Датчик интенсивности электромагнитного поля

 

Изобретение относится к технике измерений параметров полей и может быть использовано лдя измерения интенсивности электромагнитного поля. Цель изобретения - повышение технологичности изготовления датчика. Указанная цель достигается тем, что датчик интенсивности электромагнитного поля выполнен из пластины 1 электропроводящего полиэтилена, на которую нанесен слой 2 холестерических жидких кристаллов, и защитного слоя 3. Толщина пластины 1 равна 0,05 -где Л - длина волны в свободном пространстве; tgd - тангенс угла потерь материала пластины 1; е - диэлектрическая проницаемость пластины 1. Выполнение пластины 1 из полимерных материалов указанной толщины позволяет упростить изготовление датчика при сохранении его чувствительности. 1 ил. ё О ел ю Ч) со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 G 01 R 29/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4707546/09 (22) 19.06.89 . (46) 30.06.91. Бюл. ЬЬ 24 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) Ю.Е.Седельников, В.Н.Лаврушев и А.И.Мишин (53) 621.317.328(088.8) (56) Патент США

hh 3931573, кл, 6 01 R 29/08, 1976.

Максимов В.Н., Буханцев Н.И. Жидкокристаллические визуализаторы невидимых полей. — Зарубежная радиоэлектроника, 1979, Рв 12, с. 3. (54) ДАТЧИК ИНТЕ НСИ В НОСТИ ЭЛ Е КТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к технике измерений параметров полей и может быть ис,, Ы„„1659913 А1 пользовано лдя измерения интенсивности электромагнитного поля. Цель изобретения — повышение технологичности изготовления датчика. Указанная цель достигается тем, что датчик интенсивности электромагнитного поля выполнен из пластины 1 электропроводящего полиэтилена, на которую нанесен слой 2 холестерических жидких кристаллов, и защитного слоя 3. Толщина пластины 1 равна 0,05 е д, где о— длина волны в свободном пространстве;

tgB — тангенс угла потерь материала пластины 1; е — диэлектрическая проницаемость пластины 1. Выполнение пластины 1 из полимерных материалов указанной толщины позволяет упростить изготовление датчика при сохранении его чувствительности. 1 ил.

1659913

P(S) (1 г2)(1 — 2 Qd) (1 „2 — 2 гХд) где r — коэффициент отражения от материала пластины;

Q — коэффициент затухания;

d — толщина пластины.

Значения г и а определяются длиной волны поля в пластине 1 и слое 2, диэлектрической проницаемостью материала е и тангенсом угла потерь tgb материала пластины:

a = 6Гг (1+щи — 11 д/ 2 е с — о де г = (Zc — Zo)(Zc + Zo): где Zc — характеристическое сопротивление волны в материале пластины;

Изобретение относится к измерениям параметров полей и может быть использовано для измерения интенсивности электромагнитного поля (ЭМП).

Цель изобретения — повышение технологичности изготовления датчика, На чертеже приведена конструкция датчика интенсивности ЭМП.

Датчик включает пластину 1, выполненную из электропроводящего полиэтилена, на-которую нанесен слой 2 материала, обладающего свойством зависимости длины волны рассеянного света от темпера1 óðû, например холестерический жидкий кристалл (ХЖК). Слой 2 закрыт защитным слоем 3.

Датчик интенсивности ЭМП работает следующим образом.

При внесении датчика в электромагнитное поле пластина l, выполненная из элек тропроводящего полиэтилена, поглощает

Часть мощности падающего на нее поля,, преобразуя ее в тепло. Под действием этого

1епла происходит нагрев пластины 1 и рас,положенного на ней слоя 2 ХЖК. Послед, ний, обладая свойством зависимости длины

:волны рассеянного света от температуры, изменяет свой цвет, и по нему определяют интенсивность поля.

Доля мощности, соответствующая тепловым потерям, зависит от длины волны измеряемого поля, диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь материала пластины, ее толщины и поперечных размеров. При нормальном падении волны на пластину из поглоЩающего материала относительная доля мощности потерь на единицу ее поверхности составляет

Zp — характеристическое сопротивление волны в воздухе.

Температура нагреваемого тела в установившемся режиме пропорциональна

5 м цности источника тепла, т,е, величине

P и обратно пропорциональна массе плай стины с нанесенными на нее слоем ХЖК и защитным слоем. Поскольку толщина незначительна и может составлять доли мил10 лиметра, а толщина пластины, исходя иэ условий механической жесткости выбирается равной 1 — 2 мм, температура пластины обратно пропорциональна ее толщине

Т P(S)jd

15 Таким образом, чувствительность датчика тем выше. чем больше величина

Р(з) 1, - 1 Р (1)

1 — Р

Для каждого значения тангенса угла потерь и длины волны измеряемого поля существует единственное значение толщины пластины, при которой достигается максимум отношения поглощенной мощности к толщине пластины, соответствующее максимуму чувствительности датP(s) чика (d )max . Эта зависимость при малых

30. (доли длины волны) толщинах пластин хорошо аппроксимируется эмпирической зависимостью

d 0.051/сад, (2) где А - длина волны в диэлектрике;

tg д — тангенс угла потерь материала пластины.

При указанном выполнении датчика его чувствительность определяется толщиной пластины и относи1ельной долей мощности

40 электромагнитного поля, поглощенного пластиной. Последняя составляет для значения толщин d/А 0,005 — 0,05 величину

10.3 — 31,8, что соответствует доле мощности, поглощенной в известных конструкциях датчиков. Таким образом, предлагаемый датчик по чувствительности не уступает известным и прототипу.

В качестве термоиндикаторного слоя используется слой из холестерических жидких кристаллов, который равномерно наносится на полиэтиленовую пластину (толщина слоя 10 — 15 мкм). Защитный слой выполняется из лавсановой или триацетатной пленки толщиной 0,05-0,1 мм. Размеры датчика для длины волны 20 — 30 см состав10 ляют А х B = 37,5 х 4,7 мм, толщина пластины равна 1,5 мм. В качестве материала пластины могут быть использованы материалы 107.31,...,107,42, отличающиеся процентным содержанием входящего в их состав

1659913

Составитель П.Савельев

Редактор А.Лежнина Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 1842 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 поглощан5щего материала, например ацетиленовой сажи, и, следовательно, значением tgB . 8ыбор конкретного материала производится в зависимости от длины волны измеряемого поля. 5

Предлагаемый датчик характеризуется более высокой технологичностью по сравнению с известными датчиками. Для изготовления последних требуются следующие операции: изготовление пластины подложки вырезанием из листового материала при помощи алмАзных фрвз и обработка поверхности (подготовка для вакуумного осаждения), а также собственно вакуумное распыление. При изготовлении предлагаемого датчика эти операции заменяются . вырезанием (вырубанием) пластин из листового материала, механическая обработка которого не представляет трудностей, Формула изобретения

Датчик интенсивности электромагнитного поля, включающий подложку с нанесенным на нее слоем материала, обладающего свойством зависимости длины волны рассеянного света от температуры, и защитный слой, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности изготовления датчика, подложка выполнена в виде пластины из электропроводящего полиэтилена, толщиной 0,05, где Ло — длина волны измеряемого электромагнитного поля; е — диэлектрическая проницаемость материала пластины: д — угол диэлектрических потерь материала пластины,