Концентратомер



Концентратомер
Концентратомер
Концентратомер

Владельцы патента RU 2536184:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения концентрации бинарных смесей различных жидких веществ, перекачиваемых по трубопроводам. Концентратомер содержит установленный на измерительном участке трубопровода с перекачиваемой жидкостью высокочастотный измерительный преобразователь, включающий отрезок длинной линии с чувствительным элементом в виде нагрузочного сопротивления на одном из его концов, размещенным на измерительном участке в некотором сечении трубопровода, и подключенный к его другому концу блок генерации электромагнитных колебаний и регистрации колебательной характеристики отрезка длинной линии, к выходу которого подсоединен первым входом блок вычислений, подключенный к индикатору. Он содержит также установленный на этом же измерительном участке в том же сечении трубопровода сверхвысокочастотный кольцевой резонатор, подключенный через элементы возбуждения и съема колебаний, соответственно, к СВЧ-генератору и блоку регистрации резонансной частоты электромагнитных колебаний этого резонатора, к выходу которого подключен вторым входом блок вычислений. Технический результат - повышение точности измерения. 3 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения концентрации бинарных смесей различных жидких веществ, перекачиваемых по трубопроводам.

Известны устройства для определения концентрации бинарных смесей различных жидкостей, в частности влагосодержания (Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Наука, 1989. С. 168-177). Эти устройства содержат радиоволновые (ВЧ и СВЧ) чувствительные элементы в виде антенн, волноводов, длинных линий, полосковых линий, резонаторов. В частности, для измерений в трубопроводах такие устройства содержат проточные объемные резонаторы с торцевыми элементами в виде металлических поляризационных решеток, отражающих пластин, запредельных волноводов (Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Наука, 1989. С. 173-174). Недостатком таких концентратомеров является невысокая точность измерения при изменении сортности контролируемых веществ, в частности базового вещества в смеси (эмульсии, растворе и др.).

Известно также техническое решение (SU 1497531, 30.07.1989), содержащее трубопровод с перекачиваемым веществом, два проточных объемных резонатора, включенных в качестве частотозадающих элементов в схемы соответствующих автогенераторов, блок вычислений и индикатор. Указанные резонаторы встроены в трубопровод на его измерительном участке последовательно. Устройство позволяет определять концентрацию (влагосодержание) вещества независимо от его сортности, являющейся функцией электрофизических параметров вещества. Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения. Обусловлено это контролем разных областей перекачиваемой жидкости, находящихся одновременно в электромагнитном поле двух проточных резонаторов, что заведомо предопределяет снижение точности измерения при изменении сортности (и, следовательно, электрофизических параметров) жидкости.

Известно также техническое решение (RU 2152024, 27.06.2000), содержащее описание устройства, наиболее близкого по технической сущности к предлагаемому концентратомеру и принятое в качестве прототипа. Устройство-прототип содержит первый чувствительный элемент в виде проточного объемного резонатора, установленного на измерительном участке трубопровода с перекачиваемым веществом и подключенного через элементы возбуждения и съема колебаний, соответственно, к СВЧ-генератору и блоку регистрации резонансной частоты электромагнитных колебаний этого резонатора, к выходу которого подсоединен первым входом блок вычислений, подключенный к индикатору. Оно содержит также высокочастотный измерительный преобразователь, включающий отрезок длинной линии со вторым чувствительным элементом в виде нагрузки на одном из его концов, размещенным на измерительном участке, и подключенный к его другому концу блок генерации ВЧ электромагнитных колебаний и регистрации колебательной характеристики отрезка длинной линии, к выходу которого подсоединен вторым входом блок вычислений.

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения. Обусловлено это тем, что чувствительный элемент в виде проточного СВЧ-резонатора обеспечивает получение информации об электрофизических параметрах жидкости, которая осреднена по объему этого резонатора. Этот объем может быть относительно большим: как диаметр резонатора, обусловленный значением диаметра трубопровода, так и его длина могут составлять несколько сантиметров. В то же время другой чувствительный элемент в виде ВЧ-резонатора на основе отрезка длинной линии позволяет получать данные о локальных, менее 1 см (вблизи оконечной нагрузки отрезка длинной линии), значениях электрофизических параметров жидкости. Это заведомо предопределяет снижение точности измерения при изменении сортности (и, следовательно, электрофизических параметров) жидкости. Поэтому даже совместная функциональная обработка информативных параметров этих двух чувствительных элементов не позволяет достичь требуемой инвариантности к электрофизическим параметрам базового вещества в контролируемой бинарной смеси жидкостей.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерения.

Технический результат в предлагаемом концентратомере достигается тем, что он содержит установленный на измерительном участке трубопровода с перекачиваемой жидкостью высокочастотный измерительный преобразователь, включающий отрезок длинной линии с первым чувствительным элементом в виде нагрузочного сопротивления на одном из его концов, размещенным на измерительном участке в некотором сечении трубопровода, и подключенный к его другому концу блок генерации электромагнитных колебаний и регистрации колебательной характеристики отрезка длинной линии, к выходу которого подсоединен первым входом блок вычислений, подключенный к индикатору, при этом он содержит также установленный на этом же измерительном участке в том же сечении трубопровода сверхвысокочастотный кольцевой резонатор, подключенный через элементы возбуждения и съема колебаний, соответственно, к СВЧ-генератору и блоку регистрации резонансной частоты электромагнитных колебаний этого резонатора, к выходу которого подключен вторым входом блок вычислений. Предлагаемый способ поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 и фиг. 3 изображено поперечное сечение трубопровода в сечении с элементами устройства (два варианта выполнения устройства).

Здесь введены обозначения: 1 - трубопровод с перекачиваемой жидкостью, 2 - отрезок длинной линии, 3 - нагрузочное сопротивление, 4 - блок генерации ВЧ электромагнитных колебаний и регистрации колебательной характеристики отрезка длинной линии, 5 - блок вычислений, 6 - кольцевой резонатор, 7 - СВЧ-генератор, 8 - элемент возбуждения электромагнитных колебаний, 9 - элемент съема электромагнитных колебаний, 10 - блок регистрации частоты электромагнитных колебаний резонатора, 11 - индикатор, 12 и 13 - открытые торцы кольцевого резонатора, 14 и 15 - приемопередающие антенны.

Устройство работает следующим образом.

Элементы конструкции устройства расположены на измерительном участке трубопровода 1 (фиг. 1). В ВЧ-измерительном преобразователе (первом измерительном канале), образованном отрезком длинной линии 2 с подключенным на его конце первым чувствительным элементом - нагрузочным сопротивлением (реактивной нагрузкой) 3, возбуждают электромагнитные колебания в ВЧ-диапазоне (~1-100 МГц). Для возбуждения электромагнитных колебаний в этом отрезке длинной линии и для определения одной из его колебательных характеристик, являющейся первым информативным параметром, служит блок 4.

Сверхвысокочастотный (СВЧ) кольцевой резонатор (второй чувствительный элемент) может быть выполнен в виде волновода 6 с открытыми торцами 12 и 13, расположенными в диаметральной плоскости трубопровода 1 на его измерительном участке и направленными внутрь трубопровода 1 навстречу друг другу (фиг. 2). При этом в области, образуемой волноводом 6 и поперечным сечением трубопровода 1 между открытыми концами волновода 6, в котором находится контролируемая жидкость, имеет место стоячая электромагнитная волна, возбуждаемая в рассматриваемой кольцевой структуре, резонирующей последовательно одной из частот дискретной совокупности частот (спектра) в зависимости от частоты подключенного СВЧ-генератора. В этом кольцевом резонаторе, располагаемом в той же диаметральной плоскости измерительного участка трубопровода 1, что и нагрузочное сопротивление 3 первого (высокочастотного) измерительного канала, с помощью СВЧ-генератора 7 (в диапазоне частот реально ~1-50 ГГц) через элемент возбуждения колебаний 8 возбуждают электромагнитные колебания. Определение второго информативного параметра - резонансной частоты электромагнитных колебаний данного кольцевого резонатора, снимаемых с помощью элемента 9, производят с помощью блока регистрации частоты 10.

В первом измерительном канале в качестве нагрузочного сопротивления отрезка длинной линии могут быть использованы электрическая емкость, индуктивность, металлический штырь. В последнем случае этот штырь может быть образован удлинением внутреннего проводника длинной линии; нагрузочное сопротивление образовано при этом данным штырем и стенкой трубопровода. Для увеличения амплитуды принимаемого сигнала, поступающего с отрезка длинной линии в блок 9, штырь может быть покрыт диэлектрической оболочкой; при этом контролируемая жидкость с произвольными электрофизическими параметрами характеризуется в отрезке длинной линии эффективной диэлектрической проницаемостью двухслойной среды (контролируемой жидкости и оболочки). В ВЧ-измерительном преобразователе, образованном отрезком длинной линии 2 с подключенным на его конце нагрузочным сопротивлением 3, возбуждают электромагнитные колебания в ВЧ-диапазоне (~1-100 МГц). Для возбуждения электромагнитных колебаний в этом отрезке длинной линии и для определения одной из его колебательных характеристик, являющейся первым информативным параметром, служит блок 4.

Измеренные значения обоих информативных параметров поступают с соответствующих блоков 4 и 10 на первый и второй входы блока вычислений 5, соответственно. С его выхода сигнал, полученный в результате совместного преобразования выходных сигналов блоков 4 и 10, поступает на индикатор 11. Этот сигнал соответствует высокоточному значению концентрации бинарной смеси, не зависящему от электрофизических параметров (диэлектрической проницаемости) базового вещества этой смеси, степень содержания в котором другого вещества, в частности содержания воды или иного обладающего частотной дисперсией вещества, подлежит определению.

Взаимное расположение реактивной нагрузки 3, например штыря, отрезка длинной линии 2 и открытых торцов 12 и 13 СВЧ кольцевого резонатора на измерительном участке трубопровода 1 может быть произвольным, в частности таким, как это показано на фиг. 2. Здесь все эти элементы расположены в одном и том же диаметральном сечении измерительного участка; нагрузочное сопротивление 3 встроено в стенку трубопровода 1 (нагрузочное сопротивление - штырь 3 пропущен через изолятор в стенке трубопровода 1).

СВЧ кольцевой резонатор может иметь на концах 12 и 13 волновода 6 приемопередающие антенны 14 и 15, соответственно (фиг. 3). Эти антенны установлены в диаметральной плоскости трубопровода 1 на его измерительном участке друг напротив друга и направлены внутрь трубопровода навстречу друг другу и соединяющего их волновода 6. Такая конструкция кольцевого резонатора целесообразна при измерениях в трубопроводе достаточно большого диаметра для концентрации электромагнитной энергии в пределах узкого луча и, тем самым, повышения добротности кольцевого резонатора.

В данном устройстве, как и в других устройствах (SU 1497531, 30.07.1989; RU 2152024, 27.06.2000), принципиальную роль играет наличие частотной дисперсии диэлектрической проницаемости в используемых для измерений частотных диапазонах у хотя бы одного из веществ в их смеси (эмульсии, растворе и др.). При этом другое вещество такой дисперсией может не обладать, что характерно для многих реальных веществ, в частности нефти и нефтепродуктов. Частотной дисперсией в СВЧ-диапазоне обладают, например, вода, спирты, другие полярные жидкости. Так, у воды диэлектрическая проницаемость на частотах менее 100 МГц имеет значение около 80, а на частотах СВЧ-диапазона она значительно ниже (например, ~65 при частотах ~10 ГГц). Контролируемое вещество характеризуется диэлектрической проницаемостью ε(εв1, εв2, K), где εв1 и εв2 - значения диэлектрической проницаемости веществ (обозначено «в1» «в2»), концентрация K смеси (эмульсии, раствора и др.) которых подлежит определению. Для проведения измерений необходимо знание аналитического выражения для ε для двух используемых ВЧ и СВЧ диапазонов частот; в отсутствие такой расчетной зависимости для каких-либо контролируемых веществ она устанавливается экспериментально с последующей ее аппроксимацией соответствующим аналитическим выражением. Расчетные соотношения для конкретных контролируемых веществ приведены в техническом решении (SU 1497531, 30.07.1989).

В качестве информативного параметра в первом (ВЧ) измерительном канале, реализуемом на основе отрезка длинной линии 3, могут быть использованы: резонансная частота ƒ(K) электромагнитных колебаний отрезка длинной линии; входной импеданс Zвх(K) отрезка длинной линии; фазовый сдвиг Δφ(K) падающих (от генератора к нагрузке) и отраженных (от нагрузки к регистратору) электромагнитных волн.

Осуществляя в блоке вычислений 5 совместное функциональное преобразование двух информативных параметров - одной из колебательных характеристик отрезка длинной линии 2 и резонансной частоты СВЧ кольцевом резонатора 6 и, можно определить с высокой точностью значение концентрации K независимо от электрофизических параметров (диэлектрической проницаемости) одного (базового из веществ в их смеси); это вещество может быть как неполярным диэлектриком, как это рассмотрено в прототипе, так и иметь иные электрофизические параметры. При этом решение составленной системы уравнений для зависимости ε от информативных параметров на двух рабочих частотах ВЧ и СВЧ диапазонов позволяет определить также и значение диэлектрической проницаемости самого базового вещества в смеси веществ и, следовательно, дать характеристику этому веществу, например определить его сортность.

Расположение обоих чувствительных элементов в одной и той же диаметральной плоскости измерительного участка трубопровода позволяет воспринимать информацию о концентрации бинарной смеси в одном и том же сечении трубопровода, что тем самым обеспечивает повышение точности измерений.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определять концентрацию бинарной смеси (эмульсии, раствора и др.) с высокой точностью независимо от электрофизических параметров (диэлектрической-проницаемости) базового вещества в смеси.

Концентратомер, содержащий установленный на измерительном участке трубопровода с перекачиваемой жидкостью высокочастотный измерительный преобразователь, включающий отрезок длинной линии с чувствительным элементом в виде нагрузочного сопротивления на одном из его концов, размещенным на измерительном участке в некотором сечении трубопровода, и подключенный к его другому концу блок генерации электромагнитных колебаний и регистрации колебательной характеристики отрезка длинной линии, к выходу которого подсоединен первым входом блок вычислений, подключенный к индикатору, отличающийся тем, что он содержит также установленный на этом же измерительном участке в том же сечении трубопровода сверхвысокочастотный кольцевой резонатор, подключенный через элементы возбуждения и съема колебаний, соответственно, к СВЧ-генератору и блоку регистрации резонансной частоты электромагнитных колебаний этого резонатора, к выходу которого подключен вторым входом блок вычислений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения концентрации бинарных смесей различных жидких веществ, перекачиваемых по трубопроводам.

Изобретение относится к устройству измерения физических свойств жидкости в емкости. Повышение точности измерения является техническим результатом заявленного устройства, которое представляет собой первый рабочий чувствительный элемент в виде первого резонатора - отрезка коаксиальной линии, заполняемого контролируемой жидкостью, между полым внутренним и наружным проводниками которого размещена совокупность одного или более соосных с ними и вложенных один в другой металлических цилиндров, поочередно короткозамкнутых и разомкнутых на одном из их концов, и эталонный чувствительный элемент в виде второго резонатора, заполняемого эталонной жидкостью, являющегося полостью внутреннего проводника первого резонатора, при этом оба резонатора подключены через соответствующие элементы возбуждения и съема колебаний и линии связи этих резонаторов с соответствующими электронными блоками, выходы которых подсоединены к входу функционального преобразователя, подсоединенного выходом к индикатору.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования биологических объектов. Приемное устройство радиометра включает в себя по меньшей мере один радиометр (83) и установочный модуль (824) для фиксации радиометра (83).

Предложенное изобретение относится к способу обнаружения минерала в целевом материале, способу сортировки сырьевого потока материла и устройству для определения присутствия целевого минерала в материале.

Настоящее изобретение относится к детектору микроволнового излучения для измерения внутренней температуры образца белковосодержащего вещества, например мяса. Заявлено устройство тепловой обработки, предназначенное для тепловой обработки белковосодержащих пищевых продуктов (3) и включающее детектор (1) микроволнового излучения для измерения внутренней температуры белковосодержащего пищевого продукта (3), средство перемещения для транспортировки продуктов (3) через устройство в направлении перемещения (y-направление), так что продукты (3) проходят под неподвижным детектором (1), и средства воздействия на тепловую обработку, управляемые по сигналу детектора (1).

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано для измерения электрофизических параметров материалов. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности до порядка 1 микрометра, а также повышении чувствительности до уровня, достаточного для определения параметров материалов с диэлектрической проницаемостью в диапазоне 1.5÷400 и проводимостью в диапазоне 2·10-2 Oм-1·м-1÷107 Ом-1·м-1.Заявленное устройство содержит СВЧ-генератор с подключенным к нему прямоугольным волноводом, имеющим измерительное устройство с волноводной резонансной системой в качестве оконечного устройства, причем оконечное устройство содержит емкостную металлическую диафрагму, согласно решению на емкостную металлическую диафрагму наложен плоскопараллельный образец диэлектрика с площадью, равной площади фланца волновода, а на образец диэлектрика наложен зонд в виде металлической проволоки с длиной от 12 до 20 мм и диаметром от 0,1 до 0,5 мм с заостренным концом, изогнутым под прямым углом, отрезок зонда большей длины расположен на диэлектрической пластине перпендикулярно щели в диафрагме, отрезок зонда с заостренным концом меньшей длины перпендикулярен плоскости образца диэлектрика, при этом толщина плоскопараллельного образца диэлектрика t выбрана из условия t ε 〈 〈 λ в , где λв - длина волны основного типа в волноводе, ε - диэлектрическая проницаемость пластины.

Использование: для контроля человеческого тела посредством волн миллиметрового диапазона. Сущность изобретения заключается в том, что устройство обнаружения миллиметровых волн включает в себя оптические устройства (30, 50, 60), используемые для приема излучения миллиметровых волн от обнаруживаемого объекта и сбора принимаемых миллиметровых волн; радиометрическое приемное устройство (80), используемое для приема энергии собранных миллиметровых волн и преобразования энергии миллиметровых волн в электрический сигнал; и устройство формирования изображения, используемое для формирования температурного изображения обнаруживаемого объекта в соответствии с электрическим сигналом.

Использование: для досмотра людей с использованием излучения. Сущность изобретения заключается в том, что система для досмотра субъекта (Р) содержит кабину (10), в которой имеется зона (16) анализа, предназначенная для размещения субъекта (Р), подлежащего досмотру, рамку (30), расположенную внутри кабины (10), при этом в рамке имеется полая часть (32), множество датчиков (31), расположенных на рамке (30), причем каждый датчик выполнен с возможностью сбора информации из полой части (32) и формирования сигналов, представляющих указанную информацию, привод (20) для перемещения рамки (30) внутри кабины (10), причем движение полой части (32) при перемещении рамки (30) определяет область (33) действия рамки, при этом указанная зона анализа является частью области действия рамки, устройство (60) обработки для анализа сигналов, сформированных каждым из множества датчиков (31), и для обнаружения, на основе указанных сигналов, возможного присутствия искомых предметов в зоне (16) анализа.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат - расширение функциональных возможностей одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких полупроводниковых эпитаксиальных слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка».

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения электропроводности и толщины слоя полупроводника на поверхности диэлектрика, и может найти применение в различных отраслях промышленности при контроле свойств полупроводниковых слоев.

Изобретение относится к области противодействия терроризму и может быть использовано в системах защиты объектов. Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств содержит СВЧ передающее устройство с частотой f1, СВЧ передающее устройство с частотой f2, СВЧ приемное устройство комбинационных частот второго порядка, СВЧ приемное устройство комбинационных частот третьего порядка. Дополнительно в устройство введены блоки измеритель отношения амплитуд сигналов комбинационных частот второго и третьего порядка, регистратор низкочастотного контактного шума и регистратор периодической инфразвуковой составляющей. Изобретение позволяет повысить дальность обнаружения осколочных взрывных устройств на фоне помех от электронных компонентов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии, и может быть использовано для контроля эндодонтического лечения постоянных зубов. Проводят исследование кривизны корневого канала зуба на конусно-лучевом компьютерном томографе «Picasso Trio» с программой Ezlmplant. Компьютерный томограф обрабатывает изображение и передает его на компьютер. В программе Ezmplant находятся четыре активных окна изображений объекта: зубы верхней и нижней челюстей во фронтальной - coronal view, сагиттальной - sagittal view, аксиальной - axial view проекциях и 3D-реконструкция объекта. Настраивают толщину среза тканей челюстно-лицевой области пациента в 1 мм для всех активных окон изображения, после чего выбирают для работы изображение исследуемого зуба в нужном активном окне. Устанавливают курсор мыши в активном окне и нажатием кнопки «enter» клавиатуры убирают оси, слева в меню программы в разделе Measure - измерение - активизируют функцию Angle - измерение углов - нажатием основной кнопки мыши. Автоматически в меню программы активизируется раздел «Tool Options», в котором выбирают метод измерения угла «4-Point Click» - по 4-м точкам. Далее курсор мыши устанавливают за пределами зуба, для наглядности, ориентируясь на устье корневого канала и наиболее явную точку изгиба просвета корневого канала и нажатием на клавишу мыши за пределами зуба получают первую точку первой линии. Проводят первую линию ориентировочно через вершину строящегося треугольника и выводят за пределы зуба, перекрывая просвет корневого канала. Нажатием на клавишу мыши обозначают вторую точку первой линии, получают линию №1 - одну сторону определяемого угла искривления корневого канала зуба - точки 1 и 2. Перемещают курсор на предполагаемую вершину угла треугольника, определяющего величину искривления корневого канала зуба, линии при этом неразрывны между собой. Нажатием на клавишу мыши обозначают первую точку второй линии - третья точка. Затем смещают курсор в сторону верхушки корня, проводя линию через нее за пределы зуба, перекрывая просвет корневого канала, и обозначают вторую точку второй линии - четвертая точка; получают точку 4 - вторую точку второй линии. Выключают функцию Angle, активизируют все четыре точки угловой конструкции и уточняют их положение, получая конечную величину угла искривления корневого канала в градусах, которую компьютерная программа рассчитывает автоматически. С учетом величины искривления корневого канала выбирают инструменты для качественной эндодонтической обработки корневого канала. Способ позволяет точно измерить углы искривления корневых каналов зубов за счет возможности многократной активизации всех элементов угловой конструкции и коррекции расположения точек и линий угловой конструкции. 5 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами по нормали к ней, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны. Зондирование осуществляют электромагнитными волнами фиксированной частоты, производят смешение зондирующих и принимаемых электромагнитных волн, предварительно определяют основной фазовый сдвиг этих волн в отсутствие покрывающего слоя на поверхности дороги, затем определяют фазовый сдвиг этих волн при наличии этого слоя и по величине дополнительного фазового сдвига по отношению к основному фазовому сдвигу судят о состоянии поверхности дороги. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных бесконтактных измерений физических параметров (влажности, плотности, массы, толщины и др.) различных листовых материалов, движущихся или находящихся в стационарных условиях. В частности, это устройство может быть применено для определения технологических параметров бумажного, картонного и т.п. полотна в процессе его производства. Технический результат - повышение точности измерения. Устройство для измерения физических параметров диэлектрического листового материала содержит волноводный прямоугольный резонатор, выполненный в виде совокупности двух расщепленных в поперечной плоскости идентичных частей, в щели между которыми параллельно ей помещен листовой материал, подсоединенные к данному резонатору с помощью элементов связи генератор электромагнитных колебаний и электронный блок. В полости каждой из частей резонатора, в котором возбуждены колебания типа H10n, n=1, 2, …, у ее короткозамкнутого торца установлена диэлектрическая вставка с тем же поперечным размером, что и у резонатора, ее продольный размер имеет величину d = L / 2 n ε − 1 , где L - длина резонатора в продольной плоскости, ε - диэлектрическая проницаемость материала каждой вставки. Резонатор может быть снабжен запредельным волноводом, образованным совокупностью двух параллельных друг другу и листовому материалу металлических полос, каждая из которых подсоединена к свободному краю соответствующей половины расщепленной полости. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических свойств (концентрации, смеси веществ, влагосодержания, плотности и др.) жидкостей, находящихся в емкостях (технологических резервуарах, измерительных ячейках и т.п.). В частности, оно может быть применено в пищевой промышленности для измерения концентрации водно-спиртовых растворов. Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение реализации устройства и повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для измерения физических свойств жидкости, содержащем отрезок коаксиальной длинной линии, два чувствительных элемента, рабочий и эталонный, в виде отрезков коаксиальной линии, заполняемых, соответственно, контролируемой жидкостью и эталонной жидкостью, электронный блок и подсоединенный к его выходу регистратор, каждый чувствительный элемент подсоединен в качестве оконечной нагрузки к соответствующему концу отрезка коаксиальной длинной линии, к которому подключен электронный блок, причем центральный проводник и внутренняя поверхность внутреннего цилиндра подсоединены, соответственно, к внутреннему и наружному проводникам на одном конце отрезка коаксиальной длинной линии, а наружная поверхность внутреннего цилиндра и наружный цилиндр подсоединены, соответственно, к внутреннему и наружному проводникам на другом конце отрезка коаксиальной длинной линии. 1 ил.
Предложен способ определения диэлектрической проницаемости и толщины твердых образцов на металле. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения толщины и диэлектрической проницаемости материала на металле. Способ предусматривает возбуждение электромагнитного колебания определенной пространственной структуры и измерение резонансных частот при замене одного из торцов резонатора образцом поочередно стороной покрытия и металла, для чего дополнительно на одной из торцевых стенок устанавливают диэлектрик высотой h, диэлектрической проницаемостью εд и диаметром, равным диаметру резонатора, возбуждают пространственное колебание типа H011, измеряют резонансные частоты резонатора f1 и f2 соответственно при установке на открытую противоположную торцевую стенку образца поочередно стороной покрытия и металлической подложки, закрывают открытую торцевую стенку, измеряют резонансные частоты f3 и f4 соответственно при замене другой торцевой стенки, где расположен возмущающий диэлектрик, образцом поочередно стороной покрытия и металлической подложки, по разности частот Δf21=f2-f1 определяют толщину покрытия Δh, а по разности Δf43-Δf21 определяют диэлектрическую проницаемость εn покрытия на металле, где Δf43=f4-f3, при этом, варьируя высоту h и диэлектрическую проницаемость εд возмущающего резонатор диэлектрика, можно изменять чувствительность к диэлектрической проницаемости εn покрытия на металле. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны, определяют фазовый сдвиг между падающими и отраженными волнами или изменение амплитуды (мощности) принимаемых волн по отношению к их значениям для падающих волн, предварительно определяют, соответственно, основной фазовый сдвиг этих волн или основное изменение амплитуды (мощности) этих волн в отсутствие покрывающего слоя на поверхности дороги. В поверхностный слой контролируемого участка дороги встраивают пассивный отражатель падающих на него электромагнитных волн в направлении, противоположном направлению зондирующих волн. Зондирование осуществляют электромагнитными волнами фиксированной частоты под некоторым углом, отличным от прямого угла, и по величине дополнительного фазового сдвига по отношению к основному фазовому сдвигу или дополнительного изменения амплитуды (мощности) принимаемых волн по отношению к основному изменению амплитуды (мощности) этих волн судят о состоянии поверхности дороги. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах. Способ предусматривает заполнение цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, исследуемой жидкостью, удаление через время t≥10 сек жидкости из полости резонатора с оставлением влаги на нижней торцевой стенке, возбуждение электромагнитных колебаний типа H011 и оценку по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора объемной концентрации осажденной влаги, при этом измерения добротности проводят в условиях возмущения электромагнитного поля резонатора полым диэлектрическим стержнем, расположенным на оси резонатора, при этом толщина его стенок Δ≥0,5 мм, а отношение диаметра полого стержня из диэлектрика d∂ к диаметру резонатора dOP выбирают из условия, что оно более или равно 0,1, что обеспечивает повышение чувствительности способа при одновременном упрощении аппаратурного выполнения устройства. 4 ил.

Изобретение относится к медицинской технике. Антенна-аппликатор для неинвазивного измерения температуры внутренних тканей биологического объекта содержит закрытый с одного конца отрезок волновода (1), частично или полностью заполненный диэлектриком (2). На противоположном открытом конце отрезка волновода (1) расположена диэлектрическая пластина (3), предназначенная для контакта с биологическим объектом. Устройство возбуждения электромагнитных волн антенны-аппликатора выполнено в виде металлического проводника (4) и делителя мощности (5). Проводник (4) расположен на диэлектрической пластине (3) со стороны закрытого конца волновода (1) и установлен параллельно широкой боковой стенке волновода (1). Входы делителя мощности (5) электрически соединены с противоположными концами проводника (4), а выход делителя мощности (5) является выходом подключения к радиотермометру. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области дистанционного измерения физических характеристик объектов, в частности диэлектрической проницаемости диэлектриков. Технический результат - повышение точности определения диэлектрической проницаемости. В способе дистанционного определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, включающем облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на N частотах, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, регистрируют сигнал, прошедший через диэлектрический объект, затем определяют зависимость выражения: где N - количество частот СВЧ-излучения, k - номер частоты СВЧ-излучения из N частот, fk - k-я частота СВЧ-излучения из N частот, i - мнимая единица, с - скорость света в вакууме, Аобъектk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства, Фобъектk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства, выраженная в радианах, Аcnk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства, Фcnk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства, от x - координаты по оси X, соединяющей средство регистрации и источник СВЧ-излучения, определяют значение хmax, при котором F имеет максимальное значение, и определяют диэлектрическую проницаемость по формуле: где L - физический размер диэлектрического объекта вдоль оси X. Технический результат - повышение точности определения диэлектрической проницаемости движущихся диэлектрических объектов, а также обеспечение возможности реализации способа независимо от освещения диэлектрического объекта.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-12-20 2014-12-19T21:52:25
Наверх