Способ измерения диэлектрической проницаемости жидкостей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диэлектрических проницаемостей жидкостей с малыми потерями. Целью изобретения является повышение точности. Способ реализуется путем облучения исследуемой жидкости электромагнитной волной через диэлектрическую призму 2 нарушенного полного внутреннего отражения, причем плоскость поляризации электромагнитной волны установлена под углом 45° к грани диэлектрической призмы 2. В исследуемой жидкости размещено металлическое зеркало 5. Измеряют Эллипсометрические параметры отраженной волны в зависимости от частоты излучения. Далее по частоте, соответствующей минимуму эллиптичности, определяют диэлектрическую проницаемость жидкости. 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4682741/09 (22) 24.04.89 (46) 30.09.91. Бюл. % 36 (71) Институт прикладной физики АН БССР (72) С.А.Тиханович и Е,С.Максимович (53) 621,396.67 (088.8) (56) Измерение на миллиметровых и субмиллиметровых волнах. Методы и техника./Под ред. Д,А.Валейева, Б.И.Макаренко. M.: Радиа и связь, 1984, с. 296.

Пеньковский А.И. Эллипсометрические методы измерения оптических постоянных ° для при НПВО. В кн. Эллипсометрия — метод исследаватения поверхности. Новоси-. бирск: Наука, 1983, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ. ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к измерительИзобретение относится к измерительной технике и мажет быть использовано в электронной и химической промышленности для измерения диэлектрической проницаемости жидкостей с малыми потерями, Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2— типичная зависимость эллиптичности от длины волны излучения при диэлектрической проницаемости к„р = 2,55, толщине слоя жидкости 800 мкм, диэлектрической проницаемости жидкости еж = 1,14.

Устройство содержит свип-генератор 1 электромагнитного излучения, трехгранную диэлектрическую призму 2 с входным и выходным окнами, измерительную кювету 3 с

„„Я „„1681279 А1 ной технике и может быть использовано для измерения диэлектрических проницаемастей жидкостей с малыми потерями, Целью изобретения является повышение точности.

Способ реализуется путем облучения исследуемой жидкости электромагнитной волной через диэлектрическую призму 2 нарушенного полного внутреннего отражения, причем плоскость поляризации электромагнитной волны установлена под углом 45 к грани диэлектрической призмы 2, В исследуемой жидкости размещено металлическое зеркало 5, Измеряют эллипсометрические параметры отраженной волны в зависимости от частоты излучения. Далее по частоте, соответствующей минимуму эллиптичности, определяют диэлектрическую проницаемость жидкости.

2 ил. и исследуемой жидкостью 4, металлическое зеркало 5 с микрометрическим механизмом

6, блок 7 измерения эллиптичности, экстре- Со матор 8 и блок 9 обработки, Способ реализуется следующим образом. 4

Линейно-поляризованные амплитудно- 0 модулированные переменной частоты электромагнитные колебания с линейной поляризацией от свип-генератора 1 направляются на основание диэлектрической призмы 2 под углом, большим критического.

Плоскость поляризации падающей электромагнитной волны устанавливают под углом

450 к плоскости падения. Отраженная от контролируемой жидкости 4 электромагнитная волна в общем случае эллиптической поляризации поступает в блок 7 измерения

4»

1681279 эллиптичности, где она разделяется на две ортогонально-поляризованные составляющие, интенсивность которых пропорциональна малой и большой осям эллипса поляризации, Выходной сигнал с блока 7 измерения эллиптичности, пропорциональный эллиптичности отраженной электромагнитной волны, поступает на вход экстрематора 8.

При полном внутреннем отражении фа зы коэффициентов отражения параллельно и перпендикулярно поляризованных компонент падающей электромагнитной волны зависят от соотношейия диэлектрических проницаемостей на границе раздела, а также, если среда, на которую падает электромагнитная волна имеет толщину Л вЂ” 2 Л, где А — длина электромагнитной волны, и от длины волны, причем характер зависимости фазы коэффициента отражения отдлины волны различен для одной и другой компонент.

При изменении длины волны зондирующего излучения изменяется значение эллиптичности отраженной волны, минимальный экстремум которой регистрируется экстрематором 8, В момент достижения минимума эллиптичности с выход экстрематора 8 на второй вход блока 9 обработки поступает управляющий сигнал, в соответствии с которым измеряется напряжение сигнала, поступающего на первый вход блока 9 обработки с управляющего выхода свип-генератора 1. Имея градуированные зависимости длины электромагнитной волны в точке минимума эллиптичности определяют величину диэлектрической проницаемости. Расчет диэлектрической

5 проницаемости контролируемой жидкости проводится в блоке 9 обработки.

Формула изобретения

10 Способ измерения диэлектрической проницаемости жидкостей, заключающийся в том, что исследуемую жидкость облучают электромагнитной волной с линейной поляризацией через диэлектрическую приз15 му и измеряют эллипсометрические параметры отраженной волны, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, плоскость поляризации электромагнитной волны устанавливают под углом 45 к пло20 скости падения, исследуемую жидкость помещают между основанием призмы и плоским металлическим зеркалом, размещенным параллельно основанию призмы на расстоянии (0,2 — 2,0) Я н, где ин — мйни25 мальная длина электромагнитной волны, угол падения электромагнитной волны на основание призмы выбирают больше критического, изменяют длину волны и фиксируют ее значение, соответствующее минимуму эл30 липтичности, а величину диэлектрической проницаемости определяют по зависимости, связывающей ее с длиной волны, соответствующей минимуму эллиптичности.

1681279 ! гу3; дЕ

Составитель Е.Скороходов

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 3311 Тираж 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