Устройство для измерения температурной зависимости параметров диэлектриков

 

Использование: исследование диэлектриков на СВЧ при нагреве в потоке газа, Сущность изобретения; устройство для измерения температурной зависимости .параметров диэлектриков содержит открытую СВЧ-систему, включенную между генератором и приемно-измерительным блоком, источник нагретого газа, измеритель температуры нагреваемого материала, диэлектрический корпус для размещения нагреваемого материала, состоящий из внутренней вставки со стенками, симметрично расположенными относительно испытуемого материала, подсоединенной к источнику нагретого газа, и внешнего кожух со стенками.симметрично расположенными относительно внутренней вставки Площадь поперечного сечения канала для протекания газа между испытуемым материалом и поверхностью внутренней вставки равна площади поперечного сечения канала для протекания газа между внешней поверхностью вставки и внутренней поверхностью кожуха. В двух противоположных стенках внутренней вставки и внешнего кожуха выполнены отверстия, диаметры которых равны диаметрам каустики поля в месте их расположения, а центры соосны с оптической осью открытой СВЧ-системы с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4838279/09 (22) 11,06,90 (46) 15.11,92. Бюл. ¹ 42 (71) Обнинское научно-производственное обьедийение "Технология" (72) В. П. Крылов и В. А. Шатунов (56) Авторское свидетел ьство СССР

N 1559437, кл. Н 05 В 6/64, 1988.

Воробьев Е. А. и др, СВЧ диэлектрики в условиях высоких температур. M.: Сов. радио, 1977, с. 86 — 89. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКОВ (57) Использование; исследование диэлектриков на СВЧ при нагреве в потоке газа, Сущность изобретения; устройство для измерения температурной зависимости. параметров диэлектриков содержит открытую

СВЧ-систему, включенную между генератором и приемно-измерительным блоком, исИзобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям температурной зависимости параметров диэлектриков при нагреве в высокотемпературной области.

Известно устройство для измерения параметров диэлектриков при нагреве, в котором образец испытуемого материала укреплен в корпусе, который вставлен в резонаторную СВЧ-систему, а нагрев образца осуществляется потоком аза, проходящим между стенками образца и коГпуса, причем в корпусе выполнены отверстия, пропускающие электромагнитное и>л» (w SU нц 7ПЬ68г> А 1 точник нагретого газа, измеритель температуры нагреваемого материала, диэлектрический корпус для размещения нагреваемого материала, состоящий из внутренней вставки со стенками, симметрично расположенными относительно испытуемого материала, подсоединенной к источнику нагретого газа, и внешнего кожух.". со стенками, симметрично расположенными относительно внутренней вставки., Площадь поперечного сечения канала для протекания газа между испытуемым материалом и поверхностью внутренней вставки равна площади поперечного сечения канала для протекания газа между внешней поверхностью вставки и внутренней поверхностью кожуха. В двух противоположных стенках внутренней вставки и внешнего кожуха выполнены отверстия, диаметры которых равны диаметрам каустики поля в месте их расположения, а центры соосны с оптической осью открытой СВЧ-системы.

Недостатком устройства является наличие контакта диэлектрического корпуса с металлическими стенками резонатора из-за которого происходит потеря тепловой энергии потока газа, что приводит к неравномерному прогреву образца при высоких температурах и снижает точность измерений.

Известно устройство для измерения . температурной зависимости параметров диэлектриков при нагреве. включающее открытую СВЧ-систему, генератор, приемноизмерительное устройство, измеритель температуры, в котором без контакта с СВЧсистемой устанавливается образ»ц испыту1775686 емого материала, нагреваемый потоком газа.

Недостатком устройства является большая разница между температурами газового потока и испытуемого образца, которая приводит к неоднозначности определения параметров диэлектриков из-зэ неоднородности и неравномерности прогрева образца, что снижает точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения температурной зависимости параметров диэлектриков при высоких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения температурной зависимости параметров диэлектриков, содержащее открытую СВЧ-систему, включенную между генератором и приемхо-измерительным блоком, источник нагретого газа, и измеритель температуры исследуемого материала, введен диэлектрический корпус, состоящий из внутренней вставки для размещения исследуемого материала. подсоединенной к источнику нагретого газа, и внутреннего кожуха, установленного симметрично относительно внутренней вставки, в двух противоположных стенках внутренней вставки и внешнего кожуха выполнены отверстия, соосные с оптической осью открытой СВЧ-системы, а диаметры отверстий соответствуют диаметрам каустики поля в местах их расположения, при этом величина зазора между внешним кожухом и внутренней вставкой равна величине зазора между внутренней вставкой и поверхностью исследуемого образца.

Использование корпуса позволяет концентрировать энергию теплового потока газа в области вложенного образца..

Применение корпуса, состоящего иэ нескольких частей позволяет, использовать внешнюю часть потока газа, протекающего между внешней поверхностью вставки и внутренней поверхностью кожуха, как экран для уменьшения потерь тепла, что позволяет повысить равномерность нагрева испытуемого образца и.увеличить точность измерения параметров диэлектриков при высоких температурах.

Конструкция устройства показана на чертеже и состоит из антенн открытой СВЧсистемы 1, в центре которой помещен образец испытуемого материала 2, укрытый корпусом, состоящим иэ внутренней вставки 3 и внешнего кожуха 4, вставка соединена с TBnfloBhlM генератором 5, Измерительная часть СВЧ-системы состоит из генератора СВЧ-колебаний 6, приемно5

Формула изобретения

Устройство для измерения температурной зависимости параметров диэлектриков, содержащее открытую СВЧ-систему, включенную между генератором и приемно-измерительным блоком, источник нагретого газа и измеритель температуры исследуемогоматериала, отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерений при высоких температурах, введен диэлектрический корпус, состоящий из внутренней вставки для размещения исследуемого материала, подсоединенной к источнику нагретого газа, и внешнего кожуха, установленного симметрично относительно внутренней вставки, в двух противоположных стенках внутренней вставки и внешнего кожуха выполнены отверстия, соосные с оптической осью открытой СВЧ-системы, а диаметры отверстий соответствуют диаметрам каустики поля в местах их расположения. при этом величина зазора между измерительного устройства 7, и прибора для контроля температуры 8.

Перед началом измерений СВЧ-система 1 настраивается в резонанс на частоту, заданную генератором СВЧ-колебаний 6 и на выходе приемно-передающего устройства 7 фиксируются выходные параметры.

Снимается внешний кох.ух 4 и во вставку 3 вставляется образец испытуемого материала 2, устанавливается кожух, включается тепловой генератор 5, нагретый газовый поток поступает в полость внутренней вставки и, контактируя с образцом, нагревает образец, Тепловой поток, обтекая вставку, проходит с внутренней стороны кожуха 4, экранируя потоком газа потери тепловой энергии.

Использование равных площадей поперечных размеров между образцом 2 и внутренней стороной вставки 3, а также между внешней стороной вставки и внутренней стороной кожуха 4 выравнивает давление в этих областях потока газа и препятствует затеканию холодного газа через центральные отверстия в корпусе в поток, обтекающий образец.

Определение температурной зависимости, параметров диэлектриков происходит сравнением сигналов на выходе приемноизмерительного устройства для СВЧ-системы с образцом v без образца для каждой определенной температуры, измеряемой пирометром 8.

Точность измерений при использовании предлагаемого устройства повышается за счет более равномерного нагрева образца испытуемого материала.

177568б

Составитель В.Крылов

Техред М. Моргентал

Корректор Т.Палий

Редактор Т.Иванова

Заказ 4033 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета Ilo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-изля ..льский комбинат "Патент", г. ужгород ул Г:э арина. 101 внешним кожухом и внутренней вставкой равна величине зазора между внутренней вставкой и поверхностью исследуемого материала.