Способ бесконтактного измерения комплексной диэлектрической проницаемости полупроводящих жидкостей

Использование: для создания устройств бесконтактного измерения комплексной диэлектрической проницаемости. Сущность изобретения заключается в том, что способ измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидкостей заключается в том, что материал облучают электромагнитной волной по нормали к поверхности, измеряют интенсивность отраженной волны, при этом в исследуемую полупроводящую среду погружается плоская металлическая пластина, определяется зависимость интенсивности отраженного поля от глубины погружения, при этом искомый параметр определяется подбором до максимального совпадения положений максимумов и минимумов измеренной интерференционной зависимости с рассчитанной. Технический результат: обеспечение возможности создания бесконтактного способа измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидких полупроводящих жидкостей. 3 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для создания устройств бесконтактного измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидкостей. В частности, способ может быть применен для контроля качества нефтепродуктов, сжиженных газов, спирта, кислот и др. Суть изобретения заключается в сравнении измеренной и расчетной интерференционной зависимости коэффициента отражения от ширины слоя исследуемой жидкости и выбор соответствующего значения комплексной диэлектрической проницаемости.

Известен способ бесконтактного одновременного определения комплексной диэлектрической и магнитной проницаемости материалов с помощью облучения образца импульсным сигналом с последующим анализом искаженного средой электромагнитного отклика [патент РФ №2610878].

К числу недостатков этого метода можно отнести обязательное требование отсутствия отражения от нижнего края образца; равно его применимость для диэлектриков с существенным поглощением.

Наиболее близким по способу измерения является устройство [патент РФ №2575767], являющееся прототипом данной заявки. Однако, из-за обязательного условия наличия отраженной волны от дна емкости, данный способ пригоден в большей степени для диэлектриков без потерь. Предлагаемая формула определения диэлектрической проницаемости не содержит мнимую часть.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание бесконтактного способа измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидких полупроводящих жидкостей.

Технический результат достигается тем, что жидкость облучают электромагнитной волной по нормали к поверхности, измеряют интенсивность отраженной волны в зависимости от глубины погружения плоской металлической пластины, при этом искомый параметр определяется из подбора до максимального совпадения положений максимумов и минимумов измеренной интерференционной зависимости с рассчитанной по формуле: ω=2π/λ, λ - длина волны в вакууме, ε2 - комплексная диэлектрическая проницаемость исследуемой жидкости, ε3 - комплексная диэлектрическая проницаемость металлической пластины определяемой по формуле Друде, d - толщина зондируемого слоя, i - мнимая единица [Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука. 1973. -344 с.].

Способ реализуется следующим образом. На фиг. 1 представлена схема экспериментальной установки. Рупорные антенны излучают (1) и принимают (2) линейно поляризованную электромагнитную волну по нормали к поверхности жидкости (3), а поворотом направляющих штырей (4 и 5) обеспечивается положение металлической пластины (6) - толщина зондируемого слоя. Поворот направляющих на угол 45° при шаге резьбы 1.5 мм будет соответствовать поднятию или опусканию пластины на 1.5 мм/8=0.1875 мм.

На фиг. 2 и 3 приведены измеренные и расчетные зависимости отраженного сигнала от глубины погружения пластины в среду при частоте излучения 40 ГГц. В роли исследуемой жидкости выступало растительное масло с комплексной диэлектрической проницаемостью ε2=2.3-i0.08999 для указанной частоты.

Предлагаемый способ может быть применен для определения комплексной диэлектрической проницаемости полупроводящих жидкостей.

Способ измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидкостей заключающийся в том, что материал облучают электромагнитной волной по нормали к поверхности, измеряют интенсивность отраженной волны отличающийся тем, что в исследуемую полупроводящую среду погружается плоская металлическая пластина, определяется зависимость интенсивности отраженного поля от глубины погружения, при этом искомый параметр определяется подбором до максимального совпадения положений максимумов и минимумов измеренной интерференционной зависимости с рассчитанной по формуле:

,

где

, , , , , ω = 2π/λ, λ - длина волны в вакууме, ε2 - комплексная диэлектрическая проницаемость исследуемой жидкости, ε3 - комплексная диэлектрическая проницаемость металлической пластины, определяемая по формуле Друде, d - толщина зондируемого слоя, i - мнимая единица.



 

Похожие патенты:

Использование: для определения сверхвысокочастотных параметров материала. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает измерение мощности и фазы прошедшей волны между передающей и приемной антеннами без образца материала, установку образца материала на вращающую подставку в центре полигона между передающей и приемной антеннами, измерение мощности и фазы прошедшей волны между передающей и приемной антеннами с образцом материала, вычисление мощности и фазы прошедшей волны между передающей и приемной антеннами с расположенным между ними образцом материала и без него, расчет мощности и фазы комплексных сверхвысокочастотных параметров материала, при этом в полосе частот измеряют угловые зависимости мощности и фазы прошедшей и отраженной волн при повороте образца материала между передающей и приемной антеннами в двух перпендикулярных плоскостях поляризации, по измеренным угловым зависимостям мощности и фазы отраженной волны определяют углы Брюстера, а комплексные величины сверхвысокочастотных параметров рассчитывают по мощностям и фазам поля прошедшего через образец материала при нормальном падении и повернутого под углом Брюстера, причем, если не определяется угол, соответствующий углу Брюстера для поляризации с вектором электрического поля, перпендикулярным плоскости падения падающей волны, то для этой поляризации используется величина угла Брюстера для поляризации с вектором электрического поля в плоскости падения падающей волны.

Изобретение относится к области физики, а именно к анализу материалов путем бесконтактного определения удельного электросопротивления нагреваемого в индукторе высокочастотного индукционного генератора металлического образца цилиндрической формы в диапазоне температур 1000-2500 К.

Изобретение относится к способу мониторинга в режиме реального времени рабочего состояния емкостного датчика. Оно находит свое применение, представляющее особый интерес, но не единственное, в измерении хода лопаток в ротационной машине или в турбомашине, такой как турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель самолета или, например, турбина электрогенератора.

Изобретение относится к способу мониторинга в режиме реального времени рабочего состояния емкостного датчика. Оно находит свое применение, представляющее особый интерес, но не единственное, в измерении хода лопаток в ротационной машине или в турбомашине, такой как турбореактивный двигатель или турбовинтовой двигатель самолета или, например, турбина электрогенератора.

Изобретение относится к электрическим измерениям. Сущность изобретения заключается в том, что в последовательную цепь устройства для измерения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток двухобмоточного трансформатора дополнительно включена обмотка вспомогательного двухобмоточного трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, а свободные обмотки исследуемого и вспомогательного трансформаторов соединены последовательно встречно, причем коэффициент трансформации вспомогательного трансформатора подобран равным коэффициенту трансформации измеряемого трансформатора.

Изобретение относится к электрическим измерениям. Сущность изобретения заключается в том, что в последовательную цепь устройства для измерения индуктивностей рассеяния отдельных обмоток двухобмоточного трансформатора дополнительно включена обмотка вспомогательного двухобмоточного трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, а свободные обмотки исследуемого и вспомогательного трансформаторов соединены последовательно встречно, причем коэффициент трансформации вспомогательного трансформатора подобран равным коэффициенту трансформации измеряемого трансформатора.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния изоляции асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Использование: для обнаружения недозволенных предметов или веществ. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для обнаружения недозволенных предметов или веществ содержит опорное основание, выполненное с возможностью приема по меньшей мере одной обутой в обувь ноги человека, подлежащего проверке, при этом оно также содержит средство измерения электрической емкости, создаваемой подошвой обуви, расположенной на опорном основании.

Заявляемое изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к вопросам диагностики и мониторинга электрооборудования, позволяющим контролировать техническое состояние конденсаторов связи класса напряжения 110-500 кВ.

Использование: для обнаружения недозволенных предметов или веществ. Сущность изобретения заключается в том, что устройство обнаружения недозволенных предметов или веществ содержит опорное основание, выполненное с возможностью приема по меньшей мере одной обутой в обувь ноги человека, подлежащего проверке, средство, выполненное с возможностью обнаружения в подошве расслоения в результате вертикального наложения путем обнаружения последовательных отраженных сигналов после испускания волн в направлении подошвы; средство, выполненное с возможностью определения сигнала, характеризующего расчетную высоту подошвы, а также оно дополнительно содержит средство для выполнения стандартизации сигнала, поступающего от средства обнаружения вертикального расслоения, на основании сигнала, характеризующего расчетную высоту подошвы.

Настоящее изобретение относится к способу измерения гемолиза или гематокрита в образце крови, включающему: a) измерение проводимости образца крови по меньшей мере на трех многочастотных входах переменного тока; b) вычисление значения иммиттанса за каждый из по меньшей мере трех многочастотных входов переменного тока; и c) подвергание каждого значения иммиттанса, вычисленного на этапе b), одной из (1) функции, которая отображает значения иммиттанса к уровням лизированной крови, и определение уровня лизированной крови в образце, или (2) функции, которая отображает значения иммиттанса к уровням гематокрита, и определение уровня гематокрита в образце, в то же время компенсируя уровень электролита образца.

Использование: для исследования любых акваторий Мирового океана. Сущность изобретения заключается в том, что заданный участок морской поверхности облучают, при углах падения, когда рассеянный назад сигнал определяет резонансный механизм, радиоволнами СВЧ диапазона на вертикальной и на горизонтальной поляризациях, причем на одной и той же частоте принимают рассеянный назад сигнал на вертикальной и на горизонтальной поляризациях, вычисляют поляризационное отношение, этот же участок морской поверхности облучают радиоволнами на той же частоте при малых углах падения, когда рассеянный назад сигнал определяет механизм квазизеркального отражения, определяют дисперсию локальных углов наклона морской поверхности, по полученным значениям дисперсии пересчитывают поляризационное отношение на ситуацию, когда резонансные волны распространяются по плоской поверхности, и по нему вычисляют относительную диэлектрическую проницаемость.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам определения натамицина в виноматериалах и винах. Для этого пробу разбавляют водой и центрифугируют.

Изобретение относится к области контроля хода технологических процессов путём исследования свойств органических и неорганических веществ и жидкостей электрофизическими методами, в частности к оперативным методам контроля и регулирования стадии переэтерификации в процессе производства алкидных лаков.

Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств жидкостей путем измерения электрической проводимости. Устройство для регистрации электропроводимости жидкостей состоит из кондуктометрического датчика, в состав которого входят опорный генератор, выход которого соединен со входом первого формирователя сигнала прямоугольных импульсов, причем его выход соединен с входом трансформаторного преобразователя и кюветой с электролитической жидкостью, при этом согласно изобретению дополнительно введен усилитель, вход которого соединен с выходом трансформаторного преобразователя, а выход со входом второго формирователя, причем выход второго формирователя соединен с одним из входов формирователя искусственного сигнала, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора, а третий с выходом делителя частоты, при этом вход делителя частоты соединен с выходом генератора опорной частоты, выход формирователя искусственного сигнала соединен с входом избирательного фильтра, выход которого соединен с входом компаратора, далее с одним из входов фазового формирователя, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности, к способу количественного определения хлорида калия - побочного продукта в производстве субстанции ферроцина, который может быть использован в исследовательской и производственной практике.

Изобретение относится к физике коллоидов и может быть использовано для определения функции распределения коллоидных частиц по размерам. Заявлен способ измерения функции распределения коллоидных частиц по размерам в водных растворах, включающий помещение исследуемого коллоидного раствора в ячейку, представляющую собой плоский конденсатор, поляризацию раствора под действием внешнего электрического поля с напряженностью 1-103 В/см, измерение характеристик среды, их компьютерную обработку.

Использование: для дистанционного контроля относительной диэлектрической проницаемости среды под границей атмосфера-океан на разных акваториях Мирового океана. Сущность изобретения заключается в том, что контролируемый участок морской поверхности облучают СВЧ-радиоволнами на наклонной поляризации, регистрируют рассеянный назад сигнал одновременно на вертикальной и горизонтальной поляризациях, затем вычисляют поляризационное отношение, по которому рассчитывают относительную диэлектрическую проницаемость среды под границей атмосфера-океан.

Использование: для определения свойств многокомпонентных сложнолегированных жаропрочных расплавов, основанного на изучении крутильных колебаний цилиндрического тигля с расплавом.

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано для измерения электропроводности жидких сред. Устройство для измерения электропроводности жидкости содержит генератор синусоидальных сигналов, управляемый делитель частоты, питающий трансформатор с обмоткой возбуждения, измерительный трансформатор с измерительной обмоткой, замкнутый виток из электропроводящей исследуемой жидкости, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), виток, охватывающий трансформатор возбуждения, виток, охватывающий измерительный трансформатор, ключ, образцовую проводимость известной величины, схему управления, вычислительное устройство.

Использование: для создания устройств бесконтактного измерения комплексной диэлектрической проницаемости. Сущность изобретения заключается в том, что способ измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидкостей заключается в том, что материал облучают электромагнитной волной по нормали к поверхности, измеряют интенсивность отраженной волны, при этом в исследуемую полупроводящую среду погружается плоская металлическая пластина, определяется зависимость интенсивности отраженного поля от глубины погружения, при этом искомый параметр определяется подбором до максимального совпадения положений максимумов и минимумов измеренной интерференционной зависимости с рассчитанной. Технический результат: обеспечение возможности создания бесконтактного способа измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидких полупроводящих жидкостей. 3 ил.

Наверх