автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Методы и устройства контроля состава и свойств ферромагнитных жидких сред в диапазоне СВЧ

На правах рукописи

ДМИТРИЕВ ДМИТРИЯ АЛЕКСАНДРОВИЧ

МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ СОСТАВА Н СВОЙСТЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЖИДКИХ СРЕД В ДИАПАЗОНЕ СЗЧ

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Тамбов-1998

Работа выполнена в Тамбовском высшем военном авиационном инженерном учтите

Официальные оппоненты: профессор,доктор технических наук Салихджаяова Рашида

Мухамет-Фатиховна. профессор,доктор технических наук Стальнов Пётр Иванович, профессор,доктор технических наук Чернышев Владимир Николаевич.

Ведущая организация - НПО "Химавтоматика", г. Москва.

Защита диссертации состоится "11" декабря 1968 г. в 14 час. 00 мин.на заседании диссертационного совета Д.064.20.01 в Тамбовском Государственном Техническом Университете по адресу: 392000 г. Тамбов , ул. Советская 106, Большой зал. Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печать», прссим направлять по адресу: 392000 г. Тамбов , ул. Советская 106, ТГТУ .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат диссертации разослан " 10" ноября 1998 г.

Ученый секретарь специализированного совет^^Ж^л/А. А. Чуриков

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В процесса разработки новых композиционных материалов , отработки технологии их производства, контроля показателей качества готовой продукции возникает необходимость определения электрофизических параметров дисперсных жидких сред .важнейшими из которых являются диэлектрическая и магнитная проницаемости и удельная проводимость ¡Г. Эти параметры связаны с другими физико-химическими и механическими характеристиками,определяющими состав и свойства жидких сред.

Примером таких специальных жидкостей являются гетерогенные жидкие смеси с ферромагнитными (магнитодиэлектрическими) частицами -ферромагнитные жидкости , применяемые в технологиях спецпокрытий летательных аппаратов и специзделий СВЧ техники локации и навигации, при изготовлении носителей информации и т.д. Важнейшим параметром ферромагнитной жидкости является концентрация частиц твердой фазы. К примеру, оптимальная концентрация СВЧ-феррита радиопаглощахщих и переотражающих покрытий обеспечивает согласование со свободным пространством и нужную степень поглощения электромагнитной волны; объемное процентное содержание взвешенных металлических феррсвключений определяет степень "износа техники; качество некоторых красителей и зажигательных смесей напрямую связано с концентрацией феррочастиц.

Контроль электрофизических параметров гетерогенных и гомогенных жидких сред именно в диапазоне СВЧ обусловлен:

- необходимостью знания свойств гомогенных или гетерогенных дисперсных жидких сред именно в сантиметровом диапазоне, характерном для современных и перспективных радиолокационных средств, т. к. в более низкочастотном диапазоне свойства сред меняются из-за дисперсии еа и И;

- специальные гетерсгеннные жидкие среды, содержащие частицы поглотителей и магнитодиэлектриков, проявляют свои гиромагнитные свойства и сопутствующие им эффекты взаимодействия стоячих и бегущих волн только лишь в присутствии внешнего подмагничивания в диапазоне СВЧ ;

- характерные размеры первичных измерительных преобразователей СВЧ диапазона, работающих а оптимальных одномодовых режимах, порядка' длины волны (единицы см).В более длинноволновом диапазоне размеры датчиков велики, а в ш-диапазоне технологически труднореализуемы;

- в диапазоне СВЧ первичные измерительные преобразователи на основе объемных резонаторов и волноводов обладают простейшей, техно-

логичней конструкцией; максимальной электромагнитной экологической безопасностью и электромагнитной совместимостью; полевое взаимодействие первичного преобразователя с жидкой средой без гальванического контакта обеспечивает неразрушащий принцип измерений параметров жидких сред в потенциально-опасных производствах.

Несмотря на развитость техники СВЧ, ее использование в целях контроля ,в частности, гетерогенных жидких сред, крайне недостаточно.

До сих пор отсутствовала общая методика расчета информационных параметров СВЧ первичных измерительных преобразователей с учетом деформации структуры одномодового поля в зоне взаимодействия и методические основы их проектирования.

Волноводные устройства измерения электрофизических параметров жидких сред с потерями в режиме бегущих волн мало разработаны и исследованы, а специфика и эффекты в СВЧ волноводных методах и устройствах измерения параметров ферромагнитных жидкостей вообще не исследовались.

Практически не исследованы объемные резонаторы сложной формы, например сильфонные и квазистационарные , с легко управляемыми геометрическими параметрами, а также применение СВЧ замедляющих структур и волноводов поверхностных волн. Последние обеспечивают локализацию взаимодействия СЕЧ поля бегущих волн с жидкой средой по принципу: медленная волна-поверхностная волна.

Контроль электрофизических параметров д,, е3 и } специальных жидкостей, от которых зависит поглощение и рассеяние СВЧ энергии, принципиально возмояен лишь в указанном диапазоне.

На основе зависимости "состав-свойство" измеренное значение да, е3 и К можно использовать как методическую основу аналитического контроля и строить на основе этой зависимости специальные СВЧ методы контроля состава спецаидкостей.

Эффективнее изаерение физико-химических и особенно физико-механических свойств жидких сред (вязкости п, поверхностного натяжения б и плотности р) возможно с помощью СВЧ первичных преобразователей из-за высокой чувствительности их параметров к изменению измеряемых величин, средних по локальной зоне взаимодействия.

Во многих практических случаях СВЧ методы и устройства по метрологическим характеристикам предпочтительней прочих известных методов. Например, по сравнению с оптическими появляется возможность измерения параметров непрозрачных гетерогенных жидких сред, а при измерении их проводимости СВЧ преобразователи по сравнению с более

низкочастотными обладают более высокой чувствительностью, практически постоянней по широкому диапазону, н т.д.

Из вышесказанного следует актуальность разработки комплекса СВЧ-методов и устрсйстз, позволяющих решать новый класс задач контроля состава я свойстз жидких сред.

Диссертационная работа пссвядеяа решении указанных задач и выполнена по теме 2.27.6. МИНВУЗ РСФСР на 1986-1950 г.г.-оптимизация, автоматизация,управление аппаратами и химико-технологическими процессами ¡межвузовской научно-технической программой Гсссбразования РИСР "Создание высокоэффективных методов и приборов анализа веществ и материалов" на 1990-1993г.г.;в соответствии с планами НТК ВВС МО СССР на 1980-1950г.г. и на основании Основных направлений развития вооружения и военной техники ВВС на период до 2С05 года и плана НИ-ОКР ВВС на период до 2000 года.

Дель работы . Дель работы состояла в решении народно-хозяйственной задачи, важной для повышения качества продукции - разработке комплекса СБЧ методов и средств неразрушающего контроля состава и свойств специальных жидких сред, используемых з ряде отраслей народного хозяйства, с улучшениями метрологическими и эксплуатационными характеристиками.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

- теоретическое и экспериментальное обоснование возможностей СБЧ методов для контроля состава и сзсйстз спецхипких сред;

- классификация СБЧ методов контроля состава и свойств веществ, построение моделей их характеристик, выбор информационных сигналов СВЧ первичных измерительных преобразователей;

- обоснование общих принципов построения, расчета и проектирования устройств контроля состава и свойстз спеютдксстей;

- оптимизация режимных и конструктивных параметров СВЧ первичных преобразователей на основе метрологических показателей;

- разработка и реализация на основе решения вышеуказанных задач широкого класса СВЧ устройств контроля комплекса физико-химических и механических параметров жидких сред, реализующих предложенные методы измерений;

- создание универсальной блочно-модульной наборной конструкции для комплекса СВЧ-устройств контроля.

Научная новизна. Предложены обобщенные методы измерений информационных параметров СВЧ первичных измерительных преобразователей, следствием которых является совокупность разработанных новых методов определения состава и свойств жидких сред, и синтезирована обобщен-

ная структурная схема любого СВЧ преобразователя.

Впервые предложена методика расчета информационных параметров СВЧ первичных преобразователей (метод эквивалентных реактивных параметров - МЭП), учитывавшая деформацию одномодовой структуры поля в зоне взаимодействия, перераспределение поверхностных токов и зарядов. На основе Ш1 разработаны адекватные модели совокупности методов и устройств измерезия параметров жидких сред.

Предложены новые зринципы построения устройств СВЧ контроля параметров жидких сред, реализация которых позволила разработать класс новых высокоточных и чувствительных методов и устройств.

Разработаны тесрегические основы нового метода СВЧ-измерений параметров жидких сред - метод полевой компенсации: стабилизации за счет гиромагнитных сзойств компенсационного (или измерительного) объема резонансной частоты, набега фазы, поворота угла плоскости поляризации и дифракцтнной картины. Метод-точный, компенсационный и быстродействующий, испсаьзует суперпозицию полей СВЧ и поля подмагни-чивания.

Впервые разработзы теоретические основы применения измерительных резонаторов и волезводов сложной формы (сильфонных и квазистационарных) и волновсдов поверхностных веля как устройств реализации новых методов измереяга на СВЧ параметров жидких сред.

Теоретически обоснованы волноводные методы измерения параметров ферромагнитной жидкости на основе совокупности специфических эффектов распространения бегущих волн в намагниченной (гиромагнитной) феррожидкости.

Практическая ценвзсть. Разработан комплекс СВЧ устройств измерения величин еа, г, и, р, б жидких сред. Все указанные устройства являются конкретзьми реализациями обобщенной структурной схемы,на основе которой синтезирована универсальная блочно-модуль ная наборная конструкция, общая для большинства СВЧ первичных измерительных преобразователей состава и свойств жидких сред.

Разработана совокупность СВЧ измерителей еа жидких сред с постоянной частотой внешнего генератора, осуществляющих следующие методы: преобразование Еа в длину и давление; преобразование еа в перемещение дозы жидкости; полевую компесацио. Совокупность частотных ав-тогенераторньи устройств измерения еа на слабосвязанных цилиндрических и квазистационарных объемных резонаторах позволяет преобразовать величину еа в частотный сигнал с микропроцессорной обработкой. Впервые разработаны СВЧ устройства для адаптивного "внешнего" и "внутре-него" дозирования: дозаторы соотношения с одночастотной вариацией

трех мол, устройство прямого преобразования £, в величину эквивалентной дозы.

Разработана совокупность измерителей концентрации (в разных диапазонах) ферромагнитных жидкостей на основе новых методов измерений: на использовании колебания Н: ■. с полевой автокомпенсацией на постоянной резонансной частоте; с использованием эффекта расщепления резонансной частоты колебания Н,: Р инвариантного е3 ; способ и устройства определения малых концентраций с использованием эффекта продольного феррорезонанса. Комплексный измеритель параметров с вариацией одно (двух) частотных структур полей (Е,:;0,Н;;;) сочетает в себе достоинства концентратомеров с колебаниями Н3;. и ^,Р. Разработана совокупность волноводных устройств определения комплекса параметров ферромагнитной жидкости в границах их эффективного применения.

Специфика жидкостей "графит(гель)-магнетит" определила разработку широкодиапазснных измерителей проводимости - СВЧ кондуктометров с адаптивной структурой измерительного преобразователя, обеспечивающей практически постоянное значение чувствительности кондуктометра при изменении У на несколько порядков: СВЧ кондуктометр на постоянной частоте с полевой компенсацией; частотный кондуктометр с непрерывной адаптацией дозы к пределу измерений $ - прямой преобразователь 1 в дозу; кондуктометр с постоянной резонансной частотой с дискретной адаптивней дозой - преобразователь величины И в код возбуждаемой дискретно структуры поля дискретного "внешнего" дозатора. Решены вопросы терностатирования дозы и широкополосной полевой компенсации.

На основе волноводов поверхностных волн разработан комплекс измерителей параметров покрытий летательных аппаратов. Разработаны вопросы проектирования измерителей к и с3 особоопасных жидкостей на диэлектрических волноводах.

Впервые разработаны преобразователи величин вязкости, поверхностного натяжения на резонаторах разного типа, использующие нелинейные явления в двухфазной системы "струя газа - жидкость" в том числе.

Разработанные методы и СВЧ устройства отличаются от известных оригинальностью , более широкими функциональными возможностями и эффективностью, что подтверждается полученньми на них 27 авторскими свидетельствами к патентами.

Реализиция научно-технических результатов. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы в в/ч N44386 (Научно-технический комитет ВВС МО РФ) в комплексе НИР, за-

данных Главкомом ББС:Ю3214 "Фотон-32"; N0816 "Контур-32"; N08217 "Резонанс", N08439 "Резонатор" ¡N08417 "Диффузия"; N28504 "Кани-фас-1"; N08525 "Датчик"; N08827 "Световод-88"; N08903 "Брусника-405"; N29405 "Излучатель-93"; N29617 "Резонатор-95". Также результаты использованы в в/ч N13805, в/ч N18216, в Балашовском высшем военном авиационном училище.

Более 20 разработанных СБЧ методов и устройств , защищенных авторскими свидетельствами и патентами, используются различными промышленными и научно-производственными предприятиями, высшими учебными заведениями.

Материалы диссертационной работы используются в учебных курсах и научно-исследовательской практике Тамбовского высшего военного авиационного инженерного училища и Тамбовского государственного технического университета .

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований были долсяены и получили положительную оценку на Всесоюзной НТК "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования" (Тамбов, 1989)2-ой Всесоюзной НТК "Азтсиатизация и роботизация химической промышленности" (Тамбов, 1988); 2-ой Всесоюзной НТК "Информатика и ' науковедение "(Тамбов, 1986); Всесоюзной НТК "Моделирование САПР.АСНИ и Г АЛ" (Тамбов, 1989); 2-ом Всесоюзном совещании по приборостроению в области колоидной х-лсш и физико-химической механике (Яремча,1990) •, Всесоюзной НТК "Контроль и диагностика общей техники" (Москва, 1989); 3,4 и 5-ой Межреспубликанских НТК "Повышение эффективности средстз обработки информации на базе математического и машинного моделирования" (Тамбов, 1993,1995,1997); 1-ой Всероссийской НТК "Состояние и проблемы технических измерений" (Москва, 1994) ¡Российской электрохимической школе "Новейше достижения в области электрохимических методов анализа" (Тамбов, 1995).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано более 60 научных работ. Получено 27 авторских свидетельств и патентов.В части публикаций, подготовленных в соавторстве, основные идеи и основы теоретических и практических разработок принадлежат автору.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит введение,8 глав и заключение. Изложена на 289 страницах машинописного текста. Включает 144 рисунка, 7 таблиц,277 наименований литературы, приложение (акты внедрения и промышленных испытаний,таблицы, схемы и другие материалы на 203 страницах).

Автор выражает искреннюю благодарность научному консультанту д. т. н., профессору И. В. Кораблеву.

Основные сокращения

ФМЖ - ферромагнитная жидкость; ЛА - летательный аппарат;

(Ц, К, КС, Р) ОР - (цилиндрический, коаксиальный, квазистационарный, рабочий) объемный резонатор; ЗМ - электромагнитный;

ПИП - первичный измерительный преобразователь;

ВВ(ПВ) - волновод (поверхностных волн);

ЗС - замедляющая структура;

ММВ - метод малых возмущений;

МЭП - метод эквивалентных параметров;

АГ - автогенератор(ный);

ЛПВ - линейка приемных вибраторов;

АНК - автонастройка колебательной системы в резонанс;

АПЧ - автоподстройка частоты;

С - объемная концентрация.

Основное содержание

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и задачи, определены научная новизна и практическая значимость.

В первой глазе произведен анализ состояния в области исследования и разработки СЗЧ методов и устройств измерения параметров жидких сред.Показано, что информационноемкие по величине несущей частоты и полосе частот преобразуемых сигналов методы и устройства СВЧ на ОР и ВВ все шире применяются при создании современных технических средств автоматизации производств.Используемый диапазон частот обеспечивает получение достоверной информации о состоянии исследуемого объекта, в том числе и о составе и свойствах технологических сред. Кроме того СВЧ диапазон обеспечивает не только высокочувствительное специфическое резонансное и квазирезонансное взаимодействие электромагнитных полей с контролируемой средой, но и обладает повышенной пожаро-и взрывобезоласностью из-за изолированного гальванически объема взаимодействия.

В то же время отсутствовали общие методики расчета информационных параметров и проектирования ОР и ВВ как ПИП. Показана необходи-

ыость синтеза обобщенной структурной схемы СВЧ ПИП без разделения их на волноводные и резонаторные.

Производство слецпскрытий ЛА на основе ФМЖ {поглощающих, перест-рааающих), в процессе изготовления, нанесения, сушки, полимеризации, диктует необходимость знания параметров жидкости в характерном (сантиметровом) диапазоне СВЧ с учетом дисперсии. Необходимость контроля потерь поля СВЧ в жидких средах в широком, (и очень широком диапазоне) при производстве различных материалов, в том числе композиционных, требует разработки СВЧ ПИП, адаптирующих свою структуру к пределам измерения, по возможности, без конструктивных и механических трансформаций конструкции датчика. Всё это требует разработки СВЧ-методов и устройств контроля диэлектрической са и магнитной р.а проницаемостей и удельной электропроводности жидких сред К , из которых наиболее перспективными являются разрабатываемые методы и устройства, использующие цилиндрические, коаксиальные, квазистационарные и сильфонкке ОР и волноводы сложной формы .

Задача определения информационных параметров ОР и ВВ, а таковыми для ОР являются резонансная частота ор =Га, общая добротность О , входное 2£х и выходное х-, сопротивления, полоса пропускания ДГ- и т. д. ( для ВВ это ¿ф-набег фазы, а--псгоннсе затухание), является наиболее актуальной.

Для реаения вышеуказанных задач впервые предложены методические основы разработки комплекса методов и устройств на ОР и ВВ для измерения параметров жидких сред. Рассмотрено аналитическое и физическое содержание вектора параметров СВЧ ПИП, их взаимные оптимальные связи, из которых следуют предложенные обобщенные методы настройки СЗЧ ОР и ВВ в практике аналитического контроля и их варианты. В качестве примера даны взаимные связи методов и устройств, реализующие наиболее метрологически перспективный принцип постоянства резонансной частоты ОР и набега фазы ВВ при выбранных оптимальных структурах колебаний в ОР (Eoip.Ho-p.Hup) и волн в ВВ(Е01.Н0!.Ни).

На рис. 1 показана обобщенная структурная схема СВЧ ПИП контроля состава и свойств жидких сред, синтезированная на основе анализа обобщенных методов измерений и совокупности разработанных СВЧ методов и устройств.

Практическое применение методических основ проектирования и синтезированой обобщенной схемы СВЧ ПИП позволяет решать, на достаточно высоком метрологическом уровне, широкий класс задач контроля состава и свойств жидких сред.

1- отрезки регулярного или нерегулярного цилиндрического , коаксиального , прямоугольного волновода или ВВ поверхностных волн (замедляющие структуры ), локализующие объем взаимодеиствия поля ЭМ колебаний (волн) с анализируемой жидкой средой;

2 - механическое, электромагнитное или пневматическое устройство изменения геометрических параметров ПИП и (или) положения объема Уж и его геометрических параметров;

3 - согласованные (КБВ->1) и несогласованные ( закорачивающая, КБВ-» 0) нагрузки;

4- устройства связи по полю (излучающие) и по материальны.) потокам (неизлу-чающие) ;

5 - осесиымегричный (или плоский, или другой формы) разнопрофильный (f(z)) объем анализируемой жидкости Уж с изменяемой геометрией, с параметрами са. Да. б, р. п и т.д.;

6- устройство возбуждения одномодовых колебании (волн) с управляемой сменой мод на одной частоте или на множестве (счетном) частот;

7-объем компенсационного материала с управляемыми характеристика;, !и или специальное устройство на pln-диодах;

8-источник управляющего стороннего квазистационарного поля (Н0, например);

9-устройство фильтрации вырождения мод и их трансформации;

10-активный прибор;

11-устройства ввода-вывода материальных потоков (непрерывные и дискретные) измеряемых и управляющих сред.

В конце главы рассмотрены некоторые вопросы электромагнитной экологии и перспективы мониторинга ЭМ полей с помощью разработанных СВЧ-устройств.

Вторая глава посвящена разработке нового метода определения информационных параметров СВЧ ПИП на 0Р (ВВ) по их эквивалентным параметрам.

Анализ существующих методов расчета резонансных частот и доб-ротностей измерительных ОР показал, что существующие методы(например, метод малых возмущений-ММВ) недостаточно универсальны , имеют узкие границы расчитываемых параметров, а главное, не учитывают деформацию одномодовой структуры поля, искаженного наличием анализируемой среды в ОР(ВВ), и перераспределение поверхностных зарядов и токов.

Обобщение понятия эквивалентных реактивных параметров пустых ОР на возмущение (из-за наличия внутри произвольного объема анализируемой среды Уор<У0р)объемные резонаторы позволило адекватно рассчиты-

Рис.1 Обобщенная схема СВЧ-уст ройств контроля параметров жидких сред.

г:

вать по ним информационные параметры ОР(ВВ) с одномодовыы режимом с соблюдением условий эквивалентности и основных принципов определения эквивалентных реактивностей (МЭП):

- сохранение глобальной структуры колебания Н,Етпр,т.е. при деформации поля величины индексов ш.п, р не меняются с перераспределением поверхностных зарядов ч и токов I(принцип одномодовости);

- принципы обеспечения одномодовости (снятия первичных и вторичных вырождений), в том числе и конструктивные.

Алгоритм расчета информационных параметров(Грез,например) по

МЭП:

- рассчитывается резонансная частота £0 пустого ОР с колебанием данной моды и соответствующая ей величина эквивалентного параметра (например, емкости):

„ _ 1Чо(в) ьоэ

(1)

(в) з

где |ч0I * модуль интегрального поверхностного заряда внутри пустого" 0Р(по теореме Гаусса); №0 - энергия пустого ОР при резонансе.

- величина резонансной частоты Гв ОР, возмущенного наличием обема жидкости с вектором параметров а для данной моды:

, (2)

fo V СЕЭ

где Свэ - эквивалентная емкость "возмущенного" ОР, определяемая по (1) при условии учета перераспределения величины qB из-за деформации структуры колебания с учетом ГУ, причем:

|qB I * §£а (a) -Eq (a)dS s

а величина 2

г - Е (а) WB = Jea(a) --dV

где Eq - напряженность электрического деформированного поля. Расчитывается нормированное значение fв относительно известной f0.

Показано, что известный метод ММВ является частным случаем предложенного нового МЭП. В случае, когда локальная малая деформация поля моды не приводит к существенному перераспределению q и I,предложена модификация ММВ и выявлены границы его применимости. МЭП позволяет рассчитывать с учетом значений fB весь комплекс информационных параметров ОР (и ВВ,с учетом идентичности мгновенных картин по-

тт

лей стоячей и бегущей (БВ) волн).Так,например, расчеты общей добротности впервые проводились не только с учетом потерь в стенках СВЧ ПИП и с учетом потерь в жидкой среде на ее нагрев С У >0) и гиромагнитных (прецессионных) потерь,но и произведен учет потерь на вывод (ввод) энергии из СВЧ ПИП. Решена информационная компромиссная задача оптимизации величины мощности информационных потерь.

Для мод с индексами р>1 разработаны модификации МЗП:

а) метод модуля интегрального заряда, с расчетом рекуррентной функции деформации заряда, зависящей от величины индекса р(на примере расчета деформированной моды Е.: ■ );

б) рекуррентный метод многих элементарных р-ячеек для колебаний Но. ?, дающий одинаковый результат с методом а), будучи примененным к Ер:э. Рассмотрен на примере расчета Г3 Н:;? при горизонтальном расположении жидкой среды.Метод оснсван на применении понятия условной бесконечно проводящей и бесконечно тонкой плоскости .

в) метод последовательной итерации расчета , для последовательно деформированных структур однсыодовых полей (рис. 2).

Последовательность итерации расчета

и ' МЗП или 1 V- CI- и

— — —

V; — модийицир. ММВ (ММЫВ)

f3= f0 'Ф; (МЗП) fj =f3 -Фг (МЗП или МММВ)

Ф - функция учета деформации поля (информационная).

Рис. 2

Первая итерация, например, при недефорыированной поверхности жидкости Vj - расчет МЗП , вторая итерация - расчет параметров при вторичной деформации поля .либо методом эквивалентных параметров, либо модифицированным наш ММВ. В случае, когда вторичная деформация не приводит к перераспределению поверхностных токов и зарядов; функция Ф: рассчитывается по ММВ с учетом локальной деформации поля и с учетом ГУ в зоне локальной деформации. Причем локальное изменение поля должно учитывать изменение нелокальней деформации Vt силовых линий по объему ОР для обеспечения ГУ на границе внутренней поверхности ОР или волновода; в этом случае резонансная частота ОР с локальной де-

формацией поля рассчитывается по (2).

г) последовательная итерация при расчете ОР с ФМЖ в расчете С, э и : первая итерация - расчет С3? при допущении того, что Н-поле ыоды не деформируется, т. е. ФМЯ считается диэлектриком с е>1 и д=1; вторая итерация - расчет при том .что оба поля (Б и Н) деформированы (у ФМЯ: еМ и

Поэтому вместо (2) используется выражение

Го /Ьл.я ■ Сг ^ 1 в , .з - _ (3)

у ьз э -С- з /-

У £=Р 'Мор

Выражение (3) обеспечивает итерационные расчеты метода "полевой" компенсации, но для двух объемов :анализируемой среды и компенсационного •гиромагнитного материала.

Весьма важным является введение понятия средних по объему взаимодействия величин £=Р и Мер (3) как величин еэ? и Шф среды, заполняющей весь объем ОР. или зону взаимодействия ВВ. с той же модой не-везмущеннего колебания ОР или волны в ВВ.

Для эффективного изиерения параметров жидких диэлектриков с потерями (с, и ¡0 получены зависимости важнейших информационных параметров цилиндрических СР (резонансной частоты и добротности) от вектора параметров а . Важнейшими из которых, являются а, с, форма измеряемого объёма жидкости и его геометрические параметры (постоянные и переменные), характеризующие эту ферму, измеряемые параметры £а и У и структуры осесиыыетричных колебаний ЕС10, Нэп. Н^р и Е01р . Расчёты информационных параметров велись методом эквивалентных параметров . Наиболее приемлемей формой объёма жидкости в ОР для любого вида колебаний является технологически простая схема помещения жидкости в диэлектрический трубопровод с переменным уровнем жидкости й (рис.3), частными случаями которого являются случаи с горизонтальным расположением жидкости (а=Ь) и с аксиальным расположением жидкости (й-с, а>Ь).

Приведен сравнительный информационный метрологический анализ этих колебаний. Экспериментальные исследования множества измерительных преобразователей показали адекватность моделей информационных параметров, рассчитанных НЭП. Результаты экспериментальных исследований, выполненные на эталонных жидкостях, хорошо сходятся с разработанными моделями до уровня 11/1=0.4. Для колебания Е010 максимальное отклонение не превышает 12; для колебания Но,, -не более 3%.

г?

Н- - внешнее поле подмагничивания компенсационного гирообъеш или ФМЖ (д*1)

С - паоциальные емкости (для Е;: о)

АВСЮ - фиктивная бесконечно тонкая плоскость (для Н: •!)

Рис. 3 Обобщенная расчетная схема ЦОР

В качестве примера на рис. 4(Ь~=(1/с) показаны экспериментальные и теоретические зависимости общей добротности 0. А на рис. 5-распре-деление относительной погрешности измерения е в зависимости от проводимости среды.Из рис.5 видно, что погрешность практически прямоп-рспорциснальна X жидкости.

Оценка погрешности определения 0 проводилась путем сравнения информационного объема Уд :

V; = ? (й.*,а.с)йШ , (4)

И=0 ГВ1П

где величина (2 г,зр определяется МЗЛ , а интегрирование величины 0 эксз велись по массиву эксперт,[ентальных данных с линейной интерполяцией, для получения промежуточных значений 0 эх;л между дискретными экспериментальными. Интегральная погрешность по информационным объемам О :

V(

,Т90? ,

<3 I

у0геор

■10С% < 4%

Вызывает практический интерес разработка метода "эквивалентной" индуктивности Ьэ колебания Нэп (из всех типов колебаний - самое высокодобротное) с целью получения адекватной модели резонансной частоты ОР, содержащего объем магнитной жидкости. Данная модель получается из следующего представления 13: каздая составляющая магнитного поля - радиальная Н. и аксиальная Н, образуют свою индуктивность Ьг

Tpíxucpiioc изображение зависимости добротности от тиснения уровня дозы н удельной проводииосш кидкосш для колебания IiOIO при горизонтальной расположении жидаосш (с-81)

- теоретическая зависимость

-- экспериментальная зависимость

Распределение относительной погрешности Ла/е для колебания 11011 при горизонтальной расположении жидкости дш раыгых значений нормированного уроынм и диэлектрической проницаемости

м

и Ц. соответственно, а Ц есть результат их параллельного соединения (наблюдается пространственное разделение интегральных токов боковой I; и торцевых стенок I,. образующих 1Т и 1-), при этом индуктивность образована двумя токами верхней и нижней торцевой стенок 12- и 1НТ, которые замкнуты и вращаются в фиксированный момент времени з разных направлениях, то есть наблюдается аналогия с параллельным соединением индуктивно связанных катушек(встречно включенных). В диапазоне длин волн Д.<20см: к • Ь, « I,- , где к - коэффициент включения ин-дукгивностей .образованных токаш 137 и 13,.

В соответствии с данным представлением Ь, : ш5/ш3 = гХТТТЦз * КЬГ л /Ь'. 5. тогда относительная частота резонатора с аксиальным объемом феррита в постоянном поле подмагничивания по оси 2

а. 0;-(д.-/д, - 1) + В / В

-1 = -1—:- ■ /--(5)

со, В. у и-(¡^ /ц, - 1) + В

3.832 Ь 3.832

а 3.832 Ь с

где Б = Я' (-г)гс!г; Б- = (-г)гаг; д, = - к"

* 0 ' а '0 * а

дик- компоненты тензора магнитной проницаемости феррита.

Соотношение (5) учитывает не только прирацение энергии магнитного поля,как в методе "малых возмущений", но и внутренний ток полости с поправкой на граничные условия составляющих ЗМ поля колебания Н;1; .В предельном случае .когда Ь^а, отношение ш, /шп ,то есть не зависит от геометрических размеров ОР.

На основании экспериментальных и теоретических исследований МЗП разработаны общие принципы построения СВЧ-устройств контроля состава и свойств спецзсидких сред:

- принцип вариации пространственной структуры деформированных одномодовых одночастотных (и многочастотных) колебаний Е(Н,ПР) ОР и коммутации внутренней структуры их возбуждения , при постоянстве и высокой стабильности частоты генератора;

- принцип оптимального алгоритма перекоммутации возбуждения одночастотных (многочастотных) одномодовых деформированных структур полей (автоперестройки системы их возбуждения);

- принцип фильтрации (принцип обеспечения режима одномодовос-ти), включающий в себя "разводку" вырождения колебаний во времени (принцип "возбуждение-фильтрация"), или снятие вырождения конструктивно с адаптацией по структуре поля при постоянстве Г-.

- принцип адаптивной перестройки внутренней структуры ПИП (ОР)

по диапазонам параметра жидкой среды и при перемене измеряемого параметра;

- принцип многофункциональности элементов ПИП ОР;

- компенсационный "полевой" принцип автонастройки ОР в резонанс (система АНК-АПЧ) постоянным (медленно-меняющимся) магнитным внешним полем (током подмагничивания), при наличии внутри ОР гиромагнитного материала оптимальной формы и расположения, для измерения параметров диэлектриков (метод суперпозиции полей Н,3 (Е.:) и Н.г:с или

^ л Р ^»

- принцип "эффективности" (управляемости) параметров р, б, л анализируемых гиромагнитных сред внешним полем Но;

- принцип многофункциональности блочно-модульной конструкции устройств при измерении комплекса параметров с3, щ,*, Су, р.б.ц -для диэлектриков и магнитодиэлектриков (гиромагнитных жидкостей);

- принцип электродинамического подобия;

- принцип минимизации тракта СВЧ (вслноводного) и предпочтение обработки не СВЧ-сигнала. а уже детектированного , в том числе синхронно, или трансформированного в более НЧ-область, в аналоговом или цифровом виде, из-за громоздкости ВВ устройств СВЧ-трачта.

Указанные принципы положены в сснсву разработки устройств, описанных в следующих глазах.

В третьей главе рассмотрен комплекс СВЧ методов и устройств измерения £ жидкостей с потерями и адаптивного дозирования. Описанные устройства реализуют обобщенные методы настройки СВЧ ПИП.

1. Методы и устройства измерения £х на постоянной частоте задающего генератора .Выход из резонанса ОР компенсируется изменением другой составляющей вектора "а ОР:

а) В 2-х сильфонноы ОР величина е, измеряется при реализации алгоритма; изменение величины резонансной частоты от вариации е, компенсируется соответствующим изменением длины ОР, что позволяет преобразовывать г, в пропорциональное давление. Проведён оптимальный выбор параметров устройств для адаптации к разным пределам измерения е.

б) Необходимость разработки метода и устройств измерения еа с перемещением анализируемой жидкости при обеспечении постоянства резонансной частоты объёмного резонатора и равенства ар»Гг заключается в возможности преобразования величины диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости в механическое перемещение, в эквивалентное величине еа избыточное давление, а также в возможности прямого регулирования концентрации жидкой среды по еа смеси.

Сущность разработанного способа измерения £л заключается в том.

что при изменении величины диэлектрической проницаемости меняется резонансная частота ОР, для возвращения з резонанс перемещают постоянный объём жидкости в другую по интенсивности зону взаимодействия дозы исследуемой жидкости с квазистациснарным полем объёмного резонатора так , что fp^j Э5 «Гг-const. Это способ настройки ОР в резонанс на постоянную внешнюю частоту.

Для этого случая получена зависимость перемещения постоянной дозы жидкости вдоль ОР, как функции величины диэлектрической проницаемости жидкости, рассмотрены устройство и работа узкодиапазоннсго измерителя диэлектрической проницаемости при этом способе и вариант его исполнения. Погрешность определения г, при использовании токовой АПЧ - 2.5% , а пневмо АПЧ - i%.

в) Метод и устройство "полевой" компенсации. Изменение резонансной частоты за счет вариации компенсируется изменением эффективной магнитной проницаемости спецгиромагнитного объема, управляемого током подмагничивания. Разработанное по этому методу устройство сочетает в себе высокую точность и оперативность измерений из-за постоянства частоты генератора и настройки в резонанс электронны.! бези-нерционным методом без изменения геометрических размеров СР.

На рис.6 показана зависимость текущей с, от значения относительной величины диагонального компонента тензора магнитной проницаемости компенсационного СВЧ феррита.

Рис.6 Зависимость текущей с от значения относительной величины диагонального компонента тензора магнитной проницаемости компенсационного СВЧ феррита(х«Ь/с).

£ 10

9 а

7 б

С--5

ц

5

'•-а

i

i \\

. \\

од

0,45

а? ЯЮ

2. Методы измерения диэлектрической проницаемости анализируемой пробы жидкости, когда Говз?:?=Г:.=Р(£)=уаг1а, должны реализовывать ал-

гориты формирования частоты СВЧ АГ в функции измеряемого параметра.

Предложенный метод измерения диэлектрической проницаемости жидкости, являясь автогенераторным, в принципе свободен от его главного недостатка - нестабильной работы перестраиваемого АГ. Это достигается путём развязки рабочего ОР и ОР АГ и управления параметрами ОР АГ синхронно по изменению параметров РОР. сохраняя высокую добротность ОР АГ, т.е. высокую эталонность колебательной системы АГ. Так же необходимо конструктивное объединение двух ОР в единый блок с согласованной, но очень слабой связью между ними.

Алгоритм АЛЧ з частотных измерениях следующий: производится управление параметром ОР АГ, определяющим частоту АГ, сигналом зависящим от параметра колебательной системы РОР.

Нами разработаны два варианта автогенераторных устройств:

а) на двух связанных цилиндрических ОР с колебаниями Нс:;;

б) более малогабаритный и чувствительный АГ с использованием в качестве ОР АГ коаксиального ОР, в емкостном зазоре которого расположен лавинно-пролётный диод или диод Гакна.

ОР АГ настраивается в резонанс током подмагничивання кольца компенсационного СВЧ-феррита в коаксиальном ОР АГ. Было получено уравнение "полевей" компенсации для Т-зслн системы двух еласссзяган-ных ОР:

/ ЯСО. 81+0.19с)1' ~ - 1.73 - 0. 317Е П/2

1=- , А . (6)

^ 0.58 + 0.11с 1

Основными источниками погрешности являются - приближенное выражение для д(Н0), неучёт влияния того, что с3-1. Методическая погрешность составляет порядка 1.255.

3. Разработан автогенераторный измеритель с и У со следящей АПЧ. Позволяет определять с и К, имеет достаточно простую конструкцию из стандартных СВЧ блоков.

Впервые разработаны комбинированные способы и устройства измерения г и СВЧ устройства адаптивного пробоотбора (дозирования). Это необходимо, так как в существующих дозирующих устройствах отсутствовало сопряжение устройств пробоотбора и ПИП свойств анализируемой жидкости, управляющего пробоотбором, в одной , максимально простой конструкции. Важно, чтобы единый конструктивно дозатор-ПИП, управляемый микропроцессорным устройством, обеспечивал автоматический выбор пределов измерений параметра жидкой сред, т. е. - перестраивал собственную внутреннюю структуру (менял моды колебаний, например) и объем пробы для достижения оптимальной по диапазона!,1 чувствительности Б.

Результаты метрологического анализа и экспериментальных исследований ОР с более сложными (чем Е;;:) структурами полей дают основание считать, что точность реализации лрсбы жидкостей с практически определяется стабильностью частоты ГСВЧ (10"4-10"':), при наличии термостатирования, с точностью не хуже 0.1 "'с.

- Разработан дозатор соотношения объемов двух жидких сред с одко-■ частотной вариацией трех мод("внутреннее" дозирование). Практика аналитического контроля во многих случаях требует высокоточного одновременного дозирования двух жидкостей в определенном объемном соотношении: при титровании двух жидких сред . О концентрации титранта можно судить по соотношению объемов с индикацией конечной

точки по заданной величине г (или ¡0 смеси.

Устройство обеспечивает необходимое соотношение объемов двух жидких сред: V, - объем графит-геля и V; - объем магнетита, с индикацией готовности смеси по величинам интегральной и . В устройстве реализованы следующие принципы :

- "вариация" одночастотных однсмодсвых структур полей;

- адаптивная автоперестройка системы возбуждения структур полей;

- аппаратная и "временная" разводка вырожденных структур полей;

- совмещение функций ввода и вывода материальных потоков и электромагнитных полей в однсм устройстве и т.д.

Недостаток данного устройства - рост погрешности дозирования с ростом У.

СВЧ-дозатор адаптивного "внешнего" дозирования свободен от этого недостатка: дозируемая жидкость находится вне формирующего дозу ОР. Устройство его универсальнее и применяется в устройствах определения £3 , Я и их совместного измерения. Для него разработаны оптимальные методы возбуждения полей и фильтрации их вырождения.

К комбинированным устройствам относится способ преобразования са в эквивалентную ей величину дозы. Способ реализует принцип вариации одномодовых колебаний на нескольких частотах.

На рис.7 показана зависимость относительного объема жидкости от измеряемой г.

В четвертой главе рассмотрены вопросы проектирования СВЧ-спосо-бов и устройств на ЦОР определения объемной концентрации С и электрофизических параметров специальных ФМ.ЧС.

Разработан СВЧ- концентратсыер феррсчастиц с использованием колебания Нлп на постоянной резонансной частоте резонатора и выявлены основные факторы погрешностей.

Рис.7 Зависимость относительного объема жидкости от измеряемой г

i Я 3

46 £«

Получено уравнение полевой автокомпесации,теоретическое и экспериментальное:

Н»=(-2. 20-С + 0.9731-104 [A/M] ; Нэ =(-2. 31 -С + 1. 284) ■ 104 [A/M].

Сущность метода полевой автокомпенсации: изменение величины из-за вариации концентрации ФМ1 компенсируется управляемым изменением за счет внешнего поля подмагничивания, что обеспечивает постоянство Г-,3.

Выявлены источники погрешности определения С.основным из которых являются дефекты кристаллической решетки,вследствие зависимости размагничивающего фактора от формы феррочастиц. Относительная погрешность от даиного источника в диапазоне С'40-60Л ФМЖ не превышает

Разработана ыетодка определения оптимальных соотношений конструктивных параметров резонатора с колебанием Нд:г как ПИП,максимизирующих чувствительность резонансной частоты 0Р к изменению концентрации с учетом усечения измерительного объема ФМЖ и оптимальной корректирующей функции.

Разработан СБЧ-кснцентратомер феррочастиц с использованием расщепления собственной резонансной частоты колебания Н1.. , обеспечивающий проточную схему вмерений и независимость показаний от изменения диэлектрической проницаемости пробы. Если в незаполненном 0Р возбудить колебание Н1:1 линейной поляризации, а затем ввести аксиально в него ФМЖ, намагниченную вдоль постоянным магнитны:,1 полем, то произойдет расщепление собственной частоты резонатора на две частоты, разность которых равна

1.5-2.5^.

2

24 ' Ч

■JL. (Нл ) -¡¡Q ¡1. (Нд

■д- (Н3 ) +д3 д-(Н3)+до

где - длина волны возбуждающего источника; - резонансная частота колебания Н::: в пустом цилиндрическом объеме; д.(Н;) и д. (Н;.) - эффективные магнитные проницаемости для право и левополяри-зсванных волн. Как видно, параметр Д£ не зависит от г , к другим достоинствам способа относятся простота градуировки, легкость селекции резонанса колебания Н;;;, так как его резонансная частота самая низкая из всех типов колебаний в цилиндрическом ОР, и меньший по сравнению с предшествующим способом,ток соленоида .Недостаток способа - использование метода прямых измерений .

Выявлен и оценен порог чувствительности - такое изменение концентрации ,при котором разность - 1.1 изменяется на две полосы пропускания нагруженного ОР,образуя погрешность ФАПЧ как один из основных источников погрешности,другим же источником являются дефекты кристаллической решетки феррочастиц. Относительная погрешность от этих источников в диапазоне 40-60^ ФМК не превышает 4. 755.

Исследована чувствительность и относительная погрешность по диапазону изменения концентрации : выявлено,что концентратомеры с колебаниями Н.-:, и Н,нецелесообразно применять при С<0.2 (рис.8).

Рис.8 Зависимость чувствительности и основной относительной погрешности способов определения концентрации с использованием колебаний Н31. и Н,.; от диапазона изменения с.

г. г

г9с

-а

о

Разработан СВЧ-измеритель диэлектрической проницаемости и электропроводности магнитной гетерогенной системы с полевой компенсацией частоты настройки ОР посредством изменения магнитных свойств

постоянного гиромагнзеного объема - СВЧ-феррита:

а) подучено уравнение полевой компенсации частоты и как ее следствие - статически характеристика зависимости s от диагонального компонента тензсра магнитной проницаемости компенсационного СВЧ-феррита(тока подьегничивания);

б) получена модель нагруженной добротности гетерогенной системы, образованней частицами с высоким тангенсом угла диэлектрических потерь ( >1(Г2 );

в) показана возышшость измерения концентрации диэлькометричес-ким методом по диэлектрической проницаемости смеси.

Предложен способ и устройство определения малых концентраций (С<0.2) с использованием явления продольного феррорезонанса с методической погрешностью <32.

Разработан комшэксный микропроцессорный измеритель параметров $Ш с вариацией структур полей колебаний Нои и Еою на постоянна частотах,компенеяруюшй случайную вариацию s смеси .сочетающий в себе высокую точность зонцентратсмера с колебанием Нои и достоинства концентратомера с колебанием Нщ.

Дистанционный частотный концентратомер ФМЖ на ОР с колебанием Нои с управляемым У-циркулятором (специальным AM демодулятором) позволяет создать инфермашеннуб линию связи в пределах прямой видимости. Приз едены его сеновные технические характеристики.

Показаны перспе-сивы разработки таких систем,в том числе систем с управляемыми параметрами апертуры антенных ШП.

Пятая глава поевщена исследованию широкодиапазонных СВЧ методов и устройств кондуктометрш. Развитием разработанных комбинированных L,С-датчиков И-кондуктометрии явились СВЧ-методы и устройства на ЛСР с адаптацией внутренней структуры ПИП к пределу измерения в широксм диапазоне, так как специальные графит-гелевые смеси при малом изменении С мелкодисперсионного графита изменяют величину г* смеси (потерь СВЧ пол) на несколько порядков.

Разработаны проточные кондуктометрические. преобразователи на ПОР с колебаниями Нон и Еою для измерения г в относительно узких и различных диапазона (1+1.5 порядка) на постоянной частоте с полевой компенсацией погрешности от вариации sa- А также кондуктометр с колебанием Нои ЯОР переменной длины с прыгающей диафрагмой,дискретно меняющий электромагнитный объем ОР и относительную дозу.

Предложены частотные способ и устройство определения т в широком диапазоне для определения проводимости спешошкой среды с непрерывной адаптацией дезы к пределу измерения с работой во всем диапа-

зоне на постоянной чувствительности. Кондуктометр может работать как прямой преобразователь ¡Т в эквивалентную дозу.

Широкодиапазонный кондуктометр на постоянной частоте с дискретной формируемой дозой обладает преимуществом перед частотным отсутствием дисперсии и более широкими функциями алгоритмического обеспечения работы. Устройство адаптивного дискретного дозирования этого кондуктометра может быть применено в других устройствах, где необходимо формировать заданную по сигналу управления дозу. Структурная схема его ПИП показана на рис.9.Пределы измерения ¡Г составляют 3*5 порядков.

Методическая погрешность определения а( от погрешности реализации дискретной дозы мала и не является определяющей (см. рис.10).

5

......1 3

<УхУУХХХ/У

Г. г =const

исследуем. жидкость

г-^аг (Г-- =1 -)

■ЛЛЧ

1

.2 -

У\\Ч\\\А

'Н(Е)-,

250 200 450 ■ €0 • 50 ■

1- 0Р с дискретной дозой, обеспечивающий максимум чувствительности;

2- объем дозы;

3- объем управляемого дозатора;

4- К.3. бесконтактный поршень (подвижный);

5- объем компенсационного гиромагнитного материала;

6- упоавляемый клапан.

Рис.9 Стоуктурная схема ПИП шиооксдиапа-зсннсго кондуктометра

. рез

Ю3 40

•104 Й" ю

Рис. 10 Распределение относительной методической погрешности по диапазону измерения ¡Г

Произведен сравнительный метрологический анализ частотного кондуктометра и устройства с дискретной адаптивной дозой и совокупности алгоритмов их функционирования.

Рассмотрены ширешполосная полевая настройка в резонанс - ее достоинства и недостачи, а также вопросы терыостатирования адаптивной пробы в микропроцессорных кондуктометрах.

В шестой главе рассмотрены волноводные методы и устройства измерения параметров жизэих веществ, применяемых для противорадиолока-ционной защиты ЛА. В щоцессе производства искусственных магнитодиэ-лентртов , важнейшей параметрами являются объёмная концентрация ферромагнитных (магнютдиэлектрических) частиц (ФМЧ) в жидкости-носителе, среднеинтегражный размер частиц, электрофизические параметры и смеси, коэффициент затухания и условный параметр, характеризующий средний по збъёыу химический состав.

Необходимость пршенения волноводных методов измерения концентрации ФМ1, использующих свойства магнитоанизотропии (гиромагнитные свойства в присутствии постоянного поля подмагничивания Н-), обусловлена тем что, ршонаторные методы малочувствительны и неточны, когда измеряются параьетры ФМЖ с большой величиной удельной проводимости, например, ферриго-графитовые жидкие смеси.

Волнозодные метода без постоянного поля подмагничивания хороши в случае, когда велчина еч-диэлектрическая проницаемость частиц сильно отличается от -диэлектрической проницаемости жидкости-носителя.

Преимуществом пршнения волноводных методов в присутствии поля Н. для измерения параметров ФМЖ является их инвариантность к вариации удельной проводимости;

По сравнению с устройствами (Н^О) , когда практически е..»ен у волноводных методов с тлем подмагничивания Н0 погрешность измерения даже уменьшается . а резонаторные здесь вообще не работают (не селективны) .

Применение круглы и прямоугольных отрезков ВВ в качестве измерителей параметров ФМЗ базируется на использовании совокупности, ранее не применяемых в зелях измерения, эффектов взаимодействия поля бегущей волны с намагнзченной ФМЖ:

а) Эффект стабилизации угла поворота плоскости поляризации, на основе которого разработано устройство для измерения комплекса параметров ферромагнитных жидкостей (ФМЖ) осуществляет измерение концентрации ФМЧ методом стабилизации угла поворота плоскости поляризации калиброванного от?езка зоны взаимодествия, выходным параметром является код тока лодшгничивания от объёмной концентрации ФМЧ: А:/с - Р 1ИМн/Наовз)-А1/1: 1.-од.=1о • 1/с _ "v 1-а1/с '

Устройство снабжено микропроцессорной коррекцией измеряемой величины от изменения £ дисперсной системы методом стабилизации набега фазы, Оно позволяет определять дисперсионный состав жидкости на основании эффекта зависимости с смеси от внешнего поля подмагничива-ния, а также интегральную проводимость смеси, характеризующую её химический состав. Анализ совокупности погрешностей и результаты экспериментальных исследований позволяют аттестовать устройство как тестер комплекса параметров ФМЖ со следующими данными:

-погрешность определения объёмной концентрации ФМЧ-не более 5 %;

-измерение степени дисперсности частиц обеспечивает точность до порядка размера частиц;

-измерение г жидкости - с погрешностью не более 2%;

-вероятность определения параметров тестируемой смеси при удовлетворяющей заказчика точности определения характеристик ФМЖ по двумстам закрытьи проба.! - 92%, измеряемые параметры шестнадцати закрытых проб отличаются от данных заказчика, оказались вне пределов точности необходимой заказчику из-за возможной коагуляции ФМЧ.

б) эффект Реджиа-Спенсера, использующий стабилизацию набега фазы. Способы позволяют при измерении С отстроиться от вариации с и ¡С;

в) эффекты поперечного намагничивания. Достоинства этого эффектов:

. - измерение малых значений С;

- малые габариты магнитной-системы;

- простая конверсия стандартной военной аппаратуры;

г) эффект поперечного резонанса и смещения поля в прямоугольном волноводе повышают чувствительность в сторону малых С, позволяют отстроиться от вариаций е и Ч, а эффект смещения поля в круглом волноводе - по изменению вида поляризации выходного сигнала индицировать состав феррочастиц вне зависимости от их концентрации;

д) эффект стабилизации угла поворота диффракционной картины поля ФМЖ в У-циркуляторе. Устройство на этом эффекте самые малогабаритные (в том числе и магнитная система), высокочувствительны с инвариантностью к проводимости смеси.

В седьмой главе обосновано применение как ПИП состава и свойств жидких сред волноводов поверхностных волн (ВВПВ) или замедляющих структур (ЗС).

Показано, что главным эффектом, присущим на СВЧ ЗС и ВВПВ, является зависимость величины коэффициента замедления от электрофизических свойств (с,я) и геометрических параметров , специально организованных ЗС (ВВПВ), вдоль которой распространяется медленная ЭМ

волна. Важнейшим свойством медленной волны является ее поверхностный характер - резкое затутание амплитуды ЭМВ в нормальном направлении по отношению к направлению распространения над ЗС. Поле волны оказывается, как бы, "прилагающим" к ЗС, т. е. носит поверхностный характер. Причем, затухание волны в этом направлении не связано с распространением в среде с потерями (не носит диссипативный характер), а определяется величиной V, , г. е. чем больше v3, тем большая часть энергии над ЗС (ВВПБ) распространяется в относительной близости к ней. Такил образом, измеряя величину этого коэффициента затухания поля над ЗС (ВВПВ) с(г, можно судить о величинах с,д жидкой среды, входящей в геометрическую структуру сложной ЗС (ВВПБ) (сы. Рис. Ш.

ПИП на диэлектрическом ВВПВ является конструктивно наиболее простым среди всех СЕЧ' устройств определения с жидких сред и наиболее безопасным при работе со спецжидкостями типа взрывчатых и горючих смесей. В нем полностью отсутствуют любые гальванические контакты с жидкостью, т.е. устройства возбуждения полей и приема информации взаимодействуют с видкостью только через поле, через стенки трубопровода. Рассмотрены два режима измерения £ и У: а) режим при КБВ*>1-по величинам а. и а. в одноыодовом режиме гибридной волны НЕ.; и волн Е;; и б) КЕБ*0 - по длине стоячей медленной волны. Получены сбщие выражения для зависимостей «-=Ф(с,еид волны).Разработан комплекс приемных устройств, обеспечивающих оптимальное развязанное определение величин с и У.Теоретически и экспериментально показано, что величина а: инвариантна виду волны и обладает высокой чувствительностью к измеряемой е, так как, например, изменение е на 10й приводит к изменению ои по мощности «в 2 раза.

г \ |Е|»Ф(йг (ч3(е,д));си(П>

П

ВВПВ (ЗС) О I, д, 1 г

Рис.11 Затухание амплитуды ЭМВ в нормальном направлении

по отношезш к направлению распространения над ЗС.

Специально разработаны сильфонные ВВПВ - ЗС на симметричном сильфоне для волны Н;; и несимметричном, со специальной конструкцией гсфра, для волн типаЕ;,Л .Эти устройства позволяют определять вели-

чины с и 1С методом стабилизации набега фазы по зоне взаимодействия, преобразуя величину с ,например, в пневмосигнал.Показано, что для устройств со специально разработанным несимметричным гофром чувствительность преобразования на порядок выше,чем устройства с волной Hgj.B этом случае аг зависит не только от е,но и от величины v3 по закону близкому к cos'1(2rtd/Xr), где d-глубина канавки гофра, близкая в процессе измерений к Хг /4.

Актуальной и требующей скорейшего разрешения, является проблема контроля параметров многослойных покрытий ЛА в процессе их нанесения и финишного контроля . Эти покрытия в процессе сушки и затвердения меняют свои главные интегральные параметры t и К смеси и толщины покрытия Ь. Знание изменения этих величин во времени и их плоскопространственного распределения по элементу поверхности ЛА, весьма важно. Причем большое внимание придается скорости сканирования относительно больших по площади поверхностей, с высокой разрешающей способностью локальных измерений, с требованием применения ПИП СВЧ-диа-пазона, характерного для полосы частот современных РЛС, при определении величин диэлектрической проницаемости и удельной электропроводности.

Разработан новый метод измерения параметров покрытий ЛА в процессе их нанесения и финишного контроля со сканированием больших поверхностей планера ЛА . Метод использует явление "разлития" поверхностной волны по плоскости ЛА со спецпокрытием и быстродействующего сканирования результатов взаимодествия поля со слоем покрытия в функциях комплекса параметров покрытия с, if и b-толщины покрытия.

Этот метод и реализующие его разработанные спецустройства СВЧ обладают следующими преимуществами:

1. Применяемый диапазон длин волн ПИП соответствует диапазону применения современных и перспективных боевых РЛС, вплоть до диапазона ближнего ИК излучения (чем меньше длина волны генератора, тем выше чувствительность определения b и точность определения с и У покрытия, но возрастают трудности реализации одномодовых режимов).

2. Возможность конструктивной развязки (если это необходимо и приводит к уменьшению времени сканирования) возбудителя поверхностной "разлитой" волны и специальной матрицы линеек приемных вибраторов - ЛПВ (датчиков сканера).

3. Инвариантность (нечувствительность) к вариациям зазора. Величина измеряемых параметров йу и ot, не зависит от расстояния ЛПВ от слоя спецпокрытия (модельный слой - графит-гель с магнетитом).

4. Многопараметровость двухчастотного процесса измерения: по

величинам аг или X, с (на двух ) и о!, (на одной хг) возможно измерение комплекса величин и Ь. По величине йг.определяемого из уравнения

для двух хг определяются величины £ и Ь. Совпадение аналитических и экспериментально найденных зависимостей аг=Г(с) с методической погрешностью <3%).

5. Возможность микропроцессорного управления сканированием, приемом и обработкой информации в реальном масштабе времени, с выводом трехмерной картины распределения параметров г, У, Ь по поверхности и т.д.

Восьмая глава посвящена разработке и исследованию комплекса СВЧ-измерителей физико-механических параметров спецжидких сред.

Использование в качестве первичных преобразователей высокодобротных колебательных систем - объемных резонаторов, позволяет их интегральные характеристики (резонансную частоту и добротность) рассматривать как функции деформации измерительного объема, частично заполняющего ОР. Изменяя соответствующим образом форму измерительного объема жидкости в резонаторе, возможно определять различные физико-механические параметры (плотность, вязкость,поверхностное натяжение) как в отдельности, так и в комплексе. При этом устройства будут обладать повышенной чувствительностью по сравнению с известными, так как уход резонансной частоты примерно на 0.1% соответствует ее абсолютному изменению порядка единиц МГц.

Высокая величина нагруженной добротности 0. ОР и комплекс мер, принимаемых для ее увеличения, приводят к тому, что относительное изменение какого-либо параметра жидкости в ОР, в первом приближении пропорционально величине (Г1. Это приводит к расстройке ОР на границе полосы пропускания, т.е. к резкому изменению выходного сигнала, вплоть до характера его изменения, близкого к релейному.

Предложены новые ПИП ц, р, б на специальных высокодобротных ОР, интегральные параметры которых высокочвствительно связаны с измеряемыми величинами в статике и динамике. Изменение формы взаимодействующего объема с полем ОР осуществляется бесконтактно, пневматически. Используется явление взаимодействия струи газа (в том числе и автоколебательное) с поверхностью жидкости.

То'/ока

Рис.12 Расчетная схема квази-сташснарно-го ПИЛ-тсро-идальнсго ОР.

I, дА

100

50

21 22 23 24 25 26 27 23 29 30 31 32 33 34 35 6-10" "Н/м Рис.13 Экспериментальная зависимость тока подмагничивания от 6

Произведен оптимальный выбор типа ПИП СР с максимальным отношением объема деформированной среды к объему зсны взаимодействия: обосновано применение новых ПИП - КССР с расчетом его интегральных параметров М5П (показано на рис. 12).

Разработана совокупность новых методов и устройств СВЧ-барбо-тажных вискозиметров; вискозиметров-дозаторов истечения, реализующих принцип вариации одномодовых колебаний на одной частоте; вискозиметров с автоколебанием следа жидкости

Рассмотрены СВЧ-измерители поверхностного натяжения а) по объему следа жидкости при взаимодействии струи газа с поверхностью жидкости; б) по уровни жидкости, при которой система жидкость-газовый канал находится на границе автоколебаний.

Разработан измеритель п и б высоковязких жидкостей с полевой компесацией - преобразование б в ток подмагничизания,экспериментальная статическая характеристика показана на рис.13 .

Впервые использована методика расчета параметров измерительных КСОР барботачснсго типа, в том числе и с коррекцией по плотности. Расчеты проводились модифицированным ММВ с принятием расчетной структуры квазистационарного вновь введенного поля типа Н::з (индекс р»0 из-за инвариантности Н-поля по средней линии тороида).

Разработано устроктво измерения комплекса параметров п, р, б на связанных ЦОР и КССР на одной частоте. Оценка погрешности контроля величин р, 11, б позволяет утверждать, что в полевых условиях, без применения схем термосатирования и термостабилизации генератора, погрешности контроля гготности жидкости не превышают 10%, 6-15*20%, а пж-5*10Я.

На основании анаша совокупности методов и устройств, рассмотренных в диссертационнгй работе, синтезирована универсальная блоч-но-модульная конструкт СВЧ-устройств. Она легко адаптируется к измерению любого параметра . Конструкция содержит совокупность универсальных блоков , наприер. универсальный блок возбуждения вариаций пространственных однотазтотных одномодовых полей и т.д.

ОШЕНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе осуществлено решение научной проблемы по созданию принципов построения и расчета совокупности СВЧ методов контроля состава и свойств жида« сред и на этой основе разработан и внедрен комплекс автоматизированных средств контроля физико-химических и механических параметров специальных жидкостей с улучшенными характеристиками и расаиреншш функциональными возможностями, что имеет важное значение для автоматизации процессов производств спецжидксс-тей и повышении качесва выпускаемой продукции:

1. На основе классификации и анализа существующих методов контроля состава и свойств веществ предложена совокупность новых методов СВЧ контроля жидких сед. основанных на взаимодействии электромагнитных полей с жидкостью и отличающиеся расширенными функциональными возможностями. Синтезирована обобщенная структурная-расчетная схема измерительных преобразователей СВЧ на объемных резонаторах, волноводах и волноводах поверностных волн.

2. Построены модем характеристик (информационных сигналов) новых СВЧ методов и изаерительных преобразователей на основе предложенного метода эквивалентных реактивных параметров (МЭП), отличающегося большей универсальностью по сравнению с общеупотребиыым методом малых возмущений. Модега характеристик подтверждены экспериментально.

3. Информационный и метрологический сравнительный анализ совокупности полученных неделей позволил впервые предложить принципы построения СВЧ устрсйств контроля параметров жидких сред и методы реализации этих устройств. Реализация этих принципов позволила разработать новые высоюточные и чувствительные методы и устройства

контроля параметров жидких сред,защищенные авторскими свидетельствами и патентами .

4. Осуществлена оптимизация конструктивных и режимных параметров ГОШ СВЧ, в частности, на этой основе предложен метод полевой компенсации.- стабилизации за счет гиромагнитных свойств компенсационного (или измерительного) объема резонансной частоты, набега фазы, поворота угла плоскости поляризации и дифракционной картины, что позволяет повысить точность и быстродействие процесса измерений.

5. Впервые разработаны теоретические основы применения измерительных резонаторов и волноводов сложной формы (сильфонных и квазистационарных) и волноводов поверхностных волн как устройств реализации новых методов измерения на СВЧ параметров жидких сред. Теоретически обоснована необходимость, кроме резонаторных,также и волновод-ных методов и устройств измерения параметров $Ш на основе совокупности специфических эффектов распространения бегущих волн в намагниченной (гиромагнитной) <№. Разработаны теоретические основы СВЧ ши-рскодиапазснной кондуктсметрии и диэлькометрии с преобразователями перестраиваемой структуры, реализующие новые методы преобразования и измерения, и основы, так называемого "внутреннего" и "внешнего" адаптивного дозирования.

6. На основе общих принципов проектирования и методов их практической реализации разработан комплекс СВЧ устройств измерения величин еа, и^, г, и, р, б и связанных с ними других параметров жидких сред. Разработана универсальная блочно-модульная наборная конструкция, общая для большинства СВЧ преобразователей состава и свойств жидких сред. Все указанные устройства являются конкретными реализациями обобщенной структурной схемы.Разработанные способы и СВЧ устройства отличаются от известных более широкими функциональными возможностями и эффективностью, что подтверждается полученными на них 27 авторскими свидетельствован« и патентами.

7. Разработан комплекс СВЧ приборов и устройств для определения состава и свойств специальных жидкостей среди которых:

- измеритель комплекса параметров феррит-графитовых смесей в процессе их производства;

- комплект разнодиалазонных кондуктометров для измерения проводимости графит-ыагнетитовых смесей;

- дистанционный полезой измеритель концентрации и электрофизических параметров спецжидкости;

- микропроцессорный сканер параметров специальных лаковых покрытий;

- тестер физико-леханических параметров горюче-смазочных материалов и зажигательна: смесей.

8. Основные резрьтагы теоретических и экспериментальных исследований внедрены и иаэльзованы в в/ч N44386 (Научно-технический комитет ВЕС МО РФ) в комплексе НИР, заданных Главкомом ВВС, в в/ч N13805, в/ч N18216, з Бапашовском высшем военном авиационном училище. Более 20 разра&танных СВЧ методов и устройств ,защищенных авторскими свидетельствам и патентами, используются различными промышленными и научно-шоизводственными предприятиями,высшими учебными заведениями. Реализаия результатов работы способствовала решению задач создания коыпгаса устройств контроля параметров спецпокрытий ЛА в процессе произвщства и нанесения на ЛА, устройств контроля параметров ГСМ и зажиггельных смесей. Кроме того полученные результаты способствовали резшию некоторых ванных хозяйственных задач - повышению качества выпукаемой продукции, экономии сырья и т. д.

Материалы диссертационной работы используются в учебных курсах и научно-исследовататаской практике Тамбовского высшего военного авиационного инженерего училища и Тамбовского государственного технического университеа .

Основные материал;, отражающие результаты диссертационной работы опубликованы в слеующих работах.

1. Дмитриев Д.А.£услин М.А.,Кораблев И.В.,Герасимов Б.И. .Федюнин П. А. СВЧ объеыве резонаторы в качестве измерительных преобразователей состава и саойств специальных жидких сред //Заводская лаборатория. -1996. -N2.-H 14-16.

2. Дмитриев Д.А. „Суслин М.А.,Герасимов Б.И.,Кораблев И.В., Де-лик В.М. СВЧ-методы и устройства измерения состава и свойств жидкостей с ферромагнитным частицами // Заводская лаборатория. -1996.-Nä.-С.1-5.

3. Дмитриев Д.А..Герасимов Б.И..Суслин М.А..Делик В.М..Федюнин П. А. СВЧ устройства гтробоотбора в технике аналитического контроля //Заводская лабораторя, -1995, -N12. -с. 13-17.

4. СВЧ-Методы и тстройства кондуктометрии жидких сред. Дмитриев Д.А., Суслин М. А..Яораблев И.В.. Герасимов Б.И., Федюнин П.А. // Заводская лаборатория. -1996. -N7. -С. 9-12.

5. Дмитриев Д. А..Казаков А. В., Гимпельсон В. Г. Анализ измерительных ВЧ-кондуктстетоов с ИИЯ. //Сб. "Автоматизация хим.производств". -М.: ОКБ А; НИИЗХЙМ. -N2. -1972.

6. Дмитриев Д.А.,Казаков А. В. .Гимпельсон В.Г.Исследование погружных индуктивных ягек ВЧ-бесконтактных кондуктометров.// -М.: Труды МИХМА, вып.39.-*372.

7. Дмитриев Д. А..Казаков A.B. .Гимпельсон В.Г.Исследование индуктивных изыерительах ячеек погоужного типа для ВЧ-бесконтактных кондуктометров -М.: 00; НИИТЭХИМ. -N3.-1973.

8. Дмитриев Д. А.,Казаков А. В., Гимпельсон В. Г. Расчет индуктивных измерительных ячеек ЭН-бесконтактных кондуктометров//Измерительная техника. -М.: -N9. -1973.

9. Дмитриев Д. А..Казаков A.B.. Гимпельсон В. Г.Расчет погружных

индуктивных измерительных ячеек ВЧ-кондуктометров. // -М.:Труды МИХ-Ма, вып.48.-1973.

10. Дмитриев Л. А. .Казаков А. В.,Гимпельссн В.Г. Оптимальное проектирование индуктивных измерительных ячеек. //Сб. "Автоматизация хим. пром." под ред.Дудникова Б.Г. -М.¡Машиностроение.-1973.

11. Дмитриев Д. А. .Казаков А. В., Герасимов Б.И.Инструментальный метод контроля концентрации слабой азотной кислоты.//Сборник НТР "Методы анализа и кснтооля качества продукции в хим. промышленности". -М.:НИИТЭХИМ -N2.-1978.

12. Дмитриез Д. А., Мордасов М. М., Герасимов Б. И. Автоматический кониентратсмер общего солесодержанмя сточных вод.//Сборник НТР "Охрана окружавшей среды и очистка пром. сбросов в хим. промышленности".-М.:НЙИТЗХШ-N4.-1978.

13. Дмитриез Д. А., Калитиевский А.А. СВЧ-метод измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости. //Доклад на III Обл. Н. Г. К. молодых специалистов. - Тамбов., 1982.

14. Тен В. В., Герасимов Б. И.. Кораблев И. В., Дмитриев Д. А, Математическое моделирование БЧ-бескснтактных кондуктометров с емкост-но-индуктивными преобразователями. //Экспресс-информация. Серия "Автоматизация хим. производств". -М.: Вып.10 НИЙТЭХИМ.-1988.

15. Тен В. в., Герасимов Б. И.. Кораблев И. В., Дмитриев Д. А, Статистические характеристики ВЧ кондуктометров с комбинированными измерительными ячейками. //Сб. трудов Автоматизация потенциально опасных процессов химической технологии".-Ленинград : Изд. ЛТИ. - 1984.

16. Дмитриев Д. А. .Мсодасов М. М.,Иванов В.М. Радиоустрсйства для измерения физико-химических свойств жидких сред. // Тезисы докладов Всессюз.кснф."Повыш. эффект, обоаб. информации на базе математич. и машин. моделирования". -Тамбов.-1989.

17. Дмитриез Д. А.,Мордасов И.М., Гализдра В.М. .Ефремов A.A. СВЧ-методы и устройства для измерения свойстз жидких сред.//Тезисы дс. слада на 2 Всессюз. НТК"Автоматизация и роботизация в хим. прем.". -Тамбов. -198S.

18. Дмитриез Д. А., Тютюнник В. .4., Мордасов М. М. Информационный подход к конструированию измерительных устройств. //Тезисы доклада П-ой НТК "Информатика и науковедение".-Тамбов.-1986.

19. Дмитриев Д. А., Мордасов М.М. Информационные характеристики камерного первичного преобразователя как СВЧ системы с распределенными параметрами. //Тезисы докладов Всесоюзн. НТК"Моделирование САПР АСМИ и ГАП".-Тамбов. -1989.

20. Дмитриев Д. А.. Мордасов М.М. Измерение физико-механических свойств жидких сред при локальном взаимодействии с электромагнитным полем. //Тезисы доклада на 2-ом Всесоюз. совещании по приборостроению в области коллоид, химии и физ.-хим. механики. - Яремча, Ивано-Фран-ковская обл. -1990.

21. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М..Ефремов A.A. Неразрушающий контроль параметров жидких сред на основе их локального взаимодействия с электромагнитным полем. //Тезисы доклада на П-ой Всесоюзн. НТК "Контроль и диагностика общей техники".-Москва.-1989.

22. Дмитриев Д. А., Мордасов М. М. Перестраиваемый по резонансным структурам полей камеоныи первичный преобразователь./Межвузовский сборник научных трудов "Математическое моделирование и оптимизация систем переменной структуры". -М. :МИХМ. -1989.

23. Дмитриев Д.А. .Суслин М.А. .Фадеев Ю.Н. Адаптивный широкодиапазонный неразрушающий датчик электропроводности. // Материалы Межреспубликанской конференции "Повышение эффективности средств обработки информации":Тез. докл. -Тамбов,1993.

24. Дмитриев Д. А. .Суслин М.А. Многофункциональное устройство на ОР с вариациями структур полей // Тезисы доклада на НТК "Повыш. эфф-кет.средств обработки информации на базе матем. моделирования". -Тамбов, ТВВАИУ. - 1993.

25. Дмитриев Пл..Суслин М. А., Герасимов Б. И. .Федюнин П. А. СЕЧ-измерители состав и сзсйстз жидкости с ферромагнитными частицами // 1-я Бсгрсссийоая НТК "Состояние и'проблемы технических измерений". Тег.дскл. -а..1394. -С. 60-61. МГТУ им. Баумана.

23. Дмитриев Д.1 .Герасимов Б.И.,Суслин М.А. Резонансные устройства СБЧ з контроле состава и свойств жидких сред. //Тезисы доклада на 1-ой НТК "Состояние и проблемы технических измерений". -М.: МГТУ им. Баумана. -1994.

27. Дмитриев Л. А. Принципы построения СВЧ устройств аналитического контроля.//Тезиш доклада Российской электрохимической школы "Новейшие достижения в области электрохим. методов анализа".-Там-бсв.-1995.

23. Дмитриев Д.А..Суслин М. А., Герасимов Б.И. .Федюнин П. А. Универсальная блсчно-асдтльная конструкция СБЧ устройств аналитического контроля.//Тезисы дскзада Российской электрохим. школы "Нсвейшие достижения в области элегтрохиы. методов анализа". -Тамбов. -1935.

29. Дмитриев Д.А..Суслин М. А.. Герасимов Б. И. СВЧ измеритель комплекса параметров феррожидкостей .//Тезисы доклада Российской электрохим. школы "Новейшие достижения в области электрохим. методов анализа". -Тамбов. -1995.

ЗС. Дмитриев Д.А..Суслин М.А. .Фадеев Ю.Н. Расчет частоты колебаний Н- • • ЦОР методм "эквивалентной" емкости. //Мат. 1У-ой Всероссийской НТК "Повышение эффективности средств обработки информации. ..". -Тамбов. -1995. •

31. Дмитриев Д.А..Суслин М. А. .Федюнин П.А. СВЧ-способ и устройство измерения диэлектрической пооницаемости жидкости // 4-я Всероссийская НТК: Тез. докл. -Тамбов, 1335.

32. Дмитзиез Д. А..Суслин М. А. СЗЧ-измезитель поверхностного натяжения жидкости. // IV-я Всероссийская НТК: Тез. дскл. -Та^лбсв, 1995.

33. Дмитриев Д. А. Обобщенные метсды настройки измерительных СЗЧ-СР в практике аналитического кснтссля. // Материалы 5 Всесоюзной НТК "Псзъ;ш. зсэект. аегодсв и соедстэ' обработки информации". -Танеев. -1397.

34. Дмитриев Д.А., Суслин М. А., Федюнин П. А., Кузьменко О.Ю., Сильфскные зслнсасды. резснатссы и замедляющие системы как ПИП состава и сзсйстз жидких сред на СВЧ. // 5-я Всероссийская НТК "Повышение эффективности методов и средств обработки информации" :Тез. дскл. -Тамбов, 1937. С. 83-84.

35. Дмитоиез Д. А., Суслин М. А., Федюнин П. А., Кузьменко 0. Ю. Пслезые методы автснаспзсйки частоты. // Тезисы доклада 5-ой Всероссийской НТК "Псвыш. эфйект.соедстз обработки информации на базе ма-теи. моделирования". -Таиосв, ТБЁАИУ. -1997.

36*56. Авторские свидетельства СССР и патенты РФ N 527638; 685963: 733654; 8076С2: 890209; 924557; 1008519; 1062567; 1328750; 1413435; 1430828; 1513723: 1603240: 1612277; 1679279; 1712834; 1807334; 1824538;2084877; 2087027; 2090960.

57+62. Положительные решения на выдачу патента РФ по заявкам N 94010915; 94033715; 54021790; 95106337; 95121408; 96111727.

г

ВВЕДЕНИЕ . ?

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА РАЗРАБОТКИ СВЧ-МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКИХ СРЕД И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. . I

1.1.СВЧ-измерители электрофизических параметров жидкостей

1.2. Жидкие ферромагнетики и их применение в технике.

1.3. Способы и.устройства определения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости.

1.4. Основы проектирования комплекса СВЧ-методов и устройств для измерения параметров жидких сред.

1.4.1. Составляющие вектора а параметров ОР (ВВ).

1.4.2. Обобщенные методы настройки СВЧ ОР (ВВ) в практике аналитического контроля. '-=

1.4.3. Производные параметры измерительных ПИП СВЧ.

1.5. Обобщенная схема ПИП СВЧ-устройств контроля параметров жидких сред. >

1.6. Вопросы электромагнитной экологии и ее. мониторинга

В процессе разработки новых специальных композиционных материалов , отработки технологии их производства, контроля качества готовой продукции возникает необходимость определения электрофизических параметров гетерогенных дисперсных жидких сред с потерями, важнейшим из которых является диэлектрическая еа и магнитная проницаемости и удельная проводимость Эти величины связаны с прочими физико-химическими и механическими параметрами, определяющими состав и свойства специальных жидких сред.

Примером таких специальных жидкостей являются гетерогенные жидкие смеси с ферромагнитными (магнитодиэлектрическими) частицами - ферромагнитные жидкости (ФМЖ), применяемые в технологиях спецпокрытий летательных аппаратов (ЛА) и спец-изделий СВЧ техники локации и навигации, при изготовлении носителей информации и т.д. Важнейшим параметром ФМЖ является концентрация частиц твердой фазы. К примеру, оптимальная концентрация СВЧ-феррита радио-поглощающих и переотражающих покрытий обеспечивает согласование со свободным пространством и степень поглощения электромагнитной (ЭМ) волны; объемное процентное содержание взвешенных металлических ферровключений определяет степень износа техники; качество некоторых красителей напрямую связано с концентрацией феррочастиц Ре, N1, Со.

Кроме того, современные технологии спецпокрытий ЛА и СВЧ-ферритовых изделий на всех этапах производства и разработки требуют контроль в диапазоне СВЧ обобщенной проводимости гетерогенной дисперсной системы с феррочастицами, характеризующую не только ее концентрацию , но и параметры технологического процесса, связанные с изменением обобщенной проводимости.

Контроль электрофизических параметров гетерогенных и гомогенных жидких сред именно в диапазоне СВЧ обусловлен:

- необходимостью знания свойств гомогенных или гетерогенных дисперсных жидких сред именно в сантиметровом диапазоне, т.к. в более низкочастотном диапазоне свойства сред другие из-за дисперсии еа и

- специальные гетерогеннные жидкие среды, содержащие частицы поглотителей и магнитодиэлектриков , свойства которых и надо знать в диапазоне СВЧ, проявляют свои гиромагнитные свойства в этом диапазоне и сопутствующие им эффекты взаимодействия стоячих и бегущих волн только лишь в присутствии внешнего подмагничивания;

- при намагниченности выше насыщения, указанные жидкости обладают практически псевдокристаллической структурой ориентации твёрдых частиц, что делает необходимым исследование эффекта ори-ентационной (относительно вектора Е СВЧ поля) зависимости диэлектрической проницаемости от формы диспергированных частиц и их размера, с возможностью управления диэлектрической проницаемостью смеси внешним магнитным полем изменяя его пространственную ориентацию;

- характерные размеры первичных измерительных преобразователей (ПИП) СВЧ диапазона, работающих в оптимальных одномодовых режимах, порядка длины волны (единицы см).В более длинноволновом диапазоне размеры датчиков велики, а в мм-диапазоне технологически труднореализуемы. Так, например, именно в сантиметровом СВЧ-диа-пазоне ПИП на объемных резонаторах (ОР) и отрезках волноводов (ВВ) как системы с распределенными параметрами обладают максимальной добротностью 0(до 50000) и минимальными неинформациоными потерями (погонными) и значительной чувствительностью своих интегральных параметров (резонансной частоты, добротности, набега фазы и т. д.) к изменению электрофизических параметров спецжидких сред;

- в диапазоне СВЧ ПИП на основе ОР и ВВ обладают простейшей и весьма технологичной конструкцией; максимальной электромагнитной экологической безопасностью и электромагнитной совместимостью - практическое отсутствие паразитных излучений и абсолютное экранирование от внешних полей и помех; полевое взаимодействие через СВЧ поля бегущих волн (БВ) и стоячих волн (СВ) с жидкой средой без гальванического контакта обеспечивает бесконтактный неразру-шающий принцип измерений параметров жидких сред в пожаро-взрыво-опасных и потенциально-опасных производствах.

При разработке СВЧ устройств контроля качества жидких сред на ОР были решены лишь частные задачи нахождения информационных параметров для наиболее простых случаев расположения анализируемого объема жидкости в ОР методами, неучитывающими деформации структуры поля в зоне взаимодействия. Отсутствовала общая методика расчета информационных параметров СВЧ ПИП (ОР и ВВ) с учетом деформации полей и методические основы их проектирования и , как следствие, не было проведено сравнения информационных параметров ОР с разными структурами полей, отсутствовала общая методика расчета полной добротности колебательных систем в функции измеряемой проводимости, с учетом информационного вывода энергии (минимаксная задача); отсутствовали обоснование и классификация общей методики проектирования методов и устройств измерения информационных параметров ОР в функции диэлектрической и магнитной проницаемости и удельной проводимости; мало исследован оптимальный метрологический выбор.

Практически все известные устройства являются устройствами лабораторного типа с ручной настройкой без применения микропроцессорной техники. Волноводные устройства измерения электрофизических параметров жидких сред с потерями в режиме'бегущих волн мало разработаны и исследованы, а специфика и эффекты в СВЧ

ВВ-методах и устройствах измерения параметров ФМЖ вообще не исследовались. Существует также необходимость классификации СВЧ устройств измерения электрофизических параметров жидкости на бегущих и стоячих волнах.

Резкое разграничение волноводных и резонаторных методов оказывается несущественным, так как имеется адекватная аналогия между резонансной частотой и фиксированным набегом фазы, добротностью и погонным затуханием. Практически не исследованы 0Р сложной формы, например сильфонные-и квазистационарные как ПИП контроля, с легко управляемыми геометрическими параметрами, а также применение СВЧ замедляющих структур (ЗС) и ВВИВ (ВВ поверхностных волн). Последние (ЗС и ВВПВ) обеспечивают локализацию взаимодействия СВЧ поля бегущих волн с жидкой средой по принципу: медленная волна - поверхностная волна.

Эффективное измерение физико-химических и особенно физико-механических свойств жидких сред (вязкости и,поверхностного' натяжения б и плотности р) возможно с помощью ПИП СВЧ (ОР, ВВ,ВВПВ(ЗС)) из-за высокой чувствительности их параметров к изменению измеряемых свойств, средних по локальной зоне взаимодействия.

Из всего вышесказанного следует актуальность разработки комплекса СВЧ-методов и устройств контроля качества спецжидких' сред в процессах спецпроизводств.

Целью работы являются:

- разработка общего метода расчета информационных параметров ПИП СВЧ в зависимости от вектора их параметров, учитывающего деформацию полей ПИП, перераспределение поверхностных токов и зарядов из-за наличия объема анализируемой жидкой среды произвольной величины и формы с учетом новых физических явлений и эффектов;

- обоснование методических основ разработки СВЧ методов и устройств контроля качества на основе обобщенных методов их настройки (методов измерений), вытекающих из связей составляющих их вектора параметров;

- обоснование общих принципов построения и проектирования устройств контроля качества спецжидкостей;

- разработка новых безинерционных электронных методов настройки СВЧ ОР и ВВ - методов "полевой" компенсации и автокомпенсации;

- разработка и реализация на основе решения вышеуказанных задач широкого класса СВЧ устройств измерения. комплекса физико-химических и механических параметров спецжидких сред, реализующих предложенные методы измерений с использованием ОР, ВВ и ВВПВ разных конструкций и модификаций;

- решение ряда специфических задач, эффективно решаемых ПИП СВЧ: разработки управляемых устройств адаптивного пробоотбора, комплектованных с устройствами на ВВ и ОР; 'широкодиапазонных кондуктометров СВЧ и т.д.;

- создание унифицированного комплекса блоков: универсальной блочно-модульной наборной конструкции комплекса разных СВЧ-уст-ройств.

Научная новизна. Из анализа связей составляющих вектора параметров (в том числе и информационных) СВЧ ПИП на ОР и ВВ выявлены наиболее чувствительные к измеряемым параметрам жидких сред интегральные параметры: для ОР - резонансная, частота и общая (нагруженная) добротность; для ВВ - набег фазы Дф и интегральное погонное затухание по зоне взаимодействия.

Разработаны обобщенные методы настройки (методы измерений информационных параметров) любых СВЧ ПИП, следствием которых является вся совокупность предлагаемых новых методов измерений параметров жидких сред на СВЧ.

Синтезирована обобщенная структурная расчетная схема любого ПИП СВЧ на ОР , ВВ и ВВПВ.

Обоснован и детально разработан новый метод расчета информационных параметров СВЧ ПИП - метод эквивалентных реактивных параметров ОР (МЭП) как одномодовой колебательной системы, пригодный и для расчета ВВ ПИП. Показано, что этот метод учитывает деформацию структуры поля в зоне взаимодействия, перераспределение поверхностных токов и зарядов. МЭП по границам применимости значительно шире и универсальней, чем использовавшийся ранее метод малых возмущений, который является лишь частным случаем предложенного нового МЭП.Разработаны подробные методики применения МЭП при расчете параметров "возмущенных" структур полей: алгоритмы модуля интегрального заряда (колебания Е01р), интегральный метод р-ячеек и фиктивной плоскости для колебания Н01р и последовательных деформаций структур полей.Исследован частный случай МЭП - модифицированный метод малых возмущений и выявлены границы его применимости.

Впервые введено понятие электрофизических параметров ПИП СВЧ,средних по зоне взаимодействия. На основе МЭП разработаны адекватные, экспериментально выверенные, модели совокупности методов и устройств измерения параметров спецжидких сред.

Информационный и метрологический сравнительный анализ совокупности этих моделей позволили впервые предложить теоретические и практические принципы построения устройств СВЧ контроля качества и методы реализации этих устройств. Реализация этих принципов позволила разработать класс новых высокоточных и чувствительных методов и устройств контроля состава и свойств спецжидких сред. Важнейшими из этих принципов являются: а) принцип измерения: изменение топологии (деформация) одномодовой структуры колебаний Е,Нтпр(или волн Е,Нтп) - мера свойств объекта, инициатора этой деформации; предложены новые теоретические методы оценки степени "информационной" деформации (кроме -моделей по МЭИ): по оценке двумерной плотности пространственных гармоник и метод эквивалентных геометрических размеров; б) принцип вариации пространственной структуры одномодовых одно(много) частотных деформированных колебаний и оптимальные алгоритмы их коммутации (внутреннего возбуждения) и перекоммутации; в) принцип фильтрации вырождения - обеспечение режима одно-модовости; г) принцип'адаптивной перестройки внутренней структуры ПИП по диапазонам параметра жидкой среды и при перемене измеряемого параметра.

Разработаны теоретические основы нового метода СВЧ-измерений параметров спецсред - метод полевой и автополевой компенсации, стабилизации за счет гиромагнитных свойств компенсационного (или измерительного) объема резонансной частоты, набега фазы, поворота угла плоскости поляризации и дифракционной картины. Метод - точный, компенсационный и быстродействующий, использует суперпозицию полей СВЧ и поля подмагничивания.

Впервые разработаны теоретические основы применения измерительных ОР .и ВВ сложной формы (сильфонных и квазистационарных) и ВВПВ(ЗС) как устройств реализации новых методов измерения на СВЧ параметров жидких сред.

Теоретически обоснована необходимость, кроме ОР, ВВ методов и устройств измерения параметров ФМЖ на основе совокупности специфических эффектов распространения бегущих волн в намагниченной (гиромагнитной) ФМЖ.

Разработаны теоретические основы СВЧ широкодиапазонной кон-дуктометрии и диэлькометрии с ПИП перестраиваемой структуры, реализующие новые методы преобразования и измерения, и основы, так называемого внутреннего и адаптивного внешнего дозирования.

Практическая ценность. На основе общих принципов проектирования и методов их практической реализации разработан комплекс СВЧ устройств измерения ■ величин еа, р.а, X, п, р, б и связанных с ними других параметров спецжидких сред. Все указанные устройства являются конкретными реализациями обобщенной структурной схемы.

Разработана совокупность СВЧ измерителей еа жидких сред с постоянной частотой внешнего генератора, реализующих следующие методы: преобразование еа в длину и давление; преобразование еа в перемещение дозы жидкости; с полевой компесацией - преобразование еа в изменение компонента тензора компенсационного гирообъема (в ток подмагничивания).Совокупность частотных автогенераторных устройств измерения са на слабосвязанных цилиндрических ОР (ЦОР) и квазистационарных ОР (КСОР) позволяет преобразовать величину са в частотный сигнал с микропроцессорной обработкой.Впервые разработаны СВЧ устройства на ЦОР для адаптивного "внешнего" и "внутре-него" дозирования: дозаторы соотношения с одночастотной вариацией трех мод, устройство прямого преобразования £а в величину эквивалентной дозы.

Все устройства снабжены оптимальными блоками возбуждения од-номодового режима и фильтрации вырождения, ранее неизвестными. разработана совокупность измерителей концентрации (в разных диапазонах) ФМЖ на ЦОР, на основе новых методов измерений: на использовании колебания Н011 с полевой автокомпенсацией на постоянной резонансной частоте; с использованием эффекта расщепления резонансной частоты колебания Н11р инвариантного £а ФМ1; способ и устройства определения малых концентраций ФМЖ с использованием эффекта продольного феррорезонанса.

Комплексный измеритель параметров ФМЖ с вариацией одно(двух) частотных структур полей (Еою* Н0ц) сочетает в себе достоинства концентратомеров с колебаниями Н0 х 1 и Н1 р. Дистанционный измеритель на ОР с управляемым У-циркулятором позволил создать информационную линию связи "ПИП СВЧ - микропроцессор обработки информации" в пределах прямой видимости.

Специфика специальных жидкостей "графит(гель)-ФМЖ" определила разработку широкодиапазонных измерителей проводимости - СВЧ кондуктометров с адаптивной структурой ПИП, обеспечивающей практически постоянное значение чувствительности кондуктометра при изменении X на несколько порядков: СВЧ кондуктометр на постоянной частоте с полевой компенсацией; частотный кондуктометр с непрерывной адаптацией дозы к пределу измерений $ - прямой преобразователь ^ в дозу; кондуктометр с постоянной резонансной частотой с дискретной адаптивной дозой - преобразователь величины X в код возбуждаемой дискретно структуры поля дискретного "внешнего" дозатора. Решены вопросы термостатирования дозы и широкополостной полевой компенсации.

Разработана совокупность новых методов и ВВ устройств определения комплекса параметров специальных ФМЖ. Методы, основанные на: эффекте поворота плоскости поляризации с учетом ориентацион-ной зависимости са от формы и размера феррочастиц; совокупность устройств на эффекте Реджиа-Спенсера со стабилизацией набега фазы; эффектах в поперечно-намагниченной ФМЖ, которые позволяют, например, для круглых ВВ по изменению вида поляризации выходного сигнала индицировать изменение состава ФМЖ,что невозможно при использовании ОР. Исследована возможность применения эффекта стабилизации .угла поворота дифракционной картины поля в У-циркуляторах для содания микроминиатюрных концентратомеров ФМЖ.

Впервые применены ВВПВ-замедляющие структуры как ПИП состава и свойств жидких сред. Предложен новый способ измерения комплекса параметров спецпокрытий ЛА: двухчастотное определение и толщины покрытия по величинам нормального и тангенциального затухания. Рассмотрена совокупность новых источников поверхностных волн и многовибраторных приемных устройств сканирования. Разработаны вопросы проектирования измерителей $ и еа особоопасных спецжидкостей на диэлектрических ВВПВ.

Впервые разработаны ряд ПИП величин вязкости, поверхностного натяжения на ОР разного типа; в том числе, использующих явление нелинейного взаимодействия двухфазной системы "струя газа - жидкость".

Разработана универсальная блочно-модульная наборная конструкция, общая для большинства СВЧ ПИП состава и свойств жидких сред.

Разработанные способы и СВЧ устройства отличаются от известных оригинальностью ,более широкими функциональными возможностями и эффективностью, что подтверждается полученными на них 27 авторскими свидетельствами и патентами.

Реализиция научно-технических результатов. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы в в/ч N44386 (Научно-технический комитет ВВС МО СССР(РФ)) в комплексе НИР, заданных Главкомом ВВС:N08214 "Фотон-82"; N0816 "Кон-тур-82"; N08217 "Резонанс", N08439 "Резонатор" ,"N08417 "Диффузия"; N28504 "Канифас-1"; N08525 "Датчик"; N08827 "Световод-88"; N08903 "Брусика-405" ; N29405 "Излучатель-93";N29617 "Резона-тор-95". Также результаты использованы в в/ч N13805, в/ч N18216, в Балашовском высшем военном авиационном училище.

Более 20 разработанных СВЧ методов и устройств, защищенных авторскими свидетельствами и патентами, используются различными промышленными и научно-производственными предприятиями,высшими учебными заведениями.

Реализация результатов работы способствовали решению задач повышения обороноспособности и совершенствованию боевой техники ВВС РФ, в том числе созданию комплекса устройств контроля СВЧ параметров спецпокрытий ЛА в процессе производства и нанесения на ЛА в процессах финишного контроля,устройств контроля параметров ГСМ и спецзажигательных смесей. Кроме того полученные результаты способствовали решению некоторых важных хозяйственных задач-повы-шению качества выпускаемой продукции, экономии сырья и т.д.

Материалы диссертационной работы используются в учебных курсах и научно-исследовательской практике Тамбовского высшего военного авиационного инженерного училища при изучении дисциплин "Электродинамика и распространение радиоволн", "Антенно-фидерные устройства РЗОЛА", "Теория электрорадиоцепей", "Метрологическое обеспечение специальных радиоизмерений", "Микропроцессорные устройства авиационной автоматики". Разработанные комплексы экспериментальных лабораторных установок внедрены в учебный процесс по кафедрам N25,45(25),11,12,33 и исследовательскую практику научно-исследовательского отдела. Кроме того материалы работы используются в учебных курсах и научно-исследовательской практике Тамбовского государственного технического университета для студентов специальности 21.03 "Автоматизация технологических процессов и производств", специализаций 21.03.01 "Автоматизация -химических производств" и 21.03.17 "Автоматизация аналитического контроля технологических процессов и производств". Эффект от внедрения состоит в улучшении качества преподавания, повышении эксплуатационной его направленности и обеспечения выполнения научно-исследовательских работ с привлечением к ним обучаемых. т С1 х О

9. Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы в в/ч N44386 (Научно-технический комитет ВВС МО РФ) в комплексе НИР, заданных Главкомом ВВС, в в/ч N13805, в/ч N18216, в Балашовском высшем военном авиационном училище. Более 20 разработанных СВЧ методов и устройств .защищенных авторскими свидетельствами и патентами, используются различными промышленными и научно-производственными предприятиями, высшими учебными заведениями. Реализация результатов работы способствовала решению задач создания комплекса устройств контроля параметров спецпокрытий ЛА в процессе производства и нанесения на ЛА,устройств контроля параметров ГСМ и зажигательных смесей. Кроме того полученные результаты способствовали решению некоторых важных хозяйственных задач - повышению качества выпускаемой продукции, экономии сырья и т.д.

Материалы диссертационной работы используются в учебных курсах и научно-исследовательской практике Тамбовского высшего военного авиационного инженерного училища и Тамбовского государственного технического университета .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ

В работе осуществлено решение научной проблемы по созданию принципов построения и расчета совокупности СВЧ методов контроля состава и свойств жидких сред и на этой основе разработан и внедрен комплекс автоматизированных средств контроля физико-химических и механических параметров специальных жидкостей с улучшенными характеристиками и расширенными функциональными возможностями, что имеет важное значение для автоматизации процессов производств спецжидкостей и повышении качества выпускаемой продукции:

1. На основе классификации и анализа .существующих методов контроля состава и свойств веществ предложена совокупность новых методов СВЧ контроля жидких сред, основанных на взаимодействии электромагнитных полей с жидкостью и отличающиеся расширенными функциональными возможностями. Синтезирована обобщенная структурная-расчетная схема измерительных преобразователей СВЧ на объемных резонаторах, волноводах и волноводах поверхностных волн.

2. Построены модели характеристик (информационных сигналов) новых СВЧ методов и измерительных преобразователей на основе предложенного метода эквивалентных реактивных параметров (МЭП), отличающегося большей универсальностью по сравнению с общеупотре-бимым методом малых возмущений.Модели характеристик подтверждены экспериментально.

3. Информационный и метрологический сравнительный анализ совокупности полученных моделей позволили впервые предложить принципы построения СВЧ устройств контроля параметров жидких сред и методы реализации этих устройств. Реализация этих принципов позволила разработать новые высокоточные и чувствительные методы и устройства контроля параметров жидких сред,защищенные авторскими свидетельствами и патентами .

4. Осуществлена оптимизация конструктивных и режимных параметров ПИП СВЧ, в частности на этой основе предложен метод полевой компенсации: стабилизации за счет гиромагнитных свойств компенсационного (или измерительного) объема резонансной частоты, набега фазы, поворота угла плоскости поляризации и диффракционной картины, что позволяет повысить точность и быстродействие процесса измерений.

5. Впервые разработаны теоретические основы применения измерительных ОР и ВВ сложной формы (сильфонных и квазистационарных) и ВВПВ(ЗС) как устройств реализации новых методов измерения на СВЧ параметров жидких сред. Теоретически обоснована -необходимость, кроме резонаторных также и волноводных методов и устройств измерения параметров ФМ1 на основе совокупности специфических эффектов распространения бегущих волн в намагниченной (гиромагнитной) ФМЖ. Разработаны теоретические основы СВЧ широкодиапазонной кондуктометрии и диэлькометрии с ПИП перестраиваемой структуры, реализующие новые методы преобразования и измерения, и основы, так называемого "внутреннего" и "внешнего" адаптивного дозирования.

6. На основе общих принципов проектирования и методов их практической реализации разработан комплекс СВЧ устройств на ОР, ВВ, ВВПВ(ЗС) измерения величин са, да, и, р, б и связанных с ними других параметров жидких сред. Разработана универсальная блочно-модульная наборная констркуция, общая для большинства СВЧ ПИП состава и свойств жидких сред. Все указанные устройства являются конкретными реализациями обобщенной структурной схемы. Разработанные способы и СВЧ устройства отличаются от известных более широкими функциональными возможностями и эффективностью, что подтверждается полученными на них 27 авторскими свидетельствовами и патентами.

7. Основными направлениями перспективных разработок СВЧ методов и устройств являются: а) Разработка комплекса датчиков СВЧ-диапазона, обеспечивающих измерения спектра параметров спецжидкостей в полевых условиях, с передачей комплексной информации по одному каналу с разделением по времени. б) Разработка апертурных систем с характеристиками излучения (К.Н.Д.,вид Д.Н., антенная модуляция), модулированными свойствами жидкой среды, конструктивно входящей в адаптивную апертуру:

- диэлектрические (или ФМЖ) антенны поверхностных волн, антенны в виде тел вращения (шаровых, например), параметры излучения которых зависят от измеряемых параметров жидкой среды с дистанционной обработкой величин информационных характеристик антенн;

- антенны с управляемой рупорной апертурой. в) Возможность управления СВЧ нагревом анализируемой среды с целью измерения параметров жидких сред по интенсивности поглощения энергии СВЧ; г) Использование нелинейной зависимости уровня в датчике от ее объема, в том числе и в случае недеформирующего поле объема жидкости. д) Разработка устройств с цепочечным соединением ОР, а также разработка кондуктометров с вариацией двух одночастотных мод. е) Исследование вопросов измерения параметров многослойных покрытий ЛА с помощью Н-поверхностных волн.

8. Разработан комплекс СВЧ приборов и устройств для определения состава и свойств специальных жидкостей среди которых:

- измеритель комплекса параметров феррит-графитовых смесей в процессе их производства;

- комплект разнодиапазонных кондуктометров для измерения проводимости графит-магнетитовых смесей;

- дистанционный полевой измеритель концентрации и электрофизических параметров спецжидкости;

- микропроцессорный сканер параметров специальных лаковых покрытий;

- тестер физико-механических параметров горюче-смазочных материалов и зажигательных смесей.

1. Кинг Р. .Смит Г. Антенны в материальных средах /Пер. с англ.под ред.В.А. Коровина -М. : Мир,1989.с.755-739.

2. Брандт A.A. Исследование диэлектриков на СВЧ.-М. : ГИФМЛ,1963.

3. А. с.1045167. Устройство для измерения диэлектрической проницаемости веществ / Конев В.А.-Опубл.1983, Бюл. N36.4с.: ил.

4. Касимов Р.М.,Усейнова С.М. Измерение диэлектрических коэффициентов полярных жидкостей на СВЧ с применением универсальных номограмм // Измерительная техника.-1975.- N2.-С.35-39.

5. Селезнев Н.Е. Однорупорный рефлектометр для быстрых измерений диэлектрических характеристик в диапазоне СВЧ // Радиотехника сверхвысоких частот. 1990.-N30. -С.17-19.-М.: ВИНИТИ.

6. А.с.1149186. Способ измерения диэлектрической проницаемости / Гажиенко В. В. -Опубл. 1985, Бюл. N13. -4с. : ил.

7. А.с.1270722. Способ измерения комплексной диэлектрической проницаемости жидкости на СВЧ / Семенов В.В. -Опубл. 1986, Бюл.N42. -6с.: ил.

8. А.с.1552081.Устройство для измерения диэлектрической проницаемости материалов / Тимофеев C.B. Опубл. 1990, Бюл. N11.-4с.:ил.

9. А.с.1278734. Способ измерения диэлектрической проницаемости материалов на СВЧ / Майвейчук В.Ф. -Опубл. 1986, Бюл. N47.-5с. : ил.

10. A.c. 1307315. Ячейка для измерения параметров жидких диэлектриков / Беляков Е.В., Храпко A.M. -Опубл. 1987, Бюл. N16.-6с. : ил.

11. И. A.c. 1506388. Способ измерения диэлектрической проницаемости твердых материалов / Рыбка А.И., Хоценко В.В. -Опубл.1989,1. О ' '1. Бюл. N33.-4с.: ил.

12. А.с. 433353. Бесконтактный сверхвысокочастотный уровнемер/ Чернышев А. Н.,Ковальчук Г.А., Бензарь В.К. -Опубл.1975,1. Бюл. N23. -5с. : ил.

13. Лопатин Б.А.Кондуктометрия: Новосибирск:Наука, 1964, с.135.

14. Шарп Р.С.Методы неразрушающих испытаний /Пер. с англ. Л. Г.Дубовицкого -М.:Мир, 1972,0. 444-445.

15. Грудинская Г.П. Распространение радиоволн .-М.: Высшая школа, 1975.-245с.

16. Kiug 0. Nagyfrekvencial memesmodszezek azanalitikai es fizikai kemiban. Bibliografía.- Budapest: Femipari Kutato Intezet Kiadvangai, 1964. -340c. .

17. Заринский В.А,Ермаков В. И. Высокочастотный химический анализ. -М. : Наука,1970.с. 67-70.

18. КивилисС.С. Плотномеры.-М. : Энергия,1980.с.251-253.

19. А.с. 1478154. Способ определения тангенса угла диэлектрических потерь / Степашин К.С. -Опубл. 1989,Бюл. N17.-4с.:ил.

20. А.с. 1337824. Устройство для измерения диэлектрических параметров жидкостей / -'Черенков А. Д. -Опубл. 1987, Бюл. N34. -6с.: ил.

21. Автоматизация производств и промышленная электроника в 4-х томах. Под. ред. Берга А. И., Трапезникова В. А. Т. 1.-М.: Сов. энциклопедия. 1962.С.524.

22. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник под ред.Клюева В.В. -М.: Машиностроение.1989.

23. Миттра Р.,Ли С. Аналитические методы теории волноводов. -М. : Мир, 1974.

24. Измерение проводимости и диэлектрической проницаемости в СВЧ-диапазоне методом возмущения 0Р и анализ погрешности метода// Радиотехника 86/1, 1Б 230 по IEEE. -N6.-1986. -С. 519-526.

25. Тюльков Г.И.,Чернышев В.Н. Резонаторный метод определения радиоволновых параметров диэлектриков// Радиотехника. -N3.-1986.

26. Антонов H.H. Электродинамическая дефектоскопия на основе ЦОР с колебанием Н011.//Тезисы доклада на МНТК "Актуальные проблемы электроприборостроения".Саратов.-1996.

27. Беков Ю.Г. и др.ЦОР со вставкой из поглощающего диэлектрика// Серия "Радиотехника".-Т.37(1, 2).-1994.

28. ГОСТ 12723-67.Диэлектрики твердые.Метод определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в диапазоне частот от 9 до 10 ГГц.-М.:Издательство стандартов,1969.-356с.

29. Паламарчук И.В.Электрическая перестройка СВЧ-резонато-ров// Электроника СВЧ.Сер.1.-1983. -Вып. 7(888).-С.14-15.

30. Понаморев С.А. Электронная перестройка диэлектрического резонатора // Радиотехника свервысоких частот.1990.-N30.-С.31-33.ВИНИТИ.

31. A.c. 1328750. Устройство для измерения удельной электрической проводимости / Кораблев И.В.,Дмитриев Д. А. и др. Опубл. 1987, Бюл. N29.-4с.: ил.

32. Физ. энциклопедия.Под. ред. Прохорова А. М. -Т2. Советская энциклопедия. -1980.-С.673-675.

33. Шлиомис М.И.Магнитные жидкости."УФН".-Т.112.-1974.-С.427.

34. Берковский Б. М., Медведев В. Ф. .Краков М.С.Магнитные жидкости.-М.:-1989.

35. Geary P.S. Magnetic and Elertric suspension.BSIRA.-1964.

36. Мишин Д.Д. Магнитные материалы.-М.: Наука,1991.с.296-306.

37. Фертман В.Е.Магнитные жидкости: Справ.пособие.-Минск:Высшая школа, 1988.

38. Небабин В. П. .Белоус В.Г.Методы и техника противодействиярадиолокационному распознаванию // Зарубежная радиоэлектроника. -1987.-N2.-С.15-17.

39. Мицмахер М.Ю.Качество современных безъзховых камер и ра-диопоглощающие материалы // Антенны: Сборник статей -М.,1980. -N28.-С.38-45.Связь.

40. Мяздриков O.A. Электрические способы объемной концентро-метрии. -Л.:Энергия,1968.

41. Рабинович Ф.М.Кондуктометрический метод анализа дисперсного состава.-Л.: Химия, 1970.

42. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов.-Л.: Химия,1971.

43. Кулаков М.В., Жуков Ю.П. Измерители концентрации дисперсных систем // Приборы и системы управления.-1975.N8.-с.21.

44. Приборы фирмы BIARD // Заводская лаборатория.-1995.-N4. -С. 28.

45. Оделевский В.И.Расчет обобщенной проводимости гетерогенных систем // Журнал технической физики.-1951.-Вып.6.-С.12-17.

46. Мальцев Н.Н.,Растяпин В.А.Изучение влияния различных факторов на электропроводность суспензий. // Вопросы химии и химической технологии.-Харьков:Высшая школа,1972.-Вып.27.-С.78-82.

47. А.с.180400: Кондуктометр /Кулаков М.В.,Жуков Ю.П.-Опубл. 1966, Бюл. N7.-4с.: ил.48.' Жуков Ю.П.,Кулаков М.В., Левин А.Л. Кондуктометрические концентратомеры суспензий.-М.:ГОСНИТИ,1967.

48. Растяпин В.А.,Розенблит В.П.,Бергер В.П. Автоматический контроль содержания твердой фазы в пульпах с помощью кондуктомет-рических преобразователей // Автоматический контроль и методы электрических измерений.-Новосибирск:Наука,1971.-Т.2.-С.56-60.

49. А.с.970289. Устройство для измерения электромагнитных жидких сред с ферропримесями /Кугаевский А. Ф., Лукашенок А.Б.-Опубл. 1982, Бюл. N40.-40. : ил.

50. А. с. 830259. Устройство для контроля электромагнитных характеристик жидкостей / Кугаевский А. Ф., Лукашенок А.Б.-Опубл. 1982, Бюл. N18.-40. : ил.

51. А. с. 947799.Устройство для контроля электромагнитных характеристик феррожидкостей / Кугаевский А. Ф., Лукашенок А.Б.-Опубл.1982, Бюл. N28.-40. : ил.

52. А.с.705395.Устройство для измерения электромагнитных характеристик жидких сред с ферропримесями / Кугаевский А.Ф., Лукашенок Б.А. Опубл. 1979,Бюл. N47.-4с.:ил.

53. А.с.995035. Устройство для контроля электромагнитных характеристик жидкостей с ферропримесями / Коровин В.А. Опубл.1983, Бюл. N5.-4с. : ил.

54. А.с.970288. Устройство для контроля ферромагнитных жидкостей / Кугаевский А.Ф.,Лукашенок А. Б. Опубл. 1982, Бюл. N 40. -4с.: ил.

55. А.с.907484. Устройство для контроля содержания ферромагнитных частиц в жидкости / Кугаевский А. Ф., Лукашенок А.Б., Фартбух В.М. Опубл. 1982, Бюл. N7,-6с. : ил.

56. Микаэлян А.Л. Теория и применение ферритов на СВЧ. -М. : ГЭИ, 1963.

57. Наумов А.А.,Черняк В. В. Портативный измеритель концентрации магнитной суспензии // Дефектоскопия.-1971.- N2.-С.124.

58. Дмитриев Д.А. Обобщенные методы"настройки измерительных СВЧ-0Р в практике аналитического контроля.// Материалы 5 Всесоюзной НТК "Повыш. эффект.методов и средств обработки информации"-. -Тамбов. -1997.

59. Дмитриев Д.А.,Герасимов Б.И.,Суслин М. А, Делик В.М.,Федюнин П. А. СВЧ устройства пробоотбора в технике аналитического контроля //Заводская лаборатория,-1995.-N12.-с. 13-17.

60. Будурис 1.,Шеневье П. Цепи свервысоких частот.Теория и применение.-М.:Сов.радио. -1979.

61. Альтман Д.Л. Устройства СВЧ : Пер.с англ./Под.ред.Лебедева И. В. -М. : Мир. -1968.

62. Ширман Я.Д. Радиоволноводы и объемные резонаторы.-М.: Связьиздат.-1959.

63. Waldron Pv. A. Theory of guided elektromagnetic waves, Van Nostrand. London.1970.

64. Chose R. Microwave circuit theory and analyses, McGraw-Hill ,New-York.1963.

65. Сушкевич В.И. Нерегулярные линейные волноводные системы. -М. : Сов. радио. -1967.

66. Харвей А. Техника СВЧ:Пер.с англ./ Под.ред.Сушкевича В. И. -М. : Сов. радио.-1965.

67. Colin R.Е. Foundations for microwave engineering, McGraw-Hill, New York.-1966.

68. Montgomeri C.G.Techniques of microwave measurements, Boston Tehnical Publishers,Boston.-1964.

69. Теория линий передач СВЧ:Пер.с англ./Под.ред.Шишунова А.И. -М.:Сов.радио.-1959.

70. Маттей Г.Л., Янг Л.Джоне Е.М. Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи.Пер.с англ. / Под. ред. Алексеева Л.В. и Кушнира Ф.В.-М.:Связь.-1971.

71. Кольчугин Ю.И. Системы защиты окружающей среды и человека от воздействия электромагнитных полей.-М.:Электросвязь.-N1.-1997.-С.15-16.

72. Савин Б.М. Гигиеническое нормирование неионизирующих излучений. -М.: Медицина. -1996.

73. Давыдов Б.И.,Тихорчук В.С.,антипов С.В. Биологичекое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений. -М.: Энергоиздат .-1984.

74. Дедю И. И. Экологический энциклопедический словарь.-Кише-нев.: Гл. ред.МСЭ.-1996.

75. Мишин Б.А. СВЧ и безопасность человека.-М.:Сов. радио.- -1974.

76. Шилин В.И.Ефимов Н.Е.Фотонные системы экологического мониторинга.Итоги Международной конференции в Праге "РЭМ-96" .Электросвязь.N1.-1997. Резюме доклада проф.Нефедова Е.И.(ИРЕ-РАН). -С. 45.

77. Дмитриев Д.А.,Мордасов М. М., Иванов В.М. Радиоустройства для измерения физико-химических свойств жидких сред. // Тезисы докладов Всесоюз.конф."Повыш. эффект, обраб. информации на базе ма-тематич. и машин.моделирования".-Тамбов.-1989.

78. Дмитриев Д. А., Мордасов М. М., Гализдра В.М. .Ефремов А.А.СВЧ-методы и устройства для измерения свойств жидких сред.//Тезисы доклада на 2 Всесоюз. НТК"Автоматизация и роботизация в хим.пром.".-Тамбов. -1988.

79. Дмитриев Д.А.,Мордасов М. М. Перестраиваемый по резонансным структурам полей камерный первичный преобразователь./Межвузовский сборник научных трудов "Математическое моделирование и-, Г\1. О J Соптимизация систем переменной структуры". -М.:МИХМ.-1989.

80. Дмитриев Д. А., Герасимов Б. И.,Суслин М. А. .Федюнин П. А. СВЧ-измерители состава и свойств жидкости с ферромагнитными частицами. //Тезисы доклада на 1-ой Всероссийской НТК "Состояние и проблемы технических измерений".-М.:МГТУ им. Баумана.-1994.

81. Дмитриев Д.А.,Герасимов Б.И., Суслин М.А. Резонансные устройства СВЧ в контроле состава и свойств жидких сред. //Тезисы доклада на 1-ой НТК "Состояние и проблемы технических измерений" .-М.:МГТУ им.Баумана. -1994.

82. Никольский В.В.Электродинамика и распространение 'радиоволн. -М. : Наука, 1989.

83. Фальковский 0.И.Техническая электродинамика.-М.: Связь,1978.

84. Кугушев А.М.,Голубева Н.С. Основы радиоэлектроники.-М.: ■ Энергия,1967.с.307-314.

85. Каценеленбаум Б.3. Высокочастотная электродинамика. -М. : Наука, 1966. с. 141-145.

86. Григорьев А.Д., Янкевич В.Б.Резонаторы и резонаторные замедляющие системы.-М.: Радио и связь,1984.

87. Корбанский И. Н.- Теория электромагнитного поля. -М.: Изд.ВВИА им.проф.Н.Б.Жуковского, 1964.

88. Суслин М.А. СВЧ методы и устройства контроля состава и свойств жидких сред с ферромагнитными частицами. /Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук/-М.:МГАХМ, 1996

89. Федюнин П.А. СВЧ методы и устройства измерения электрофизических параметров жидких диэлектриков с потерями . /Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических на-ук/-М.:МГУИЭ,1997.

90. Sucher M.,Fox J. Handbook of microwafe measurements, Polit. Inst.Brooklin,J.Wiley,New-Jork. -1963.

91. Федоров H.H. Основы электродинамики.-М.: Высшая школа.-1980.-С. 242-245.

92. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А. .Фадеев Ю.Н. Расчет частоты колебаний Н011 ЦОР методом "эквивалентной" емкости.//Мат.IV-ой Всероссийской НТК "Повышение эффективности средств обработки информации. . . ". -Тамбов.-1995.с.373-374.

93. Дмитриев Д.А.,Суслин М. А., Кораблев И.В., Герасимов Б.И.Федюнин П.А.СВЧ объемные резонаторы в качестве измерительных преобразователей состава и свойств специальных жидких сред //Заводская лаборатория.-1996.-N2.-С. 14-16.

94. Дмитриев Д.А.,Суслин М. А., Герасимов Б.И.Федюнин П.А. СВЧ-измерители состава и свойств жидкости с ферромагнитными частицами // 1-я Всероссийская НТК "Состояние и проблемы технических измерений": Тез.докл. -М.,1994,-С. 60-61.МГТУ им. Баумана.

95. Дмитриев Д.А.,Суслин М. А., Федюнин П.А.Добротность цилиндрического 0Р с колебанием Е0ю при аксиальном расположении проводящей среды //Сборник НММ.-Тамбов: ТВВАИУ,1994.

96. СВЧ-Методы и устройства кондуктометрии жидких сред. Д.А. Дмитриев , М.А.Суслин,И.В. Кораблев, Б.И.Герасимов,П.А. Федюнин // Заводская лаборатория. -1996.-N7.-С.9-12.

97. Дмитриев Д. А., Суслин М. А., Фадеев Ю.Н. Расчет частоты колебания Н011 цилиндрического 0Р методом "эквивалентной" емкости // 4-я Всероссийская НТК:Тез.докл.-Тамбов,1995.-С.373-374.

98. Новакшанов М.Н.Электродинамика и распространение радиоволн. -Рига:Изд.ВВАИУ им.Алксниса, 1981.

99. Лимонов П.А.,Дейнека Ю. А., Козловский В.В.Радиотехнические цепи и сигналы.-МО СССР,1981.Ч.1.с.215-227.

100. Дмитриев Д.А. Электромагнитные волны в намагниченных ферритах.-Тамбов.Изд.ТВВАИУ,1981. с. 5-18.

101. Лаке Б., Баттон К.Дж.СВЧ-ферриты и ферромагнетики.: Пер.сангл. /Под. ред.Гуревича А.Г.-М.: Мир. -1965.

102. Дмитриев Д.А. Принципы построения СВЧ устройств аналитического контроля.//Тезисы доклада Российской электрохимической школы "Новейшие достижения в области электрохим.методов анализа". -Тамбов. -1995.

103. Дмитриев. Д. А.,Сазонов H.A.,Штейнбрехер В.В.Спектральный анализ видео-и радиосигналов.Учебное пособие.-Тамбов.-1982.107., Дмитриев Д. А. и др. Отчет по НИР "Резонатор-95" Тема N29617.-Тамбов.-1997. .

104. Дмитриев Д.А.,Тютюнник В.М., Мордасов M.М. Информационный подход к конструированию измерительных устройств.//Тезисы доклада П-ой НТК "Информатика и науковедение".-Тамбов.-1986.

105. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М. Информационные характеристики камерного первичного преобразователя как СВЧ системы с распределенными параметрами.//Тезисы докладов Всесоюзн.НТК"Моделирова-ние САПР АСМИ и ГАП".-Тамбов.-1989.

106. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М.,Ефремов A.A. Неразрушающий контроль параметров жидких сред на основе их локального взаимодействия с электромагнитным полем. //Тезисы доклада на П-ой Всесоюзн. НТК "Контроль и диагностика общей техники".-Москва.-1989.

107. Дмитриев Д.А. и др. Отчет по НИР "Брусинка-405" Тема N08903.-Тамбов, ТВВАИУ.1989.

108. Дмитриев Д.А.,Суслин М. А. Многофункциональное устройство на 0Р с вариациями структур полей //Тезисы доклада на НТК "Повыш. эффкет.средств обработки информации на базе матем.моделирования". -Тамбов, ТВВАИУ.-1993.

109. ИЗ. Дмитриев Д. А., Глинкин Е. И. .Мищенко C.B. , Суслин М. А. Положительное решение на выдачу патента по заявке N95121408/09(037523) от 10.11.97г. СВЧ способ определения концентрации электролита и устройство его реализации. .

110. Дмитриев Д.А. Сборник задач по электродинамики и распространению радиоволн. Учебное пособие.-Тамбов.ТВВАИУ-1982.

111. Дмитриев Д.А. Обобщенные методы настройки измерительных СВЧ-объемных резонаторов в практике аналитического контроля. //Тезисы доклада на 5-ой НТК "Повыш. эффект.средств обработки информации на базе матем.моделирования". -Тамбов, ТВВАИУ.-1997.

112. Дмитриев Д.А,Суслин М.А., Федюнин П.А.,Кузьменко 0.Ю., Никулин А.В. Полевые методы автонастройки частоты. //Тезисы доклада 5-ой Всероссийской НТК "Повыш. эффкет.средств обработки информации на базе матем. моделирования".-Тамбов,ТВВАИУ.-1997.

113. Жуков Ю.П.,Кулаков М.В. Высочастотная безъэлектродная кондуктометрия.-М.:Энергия. -1968. -С. 68.

114. Дмитриев Д.А. Отчет по НИР "Резонанс" Тема N08217.-Тамбов, ТВВАИУ. -1982.

115. Техническая кибернетика. Устройства и элементы АР и У кн.1 / Под.ред.Солодовникова М.Е.-М.:Машиностроение.1973.

116. Дмитриев Д.А. ,Суслин М.А.,Герасимов Б.И.,Кораблев И.В., Делик В.М. СВЧ-методы и устройства измерения состава и свойств жидкостей с ферромагнитными частицами // Заводская лаборатория .-1996.-N3.-С.1-5.

117. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А.Федюнин П.А. Устройство для определения диэлектрической проницаемости жидкости:Полож.решение на выдачу патента по заявке N95106337/25(011549) от 24.09.1996.

118. А.с.N924557:Способ измерения концентрации ферромагнитных частиц частиц в жидкости/ Дмитриев Д.А., Соколов Ю.Ф.,Абраров А. Т. -Опубл. 1982. Бюл. N16. 4с. : ил.

119. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А.,Федюнин П.А. СВЧ-способ и устройство измерения диэлектрической проницаемости жидкости // 4-я Всероссийская НТК:Тез.докл. -Тамбов,1995. -С.375-376.

120. А.с.N1612277:Устройство для дозирования жидких сред/ Дмитриев Д.А.,Мордасов M.М.-Опубл. 1990. Бюл.N45. 5с.: ил.

121. Бензарь В.К.,Овчинников С.С., Страх В.Н. и др.Метрологические параметры функции преобразования в СВЧ влагомере торфа // Измерительная техника.1976.-N7.-С. 45-46.

122. Корн Г.,Корн Т. Справочник по математике.-М.: Наука. 1984.с.777-782.

123. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А.,Федюнин П.А. Устройство для измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости: Патент РФ N2090960 БИ.N26. 1997.

124. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ.2-е издание. Т. 2. -М. : Связь, 1972.

125. Кукарин C.B. Электронные СВЧ приборы. 2-е издание.-М.: Связь,1981.

126. Милованов 0.С.,Собенин Н.П. Техника СВЧ.-М. : Связь, 1980.

127. Казаков А.В.,Гимпельсон В.Г.,Дмитриев Д.А. Анализ измерительных схем высокочастотных кондуктометров с индуктивной измерительной ячейкой.//Сборник "Автоматизация химических производств" 0КБА. -М. : НИИТЭХИМ, №2,1972.

128. Тагер А.С.,Вальд-Перлов В.М. Лавинно-пролётные диоды и их применение в технике СВЧ.-М.: Энергия, 1968.

129. Кэррол Дж. СВЧ генераторы на горячих электронах.-М.: Связь,1972.

130. Электроника./Спр. книга под. ред. Быстрова Ю. А. -С-П/б. :1. Знергоатомиздат.-1996.

131. Жаботинский Н.Е. Коаксиальные резонаторы нагруженные ёмкостью // Журнал технической физики. -1951. Т. 21. №3. -С. 358-362.

132. Коваленко В.Ф. Введение в электронику СВЧ.-М. : Сов. радио,1955.

133. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А., Кораблев И.В. Устройство для измерения электропроводимости и диэлектрической проницаемости: По-лож.решение на выдачу патента по заявке N94021790(HB) (021259) от 16.01.1997.

134. Киясбейли А.Ш., Лифшиц Л. М. Первичные преобразователи систем расхода и количества жидкостей.-М.:Энергия.1980.

135. Герасимов Б.И. Проектирование аналитических приборов для контроля состава и свойств веществ.-М.:Машиностроение. -1986.-с.104.

136. Герасимов Б.И.,Глинкин Е. И. Микропроцессорные аналитические приборы. -М.: Машиностроение, -1989. -С256.

137. Патент РФ по заявке N9403 3715 (03350):Способ измерения диэлектрической проницаемости жидкости и устройство для его реализации/ Дмитриев Д.А.,Суслин М.А., Кораблев И.В./Положительное решение от 7.2.1997.

138. А.с.N1413485:Устройство для дозирования жидких сред/ Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М.-Опубл. 1988. Бюл.N28. 4с.:ил.

139. Дмитриев Д.А. и др. Разработка СВЧ устройств измерения свойств жидких смесей Отчет по НИР "Резонатор-84" Тема N 08434. -Тамбов, ТВВАИУ.-1984.

140. Дмитриев Д.А. и др. Отчет по НИР "Резонатор-95" Тема N29617 .-Тамбов, ТВВАИУ.-1997.

141. Дмитриев Д.А. и др. Отчет по НИР "Резонатор-97" Тема N29750.-Тамбов, ТВВАИУ.-1997.

142. Казаков A.B.,Кантере В.М., Галкин Л.Г. Титрометры.-М.:Машиностроение. -1973.

143. Кантере В.М.,Казаков А.В., Кулаков М.В. Потенциометри-ческие и титрометрические приборы.-М.: Машиностроение.-1970.

144. Забелин В.Л. Автоматическое титрование.-М.:Энергия. -1971.

145. А.с.N1612277:Устройство для дозирования жидких сред/ Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М.-Опубл.1990.Бюл.N45. 4с.:ил.

146. Патент РФ N2087027: Устройство для дозирования жидких сред / Дмитриев Д. А., Суслин М. А., Степаненко И. Т. .Фадеев Ю.Н. Б. И. N22. 1997.

147. Анго А. Математика для электро- радиоинженеров.-М.:Наука. 1964.

148. Юрч Т.П. Комбинированный измерительный преобразователь для определения влагосодержания в нефтепродуктах // Приборы и системы управления.1996.-N1.-С. 12-13.

149. Карбовский С.Б., Шахгеданов В. Н. Ферритовые циркуляторы и вентили.-М.:Сов.радио,1970.с.5-14.

150. Кошкин Н.И.,Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. -М.: Наука, 1982.

151. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А., Степаненко И.Т.,Фадеев Ю.Н. Устройство для измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости: Полож.решение на выдачу патента по заявке N94010915 от 29.09.1996.

152. А.с.924557. Способ измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости / Дмитриев Д.А. Опубл. 1982,Бюл. N16.-30.:ил

153. Электрические измерения неэлектрических величин / Под.ред. П. В. Новицкого -Л.:Энергия, 1975.

154. СВЧ-методы и устройства измерения состава и свойств жидкостей с ферромагнитными частицами/ Д.А.Дмитриев , М.А.Суслин, И.В.Кораблев,Б.И.Герасимов, Делик В.М./ Заводская лаборатория. -1996. N3. С. 1-5.

155. Патент РФ N2084877: Способ измерения концентрации ферромагнитных частиц в жидкости/ Дмитриев Д.А.,Суслин М.А.,Кораблев И. В. , Герасимов Б. И. Б. И. N20. 1997.

156. Электронно-измерительные приборы: Справочник. -М.:Машпри-борторг, 1991.

157. Иващенко П.А.Соколов В.М. Модификация режимов при измерениям параметров материалов методом короткого замыкания и холостого хода // Измерительная техника.1975.-N4.-С.31-33.

158. A.c. 1592798. Способ измерения добротности резонаторов/ Урмачев P.P. -Опубл. 1990, Бюл. N34. 4с.: ил.

159. Дмитриев Д.А.,Казаков А.В., Гимпельсон В.Г.Исследование погружных индуктивных ячеек ВЧ-бесконтактных кондуктометров. // -М.:: Труды МИХМА, вып. 39.-1972.

160. Дмитриев Д.А.,Казаков А.В.,Гимпельсон В.Г.Исследование индуктивных измерительных ячеек наружнего типа для ВЧ-бесконтактных кондуктометров -М.:0КБА;НИИТЭХИМ. -N3. -1973.

161. Дмитриев Д.А. .Казаков А.В., Гимпельсон В.Г.Расчет индуктивных измерительных ячеек ВЧ-бесконтактных кондуктометров//Изме-рительная техника.-М.:-N9.-1973.

162. Дмитриев Д.А.,Казаков А.В.,Гимпельсон В.Г.Расчет погружных индуктивных измерительных ячеек ВЧ-кондуктометров.// -М.: Труды МИХМа, вып. 48.-1973.

163. Дмитриев Д.А.,Казаков А. В., Гимпельсон В.Г. Оптимальное проектирование индуктивных измерительных ячеек. //Сб. "Автоматизация хим.пром." под ред.Дудникова Е.Г. -М.:Машиностроение.-1973.

164. Дмитриев Д.А.,Казаков А.В.,Герасимов Б.И.Инструментальный метод контроля концентрации слабой азотной кислоты.//Сборник НТР "Методы анализа и контроля качества продукции в хим.промыш-' ленности".-М.:НИИТЭХИМ -N2.-1978.

165. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М., Герасимов Б.И. Автоматический концентратомер общего солесодержания сточных вод.//Сборник НТР "Охрана окружающей среды и очистка пром.сбросов в хим.промыш-' ленности". -М.: НИИТЭХИМ -N4. -1978.

166. A.c. 890209. Кондуктометр / Дмитриев Д. А. .Соколов Ю.Ф. -Опубл. 1981, Бюл. N46.4с.:ил.

167. Дмитриев Д.А., Иванов.В. М., Термокомпенсированое устройство измерения концентрации спец. жидкостей.//Материалы 9-ой НТИ-ТВВАИУ .-Тамбов.-1988.

168. A.c. 685968. Кондуктометр / Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М, Герасимов Б. И.-Опубл. 1979, Бюл. N34. 4с. : ил.

169. A.c. 807602. Кондуктометр / Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М, Герасимов Б. И. 1980.

170. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М. Кондуктометрический концентратомер. //Сб.трудов ТВВАИУ N5.-Тамбов.-1982.

171. Дмитриев Д.А. и др.Сборник задач по РТЦ и С.-Тамбов: ТВВАИУ.-1987.

172. Тен В.В. ВЧ широкодиапазонный микропроцессорный кондуктометр с емкостно-индуктивным преобразовательным элементом. /Диссертация на соискание учёной степени кандидата' технических на-ук/-М.:МИХМ, 1984.

173. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А.Фадеев Ю.Н. Адаптивный широкодиапазонный неразрушающий датчик электропроводности. // Материалы Межреспубликанской конференции "Повышение эффективности средств обработки информации":Тез. докл. -Тамбов, 1993.

174. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А., Кораблев И.В.,Герасимов Б.И., Федюнин П.А. СВЧ-методы и устройства в кондуктометрии жидких сред/// Заводская лаборатория. -1996.- N7. С. 9-12.'

175. Ястремский П. С. //Ж. структ. хим. -М.: -N2.--C. 268. -1961.

176. Хиппель Н.Р.Диэлектрики и их применение.-М.:Госэнерго-издат.-С.72.-1959.

177. Браун В. Диэлектрики. -М. :Ин.лит. -С. 298. -1961.

178. BlaedelW.J., Malmstadt H.V. Anal. Chem. 22,1413.-1957.

179. Le Bot, Le Montagner. Compt.rend. '236,496.-1953.

180. Blaedel W. J., Malmstadt H.V. Analyt. • Chem., 22., N6, vol 734.-1950.

181. Huber R., Cruse К. Phys. Chem. 12. N5/6 .-C273.-1957.

182. Фетисов Т.Б. Бесконтактные первичные преобразователиэлектрических параметров жидкостей //Приборы и системы управления. -1996. N8. -с. 46-49.

183. Браго E.H., Демьянов A.A. Использование СВЧ для измерения компонентов в водонефтяных и газожидкостных потоках, М: ВНИИОЭНГ,1989.

184. Pechstein Т. Messverfahren zur prozessgekoppelten Kon-zentrationsbestimmuns in flussigen Mehrstoffgemischen //Technisches Messen.-1993.-60.N21.

185. Самихов С.Г. Измерение магнитной и диэлектрической проницаемости в некоторых ферродиэлектриках на сантиметровых волнах, Изв. АН СССР, серия физ., 1954, №-с. 456-464.

186. Зальцман Е.Б. К волноводному методу измерения параметров магнитодиэлектриков. //Измерительная техника. -1957. №2. с. 51-52.

187. Айзакович Б.Б.,Алексеев Л. Г. Новые радиопоглощающие материалы и покрытия //Зарубежная радиоэлектроника.-1994. №б.

188. Лаговский Б.А.,Мировицкий Д.И.Тонкое широкополосное ра-диопоглощающее покрытие,Угловые характеристики рассеяния тонкого радиопоглотителя // Приборы и системы управления. -1997. №3.

189. Рыбак Л.Н. Высокочастотные ферромагнетики.-М.:Физмат-гиз.1960. с.125-126. Патент США" N3708219 КЛ 350-150 .-Опубл.1973.

190. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. -М.:Высшая школа. -С. 169-170. -1988.

191. Беда П.И.,Выборнов Б.И. Неразрушающий контроль металлов и изделий.-М.:Машиностроение.-С.178. -1976.

192. Мавлянкариев Б.А.,Юсупбеков Н.Р., Гулямов Ш.М. Плотномеры для жидкостей./Приборы и системы управления.-1975. N12.с.25-26.

193. Тимошенко А.Н, Пономаренко В. И. Обобщённая формула для расчёта электромагнитных констант среды со сферическими включениями // Радиотехника и электроника, 1996г. т. 41. №4 С. 412-415.

194. Рабкин А.И.,Высокочастотные ферромагнетики.-М.:ФМГИ,1960.

195. Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники/Под. ред. Б. X. Кривицкого, В. Н. Дулина, Т. 1. -М.: Энергия, 1977.

196. Вамберский М.В., Казанцев В.И.,Шелухин С.А. Передающие устройства СВЧ .-М.:Высшая школа. -С. 417. -1984.

197. Постоянные магниты./Справочник под ред.Казарновского Л.Ш. -М.:Энергия.-1963.

198. Сливинская А. Г. и др.Постоянные магниты.-М.: Энергия.-1965.

199. Parker P.J.,Studders R.J. Permanent Magnets and their applikation. N-Y.-1952.

200. Пчельников Ю.Н. и др. Применение замедляющих систем для экологического контроля промышленных стоков. //Измерительная техника.-N6. 1994.

201. Взятышев В.Ф. Диэлектрические волноводы.-М.:Совра-дио. -1970.

202. Айзенберг Г.3. Антенны УКВ.-М.: Связьиздат.-1957.

203. Жук М.С.,Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых,сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств.-М.:Энергия. -1971.

204. Марков Г.Т.Петров Б.М., Грудинская Г.П.Электродинамика и распространение радиоволн. -М.:Сов. радио. 1979.

205. Розет Т.А. Элементы цилиндрических функций с приложением к радиотехнике.-М.:Соврадио.-С. 83.-1956.

206. Шумиловский В.Г. и др. Метод вихревых токов .-М.:Энергия. -1966.

207. Бугров A.B. Высокочастотные емкостные преобразователи и приборы контроля качества. -М.:Машиностроение.-1982.

208. Патент РФ N2009477. Способ изготовления бесконтакного датчика.//-Опубл. Б. И. N5.-1994.

209. Sheppard N. Tucker R., Wu С. Elektrical Conductivity

210. Measurement Using Mikrofabricated Elektrodes. Analytical Chemistry. -1993. Vol 65.

211. Ishikawa Masatoshi. Современные проблемы комбинирования измерительных преобразователей .Keisoki gijutsu Instrumentation & Automation. -1991.Vol 19.N6.

212. A.c.450119. Емкостная ячейка накладного типа. / Бугров А. В. Опубл. 1974, Бюл. N42.-Зс.: ил

213. Методы неразрушающих испытаний. / Под. ред. Шарпа Р. -М. : Мир. -1972.

214. Неразрушающие испытания./Справочник под ред.Мак-Мастера Р. кн. 2. -М.: Энергия. С. 189. -1965.

215. Соболев В.С.,Шкарлет Ю.М. Накладные и экранные датчики. -Новосибирск: Наука.-1967.

216. Неразрушающий контроль металлов и изделий./Справочник под ред. Самойлова Г.С.-М.:Машиностроение. -С. 208, 269, 274. -1976.

217. Дорофеев А.Л.,Казаманов Ю. Г. Электромагнитная дефектоскопия . -М.: Машиностроение, -С. 98-102. -1980.

218. А.с.1603240. Барботажный вискозиметр./Дмитриев Д.А,Мордасов М. М. Опубл. 1990, Бюл. N40. -4с.: ил

219. Дмитриев Д.А.,Суслин М.А. СВЧ-измеритель поверхностного натяжения жидкости. // IV-я Всероссийская НТК:Тез.докл.-Тамбов, 1995.

220. А.с.1518723. Барботажный вискозиметр./Дмитриев Д.А,Мордасов М. М., Гализдра В. И. Опубл. 1989, Бюл. N40.-4с.: ил

221. Шевцов В.К.,Глинков Г.М. Автоматическое устройство для определения скорости подъема и времени образования газового пузырька. //Измерительная техника.-1985. -N9.-С.88-89.

222. Бондарев С.Г.Романов В.Ф. Использование явления барбо-тажа в измерительной технике.//Измерительная техника. -1972.-N12.-С.64-66.

223. Дмитриев Д.А., Мордасов М. М. Автоматическое измерение времени истечения в вискозиметрии.//-Тамбов: Сб. трудов N4 ТВВАИУ.-1981.

224. Дмитриев Д.А./Отчет по НИР "Рамочник-79" Тема N28005.-Тамбов:ТВВАИУ.-1980.

225. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М./Отчет по НИР "Фотон-82" Тема N08214. -Тамбов:ТВВАИУ.-1980.

226. Агеев Н.Л. и др. Автоматическое измерение времени истечения в вискозиметрии.//Измерительная техника.-1971.-N7.-С.74.

227. А.с.N600419. Кл.С 01 N 14/6. -1976. Б.И. N18.

228. А. с. N855439. Кл.С 01 N 11/6. -1981. Б. И. N30.

229. Мордасов М. М., Тютюнник В. М. Автоматическое измерение времени истечения в вискозиметрии//"Автоматизация и КИП в нефтеперерабатывающей и нефнехим.пром. ". -М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ.-1982.-N6. -С. 16-18.

230. Дмитриев Д. А. .Власов В. В., Мордасов М.М. /Отчет по НИР "Исследование и разработка пневматического преобразователя качества акриловых смол".-Тамбов:ТИХМ.-1977. Номер гос. регистрации N76015117.

231. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М./Отчет по НИР "Канифас-1" Тема N28504.-Тамбов:ТВВАИУ.-1985.

232. Дмитриев Д.А./Отчет по НИР "Контур-82" Тема N08216. -Тамбов: ТВВАИУ.-1982.

233. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М./Отчет по НИР "Диффузия-84" Тема N08417. -Тамбов: ТВВАИУ. -1984.

234. Мордасов М.М. Развитие теории и принципов построения пневмогидравлических методов и средств автоматического контроля веществ потенциальноопасных производств. /Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук/-М.:МИХМ,1993.

235. Дмитриев Д.А.,Мордасов М.М., Гализдра В.М. К вопросу оповышении надежности измерения качества зажигательных смесей внутри закрытых сосудов//Сб. трудов. N7. -Тамбов:ТВВАИУ.-1985.

236. Мордасов М.М.,Шаталов Ю. С. О частотах автоколебаний жидкости, вызванных силовым воздействием газовой струи//Труды МИХ-Ма. -1975.-Вып.52.-С.120-121.

237. Мордасов М.М.,Шаталов Ю. С. 0 колебаниях поверхности жидкости, возникающих под действием газовой струи, и о возможности их использования в контрольно-измерительной технике. //Тез.докл. Всесоюз.НТК .-Киев: Наукова думка.-1974.-С.131.

238. Власов В. В., Мордасов М.М., Шаталов Ю.С. Влияние свойств двухфазной системы "струя газа-жидкость" на частоту ее автоколебаний. //Труды МИХМа."-1975.-Вып.63. -С. 143-146.

239. Мордасов М.М.,Гализдра В. И. Новое во взаимодействиях газовых струй с поверхностью жидкости.Сообщение 1. Физика автоколебаний двухфазной системы "струя газа-жидкость".//Деп.в ЦИВТИ МО СССР, -N9663(ДСП).250. "Means.Contr".-1972.5, N6. -С. 233.

240. А.с.N492787. Кл.G 01 N 11/08. -1975.

241. А. с. N593008. Кл. F 15 С 1/22. -1978.

242. А.с.1008519. Струйный генератор колебаний./Мордасов М.М.Дмитриев Д. А, Опубл. 1983, Бюл. N12.-4с.

243. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств.-М.:Машиностроение. -1974.-С342-346.

244. А. с. N492787. Кл. G 01. N 11/08. -1975.

245. А.с.1062567. Устройство для измерения вязкости./Дмитриев Д. А, Мордасов М. М., Гализдра В. И. Опубл. 1983, Бюл. N47.-3.: ил.

246. А.с.1430828. Устройство для измерения вязкости ./Дмитриев Д. А, Мордасов М. М., Гализдра В. И. Опубл. 1988, Бюл. N38.-4с.:ил

247. Лойцянский Л.Г.Механика жидкостей и газа.-М.:Hayка.-1970.

248. Дмитриев Д.А.,Маняхин В. И. Ротационный емкостной метод и устройство для точного непрерывного измерения вязкости смеси. //Сб.трудов N4.-Тамбов:ТВВАИУ. -1981.

249. Кифер И.И. Характеристики ферромагнитных сердечников. -М.:Энергия.1967.

250. Лаптев В.И. Барботажно-пьезометрические методы контроля физико-химических свойств жидкостей. -М.:Энергоиздат.-1984.-С.79.

251. Плесконос А.К.,Колпаков В.В.,Филипенко И.Г. Контроль параметров жидкости в резервуаре.-Киев:Деп.в Укр.НИИНТИ 14. 07. 87. -И2032-УК87.-1987.-С.17.

252. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсионных системах: Физико-химическая механика. Избр. труды. -М.: Наука. -1979. -С. 381.

253. Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения выходных параметров автоматических систем управления.-М.:Наука. -1973. -С. 161,162.

254. T. Fluid Mech. -1968. V31 p.1.рр164-174.

255. А. с. 527638. Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей ./Дмитриев Д. А, Мордасов М.М.,Попов В. Д. -Опубл. 1976, Бюл. N33.-Зс.: ил

256. A.c. 1824538. Устройство для измерения физико-химических свойств жидкости ./Дмитриев Д.А,Мордасов М.М.,Муромцев Ю.Л. -Опубл.1993, Бюл. N24.-4с.:ил

257. A.c.1807334. Устройство для измерения поверхностного натяжения ./Дмитриев Д.А,Мордасов М.М. Опубл. 1993, Бюл. N13. -4с.: ил

258. Дмитриев Д.А. и др./Отчет по НИР "Световод-88" Тема N08827.-Тамбов:ТВВАИУ. -1988.

259. Шахгильдян В.В.,Леховкин A.A. Системы фазовой автоподстройки.-М.:Связь.-1972.

260. Радиотехнические устройства СВЧ на синхронизированных генераторах./Под ред.Фомина Н.Н.-М.:Радио и связь.-1991.

261. А.с.1679279. Устройство для измерения физико-химических параметров жидких сред./Дмитриев Д.А,Мордасов М.М. Опубл. 1991, Бюл. N35.-4с.:ил

262. Манасевич В. Синтезаторы частот (Теория и проектирование) . /Пер. с англ. под.ред.Галина А.С.-М.:Связь.-1974.

263. Голыитейн Л.Д., Зернов Н. В. Электромагнитные поля и волны. -М.:Сов.радио.-1971.-С.529.

264. А.с.N1712834. Устройство для измерения поверхностного натяжения . / Дмитриев Д.А., Мордасов М.М. .Ефремов A.A. Опубл. 1991, Бюл. N6.-0.25с.: ил.

265. А.с.783654. Способ измерения поверхностного натяжения жидкости ./Дмитриев Д.А,Мордасов М.М.,Бодров В.И. Опубл.1980,Бюл. N34.-4с.:ил

266. A.c.351140. Устройство для измерения физико-химических параметров жидких сред. ./Бегларов Э.М.- Опубл. 1972, Бюл. N27.-4с.:ил1. N /О фг/о ( 0 а/, 99- о?9^0

267. ЛЕНИНА КРАСНОЗНАМЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНЫЙсг1. ТАМБОВ = 199.1. СОДЕРЖАНИЕ