同轴传输反射法测量高损耗材料微波介电常数

同轴传输反射方法可以用来测量高损耗材料的微波介电常数。该方法将环形样品嵌入同轴线内,通过测量样品两端的散射系数来确定材料的微波介电常数。文中介绍了测量原理及测量系统,测量了一种石蜡基混合样品的微波介电常数,并通过改进的Bruggeman数学模型,推算出其中陶瓷材料的介电常数。

岩石介电特性及微波加热升温规律分析

微波辅助TBM破岩是一种非常有潜力的提高硬岩隧道破岩效率的新型破岩技术。为研究常温和高温条件下岩石对微波的吸收能力,采用同轴传输/反射法测试原理设计了一套变温岩石介电特性测试系统,采用该系统对隧道施工中玄武岩、砂岩和花岗岩3种常见岩石进行了实验。结果表明:该系统能够准确地测量变温条件下岩石的介电特性,工业频率对岩石介电特性参数的影响不大,温度对岩石介电特性参数有一定的影响;常温和变温条件下,3种岩石介电常数虚部ε″和损耗正切tanθ的关系均为玄武岩>砂岩>花岗岩,3种岩石微波加热的升温规律和介电特性的规律保持一致;对岩石进行介电特性测试和升温规律分析,提前预判岩石对微波的吸收能力,可选择性地对具有良好微波破岩效果的隧道实行微波辅助机械破岩。

微波频段下三七粉的介电特性测量与分析

介电特性是研究物料的微波特性和设计物料微波器件的关键参数。本文使用无校准同轴传输反射法测量三七粉的微波介电特性,为三七粉微波鉴定、微波杀菌、微波干燥提供依据。实验分析了9%～42%含水率下文山三七粉在微波频段2 GHz～5 GHz间的介电特性,拟合得到三七粉的介电常数(ε′)、介电损耗因子(ε″)和损耗角正切(tanδ)随含水率(M)、微波频率(F)变化的经验公式。结果表明,随着频率的增加,同一含水率三七粉的ε′和ε″单调递减变化,含水率越高的样品递减幅度越大;随着含水率的增加,同一频率下三七粉的ε′、ε″和tanδ单调递增变化,递增幅度为ε′>ε″> tanδ。本实验方法也可用于测定其它药用粉末物料的微波介电特性。

变温岩石介电特性测试装置设计及应用

为了研究常温和高温条件下岩石对微波的吸收能力,根据同轴传输/反射法测试原理设计了一套变温岩石介电特性测试装置。该装置主要包括矢量网络分析仪、加热测温系统、测试平台、测试校准件和软件系统。该装置通过加热系统实现20~600℃范围隧道施工中岩石样本加热,以控制矢量网络分析仪测量被测材料的反射参数,结合定制的算法分析处理,得到材料介电常数,磁导率,损耗角正切。采用该装置对隧道施工中花岗岩、砂岩和玄武岩3种常见岩石进行了测试,并对测试结果进行了分析。应用结果表明:玄武岩介电特性明显优于红砂岩和花岗岩,玄武岩地层施工更适合采用微波辅助破岩。915和2 450 MHz频率下介电特性测试对测量结果基本无影响。该装置功能丰富,可用于开展隧道施工区间岩样介电特性测试,为筛选良好微波吸收性能路段提供试验平台。