[發明專利]化學物質復介電常數測量裝置的尺寸確定方法以及測量裝置

在審

• 申請號: 201810656053.7
• 申請日: 2018-06-23
• 公開（公告）號: CN110441611A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 黃卡瑪;楊陽;朱鏵丞;劉長軍;陳星
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R1/04
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 劉靜怡

本發明公開了一種化學物質復介電常數測量裝置的尺寸確定方法以及測量裝置，所述方法包括：S101、計算腔體本體不同尺寸時腔體內部材料所對應的S參數的單調性，以確定單調性曲線變化最優的尺寸；S102、以單調性最優的尺寸所對應的腔體本體為模型制作腔體本體；S103、使腔體本體與矢網分析儀連接；S104、選取介電常數實部參數集合內的接近最小值的一個介電系數其對應的物質作為第一物質，選取靠近最大值的一個介電系數其對應的物質稱之為第二物質，將該第一物質及第二物質獨立的放入所述制作成型的腔體本體中，以分別測量所述第一物質及第二物質的S參數并對比；S105、若對比后的誤差小于一預定值時，則將該腔體本體視為最佳尺寸的腔體本體。

技術領域

本發明涉及一種化學物質復介電常數測量裝置的尺寸確定方法以及測量裝置。

背景技術

在微波與各種溶液的作用過程中，溶液中的等效復介電常數可以說是其中最重要的一 個參數，但是由于化學反應本身非平衡的特點，并沒有明確的公式計算介電常數，因此通 過實驗測量的辦法是現在的主流方法。傳統的測量方法也有多種，但都由于其自身的特點， 有一定的局限性。比如諧振腔微擾法，要求腔體本身的品質因數Q要比較高，而且樣品體 積比較小才能做到準確的測量。再比如終端短路法最大的問題是計算非常復雜，往往還涉 及到超越方程的求解。后來探究出的自由空間法，通常利用天線來完成測量，但由于其對 樣品本身有一定要求，如要求樣品相對面積較大且雙面平行來防止波的繞射，因此也有其 缺點。

在化學物質復介電常數測量過程中，測量裝置是影響測量結果的一個非常重要的因 素。首先需要考慮使得測量裝置的測量腔體能夠盡可能的小，因為經過測量的物質才測量 后或多或少都有污染，因此基本上測過的物質都不能再繼續使用，因此體積小的腔體能夠 較少對樣品的浪費。此外，更為最重要的，由于后續的測量計算過程中需要使用神經網絡 來對測量數據做反演計算，因此需要使得介電常數與S參數的對應曲線盡可能少的存在多 值段。綜上，如果使得測量裝置的測量腔體尺寸既能盡可能的小又能盡能盡可能的避免出 現多值段，成為亟待解決的問題。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種化學物質復介電 常數測量裝置的尺寸確定方法以及測量裝置，所述通過尺寸確定方法而獲得的測量腔體盡 可能的縮小測量腔體尺寸又能盡可能的避免出現多值段，所述測量裝置通過其測量腔體與 矢網分析儀結合以讀取受體內化學溶液的S參數，以便于后續結合FDTD數值計算方法和 神經網絡作為核心算法，用以測量溶液或者粉末等物質的等效復介電常數，并將測量裝置 用USB數據線與PC端實現數據通信。該測量腔體與矢網分析儀結合結構簡單，便于安裝， 測量S參數時不會有探針插入物質內部的情況，因此對樣品本身性質影響小，也不會存在 探針被腐蝕而影響測量結果的情況。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種化學物質復介電常數 測量裝置的腔體本體尺寸確定方法，包括以下步驟：

S101、計算腔體本體不同尺寸時腔體內部材料所對應的S參數的單調性，以確定單調 性曲線變化最優的一個測量裝置所對應的尺寸，其中，所述尺寸包括腔體本體的高度、腔 體本體的相對壁之間的直線距離；

S102、以單調性最優的尺寸所對應的腔體本體為模型，制作腔體本體；其中，所述制 作成型的腔體本體的一端為具有開口的開口端，遠離所述開口端的一端為具有底壁的封閉 端；

S103、使制作成型的腔體本體與矢網分析儀連接，其中，使一同軸導體饋線的第一端 與所述矢網分析儀導電連接，使所述同軸導體饋線的第二端穿過所述封閉端的底壁探入至 所述腔體本體內；