Měření dielektrických parametrů ztrátových materiálů Ladislav Oppl České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra elektromagnetického pole 6.4.2017

Úvod Znalost dielektrických parametrů materiálů je důležitá v mnoha aplikacích: Návrh různých zařízení, v němž hraje roli permitivita materiálu Modelování dějů v různých materiálech – např. teplotní profil při ohřevu 6.4.2017

Komplexní permitivita Ztrátový činitel 6.4.2017

Komplexní permitivita Závisí na: kmitočtu teplotě tlaku - zanedbatelně intenzitě elektrického pole - zanedbatelně 6.4.2017

Kmitočtová závislost reálné a imaginární části permitivity a ztrátového činitele tg d e tg d e log w 6.4.2017

Metody měření dielektrických parametrů látek Rezonanční metody měření vlastností dielektrik Metody měření na přenosovém vedení Měření vlastností dielektrik ve volném prostoru 6.4.2017

Odrazná metoda na otevřeném konci koaxiálního vedení 6.4.2017

Základní princip této měřicí metody: závislost komplexního činitele odrazu otevřeného konce koaxiálního vedení na dielektrických vlastnostech materiálu, který je k tomuto konci přiložen. Stanovení komplexní permitivity měřeného materiálu: na základě znalosti vztahu mezi touto permitivitou a změřeným činitelem odrazu. Matematický popis: pomocí vhodného náhradního obvodu otevřeného konce koaxiálního vedení. 6.4.2017

Základní vlastnosti měřicí metody: jedna z metod měření na vedení širokopásmová měřicí metoda relativně malé požadavky na tvar, rozměry a uspořádání vzorku možnost měření dielektrických parametrů biologické tkáně „in vivo“ 6.4.2017

Požadavky kladené na měřený materiál: dosažení velmi dobrého kontaktu mezi měřeným vzorkem a přiloženou měřicí sondou je zapotřebí takového objemu měřeného materiálu, aby jej bylo možné považovat z hlediska šíření elektromagnetických vln za nekonečně rozlehlý. 6.4.2017

Pracoviště pro měření komplexní permitivity 6.4.2017

6.4.2017

Souprava se skládá z následujících komponent: sixportový měřič odrazů nebo vektorový analyzátor obvodů řídící počítač typu PC generátor (může být integrován na kartě v počítači) měřicí sonda (senzor) První 3 položky jsou komerčně dostupné, měřicí sondu je třeba navrhnout a zrealizovat pro konkrétní aplikaci. 6.4.2017

Požadavky kladené na měřicí senzor: dokonale rovinná apertura senzoru mechanická a chemická stabilita senzoru možnost měření pevných látek i kapalin taková tloušťka vnějšího vodiče koaxiálního senzoru, aby jej bylo možné považovat z hlediska šíření elektromagnetických vln za nekonečně rozlehlou rovinu charakteristická impedance senzoru 50 W připojovací konektor senzoru typu N-konektor 6.4.2017

6.4.2017

Závěr Jako nejvýhodnější metoda pro měření dielektrických parametrů ztrátových materiálů větších objemů je tzv. odrazná metoda na otevřeném konci koaxiálního vedení. Mj. umožňuje dosažení velmi dobré přesnosti měření komplexní permitivity biologické tkáně “in vivo”. 6.4.2017

Děkuji za pozornost. 6.4.2017