Открытый резонатор для измерения параметров диэлектриков при нагреве

 

Использование: изобретение относится к технике измерения диэлектрических свойств материалов и предназначено для измерения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь материалов на сверхвысоких частотах при нагреве образца. Сущность изобретения: между сферическим и плоским зеркалами открытого резонатора введен дополнительный кольцевой нагреватель с рефлектором, излучение которого отражается сферическим зеркалом резонатора и направляется им на наружную поверхность образца, причем внутренний диаметр рефлектора на 20-40% больше диаметра каустики в месте расположения рефлектора , а расстояние между раскрывом рефлектора и сферическим зеркалом составляет 20-45% радиуса кривизны зеркала . Применение открытого резонатора с дополнительным кольцевым нагревателем позволяет производить измерения диэлектрических свойств в интервале температур 100-600° С в зависимости от величины относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь и их температурных коэффициентов. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4876932/09 (22) 23.10.90 (46) 07.03.93, Бюл. ¹ 9 (71) Обнинское научно-производственное объединение "Технология" (72) А.B.Ëèòîâ÷åíêo и B,А.Шатунов (56) Авторское свидетельство СССР

N 365112, кл. Н 01 P 9/20, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1762265, кл. G 01 N 22/00, 1990, (54) ОТКРЪ|ТЫЙ РЕЗОНАТОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКОВ

ПРИ НАГРЕВЕ (57) Использование; изобретение относится к технике измерения диэлектрических свойств материалов и предназначено для измерения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь материалов на сверхвысоких частотах при нагреве образца, Сущность.Изобретение относится к технике измерений диэлектрических свойств материалов на сверхвысоких частотах при нагреве образца.

Цель изобретения — упрощение устройства и устранение зависимости измерений от метеоусловий и времени суток.

Указанная цель достигается тем, что в открытом резонаторе, содержащем сфери ческое зеркало, плоское зеркало-нагреватель с образцом и источник тепловой энергии, концентратором которой на образец является сферическое зеркало, в качестве источчика тепловой энергии используют кольцевой нагреватель с рефлектором, причем внутренний диаметр рефлектора на 20—

40% превышает диаметр каустики с месте

ЯХ„„1800334 А1 (я)5 G 01 N 22/00, G 01 R 27/26 изобретения: между сферическим и плоским зеркалами открытого резонатора введен дополнительный кольцевой нагреватель с рефлектором, излучение которого отражается сферическим зеркалом резонатора и направляется им на наружную поверхность образца, причем внутренний диаметр рефлектора на 20 — 40% больше диаметра каустики в месте расположения рефлектора, а расстояние между раскрывом рефлектора и сферическим зеркалом составляет 20-45% радиуса кривизны зеркала. Применение открытого резонатора с дополнительным кольцевым нагревателем позволяет производить измерения диэлектрических свойств в интервале температур

100 — 600 С в зависимости от величины относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь и их температурных коэффициентов, его расположения, а расстояние между раскрывом рефлектора и сферическим зеркалом составляет от 20 до 45% радиуса кривизны сферического зеркала.

Конструкция открытого резонатора показана на чертеже.

Сферическое охлаждаемое зеркало 1 и плоское зеркало-нагреватель 2 образуют полусферический открытый резонатор, связанный через волновод 3 и отверстие связи в центре сферического зеркала с измерительной аппаратурой (на чертеже не показана). Образец 4 расположен на плоском зеркале-нагревателе 2. Вокруг плоского зеркала 2 с образцом 4 расположен кольцевой нагреватель 5, состоящий из рефлектора 6 и нагревательного элемента 7. Плоское

1800334

45

55 зеркало 2 соединено с узлом настройки 8.

Кольцевой нагреватель 5 расположен между сферическим 1 и плоским 2 зеркалами таким образом, что его излучение, отраженное от сферического зеркала 1, практически полностью попадает на поверхность образца 4 (ход лучей показан на чертеже стрелками), а внутренний диаметр кольцевого нагревателя на 20-40% превышает диаметр каустической поверхности 9 в месте расположения нагревателя. Расстояние между раскрывом рефлектора 6 и сферическим зеркалом 1 составляет 20 — 45% радиуса кривизны зеркала 1. Термопары 10 и 11 установлены с двух сторон образца в контакте с его нижней и верхней поверхностями.

Работает резонатор следующим образом, Вначале его без образца настраивают в резонанс на частоту измерения перемещением плоского зеркала 2 с помощью узла настройки 8 и замечают положение зеркала и коэффициент передачи резонатора при резонансе. Затем образец 4 укладывают на зеркало и вновь настраивают резонатор в резонанс. Изменение положения плоского зеркала дает информацию об относительной диэлектрической проницаемости, а изменение коэффициента передачи — о тангенсе угла диэлектрических потерь материала образца, Температура поверхностей образца контролируется двумя термопарами — первая термопара 10 (неподвижная) встроена в плоское зеркало 2, вторая термопара 11 (подвижная) вводится в соп рикосновение с верхней поверхностью образца.

Включают нагреватель, встроенный в плоское зеркало (на чертеже не показан). После установления термодинамического равновесия в образце, когда показания термопар перестают изменяться во времени, включают дополнительный нагреватель 5, излучение ко- торого отражается от сферического зеркала 1

5 на образец 4. Мощность, подаваемую на дополнительный нагреватель 5, увеличивают до тех пор, пока показания подвижной термопары 11 не сравняются с показаниями термопары 10, что свидетельствует о постоянстве

10 температуры по толщине образца, После этого подвижную термопару 11 выводят за пределы каустики 9, настраивают резонатор в резонанс и определяют положение плоского зеркала и коэффициент передачи резонатора.

15 Затем изменяют мощность, подаваемую на нагреватель плоского зеркала, и повторяют операции уравновешивания температур и измерения положения плоского зеркала и коэффициента передачи резонатора.

Формула изобретения

Открытый резонатор для измерения параметров диэлектриков при нагреве, содер25 жащий сферическое зеркало и плоское зеркало — нагреватель, предназначенное для размещения образца, источник тепловой энергии, концентратором которой на образец является сферическое зеркало, о т л и ч а ю30 шийся тем, что, с целью упрощения, в качестве источника тепловой энергии используют кольцевой нагреватель с рефлектором, причем внутренний диаметр рефлектора на 20 — 40% превышает диаметр

35 каустики в месте его расположения, а расстояние между раскрывом рефлектора и сферическим зеркалом составляет 20-45% радиуса кривизны сферического зеркала.

1800334

45

Редактор С,Кулакова

Заказ 1159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Хюлм/

epmpg

Составитель А.Литовченко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Лисина