[實(shí)用新型]電介物質(zhì)介電系數(shù)微波測(cè)量探頭及由其構(gòu)成的測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420074952.3
• 申請(qǐng)日: 2014-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN203732632U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃卡瑪;陳倩;楊陽;劉長(zhǎng)軍;閆麗萍;趙翔;陳星;郭慶功;楊曉慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R27/26
• 分類號(hào): G01R27/26
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微波頻率下電介質(zhì)物質(zhì)介電系數(shù)的測(cè)量技術(shù)，更為具體地說，是涉及一種用于以微波測(cè)量電介質(zhì)物質(zhì)介電系數(shù)的探頭，以及由其構(gòu)成的物質(zhì)介電系數(shù)微波測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

物質(zhì)介電特性的測(cè)量在微波工程、微波物質(zhì)處理過程、微波化學(xué)及生物醫(yī)學(xué)工程中都有著非常重要的作用。人們通過測(cè)量物質(zhì)的介電系數(shù)了解物質(zhì)的介電特性，由此，產(chǎn)生了多種微波測(cè)量方法用于物質(zhì)介電系數(shù)的測(cè)量。

在測(cè)量方法中，非諧振法相對(duì)簡(jiǎn)單。在非諧振法中，基于同軸線的傳輸-反射法在寬帶測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用，而且對(duì)從高損耗到低損耗的物質(zhì)的介電系數(shù)的測(cè)量都達(dá)到了較高的精度。

在一些微波化學(xué)反應(yīng)中，因?yàn)榉磻?yīng)物是復(fù)雜的混合物，且隨時(shí)間變化，通常用等效介電系數(shù)描述反應(yīng)中分子極化特性。通過測(cè)量介電系數(shù)推知反應(yīng)進(jìn)行的情況，但介電系數(shù)隨微波頻率、溫度及反應(yīng)時(shí)間改變而改變。因而，需要由在線測(cè)量裝置來反演反應(yīng)物的介電系數(shù)。但是，在多數(shù)情況下，如果采用傳統(tǒng)的測(cè)量和反演方法，反應(yīng)物的介電系數(shù)難以實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。近來在微波技術(shù)中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型作為一種非傳統(tǒng)的有效方法已逐漸得到人們的認(rèn)可，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型反演反應(yīng)物的介電系數(shù)成為可能。目前采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型反演反應(yīng)物的介電系數(shù)，是直接用探頭與待測(cè)介電系數(shù)的物質(zhì)直接接觸進(jìn)行微波測(cè)量。微波測(cè)量所使用的探頭為由外導(dǎo)體、內(nèi)導(dǎo)體和位于它們之間的絕緣體構(gòu)成的同軸探頭，其測(cè)試終端通常為平端面，有的為內(nèi)導(dǎo)體外凸的平端面，或?yàn)閮?nèi)導(dǎo)體內(nèi)縮的平端面。現(xiàn)有技術(shù)使用的微波測(cè)量同軸探頭存在的不足，一是同軸探頭不便于插入到待測(cè)介電系數(shù)物質(zhì)內(nèi)，二是沒有考慮同軸探頭測(cè)試端面與待測(cè)介電系數(shù)物質(zhì)的接觸面積對(duì)介電系數(shù)測(cè)量靈敏度的影響，致使現(xiàn)有技術(shù)通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型反演反應(yīng)物的介電系數(shù)的精度還不夠高，還難以滿足電介物質(zhì)介電系數(shù)測(cè)量精度的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有電介物質(zhì)介電系數(shù)微波測(cè)量的技術(shù)現(xiàn)狀，本實(shí)用新型的目的旨在提供一種新結(jié)構(gòu)的電介物質(zhì)介電系數(shù)微波測(cè)量探頭及由其構(gòu)成的微波測(cè)量裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的存在的測(cè)量精度不高、難以滿足寬帶在線測(cè)量要求的等問題。

本實(shí)用新型提供的電介物質(zhì)介電系數(shù)微波測(cè)量探頭，包括同軸結(jié)構(gòu)的外導(dǎo)體、內(nèi)導(dǎo)體及位于內(nèi)外導(dǎo)體之間的絕緣介質(zhì)，探頭插入待測(cè)介電系數(shù)物質(zhì)的測(cè)試終端為斜切口結(jié)構(gòu)，另一端設(shè)計(jì)有使探頭接入測(cè)量系統(tǒng)的同軸接口。

為了更好的解決本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，本實(shí)用新型還可進(jìn)一步采取以下技術(shù)措施。下述各項(xiàng)技術(shù)措施可單獨(dú)采取，也可組合采取，甚至一并采取。

在本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案中，所述絕緣介質(zhì)可以為空氣，也可以為固體絕緣介質(zhì)；優(yōu)選固體絕緣介質(zhì)；進(jìn)一步優(yōu)選聚四氟乙烯。

在本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案中，所述探頭測(cè)試終端斜切口的斜切角一般在20°～60°的范圍；所述外導(dǎo)體的外柱面優(yōu)先考慮由不同直徑柱面構(gòu)成的階梯結(jié)構(gòu)柱面；所述使探頭接入測(cè)量系統(tǒng)的同軸接口最好采用標(biāo)準(zhǔn)的“N”型接口。

由上述電介物質(zhì)介電系數(shù)微波測(cè)量探頭構(gòu)成的物質(zhì)介電系數(shù)微波測(cè)量裝置，包括所述結(jié)構(gòu)的探頭和盛裝待測(cè)介電系數(shù)物質(zhì)的密閉金屬容器，所述密閉金屬容器由容器罐體和容器罐蓋構(gòu)成，容器罐蓋上設(shè)計(jì)有與探頭外導(dǎo)體外柱面相匹配的插入孔。

在上述物質(zhì)介電系數(shù)測(cè)量裝置中，所述插入孔最好位于容器罐蓋的中央；位于容器罐蓋中央的插入孔直徑最好介于探頭外導(dǎo)體構(gòu)成階梯柱面的兩外徑之間，以保證測(cè)試時(shí)探頭只能插入半徑較小的部分，而半徑較大的部分不能插入，探頭插入的深度保持不變；所述容器罐體和容器罐蓋最好采用螺紋蓋配聯(lián)接，以便于容器罐蓋和容器罐體之間拆裝。當(dāng)然也可采用其他聯(lián)接結(jié)構(gòu)，如止口聯(lián)接結(jié)構(gòu)。