Пристрій для вимірювання параметрів діелектриків

Пристрій для вимірювання параметрів діелектриків, що містить відрізок хвилеводу та послідовно включений у хвилевід резонатор, який відрізняється тим, що резонатор виконаний у вигляді циліндричного щілинного резонатора, подовжня вісь якого паралельна подовжній осі хвилеводу, причому товщина стінки резонатора в області щілини виконана мінімально можливою, а резонатор розташований у двогранному куті, утвореному широкою і вузькою стінками хвилеводу, при цьому досліджуваний зразок розташований поблизу одного з торців циліндричного резонатора симетрично відносно щілини. (19) (21) 20041210670 (22) 24.12.2004 (24) 15.02.2007 (46) 15.02.2007, Бюл. № 2, 2007 р. (72) Коваленко Олексій Григорович, Шамшин Олександр Петрович (73) УКРАЇНСЬКА ДЕРЖАВН А АКАДЕМІЯ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ (56) UA 67978, 15.07.2004 SU 1539681, 30.01.1990 RU 2034276, 30.04.1995 US 3458808, 29.07.1969 US 5103181, 07.04.1992 EP 0418117, 20.03.1991 3 78053 4 кою і широкою стінкою хвилеводу, а зразок розміr - вн утрішній радіус циліндра, щується поблизу одного з торців резонатора сиq - кутова напівширина щілини. метрично щілини. Необхідно відзначити, що циліндричний щіСуттєвими відмітною ознаками запропоновалинний резонатор є квазистатичною структурою із ного винаходу є використання резонатору у виглясильним просторовим поділом компонентів полів. ді циліндричного щілинного резонатора, зменшенТак, виток циліндра еквівалентний витку котушки, ня товщини стінки резонатора в області щілини до а щілина еквівалентна конденсатору. Відповідно в мінімально можливої, розміщення резонатора в області щілини зосереджено більш ніж 90% енергії двогранному куті, утвореному вузькою і широкою електричного поля, а усередині циліндра, в обласстінкою, а також розміщення досліджуваного зразті, протилежній щілині, зосереджене практично все ка поблизу одного з торців резонатора. магнітне поле. Отже, такий резонатор буде чутлиЗаявнику невідомі пристрої для виміру паравий до розміщення в області щілини діелектричних метрів діелектриків, суттєві відмітні ознаки яких матеріалів. збігаються з суттєвими відмітними ознаками винаЗменшення товщини циліндра 2 в області щіходу, що заявляється, у відомій йому патентній і лини переслідує дві мети. По-перше, оскільки бічні науково-дослідній літературі. стінки щілини є обкладками конденсатора, то змеТаким чином, на думку заявника, винахід відншення товщини стінки приводить до зменшення повідає критерію "суттєві відмінності". ємності. Наслідок - збільшення добротності цилінСуть винаходу пояснюється кресленнями, на дричного щілинного резонатора 2 і в результаті яких зображено: підвищення чутливості пристрою. Фіг.1 - пристрій для вимірювання параметрів По-друге, при зменшенні товщини стінок резодіелектриків; натора 2 зростає концентрація електричного поля Фіг.2 - пристрій для вимірювання параметрів поза щілиною, що також підвищує чутливість придіелектриків, вид збоку; строю. Фіг.3 - калібрувальний графік. Розміщення циліндричного резонатору 2 у На Фіг.1 зображений пристрій для вимірювандвогранному куті хвилеводу 1, утвореному вузьня параметрів діелектриків, що містить хвилевід 1, кою і широкою стінками хвилеводу 1 також сприяє у двогранному куту якого, утвореному вузькою і підвищенню добротності резонатора за рахунок широкою стінками хвилеводу 1 розташований цивинесення його з максимуму енергії хвилі, передаліндричний щілинний резонатор 2 і досліджуваний ної хвилеводом, внаслідок чого зв'язок резонатора зразок 3. з хвилеводом виявляється слабким. При цьому Зразок 3 розташований поблизу торця циліндрезонатор розміщується поза максимумом енергії ричного резонатора 2. хвилі. Пристрій для вимірювання параметрів діелекТочний розрахунок резонансної частоти цилітриків працює у такий спосіб. ндричного щілинного резонатора неможливий чеЕлектромагнітна хвиля, поширюючись по хвирез вплив факторів, що важко враховуються, талеводу 1, досягає циліндричного щілинного резоких, як провідність стінок циліндра, товщина натора 2. На резонансній частоті в резонаторі 2 циліндра в області щілини й інших технологічних збуджується коливання типу резонансу Гельмгофакторів. Тому доцільно використовувати каліброльца [Велиев Э.И., Коваленко А.Г. и др. Эксперивочний графік - Фіг.3. Для побудови графіка викоментальное исследование электродинамических ристовуються матеріали, діелектрична проникність свойств незамкнутого цилиндра в прямоугольном яких з точністю до 0,1% виміряна абсолютним меволноводе. Радиотехника и электроника, М, тодом (повне заповнення об'ємного резонатора). 1983г., с.1038-1042]. У результаті ефективні розміПри побудові калібровочного графіка викорисри циліндричного щілинного резонатора 2 зростатовуються зразки, геометрія яких збігається з геоють, і відбувається електродинамічне перекриття метрією досліджуваних зразків і, більш того, розхвилеводу 1. ташованих так само, як і еталонний зразок, що У першому наближенні резонансну частоту тавикористовується для калібрування пристрою, а кої системи можна розглядати, використовуючи саме - поблизу торця циліндричного щілинного співвідношення: резонатора. У результаті удається вимірити діелектричну 0,159 × c f= проникність зразка з точністю не гірше 1%, що, з q r e - 2 ln огляду на малі розміри зразка (порядку 0,1l), до2 сить для практики. де с - швидкість світла, ε - діелектрична проникність в області щілини, 5 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 78053 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601