ала роздільна здатність при скануванні діелектричних матеріалів. В даний час основні напрями оптимізації резонаторних зондів зосереджені на збільшенні власного добротності, збільшенні концентрації поля на заданій ділянці для підвищення просторового дозволу.
1.5 Особливості РІП для вимірників вологості
Нині СВЧ вимірювання широко застосовуються для визначення вологості сипучих матеріалів. Висока точність, можливість проведення експрес-вимірів обумовлюють успіх і перспективу застосування даного методу [1 - 4].
Вимірювальні перетворювачі, застосовувані в СВЧ влагометрии, відносять до інтегральних ВП. На відміну від МСМС при визначенні вологості потрібно як можна менша локальність вимірювань. У загальному випадку, IP інтегрального типу повинен виробляти усереднення великої кількості замірів ІП диференціального типу за обсягом зразка [1, 2].
резонаторні метод визначення вологості має незаперечні переваги. При його використанні відповідними прийомами реалізується досить точна оцінка встановлюваних величин і з вимірювання добротності і резонансної частоти резонатора [1,2]. Досліджувані проби при цьому можуть вноситися в поле резонаторів з різними видами коливань, різним чином.
Блок-схема НВЧ вологоміра практично повністю аналогічна блок-схемі мікрохвильового мікроскопа (рис. 1.5.). Відмінність полягає у відсутності пристрої позиціонування зразка.
Ранні досліди СВЧ вимірювання вологості [1, 2] базувалося на використанні півхвильового коаксіального резонатора (рис. 1.7).
Резонанс настає, коли довжина лінії дорівнює цілому числу півхвиль. При цьому, досліджуваного зразка визначаються як [1]:
,,
де - довжина діелектричного зразка;- Зміна резонансної довжини хвилі;- Резонансна довжина хвилі без зразка; , - Добротності резонатора з зразком і без нього, відповідно.
Рис. 1.7. Коаксіальний полуволновий резонатор з досліджуваним зразком
Даний РІП має ряд недоліків: неможливість здійснення поточних вимірювань сипучих матеріалів, нетехнологічність проведення досліджень, зважаючи на необхідність спеціальної підготовки зразка.
Американської фірмою «Tews» був запропонований плотностно-незалежний метод вимірювання вологості [11]. При цьому вміст води у зразку визначається за допомогою неузгодженості і зміни частоти резонатора.
Встановлено [11], що для проб з однаковою вологістю, але з різною щільністю, точки лежать на одній прямій (рис. 1.8). Вологість матеріалу визначається кутом між віссю абсцис і прямими і не залежить від щільності. Градуювальні значення вологості, в свою чергу, отримують звичайними опорними методами.
Загальний вигляд РІП на основі четвертьволнового коаксіального резонатора, представлений на рис. 1.4, б [12, 13]. Відмінності від РІП для МСМС складаються в геометричних розмірах і робочій частоті.
Залежно від параметрів досліджуваного матеріалу, РІП формує інформаційні сигнали, виражені через відносні зміни частоти () і добротності (). Безліч інформаційних сигналів, залежно від електрофізичних параметрів досліджуваного матеріалу, формують градуювальні криві РІП [14]. Інформаційними сигналами резонаторних перетворювачів можуть також служити інші пари сигналів, пов'язані простими виразами з в.
Рис. 1.8. Градуюв...
