Волноводная ячейка для измерения влажности материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N22/04 

f

1

ЛУЛУАУСВ

Os 00

Ч 00

ск

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться во влагометрии жидких, сыпучих, газообразных материалов. Цель изобретения - расширение класса исследуемых веществ и А-А повышение удобства в эксплуатации. Вол- новодная ячейка для измерения влажности материалов содержит отрезок 1 прямоугольного волновода, состоящего из двух частей, соединенных фланцами 2, кювету 3 из диэлектрика, высота которой не превышает размера узкой стенки отрезка 1 волновода, а ширина d удовлетворяет условию а/2 d а,где а - размер широкой стенки отрезка 1 волновода. В основании 4 и крышке 5 кюветы 3 выполнены соосные отверстия, в которых закреплены одними концами диэлектрические трубки 6, другие концы которых пропущены через сквозные соосные каналы 7 запредельного сечения. Кювета 3 может заполняться жидким, газообразным, или сыпучим материалом. 2 ил.

Ill

т /

vT

. Изобретение относится к технике измерения физических свойств и может быть использовано в СВЧ-влагометрии жидких, сыпучих, газообразных материалов.

Цель изобретения - расширение класса исследуемых веществ и повышение удобства в эксплуатации.

На фиг.1 изображена волноводная ячейка для измерения влажности материалов; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Волноводная ячейка для измерения влажности материалов включает в себя отрезок прямоугольного волновода 1 с фланцами 2, кювету 3, состоящую из основания А и крышки 5. Высота кюветы 3 меньше, чем размер узкой стенки в волноводе, или равна размеру узкой стенки для максимально BOJ- можного взаимодействия содержимого емкости с СВЧ-полем, а ширина основания кюветы d меньше или равна размеру а широкой стенки волновода, но больше а/2, Размеры кюветы 3 соответствуют максимально возможному взаимодействию объема исследуемого вещества с электрической составляющей Е поля. Увеличение ширины d основания кюветы 3 позволяет исследовать вещества с низкими Ј и tg д за счет увеличения объема взаимодействия с составляющей Е. Увеличение кюветы 3 по оси Z волновода способствует увеличению габаритов ячейки, что нежелательно. Таким образом, оптимальным вариантом является максимально возможное заполнение по оси X и минимальное по оси Z,

По оси симметрии кюветы 3 к ее основанию 4 и крышке 5 прикреплены диэлектрические трубки 6, используемые при исследовании сыпучих материалов илм непрерывном процессе измерения жидких или газообразных веществ. Трубки 6 используются для фиксации кюветы 3 в сквозных соосных каналах 7, выполненных по вертикальной оси симметрии фланца 2 волновода 1. Диаметр трубки 6 выполняется минимально возможным для заполнения кюветы 3 влажным газом или жидким материалом, а максимальный размер определяется запредельным размером для выбранного типа волновода.

Конструкция кюзеты 3 позволяет использовать ее как емкость в различных сечениях волноводов. Уменьшение отверстия канала 7 до запредельного исключает побочные СВЧ-излучения. Использование емкости в виде сборной кюветы позволяет обеспечить постоянство конструкции (исключена гибкость кариллара), использование при исследовании сыпучих материалов крупных фракций - удобное заполнение, а размещение между фланцами 2 позволяет

визуально наблюдать заполнение кюветы 3 исследуемым веществом и контролировать установку ее в волноводе 1,

Волноводная ячейка для измерения

влажности материалов работает следующим образом.

При исследовании сыпучих материалов основание кюветы 3 заполняется им, закрывается крышкой 5, в отверстие крышки бив

отверстие основания 4 вставляются фикси- стержни и кювета 3 размещается в каналах 7 фланцев 2 волновода 1. При исследовании жидких или газообразных материалов основание 4 закрывается крышкой 5

и в отверстия основания и крышки эставля- ются диэлектрические трубки б. Через трубки 8 заполняется объем кюветы 3 исследуемым материалом. Собранная и заполненная исследуемым материалом кювета 3 размещается в каналах 7 фланцев 2, визуально проверяется заполнение кюветы исследуемым материалом и затем к фланцу 2 присоединяется ответный фланец 2.

Электромагнитные колебания СВЧ с генератора СВЧ подают через аттенюатор и ферритовый вентиль на волноводную ячейку. Прошедшая волна после волноводной ячейки попадает на детекторную секцию.

Продетектированиый сигнал, пропорциональный падающей мощности, поступает на индикатор.

При отсутствии исследуемого материала в золноводной ячейке устанавливается

максимальное отклонение стрелки индикатора при положении аттенюатора, принятого ка 0 дб. После заполнения твердым (сыпучим) материалом волноводной ячейки или введения через трубку влажного газообразного или жидкого материала затухание электромагнитной волны, вносимое материалом, компенсируется аттенюатором (метод замещения), по шкале которого отсчитывается величина затухания. При дискретных измерениях сборная конструкция позволяет тщательно очистить поверхность кюветы после каждой пробы.

При непрерывном измерении, когда через диэлектрические трубки 6 протекает исследуемый материал, периодически проверяется установка нуля.

Формула изобретения Волноводиая ячейка для измерения алажности материалов, содержащая отрезок прямоугольного волновода, внутри которого параллельно его узким стенкам размещена кювета из диэлектрического материала, отличающаяся тем, что, с целью расширения класса исследуемых веществ и повышения удобства в эксплуата- отреэок прямоугольного волновода.

выполнен из двух частей, соединенных между собой фланцами, высота кюветы выбрана не более размера узкой стенки отрезка прямоугольного волновода, а ее ширина d - из условия а/2 d а, где а - размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода, а в основании и крышке кюветы выполнены

Фиг.1

соосные отверстия, в которых закреплены соответственно концы двух введенных диэ- лектри еских трубок, друше концы которых пропущены через сквозные соосные каналы запредельного сечения, выполненные во фланцах, ось которых расположена в плоскости разъема фланцев.