一种基于脊波导的高温煤粉介电系数测量

为了获取高温时煤的介电系数,完善煤炭电介质物理学理论和拓宽微波的工业应用,本文提出了一种基于传输/反射法的脊波导结构,用于测量915 MHz时煤粉室温至1 100℃的散射参数,并结合深度神经网络算法反演出不同温度下的介电系数。测量结果表明,煤粉的介电特性在600℃以下保持相对稳定,随着温度的进一步升高,介电系数实部和损耗角正切呈现出先急剧增加,随后下降,再趋于稳定的变化趋势。本研究可以为使用电磁法探测煤火或采空区火灾、火源位置提供基础的煤岩电磁参数数据。     

锂掺杂TGS晶体的生长及性质之研究

本文对锂掺杂TGS晶体——LTGS的生长及其介电与热释电性质进行了研究.晶体在含锂的TGS溶液中用缓慢降温法进行生长.文中报导了具有不同锂含量的LTGS晶体的生长形状及电畴结构;报导了在很宽的温度及频率范围内对介电系数、损耗角正切、热释电系数及极化强度的测量.最后,由电滞回线上观察到自偏置场效应.     

基于GA和开槽同轴线的溶液复介电系数测量方法研究

介绍了一种新型开槽同轴线测量介质复介电系数的方法.通过测量一段横向开槽同轴线的散射参数的模值，采用遗传算法（GA）和有限元法相结合的方法反演介质的复介电系数.对已知复介电系数介质的测量结果表明，对于各种中高损耗介质复介电系数的介质，该方法测量的相对误差小于4％.     

ZnO纳米颗粒改性变压器油介质损耗模型研究

为了了解添加纳米颗粒对变压器油介质损耗角正切值的影响情况,采用ZnO半导体纳米颗粒制备改性变压器油,在此基础上,研究了纳米改性变压器油介质损耗角正切值随纳米颗粒体积分数和环境温度的变化规律,提出了基于电导损耗和纳米颗粒松弛极化损耗的理论模型,并用来解释纳米改性变压器油介质损耗角正切值的变化机理。实验结果表明,添加ZnO纳米颗粒将明显增大纳米改性变压器油的介质损耗角正切值,且介质损耗角正切值随纳米颗粒体积分数线性增长,随环境温度呈指数型增大;同时所提模型的计算值较好地吻合了实验测量数据。进一步分析表明,ZnO纳米颗粒改性变压器油介质损耗角正切值主要取决于电导损耗,纳米颗粒松弛极化损耗的影响很小。     

变间隙不接触三电极薄膜材料介电参数的测量

利用自行研制的高精度变间隙不接触三电极系统，研究了在薄膜材料（厚度小于30μm）相对电容率（εr）和介质损耗角正切（tanδ）测量中的相关技术问题，包括试样厚度测量的准确度，薄膜多层总厚度的合理选择，试样与电极间预留空气间隙的大小等．此外，还对两种不接触电极方法（变间隙法和变电容法）作了比较，分析了各自的优缺点及适用范围．研究结果表明，空气介质的变间隙不接触电极方法可成功应用于板材和薄膜试样εr和tanδ的测量，εr的测量值误差可控制在5％以内，tanδ可测到10^-5数量级．     

基于tan δ积分值的乙丙橡胶绝缘电缆含水量评估

应用介质损耗角正切值(tan δ)的积分值来评估乙丙橡胶绝缘电缆在老化过程中的含水量和多因素老化寿命方程.参照国际标准实验方法制备绝缘材料试样,设计了浸水老化和浸水加速热老化实验.利用称重法测量试样的含水量,同时测量试样的介质损耗角正切值曲线.结果表明:在1×10-2～1Hz的介电频谱积分值能有效地表征含水量的变化趋势.对比浸水加速热老化的测量曲线,推导出了积分值的绝缘材料的寿命老化模型及多因素之间的影响函数.发现在1×10-2～1Hz tan δ曲线积分与含水量之间存在单调性关系,因此可以利用tan δ曲线积分值测定含水量.     

基于微扰的微波陶瓷介质损耗测试研究

基于经典微扰理论,以平行板开路型介质谐振器为研究对象,阐述介质谐振器与材料介电参数的内在联系,利用计算机控制网络分析仪进行自动测试.结果表明融入微扰法的思想,测试得到的介质损耗角正切值比用近似方法所得值更加准确.对于低介质损耗材料的测试,不能忽略系统传导损耗的影响,进一步说明理论分析与实验的一致性,为研究使用微波介质陶瓷提供参考.     

铌酸锂钠晶体的介电与铁电性能

研究了Li_xNa_(1-x)NbO_3系统中x=0.09,0.12及0.16的三种组份晶体的介电与铁电性能。根据x光衍射及铁电测量,确定了在室温时晶体的点群。通过测量介电系数的温度依赖性和电滞回线,得出了此三种组份晶体的转变温度T_c,居里——外斯温度T_0,居里——外斯常数c,自发极化强度P_z,矯顽场E_c以及强场损耗正切tgδ_H。T_C和T_O之间的显著差别表示此种转变的一级相变特性。三种组份中,x=0.12的晶体具有最大的P_s,最小的E_c,可望发展成为性能优异的新铁电材料。介电系数的频率特性显示,介电系数虚部在较低频率时呈现极小值,这表明晶体中存在缺陷和空间电荷极化。     

基于Kramers Kronig关系的油纸绝缘直流电导计算方法

针对区分介电谱中电导和极化过程的方法较为缺乏,等效模型中表征电导的参数唯一性计算方法不足的问题.以油纸绝缘介质的电导过程为研究对象,在实验条件下制备不同水分含量的油纸绝缘样品,并测量频域响应谱线.基于Kramers-Kronig关系对测量复极化率实部谱线进行数值积分,获得弛豫损耗谱线,进而得到电导损耗谱线;并使用最小二乘法对电导损耗谱线进行拟合,计算出电导值.研究结果表明,使用Kramers-Kronig变换可以从测量复极化率虚部谱线中有效分离弛豫损耗谱线和电导损耗谱线,进而得到直流电导值;随着油纸绝缘样品含水率增加,介电谱的损耗峰特征逐渐消失,电导过程增强.     

绝缘测试中负损耗模型的商榷

本文研究了工频绝缘测试中电极间隙表面电阻变化及间隙宽度对介质损耗角正切tgδ测量值的影响,发现用凡士林——间隙表面电阻T网络模型[1]说明绝缘测试中负损耗效应来源方面还存在些问题。在此基础上用间隙T网络得出了因间隙表面电阻变化而产生负损耗的条件,最后指出工频绝缘试中电极间隙应当尽可能小而不应宽。     

非极性、弱极性有机电介质中吸取水所导致的松弛损耗

本文以含水的非极性、弱极性有机电介质为对象,全面地研究了吸取水所导致的松弛损耗。在测定其介质损耗角正切-频率曲线的同时,还研究了损耗松弛时间与温度的关系。提出了判断瓦格纳损耗和偶极损耗的新方法。     

高介电常数低损耗SrTiO_3介质陶瓷

报告了重量比为57.5% SrTiO_3-31.5% PbTiO_3-6.7% Bi_2O_3-3.3% TiO_2-0.1% MnO_2-0.5% MgO-0.3% Nb_2O_5-0.1%SiO_2介质陶瓷的制备工艺和介电性质,给出了介电常数ε和介质损耗tanδ随烧成温度T的变化规律,描述了ε和tanδ的温度特性和频率特性.介电测量表明,此种介质陶瓷是制造大电容量、低介质损耗高压陶瓷电容器的优良材料.     

聚酯改性硅有机漆介电与耐热性能的研究

测量经不同固化条件制备的聚酯改性硅有机漆膜的体电阻率、损耗随温度的变化，并用热重和差热分析研究了固化温度对漆膜介电和耐热性能的影响，获得使漆膜具有最小介质损耗和最高的热分解温度的研制工艺     

粗糙导体表面提取印刷电路板介质参数的微分外推方法

针对在高速传输/互连结构中小尺寸印刷电路板(PCB)金属导带表面粗糙对信号传输损耗和相移影响增大的问题,提出了一种宽频带下提取PCB板介质参数的方法。该方法基于带状线模型,首先计算表面光滑导体和粗糙导体时的表面阻抗;然后利用表面阻抗计算表面粗糙导体模型的传播常数;最后借助微分外推方法分离光滑导体下的传播常数,从而在宽频带下提取介质基板的介电常数和损耗角正切。仿真结果表明:在从直流到20GHz的频带上,分离导体表面粗糙影响后,提取的介电常数和损耗角正切与实际采用的聚四氟乙烯材料参数相比,在1 MHz下,相对介电常数误差为2%,损耗角正切为5%;在10~20GHz的高频范围内,相对介电常数最大误差为1%,损耗角正切最大误差为8.6%。该方法基于等效表面阻抗理论,在保证计算精度的同时,有效地节约了计算资源,适于在宽频带下提取PCB板的介质参数。     

基于修正Cole-Cole模型的Nomex绝缘纸频域介电特性研究

矿用干式变压器Nomex绝缘在老化过程中其介电特性会发生改变,为定量描述其频域介电谱(frequency domain spectroscopy,FDS)随测量温度和老化的变化规律,本文采用修正Cole-Cole模型研究了Nomex绝缘纸的FDS特性,将该模型参量作为Nomex绝缘纸的FDS特征参量,用以反映其绝缘性能。在对不同测量温度和老化程度下Nomex绝缘纸介电特性进行测量后,提取了修正Cole-Cole模型参数,分析其变化规律后发现,随着测量温度的上升,复介电常数实部和虚部的频谱曲线向上和向高频方向偏移;随着老化时间的增加,Nomex复介电常数实部和虚部均有变大的趋势且在低频段下上升速度更快;随着测量温度升高,α和β弛豫过程中介质极化率增大,时间常数减小同时其直流电导率增大,随着老化时间的增加其介电特性出现相同的变化趋势。     

高频下测量绝缘材料的介电系数和损角正切由于引线所造成的测量误差分析

本文计算和讨论了在高频下测量绝缘材料的介电系数和损角正切时由于引线所造成的误差。计算和分析结果表明引线的电感和电阻所造成的测量误差是引线的固有测量误差,△C_x和△tgδ_x随频率的增加较ω~2来得快;而引线间的电容和电导所造成的测量误差与频率无关,并且可以用合理选择试验方法并对测量结果加以修正而消除。为了校核计算和分析的结果用标准试样进行了测量。校核结果表明,计算值与实验值相当接近。     

用串联谐振微带元件测量射频介质的特性

介绍了利用微带电路来确定一组高性能、高频印刷电路板材料的介电常数和损耗角正切的方法，且给出了一组印刷电路板材料的特性测量值。     

混合介质低频介电增强效应的等效电容模型

针对油气开采时岩石等混合介质在低频段出现的介电增强现象影响测井数据准确性的问题,提出一种混合介质低频介电增强效应的等效电容(CMEC)模型。首先根据储油层岩石电参数特性建立层状含膜介质模型,并将其等效为集总电路形式进行介电谱分析;同时给出3层含膜介质的电势分布,由此分析膜层电导率及膜层厚度对介电增强特性的影响。分析结果表明:等效介电常数在低频段的增强是电容模型有效厚度在低频段减小引起的,而其增强幅度和薄膜参数之间存在着定量关系;由于CMEC模型计算含膜介质介电谱时引入的模型参数相对较少,运算量约为有限差分算法等数值模拟方法的10%。该模型可为油田地质结构的低频介电测量提供准确依据。     

应用电磁参数变异仿真金属基底涂覆铁氧体层老化研究

基于频域矩量法(MOM)与解析法的Ansoft Designer软件,应用电磁参数变异模拟仿真计算、分析了金属基底烧结铁氧体隐身层因老化呈现出的高频电磁特性.设厚度为2 mm,直径为10 mm的理想导体蒙皮,表面涂层为1.6 mm厚的烧结铁氧体介质,其介电系数εr=20,电损耗为0.45,导磁率μr=1.2,磁损耗为10,裂纹缺陷为5 mm长、1 mm宽.采用平面波倾斜入射,计算与分析得出:在8~12 GHz频带内,因介质参数变异对隐身电磁性能影响较明显.     

基于虚拟仪器的电容性设备介损在线监测系统

介绍了一种基于虚拟仪器的容性电气设备介质损耗正切值虚拟测量系统,利用National Instruments公司的软件平台LabVIEW和ADLINK公司硬件平台实现电信号的实时采集、分析、处理和存储,经过实验室模拟测试和变电站实际测试表明,该系统对电容性设备介质损耗的测量精度高,实测数据稳定,实测的介损值相误差小于5%,能满足实际在线监测的要求.