Способ измерения диэлектрической проницаемости жидкостей Советский патент 1991 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электронной и химической промышленности для измерения диэлектрической проницаемости жидкостей с малыми потерями.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - типичная зависимость эллиптичности от длины волны излучения при диэлектрической проницаемости ЈПр 2,55, толщине слоя жидкости 800 мкм, диэлектрической проницаемости жидкости еж 1,14.

Устройство содержит свип-генератор 1 электромагнитного излучения, трехгранную диэлектрическую призму 2 с входным и выходным окнами, измерительную кювету 3 с

исследуемой жидкостью 4. металлическое зеркало 5 с микрометрическим механизмом 6, блок 7 измерения эллиптичности, экстре- матор 8 и блок 9 обработки.

Способ реализуется следующим образом.

Линейно-поляризованные амплитудно- модулированные переменной частоты элек- тромагнитные колебания с линейной поляризацией от свип-генератора 1 направляются на основание диэлектрической призмы 2 под углом, большим критического. Плоскость поляризации падающей электромагнитной волны устанавливают под углом 45° к плоскости падения. Отраженная от контролируемой жидкости 4 электромагнитная волна в общем случае эллиптической поляризации поступает в блок 7 измерения

О

со ю

VI

ю

эллиптичности, где она разделяется на две ортогонально-поляризованные составляющие, интенсивность которых пропорциональна малой и большой осям эллипса поляризации. Выходной сигнал с блока 7 измерения эллиптичности, пропорциональный эллиптичности отраженной электромагнитной волны, поступает на вход экстрематора 8.

При полном внутреннем отражении фа- зы коэффициентов отражения параллельно и перпендикулярно поляризованных компонент падающей электромагнитной волны зависят от соотношения диэлектрических проницаемостей на границе раздела, а так- же, если среда, на которую падает электромагнитная волна имеет толщину Я - 2 Я, где Я-длина электромагнитной волны, и от длины волны, причем характер зависимости фазы коэффициента отражения от длины вол- ны различен для одной и другой компонент.

При изменении длины волны зондирующего излучения изменяется значение эллиптичности отраженной волны, минимальный экстремум которой регистри- руется экстрематором 8. В момент достижения минимума эллиптичности с выход экстрематора 8 на второй вход блока 9 обработки поступает управляющий сигнал, в соответствии с которым измеряется напря- жение сигнала, поступающего на первый вход блока 9 обработки с управляющего выхода свип-генератора 1. Имея градуированные зависимости длины электромагнитной волны в точке минимума эллиптичности определяют величину диэлектрической проницаемости. Расчет диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости проводится в блоке 9 обработки.

Формула изобретения

Способ измерения диэлектрической проницаемости жидкостей, заключающийся в том, что исследуемую жидкость облучают электромагнитной волной с линейной поляризацией через диэлектрическую призму и измеряют эллипсометрические параметры отраженной волны, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности, плоскость поляризации электромагнитной волны устанавливают под углом 45° к плоскости падения, исследуемую жидкость помещают между основанием призмы и плоским металлическим зеркалом, размещенным параллельно основанию призмы на расстоянии (0,2 - 2,0)Ямин , где Ямин - минимальная длина электромагнитной волны, угол падения электромагнитной волны на основание призмы выбирают больше критического, изменяют длину волны и фиксируют ее значение, соответствующее минимуму эллиптичности, а величину диэлектрической проницаемости определяют по зависимости, связывающей ее с длиной волны, соответствующей минимуму эллиптичности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диэлектрических проницаемо- стей жидкостей с малыми потерями. Целью изобретения является повышение точности. Способ реализуется путем облучения исследуемой жидкости электромагнитной волной через диэлектрическую призму 2 нарушенного полного внутреннего отражения, причем плоскость поляризации электромагнитной волны установлена под углом 45° к грани диэлектрической призмы 2. В исследуемой жидкости размещено металлическое зеркало 5. Измеряют Эллипсометрические параметры отраженной волны в зависимости от частоты излучения. Далее по частоте, соответствующей минимуму эллиптичности, определяют диэлектрическую проницаемость жидкости. 2 ил. сл

.. f

у-р г

f -Г Ю22202533

Фиг. /

W

1,52,0

Фиг. 2

2,5

Л,мм