Устройство для измерения диэлектрической проницаемости веществ

 

т :-о. ц1 425096

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 27.06.72 (21) 1802610/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 26.09,74 (51) М, Кл, G Oln 27/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретениЯ и открытии (53) УДК 621.317.335. .3 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

А. А. Потапов

Сибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕН ИЯ ДИЭЛ ЕКТРИЧ ЕСКОЙ

ПРОНИЦАЕМОСТИ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к области измерения диэлектрических свойств веществ в твердом, жидком и газообразном состояниях на сверхвысоких частотах (СВЧ) и предназначено для физико-химических исследований и для прецизионных измерений диэлектрической проницаемости веществ; кроме того, оно может найти применение для контроля состава и качества химических продуктов.

Известно устройство для измерения диэлектрической проницаемости (е) веществ, в котором измерение осуществляется путем преобразования разности частот опорного резонатора и резонатора с образцом в длительность прямоугольных импульсов с последующей регистрацией длительности импульсов или среднего значения тока.

Однако известное устройство характеризуется относительно невысокой чувствительностью и точностью измерения в веществ; значительным влиянием линии связи на собственные частоты резонаторов при рассогласовании; взаимным влиянием опорного и рабочего резонаторов при установлении равенства частот (затягивание частот); трудностью введения поправки в измеряемую частоту резонатора; сложностью СВЧ-тракта и всей конструкции устройства; трудностью наладки устройства.

Цель изобретения — повышение чувствительности.

Это достигается тем, что рабочий и опорный резонаторы включены в СВЧ-тракт по отражательной схеме, выход детектора через селектор и дифференциатор соединен с формирователем, выход которого через триггер и балансную схему соединен с регистрирующим прибором, второй вход триггера соединен с

RC-цепочкой.

На чертеже представлена схема предлагае10 мого устройства.

Устройство состоит из СВЧ-тракта, включающего генератор СВЧ 1, вентиль 2, трансформаторы 3, 4, рабочий 5 и опорный 6 резонаторы соответственно, детектор 7, и элект15 ронного преобразователя, в которьш входят селектор 8 по длительности, дифференциатор

9, формирователь 10, триггер 11, балансная схема 12, регистрирующий прибор 13, RC-цепочка 14 и генератор 15 пилообразного на20 пряжения.

Устройство работает следующим образом.

Частота генератора СВЧ 1 качается на участке

Резонансные импульсы, соответствующие прямому ходу, выделяются с помощью селектора 8 по длительности, в качестве которого может быть использован конденсатор, емкость которого выбирают так, чтобы зашунтировать вход последующей цепи для импульсов с малой длительностью. Выделенные резонансные импульсы подаются на дифференциатор 9, который фиксирует экстремальные значения у резонансных импульсов на нулевом уровне, что позволяет исключить влияние изменения амплитуды резонансных импульсов на выходной сигнал. Полученные импульсы подаются на формирователь 10, предназначенный для формирования остроконечных импульсов для отчетного запуска триггера 11. С последнего снимается последовательность прямоугольных импульсов, длительность которых пропорциональна разности частот между опорным и рабочим резонаторами (f„, — 1р) . Импульсы триггера 11 подаются на балансную схему 12 для сравнения их с опорным напряжением, которое выбирают из условия компенсации начальной длительности т„соответствующей минимальной частотной разности. между резонаторами (f„— р).

В измерительную диагональ балансной схемы 12 включен регистрирующий прибор 13

4250 96 (цифровой измеритель длительности прямоугольных импульсов в случае высокоточных измерений, либо самопишущий милливольтметр постоянного тока в случае непрерывной регистрации выходного сигнала) .

Для фиксации исходного состояния триггера 11 на один из его входов подают тактовый импульс, который получен путем дифференцирования пилообразного напряжения с по10 мощью RC-цепочки 14. Для оптимальной настройки СВЧ-тракта введены трансформаторы

3, 4 полных сопротивлений.

Предмет изобретения

15 Устройство для измерения диэлектрической проницаемости веществ, содержащее СВЧтракт, состоящий из последовательно соединенных генератора СВЧ, вентиля, двух трансформаторов, детектора, рабочего и опорного

20 резонаторов, генератора пилообразного напряжения, PC-цепочки и регистрирующего прибора, отл и ч а ю щееся тем, что, с целью повышения чувствительности, рабочий и опорный резонаторы включены в СВЧ-тракт

25 по отражательной схеме, выход детектора через селектор и дифференциатор соединен с формирователем, выход которого через триггер и балансную схему соединен с регистрирующим прибором, второй вход триггера сое30 динен с RC-цепочкой.

Составитель 3. Челнокова Редактор А. Батыгин Корректоры: В. Петрова и О, Данишева

ЦНИИПИ Заказ 2464/15 Изд. № 759 Тираж 651 Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2