Устройство для измерения параметров материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1626138 А 1 9) 1 ч 22/00, О 01 й 27/2 15)5 ГОСУДАРСТВЕН.1 ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ шение локальности измерений ЦО содержит отрезок 1 прямоугольно вода, в котором расположены ис СВЧ-колебаний, детектор 3 СВЧ-ко два соосных металлических стерж выполненных с возможностью и ния вдоль своей оси, с отверстиями размещения ЦО, а также регистр прибор 10, Для повышения лока измерений используется подвиж роткозамыкающий поршень 8 с Выполнент 1 е его с возможностью щения на расстояние от стержне обеспечивает эффективное взаимо СВЧ-поля в отрезке 1 преимущес частью ЦО в достаточно малом заз с частями стержней 4 и 5. Следстви является сильная зависимость ам стоячей волны и, следовательно, п прибора 10 от параметров ЦО. 4 ил(56) Авторское свидетельство СССРМ 788039, кл. 6 01 В 27/26, 1980,Авторское свидетельство СССРЛЬ 1493939, кл. 6 01 М 22/00, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной СВЧ-технике и может бытьиспользовано в технологических процессах электронной промышленности приконтроле электрофизических параметровцилиндрических образцов (ЦО) из полупроводниковых, диэлектрических материаловили их структур. Цель изобретения - повы. Устр-во ГО ВОЛНО- точник 2 лебаний, ня 4 и 5, еремеще 6 и 7 для ирующий льности ный копазом 9, перемей 4 и 5 действие твенно с оре, а не ем этого плитуды Оказаний55 Изобретение относится к контрольноизмерительной СВЧ-технике и может быть использовано в технологических процессах, электронной промышленности при контроле электрофизических параметров цилиндрических образцов из полупроводниковых, диэлектрических материалов или их структур,Цель изобретения - повышение локальности измерений цилиндрических образцов,На фиг, 1 изображена конструкция устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - график зависимости величины индуктивности металлических стержней Х от расстояниядо короткоэамыкающего поршня; на фиг. 4 - схематическое изображение картины силовых линий краевого электрического поля в зазоре между концами металлических стержней, расположенных в отрезке прямоугольного волновода.Устройство содержит отрезок прямоугольного волновода 1, расположенные в волноводе 1 источник 2 СВЧ-колебаний, детектор 3 СВЧ-колебаний, два соосных металлических стержня 4 и 5, выполненные с возможностью перемещения вдоль своей оси, отверстия 6 и 7 в стержнях 4 и 5, выполненные для размещения цилиндрического образца, короткозамыкающий поршень 8 с пазом 9, регистрирующий прибор 10, Вход регистрирующего прибора 10 подключен к детектору 3 на входе датчика. Символами , г, Й обозначены, соответственно, расстояние между стержнями 4, 5 и поршнем 8, радиус стержней, радиус цилиндрического паза.В качестве источника СВЧ-колебаний возможно использование диода Ганна, ЛПД, туннельного диода или элемента возбуждения волновода от внешнего СВЧ-генератора, В качестве металлических стержней удобно использовать винты со сквозными осевыми отверстиями.Устройство работает следующим образом.Измеряемый образец цилиндрической формы вводится в отверстия 6 и 7 металлических стержней 4 и 5, Внутри волновода устанавливается возбужденная источником СВЧ-колебаний стоячая волна электромагнитного поля. Зависимость амплитуды стоячей волны от параметров измеряемого образца фиксируется детектором 3 и регистрирующим прибором 10.Для повышения локальности измерений необходим подвижный поршень 8 с пазом 9. Поршень 8 с пазом 9, выполненный с возможностью перемещения на расстояние от металлических стержней 4 и 5 обеспечи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 вает эффективное взаимодействие СВЧ-поля в волноводе преимущественно с частью цилиндрического образца в достаточно малом зазоре. а не частями металлических стержней 4 и 5. Следствием этого является сильная зависимость амплитуды стоячей волны, а следовательно, и показаний регистрирующего прибора 10 от параметров цилиндрического образца. Для получения эффективного взаимодействия СВЧ-поля преимущественно с частью образца, а не с металлическими стержнями 4 и 5, необходимо выбирать как расстояние между стержнями 4 и 5 и поршнем 8, так и местоположение и размеры паза в соответствии с соотношениями где а, Ь - размеры широкой и узкой стенок волноводд 1;г - радиус стержней 4 и 5.Выполнение в поршне 8 цилиндрического паза, ось которого проходит через середины широких стенок волновода 1, центр находится на оси волновода 1, длина равна длине зазора между концами металлических стержней 4 и 5, а радиус равен+ (у"У цд) ) позволяет избежать замыкания силовых линий краевого поля зазора на поршень 8 при любых сколь угодно малых расстоянияхмежду поршнем 8 и стержнями 4 и 5 и при любых частотах из диапазона рабочих частот для стандартного прямоугольного волноводд 1,Таким образом, введение в волновод короткозамыкателя, расположенного на предлагаемом расстоянии от стержней, позволяет пренебречь индуктивностью стержней, а выполнение в короткозамыкателе паза в соответствии с предлагаемыми размерами позволяет пренебречь шунтирующим влиянием поршня 8 на зазор. Формула изобретения Устройство для измерения параметров материалов, содержащее датчик, выполненный в виде отрезка прямоугольного волновода, один конец, которого соединен с выходом источника СВЧ-колебаний, регистрирующий прибор, связанный с отрезком прямоугольного волновода, на противоположных широких стенках которого расположены два соосных металлических стержня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения локальности измерений цилиндрических образцов, вдоль оси металлических стержней выполнено отверстие для размещения цилиндрического образца, на расстоянии 1 от металлических стержней на другом конце отрезка прямоугольного волновода установлен введенный коротко- замыкающий поршень, в котором выполнен паз в виде части поверхности цилиндра, ось которого параллельна оси металлических стержней и расположена нарасстоянии - г от них, высота р 4 вна расстоянию между металлическими стержнями, а радиус й и расстояние выбираются из соотношений 5( где а, Ь - размеры широкой и узкой стенокотрезка прямоугольного волновода;г - радиус металлических стержней.1626138Составитель Е. Адамова Редактор С. Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий Заказ 273 )Тираж 383 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производстввнно-издатваьский комбинат "Патвнт", г. Ужгород, уа,Гагарина, 101