Устройство для измерения температурной зависимости параметров диэлектриков Советский патент 1992 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям температурной зависимости параметров диэлектриков при нагреве в высокотемпературной области.

Известно устройство для измерения параметров диэлектриков при нагреве, в котором образец испытуемого материала укреплен в корпусе, который вставлен в ре- зонаторную СВЧ-систему, я нагрев образца осуществляется потоком газа проходящим между стенками образца и корпуса, причем в корпусе выполнены отверстия пропускающие электромагнитное ПР/ЧЧ

Недостатком устройства является наличие контакта диэлектрического корпуса с металлическими стенками резонатора из-за которого происходит потеря тепловой энергии потока газа, что приводит к неравномерному прогреву образца при высоких температурах и снижает точность измерений.

Известно устройство для измерения температурной зависимости параметров диэлектриков при нагреве, включающее открытую СВЧ-систему, генератор, приемно- измерительное устройство, измеритель температуры, в котором без контакта с СВЧ- системой устанавливается образец испытуел о

00

о

емого материала, нагреваемый потоком газа.

Недостатком устройства является большая разница между температурами газового потока и испытуемого образца, которая приводит к неоднозначности определения параметров диэлектриков из-за неоднородности и неравномерности прогрева образца, что снижает точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения температурной зависимости параметров диэлектриков при высоких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температурной зависимости параметров диэлектриков, содержащее открытую СВЧ-систему, включенную между генератором и прием- но-измерительным блоком, источник нагретого газа, и измеритель температуры исследуемого материала, введен диэлектрический корпус, состоящий из внутренней вставки для размещения исследуемого материала, подсоединенной к источнику нагретого газа, и внутреннего кожуха, установленного симметрично относительно внутренней вставки, в двух противоположных стенках внутренней вставки и внешнего кожуха выполнены отверстия, соосные с оптической осью открытой СВЧ-системы, а ди- аметры отверстий соответствуют диаметрам каустики поля в местах их расположения, при этом величина зазора между внешним кожухом и внутренней вставкой равна величине зазора между внутренней вставкой и поверхностью исследуемого образца.

Использование корпуса позволяет концентрировать энергию теплового потока газа в области вложенного образца.

Применение корпуса, состоящего из нескольких частей позволяет, использовать внешнюю часть потока газа, протекающего между внешней поверхностью вставки и внутренней поверхностью кожуха, как экран для уменьшения потерь тепла, что позволяет повысить равномерность нагрева испытуемого образца и.увеличить точность измерения параметров диэлектриков при высоких температурах.

Конструкция устройства показана па чертеже и состоит из антенн открытой СВЧ- системы 1, в центре которой помещен образец испытуемого материала 2, укрытый корпусом, состоящим из внутренней вставки 3 и внешнего кожуха 4, вставка соедине- нэ с тепловым генератором 5. Измерительная часть СВЧ-системы состоит из генератора СВЧ-колебаний 6, приемноизмерительного устройства 7, и прибора для контроля температуры 8.

Перед началом измерений СВЧ-систе- ма 1 настраивается в резонанс на частоту,

заданную генератором СВЧ-колебаний б и на выходе приемно-передающего устройства 7 фиксируются выходные параметры. Снимается внешний кох .ух 4 и во вставку 3 вставляется образец испытуемого материала 2, устанавливается кожух, включается тепловой генератор 5, нагретый газовый поток поступает в полость внутренней вставки и, контактируя с образцом, нагревает образец. Тепловой поток, обтекая вставку, проходит с внутренней стороны кожуха 4, экранируя потоком газа потери тепловой энергии.

Использование равных площадей поперечных размеров между образцом 2 и внутренней стороной вставки 3, а также между внешней стороной вставки и внутренней стороной кожуха 4 выравнивает давление о этих областях потока газа и препятствует затеканию холодного газа через центральные отверстия в корпусе в поток, обтекающий образец,

Определение температурной зависимости параметров диэлектриков происходит сравнением сигналов на выходе приемноизмерительного устройства для СВЧ-системы с образцом if без образца для каждой определенной температуры, измеряемой пирометром 8.

Точность измерений при использовании предлагаемого устройства повышается за счет более равномерного нагрева образца испытуемого материала.

Формула изобретения

Устройство для измерения температурной зависимости параметров диэлектриков, содержащее открытую СВЧ-систему, включенную между генератором и приемно-из- мерительным блоком, источник нагретого

газа и измеритель температуры исследуемого материала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при высоких температурах, введен диэлектрический корпус, состоящий из внутренней

0 вставки для размещения исследуемого материала, подсоединенной к источнику нагретого газа, и внешнего кожуха, установленного симметрично относительно внутренней вставки, в двух противополож5 ных стенках внутренней вставки и внешнего кожуха выполнены отверстия, соосные с оптической осью открытой СВЧ-системы, а ди- аметры отверстий соответствуют диаметрам каустики поля в местах их расположения, при этом величина зазора между

внешним кожухом и внутренней вставкой равна величине зазора между внутренней

вставкой и поверхностью исследуемого мл- териала.

Использование: исследование диэлектриков на СВЧ при нагреве в потоке газа, Сущность изобретения; устройство для измерения температурной зависимости .параметров диэлектриков содержит открытую СВЧ-систему, включенную между генератором и приемно-измерительным блоком, источник нагретого газа, измеритель температуры нагреваемого материала, диэлектрический корпус для размещения нагреваемого материала, состоящий из внутренней вставки со стенками, симметрично расположенными относительно испытуемого материала, подсоединенной к источнику нагретого газа, и внешнего кожух со стенками.симметрично расположенными относительно внутренней вставки Площадь поперечного сечения канала для протекания газа между испытуемым материалом и поверхностью внутренней вставки равна площади поперечного сечения канала для протекания газа между внешней поверхностью вставки и внутренней поверхностью кожуха. В двух противоположных стенках внутренней вставки и внешнего кожуха выполнены отверстия, диаметры которых равны диаметрам каустики поля в месте их расположения, а центры соосны с оптической осью открытой СВЧ-системы с:

и