Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Физическое обоснование применения датчика на основе резонаторного измерительного преобразователя с коаксиальной апертурой

, (2.1)

, (2.2)

, (2.3)

где , - высота и радиус цилиндрического резонатора, соответственно; , - проводимость и относительная магнитная проницаемость металла стенок, соответственно.

Также возможны варианты конструкций РИП КИА (рис. 2.1, д, е), заполненных диэлектриком с для концентрации поля внутри объёмного резонатора и минимизации активных потерь в проводящих стенках.

Анализ результатов экспериментальных исследований большинства разновидностей РИП КИА для МСМС позволяет сделать следующий вывод: целью вариации конструкций является обеспечение условий максимальной чувствительности, при заданной пространственной разрешающей способности, обусловленной радиусом центральной жилы коаксиальной апертуры.

Исходными информационными сигналами РИП МСМС, определяющими чувствительность, являются ΔQ/Q и Δf/f, связанные с внесением образца в область взаимодействия с полем РИП.

Основываясь на общих физических представлениях о СВЧ резонаторах, апертурно-взаимодействующих с полупроводниковыми и диэлектрическими объектами, сигналы сканирования неоднородности в МСМС можно представить следующим образом :

,

,

где - соответственно добротность и резонансная частота РИП без образца; - соответственно добротность и резонансная частота РИП с образцом; V - полный объем РИП с образцом; VОБР - объем образца; VБП - объем области ближнеполевого взаимодействия; d - изменение распределения поля, обусловленное неоднородностью с параметрами dε2 и ds2 в области ближнеполевого взаимодействия.

Как отмечено выше, РИП должен обладать высокой собственной добротностью. Это неосуществимо при использование чисто коаксиальных РИП. Цилиндрические резонаторы обладают большими значениями собственной добротности. В тоже время они нуждаются в дополнительных конструктивных элементах для апертурного взаимодействия с исследуемым образцом. Резонаторный измерительный преобразователь на основе цилиндрического резонатора с коаксиальной измерительной апертурой (РИП ЦР КИА), общий вид которого приведен на рис. 2.2, удовлетворяет вышеперечисленным требованиям.

Можно предположить три физических (электродинамических) режима функционирования РИП ЦР КИА:

. Коаксиальный вывод II (рис. 2.2) резонансно настроен на рабочую частоту и образует совместно с объемным резонатором I систему связанных резонаторов. При сканировании образца резонатор II изменяет свою резонансную частоту и добротность, что приводит к соответствующим изменениям резонансной частоты и добротности всей системы. Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме

Исследование параметров и аномалий длинной оптической линии В настоящее время системы связи стали одной из основ развития общества. Спрос на услуги связи, от обычной телефонной связи до широкополосного доступа в Интернет, постоянно растет. Это п ...

Информационно-измерительная система Целью данной курсовой работы является анализ информационно-измерительной системы (ИИС), определение типа топологии и оптимального пространственного расположения объектов ИИС, при которо ...

Методы оценки качества функционирования систем распределения информации Автоматическая телефонная станция (АТС), сеть связи, для передачи и приема различного вида информации (телефонной, телеграфной, передача данных) состоят из тысяч отдельных приборов, кот ...