421968

вв(;4;, )Оэ "уРЮ О П Й-ФфА:Ф-И Е ИЗОЬРЕТЕН ИЯ 421968 Союз Советских Социалистических РеслубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕПЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства -Заявлено 21.01,72 1739645/18-10 ю 1/11 М. Кл. пнем заявки-присоед Восударстввнный комитат Соввта Мнннстров СССР но делам иэобрвтвннй и открвтнйПриоритет -Опубликовано 30.03.74. Бюллетень1 Дата опубликования описания 19,11.74 Д 1( 551,508.7(088.8) Авторизобретени. М. Романенк аявитель СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЗЛЕКТРИЧЕС 1(ИХ ВЕЩЕСТВПредлагаемый способ относится к областигидрометереологических исследований и может быть использован, например, для определения водосодержания снежного покрова.Известный способ определения параметровдиэлектрических веществ путем определениястепени и характера поляризации пробы вещества одночастотным полем не позволяетисследовать диэлектрически сложные вещества,По предлагаемому способу для исследования сложных веществ в условиях зависимостиих электрических параметров от частоты фазуполяризующего поля сдвигают столько раз,сколько дополнительных составляющих пол.ной проводимости имеет вещество, возникающее при сдвиге фаз изменение частоты резонансной системы компенсируют изменениемее полной проводимости и по значениям изменения проводимости этой системы и ее резонансной частоты судят о контролируемых параметрах вещества,С целью оперативности измерений детектируют изменение частоты резонансной системы,полученным напряжением управляют полнойпроводимостью резонансной системы до достижения заданной резонансной частоты, а оконтролируемых параметрах вещества судятпо уровню полученного напряжения,На фиг, 1 показан один из возможных вариантов блок-схемы устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг, 2 -эквивалентная схема измерителя,Возбудитель 1, включенный в резонанснуюсистему 2, связан через фазовращатель 3 сдиэлектрическим датчиком 4 и через частотный детектор 5 - с управляемым нелинейным реактивным элементом 6, уровень напряжения которого контролируется вольтметром 7,При вводе датчика в снежный покров происходит изменение частоты резонансной системы 2. В связи с этим на выходе частотногодетектора 5, в качестве которого особенно15 эффективно работают детекторы на базекварцевого резонатора, изменяется уровеньвыходного сигнала и, следовательно, происходит перестройка управляемого реактивногоэлемента до тех пор, пока частота резонап 20 спой системы практически не восстановится.Если датчик введен в снег, полностью насыщенный чистой водой, его водонасыщенность определяется показанием вольтметра 7и параметрами резонансной системы 2 и фазо 25 вращателя Л, в качестве которого может бытьиспользована любая переменная реактивностьс достаточно высокой добростностью, например отрезок резонансной линии, последовательный или параллельный перестраиваемыйЗО контур, переменный конденсатор и т. д,.,(с 1 КО В РЯДС СЛЯСВ, ОГООСИИО КОГДа ИС- слсдустс 5 сОжный покров Б районах с разБИТ 011 Цц;УСТРИЕ 1, ВОДа, ПсСЫЩс 1 ОЩа 51 СНЕГОБу 10 пробу, содер 5 кит прмссц, В связи с сс:( показаци 51 ВО,1 ьтметра 7 Зс 1 висят не тОлы(0 От (Т(ИСПИ БОДОНс 1 СЫЩСПИ 51, Ои И ОТ СКВОЗИОЦ проводимости снеговой проб 1,, 1 л 51 исключсни 5 ИОГрсипости, сВязаииОЙ с рсзпстБП 1)и состаВл 5101 цими полной прОВО- димост 1 си(.ГОВОЙ ирооы, фазу пол 51 ризующсГО эту пробу иол 51 сдВНГаОт столько раз, ско;ьо рсзистцвиых составляющих содержит эквивалентная схема замещения датчика, фикСцр 5 КИЖДЫЙ раз ИОКазаНИС ПрИООрс 1 7, ПО котор,о оп редел)пот искомую водоиасьццеи- ЦОСТЬ,Если рсзистивцая составляющая пробы представлена, в основном, сопротивлением сквозной проводимости, а эквивалентная схема измерительной системы соответствует представленной на фиг, 2, где (5 - возбудитель резонаСиых колебаний в системс, 1. - индуктивность контура, С - чистая емкость датчика, однозначно определяющая в нашем случае Бодоиасыщенность снега, 1.,1, -- переМенцс 5 ИНД(КТИБИОСТЬ, ИСПОЛЬЗУЕМа 51 ДЛ 51 сдвига фазы поляризующего поля, 1( - сопротивлсшс снеговой пробы на частоте поляризации и т - сопротивление поляризационных потерь, то ири введении датчика в снеговую пробу происходит комплексное изменение составлякщих его полной проводимости С и т, Б связи с чем меняется резонансная частота контура 1.Сс(, а также величина тока, протекающего через кварцевый резонатор 9, который детектируется эмиттер-базовым переходом транзистора 10, В результате этого изменяется его коллскторный ток, регистрируемый миллиамиерметром 11, и магнитный поток, генерируемый управляющей катушкой 1, в замкнутом сердечнике, состоящем из участков с различными частотными свойствами, При этом меняется индуктивность катушки 1., и частота контура благодаря высокой крутизне Встотно-фазовой характеристики кварцевого резонатора автоматически восстанавливается практически до прежней величины. 11,россель 12 служит для устранения связи контура 1.С( и т со вспомогательными элементами из;Срцтсльио систсмы.Зафиксировав значение 1.,1, и показания миллиамиермстра, сдвигают фазу поляризукщего поля путем опредслениого изменения шдуктивцосги катушки У.,), вновь фиксирукт сс зпач(иис и Оказни миллиампсрмстра, и затем 1 прц Г-.-О) определяют водонасыщсииость снега. Г 1 ри этом вся измерительная система работает в линейном режиме, обеспсчиБа(мом, в частности, выбором уровня положительной ооратиой связи возбудителя, В этом случае чистая емкость и, следовательно, Бодоас Псппость снега определяется путем исцользовацця арировочиых 3 Висимосгсй, игц решением системы цтсгралыо-дифферсш;иальцых уравнений.Таким образом, влажность цслиостьк цасы исипОГО (.ПОГЗ Оцр(д(л 51 стс 5 ф цкцц(цт=;-1, - П, ),ГДС("- - С(БОКУИИОСТЬ ИОКазс 1 ИИЙ )ИЛ;1 Ис 1).пер метра:,;П,.- Совокупиость извсстцых частотооцределяющих параметров резона;- спой системы.В тСХ СЛса 5 Х, КОГда СНЕГОВая ПрОба ИС СО;СРЖИТ ВОДЫ Б ЖИДКОЙ фаз(., а ТСМ 1 С 1 сТ 1115процзволыш, се плотность определяют ацалогично описанному способу, однако на различных частотах, используя явление частотной и температурной зависимости электрических параметров льда при постоянстве их1 для воздуха,Если при формировации 1 д диэлектрических потерь снеговой пробы существеннуюроль играют поляризациоиные потери т, то кранее полученным системам уравнений со 25 ставляют вспомогательнуо систему уравнений, соответствующую вспомогательномусдвигу фазы поляризующего поля, и чистую емкость снеговой пробы определяют путем совместного решения полученных систем30 интегрально-дифференциальных уравнений,В этом случае тарировочные зависимости могут играть лишь вспо)Огательнуо роль.Предлагаем 11 спосоо позВоляет Опрсдс.15 тьи другцс как электрические, так и завцсящцс35 от цих характеристики Диэлектрических всществ,П редмет изобретения1. Спосоо определения параметров диэлск 4(1 тричсских веществ путем определения степении характера поляризацци пробы вещества,ОДИОЧаСтотНЫМ ПОЛЕМ, ОтсСсаОС 1 ССсс тСМ,что, с целью исследованя сложны." Всисстпв условиях зависимости их электрических пас 5 РаметРов от частоты, фазУ полЯРцзУюЩсгополя сдвигают столько раз, сколько дополнительных составляющи.( полной проводимостии:(ест всщестВО, Бозиика 01 цес при сдвиге фазизменение частоты резонансной системы ком 50 псцсцруот измспсцил сс иолиой проводимости и по значениям измсисиия црово и;(осиЭТО 1 СИСТСЪ 1 Ь 1СС РСЗОИсЦСИОИ ЧсСТОТЫ (ДТО контролируемых параметрах вещества.2, Способ ио п, 1, от,иссаос 1 ссел тем, что,55 (. 1 елью пОВыци.ии 5 10 бссп".сии 51) ОпсратцвНОСТИ ИЗМСРЕЦИй, ДЕтСКтцРУКт ИЗМСИСНЦС ЧсСто ы р(зоцацсцой системы, полученным сигца,ом иравл 5 от ИОЛИОЙ проводимостьюпаис 1 Ой систеыы до достиксни 51 ЗадапнОЙ9) резонансной частоты, а о контролируемыхпараметрах вещ(ства судят по уровшо полученного сигнала.аказ 5582цнии Тираж 678комитета Совета Минпг рретений и открытийРаугпская наб., д, 1,5 ереповецкая городская типографи Изд. 1435Государственногопо делам изобМосква, Ж,Подписит ов СССР