UA68464U - Пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем - Google Patents
Пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем Download PDFInfo
- Publication number
- UA68464U UA68464U UAU201110939U UAU201110939U UA68464U UA 68464 U UA68464 U UA 68464U UA U201110939 U UAU201110939 U UA U201110939U UA U201110939 U UAU201110939 U UA U201110939U UA 68464 U UA68464 U UA 68464U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- receiving device
- wave
- measurement
- strongly absorbing
- complex dielectric
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title abstract 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
- 238000009774 resonance method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем містить вимірювач коефіцієнта стоячої хвилі по напрузі панорамний, що використаний як генератор НВЧ коливань та приймальний пристрій, феритовий вентиль, з'єднані з приймальним пристроєм відгалужувачі падаючої та відбитої хвиль, детекторні секції, трансформатор типів хвиль, вимірювальну комірку, виконану у вигляді секції круглого хвилеводу, обмеженого з одного боку півхвилевою діелектричною втулкою, а з другого - рухомим відбивним поршнем, у термостатуючій сорочці, що з'єднана з термостатом, та з'єднаний з відбивним поршнем вимірювач довжини. Додатково містить електронно-обчислювальну машину, підключену до інтерфейсного модуля, який має 10-розрядний аналого-цифровий перетворювач та 24 лінії даних, та підсилювач напруги, з'єднаний з приймальним пристроєм.
Description
Корисна модель належить до надвисокочастотної (НВЧ) техніки та застосовується для досліджень діелектричних властивостей сильнопоглинаючих рідких систем.
Відомі вимірювачі комплексної діелектричної проникності (КДП) зазвичай базуються на хвилеводних, резонансних та квазіоптичних методах. При використанні квазіоптичних методів для визначення комплексної діелектричної проникності довжина хвилі електромагнітних коливань одного порядку з розмірами використовуємої апаратури та зразків, що призводить до виникнення дифракційних явищ та зменшення точності отримуваних результатів. Резонансні методи мають похибку, що виникає через необхідність проведення калібрування робочих характеристик за допомогою зразків діелектриків з відомими діелектричними проникностями.
Хвилеводні методи визначення комплексної діелектричної проникності полягають у дослідженні кривої розповсюдження електричного поля у зразку. Проте крива розповсюдження поля в сильнопоглинаючих системах стає пологою, з чим зв'язано джерело похибок цих способів (11.
Найближчим аналогом є пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності, створений для реалізації способу визначення КДП рідини на НВЧ (2). Зазначений пристрій містить вимірювач коефіцієнта стоячої хвилі по напрузі панорамний, що використаний у якості генератора НВЧ коливань та приймального пристрою, феритовий вентиль, частотомір, з'єднані з приймальним пристроєм відгалужувачі падаючої та відбитої хвиль, детекторні секції, трансформатор типів хвиль, вимірювальну комірку, виконану у вигляді секції круглого хвилеводу, обмеженого з одного боку півхвилевою діелектричною втулкою, а з другого - рухомим відбивним поршнем, у термостатуючій сорочці, що з'єднана з термостатом та з'єднаний з відбивним поршнем вимірювач довжини.
В основу корисної моделі поставлено завдання, за рахунок створення нової сукупності суттєвих ознак, вдосконалити пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем з метою суттєвого зменшення випадкової похибки при вимірюванні та одержання КДП безпосередньо під час проведення вимірів.
Поставлене завдання вирішується у пристрої, прийнятому за найближчий аналог |2), що містить вимірювач коефіцієнта стоячої хвилі по напрузі панорамний, що використаний як генератора НВЧ коливань та приймальний пристрій, феритовий вентиль, частотомір, з'єднані з приймальним пристроєм відгалужувачі падаючої та відбитої хвиль, детекторні секції,
Зо трансформатор типів хвиль, вимірювальну комірку, виконану у вигляді секції круглого хвилеводу, обмеженого з одного боку півхвилевою діелектричною втулкою, а з другого - рухомим відбивним поршнем, у термостатуючій сорочці, що з'єднана з термостатом та з'єднаний з відбивним поршнем вимірювач довжини, згідно корисної моделі, додатково містить електронно-обчислювальну машину, підключену до інтерфейсного модуля, який має десятирозрядний аналого-дифровий перетворювач та 24 лінії даних, та підсилювач напруги, з'єднаний з приймальним пристроєм.
Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями (Фіг.1-Фіг.4).
Фіг.1. Схема пристрою для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем.
Фіг.2. Графічна залежність відбитої потужності Рвідб. від товщини шару рідини Х.
Фіг.3. Залежність дійсної частини КДП від концентрації та температури системи вода-Масі.
Фіг.4. Залежність уявної частини КДП від концентрації та температури системи вода-Масбсі.
У пристрої, який має генератор НВЧ 1 та приймальний пристрій 6, феритовий вентиль 2, частотомір 7, відгалужувачі падаючою З та відбитої 4 хвилі, трансформатор типів хвиль 5, вимірювальну комірку 14, виконану у вигляді секції круглого хвилеводу, обмеженого з одного боку півхвилевою діелектричною втулкою, а з другого - рухомим відбивним поршнем, який з'єднаний з вимірювачем довжини 9, термостат 13, під'єднаний до термостатуючій сорочці 8, підсилювач напруги 10, інтерфейсний модуль 11 та комп'ютер 12.
Напруга, пропорційна коефіцієнту відбиття, від приймального пристрою 6 поступає на АЦП інтерфейсного модуля 11 через підсилювач напруги 10. Інтерфейсний модуль підключений до
И5В-порту комп'ютера, має 10-разрядний АЦП та 24 лінії даних. За допомогою текстових команд від модуля отримуються значення напруги, поданої на АЦП.
Пристрій працює наступним чином.
НВЧ сигнал від генератора 1 через феритовий вентиль 2, спрямовані відгалужувачі падаючої та відбитої хвилі 3-4, трансформатор типів хвиль 5, надходить у вимірювальну комірку. При "нульовому" шарі рідини, коли поршень знаходиться в початковому положенні (лежить на діелектричній втулці), за допомогою калібрування добиваються рівності потужності відбитої хвилі від поршня і потужності падаючої хвилі. Товщина діелектричної втулки дорівнює половині довжини хвилі, тому вплив діелектричної втулки на вимірюваний коефіцієнт відбиття в 60 межах похибок дуже малий. Частота електромагнітних коливань контролюється за допомогою частотоміра 7. З АЦП інтерфейсного модуля 11 до комп'ютера 12 надходить значення коефіцієнту відбиття від прийомного пристрою 6. Комп'ютерна програма обробляє надходженні дані та виводить їх на екран. З даних від приймального пристрою програма зберігає максимальне значення та значення, отримане при "нескінченному" шарі рідини (Фіг.2). Також за допомогою вимірювача довжини отримують значення товщини шару рідини, де коефіцієнт відбиття дорівнює коефіцієнту відбиття при "нескінченному" шарі рідини з товщиною, відповідно, хі, Хг (Фіг.2).
За отриманими даними програма розраховує значення постійної загасання с; і фазової постійної В, за еційвіднощеннями (1-3):
Хр МА пах -МА, , (1) 2
В ---
Хр ; (г) 1А, ва2АМтетох сов2ро -0 (3) де А - коефіцієнт відбиття, лр - довжина хвилі у досліджуваній рідині, х - товщина шару рідини.
За отриманими значенням сі р дійсна є та уявна є" частини комплексної діелектричної ер наступними формулами: кр 2 | (4) 2 ви-ві во) ЧВ-о) 2 ; (5) де Хо - довжина хвилі у свободному просторі, Акр - критична довжина хвилі вимірювальної комірки ІЗІ.
КДП записується в файл у вигляді таблиці.
Корисна модель була використана для отримання залежності КДП розчину вода-Масі від концентрації та температури на частоті 75,5 Ггц. Результати подані у вигляді графічних залежностей на Фіг.З та Фіг.4.
Технічним результатом від використання запропонованої корисної моделі є отримання суттєвого зменшення випадкової похибки результатів вимірювань без додаткових втрат часу.
Джерела інформації: 1. Брандт А.А. Исследованиє дизлектриков на сверхвьісоких частотах. - М. Физматгиз, 1963. - 283-288 с. 2. Авторське свідоцтво на винахід БО Мо1789941, ЗО1К 27/26, 23.01.93, Бюл. Мо3.
З. Ашеко А.А. Гордиенко В.Г Мороз В.В. Отражательньй метод исследований дизлектрических свойств жидкостей в миллиметровом диапазоне длин волн. Вестник ХНУ, 1999. Мо443, с. 59-64.
Коо)
Claims (1)
- ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем, що містить вимірювач коефіцієнта стоячої хвилі по напрузі панорамний, що використаний як генератор НВЧ коливань та приймальний пристрій, феритовий вентиль, з'єднані з приймальним пристроєм відгалужувачі падаючої та відбитої хвиль, детекторні секції, трансформатор типів хвиль, вимірювальну комірку, виконану у вигляді секції круглого хвилеводу, обмеженого з одного боку півхвилевою діелектричною втулкою, а з другого - рухомим відбивним поршнем, у термостатуючій сорочці, що з'єднана з термостатом, та з'єднаний з відбивним поршнем вимірювач довжини, який відрізняється тим, що додатково містить електронно-обчислювальну машину, підключену до інтерфейсного модуля, який має 10- розрядний аналого-цдифровий перетворювач та 24 лінії даних, та підсилювач напруги, з'єднаний з приймальним пристроєм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201110939U UA68464U (uk) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201110939U UA68464U (uk) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA68464U true UA68464U (uk) | 2012-03-26 |
Family
ID=52293659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201110939U UA68464U (uk) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | Пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA68464U (uk) |
-
2011
- 2011-09-12 UA UAU201110939U patent/UA68464U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Niedermayer et al. | Analytic modeling, simulation and interpretation of broadband beam coupling impedance bench measurements | |
| JP2019053075A (ja) | ベクトルネットワークアナライザ | |
| Knyazev et al. | Dielectric permittivity and permeability measurement system | |
| Hasar | A fast and accurate amplitude-only transmission-reflection method for complex permittivity determination of lossy materials | |
| CN109669075B (zh) | 基于开口矩形波导的介质复介电常数无损反射测量方法 | |
| CN101105512A (zh) | 用于八毫米波段电介质测量的圆波导驻波测量装置 | |
| Hasar et al. | A microwave method based on amplitude-only reflection measurements for permittivity determination of low-loss materials | |
| CN103698613A (zh) | 一种弱损耗介质复介电常数的测量方法 | |
| Hasar | Unique permittivity determination of low-loss dielectric materials from transmission measurements at microwave frequencies | |
| Hasar | Permittivity measurement of thin dielectric materials from reflection-only measurements using one-port vector network analyzers | |
| Malkin et al. | Estimation of uncertainty of permittivity measurement with transmission line method in the wide frequency range | |
| RU2665593C1 (ru) | Способ измерения диэлектрических свойств материала и устройство для его осуществления | |
| CN101526569B (zh) | 一种利用单极子天线测量物质介电常数的方法 | |
| CN104749544B (zh) | 一种电磁兼容性电流探头传输阻抗温度误差修正方法 | |
| You et al. | Free-space measurement using explicit, reference-plane and thickness-invariant method for permittivity determination of planar materials | |
| Nguyen et al. | Measurement of complex permittivity by rectangular waveguide method with simple specimen preparation | |
| Shenhui et al. | Measurement of electromagnetic properties of materials using transmission/reflection method in coaxial line | |
| Elhawil et al. | Reliable method for material characterisation using quasi-optical free-space measurement in W-band | |
| RU2528130C1 (ru) | Устройство для измерения свойства диэлектрического материала | |
| Caspers | Impedance determination from bench measurements | |
| CN114965511A (zh) | 基于微波的检测设备及电路 | |
| UA68464U (uk) | Пристрій для вимірювання комплексної діелектричної проникності сильнопоглинаючих рідких систем | |
| RU2713162C1 (ru) | Способ определения диэлектрической проницаемости материала | |
| Yang et al. | Enhanced rapid and accurate sub-THz magneto-optical characterization of hexaferrite ceramics | |
| Hasar | Procedure for accurate and stable constitutive parameters extraction of materials at microwave frequencies |