Способ дистанционного определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта

Изобретение относится к области дистанционного измерения физических характеристик объектов, в частности диэлектрической проницаемости диэлектриков. В способе, включающем облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на наборе частот, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости объекта, после прохождения сигналом объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, согласно изобретению облучение объекта осуществляют несколькими передающими элементами, расположенными в различных точках пространства, при этом регистрацию сигнала каждого передающего элемента осуществляют соответствующим ему средством регистрации, а при обработке зарегистрированного сигнала определяют множество значений удлинения оптического пути, соответствующих определенной паре передающий элемент - средство регистрации на наборе частот, затем вычисляют распределение плотности удлинения оптического пути методом обратного проецирования, выделяют непрерывные трехмерные участки с близкими по значению плотностями удлинения оптического пути методом сегментации трехмерного изображения, затем вычисляют диэлектрическую проницаемость ε диэлектрического объекта в сечении одной из плоскостей системы координат по формуле: , где ρ - средняя плотность удлинения оптического пути для диэлектрического объекта; Lx - размер по оси x; Lz - размер по оси z. Технический результат заключается в возможности определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта дистанционно, независимо от возможности непосредственного ручного измерения его размеров.

 

Изобретение относится к области дистанционного измерения физических характеристик объектов, в частности диэлектрической проницаемости диэлектриков.

Существуют практические задачи, когда требуется определение диэлектрической проницаемости объекта без непосредственного контакта с ним измерительной аппаратуры.

Известен способ определения диэлектрической проницаемости материала, заключающийся в облучении испытуемого образца электромагнитной волной двуплечим излучателем, изменении разности фаз сигналов в плечах излучателя и измерении амплитуды прошедшей волны под углом и определении диэлектрической проницаемости; одновременно с изменением разности фаз в плечах излучателя снимают зависимость амплитуды прошедшей волны от длины плеча, а диэлектрическую проницаемость определяют по формуле

, где:

λ0 - длина волны в свободном пространстве;

Δ - период следования нулей амплитуды прошедшей волны,

λb - длина волны в двуплечем излучателе;

а угол θ выбирается из соотношения

, где:

dk - предельный размер плеча излучателя, SU 1800333 А1, 07.03.1993.

Недостатком способа является необходимость контакта излучателя с объектом определения диэлектрической проницаемости. Кроме того, этот объект должен иметь плоскую грань для обеспечения контакта с излучателем. Указанные обстоятельства не позволяют использовать данный способ для дистанционного определения диэлектрической проницаемости объектов.

Известен способ определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта путем облучения диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучателем на N-частотах; облучение производится на фоне отражателей, которыми являются границы слоев объекта, либо граница диэлектрического объекта и воздуха, либо физическое тело, на котором размещен исследуемый диэлектрический объект. Производят регистрацию сигнала, отраженного от диэлектрического объекта и отражателя, осуществляют преобразование принятых сигналов во временную область, выделяют пиковые временные составляющие во временном спектре, измеряют времена выделенных пиковых временных составляющих и определяют диэлектрические проницаемости и толщины слоев; зондирование и прием осуществляют в секторе углов, а диэлектрические проницаемости и толщины слоев определяют по формулам:

;

, где:

i - номер слоев;

εi, εp - диэлектрическая проницаемость i- и р-го слоев;

ε1 - диэлектрическая проницаемость среды, с которой осуществляется зондирование и прием сигналов;

Δ1i - толщина i-го слоя;

, где h1 и h2 - высоты от границы раздела первого и второго слоев до мест, откуда производится зондирование и места приема сигналов соответственно;

- угол приема сигнала, отраженного от границы раздела i- и i+1-го слоев со скоростью света;

ti - частота i-й пиковой составляющей временного спектра, соответствующей отражению сигнала от границы раздела i- и i+1-го слоев;

d - проекция на зондируемую поверхность расстояния между местом, откуда производится зондирование, и местом приема сигналов, RU 2039352 С1, 09.07.1995.

Недостатком данного способа является необходимость параллельности слоев диэлектрического объекта, а если он состоит из монослоя, то необходима параллельность его граней. В связи с этим способ может быть реализован в отношении специально изготовленных объектов. Кроме того, для реализации способа необходимо соблюдение определенных углов падения и отражения СВЧ-излучения относительно диэлектрического объекта.

Указанное выше не позволяет практически использовать способ для определения диэлектрической проницаемости движущегося и скрытого объекта с непараллельными слоями или гранями, в частности, для скрытого определения наличия диэлектрических взрывчатых веществ, спрятанных на теле человека. Как известно, диэлектрическая проницаемость подавляющего большинства этих веществ находится в пределах 2,9-3,1.

Известен способ определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта на фоне отражателя путем облучения диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на N-частотах, регистрации сигнала, отраженного от диэлектрического объекта и отражателя, осуществляют когерентную обработку зарегистрированного сигнала с получением трехмерного СВЧ-изображения диэлектрического объекта и отражателя, дополнительно получают видеоизображение области, в которой находится диэлектрический объект и отражатель с помощью двух или более видеокамер, синхронизированных с источником СВЧ-излучения, преобразуют полученное видеоизображение в цифровой вид и строят трехмерное видеоизображение указанной области, переводят трехмерное видеоизображение и СВЧ-изображение в общую систему координат, определяют по СВЧ-изображению в общей системе координат расстояние Z1 между источником СВЧ-излучения и участком СВЧ-изображения отражателя, свободным от диэлектрического объекта, и расстояние Z2 между источником СВЧ-излучения и участком СВЧ-изображения отражателя в зоне диэлектрического объекта, по видеоизображению определяют в общей системе координат расстояние Z3 между источником СВЧ-излучения и видеоизображением диэлектрического объекта, при этом определяют диэлектрическую проницаемость ε диэлектрического объекта из соотношения:

,

RU 2408005 C1, 27.12.2010.

Недостатком известного способа является низкая точность определения диэлектрической проницаемости ε при движении исследуемого диэлектрического объекта, что требует для компенсации весьма точной синхронизации движущегося объекта и отражателя, а также синхронизации работы видеокамеры и средств регистрации отраженного сигнала; такая синхронизация трудно достижима и в любом случае не обеспечивает требуемой точности определения ε. Кроме того, способ требует освещения, достаточного для работы видеокамер.

Известен способ дистанционного определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, включающий облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на N частотах, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, при этом регистрируют сигнал, прошедший через диэлектрический объект, затем определяют зависимость выражения:

, где:

N - количество частот СВЧ-излучения;

k - номер частоты СВЧ-излучения из N частот;

fk - k-я частота СВЧ-излучения из N частот;

i - мнимая единица;

c - скорость света в вакууме;

Аобъектk - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства;

Фобъектk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в присутствии объекта в контролируемой области пространства, выраженная в радианах;

Acnк - амплитуда зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства;

Фcnk - фаза зарегистрированного сигнала на k-й частоте излучения в отсутствие объекта в контролируемой области пространства, от

x - координаты по оси X, соединяющей средство регистрации и источник СВЧ-излучения,

определяют значение χmax, при котором F имеет максимальное значение, и определяют диэлектрическую проницаемость по формуле:

, где:

L - физический размер диэлектрического объекта вдоль оси X, RU 2563581 С1, 25.08.2015.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Благодаря тому что регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, находящегося в контролируемой области пространства, осуществляют после прохождения сигналом этой области, достигается технический результат, состоящий в исключении необходимости построения СВЧ-изображения, трехмерного видеоизображения и последующего сравнения СВЧ- и видеоизображений, поскольку в заявленном способе происходит определение длин оптического пути СВЧ-излучения, проходящего через контролируемую область, в присутствии и в отсутствие в ней объекта. Таким образом исключаются ошибки, связанные с построением и сравнением СВЧ- и видеоизображений. При этом упрощается и удешевляется реализация способа, так как исключается необходимость наличия дорогостоящего специального видеооборудования. Поскольку способ-прототип не базируется на регистрации рассеянного излучения, уровень регистрируемых сигналов, практически, не ослабляется, в результате чего увеличивается отношение сигнал/шум, что позволяет уменьшить ошибки в результатах при осуществлении способа.

Недостатком прототипа является невозможность реализации способа при отсутствии возможности непосредственного ручного измерения размеров диэлектрического объекта.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта дистанционно, независимо от возможности непосредственного ручного измерения его размера.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе дистанционного определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, включающем облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на наборе частот, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, после прохождения сигналом диэлектрического объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, согласно изобретению облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением осуществляют несколькими передающими элементами, расположенными в различных точках пространства, при этом регистрацию сигнала каждого передающего элемента осуществляют соответствующим ему средством регистрации, а при обработке зарегистрированного сигнала определяют множество значений удлинения оптического пути, соответствующих определенной паре передающий элемент - средство регистрации на наборе частот, затем вычисляют распределение плотности удлинения оптического пути методом обратного проецирования, выделяют непрерывные трехмерные участки с близкими по значению плотностями удлинения оптического пути методом сегментации трехмерного изображения, затем вычисляют диэлектрическую проницаемость ε диэлектрического объекта в сечении одной из плоскостей системы координат по формуле:

, где:

ρ - средняя плотность удлинения оптического пути для диэлектрического объекта;

Lx - размер по оси x;

Lz - размер по оси z,

при этом среднюю плотность удлинения ρ оптического пути вычисляют по формуле:

, где:

N - количество вокселей в выделенном непрерывном участке;

ρi - плотность удлинения в i-м вокселе, а

Lx (размер по оси x) и Lz (размер по оси z) вычисляют по формуле:

, где:

, где:

, где:

μi - i-я координата центра выделенного непрерывного участка;

i - х или z координата;

N- количество вокселей в выделенном непрерывном участке;

rij - координата j-го вокселя по i-й координате.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «Новизна».

Благодаря тому что облучение области СВЧ-излучением осуществляют несколькими передающими элементами, расположенными в различных точках пространства, обеспечивается возможность вычисления распределения плотности удлинения оптического пути, соответствующего определенной паре передающий элемент-средство регистрации на наборе частот, что позволяет дистанционно определить положение объекта в пространстве, его размеры и диэлектрическую проницаемость. Реализация признаков заявленного способа обусловливает достижение технического результата, состоящего в обеспечении возможности определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта дистанционно, независимо от возможности непосредственного ручного измерения его размеров.

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат.

Указанные новые свойства объекта обусловливают, по мнению заявителя, соответствие изобретения условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Реализация способа иллюстрируется конкретным примером.

Для осуществления способа был взят диэлектрический объект - брусок из поливинилхлорида размером 15×15×8 см с заранее измеренной диэлектрической проницаемостью ε=4,0±0,2.

Исследуемый образец облучали когерентным СВЧ-излучением последовательно набором из 32 фиксированных эквидистантных частот в диапазоне 8-18 ГГц. Облучение производили с помощью множества передающих элементов, в качестве которых были использованы элементарные излучатели, собранные в конкретном примере в два массива по 16×16 элементарных передающих антенн. Прошедший через диэлектрический объект сигнал регистрировали средствами регистрации, в качестве которых в данном примере были использованы 6 (шесть) широкополосных антенн Вивальди, расположенных в различных точках пространства так, чтобы обеспечивать достаточно широкую область геометрических пересечений. Антенны Вивальди связаны с регистратором, в частности с 12-разрядным аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). С выхода АЦП через схему коммутации данные, соответствующие электрической компоненте зарегистрированного электромагнитного поля, прошедшего сквозь диэлектрический объект, поступали в компьютер, где для каждого передающего элемента после когерентной обработки формировался массив значений удлинения оптического пути, соответствующих определенной паре излучатель-регистратор на наборе частот. Затем вычисляли распределение плотности удлинения оптического пути в конкретной области пространства методом обратного проецирования (см. Троицкий И.Н. Статистическая теория томографии. Москва: Радиосвязь, 1989 г., стр. 25, формула 1.48), выделяли непрерывные трехмерные участки с близкими по значению плотностями удлинения оптического пути методом сегментации 3-мерного изображения (см. выкопировку с сайта в Интеренете: Wolfram Language System. Documentation Center, http://reference.wolfram.com/language/guide/3DImages.html, http://reference.wolfram.com/language/guide/Segmentation Analysis.html, http://reference.wolfram.com/language/ref/ArrayComponents.html), аналитически для каждого выделенного участка вычисляли среднюю плотность удлинения ρ оптического пути, положение и размеры диэлектрического объекта в системе координат (x, y, z), диэлектрическую проницаемость диэлектрического объекта в сечении одной из плоскостей системы координат.

Среднюю плотность удлинения оптического пути ρ вычисляли по формуле:

, где:

N - количество вокселей (аналог двумерных пикселов для трехмерного пространства) в выделенном непрерывном участке;

ρi - плотность удлинения в i-м вокселе.

В данном примере средняя плотность удлинения оптического пути ρ=13,737 см.

Размеры объекта в системе координат (x, y, z) вычисляли по формуле:

, где:

, где:

i - x, y или z координата,

N - количество вокселей в выделенном непрерывном участке,

rij - координата j-го вокселя по i-й координате,

μi - i-я координата центра выделенного непрерывного участка вычисляли по формуле:

.

В примере положение объекта - (- 14,9106; 2,80894; -18.4472) см и размеры объекта в системе координат (x, y, z) составили Lx=21,9422 см, Ly=13,1105 см, Lz=10.2897 см.

Диэлектрическую проницаемость диэлектрического объекта в сечении одной из плоскостей системы координат вычисляли по формуле:

, где:

ε - диэлектрическая проницаемость;

ρ - средняя плотность удлинения оптического пути для диэлектрического объекта;

Lx - размер по оси x;

Lz - размер по оси z.

В данном примере диэлектрическая проницаемость ε=3,92254.

Заявленный способ обеспечивает возможность определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта дистанционно, независимо от возможности непосредственного ручного измерения его размеров.

Заявленный способ может быть также использован для определения ε диэлектриков, используемых в промышленности.

Для реализации способа используется известное оборудование и инструменты, что позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Способ дистанционного определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, включающий облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на наборе частот, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта, после прохождения сигналом диэлектрического объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, отличающийся тем, что облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением осуществляют несколькими передающими элементами, расположенными в различных точках пространства, при этом регистрацию сигнала каждого передающего элемента осуществляют соответствующим ему средством регистрации, а при обработке зарегистрированного сигнала определяют множество значений удлинения оптического пути, соответствующих определенной паре передающий элемент - средство регистрации на наборе частот, затем вычисляют распределение плотности удлинения оптического пути методом обратного проецирования, выделяют непрерывные трехмерные участки с близкими по значению плотностями удлинения оптического пути методом сегментации трехмерного изображения, затем вычисляют диэлектрическую проницаемость ε диэлектрического объекта в сечении одной из плоскостей системы координат по формуле:

, где:

ρ - средняя плотность удлинения оптического пути для диэлектрического объекта;

Lx - размер по оси x;

Lz - размер по оси z,

при этом среднюю плотность удлинения ρ оптического пути вычисляют по формуле:

, где:

N - количество вокселей в выделенном непрерывном участке;

ρi - плотность удлинения в i-м вокселе, а

Lx (размер по оси х) и Lz (размер по оси z) вычисляют по формуле:

Li=6σi где:

, где:

, где:

μi - i-я координата центра выделенного непрерывного участка;

i - х или z координата;

N - количество вокселей в выделенном непрерывном участке;

rij - координата j-гo вокселя по i-й координате.



 

Похожие патенты:

Использование: для определения природы проводимости диэлектриков. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения природы проводимости диэлектриков основан на проверке выполнимости закона Фарадея путем пропускания электрического тока через стопку образцов испытуемого диэлектрика и определения качества и количества перемещенного вещества, при этом стопку образцов испытуемого диэлектрика подвергают воздействию электромагнитного излучения, направляя вектор плотности потока энергии поля вдоль оси стопки образцов испытуемого диэлектрика.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения электромагнитных параметров наземных и погружных асинхронных электродвигателей на предприятиях по ремонту электрооборудования и на площадках нефтедобывающих скважин.

Использование: для дистанционного контроля относительной диэлектрической проницаемости среды под границей атмосфера-океан на разных акваториях Мирового океана. Сущность изобретения заключается в том, что контролируемый участок морской поверхности облучают СВЧ-радиоволнами на наклонной поляризации, регистрируют рассеянный назад сигнал одновременно на вертикальной и горизонтальной поляризациях, затем вычисляют поляризационное отношение, по которому рассчитывают относительную диэлектрическую проницаемость среды под границей атмосфера-океан.

Изобретение относится к бесконтактным переключателям. Технический результат заключается в обеспечении управления чувствительностью бесконтактного переключателя.

Изобретение, в общем, относится к системам контроля и, более конкретно, к способу определения электрической проводимости объекта или материала. Система содержит датчик, способный излучать электромагнитное поле при получении возбуждающего сигнала, причем при помещении в указанное электромагнитное поле объекта оно взаимодействует с этим объектом.

Изобретение предназначено для определения технического состояния фильтрующего элемента гидросистемы в функциональном режиме. Способ диагностирования технического состояния фильтрующего элемента гидросистемы включает определение параметра контроля фильтра и его передачу запоминающему устройству или оператору в процессе работы гидросистемы, причем измеряют диэлектрическую проницаемость фильтрующего элемента, непрерывно сравнивают текущее значение диэлектрической проницаемости фильтрующего элемента с ее максимально допустимым значением и определяют прогнозируемый остаточный ресурс фильтрующего элемента по по предложенной формуле.

Изобретение относится к бесконтактным переключателям. Технический результат заключается в улучшении управления чувствительностью бесконтактных переключателей.

Изобретение относится измерительным информационным системам, в частности к системам для измерения емкости и сопротивления и может быть использовано для измерения неэлектрических величин резистивными и емкостными датчиками в беспроводных системах контроля и управления.

Изобретение относится к сенсорной технике и может найти применение в сенсорных экранах, сенсорных панелях и других устройствах, где необходимо указывать координаты выбранных мест на экране и отслеживать эти координаты или выбранные графические элементы.

Изобретение относится к цифровой измерительной технике, а именно к устройствам преобразования емкости в частоту, и может быть использовано в устройствах первичной обработки информации емкостных преобразователей микромеханических гироскопов и акселерометров.

Использование: для измерения параметров диэлектриков при нагреве. Сущность изобретения заключается том, что способ измерения параметров диэлектриков при нагреве в объемном резонаторе на фиксированной частоте включает возбуждение колебаний в резонаторе через расположенные в верхней торцевой стенке отверстия связи в охлаждаемой части резонатора, настройку резонатора в резонанс при нормальных условиях и при нагреве и измерение собственных параметров пустого резонатора, установку образца на подвижный нижний поршень, настройку резонатора в резонанс при нормальных условиях и при нагреве и измерение параметров резонатора с образцом, расчет температурных параметров диэлектриков сравнением собственных температурных параметров пустого резонатора и резонатора с образцом, отличающийся тем, что настройку в резонанс пустого резонатора и резонатора с образцом проводят перемещением верхней торцевой стенки резонатора с отверстиями связи при неизменном положении подвижного нижнего поршня. Технический результат: обеспечение возможности более высокой точности измерения параметров диэлектриков. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для контроля потоков неоднородных диэлектрических веществ. Сущность изобретения заключатся в том, что устройство для измерения физических свойств вещества в потоке содержит на измерительном участке волноводный резонатор, через сквозные отверстия в противоположных торцах которого вдоль его продольной оси пропущен диэлектрический трубопровод с контролируемым диэлектрическим веществом, подсоединенные к данному резонатору с помощью элементов связи генератор электромагнитных колебаний и электронный блок, при этом волноводный резонатор выполнен в виде прямоугольного волноводного резонатора, в котором возбуждены колебания типа H10n, n=1, 2, …, и в котором у каждой из его узких стенок установлена диэлектрическая вставка с тем же поперечным размером, что и у прямоугольного резонатора, ее продольный размер имеет величину , где L - длина резонатора в продольной плоскости, ε - диэлектрическая проницаемость материала каждой вставки. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа определения диэлектрической проницаемости металла в терагерцовом диапазоне спектра. Способ включает в себя возбуждение зондирующим пучком поверхностной электромагнитной волны (ПЭВ) на плоской поверхности металлического образца, измерение длины распространения ПЭВ и определение ее фазовой скорости, расчет комплексного показателя преломления ПЭВ по означенным ее характеристикам и определение диэлектрической проницаемости металла путем решения дисперсионного уравнения ПЭВ для волноведущей структуры, содержащей поверхность образца. При проведении измерений на поверхность предварительно наносят однородный слой диэлектрика с известными оптическими постоянными толщиной от сотой до десятой доли длины волны излучения источника. Технический результат заключается в повышении точности измерений.

Изобретение относится к электросвязи и электротехнике, где осуществляется передача электромагнитных колебаний по электрической цепи, прямым проводом которой является металлический проводник, а обратным - металлический проводник или проводящая среда. Способ измерения частотных характеристик параметров передачи протяженных электрических цепей в режиме холостого хода и короткого замыкания на оптимальных частотах включает этапы, где минимизируются и методические, и инструментальные погрешности, а для исключения влияния на результат измерения паразитных напряжений после достижения равновесия моста кратковременно отключается генератор. Значения первичных параметров передачи цепи (сопротивление R, индуктивность L, емкость С, проводимость изоляции G) на любой произвольной частоте в измеренном диапазоне частот определяются путем интерполяции на основе адекватных аппроксимирующих функций - их теоретических зависимостей. При этом исключаются случайные погрешности измерения. Значения вторичных параметров передачи цепи (коэффициенты затухания и фазы α и β, модуль и угол волнового сопротивления ZB и ϕZ) на любой произвольной частоте в измеренном диапазоне частот и в поддиапазоне от 0 до первой оптимальной частоты определяются на основе известной взаимосвязи между первичными и вторичными параметрами передачи. Техническим результатом является повышение точности измерения частотных характеристик параметров передачи электрических цепей за счет снижения методических, инструментальных и случайных погрешностей; снижение трудоемкости измерений частотных параметров передачи; определение параметров передачи относительно короткой цепи на инфранизких частотах от 0 до первой оптимальной частоты. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение способ определения диэлектрической проницаемости диэлектрических материалов относится к технике измерения диэлектрической проницаемости диэлектрических материалов. Способ определения диэлектрической проницаемости в объемном волноводном резонаторе включает настройку резонатора на резонансную частоту без образца испытуемого материала, помещение образца испытуемого материала в резонатор, настройку резонатора на частоту резонанса перемещением подвижного поршня, фиксацию показания датчика перемещения подвижного поршня и вычисление диэлектрической проницаемости, отличается тем, что после настройки резонатора с образцом в резонанс фиксируют частоту, на которую настроен резонатор с образцом, по которому вычисляют диэлектрическую проницаемость. Способ определения диэлектрической проницаемости ε материала заключается на измерении геометрической разности длин на фиксированной частоте резонатора без образца и с образцом испытуемого материала ΔL=LT-LTS, а на основе расчета разности электрических длин резонатора без образца и с образцом испытуемого материала . Техническим результатом использования изобретения является более высокая точность определения диэлектрической проницаемости диэлектрических материалов. 3 ил.

Изобретение относится к многослойным самолетным или аэрокосмическим иллюминаторам и касается прозрачного изделия с датчиком влаги. Включает в себя один или более датчиков влаги мониторинга проникновения влаги, чтобы контролировать эксплуатационные показатели влагостойкого барьера. Датчик влаги включает в себя корродирующий от влаги предмет или элемент-датчик, например полоску или провод, сопротивление которого изменяется в зависимости от коррозии. Датчик может также включать в себя два разнородных металла, например биметаллический датчик, или два сходных металла, имеющих различные физические размеры. Изобретение обеспечивает создание изделия с датчиком мониторинга проникновения влаги, которые позволяют контролировать эксплуатационные показатели лобового стекла, характеристики которого оказываются вне допустимых пределов. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения физических параметров материала, в том числе при экстремальных температурах и давлениях, например, устройство может быть применено для контроля сухости пара пароводяной среды. Устройство измерения физических параметров материала содержит первичный преобразователь, выполненный в виде отрезка длинной линии передачи с сигнальным и экранным проводниками, пространство между которыми предназначено для заполнения контролируемым материалом, амплитудный детектор, генератор зондирующего сигнала, выполненный на основе перестраиваемого по частоте формирователя гармонического сигнала, устройство измерения и управления, а также первый и второй дополнительные отрезки линии передачи с сигнальным и экранным проводниками. Вход первого отрезка подключен к входу первичного преобразователя, а выход этого отрезка подключен к входу амплитудного детектора. Вход второго отрезка подключен к выходу генератора, а выход этого отрезка подключен к входу первичного преобразователя. Вход первого и выход второго дополнительных отрезков введены внутрь первичного преобразователя, при этом соединение сигнальных проводников первого и второго отрезков с сигнальным проводником первичного преобразователя выполнено внутри первичного преобразователя непосредственно в области, заполняемой контролируемым материалом. Первый и второй дополнительные отрезки в месте соединения с первичным преобразователем выполнены в виде электровводов, обеспечивающих герметизацию первичного преобразователя и передачу зондирующего сигнала в область, занимаемую контролируемым материалом. Технический результат заключается в повышении точности измерения, расширении диапазона рабочих давлений, увеличении чувствительности при измерении материалов с низкой диэлектрической проницаемостью, например, нефтепродуктов с низким содержанием воды. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для реализации сенсорной кнопки и идентификации отпечатка пальца, а также к терминальному устройству, которые используются для объединения сенсорной кнопки с идентификацией отпечатка пальца. Технический результат заключается в обеспечении объединения идентификации отпечатка пальца и сенсорной кнопки, в увеличении конструктивной прочности защитного стекла и повышении удобства для пользователя. Устройство содержит датчик для идентификации отпечатка пальца, расположенный под защитным стеклом терминального устройства; схему для идентификации отпечатка пальца, соединенную с датчиком для идентификации отпечатка пальца; емкостный датчик касания, расположенный под датчиком для идентификации отпечатка пальца; емкостную сенсорную схему, соединенную с емкостным датчиком касания; и переключатель, используемый для включения или отключения датчика для идентификации отпечатка пальца и схемы для идентификации отпечатка пальца, а также для включения или отключения емкостного датчика касания и емкостной сенсорной схемы. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для реализации сенсорной кнопки и идентификации отпечатка пальца, а также к терминальному устройству, которые используются для объединения сенсорной кнопки с идентификацией отпечатка пальца. Технический результат заключается в обеспечении объединения идентификации отпечатка пальца и сенсорной кнопки, в увеличении конструктивной прочности защитного стекла и повышении удобства для пользователя. Устройство содержит датчик для идентификации отпечатка пальца, расположенный под защитным стеклом терминального устройства; схему для идентификации отпечатка пальца, соединенную с датчиком для идентификации отпечатка пальца; емкостный датчик касания, расположенный под датчиком для идентификации отпечатка пальца; емкостную сенсорную схему, соединенную с емкостным датчиком касания; и переключатель, используемый для включения или отключения датчика для идентификации отпечатка пальца и схемы для идентификации отпечатка пальца, а также для включения или отключения емкостного датчика касания и емкостной сенсорной схемы. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к промышленной электронике, аналого-цифровой технике и схемотехнике. Технический результат заключается в уменьшении погрешности дифференцирования от конечного значения коэффициента. Дифференциатор содержит операционный усилитель, конденсатор и резистор, один из выводов конденсатора образует вход дифференциатора относительно «земли», другой вывод его соединён с инвертирующим входом операционного усилителя, а неинвертирующий вход его заземлён, один из выводов резистора соединён с общим выводом конденсатора и инвертирующего входа операционного усилителя. В дифференциатор введён дополнительный операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединён с общим выводом конденсатора, инвертирующего входа имеющегося операционного усилителя и резистора, свободный вывод последнего подключен к выходу дополнительного операционного усилителя, этот выход также образует выход дифференциатора относительно «земли», неинвертирующий вход дополнительного операционного усилителя соединён с выходом имеющегося операционного усилителя. 1 ил.

Изобретение относится к области дистанционного измерения физических характеристик объектов, в частности диэлектрической проницаемости диэлектриков. В способе, включающем облучение диэлектрического объекта когерентным СВЧ-излучением на наборе частот, регистрацию сигнала, несущего информацию о диэлектрической проницаемости объекта, после прохождения сигналом объекта с помощью канала регистрации, содержащего средства регистрации, и когерентную обработку зарегистрированного сигнала, согласно изобретению облучение объекта осуществляют несколькими передающими элементами, расположенными в различных точках пространства, при этом регистрацию сигнала каждого передающего элемента осуществляют соответствующим ему средством регистрации, а при обработке зарегистрированного сигнала определяют множество значений удлинения оптического пути, соответствующих определенной паре передающий элемент - средство регистрации на наборе частот, затем вычисляют распределение плотности удлинения оптического пути методом обратного проецирования, выделяют непрерывные трехмерные участки с близкими по значению плотностями удлинения оптического пути методом сегментации трехмерного изображения, затем вычисляют диэлектрическую проницаемость ε диэлектрического объекта в сечении одной из плоскостей системы координат по формуле:, где ρ - средняя плотность удлинения оптического пути для диэлектрического объекта; Lx - размер по оси x; Lz - размер по оси z. Технический результат заключается в возможности определения диэлектрической проницаемости диэлектрического объекта дистанционно, независимо от возможности непосредственного ручного измерения его размеров.

Наверх