片状介质材料复介电常数优化计算及测量

采用终端短路同轴开口波导技术,将开口同轴波导作为传感器,测量样品加载时的复反射系数,运用优化迭代反演求得待测材料的相对介电常数.详细介绍了所采用的理论模型和测量系统,测量了一些常见介质材料的复反射系数,复反射系数参考值与理论计算值基本吻合,证明了该方法的合理性及可行性.     

开路型微波陶瓷介电参数测试的研究

介绍平行板开路型介质谐振器样品相对介电常数与介质损耗的测试技术,结合所用仪器的实验测量误差,分析在相关参量不确定度下介电参数的误差理论,通过实验可知:开路型方式对品质因数的测量较短路法尤为精确,为进一步批量快速测试提供保证.     

一种改进的生物医用同轴探头的实验研究

在生物电磁学实验研究中，探头的结构对于生物组织介电特性信息的获取至关重要．作者比较了终端开口同轴探头和圆形微带贴片探头的结构，并在纯水和1％盐溶液中分别测量了以上两种探头的扫频特性和场透入深度，实验表明，圆形微带贴片探头灵敏度和场透入深度优于改进前的终端开口的同轴探头，并有效降低了测量中的反射系数．     

一种斜孔脊波导的介电常数测量装置

为准确测量腐蚀性液体的复介电常数并扩展微波能的工业应用，本文提出了一种基于传输/反射法的非接触式斜孔脊波导介电常数测量装置。在2.45 GHz频率和室温条件下测量了甲醇和乙醇及其混合溶液的散射参数，采用人工神经网络算法，以散射参数为输入，反演得到相应溶液的介电常数。测量结果与文献一致，验证了测量的准确性。待测物以试管为容器，避免了液体对测量装置的腐蚀。该系统还可测量固体及固体粉末的常温和高温介电特性，在微波能的工业应用中具有良好的前景。     

一种新型胶体耦合介质在材料弹性常数超声无损检测中的应用

基于声学显微镜的材料弹性常数超声无损检测方法,利用点或线聚焦探头对水浸试件经散焦测量,获取材料声学特性,进而反演材料力学性能.在工程应用中,常会遇到被测工件过大或试件材质不宜浸水等问题,难以进行散焦测量.新型胶体耦合介质具有制备简单、成本低、用后易清理、环保无污染等特点.胶体介质经多次不同配比试验,确定最佳配比,其介质密度、声速及声阻抗等声学性能与水近似,满足水浸探头的测试需要.利用该耦合介质对铝、钢和钛试件弹性常数进行超声无损检测,实验结果与水浸测量一致,与理论值及拉伸法测量结果吻合,将其应用于大型铝板弹性常数检测,测试结果也与理论值相符.研究表明新型胶体耦合介质超声检测效果满足聚焦探头散焦测试需要,扩大了基于声学显微镜的材料弹性常数超声无损检测范围,为工程应用提供了有效的技术手段.     

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％.     

基于介电特性的青萝卜干燥品质预测模型

以青萝卜为实验物料,利用网络分析仪,采用同轴探头法测量了在16～3 500 MHz的频率范围内,湿基含水率为15%～93.20%,物料温度为(36±1)℃的青萝卜的介电常数ε'和介质损耗因子ε".分析了频率、含水率、糖度、密度与介电特性的关系,建立了915 MHz和2 450 MHz下介电特性与含水率、糖度、密度的关联模型,检验了基于介电特性预测含水率、糖度、密度的可行性.结果表明:在16～3 500 MHz频率段内,介电常数ε'和介质损耗因子ε"随着频率的增大而减小.介电常数ε'随着含水率的增大而增大,介质损耗因子ε"在湿基含水率为15%～60%时,随着含水率的增大而增大,之后随着含水率的增大而降低.糖度与含水率呈负相关.可用二元一次方程描述含水率、糖度、密度与介电特性的关系,对模型进行方差分析,各模型的决定系数均大于0.92,P值小于0.05,表明所得基于介电特性预测干燥过程中青萝卜的含水率、糖度、密度的模型是准确的.     

基于谱方法求解器的非均匀电介质下电势分布特性的研究

以往研究中求静电场电势时,主要是求解均匀电介质的泊松方程,缺少对介电系数非均匀效应的分析.本文针对非均匀电介质的修正泊松方程进行求解,并研究非均匀介电系数对电势分布的影响.首先采用高效准确的谱方法求解器对极坐标系下的泊松方程进行求解,在较少的网格点下数值解能与理论解吻合良好.随后,对均匀介质泊松方程求解非均匀介质的电势分布所引入的误差进行研究,发现介电系数存在径向和周向梯度时均会产生误差,且周向梯度影响更明显,同时会破坏精确解原始的分布特性.最后,准确求解了非均匀电介质的电势分布,发现周向梯度对电势分布的影响更为显著,并发现电势分布在介电系数梯度趋于无穷时的渐进解.     

一种测量微波介质基板复介电常数的方法

为了测量微波介质基板的复介电常数,提出了一种基于微带线测量的方法。通过使用微带线相关理论模型和电磁场仿真软件计算微带线辐射损耗,编写相应的计算机程序可以测得微波介质基板的复介电常数。在测量中,通过使用除长度外其他参数均相同的2条微带线的测量数据进行计算,减弱了由于实际测量中引入同轴接头而产生的测量误差。对多种常见的微波介质基板进行了测量,结果表明:与标称值相比,介电常数实部误差为1%左右,损耗角正切误差为10%左右,该测量方法切实可行和精确性高。     

地质雷达数据介电常数递推反演研究

地质雷达进行地质超前预报时,准确读取复杂地质环境下不均匀介质的介电常数是最为关键的环节。本文应用地质雷达天线在不同参数设置下进行采样,对采集到的数据进行分层研究,剖析对比各地层中电磁波传播速度,并对各地层的介电常数分布散点进行归纳。根据对地层开挖过程中的地质素描验证和岩性比对,确定了适合该区域的不均匀混合介质的等效介电常数。研究结果表明:应用现场试验归纳的区域等效介电常数值不同于试验室得到的绝对介电常数值,前者分布在一定的范围内。与现场岩性的介电常数值对比结果表明,本文方法可准确预测掌子面前方的岩性。     

用开路同轴线和六端口测量材料的介电系数

介绍一种用开路同轴线和微带六端口测量微波频段中材料复个电系数的方法并给出了一种新的探头定标方法。该方法可以应用于工业环境中测量材料的特性。     

超高频(UHF)范围内沉积岩的介电特性

本文给出了在实验室用同轴测量线装置测得的沉积岩岩石样品的介电常数,分析了取自胜利油田的三类岩石样品的测量结果。讨论了岩石介电常数与频率、孔隙度、孔隙水的矿化度等的关系,提出对不同岩石类别应取的介电常数值,给出了计算孔隙度公式。所得出的结论对电磁波传播测井曲线的解释和电磁波传播测井仪器的设计有一定意义。     

灌注桩超灌监测系统标定方法的优化设计与应用

为了对混凝土灌注桩超灌高度进行有效控制,基于电阻的超灌监测智能化系统应运而生.通过多组室内试验测得混凝土、水泥浆、泥浆和水4种介质在不同探针间距和不同桩径下的电阻,探究4种介质电阻与探针间距和桩径的关系.在此基础上设计制作了一种便捷的新型标定器,并在施工现场进行了灌注桩试验验证.结果 表明:4种介质电阻均随探针间距的增大而增大,呈一次线性变化趋势;在同一探针间距下,4种介质电阻基本不受桩径影响.可见使用标定器能够较好地的优化标定环节,且通过现场灌注桩试验,配合超灌监测系统能有效控制混凝土灌注高度.     

应用GPR获取多孔介质水力参数研究进展

获取多孔介质水力参数，精细刻画野外含水层水力特征，描述含水层空间变异性，一直是水文地质学、土壤学、园艺学等研究的热点，传统的诸多方法或耗时费力，或数据量少，难以在不同尺度上监测含水介质特征的时空变化，由于探地雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)电磁波的传播速度主要决定于多孔介质的介电常数，而影响多孔介质介电常数的主要因素是其孔隙度和含水率，这为电磁波方法确定多孔介质含水率、孔隙度、渗透系数等创造了条件，GPR快速、便捷、无损、多尺度、数据量大，能够精细刻画含水介质水力参数的空间变异性，为此，简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件，探讨了GPR获取水力参数的物理机制，综述了GPR获取水文地质参数的研究进展。指出了尚未解决的问题，并对用GPR获取水文地质参数方法今后的发展进行了展望。     

介质柱谐振器法测量微波陶瓷介电参数的误差分析与实验研究

讨论微波介质谐振器介电常数与品质因数的测量技术、测量基本原理及有关参数的计算方法,同时也较详细地给出了实际测量中模式的判别方法及测量误差分析,并结合所用仪器的实验测量误差与理论误差进行比较.通过上述分析可知该方法对介电常数的测量较为精确,而对无载品质因数的测量误差相对较大,且随样品介电常数、高度的增大,测量误差减小.     

冻土介电常数的实验研究

探讨了冻土介电常数的测量方法,通过实验初步研究了冻土介电常数随频率、温度和含水量的变化规律.     

电纺碳纳米纤维短纤增强的高介电常数聚酰亚胺复合材料

通过碳化电纺纳米纤维研磨和超声破碎制备碳纳米纤维短纤(SCNFs),并用作填料制备碳纳米纤维短纤/聚酰亚胺(SCNFs/PI)复合材料.研究了SCNFs/PI复合材料的介电性能和力学性能.结果表明:SCNFs既对这种复合材料的机械性能具有显著的改善,也是制备高介电常数复合材料的良好导电填料.与纯PI相比,含 SCNFs质量分数为1%复合材料的抗拉伸强度提升了 39.43%; 同时,这个复合材料也显示了一个质量分数为4%的SCNFs低渗流阈值,此时的介电常数为60.79@100 Hz.这些电纺碳纳米纤维短纤增强的PI复合材料有望作为高性能介电材料在现代电子器件行业中得到良好应用.     

油水混合物模态辨识与分类方法研究

为提高原油脱水过程中宽量程含水率测量的精度,提出油水混合物多模态的含水率计算方法.通过分析油水混合物的不同状态,建立不同状态油水混合物的介电常数、电导率与原油含水率之间的关系,并基于核方法的自组织神经网络实现油水混合物的模式分类.实验结果表明,测量介电常数和电导率可以识别油水混合物的状态,及时修正含水测量仪的设置参数,提高宽量程原油含水率在线测量的精确度.     

采用谐振腔微扰法的NiZn铁氧体介电常数测量

谐振腔微扰法广泛用于材料微波介电性能的测量,它与常规的测量方法相比,具有样品尺寸小、计算公式简单的优点,在近似计算频率、谐振腔品质因数、材料的介电常数等方面具有较高的应用价值.采用谐振腔微扰法,测量不同配方NiZn铁氧体在微波频段的复介电常数,计算得到介电常数的虚部ε″和实部ε',进而分析Ni和Zn的含量对NiZn铁氧体材料介电常数的影响.