Способ измерения диэлектрической проницаемости листовых материалов

Номер патента: 1453337

Авторы: Головко, Замарашкина, Скрипник, Яненко

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 453337 бв 4 С 01 К 27/26 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Киевский технологический институт легкой промышленности(56) Авторское свидетельство СССР В 113390, кл. С 01 К 27/26, 1957.Авторское свидетельство СССР В 1116371, кл. С 01 М 22/04, 1983. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности измерений. Способ измерения реализуется следующим образом, СВЧ-сигнал фиксированной стабильной частоты Я разделяют на измерительный сигнал (ИС) и опорный сигнал. ИС смещают по частоте низкочастотным сигналом 11 . Смещенный по частоте СВЧ-сигнал проходит через исследуемый материал с диэлектрическойпроницаемостью и принимается приемной антенной, ИС с частотойа -й, прошедший через исследуемый материал,смешивается с опорным сигналом и выделяется низкочастотный ИС, которыйсравнивают по фазе с сигналом У иуменьшают частоту низкочастотногосигнала до получения нулевой разностифаз. Затем дополнительно задерживаютопорный сигнал. фиксированной частоты у на фазовый угол (, и вновь уменьшают частоту низкочастотного сигналадо восстановления нулевой разностифаз. Диэлектрическую проницаемостьисследуемого материала определяютпо формуле Е = ср /2 С/(Р, -Р )й+1 ф,где ц, " величина дополнительногофазового сдвига (ФС); С - скоростьраспространения электромагнитнойэнергии в свободном пространстве;Й - толщина исследуемого материала;Г, и Р - смещение частоты низкочастотного сигнала до и после введения дополнительного ФС. 1 ил.Изобретение относится к техникеизмерений на СВЧ.Цель изобретения - повышение точности измерений,На чертеже представлена структур 5ная электрическая схема устройства,реализующего способ измерения диэлектрической проницаемости листовыхматериалов.Устройство содержит СВЧ-генератор1, направленный ответвитель 2, блок 3,сдвига частоты, низкочастотный генератор 4, излучающую антенну 5, исследуемый материал 6, приемную антенну 7, смеситель 8, фазовращатель9, фильтр 10 нижних частот (НЧ), усилитель 11 низкой частоты, Фазовый детектор 12, Фильтр 13 НЧ, индикатор14, фильтр 15 НЧ, частотомер 16,Устройство работает следующим образом.Сигнал СВЧ-генератора 1 с помощьюнаправленного ответвителя 2 разделяется на измерительный и опорный. Измерительный сигнал смещается по частоте в блоке 3 сдвига частоты сигналом НС-генератора 4. Смещенный почастоте сигнал поступает в излучающуюантенну 5. Энергия СВЧ-сигнала, прошедшего через исследуемый материал 6,принимается приемной антенной 7 ипоступает на один из входов смесителя 8, на другой вход которого поступает опорный сигнал, В опорном канале включен Фазовращатель 9, вначалеустановленный в нулевое положение.Из смешанных СВЧ-колебаний фильтром10 нижних частот выделяется сигналс частотой НЧ-генератора 4 фаза коУ40торого пропорциональна значению диэлектрической проницаемости исследуемого материала 6, Выделенный сигналусиливается усилителем 11 и поступает на один из входов Фазового детектора 12, на другой вход которого поступает через фильтр 15 ЦЧ, аналогичный Фильтру 10, напряжение с генератора 4. Выходное напряжение фазовогодетектора 12, пропорциональное разности Фаз входных напряжений, черезфильтр 13 НЧ который выделяет постоянную составляющую напряжения,воздействует на индикатор 14.Изменением частоты НЧ-генератора4 устанавливают нулевое показаниеиндикатора 14 и производят отсчет.частоты Р НЧ-сигнала по цифровомучастотомеру 6. Затем фазоврашателем 9 вводят дополнительный Фазовыйсдвиг р, в опорный канал. Изменениемчастоты НЧ-генератора 4 восстанавливают нулевое показание индикатора 14и измеряют частоту Г НЧ-сигнала. Покалиброваному фазовому сдвигу софазовращателя 9 и двум значениям частот Р, и Р НЧ-генератора 4 определяют диэлектрическую проницаемость исследуемого материала 6, который может перемещаться между антеннами 5и 7..Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию изобретения новизна. Соответствие критериюизобретения существенные отличиязаключается в следующем. Совокупностьновых операций смешивания смещенногопо частоте СВЧ-сигнала с СВЧ-сигналом фиксированной частоты, выделение сигнала частоты смещения, регулирования его частоты до совпаденияего фазы с фазой смещающего сигнала,измерения ее значения, введения дополнительного фазового сдвига в СВЧсигнал фиксированной частоты, который выбирают больше порога чувствительности в пять-десять раз, измерения ее значения и вычисления диэлектрической проницаемости исследуемогоматериала по формуле позволяет повысить точность измерения диэлектрической проницаемости листовых и рулонныхматериалов.Способ измерения диэлектрическойпроницаемости листовых материалов реализуется следующим образомСВЧ-снгнал фиксированной стабильной частоты М: О, =Б сояд+(р,)где Б - амплитуда сигнала; ,его Фаза, разделяют на измерительныйи опорный, Измерительный сигнал смещают по частоте НЧ-сигналом Н =г=Б соя(й+р ), где Б, - амплитудасигнала; с, - его Фаза, и передаютна излучающую антенну. Смещенный почастоте СВЧ-снгналц =0 соя(ы-й) С+Ч,-ЧДгде Б - амплитуда сигнала;Ц - Ц- его фаза,проходит через исследуемый материалс диэлектрической проницаемостью би принимается приемной антенной. Притолщине исследуемого материала Й принятый сигнал запаздывает относительнойопорного сигнала на время дС=-(Е)Сгде С - скорость распространения33374зультате смешивания смещенных йб т 1 астоте сигналов с СВЧ-сигналом, находилась в пределах 20 - 30 МГц,где р,45 50 Значение частоты низкочастотного второго сигнала Г выбирают такой, чтобы частота низкочастотного измерительного сигнала, образованная в рез 145электромагнитной энергии в свободномпространстве.Измерительный сигнал с частотой .И-й, прошедший через исследуемый материал, смешивается с опорным сигналом, и выделяется низкочастотныйизмерительный сигнали исояа-и-д) ь+сД,где 0,4 - амплитуда сигнала.Низкочастотный измерительный сигнал сравнивают по фазе с низкочастотным сигналом У и уменьшают частотунизкочастотного сигнала до получениянулевой разности фазй2 Ф(а- й,) - ,(4 Г -1) =2 ФК,где К=0,1,2,3- целые числа, характеризующие число .полных циклов;Р, - круговая частотасмещения, соответствующая нулевойразности фаз (й,сй)Затем дополнительно задерживаютопорный сигнал фиксированной частоты;д на фазовый угол ( и вновь уменьшают частоту НЧ-сигнала до восстановления нулевой разности фаз2 н (ЮСф": -1)-Цо=2 нКвйгде Я - круговая частота смещения,восстанавливающая нулевуюразность фаз (й с й,) .Диэлектрическую проницаемость исследуемого материала определяют поформуле 4 фС "4 о С- +1 ---- -+1 (р -д )Д 2 Г (Г, -Г)с 1 где Г Г - значения частоты НЧ-сигнала до и после введениядополнительной задержкиопорного сигнала,Однозначность определения диэлектрической проницаемости Е по разностичастот Р, -Г обеспечивается при выборе фазового сдвига д, из условияр, =5 - 10)ьгде- порог чувствительности фазоного детектора,5 Формула изобретения Способ измерения диэлектрическойпроницаемости листовых материаловна СВЧ, заключающийся в разделенииСВЧ-сигнала на опорный и измерительный сигналы, облучении измерительнымсигналом, смещенным по частоте низкочастотным сигналом исследуемого мате риала, формирование смешанного сигнала Ъутем смешения опорного и прошедшего через исследуемый материалсигналов, регулировании частоты низ"кочастотного сигнала до совпадения 20 фаэ сигналов, смещении частоты СВЧсигнала низкочастотным сигналом доследующего совпадения фаз, измерениисмещения частоты сигнала с последующим расчетом диэлектрической прони цаемости, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности,выделяют измерительный низкочастотный сигнал иэ смешанного сигнала,смешивают его с низкочастотным сигЗ 0 налом, добиваются совпадения фаз измерительного низкочастотного сигналаи низкочастотного сигнала, изменяютфазу оПорного сигнала, вновь пере,страивают частоту низкочастотногосигнала до совпадения фаз измеритель-.ного низкочастотного сигнала и низкочастотного сигнала, измеряютвторое смещение частоты, а диэлектрическую проницаемость рассчитывают по формуле40С,11 ,2 е (Р, -Р) с 1 величина дополнительногофазового сдвига;скорость распространенияэлектромагнитной энергиив свободном пространстве;толщина исследуемого материала;смещение частоты низкочастотного сигнала до введениядополнительного фазовогосдвига:второе смещение частоты после введения дополнительного фазового сдвига.,Черн Заказ 7280/42 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5 КНТ ССС,Р роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,

Смотреть

Заявка

4126793, 14.07.1986

КИЕВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ГОЛОВКО ДМИТРИЙ БОГДАНОВИЧ, СКРИПНИК ЮРИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, ЗАМАРАШКИНА ВЕРОНИКА НИКОЛАЕВНА, ЯНЕНКО АЛЕКСЕЙ ФИЛИППОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 27/26

Метки: диэлектрической, листовых, проницаемости

Опубликовано: 23.01.1989

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1453337-sposob-izmereniya-diehlektricheskojj-pronicaemosti-listovykh-materialov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ измерения диэлектрической проницаемости листовых материалов</a>

Похожие патенты