Ячейка для измерения параметров жидких диэлектриков Советский патент 1987 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может испольэр- ваться для определения знака и величины гидратации молекул и ионов в волных растворах и диэлектрических свойств жидкостей в СВЧ-диапазоне.

Цель изобретения - повьшение чувствительности при измерении параметров жидких диэлектриков с большими потерями.

На чертеже приведена конструкция ячейки для измерения параметров жидких диэлектриков с малыми потерями.

Ячейка для измерения параметров

жидких диэлектриков содержит отрезок 5 и амплитудой до 40 дБ, что позволяет прямоугольного волновода 1 , диэл ект- рический стержневой резонатор 2 в виде тонкостенного капилляра со сквозным каналом 3, диаметр d которого выбран из условия

d Л /1 ,

20

использовать резонансную методику измерений, а сильная зависимость длины поверхностной волны от диэлектрических свойств раствора в кипилляре обеспечивает высокую чувствительность параметров резонанса к малым изменениям свойства раствора.

где / - длина рабочей волны;

- действительная часть диэлектрической проницаемости воды в данном диапазоне рабочих частот.

Ячейка для измерения параметров жидких диэлектриков работает следую- вдим образом.

При распространении СВЧ-сигнала в отрезке прямоугольного волновода 1 тонкостенньй капилляр, незаполненный исследуемым диэлектриком, вносит незначительные потери и возмущение в СВЧ-поле, При заполнении тонкостенного капилляра водой или водным раствором, имеющим высокое значение диэлектрической проницаемости в данном диапазоне ( й z 20-30 ), структура СВЧ-поля в отрезке прямоугольного волновода меняется. В области тонкостенного калшиляра происходит концентрация СВЧ-поля и уменьшение длины волны, а на поверхности капилляра возбуждаются поверхностные волны (внутри объема диэлектрического стержневого резонатора 2 волны не распространяются вследствие больших потерь воды). При указанных соотно25

30

Фор м у л а из об р е

Ячейка для измерения па жидких диэлектриков, содер электрический стержневой р с сквозным каналом для вве следуемого жидкого диэлект личающаяся тем, целью повышения чувствител измерении параметров жидки риков с большими потерями,

35 ческий стержневой резонато лен внутри введенного отре угольного волновода перпен его широким стенкам, при э трический стержневой резон

40 нен в виде тонкостенного к диаметр d сквозного канала выбран из условия:

,

45 где Л - длина рабочей волн

- действительная час трической проницае кого диэлектрика в длин волн отрезка

50 ного волновода,

Редактор С, Лисина

Составитель 10. Мамонтов

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Демчик

Заказ 1624/42 Тираж 777Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35-, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

шениях между внутренним диаметром сквозного канала 3j длиной волны и величиной диэлектрической проницаемости воды обеспечивается эффективное возбуждение и резонанс поверхностных волн, распространяющихся вдоль капилляра с водой (как по диэлектрическому волноводу) и отражающихся от широких стенок отрезка прямоугольного волновода 1, Сравнительно невысокий коэффициент затухания поверх- ностньпс волн позволяет создавать в такой ячейке для водных растворов резонансы добротностью порядка 100

и амплитудой до 40 дБ, что позволяет

использовать резонансную методику измерений, а сильная зависимость длины поверхностной волны от диэлектрических свойств раствора в кипилляре обеспечивает высокую чувствительность параметров резонанса к малым изменениям свойства раствора.

Фор м у л а из об р е т е н и я

Ячейка для измерения параметров жидких диэлектриков, содержащая диэлектрический стержневой резонатор с сквозным каналом для введения исследуемого жидкого диэлектрика, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности при измерении параметров жидких диэлектриков с большими потерями, диэлектрический стержневой резонатор установ- лен внутри введенного отрезка прямоугольного волновода перпендикулярно его широким стенкам, при этом диэлектрический стержневой резонатор выполнен в виде тонкостенного капилляра, диаметр d сквозного канала которого выбран из условия:.

,

где Л - длина рабочей волны;

- действительная часть диэлектрической проницаемости жидкого диэлектрика в диапазоне длин волн отрезка прямоугольного волновода,

Изобретение относится к технике измерений на СЕЧ. Цель изобретения - повышение чувствительности при измерении параметров жидких диэлектриков с большими потерями. Ячейка содержит отрезок 1 прямоугольного волновода, внутри которого установлен диэлектри ческий стержневой резонатор (ДСР) 2, вьшолненный в виде тонкостенного капилляра со сквозным каналом 3, диаметр d которого выбран из условия dli/l/TS i где Л - длина рабочей волны; - действительная часть диэлектрической проницаемости жидкого диэлектрика, например воды, в диапазоне длин волн отрезка 1, При указанных соотношениях между d, и обеспечивается эффективное возбуждение и резог нанс поверхностных волн, распространяющихся вдоль капилляра с водой ( как по диэлектрическому волноводу и отражающихся от широких стенок отрезка 1. Сильная зависимость длины поверхностной волны от диэлектрических свойств раствора в кипилляре обеспечивает высокую чувствительность параметров резонанса к малым изменениям свойств раствора. 1 ил. сл 00 о со ел