Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в диапазоне 22-40 ГГц Российский патент 2022 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для создания устройств бесконтактного измерения диэлектрической проницаемости жидкостей. В частности, способ может быть применён для контроля качества некоторых жидких нефтепродуктов.

Суть изобретения заключается в вычислении диэлектрической проницаемости с учетом положений минимумов интерференционной зависимости коэффициента обратного отражения от ширины слоя исследуемой жидкости.

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

Прототипом данной заявки является способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в Ка-диапазоне, в котором искомое значение определялось положением максимумов и минимумов интерференционной зависимости коэффициента обратного отражения от ширины слоя исследуемой жидкости [патент РФ №2728250].

Соответственно недостатком этого способа является неточность определения положений максимумов в интерференционной картине, что соответственно приводило к погрешностям определения диэлектрической проницаемости.

Предлагаемый способ позволяет значительно точнее определять диэлектрическую проницаемость жидких диэлектриков.

Технический результат достигается тем, что исследуемую жидкость облучают по нормали плоской электромагнитной волной, в которой опускается металлическая пластина. Определяется зависимость интенсивности отраженного поля от ширины слоя исследуемой жидкости, отличающийся тем, что искомый параметр вычисляется по формуле, полученной из условий интерференции на диэлектрическом слое: , - скорость света в вакууме, - частота облучающего поля, и - положение ближайших минимумов интенсивности поля.

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 приведена измеренная зависимость интенсивности отраженного поля от глубины погружения металлической пластины в растительное масло при .

На фиг. 3 приведена частотная зависимость средних значений диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости. Данные 1 получены с помощью способа из патента РФ №2728250, а данные 2 вычислены предложенным способом. Приставленные кривые содержат 3200 усредненных значений точек.

На фиг. 4 приведена зависимость среднеквадратичного отклонения диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости от частоты. Данные 1 получены с помощью способа из патента РФ №2728250, а данные 2 вычислены предложенным способом. Количество реализаций варьировалось от 7 до 25.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для создания устройств бесконтактного измерения диэлектрической проницаемости жидкостей. В частности, способ может быть применён для контроля качества нефти и ее фракций. Суть изобретения заключается в вычислении диэлектрической проницаемости с учетом положений минимумов интерференционной зависимости коэффициента обратного отражения от ширины слоя исследуемой жидкости. Техническим результатом при реализации заявленного способа выступает значительное повышение точности определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков. 4 ил.

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 искомый параметр вычисляется по формуле, полученной из условий возникновения минимумов при интерференции на диэлектрическом слое, ограниченного воздухом и металлом: , - скорость света в вакууме, - частота облучающего поля, и - положение ближайших минимумов интенсивности поля.