СВЧ измерения солености воды

от

Д.А. Полетаев, Б.В. Соколенко

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского»,

РФ, г. Симферополь, пр. Академика Вернадского, 4

e-mail: poletaevda@cfuv.ru

УДК 621.317                                                           

DOI: 10.33075/2220-5861-2023-4-58-64

EDN: https://elibrary.ru/lobebc

Реферат:

В работе описывается процесс оптимизации геометрии резонансного измерительного преобразователя для повышения чувствительности и его применение для измерения солености воды. СВЧ методы диагностики находят широкое применение в науке, технике и народном хозяйстве. Повсеместное использование аппаратуры, базирующейся на этих методах, обусловлено неразрушаемостью образца, отсутствием физического контакта, возможностью получения экспресс данных при проведении исследований. Основным функциональным узлом аппаратуры для СВЧ диагностики материалов является датчик, который включает источник электромагнитных волн, измерительный преобразователь и устройства выделения информационных сигналов (резонансной частоты, добротности и их изменений для конкретного резонансного измерительного преобразователя). Целью работы является оптимизация параметров разонансного измерительного преобразователя, применяемого для измерения солености водной среды, а также описание порядка работы с данным прибором и его апробация. Проведено теоретическое описание методики проведения эксперимента. Проанализированы его возможности. Проведена теоретическая и практическая градуировка разработанного устройства. Установлено однозначное соответствие солености информационным сигналам.

Проведен комплекс практических измерений подготовленных проб воды. По проведенным оценкам время измерения составляет не более 100 мкс. Сделан вывод о возможности применения разработанного датчика в комплексе проточных автоматических измерителей, осуществляющих контроль солености воды в реальном времени. В результате моделирования и экспериментальной проверки установлено, что разработанный прибор отличается экспрессностью.

Ключевые слова: СВЧ, резонатор, добротность, частота, датчик, апертура, волновод.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Забурдаев В.И. К вопросу методики определения абсолютной солености морской воды с солевым составом, отличающимся от стандартной морской воды // Системы контроля окружающей среды. 2014. № 20. С. 27–32.
  2. Derraik J.G. The   pollution   of the marine  environment  by  plastic debris: a review // Marine Pollution Bulletin. 2002. V. 44. P. 842–852.
  3. Егоров В.Н. Резонансные методы исследования диэлектриков на СВЧ // Приборы и техника эксперимента. 2007. № 2. С. 5–38.
  4. Chen L. Microwave electronics measurement and materials characteri-zation. New York: John Wiley & sons. 2004. 537 p.
  5. Детинко М.В. Физические основы неразрушающего СВЧ-резонаторного метода локального контроля электрофизических параметров полупроводников. Томск: Изд-во Томского университета. 1988. 30 c.
  6. Завьялов А.С. Измерение параметров материалов на сверхвысоких частотах. Томск: Изд-во ТГУ. 1985. 213 c.
  7. Брандт А.А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах. М.: Физматиздат. 1963. 404 c.
  8. Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. М.: Высш. шк. 1990. 335 c.

Loading