Волноводно-антенные неразрушающие методы определения магнитодиэлектрических свойств жидких и твердых материалов

• Автор: Федюнин, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 504 с. : ил.

Буквенные обозначения и единицы измерения основных величин

1. Классификации волноводно-антенных методов и устройств неразрушающего контроля магнитодиэлектрических свойств жидких и твердых материалов
1.1.Современное состояние вопроса измерения электрофизических, концентрационных, геометрических и технологических параметров жидких и твердых материалов

1.2. Способы и устройства определения концентрации ФМЧ в жидкости

1.3. СВЧ - измерители электрофизических параметров ФМЖ

1.4. Классификация методов измерений на основе комплекса решенных теоретических и практических задач
1.4.1. Классификация измерительных преобразователей на регулярных волноводах (отрезках волноводов)

1.4.2. Классификация измерительных преобразователей на диэлектрических волноводах

1.4.3. Классификация измерительных преобразователей на нерегулярных волноводах (замедляющие системы - ЗС) с неоднородностями
1.4.4. Классификация микроволновых методов поверхностных волн измерения толщины, электрофизических параметров и их неоднородностей магнитодиэлектрических покрытий на металле
1.4.5. Классификация микроволновых методов определения влажности - микроволновая термовлагометрия
Заключение по первой главе

2. Исследование волноводных эффектов и разработка методов и устройств измерения информативных параметров намагниченных ФМЖ. Информативно-метрологический анализ и выбор оптимального метода измерения комплекса параметров ФМЖ
2.1. Волноводные эффекты: разработка и метрологический анализ методов и устройств измерения параметров намагниченных ФМЖ
2.1.1. Виды волноводных отрезков, способы ввода ФМЖ, связь гиромагнитных эффектов с возможностью измерения комплекса параметров ФМЖ
2.1.2. Исследование метрологических возможностей эффекта поворота плоскости поляризации линейно поляризованной волны Ни (эффект Фарадея). Способы и устройства на эффекте Фарадея
2.1.3. Волноводные измерители свойств ФМЖ на эффекте "смещения" поля
2.1.4. Способ измерения б'(р') по методу "предельного волновода"
2.2. Краткий сравнительный анализ разработанных методов и устройств и обоснование разработки волноводного измерителя параметров ФМЖ
2.3. Разработка волноводного измерителя параметров ФМЖ
2.3.1. Расчет интегральных электромагнитных характеристик гиромагнитных гетерогенных смесей - ФМЖ
2.3.2. Зависимость угла поворота плоскости поляризации от концентрации ФМЖ. Приближённый итерационный метод расчёта среднеинтегральных по зоне взаимодействия электрофизических параметров гетерогенных сред
2.3.3. Статическая характеристика устройства измерения объёмной концентрации ФМЖ
2.3.4. Определение гж, степени дисперсности ферромагнитных частиц
и их состава

2.3.5. Описание устройства и алгоритмы функционирования
2.3.6. Метрологические характеристики устройства и результаты практического использования
Заключение по второй главе
3. Измерительные диэлектрические волноводы поверхностных волн -преобразователи характеристик потенциально опасных жидких веществ
3.1. Теоретические основы распространения медленных волн в измерительных диэлектрических волноводах
3.1.1. Классификация и определение нерегулярности волноводных измерительных структур
3.1.2. Типы волн в измерительных диэлектрических волноводах поверхностных волн. Общие выражения для векторов составляющих поля внутри и вне диэлектрического волновода, волновые числа
3.1.2.1. Характеристическое уравнение и классификация типов волн
3.1.2.2. Составляющие поля поверхностных волн
3.2. Диэлектрический волновод поверхностных волн как ПИП величин £ж жидких сред
3.3. Аппаратурная и алгоритмическая реализация измерительных устройств на диэлектрических волноводах и комбинированных замедляющих системах
3.3.1. Аппаратурная и алгоритмическая реализация измерителей на диэлектрических волноводах в одномодовом режиме
3.3.2. Двухмодовый режим работы ПИП на диэлектрическом волноводе для измерения комплекса диэлектрической и магнитной проницаемостей (их действительных частей)
3.3.3. Примеры специальных измерителей на диэлектрических волноводах

волновода и длиной зоны взаимодействия /: а х b (или R) = Х,г; швн з А,3Г.
Таким образом, массогабаритный показатель измерительной системы складывается из массогабаритного показателя магнитной системы и волноводной секции. При синтезе волноводных первичных измерительных преобразователей намагниченных ФМЖ необходимо найти наиболее оптимальное соотношение данных массогабаритных показателей или оптимальную длину волны генератора, при которой наблюдаются данные показатели: -> min.
1.4.2 Классификация измерительных преобразователей на диэлектрических волноводах
Рассмотрим классификацию измерительных преобразователей на диэлектрических волноводах (рисунок 1.9). Примечания к рисунку: Пр.1 - или влажности по в'; Пр.2 - Нагрев полем СВЧ Б В и без нагрева', Пр.З - Против РЛС покрытия', Пр.4 - с вариантами измерения ТФХ: управлением величиной и расположением зоны нагрева во времени и пространстве взаимодействия в непрерывном и импульсном стационарных режимах (измерения ТФХ жидких сред неподвижных и с ламинарным течением, с мгновенным безынерционным источником тепла.
По измеряемому параметру
А. Измерители действительной части диэлектрической проницаемости е' и параметров, связанных с её изменением: концентрации диэлектрических частиц и влажности W материала.
Б. Измерители магнитной проницаемости, её действительной части р' -по углу поворота плоскости поляризации электромагнитной волны НЕц (реализация эффекта Фарадея): измерение концентрации ФМЧ либо измерение р' по следующему алгоритму:
- возбуждение на длине волны генератора 2.г1 вдоль ДВВ волны E0i;
- измеряется в нормальной плоскости относительно направления распространения волны коэффициент затухания агь