Měření dielektrických parametrů ztrátových materiálů

Prezentace na téma: "Měření dielektrických parametrů ztrátových materiálů"— Transkript prezentace:

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

2 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

3 Komplexní permitivita
Ztrátový činitel

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

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

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

7 Odrazná metoda na otevřeném konci koaxiálního vedení

8 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.

9 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“

10 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.

11 Pracoviště pro měření komplexní permitivity

12

13 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.

14 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

15

16 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”.

17 Děkuji za pozornost.