RU2766059C1 - Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в диапазоне 22-40 ГГц - Google Patents

Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в диапазоне 22-40 ГГц Download PDF

Info

Publication number
RU2766059C1
RU2766059C1 RU2021113774A RU2021113774A RU2766059C1 RU 2766059 C1 RU2766059 C1 RU 2766059C1 RU 2021113774 A RU2021113774 A RU 2021113774A RU 2021113774 A RU2021113774 A RU 2021113774A RU 2766059 C1 RU2766059 C1 RU 2766059C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
dielectric
field
minima
ghz
Prior art date
Application number
RU2021113774A
Other languages
English (en)
Inventor
Булат Галсанович Цыдыпов
Евгений Борисович Атутов
Борис Вениаминович Басанов
Александр Владимирович Базаров
Баир Заятуевич Гармаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2021113774A priority Critical patent/RU2766059C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2766059C1 publication Critical patent/RU2766059C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для создания устройств бесконтактного измерения диэлектрической проницаемости жидкостей. В частности, способ может быть применён для контроля качества нефти и ее фракций. Суть изобретения заключается в вычислении диэлектрической проницаемости с учетом положений минимумов интерференционной зависимости коэффициента обратного отражения от ширины слоя исследуемой жидкости. Техническим результатом при реализации заявленного способа выступает значительное повышение точности определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков. 4 ил.

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для создания устройств бесконтактного измерения диэлектрической проницаемости жидкостей. В частности, способ может быть применён для контроля качества некоторых жидких нефтепродуктов.
Суть изобретения заключается в вычислении диэлектрической проницаемости с учетом положений минимумов интерференционной зависимости коэффициента обратного отражения от ширины слоя исследуемой жидкости.
Известны способы бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидкостей, заключающийся в том, что образцы облучают электромагнитным полем и измеряют параметры искаженного сигнала [патент РФ №2194270, №2563581, №2234075].
Прототипом данной заявки является способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в Ка-диапазоне, в котором искомое значение определялось положением максимумов и минимумов интерференционной зависимости коэффициента обратного отражения от ширины слоя исследуемой жидкости [патент РФ №2728250].
Соответственно недостатком этого способа является неточность определения положений максимумов в интерференционной картине, что соответственно приводило к погрешностям определения диэлектрической проницаемости.
Предлагаемый способ позволяет значительно точнее определять диэлектрическую проницаемость жидких диэлектриков.
Технический результат достигается тем, что исследуемую жидкость облучают по нормали плоской электромагнитной волной, в которой опускается металлическая пластина. Определяется зависимость интенсивности отраженного поля от ширины слоя исследуемой жидкости, отличающийся тем, что искомый параметр вычисляется по формуле, полученной из условий интерференции на диэлектрическом слое:
Figure 00000001
,
Figure 00000002
 - скорость света в вакууме,
Figure 00000003
 - частота облучающего поля,
Figure 00000004
 и
Figure 00000005
 - положение ближайших минимумов интенсивности поля.
На фиг. 1. представлена реализация способа. Рупорные антенны излучают (1) и принимают (2) линейно поляризованную электромагнитную волну по нормали к поверхности жидкости (3), а поворотом направляющих штырей (4 и 5) обеспечивается положение металлической пластины (6)- толщина зондируемого слоя. Поворот направляющих на угол
Figure 00000006
 при шаге резьбы
Figure 00000007
 будет соответствовать поднятию или опусканию пластины на
Figure 00000008
.
На фиг. 2 приведена измеренная зависимость интенсивности отраженного поля от глубины погружения металлической пластины в растительное масло при
Figure 00000009
.
На фиг. 3 приведена частотная зависимость средних значений диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости. Данные 1 получены с помощью способа из патента РФ №2728250, а данные 2 вычислены предложенным способом. Приставленные кривые содержат 3200 усредненных значений точек.
На фиг. 4 приведена зависимость среднеквадратичного отклонения диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости от частоты. Данные 1 получены с помощью способа из патента РФ №2728250, а данные 2 вычислены предложенным способом. Количество реализаций варьировалось от 7 до 25.

Claims (1)

  1. Способ измерения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков заключающийся в том, что исследуемую среду облучают по нормали плоской электромагнитной волной, в которой опускается плоская металлическая пластина, определяется зависимость интенсивности отраженного поля от ширины слоя исследуемой жидкости, отличающийся тем, что искомый параметр вычисляется по формуле, полученной из условий возникновения минимумов при интерференции на диэлектрическом слое, ограниченного воздухом и металлом:
    Figure 00000010
    ,
    Figure 00000011
     - скорость света в вакууме,
    Figure 00000012
     - частота облучающего поля,
    Figure 00000013
     и
    Figure 00000014
     - положение ближайших минимумов интенсивности поля.
RU2021113774A 2021-05-14 2021-05-14 Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в диапазоне 22-40 ГГц RU2766059C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113774A RU2766059C1 (ru) 2021-05-14 2021-05-14 Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в диапазоне 22-40 ГГц

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113774A RU2766059C1 (ru) 2021-05-14 2021-05-14 Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в диапазоне 22-40 ГГц

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2766059C1 true RU2766059C1 (ru) 2022-02-07

Family

ID=80214877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021113774A RU2766059C1 (ru) 2021-05-14 2021-05-14 Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в диапазоне 22-40 ГГц

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2766059C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787302C1 (ru) * 2022-04-11 2023-01-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук Способ определения мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков со слабым поглощением в диапазоне 22-40 ГГц

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0478815A1 (de) * 1990-10-02 1992-04-08 imko INTELLIGENTE MICROMODULE KÖHLER GmbH Materialfeuchtemessung
DE10345911A1 (de) * 2003-10-02 2005-04-28 Imko Intelligente Micromodule Verfahren sowie Vorrichtung, insbesondere zur Ermittlung der Materialfeuchte eines Mediums
RU2331871C2 (ru) * 2006-02-28 2008-08-20 Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники (военный институт) Волноводный свч-способ измерения диэлектрической проницаемости жидких сред по критической длине волны
RU2688825C1 (ru) * 2018-04-11 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Инстит физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФМ СО РАН) Способ бесконтактного измерения комплексной диэлектрической проницаемости полупроводящих жидкостей
DE102019110256A1 (de) * 2018-05-09 2019-11-14 Imko Micromodultechnik Gmbh TDR-Messvorrichtung zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten
RU2728250C1 (ru) * 2020-02-20 2020-07-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в Ка- диапазоне

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0478815A1 (de) * 1990-10-02 1992-04-08 imko INTELLIGENTE MICROMODULE KÖHLER GmbH Materialfeuchtemessung
DE10345911A1 (de) * 2003-10-02 2005-04-28 Imko Intelligente Micromodule Verfahren sowie Vorrichtung, insbesondere zur Ermittlung der Materialfeuchte eines Mediums
RU2331871C2 (ru) * 2006-02-28 2008-08-20 Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники (военный институт) Волноводный свч-способ измерения диэлектрической проницаемости жидких сред по критической длине волны
RU2688825C1 (ru) * 2018-04-11 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Инстит физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФМ СО РАН) Способ бесконтактного измерения комплексной диэлектрической проницаемости полупроводящих жидкостей
DE102019110256A1 (de) * 2018-05-09 2019-11-14 Imko Micromodultechnik Gmbh TDR-Messvorrichtung zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten
RU2728250C1 (ru) * 2020-02-20 2020-07-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в Ка- диапазоне

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787302C1 (ru) * 2022-04-11 2023-01-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук Способ определения мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков со слабым поглощением в диапазоне 22-40 ГГц

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5748003A (en) Microwaves used for determining fatigue and surface crack features on metal surfaces
RU2507506C2 (ru) Свч способ обнаружения и оценки неоднородностей в диэлектрических покрытиях на металле
RU2688825C1 (ru) Способ бесконтактного измерения комплексной диэлектрической проницаемости полупроводящих жидкостей
RU2728250C1 (ru) Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в Ка- диапазоне
RU2766059C1 (ru) Способ бесконтактного определения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков в диапазоне 22-40 ГГц
JP6908834B2 (ja) 誘電分光センサ及び誘電率測定方法
Töpfer et al. Micromachined 100GHz near-field measurement probe for high-resolution microwave skin-cancer diagnosis
Moll Damage detection and localization in metallic structures based on jointed electromagnetic waveguides: a proof-of-principle study
RU2604094C1 (ru) Свч способ обнаружения неоднородностей в диэлектрических покрытиях на металлической подложке
Su et al. Detection of impurities in nonmetallic materials based on tilted spoof surface plasmon polaritons
EP2505995B1 (en) Method for determining the dielectric permittivity of a dielectric object
RU2787302C1 (ru) Способ определения мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков со слабым поглощением в диапазоне 22-40 ГГц
RU2326368C1 (ru) Способ измерения параметров структуры "металлическая пленка - полупроводниковая или диэлектрическая подложка"
RU2473888C1 (ru) Способ определения состояния поверхности дороги
RU2534728C1 (ru) Устройство для определения параметров металлодиэлектрических структур
RU2713162C1 (ru) Способ определения диэлектрической проницаемости материала
CN107894219A (zh) 一种地耦合雷达测厚误差的矫正方法
WO2017064153A1 (en) Enhanced characterization of dielectric properties
Hasar Microwave method for thickness-independent permittivity extraction of low-loss dielectric materials from transmission measurements
CN111141686A (zh) 物质指纹谱传感装置及测量方法
Abdelnour et al. Non-destructive dielectric characterization method for food products
RU2790085C1 (ru) Способ дистанционного измерения комплексной диэлектрической проницаемости плоскослоистых диэлектриков естественного происхождения
RU2301987C1 (ru) Свч-способ интроскопии неоднородности диэлектрических и магнитодиэлектрических покрытий поверхностной медленной волной
Gundewar et al. Design of a microstrip patch antenna as a moisture sensor
RU2721472C1 (ru) Способ определения диэлектрической проницаемости анизотропных диэлектриков