"ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ" ISSN 1684-1719, N 8, 2018

оглавление выпуска         DOI  10.30898/1684-1719.2018.8.3     текст статьи (pdf)   

УДК 621.372.8

СВЧ измерители влагосодержания углеводородных смесей (разработка методов и конструкций)

 

К. Д. Казаринов, И. Г. Полников

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 141190, Московская область, г. Фрязино, пл. академика Введенского, д. 1

 

Статья поступила в редакцию 23 июля 2018 г.

 

Аннотация. В работе представлены результаты экспериментальных исследований по определению концентрации воды в жидких углеводородных средах с использованием метода волноводно-диэлектрического резонанса с помощью разработанных и изготовленных в ФИРЭ им. В.А.Котельникова РАН лабораторных макетов измерителей в микроволновом диапазоне, защищенных тремя патентами на изобретения.

Ключевые слова: сверхвысокие частоты (СВЧ), крайне высокие частоты (КВЧ), сантиметровые и миллиметровые волны, диэлектрическая проницаемость, коэффициент поглощения, водные растворы, углеводородные смеси, контроль содержания воды, волноводно-диэлектрический резонанс, волноводная камера.

Abstract. The results of works on the use of the waveguide-dielectric method for monitoring and investigation of highly absorbing liquids with the help of thin polyethylene capillary in a metal waveguide are proposed. The method is based on the features of the passage of a waveguide H10-wave through a waveguide-capillary resonator. The capillary was filled with a highly absorbing liquid and is located in a single-mode waveguide parallel to its narrow walls and in the middle of a wide wall (in the region of the maximum of the electric field of the H10 wave). There is a theoretical confirmation of the experimentally detected optimal capillary size with the most pronounced resonant absorption maximum of microwave radiation in the measuring chamber. A new design of a tunable waveguide microwave resonator intended to be used in systems of measuring dielectric parameters of highly absorbing liquids is proposed. The resonator design provides adjustment of the connection with the object of measurement and high stability of the measurement results. The concentration of water in the hydrocarbon mixtures (ethanol, methanol,  diethylene glycol) was measured. A new method for controlling the content of a substance in a liquid mixture was developed. The method is based on measuring the dependence of the absorption of microwave radiation on the temperature of the mixture. This method discovers new possibilities of measuring the concentration of water in liquid mixtures. A constructive improvement of the resonance measuring chamber was carried out. This made it possible to ensure the maximum quality factor of the resonator for each concentration of matter in the liquid being studied and to increase the sensitivity of measurements of the dielectric parameters of the liquid. The results of this work can be used in the oil and gas industry, pharmaceutical and food industries, in biomedical research. The results of the research have been reported at VII International Congress "Low and Superlow Fields and Radiations in Biology and Medicine".

Key words: ultrahigh frequencies (microwave frequencies), extremely high frequencies (EHF), centimeter and millimeter waves, dielectric constant, absorption coefficient, aqueous solutions, hydrocarbon mixtures, water content monitoring, waveguide dielectric resonance, waveguide chamber.

Для цитирования:
К. Д. Казаринов, И. Г. Полников. СВЧ измерители влагосодержания углеводородных смесей (разработка методов и конструкций). Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 8. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/aug18/3/text.pdf
DOI 10.30898/1684-1719.2018.8.3