Устройство для измерения диэлектрической проницаемости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п) 540226

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. овид-ву (22) Заявлено 02.08.74 (21) 2048227/09 с присоединением заявки Ме (51) М. Кл 2 G 01R 27/26

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317(088.8) Опубликовано 25.12.76. Бюллетень Ме 47

Дата опубликования описания 24.02.77 (72) Авторы изобретения

Е. П. Зотов, В. 3. Ширво, P. Л. Хазанович и 3. М. Уманский (71) Заявители

Киргизский государственный медицинский институт и Ташкентский фармацевтический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ПPOНИЦАЕМОСТИ

ГосУдаРственный комитет (23) При риге

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для единичного и непрерывного анализа состава и свойств веществ.

Одно из известных устройств содержит о бразец диэлектрика, помещенный в волновод, в котором распространяются колебания одного типа. Главное направление образца должно быть ориентировано параллельно или перпендикулярно направлению распространения электрического поля колебаний того типа, при котором производятся измерения (1).

Однако известное устройство обладает недостаточно высокой точностью измерения.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения диэлектрической проницаемости, содержащес измерительную ячейку, генераторы, нелинейный смеситель, детектор и индикатор (П).

Однако известное устройство имеет недостаточно высокую чувствительность измерения, Цель изобретения — ускорение анализа химических веществ:при увеличении чувствительности.

Для этого в устройстве для измерения диэлектрическои проницаемости, содержащем последовательно соединенные измерительную ячейку, генератор и нелинейный смеситель, к второму входу которого подключен второй ге нератор, а выход соединен через детектор с индикатором, входы упомянутых генераторов, выполненных в виде генераторов качающейся частоты, соединены с выходами дополнительно введенного контура самонастройки, входы ко5 торого подключены к выходу детектора.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства для измерения диэлектрической проницаемости.

Устройство содержит измерительную ячей10 ку 1, генератор 2 и второй генератор 3, нелинейный смеситель 4, детектор 5 и индикатор 6. Входы генераторов 2 и 3 выполнены в виде генераторов качающейся чаcTÎTbl, соединены с выходами дополнительного введенного

15 контура самонастройки 7, входы которого подключены к выходу детектора 5. Контур самонастройки, в свою очередь, состоит из последовательно соединенных преобразователя 8 аналог-код, линии задержки 9, преобразовате20 ля 10 код — аналог схемы сравнения 11 и схемы управления 12 генераторами качающейся частоты.

Устройство для измерения диэлектрической проницаемости, работает следующим образом.

25 В исходном состоянии в промежутке времени, который определяется циклом изменения частот генераторов качающейся частоты 2 и 3, частота генераторов изменяется от значения

fo до 1 „, причем в любой момент времени зна30 чения частот f, каждого из тенераторов 2 и 3

540226 будут одинаковыми. В результате на выходе смесителя 4 переменная составляющая будет отсутствовать, а сигнал с выхода детектора 5 будет равен нулю.

При введении в измерительную ячейку 1 исследуемого вещества диапазон частот генератора 2 качающейся частоты изменяется (уменьшается) относительно исходного, а диапазон частот генератора 3 качающейся частоты не изменяется. Изменение частоты обусловлено реактивной составляющей диэлектрической проницаемости исследуемого вещества.

Вследствие того, что текущие значения частот генераторов качающейся частоты 2 и 3 становятся неравными, на выходе смесителя 4 появляется низкочасчотный сигнал. С друго го выхода детектора 5 сигнал поступает на преобразователь 8 аналог-код контура самонастройки 7, где сигнал преобразуется в последовательный числовой код и затем задерживается во времени с помощью линии задержки 9. С выхода линии задержки сигнал поступает на преобразователь 10 код-аналог, который:преобразует сигнал в ступенчато-изменяющееся напряжение. Это напряжение сравнивается с выходным напряжением детектора 5 схемой сравнения 1.

В момент равенства текущего значения сигнала с выхода детектора 5 и напряжения с выхода преобразователя 10 код-а налог срабатывает схема сравнения 11, на выходе которой формируется управляющий импульс. Под действием этого импульса схема управления 12 генераторами качающейся частоты фиксирует частоты генераторов 2, 3, и они начинают работать на фиксированной частоте.

Так продолжается до то го момента, пока сигнал с выхода детектора 5 не станет отличаться от значения сигнала с выхода прео бразователя 10. В этот момент генераторы 2 и

3 переходят в режим, при котором вырабатываемая ими частота изменяется в пределах от

f0 до f„т. е. устройство для измерения диэлектрической проницаемости переходит в ре5 жим поиска частоты, на которой исследуемое вещество, дает наибольшее изменение реактивной составляющей диэлектрической проницаемости.

Таким образом, предлагаемое устройство

IO позволяет существенно повысить чувствительность и уменьшить время анализа за счет использования генераторов 2 и 3 качающейся частоты и контура самонастройки 7, задающего необходимую оптимальную частоты из15 меренпя, являющуюся функцией от диэлектрических свойств исследуемого вещества.

Формула изобретения

2Î Устройство для измерения диэлектрической проницаемости, содержащее последовательно соединенные измерительную ячейку, генератор и нелинейный смеситель, к второму вхсду которого подключен второй генератор, а выход

25 соединен через детектор с индикатором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения анализа химических веществ при увеличении чувствительности, входы упомянутых генераторов, выполненных в виде генераторов кача30 ющейся частоты, соединены с выходами дополнительно введенного контура самонастройки, входы которого подключены к выходу детектора.

Источники и нформации, принятые во внима35 ние при экспертизе изобретения:

1. Справочник «Измерения в электронике».

Под ред. Б. А. Доброхотова, т. 2. М., Изд-во

«Энергия», 1965, с, 188 — 189 (аналог).

П. Эме Ф. «Диэлектрические измерения».

40 М., «Химия», 1967, с, 28 — 31 (прототип).

540226

I(l 7

1 дых

Составитель Э. Гилинская

Техред Л. Гладкова

Редактор И. Острова

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3015/12 Изд. № 377 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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