Сверхвысокочастотный датчик для измерения процентного содержания одного из компонентов смесей

у. 6ь

А.И.Лавриненко и О.Н.Минов

Ф.

i с

" 1

3 ., /

Киевский технологический институт легкой промышлейности (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ

ПРОЦЕНТНОГО СОДЕРЖАНИЯ ОДНОГО ИЗ КОМПОНЕНТОВ

СИЕСЕЙ!

Изобретение относится к устройствам измерения материалов на сверх высоких частотах (СВЧ) и может использоваться, например, для измерения параметров диэлектриков.

Известен СВЧ-датчик для измерения процентного содержания одного из компонентов смесей, содержащий отрезок прямоугольного волновода и измерительные ячейки дпя эталонной и исследуемой смесей 1).

Однако известный СВЧ-датчик имеет невысокую точность.

Целью изобретения является повышение точности.

Цель достигается тем, что в СВЧдатчике для измерения процентного содержания одного иэ компонентов смесей, содержащем отрезок прямо„угольного волновода и измерительные ячейки для эталонной и исследуемой смесей, отрезок прямоугольного волновода выполнен многомодовым, а к одной из его широких стенок подсоединены отрезки одномодовых волноводов, в одном из которых установлена поглощающая нагрузка, а в другомдетектор, при этом измерительные ячейки размещены внутри отрезка

"прямоугольного волновода.

На чертеже представлен предлагаемый СВЧ-датчик, общий вид.

1О

СВЧ-датчик для измерения процентного содержания одного иэ компонентов смесей содержит отрезок 1 прямоугольного многомодового волновода, измерительные ячейки 2 для эталонной

H исследуемой смесей, размещенные внутри него, отрезки 3 и 4 одномодовых волноводов, в одном иэ которых (3) установлена поглощающая нагрузка

5, а в другом (4) - детектор 6.

ro

Отрезки 3 и 4 одномодовых волнозадов подсоединены к одной из широких стенок отрезка 1 прямоугольного волновода посредством продольных ще3 . 10 лей 7 и 8 (плавный волноводный пере, ход 1 и 9 (согласованная нагрузка) °

Предлагаемый СВЧ-датчик работает следующим образом.

Через плавный волноводный переход

8 отрезок прямоугольного многомодового волновода возбуждается на основной волне Н п . Продольные щели 7, прорезанные посредине отрезков 3 и

4 одномодовых волноводов не оказывают влияния на волну Н„, так как у этой волны по центру широкой стенки нет попере ных токов. В месте расположения измерительных ячеек

2 волна Н р частично поглощается, частично отражается, частично проходит к согласованной нагрузке 9.

Отраженная волна Н„п через плавный волноводный переход 8 возвращается обратно в одномодовый волновод, где поглощается, например, с помощью ферритового вентиля (не показан).

Из-за различия электромагнитных характеристик эталонной и измеряемой смесей, находящихся в измерительных ячейках 2, в месте расположения послацних возбуждаются волны Н, одна из которых распространяется в сторону плавного волноводного перехода 8, а другая - в сторону согласованной нагрузки 9. При этом амплитуда волны

Н, распространяющейся в сторону плавного волноводного перехода 8, определяется отличием парциальных коэффициентов отражения от эталонной и исследуемых смесей, а прошедшей - отличием,коэффициентов прохождения. С помощью продольных Щелей

7 волной Н о возбуждаются отрезки

4 и 3 одномодовых волноводов, в которых установлены соответственно поглощающая .нагрузка 5 и детектор 6.

Таким образом продольные щели 7 с отрезками 3 и 4 одномодовых вол02926 4 новодов являются оогласованными нагрузками для волны Н р и устраняют отражения от концов отрезка 1 прямоугольного многомодового волновода.

В предлагаемом СВЧ-датчике при одинаковых параметрах исследуемой и эталонной смесей легко достижима развязка 40 дБ и более отрезков

3 и 4 одномодовых волноводов относи1в тельно волны Н р в отрезке 1 прямоугольного волновода. Это позволяет увеличить чувствительность и точность измерений. Кроме того, при необходимости можно проводить измерения одtg новременно по прошедшей и отраженной волнам H

Формула изобретения

2Î

Сверхвысокочастотный датчик для измерения процентного содержания одного из компонентов смесей, содержащий отрезок прямоугольного волноВода и измерительные ячейки для эталонной и исследуемой смесей, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, отрезок прямоугольного волновода выполнен многомодовым, а к одной иэ его широких стенок подсоединены отрезки

ОДНОМОДОВЫХ ВОЛНОВОДОвю B ОДНОМ ИЗ которых установлена поглощающая нагрузка, а в другом — детектор, при этом измерительные ячейки размещены

35 внутри отрезка прямоугольного волновода.

Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе ао

1. Брандт А. А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. М, Физматгиз, 1963, с.234.

1002926

Составитель Г.Челей

Редактор Н.Лазаренко Техред M.Гергель

Корректор Н.Король

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1537/24 Тираж 871

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д М5