×
10.09.2014
216.012.f364

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002528130
Дата охранного документа
10.09.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения. Устройство для измерения свойства диэлектрического материала содержит генератор электромагнитных колебаний, первый развязывающий элемент, соединенный выходом со входом фазовращателя, передающую и приемную антенны, детектор, подключенный выходом к блоку обработки информации, и аттенюатор. Для достижения технического результата введены первый и второй волноводные тройники и второй развязывающий элемент, причем выход генератора электромагнитных колебаний соединен с первым плечом первого волноводного тройника, второе плечо которого подключено к входу первого развязывающего элемента, выход фазовращателя через аттенюатор соединен с первым плечом второго волноводного тройника, второе плечо которого подключено к приемной антенне, третье плечо второго волноводного тройника соединено со входом детектора, третье плечо первого волноводного тройника через второй развязывающий элемент соединен с передающей антенной. 1 ил.
Основные результаты: Устройство для измерения свойства диэлектрического материала, содержащее генератор электромагнитных колебаний, первый развязывающий элемент, соединенный выходом со входом фазовращателя, передающую и приемную антенны, детектор, подключенный выходом к блоку обработки информации и аттенюатор, отличающееся тем, что в него введены первый и второй волноводные тройники и второй развязывающий элемент, причем выход генератора электромагнитных колебаний соединен с первым плечом первого волноводного тройника, второе плечо которого подключено к входу первого развязывающего элемента, выход фазовращателя через аттенюатор соединен с первым плечом второго волноводного тройника, второе плечо которого подключено к приемной антенне, третье плечо второго волноводного тройника соединено со входом детектора, третье плечо первого волноводного тройника через второй развязывающий элемент соединено с передающей антенной.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.

Известно устройство, реализующее радиометрический контроль состава и свойств диэлектрических материалов по уровню их радиотеплового электромагнитного излучения (Куценко В.П. и др. «Радиометрический контроль состава и свойств диэлектрических материалов», Международная Крымская микроволновая конференция (КрыМиКо' 2006) «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», материалы конф., Т.2, секция 7/1: Измерение параметров материалов. - Ст.7.11. - С.762-764). В устройстве, содержащем приемную антенну, ее электрический эквивалент, аттенюатор, СВЧ переключатель, избирательный приемник, генератор, АЦП, микроэвм, цифровой индикатор и регистрирующий прибор, измерением мощности (энергетического спектра) на основе алгоритма обработки информации определяют искомый параметр.

Недостатком этого известного устройства является сложность процедуры приема мощности слабых радиоизлучений и создания алгоритма обработки информативного сигнала.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятый автором за прототип амплитудно-фазовый измеритель свойства материала, работающий по схеме «на прохождение» (С.В. Мищенко, Н.А. Малков. Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля. Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2003, с.12-13). Работа этого известного радиоволного прибора контроля состоит в том, что энергия СВЧ от клистронного генератора подается через вентиль в волновод и аттенюатор к излучающему рупору. Энергия проходит через образец, принимается приемной антенной и через измерительный аттенюатор поступает на детектор, после чего сигнал усиливается и подается на индикаторный прибор. Такая схема позволяет проводить контроль свойств материалов по величине затухания (ослабление мощности) энергии СВЧ в образце, отсчитываемого по шкале аттенюатора, с помощью которого величина сигнала индикаторного прибора поддерживается на постоянном уровне.

Недостатком этого бесконтактного измерителя свойства материала следует считать невысокую точность измерения из-за нестабильности работы клистронного генератора по мощности.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение точности измерения.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения свойства диэлектрического материала, содержащее генератор электромагнитных колебаний, первый развязывающий элемент, соединенный выходом со входом фазовращателя, передающую и приемную антенны, детектор, подключенный выходом к блоку обработки информации и аттенюатор, введены первый и второй волноводные тройники и второй развязывающий элемент, причем выход генератор электромагнитных колебаний соединен с первым плечом первого волноводного тройника, второе плечо которого подключено ко входу первого развязывающего элемента, выход фазовращателя через аттенюатор соединен с первым плечом второго волноводного тройника, второе плечо которого подключено к приемной антенне, третье плечо второго волноводного тройника соединено со входом детектора, третье плечо первого волноводного тройника через второй развязывающий элемент соединен с передающей рупорной антенной.

Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого совокупностью указанных выше признаков, состоит в том, что изменение разности фаз двух сигналов, обусловленное изменением свойства материала, дает возможность измерять свойство контролируемого объекта.

Наличие в заявляемом устройстве совокупности перечисленных существующих признаков, позволяет решить поставленную задачу измерения свойства материала на основе использования фазового сдвига между двумя электромагнитными сигналами с желаемым техническим результатом, т.е. повышением точности измерения.

На чертеже схематично представлено предложенное устройство.

Устройство содержит генератор электромагнитных колебаний 1, соединенный выходом с первым плечом первого волноводного тройника 2, первый развязывающий элемент 3, фазовращатель 4, подключенный выходом через аттенюатор 5 к первому плечу второго волноводного тройника 6, детектор 7, соединенный выходом со входом блока обработки информации 8, приемную антенну 9, второй развязывающий элемент 10, подключенный выходом к передающей антенне 11. На чертеже цифрой 12 обозначен объект контроля.

Устройство работает следующим образом. С выхода генератора электромагнитных колебаний 1 сигнал поступает в первое плечо первого волноводного тройника 2, после чего сигнал поровну разделяется между вторым и третьим плечами этого тройника. Далее сигналы со второго и третьего плеч поступают на входы первого и второго развязывающих элементов (вентили) 3 и 10 соответственно. Здесь вентили используются для прохождения электромагнитной волны в одну сторону (от первого тройника к передающее антенне и фазовращателю). Сигнал с выхода первого развязывающего элемента подводится на вход фазовращателя 4 и далее поступает на вход аттенюатора 5. После этого выходной сигнал последнего поступает на первое плечо второго волноводного тройника 6. Одновременно с этим выходной сигнал второго развязывающего элемента поступает в передающую антенну 11. Излучающим сигналом передающей антенны зондируют контролируемый материал 12. В данном случае воздействие электромагнитного сигнала на объект приводит к тому, что часть сигнала отражается от раздела двух сред воздух - поверхность материала, а часть - проходит через материал. Прошедший через материал сигнал улавливается приемной рупорной антенной 9 и далее он поступает на второе плечо второго волноводного тройника 6.

Суть принципа действия предлагаемого устройства состоит в использовании преломления электромагнитной волны в диэлектрических материалах (немагнитные среды). Как известно, при преломлении волны в диэлектрической среде волна, прошедшая через нее, может иметь фазовый сдвиг (закон Снеллиуса) по отношению падающей на поверхность среды волны (угол преломления волны зависит от угла падения падающей волны и диэлектрической проницаемости среды при нулевом значении диэлектрической проницаемости воздуха). В силу этого если сравнить прошедшую через контролируемый материал волну с падающей на поверхность материал волной (здесь допускается сходство падающего на поверхность материала и поступающего на первое плечо второго волноводного тройника сигналов из-за генерации их одним генератором), то между ними должна быть разность фаз. В предлагаемом устройстве для сравнения указанных выше волн используется второй волноводный тройник. Согласно принципу действия волноводного тройника (см. И.В. Лебедев. Техника и приборы СВЧ. М., «Высш. Школа», 1970, с.165) при совпадении фаз сигналов на первом и втором плечах тройника 6 на третьем его плече должен быть нулевой сигнал. В рассматриваемом случае, так как излучаемый сигнал передающей антенной 11 проходит (часть сигнала) через контролируемый диэлектрический материал, то принимаемый сигнал приемной антенной 9 и далее передаваемый во второе плечо второго волноводного тройника должен быть сдвинут по фазе по отношению сигнала, поступающего в первое плечо второго волноводного тройника. Следовательно, с третьего плеча второго волноводного тройника можно снимать сигнал, соответствующий разности фаз двух подаваемых на первое и второе плечи второго тройника электромагнитных сигналов. В данном случае для отображения информации о свойстве материала сигнал сначала с третьего плеча второго волноводного тройника подается на вход детектора 7, а затем - на вход блока обработки информации 8. Здесь по показаниям последнего можно судить о свойстве контролируемого материала. При этом калибровка нуля блока обработки информации (отсутствие в зоне излучения диэлектрического материала и другие несоответствия сигналов на первом и втором плечах тройника 6) можно произвести с помощью фазовращателя 4. Кроме того, для исключения влияния толщины плоского, например, материала, на результат измерения, необходимым является постоянство толщины материала при его зондировании с различными диэлектрическими проницаемостями и угла падения волны на поверхность материала, а также амплитуд сигналов на первом и втором плечах второго волноводного тройника (в нашем случае для выполнения последнего условия применяется аттенюатор 5). Принимая во внимание то, что разные материалы имеют разные диэлектрические проницаемости, измерением сигнала на выходе детектора посредством блока обработки информации при наличии в зоне излучения между антеннами разных материалов, можно обеспечить определение свойства контролируемого материала.

При практической реализации рассматриваемого устройства в качестве источника электромагнитных колебаний может быть использован генератор ГЛПД-1 с частотой и мощностью излучения соответственно 9,6 ГГц и 10 мВт.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении, использующем взаимодействие электромагнитных волн с диэлектрическим материалом, на основе фазового сравнения прошедшей через материал волны, с волной, эквивалентной падающей на поверхность материала, можно обеспечить повышение точности измерения свойства материала.

Устройство для измерения свойства диэлектрического материала, содержащее генератор электромагнитных колебаний, первый развязывающий элемент, соединенный выходом со входом фазовращателя, передающую и приемную антенны, детектор, подключенный выходом к блоку обработки информации и аттенюатор, отличающееся тем, что в него введены первый и второй волноводные тройники и второй развязывающий элемент, причем выход генератора электромагнитных колебаний соединен с первым плечом первого волноводного тройника, второе плечо которого подключено к входу первого развязывающего элемента, выход фазовращателя через аттенюатор соединен с первым плечом второго волноводного тройника, второе плечо которого подключено к приемной антенне, третье плечо второго волноводного тройника соединено со входом детектора, третье плечо первого волноводного тройника через второй развязывающий элемент соединено с передающей антенной.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 282.
27.03.2013
№216.012.316d

Устройство для определения высоты слоя вещества

Устройство для определения высоты слоя вещества, протекающего по аэрожелобу, содержит источник излучения, соединенный выходом с элементом ввода излучения, элемент вывода излучения, подключенный ко входу измерителя угла поворота плоскости поляризации, и обмотку. В устройство введены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478191
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.4537

Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе, при котором воздействуют на поток жидкости электрическим полем, зондируют контролируемый поток электромагнитной волной и принимают прошедшую через поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483296
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.07.2013
№216.012.57c7

Способ определения высоты слоя сыпучего материала

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Способ определения высоты слоя сыпучего материала, перемещаемого по аэрожелобу, заключается в том, что воздействуют на контрольный материал магнитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488079
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6529

Устройство для определения сплошности газожидкостного потока

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит генератор микроволновых колебаний, соединенный выходом через первый элемент связи с вогнутой металлической пластиной первого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491534
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6894

Устройство для измерения угла поворота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла поворота,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492419
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.7410

Устройство для определения толщины льда

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и льдотехнике. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что устройство для определения толщины льда содержит чувствительный элемент, выполненный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495369
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b1d

Устройство декодирования совместно хранимых границ при интервальных вычислениях

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах для осуществления вычислений в формате с плавающей запятой. Техническим результатом является увеличение точности запоминаемых результатов интервальных вычислений в формате с плавающей запятой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497179
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec0

Струйный элемент

Изобретение относится к устройствам струйной автоматики (пневмоники) и может быть использовано в измерительных системах для измерения количества газа или жидкости. Струйный элемент содержит в плоской пластине крепежные узлы, в плоскости элемента проточную полость с каналами питания, слива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498121
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81a5

Головка фонтана

Предложена головка фонтана, которая содержит стол с размещенными на нем несущей конструкцией, в которой установлены микродвигатели, и наружным корпусом, имеющим внутренний корпус, в верхней части которого расположены разбрызгивающее устройство и шляпа. Разбрызгивающее устройство снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498865
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.85bf

Струйное устройство

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, а также для измерения расхода и количества газа или жидкости. Струйное устройство содержит набор струйных элементов в пакете с функциональными каналами, в том числе каналами питания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499917
Дата охранного документа: 27.11.2013
Показаны записи 1-10 из 191.
27.03.2013
№216.012.316d

Устройство для определения высоты слоя вещества

Устройство для определения высоты слоя вещества, протекающего по аэрожелобу, содержит источник излучения, соединенный выходом с элементом ввода излучения, элемент вывода излучения, подключенный ко входу измерителя угла поворота плоскости поляризации, и обмотку. В устройство введены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478191
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.4537

Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Способ определения сплошности потока жидкости в трубопроводе, при котором воздействуют на поток жидкости электрическим полем, зондируют контролируемый поток электромагнитной волной и принимают прошедшую через поток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483296
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.07.2013
№216.012.57c7

Способ определения высоты слоя сыпучего материала

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Способ определения высоты слоя сыпучего материала, перемещаемого по аэрожелобу, заключается в том, что воздействуют на контрольный материал магнитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488079
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.08.2013
№216.012.6529

Устройство для определения сплошности газожидкостного потока

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения. Устройство содержит генератор микроволновых колебаний, соединенный выходом через первый элемент связи с вогнутой металлической пластиной первого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491534
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.6894

Устройство для измерения угла поворота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения угла поворота,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492419
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.7410

Устройство для определения толщины льда

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике и льдотехнике. Техническим результатом является расширение функциональной возможности устройства. Технический результат достигается тем, что устройство для определения толщины льда содержит чувствительный элемент, выполненный в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495369
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b1d

Устройство декодирования совместно хранимых границ при интервальных вычислениях

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в арифметических устройствах для осуществления вычислений в формате с плавающей запятой. Техническим результатом является увеличение точности запоминаемых результатов интервальных вычислений в формате с плавающей запятой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497179
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7ec0

Струйный элемент

Изобретение относится к устройствам струйной автоматики (пневмоники) и может быть использовано в измерительных системах для измерения количества газа или жидкости. Струйный элемент содержит в плоской пластине крепежные узлы, в плоскости элемента проточную полость с каналами питания, слива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498121
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.81a5

Головка фонтана

Предложена головка фонтана, которая содержит стол с размещенными на нем несущей конструкцией, в которой установлены микродвигатели, и наружным корпусом, имеющим внутренний корпус, в верхней части которого расположены разбрызгивающее устройство и шляпа. Разбрызгивающее устройство снабжено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498865
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.11.2013
№216.012.85bf

Струйное устройство

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано в системах управления и контроля, а также для измерения расхода и количества газа или жидкости. Струйное устройство содержит набор струйных элементов в пакете с функциональными каналами, в том числе каналами питания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499917
Дата охранного документа: 27.11.2013
+ добавить свой РИД