Способ изменения физических параметров объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 1741033 РЕСПУБЛИК 9) 51)5 6 01 й ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ И ПИСАНИЕ ИЗОБР СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТ(71) Институт проблем управления(56) Викторов В, А., Лункин Б. В., СовлуковА. С. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин, МНаука, 1978.Лебедев И. В. Техника и приборы СВЧ,М,: Высшая школа, 1970 г., с. 353-355.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА носится к иэмерительбыть использовано для онтактного измерения их параметров объексхема взаимодеи на фиг. 2 - схем его предлагаемы тся следующим о иэуются иду не- стоячей Однако такие способы р невысокой точностью изм в равномерного распределеволны вдоль резонатора.Известен также способ измере ключающийся в воздействии на конт емый объект однонаправленными бе волнами в кольцевом волноводном торе, Однако данный способ имеет ценную область применения и нев чувствительность,ния, зд- ролиругущими резона- ограни- ысокую Изобретение от ной технике и может бесконтактного и к различных физическ тов,Известны спосо ских параметров обь возбуждении стоячи резонаторах, воздей измерении характер ы измерения физиче.;та, заключающиеся в волн в волноводных твии ими на объект и истик этих резонато(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного и контактного измерения различных физических параметров объектов. Цель изобретения - повышение чувствительности. Способ измерения физических параметров объекта заключается в возбуждении колебаний в резонаторе, воздействии на исследуемый объект бегущими волнами, полученными путем ответвления из резонатора, и после взаимодействия с исследуемым объектов вновь подаче ее в резонатор, измерении характеристик резонатора, по которым определяют физические параметры объекта, 2 ил. Цель изобретения - повышение чуввительности,На фиг. 1 приведенаствия волн с объектом;устройства, реализующспособ.Способ осущ ляе разом.Контролируемый руют раздельно по м встречных бегущих в разованном отрезко ренция встречных приводит к образова ны, Для осуществл волн с обьектов хотя бегущих волн выводя зонатора и вновь вво завершении взаимо Это возможно произв зом; путем выведени ходного резонато объект 1 (фиг; 1) зондиеньшей мере одной из олн в резонаторе 2, обм волновода. Интерфеволн в резонаторе нию в нем стоячей воления взаимодействия бы одну из встречных т из волноводного редят ее в резонатор по действия с объектом, ести следующим обрая одной из волн из исра, обеспечения еевзаимодействия с объектом и введения вновь в данный резонатор по завершении этого взаимодействия (фиг. 1, а, б); путем выведения обеих встречных волн из исходного резонатора, обеспечения их раздельного взаимодействия с объектом и введения вновь в данный резонатор (фиг. 1, в); при взаимодействии с объектом одной из встречных волн в исходном резонаторе, выведении другой волны из этого резонатора и введении ее вновь в резонатор по траектории, минующей область взаимодействия с объектом (фиг. 1, г).Применяя схемные элементы, можно управлять поведением каждой из встречных волн, В частности, можно направить обе изначально встречные бегущие волны в резонаторе в одну сторону при их раздельном взаимодействии с контролируемым объектом,Описанные схемы взаимодействия волн в волноводном резонаторе с объектом обеспечивают расширение области применения за счет возможности проведения бесконтактных (дистанционных) измерений, повышение чувствительности за счет возможности многократных зондирований объекта как одной бегущей волной, так и обеими бегущими волнами раздельно. Варьируя параметры схем и выбирая информативный параметр, можно оптимизировать схемные. решения с учетом специфики решаемой задачи, требуемой чувствительности. В частности, в качестве информативного параметра может быть выбрана собственная (резонансная) частота колебаний резонатора,На фиг. 2 а приведена схема устройства, соответствующая схеме взаимодействия волн с объектом на фиг. 1 а, Здесь контролируемый диэлектрический объект 1 (в том числе с диэлектрическими потерями) зондируют бегущими электромагнитными волнами, возбужденными в волноводном резонаторе 2. Для обеспечения такого зондирования предназначены трехплечие циркуляторы 3, включенные в разрывы вдоль длины резонатора 2. Один из них (слева) предназначен для вывода одной из волн из резонатора 2, а другой (справа) - для ввода этой волны вновь в резонатор 2 после взаимодействия данной волны с объектом 1, Взаимодействие волн ы с объектом осуществляют с применением чувствительных элементов 4 - в данном случае излучающей (слева) и приемной (справа) антенн, Фактически резонатор 2 образован здесь всей совокупностью упомянутых элементов - резонатора 2 на его основном участке, циркуляторов 3, участков распространения бе 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 гущей волны с чувствительными элементами 4. Для возбуждения электромагнитных колебаний в резонаторе 2 к нему подключен генератор 5 электромагнитных колебаний, а для измерений какой-либо колебательной характеристики резонатора, в частности его собственной (резонансной) частоты, служит блок 6. Схема устройства, соответствующая схеме взаимодействия волн с объектом на фиг. 1 б, приведена.на фиг. 2 б. Здесь осуществляют зондирование отражающего (хотя бы частично) волны объекта 1. В состав схемы входит резонатор 2, содержащий вдоль его длины один трехплечий циркулятор 3 с подсоединенным к одному из его плеч чувствительным элементом 4 - приемо- передающейантенной, Измерения могут быть как бесконтактными (фиг. 2 б) так и контактными, осуществляемыми с применением различных других чувствительных элементов, определяемых спецификой решаемой задачи, например, волновода.На фиг. 2 приведена схема устройства, соответствующая схеме взаимодействия на фиг, 1 в, Здесь объект 1 зондируют раздельно обеими встречными волнами в резонаторе 2. Как показано, зондирование осуществляют с применением чувствительных элементов 4 - двух пар излучающей и соответствующей ей приемной антенн. Могут быть в такой схеме применены и другие типы чувствительных элементов, Направление распространения волн показано стрелками. Объект 1 может являться диэлектриком (в том числе и несовершенным диэлектриком). Для обеспечения раздельного взаимодействия бегущих волн с объектом служат два циркулятора 3.Принципиально реализуемы и другие схемы взаимодействия, характеризуемые направлением раздельно зондирующих объект волн, полным (с применением циркуляторов) или частичным (с применением направленных ответвителей) выведением из исходного резонатора мощности волн и др.Реализацию способа можно осуществиить с использованием различных диапазонов электромагнитных волн, в том числе ВЧ- и СВЧ-диапазонов, а также оптического диапазона, Принципиально возможна его реализация и с применением акустических волн,Формула изобретения Способ измерения физических параметров объекта, заключающийся в возбуждении колебаний в резонаторе, воздействии на исследуемый объект бегущими волнами и измерении характеристик резонатора, покоторым определяют физические параметры обьекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, по крайней мере одну из бегущих волн получают путем ответвления из резонатора, образованного отрезком волновода, и после взаимодействия с исследуемым объектомвновь подают ее в резонатор.