Фізичні аспекти розвитку надвисокочастотної вологометрії дисперсних середовищ - Автореферат

Харківський національний університет радіоелектроніки Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана в Харківському національному університеті радіоелектроніки Міністерства освіти і науки України Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Гордієнко Юрій Омелянович, Харківський національний університет радіоелектроніки, завідувач кафедри мікроелектроніки, електронних приладів та пристроїв Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Фісун Анатолій Іванович, Інститут радіофізики і електроніки ім. Захист відбудеться “___” _________ 2006 р. о ___ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.052.04 Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м.Вода, як і кисень, у різних станах може бути присутня в усіх середовищах і часто значною мірою обумовлює їх фізичні та хімічні властивості. Тому вимірювання кількості вологи, що міститься у матеріалах, середовищах та обєктах різного походження, - вологометрія - є важливою складовою їх досліджень і оцінок фундаментальних та прикладних характеристик. Резонаторний варіант - на визначенні залежності параметрів НВЧ резонатора від вологості зразка, що включається в його електромагнітне поле. Тому, насамперед, потрібно вирішити питання теоретичного відтворення залежності НВЧ ЕДП вологовмістних середовищ і обєктів від кількості присутньої в них води для зразків різної природи, стану, параметрів структури і т.п. Все сказане вище обумовлює актуальність розвитку покладених в основу НВЧ вологометрії фізичних принципів у напрямку теоретичного моделювання НВЧ ЕДП досліджуваних середовищ та оптимізації взаємодії НВЧ поля зі зразками по основним метрологічним критеріям.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, доцільність проведення досліджень та їх звязок з науковим напрямком кафедри, сформульовано мету і завдання роботи, наведено наукову новизну отриманих результатів та їх практичну цінність, розглянуто особистий внесок здобувача і приведено відомості про апробацію (публікацію) основних положень дисертаційної роботи. Показано, що вирішення цієї проблеми потребує розвязання двох фундаментальних задач: а) створення строгої теорії НВЧ ЕДП вологовмістимих середовищ; б) фізико-математичне забезпечення адекватного моделювання первинних вимірювальних перетворювачів (ПВП). Відповідно до умов вимірювання вологості таких середовищ також аналізується стан розробки ПВП. Насамперед, на базі оцінок частотної залежності обох складових комплексної діелектричної проникливості (ДП) води у різних станах (з домішками, при різних температурах та інше) зроблено висновок щодо вибору робочого діапазону частот. Насамперед, ЕДП дисперсних середовищ обумовлюється нелокальною взаємодією їх часток з електромагнітним полем.Систематизовано погляд на фізичні принципи НВЧ вологометрії та їх значення в вирішенні проблем теоретичного градуювання і універсалізації практичної реалізації НВЧ вологомірів. Це потребує розвитку відповідних фізичних принципів у напрямку забезпечення реалізації адекватної теоретичної моделі НВЧ ЕДП вказаних середовищ та створення ПВП для виміру складових ЕДП, що відповідали б умовам теоретичного градуювання для більшості умов вимірювання вологості матеріалів. Вперше запропоновано фізично обгрунтований підхід моделювання комплексної НВЧ ЕДП дисперсних твердотілих середовищ, що базується на властивостях поляризації плоскої багатошарової структури чарункового типу у НВЧ полі одномодового регулярного резонатора з трьохвимірним електричним полем коливання. Показано, що при відповідності параметрів чарунок такої структури параметрам компонент дисперсного середовища та перевищенні кількості чарунок у такій структурі деякого значення її комплексна ЕДП насичується по обом складовим і кількісно відповідає ЕДП дисперсного середовища. Такий підхід створює достатні умови для адекватного моделювання ЕДП різних середовищ, включаючи вологовмістимі, та відрізняється можливістю широкого використання для різноманітних досліджень.

2. Основний зміст роботи