Устройство для измерения параметров диэлектриков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1504 С 01 К 27 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ онат(ППЦие нт ошпаренок,опалов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт радиофизики и электроники АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 293502, кл. Н 01 8 3/02, 1968.Валитов Р.А. и др, Техника субмиллиметровых волн, - М,: Советскоерадио, 1969, с. 340-343.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения "повышение чувствительности и расширение диапазона измеряемых толщин,обеспечение измерений в диапазонечастот. Устр-во содержит зеркала 1,выполненные цилиндрич., образующие открытый реэ ор, полые проводящие цилиндры ) 2 с продольными щелями 3, ор ированными др, к др. Расстояние Ь между ППЦ 2 может изменяться. Оси ППЦ 2 параллельны прямолинейным образующим зеркал 1 и лежат в плоскости, проходящей через центры симметрии зеркал 1. По сравнению с известным устройством достигнуто повышение чувствительности не мечее чем в 100 раз, более чем на порядок расширен диапазон измеряемых толщнн, Возможно измерение как на фиксированной частоте, так и с изменением частоты в широких пределах, что расширяет область применения устр-ва и повышает точность измерений, так как поз- ф воляет выбрать оптим. методику измерений, Возможность перестройки резонатора в сочетании с высокой добротностью позволяет испольэовать устрво для допускового контроля диэл. проницаемости. 1 з ф-лы. 1 ил.1401404 иведена зме ени нструкция а аметров е с 30 а.Пр между щеле образца ревышающирмальности сти щелезонансной с диэлект образца: внесении в область индрами листового рика с размерами, еры зеркал и при н ти образца к плоско индров изменение р однозначно связан и проницаемостью Я выми цил диэлект ми раэм плоскос вых цил частоты рическктроди возстики50 п(Е +.3 -1) (2) Х = о кваз на еизл ваясгде Ь на образца; ьная резонансная ч ол ач от зон поатора, У ци при ния Изме устройс бами: с реэонан а можсобо ьппаетреэонаИзобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения диэлектрической проницаемости материалов, например листовой формы.Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона измеряемых толщин, обеспечение измерений в диапазоне частот. На чертеже пр коустройства для и р я п рдиэлектриков.Устройство для измерения параметров диэлектриков содержит зеркала 1, выполненные цилиндрическими, образующие открытый резонатор, полые проводящие цилиндры 2 с продольными щелями 3, ориентированными друг к другу. Расстояние Ь между полыми проводящими цилиндрами 2 может изменяться, а оси полых проводящих цилиндров 2 параллельны прямолинейным образующим зеркал 1 и лежат в плоскости, проходящей через центры симметрии зеркал 1.Устройство для измерения параметров диэлектриков работает следующим образом. При любом способе возбуждения крытого резонатора, образованного зеркаламю 1, в нем устанавливаются колебания дискретных частот, определяемых расстоянием между зеркалами. Размещение в резонаторе системы коллинеарно расположенных цилиндров 2 с продольными щелями 3 приводит к селективному взаимодействию (щелевых) цилиндров 2 с полем открытого резонатора эа счет резко выраженных резонансных свойств цилиндров 2.Расчетная добротность системы превышает 10 , что является физической предпосылкой значительного возрастания концентрации поля в области между цилиндрами 2,На резонансной частоте эл намические размеры цилиндров растают, превышают размер ка резонатора и за счет эффекта дипольной диаграммы рассеяни зонансной частоте энергия пе чается на зеркала 1 и, склад в фазе с полем открытого рез концентрируется в области ме линдрами 2, Плотность энерги этом более чем в 400 раз пре плотность энергии в открытом торе и данная система оказыв чрезвычайно чувствительной к внесению в нее диэлектрических материалов.Изменение расстояния Ь между цилиндрами 2 приводит к перестройке резонансной частоты, при этом зависимость имеет вид олщина стенок цилиндров 2инейный размер щели 3;нутренний диаметр цилинд 5 ров 2.Анализ уравнения (1) показывает,что технически осуществима перестройка резонансной системы цилиндров 2,которая и определяет широкополосностьустройства в пределах 3-25 ГГц, Расстояние Ь между цилиндрами 2 нриэтом может изменяться в пределах0,05-40 мм, т.е, устройство позволяет исследовать как тонкие пленки, 25 так и довольно толстые образцы, причем весь диапазон измерений можетбыть перекрыт малым количеством щелевых цилиндров (не более трех) прииспользовании единственного открытого резонатора.Исследуемый олистовой, так иВ последнем случние больших диэлмостей иэ-за мен бразец может быть какпроизвольной формы,ае возможно определеектрических проницаеьшего влияния образ(2+А)1 Р(2+А) -2(1+А)Д; ансная частота систесле внесения образца.помощью предлагаемого но несколькими спосоопределения изменения стоты при внесении маз 140 териала с неизвестными характеристиками и эталонного образца (методом сравнения); способом восстановления резонансной частоты после внесения исследуемого материала, способом прямого отсчета, используя соотношения (2) .Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным достигается повышение чувствительности не менее чем в 100 раэ, более чем на порядок расширяется диапазон измеряемых толщин, а также достигается возможность проведения измере" ний на произвольной частоте. 1. Устройство для измерения параметров диэлектриков, содержащее открытый резонатор, образованный двумя зеркалами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона измеряемых толщин, зеркала выполнены цилиндрическими, и введены два по В лых проводящих цилиндра, в каждом изкоторых выполнена продольная щель, при этом полые проводящие цилиндры установлены коллинеарно между зеркалами и ориентированы продольными щелями навстречу друг другу, при этом оси полых проводящих цилиндров параллельны образующим зеркал и лежат в плоскости, проходящей через центры симметрии зеркал.25 2, Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения измерений в диапазоне частот, полые проводящие цилиндры установлены с возможностью изменения З 0 расстояния между ними.Составитель Р.КузнецоваТехред И.Верес Корректор В. Бутяга Редактор П.Гереши Заказ 2781/45 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 К достоинствам предлагаемого устройства относится возможность проведения измерений как на фиксированной частоте, так и с изменением частоты в широких пределах, что расширяет область применения и повышает точность измерений, поскольку позволяет выбрать оптимальную методику измерений, Кроме того, возможность перестройки резонатбра в сочетании с высокой добротностью позволяет использовать предлагаемое устройство для допускового контроля диэлектри 1404 ческой проницаемоСти, что недостижимо у известного устройства. Формула изобретения5