Кювета диэлектрометра с повышенной дифференциальной чувствительностью на основе круглого волновода с диэлектрической вставкой для сильно поглощающих жидкостей

Abstract

Значение комплексной диэлектрической проницаемости сильно поглощающих жидкостей (например, воды и водных растворов различных веществ) необходимо знать в различных областях науки и техники, где используются такие жидкости. Ранее нами была предложена измерительная кювета волноводного типа, представляющая собой диэлектрический (кварцевый) цилиндр, погруженный в исследуемую жидкость, а также разработан высокочувствительный диэлектрометр 8-мм диапазона с использованием такой кюветы. Теоретический и численный анализ предложенной кюветы был проведен без учета внешней границы кюветы, что было предметом обсуждения при сравнении его с результатами эксперимента. В данной работе мы устранили этот недостаток, и провели исследование электродинамических параметров кюветы диэлектрометра с учетом ее внешней границы.

Значення комплексної діелектричної проникності сильно поглинаючих рідин (наприклад, води та водних розчинів різних речовин) необхідно знати в різних галузях науки і техніки, де використовуються такі рідини. Раніше нами була запропонована вимірювальна кювета хвилеводного типу, що представляє собою діелектричний (кварцовий) циліндр, занурений у досліджувану рідину, а також розроблено високочутливий діелектрометр 8-мм діапазону з використанням такої кювети. Теоретичний і числовий аналіз запропонованої кювети був проведений без урахування зовнішньої границі кювети, що було предметом обговорення при порівнянні його з результатами експерименту. У даній роботі ми усунули цей недолік, і провели дослідження електродинамічних параметрів кювети діелектрометра з урахуванням її зовнішньої границі.

The value of the complex permittivity of strongly absorbing liquids (e. g., water and aqueous solutions of various substances) needs to be known in various fields of science and technology, where such liquids are used. Previously, we proposed a waveguide-type measuring cuvette, which is a dielectric (quartz) cylinder immersed in the test liquid and developed a highly sensitive 8-mm band dielectrometer with such a cuvette. Theoretical and numerical analysis of the proposed cuvette was conducted without external border of the cuvette, which was the subject of discussion by comparing it with the experiment results. In this paper, we address this shortcoming, and conducted theoretical and numerical study of electrodynamics parameters of the dielectrometer cuvette with its external borders.