Устройство для определения диэлектрических свойств жидкостей на сверхвысоких частотах
i с о r)3)i h ь
О П И O - А Н И Е
ИЗОБРЕТЕН Ия
263981
Союз Соевтскта
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
Заявлено 26.lll.1966 ()чп 1064408, 26-25) с присоединением заявки ¹â€”
П,риоритет—
Опубликовано 10.II.1970. Бюллетень № 8
Дата опубликования описания 24Х1.1970
Кл. 421, 3/08
Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министров
СССР
МПК G Оlп
УДK 537.363(088.8) О. И. Гудков и Ю. И. Чугунов
Авторы изобретения
Ангарский филиал Опытно-конструкторского бюро автоматики
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИ 1ЕСКИХ
СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ НА СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ
Предлагаемое устройство для определения диэлектрических свойств жидкостей на СВЧ относится к приборам, показывающим зависимость диэлектрической постоянной и диэлек. трических потерь жидкостей от состава и концентр ации.
Известен СВЧ диэлькометр (СВЧ-рефрактометр), определяющий диэлектрическую постоянную вещества в зависимости от его состава, содержащий СВЧ-генератор, эталонньш и измерительный радиаторы, систему автома ° тической 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 измерений, сложно; им нельзя пользоваться для снятия диэлектрических характеристик при различных температурах исследуемых веществ; невозможно одновременно с диэлектрической постоянной измерять диэлектрические потери исследуемых веществ.
Цель изобретения — обеспечение высокой точности измерений, возможности снятия характеристик при различных температурах исследуемых веществ и одновременно измерения диэлектрических потерь, упрощение устройства 3а счет исключения сумматора и реверсивного двигателя.
5 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
1О с резонансным усилителем, сравнивающим частоты эталонного и измерительного резонаторов.
Эталонный резонатор снабжен механпче ской системой точной регулировки (например, 15 микрометрическим винтом, перемещающим диэлектрический штырь в поле резонатора).
Эта система регулировки имеет шкалу, по показаниям которой судят о диэлектрических свойствах. Таким образом, эталонный резона20 тор 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 — волноводнын тройник; 8 — эталонный резонатор; 4 — измерительный резонатор; 5, б — ферритовые вен3р тнли; 7, 8 — аттенюаторы; 9, 10 — трансфор263981
Заказ 2451
Тираж 480
Подписное
Загорская типография
I маторы полных сопротивлений; 11 — блок автоматической подстройки частоты (ЛПЧ), 12 — нуль-индикатор с резонансным усилителем; 13, 14 — сверхвысокочастотные детекторы; 15 — волноводный тройник; 1б — система волноводного переключателя; 17 — система термостатирования на фиксированную температуру; 18 — система термостатирования в диапазоне температур; 19, 20 — индикаторы мощности СВЧ.
Устройство работает следующим образом.
СВЧ-энергия от генератора 1 через тройник
2, вентили, аттенюаторы и трансформаторы поступает на резонаторы 3 и 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 механизмом точной перестройки. Блок автоматической подстройки частоты всякий раз подстраивает частоту СВЧ-генератора на собственную частоту эталонного резонатора. Эталонный ре зонатор расположен в системе термостатирования, настроенной на фиксированную темпе ратуру.
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 вели чины диэлектрических потерь этого вещества.
Для снятия диэлектрических характеристик в диапазоне температур измерительный резонатор расположен в перестраиваемой по температуре системе 18.
СВЧ-сигнал с выхода измерительного резонатора через систему 1б поступает на СВЧдетектор 14 и детектируется. Постоянная составляющая сигнала регистрируется индикатором 20, а сигнал модуляционной. частоты после усиления резонансным усилителем нуль5 индикатора 12 регистрируется измерительным прибором последнего. Перестройкой эталонного резонатора достигается нулевое показание нуль-индикатора в случае равенства частот эталонного и измерительного резонаторов, 10 так как на выходе СВЧ-детектора появляется сигнал удвоенной модуляционной частоты, которую резонансный усилитель нуль-индикатора не пропускает.
По отсчетному механизму эталонного резо15 натора снимается значение диэлектрической постоянной. Величина диэлектрических потерь оценивается по затуханию СВЧ-энергии в измерительном резонаторе при помещении в него исследуемого вещества. Уровень СВЧ-энер
20 гии измеряется на выходе измерительного резонатора при постоянной мощности на его входе путем подключения индикатора 20 посредством системы 1б последовательно ко входу н выходу.
Предмет изобретения
Устройство для определения диэлектриче. ских свойств жидкостей на сверхвысоких частотах, содержащее СВЧ-генератор, эталонный и измерительный радиаторы, систему автоматической подстройки частоты, детекторы н системы сравнении, отличаюи1еесл тем, что, с целью повышения точности измерения, систеЗ5 ма автоматической подстройки частоты включена в цепь эталонного резонатора, а на выходе измерительного резонатора включен нульиндикатор.
