обе изначально встречные бегущие волны в резонаторе в одну сторону при их раздельном взаимодействии с контролируемым объектом .By using circuit elements, one can control the behavior of each of the opposing waves. In particular, it is possible to send both initially traveling waves in the resonator in one direction with their separate interaction with the object being controlled.

Описанные схемы взаимодействи  волн в волноводном резонаторе с объектом обеспечивают расширение области применени  за счет возможности проведени  бесконтактных (дистанционных) измерений, повышение чувствительности за счет возможности многократных зондирований объекта как одной бегущей волной, так и обеими бегущими волнами раздельно. Варьиру  параметры схем и выбира  информативный параметр, можно оптимизировать схемные решени  с учетом специфики решаемой задачи, требуемой чувствительности. В частности, в качестве информативного параметра может быть выбрана собственна  (резонансна ) частота колебаний резонатора.The described schemes of interaction of waves in a waveguide resonator with an object provide for the expansion of the field of application due to the possibility of conducting contactless (remote) measurements, increasing the sensitivity due to the possibility of repeated soundings of the object with one traveling wave and both traveling waves separately. By varying the parameters of the circuits and choosing an informative parameter, it is possible to optimize the circuit solutions taking into account the specifics of the problem being solved, the required sensitivity. In particular, the eigen (resonant) frequency of the resonator oscillations can be chosen as an informative parameter.

На фиг. 2 а приведена схема устройства, соответствующа  схеме взаимодействи  волн с объектом на фиг. 1 а. Здесь контролируемый диэлектрический объект 1 (в том числе с диэлектрическими потер ми) зондируют бегущими электромагнитными волнами , возбужденными в волноводном резонаторе 2. Дл  обеспечени  такого зондировани  предназначены трехплечие цир- кул торы 3, включенные в разрывы вдоль длины резонатора 2. Один из них (слева) предназначен дл  вывода одной из волн из резонатора 2, а другой (справа) - дл  ввода этой волны вновь в резонатор 2 после взаимодействи  данной волны с объектом 1. Взаимодействие волны с объектом осуществл ют с применением чувствительных элементов 4 - в данном случае излучающей (слева) и приемной (справа) антенн. Фактически резонатор 2 образован здесь всей со- вокупностью упом нутых элементов - резонатора 2 на его основном участке, цир- кул торов 3, участков распространени  бегущей волны с чувствительными элементами 4. Дл  возбуждени  электромагнитных колебаний в резонаторе 2 к нему подключен генератор 5 электромагнитных колебаний, а дл  измерений какой-либо колебательной характеристики резонатора, в частности его собственной (резонансной) частоты, служит блок 6.FIG. 2a shows a diagram of the device corresponding to the pattern of interaction of waves with the object in FIG. 1 a. Here, the controlled dielectric object 1 (including those with dielectric losses) is probed by traveling electromagnetic waves excited in a waveguide resonator 2. To provide such a sounding, triple arm circulators 3 are used that are included in the gaps along the length of the resonator 2. One of them (on the left ) is designed to output one of the waves from the resonator 2, and the other (on the right) - to input this wave back into the resonator 2 after the interaction of this wave with the object 1. The wave interacts with the object using chu 4 elements - in this case radiating (left) and receiving (right) antennas. In fact, the resonator 2 is formed here by the entire aggregate of the mentioned elements — resonator 2 on its main section, circulators 3, sections of traveling wave propagation with sensitive elements 4. To excite electromagnetic oscillations in resonator 2, an oscillator 5 is connected to it, and for measuring any oscillatory characteristic of the resonator, in particular its own (resonant) frequency, is block 6.

Схема устройства, соответствующа  схеме взаимодействи  волн с объектом на фиг. 1 б, приведена на фиг. 2 б. Здесь осуществл ют зондирование отражающего (хот  бы частично) волны объекта 1. В составThe device diagram corresponding to the wave interaction with the object in FIG. 1 b, is shown in FIG. 2 b. Here, the reflecting (at least partially) waves of object 1 are probed.

схемы входит резонатор 2, содержащий вдоль его длины один трехплечий циркул - тор 3 с подсоединенным к одному из его плеч чувствительным элементом 4 - приемопередающей антенной . Измерени  могутThe circuit includes a resonator 2, containing along its length one three-arm circulator 3 with a sensitive element 4 connected to one of its shoulders - a transceiver antenna. Measurements can

быть как бесконтактными (фиг. 2 б) так и контактными, осуществл емыми с применением различных других чувствительных эле- ментов, определ емых спецификой решаемой задачи, например, волновода.to be both contactless (fig. 2 b) and contact, carried out with the use of various other sensitive elements determined by the specifics of the problem being solved, for example, a waveguide.

На фиг. 2 приведена схема устройства,FIG. 2 is a diagram of the device,

соответствующа  схеме взаимодействи  на фиг, 1 в. Здесь объект 1 зондируют раздельно обеими встречными волнами в резонаторе 2. Как показано, зондированиеcorresponding to the interaction scheme in fig. 1 c. Here, object 1 is probed separately by both counter-waves in resonator 2. As shown, sounding

осуществл ют с применением чувствительных элементов 4 - двух пар излучающей и соответствующей ей приемной антенн. Могут быть в такой схеме применены и другие типы чувствительных элементов. Направление распространени  волн показано стрелками . Объект 1 может  вл тьс  диэлектриком (в том числе и несовершенным диэлектриком). Дл  обеспечени  раздельного взаимодействи  бегущих волн сcarried out with the use of sensitive elements 4 - two pairs of emitting and corresponding receiving antennas. Other types of sensing elements may be used in such a scheme. The direction of wave propagation is indicated by arrows. Object 1 may be a dielectric (including an imperfect dielectric). To provide separate interaction of traveling waves with

объектом служат два циркул тора 3.the object is two circulators 3.

Принципиально реализуемы и другие схемы взаимодействи , характеризуемые направлением раздельно зондирующих объект волн, полным (с применением циркул торов ) или частичным (с применением направленных ответвителей) выведением из исходного резонатора мощности волн и др. Реализацию способа можно осуществи- ить с использованием различных диапазонов электромагнитных волн, в том числе ВЧ- и СВЧ-диапазонов, а также оптического диапазона . Принципиально возможна его реализаци  и с применением акустических волн.Fundamentally realizable are other interaction schemes, characterized by the direction of separate probe waves of an object, complete (using circulators) or partial (using directional couplers) derivation of wave power from the original resonator, etc. The method can be implemented using different electromagnetic wave bands. , including RF and microwave ranges, as well as the optical range. Fundamentally possible to implement it with the use of acoustic waves.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ измерени  физических параметров объекта, заключающийс  в возбуждении колебаний в резонаторе,воздействии на исследуемый объект бегущими волнами и измерении характеристик резонатора, поThe method of measuring the physical parameters of an object, which consists in exciting oscillations in the resonator, acting on the object under study by running waves and measuring the characteristics of the resonator, которым определ ют физические параметры объекта, отличающийс  тем, чго, с целью повышени  чувствительности, по крайней мере одну из бегущих волн получааwhich determine the physical parameters of the object, characterized in that, in order to increase the sensitivity, at least one of the traveling waves will receive 22 ЛL ХX fWSfWS гg ют путем ответвлени  из резонатора, образованного отрезком волновода, и после взаимодействи  с исследуемым объектом вновь подают ее в резонатор.by branching out of the resonator formed by the waveguide section, and after interacting with the object under study, it is again fed to the resonator. // Фиг /Fig /
SU904804814A 1990-02-20 1990-02-20 Method for measuring physical parameters of object SU1741033A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904804814A SU1741033A1 (en) 1990-02-20 1990-02-20 Method for measuring physical parameters of object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904804814A SU1741033A1 (en) 1990-02-20 1990-02-20 Method for measuring physical parameters of object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1741033A1 true SU1741033A1 (en) 1992-06-15

Family

ID=21503201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904804814A SU1741033A1 (en) 1990-02-20 1990-02-20 Method for measuring physical parameters of object

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1741033A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629701C1 (en) * 2016-04-06 2017-08-31 Федеральное государственное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Device for measurement of moisture content of liquid
RU2786526C2 (en) * 2021-05-27 2022-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for measurement of physical quantity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Викторов В. А., Лункин Б. В., Совлуков А. С. Высокочастотный метод измерени неэлектрических величин, М.: Наука, 1978. Лебедев И. В. Техника и приборы СВЧ. М.: Высша школа, 1970 г., с. 353-355. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629701C1 (en) * 2016-04-06 2017-08-31 Федеральное государственное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Device for measurement of moisture content of liquid
RU2786526C2 (en) * 2021-05-27 2022-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for measurement of physical quantity

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4467235A (en) Surface acoustic wave interferometer
US7982469B2 (en) Method and measuring device for radio wave measuring
US4126047A (en) Surface acoustic wave rate sensor and position indicator
US20070268024A1 (en) Method for Microwave Measurement, Measuring Device and Oscillator
US2517731A (en) Microwave transmission system
SU1741033A1 (en) Method for measuring physical parameters of object
JP4399241B2 (en) Driving method of spherical surface acoustic wave element and electromagnetic wave transmission / reception system
US4751480A (en) One port magnetostatic wave resonator
US8922095B2 (en) Transponder having coupled resonant modes and including a variable load
JPH09205319A (en) Millimeter sub-millimeter wave device using quasioptical resonator
Mayboroda et al. A Leaky-wave antenna on the basis of an inverted dielectric waveguide
RU2643501C1 (en) Resonator on surface acoustic waves
RU2629706C1 (en) Method of measuring level of substance in capacity
JPH1010173A (en) Method and apparatus for evaluating characteristics of antenna
RU2000581C1 (en) Device for measurement of reflection coefficient
SU1539681A1 (en) Method of determining dielectric permeability and tangent of angle of looses of dielectric
RU2025669C1 (en) Vibration meter
US3116463A (en) Frequency stabilization system
Kuzmichev The probe diameter choosing for the investigation of the field distribution in the small aperture open resonator
SU1659730A1 (en) Process of measurement of substance level and device thereof
SU1378587A1 (en) Method of measuring attenuation of magnetostatic waves
SU1218343A1 (en) Method of nondestructive inspection of backing dielectric constant
SU1425562A1 (en) Method of measuring excitation efficiency of open resonator
SU673934A1 (en) Method of measuring dielectric constant and loss angle of high-quality dielectrics
SU1485156A1 (en) Method of measuring amplitude-phase distribution in microwave antenna aperture