Способ определения мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков со слабым поглощением в диапазоне 22-40 ггц

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения диэлектрической проницаемости жидкостей. Сущность: исследуемую среду облучают по нормали плоской электромагнитной волной, в которой опускается плоская металлическая пластина. Определяется зависимость интенсивности отраженного поля от ширины слоя исследуемой жидкости. При этом сначала определяется вещественная часть комплексной диэлектрической проницаемости. Затем вычисляется мнимая часть методом подбора до максимального совпадения расчетного и измеренного положения самого глубокого минимума интерференционной зависимости коэффициента отражения от глубины погружения металлической пластины в исследуемое вещество. Технический результат: ускорение в целом процесса определения комплексной диэлектрической проницаемости слабо поглощающих жидких диэлектриков. 4 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для создания устройств бесконтактного измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидкостей. Отсутствие прямого контакта приемо-передающих устройств с исследуемыми средами позволяет использовать метод для измерений температурных зависимостей комплексной диэлектрической проницаемости жидкостей, в том числе химически активных веществ.

Суть изобретения заключается в том, что сначала определяется вещественная часть комплексной диэлектрической проницаемости согласно [Патент РФ № 2766059], затем вычисляется мнимая часть методом подбора до максимального совпадения расчетного и измеренного положения самого глубокого минимума интерференционной зависимости коэффициента отражения от глубины погружения металлической пластины в исследуемое вещество.

Известны способы бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидкостей, заключающиеся в том, что образцы облучают электромагнитным полем и измеряют параметры искаженного сигнала [патент РФ №2194270, №2563581, №2234075, №2728250].

Прототипом данной заявки является способ бесконтактного определения комплексной диэлектрической проницаемости жидкостей, в котором искомое значение определялось подбором до максимального совпадения положений максимумов и минимумов измеренной интерференционной зависимости коэффициента обратного отражения от ширины слоя исследуемой жидкости [патент РФ №2688825].

Существенным недостатком этого способа является большая трудоемкость определения искомых параметров.

Предлагаемый способ значительно ускоряет процесс определения в целом комплексной диэлектрической проницаемости слабо поглощающих жидких диэлектриков.

Технический результат достигается тем, что исследуемую жидкость облучают по нормали плоской электромагнитной волной, в которую опускается металлическая пластина, определяется зависимость интенсивности отраженного поля от толщины слоя исследуемой жидкости, отличающийся тем, что сначала определяется вещественная часть комплексной диэлектрической проницаемости [Патент РФ № 2766059], а за тем подбором мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости исследуемой среды до максимального совпадения положения самого глубокого минимума измеренной интерференционной зависимости с рассчитанной по формуле: , , , , , - длина волны в вакууме, - вычисленная вещественная часть комплексной диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости, - искомая мнимая часть, - комплексная диэлектрическая проницаемость металлической пластины определяемой по формуле Друде, - толщина зондируемого слоя, - мнимая единица [Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука. 1973. - 344 с.].

На фиг. 1. представлена реализация способа. 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 при шаге резьбы будет соответствовать поднятию или опусканию пластины на .

На фиг. 2 приведен пример измеренной и расчетной зависимости коэффициента отражения от глубины погружения металлической пластины в растительное масло при .

На фиг. 3 и фиг. 4 приведены частотные зависимости значений вещественной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости растительного масла, рассчитанные предлагаемым способом, а также данные, полученные нами с помощью метода открытого волновода [https://www.keysight.com/ru/ru/product/85070E/dielectric-probe-kit.html].

Способ измерения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков, заключающийся в том, что исследуемую среду облучают по нормали плоской электромагнитной волной, в которой опускается плоская металлическая пластина, определяется зависимость интенсивности отраженного поля от ширины слоя исследуемой жидкости, отличающийся тем, что сначала определяется вещественная часть комплексной диэлектрической проницаемости, а затем подбором мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости исследуемой среды до максимального совпадения положения самого глубокого минимума измеренной интерференционной зависимости с рассчитанной по формуле: , где , , , , - длина волны в вакууме, - вычисленная вещественная часть комплексной диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости, - искомая мнимая часть, - комплексная диэлектрическая проницаемость металлической пластины, определяемая по формуле Друде, - толщина зондируемого слоя, - мнимая единица.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температурного коэффициента частоты диэлектрического резонатора различных изделий электронной техники СВЧ, в том числе интегральных схем СВЧ. Заявлено устройство для измерения температурного коэффициента частоты диэлектрического резонатора, содержащее измерительную камеру с вводом и выводом сигнала СВЧ, в которой расположены диэлектрическая пластина с низкими диэлектрическими потерями для расположения на ее лицевой стороне измеряемого диэлектрического резонатора, элементы связи последнего с вводом и выводом сигнала СВЧ.

Данное изобретение относится к технической области обнаружения и технического обслуживания детектора КНИТ, в частности, относится к контрольно-измерительному устройству детектора КНИТ и методу его обнаружения. Контрольно-измерительное устройство детектора КНИТ включает корпус, панель, пучок соединительных проводов, фиксирующую рейку, несколько крепежных болтов, переносной стержень, поворотный вал, быстродействующий соединитель, фиксатор, несколько блоков усиления иглы интерфейса КНИТ и отверстий проводки проводов пучка.

Изобретение относится к измерительной аппаратуре, в частности к диэлектрической спектроскопии, и предназначено для измерения свойств клатратных гидратов под давлением газа-гидратообразователя. Сущностью заявленного технического решения является устройство для измерения диэлектрических свойств in-situ под высоким давлением в широком температурном диапазоне, состоящее из измерительной ячейки, канала подачи газа-гидратообразователя; внешней продувочной камеры, датчика температуры, измерителя диэлектрической проницаемости, регулятора давления, датчика давления, баллона с газом-гидратообразователем, системы охлаждения.

Изобретение относится к измерительной аппаратуре, в частности к диэлектрической спектроскопии, и предназначено для измерения свойств клатратных гидратов под давлением газа-гидратообразователя. Сущностью заявленного технического решения является устройство для измерения диэлектрических свойств in-situ под высоким давлением в широком температурном диапазоне, состоящее из измерительной ячейки, канала подачи газа-гидратообразователя; внешней продувочной камеры, датчика температуры, измерителя диэлектрической проницаемости, регулятора давления, датчика давления, баллона с газом-гидратообразователем, системы охлаждения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения потерь на вихревые токи в магнитопроводе трансформатора. Техническим результатом является упрощение определения потерь на вихревые токи в магнитопроводе трансформатора для определенной температуры.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения потерь на вихревые токи в магнитопроводе трансформатора. Техническим результатом является упрощение определения потерь на вихревые токи в магнитопроводе трансформатора для определенной температуры.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям, и может быть использовано в цифровых системах для измерения аналоговых величин. Техническим результатом изобретения является повышение точности аналого-цифрового преобразования.

Предлагаемый способ относится к области физики, а именно определению диэлектрических характеристик лакокрасочных покрытий и установлению взаимосвязи изменения этих характеристик с физико-механическими свойствами покрытия в процессе его старения. Существующие способы определения диэлектрических характеристик, как правило, неприменимы для работы с лакокрасочными покрытиями.

Изобретение относится к устройству и способу для извлечения графитного уплотнительного кольца датчика положения шагового ядерного реактора и может использоваться в ходе ремонта реактора на АЭС. Для извлечения графитного уплотнительного кольца датчика положения шагового ядерного реактора используется устройство, состоящее из рукоятки верхнего яруса, рукоятки нижнего яруса, лотка, полотна ножа рукоятки нижнего яруса, зажимной плиты и полотна ножа рукоятки верхнего яруса.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения физических величин емкостными датчиками и может быть использовано во встраиваемых вычислительных системах управления. Устройство измерения емкости для встраиваемых систем управления содержит (фиг.) микроконтроллер 1, компьютер 2, RC-фильтр 3, первый резистор 4, второй резистор 5, емкостный датчик 6, образцовый конденсатор 7.
Наверх