НВЧ метод вимірювання вологості об’єктів довільної форми

Ленько, Ю. В.; Сатюков, А. І.; Приступа, А. Л.

IRChNUT Home
→
ПЕРІОДИЧНІ ВИДАННЯ НУ «Чернігівська політехніка»
→
Технічні науки та технології: науковий журнал
→
2017
→
№2 (8)
→
View Item

dc.contributor.author	Сатюков, А. І.
dc.contributor.author	Приступа, А. Л.
dc.contributor.author	Ленько, Ю. В.
dc.date.accessioned	2015-09-22T12:38:53Z
dc.date.accessioned	2017-10-29T20:00:38Z
dc.date.available	2015-09-22T12:38:53Z
dc.date.available	2017-10-29T20:00:38Z
dc.date.issued	2017
dc.identifier.uri	http://ir.stu.cn.ua/123456789/15282
dc.description	Сатюков, А. І. НВЧ метод вимірювання вологості об’єктів довільної форми / А. І. Сатюков, А. Л. Приступа, Ю. В. Ленько // Технічні науки та технології. – 2017. – № 2 (8). – C. 20-28.	en_US
dc.description.abstract	Актуальність дослідження. Сучасні технології виробництва в значній мірі пов'язані з вмістом вологи. Надлишок або нестача вологи в матеріалі впливає на його властивості та якісні показники. Швидке і точне вимірювання вмісту вологи в певному матеріалі є дуже важливим і актуальним завданням. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Методи НВЧ широко використовуються для вимірювання вологості матеріалів. Вільні молекули води розкручуються електромагнітним полем. В результаті швидкість проходження радіохвиль сповільнюється, а їх інтенсивність зменшується. Ці ефекти використовуються для створення пристроїв і систем, які вимірюють вологість за допомогою НВЧ-сигналів. Робота більшості з них заснований на визначенні величини ослаблення сигналу або зміни діелектричної проникності вологою речовиною. Найбільш поширені НВЧ методи: оптичні, резонансні, хвилеводні, зондові. Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. До переваг НВЧ методів вимірювання та контролю вологості можна віднести доволі високу точність, процес вимірювання не пов'язаний з руйнуванням досліджуваного зразка, невеликі потужності вимірювальних систем, тощо. Майже у всіх перелічених НВЧ методах необхідно знати геометричні розміри досліджуваного об'єкту, що не завжди є можливим. Ще одна складність в деяких випадках зумовлена необхідністю однозначного розміщення та орієнтації передавальних та приймальних елементів, оскільки будь-які антени мають певну діаграму спрямованості. Мета дослідження. Розвиток НВЧ методів вимірювання вологості будівельних матеріалів та інженерних споруд для подальшого їх використання в системах неруйнівного моніторингу об'єктів довільної форми. Виклад основного матеріалу. Хвилеводно-коаксіальний перехід є однією з важливих складових НВЧ техніки. Він широко використовується для взаємних підключень коаксіальних та хвилеводних ліній передач при формуванні НВЧ трактів. Якщо на хвилеводно-коаксіальний перехід направити НВЧ сигнал з частотою трохи меншою за граничну, а потім поступово підвищувати її, то потужність, що потрапляє до коаксіальної лінії, буде зростати, оскільки ми будемо наближатись до частот, на які власне і розрахований цей хвилеводно-коаксіальний перехід. З іншого боку у деяких речовин спостерігається зростання послаблення НВЧ сигналу зі збільшенням частоти. Таким чином ці два протилежних фактори призводять до наявності на частотній залежності ступеню послаблення НВЧ хвилі чітко спостерігаємого мінімуму. Автори виявили, що частота максимального послаблення залежить від відсотка вологості зразка. Висновки. Запропоновано новий метод контролю вологості заснований на вимірювання частоти, при якій спостерігається максимальне послаблення НВЧ-сигналу у хвилеводно-коаксіальному переході. Результати експериментальних досліджень показують, що частота максимального послаблення НВЧ сигналу залежить від вологості зразка.	en_US
dc.language.iso	uk	en_US
dc.publisher	Чернігів: ЧНТУ	en_US
dc.relation.ispartofseries	Технічні науки та технології; № 2 (8)
dc.subject	хвилеводно-коаксіальний перехід	en_US
dc.subject	вимірювання вологості	en_US
dc.subject	вимірювальний перетворювач	en_US
dc.subject	НВЧ-технології	en_US
dc.subject	системи неруйнівного моніторингу	en_US
dc.subject	waveguide-coaxial transition	en_US
dc.subject	measuring the humidity	en_US
dc.subject	measuring converter	en_US
dc.subject	microwave technology	en_US
dc.subject	non-destructive monitoring	en_US
dc.subject	волноводно-коаксиальный переход	en_US
dc.subject	измерения влажности	en_US
dc.subject	измерительный преобразователь	en_US
dc.subject	СВЧ-технологии	en_US
dc.subject	системы неразрушающего контроля	en_US
dc.title	НВЧ метод вимірювання вологості об’єктів довільної форми	en_US
dc.title.alternative	Microwave method of measuring moisture objects of the arbitrary form	en_US
dc.title.alternative	СВЧ метод измерения влажности объектов произвольной формы	en_US
dc.type	Article	en_US
dc.description.abstractalt1	Urgency of the research. Modern production technologies are largely related to moisture content. Excess or lack of moisture in the material affects its properties and also on qualitative indicators. Fast and accurate moisture content in a given material is very important and urgent task. Actual scientific researches and issues analysis. The microwave methods widely used to measure the moisture of materials. Free water molecules to spin electromagnetic field, resulting in a slowed speed of radio waves and their intensity decreases. These effects are used to create devices and systems that measure humidity using microwave signals. The work of most of them is based on determining the value of the signal attenuation or changes in the dielectric constant wet substance. The most widespread microwave methods are optical, resonance, waveguide, probe methods. Uninvestigated parts of general matters defining. The advantages of microwave measurement methods and control moisture include relatively high accuracy, non-destructive of the sample during the measurement, low power measuring systems and more. Almost all of these methods require knowledge of the geometric dimensions of the object that is not always possible. Also these methods require a certain location and orientation of the antenna, according to their pattern. The research objective. The development of microwave moisture measurement methods of building materials and engineering constructions for further use in non-destructive monitoring of arbitrary shape objects. The statement of basic materials. Waveguide-coaxial transition is one of the important components of microwave technology. It is widely used for mutual connections of waveguide and coaxial transmission lines when forming SHF channels. If microwave signal with a frequency slightly less than the maximum reaches the waveguide-coaxial transition and then frequency gradually increases, the power entering to the coaxial line will increase, because we approach the frequencies which are actually designed this waveguide-coaxial transition. On the other side, some substances have the rise of microwave signal attenuation with increasing frequency. Thus these two opposing factors lead to the availability on frequency depending of the degree of attenuation SHF waves clearly minimum. The authors found that the frequency of maximum weakening depends on the percentage of humidity of the sample. Conclusions. A new method of humidity control based on measuring the frequency at which the maximum microwave signal is attenuation in the waveguide-coaxial transition was offered. The results of experimental studies illustrate that frequency of maximum attenuation microwave signal depends on the humidity.	en_US
dc.description.abstractalt2	Для измерения влажности широко используются СВЧ-методы, среди которых наиболее распространенными являются оптические, резонансные, волноводные, зондовые методы. Все эти методы требуют знания геометрических размеров объекта, что не всегда возможно. Кроме того, данные методы требуют определенного расположения и ориентации антенн, согласно их диаграммам направленности. Предложен новый метод контроля влажности, который может использоваться для объектов произвольной формы. Данный метод основан на измерении частоты, при которой происходит максимальное ослабление СВЧ сигнала в волноводно-коаксиальном переходе, выступающем в роли приемного измерительного преобразователя. Представлены результаты экспериментальных исследований, которые наглядно иллюстрируют зависимость частоты максимального затухания СВЧ-сигналов от влажности.	en_US