УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ НА СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ Советский патент 1970 года по МПК G01N27/22 

Предлагаемое устройство для определения диэлектрических свойств жидкостей на СВЧ относится к приборам, показывающим зависимость диэлектрической постоянной и диэлектрически.х потерь жидкостей от состава и концентрации.

Известен СВЧ диэлькометр (СВЧ-рефрдк-, тометр), определяющий диэлектрическую постоянную вещества в зависимости от его состава, содержащий СВЧ-геператор, эталонный и измерительный радиаторы, систему автоматической подстройки частоты по измерительному резонатору, сверхвысокочастотные детекторы и системы сравнения.

Сдвиг фазы улавливается в устройстве сравнения. Реверсивный двигатель подстраивает эталонный резонатор на частоту СВЧ-генератора, который, в свою очередь, настраивается на частоту измерительного резонатора. Такое устройство не лишено недостатков. Оно не обеспечивает достаточной точности из.мерений, сложно; им нельзя пользоваться для снятия диэлектрических характеристик при различных температурах исследуемых веществ; невозможно одновременно с диэлектрической постоянной измерять диэлектрические потери исследуемых веществ.

следуемых веществ и одновременно n3N epeния диэлектрических потерь, упрощение устройства за счет исключения сумматора и реверсивного двигателя.

Сущность предложения заключается в том, что блок автоматической подстройки частоты связан и работает не по измерительному, а только по эталонному резонатору. Вместо сложного сумматора применен нуль-индикатор с резонансным усилителем, сравнивающим частоты эталонного и измерительного резонаторов.

Эталонный резонатор снабжен механической системой точной регулировки (например, микрометрическим винтом, перемещающим диэлектрический штырь в поле резонатора). Эта система регулировки имеет шкалу, по показаниям которой судят о диэлектрических свойствах. Таким образом, эталонный резонатор имеет некоторые признаки измерительного - шкалу отсчета. Для одновременного измерения диэлектрических потерь исследуемых сред служит система волноводного переключателя и индикатора мощности. Чертеж иллюстрирует изобретение. Приняты следующие обозначения: 1 - СВЧ-генератор; 2 - волноводный тройник; 3 - эталонный резонатор; 4 - измерительный резонатор; 5, 6 - ферритовые вентили; 7, 8 - аттенюаторы; 9, 10 - трансформ агоры полных сопротивлений; 11 - блок автоматической подстройки частоты (АПЧ), 12 - нуль-индикатор с резонансным усилителем; 13, 14 - сверхвысокочастотные детекторы; 15 - волноводиый тройник; 16 - система волноводного переключателя; 17 -- система термостатирования на фиксированную температуру; 18 - система термостатирования в диапазоне тем-ператур; 19, 20 - индикаторы мощности СВЧ. Устройство работает следующим образом. СВЧ-энергия от геиератора / через тройник 2, вентили, аттенюаторы и трансформаторы поступает на резонаторы 3 v( 4. После резонаторов СВЧ-сигнал детектируется с помощью детекторов 13 и 14. Сигнал СВЧ-генератора частотномодулирован, и блок 11 работает по эталонному резонатору. Эталонный резонатор снабжен мехапизмом точной перестройки. Блок автоматической подстройки частоты всякий раз подстраивает частоту СВЧ-генератора па собственную частоту эталонного резонатора. Эталонный резонатор расположен в системе термостатировапия, настроенной на фиксированную температуру. Исследуемая среда помещена в измерительный резонатор, собственная частота которого зависит от величины диэлектрической постоянной исследуемого вещества, а амплитуда СВЧ-сигнала на выходе его зависит от величины диэлектрических потерь этого вещества. Для снятия диэлектрических характеристик в диапазоне температур измерительиыи резонатор расположен в перестраиваемой по тем- 35 пературе системе 18. СВЧ-сигиал с выхода измерительного резонатора через систему 16 поступает на СВЧдетектор 14 и детектируется. Постоянная составляющая сигнала регистрируется индикатором 20, а сигнал модуляционной,- частоты после усиления резоиансным усилителем, нульиндикатора 12 регистрируется измерительным прибором последнего. -Перестройкой ,эталонного резонатора достигается нулевое показание нуль-индикатора в случае равенства частот эталонного и измерительного резонаторов, так как на выходе СВЧ-детектор-а появляется сигнал удвоенной .модуляционной частоты, которую резонансный усилитель нуль-индикатора не пропускает. По отсчетному механизму эталонного резонатора снимается значение диэлектрической постоянной. Величина диэлектрических потерь оценивается по затуханию СВЧ-энергии в измерительном резонаторе при помещении в него исследуемого вещества. Уровень СВЧ-энергии измеряется на выходе измерительного резонаторапри постоянной мощности на его входе путем подключения индикатора 20 посредством системы /6 последовательпо ко входу и выходу. Предмет изобретения Устройство для определения диэлектрических свойств. л идкостей на сверхвысоких частотах, содержащее СВЧ-генератор, эталонный и измерительный радиаторы, систему автоматическои подстройки частоты, детекторы и системы сравнении, отличающееся те.м, что, с целью повыщения точности измерения, система автоматической подстройки частоты включена в цепь эталонного резонатора, а на выходе измерительного резонатора включен пульиидикатор.,