油水混合液的介电特性及其应用

介电常数是电介质的重要特性，每一种电介质都有它固有的介电常数，而两种或两种以上的物质混合后，其等效介电常数就会与它们的混合比例成为函数关系，尤其是极性介质与非级性介质混合后，函数关系更为明显。本文以油（石油或石油产品）水混合（乳化）液的介电常数与其混合比的函数关系进行分析，并粗略介绍短波法油中含水监测仪的原理及应用。     

基于VC++的介质复介电常数变温测量系统软件设计

本文针对介质电参数测量自动化与精确化的需要,综述了高Q谐振腔法测量介质复介电常数的基本方法,设计了一套基于VC 的、可兼容多种矢量网络分析仪与多种形式谐振腔的介质复介电常数变温测量软件系统,并论述了具体的开发设计过程.利用不同的方法测量多组介质片对软件进行测试,测量结果表明,该方法可以提高测量效率和精度,为介质复介电常数测量提供了一种有效的手段.     

汽轮机内湿蒸汽两相流介电性质研究

将电介质的复介电常数与其静介电参数、交变电场频率的关系引入Maxwell-Wagner非均质电介质理论,建立湿蒸汽等效复介电常数模型,得到饱和水、干饱和蒸汽和湿蒸汽的复介电常数随波长和温度的变化。饱和水复介电常数的实部随波长增加、温度降低而变大,当波长较大时,实部趋于静介电常数,当波长较小时,实部趋于常数,与温度无关;其虚部随波长增加先变大后减小,随温度降低而变大,当波长较小或较大时,虚部趋于0。干饱和蒸汽复介电常数的实部随波长增加、温度升高而变大,当波长较小或温度较低时,实部趋于1;其虚部随波长增加先变大后减小,随温度升高而变大,当波长较小或较大或温度较低时,虚部趋于0。湿蒸汽的复介电常数和干饱和蒸汽规律相近,当湿度增加时,实部和虚部均变大,而且温度越高,数值越大。     

全部填充波导法测量介电常数

介绍全部填充波导法测量电介质介电常数的基本原理，在自行研制的微波自动测量线的基础上，实现介电常数计算机辅助测量。并对该方法的误差源作了进一步的分析。为验证该系统的精确性，结果证明该系统测量过程直观形象、快速稳定、精度较高、为微波实验教学及实际应用创造了良好条件。     

复介电常数在绝缘子污秽检测中的应用

根据微波辐射特性，提出了一种新的污秽检测方法，该方法利用污秽物的复介电常数特性作为主要参数之一来测量污秽等级。分析了污秽复介电常数与辐射亮温的关系，并利用微波波导测量法测量了实验室制备的各种不同含水含盐的污秽物的复介电常数，研究了介电常数的实部和虚部与含水量、盐度的关系，给出了污秽辐射亮温与盐度的关系。实验研究结果表明污秽物复介电常数的实部与含水量、虚部与盐度存在确定关系，这为利用微波辐射计检测污秽物的性质提供了可能和实验依据。     

适用于测量薄片材料复介电常数的改进TE01n腔法

本文提出一种适用于测量薄片材料复介电常数的改进TE01n谐振腔法.本方法将待测样品从短路活塞处抬高,即在待测薄片样品下面垫上已知复介电常数材料,以提高测量系统的灵敏度;如有必要也可以在待测薄片样品的上面压上一块已知复介电常数材料,提高样品材料的平整度,以减少空气隙带来的误差.文章推导了TE01n腔测量多层介质的理论计算公式,只要知道垫片和压块介质材料的复介电常数,通过实验测量和软件计算,就可以求得中间待测薄片的复介电常数.运用这种改进方案,我们对几种样品进行了测量,取得了较满意的结果.     

新型高储能密度聚合物基绝缘材料

新型高储能密度聚合物基绝缘材料由于应用潜力巨大,在近些年来发展速度很快。本文简单介绍该材料的重要性,解释电介质材料的储能机理、介电常数、电位移、击穿场强与储能密度之间的关系,以及计算储能密度和充放电效率的方法,然后分别对聚合物电介质和复合电介质材料研究进展进行概述,重点讨论材料的制备策略、加工工艺、微观/宏观机理分析和性能表征,并在文章最后对高储能密度聚合物基绝缘材料进行总结和展望。     

纳米SiO2添加对乙丙橡胶相对介电常数和电导特性的影响

为了明确纳米SiO2添加对乙丙橡胶绝缘相对介电常数和电导特性的影响,使用熔融共混法制备了含不同质量分数纳米SiO2的乙丙橡胶复合电介质,分析了纳米颗粒在乙丙橡胶基体中的分散特性,以及纳米颗粒与乙丙橡胶基体的键合性质,测量了乙丙橡胶纳米复合电介质的相对介电常数以及不同温度和电场下的稳态电流,分析试样的电导特性.结果表明:当纳米SiO2质量分数为0.5％时,在乙丙橡胶中的分散性最好,低浓度掺杂形成的位阻作用,降低了乙丙橡胶分子链段及其侧基链段的活动能力,纳米复合电介质中的界面效应明显,介电常数、电导率降低,空间电荷注入的阈值场强提高,绝缘性能得到明显提升.随着质量分数提高,纳米颗粒与乙丙橡胶基体之间的界面效应减弱;当纳米SiO2质量分数为2.5％、5.0％时,掺杂形成的团聚使纳米复合电介质的介电常数增大,电导率提高,空间电荷注入的阈值场强降低.纳米SiO2添加带来的界面效应是影响乙丙橡胶纳米复合电介质性能的关键因素.     

地表相对介电常数实时监测系统设计

在雷暴云定位中，地表相对介电常数的测量至关重要。为解决地表介质连续监测难的问题，分析同面极板电容传感器测量原理，建立同面极板电容传感器理论模型，结合实际地表监测应用环境，完成传感器设计；引入电介质的德拜弛豫关系，研究契合地表介质测量的最佳驱动信号频率；设计信号调理电路，进行温湿度补偿，利用最小二乘法线性拟合最佳数据匹配函数，提高测量精度。实验结果表明，该系统测量误差小于5%，能够有效的对地表相对介电常数进行实时监测。     

高储能PVDF基纳米复合材料研究进展

随着电子技术的不断进步,目前商业化应用最为广泛的双向拉伸聚丙烯（BOPP）因其较小的储能密度已不能满足电子产品的要求。在众多可作为电介质薄膜的材料中,聚偏氟乙烯（PVDF）基纳米复合材料因其介电常数高、加工性能好等优点受到广泛关注。本文在介绍电介质复合材料理论模型的基础上系统综述了目前PVDF基纳米复合材料的主要制备策...     

同轴谐振腔测量片状介质材料的介电常数

基于同轴谐振腔,提出一种测量低损耗片状介质材料相对介电常数的方法。结合麦克斯韦方程组和电磁场边界条件,分析部分填充介质的同轴谐振腔内TEM谐振模,推导填充介质同轴谐振腔的本征方程。采用多项式拟合法简化计算模型。本文通过计算分析,设计一个空腔工作频率在1.8183 GHz的同轴谐振腔进行研究。在HFSS电磁仿真软件中进行仿真分析,研究填充介质材料的厚度和放置高度对测量结果的影响,仿真测量结果与理论模型结果一致。在实验中搭建测量系统实现全自动测量。实验测量同轴谐振腔空腔的谐振频率为1.8183 GHz。对FR4介质材料的相对介电常数进行测量。经过多次测量表明测量系统稳定性良好。实验结果符合实际标称值,与仿真误差小于5%,证明该方法的可行性和准确性。     

磁化铁氧体电磁参数的测试

为研究微波铁氧体器件,需要获知磁化后铁氧体的电磁性能参数。以具有高磁晶各向异性场的六角晶型铁氧体为材料,在22-40GHz的频率范围内对磁化后材料的共极化和交叉极化透射系数进行了测试,然后采用数值仿真透射系数与实验测试结果拟合的方法,得到了磁化六角晶型铁氧体的各向异性场H0为1095kA／m,共振线宽AH为7．5kA／m,饱和磁化强度Ms为160kA／m和在Ka频段时的介电常数ε约为22．1。结果表明六角晶系铁氧体具有高磁晶各向异性场,借助这些已获知的电磁参数,就可以使用此种材料进行微波铁氧体器件的研究与设计。     

材料性质对介质阻挡放电特性的影响

选取三种典型的介质材料：玻璃、环氧、聚四氟乙烯，通过试验研究它们的放电特性和介质厚度对放电特性的影响。结果表明阻挡层介质材料的选取对介质阻挡放电的特性有较大影响。试验和分析结果还显示了这样的规律，即选用介电常数较大、厚度较薄的材料容易产生强烈的放电。在理论上对这一试验结果给出了合理的解释．     

Mode‐matching analysis of a spit‐circular cavity resonator for measurement of the dielectric constant for film on a substrate

In this paper, we apply the mode‐matching technique (eigenmode expansion) to formulate an analytical model for a split cylindrical cavity resonator with a thick ceramic film layer sandwiched between two‐layer alumina substrates. We then compute the resonant frequencies with the TE₀₁₁ mode with an eigenvalue problem approach using the model formula. The quality factor (Q ‐factor) of the resonator is also calculated by applying the perturbation method to the analytical model. The validity of the proposed analytical technique is confirmed by applying this method to the estimation of permittivity of thick films as an inverse problem. Ceramic films (2 µm thickness) were synthesized using a chemical solution method onto 200‐µm‐thick, 50‐mm‐diameter alumina substrates. The complex permittivity of the films was then determined using the TE₀₁₁ mode split cylindrical cavity resonator in the 10‐GHz band. The extent of the edge effect at a sample insertion space was evaluated by comparing the estimated results through TE wave analysis using the mode‐matching method when the transverse resonance technique and the perturbation method were applied to calculate the resonant frequency and the dielectric Q ‐factor. The results obtained indicate that a difference of 0.153% in the permittivity of the alumina substrate causes differences of 6.10 and 3.75% in the measured permittivity and loss tangent, respectively, of 2‐µm‐thick ceramic film with a permittivity of ∼50. Differences in permittivity and loss tangent were more pronounced with thinner films. It was also confirmed that the estimated results for permittivity and the loss tangent values of these ceramic films were affected by the estimated permittivity value of the alumina substrate. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

倒置微带贴片谐振器测量汽轮机湿度的研究

汽轮机蒸汽湿度的在线测量,对汽轮机的安全、经济运行具有重要的理论意义和实用价值。根据微扰法的基本理论,提出一种结构简单、灵敏度高的倒置微带贴片谐振器,实现汽轮机湿度的准确在线测量。湿蒸汽的湿度变化反应为谐振器介质层介电常数的变化,根据微带贴片谐振器的基本原理,仿真计算不同介电常数下的谐振频率,得到其变化关系曲线;讨论样本厚度、基质厚度和基质介电常数对频率偏移量的影响;设计微带贴片谐振器模型,并分别在HFSS和CST软件下进行仿真。研究及仿真结果表明,微带贴片谐振器模型适用于汽轮机蒸汽湿度的在线测量,蒸汽湿度每变化1%,谐振器频偏约为18 k Hz,约为微带缝隙谐振器频偏的3.6倍,有利于蒸汽湿度的准确测量。     

变压器油纸绝缘系统低频介电参数方程

油纸绝缘系统频域介电谱的低频部分更有利于诊断、评估绝缘系统的老化状态与水分含量,为了将频域介电响应法更好地应用到工程中,针对变压器油纸绝缘系统低频激励下的介电响应进行了研究。首先分析了绝缘电介质(油隙、油浸纸)在低频激励下的电极极化过程,进而提出以电导率、离子迁移率等为参量的绝缘电介质的介电参数方程;然后基于变压器油纸绝缘系统的XY几何等效模型,构建变压器油纸绝缘系统低频介电参数方程;最后通过试验对所构建的介电参数方程进行验证。研究结果表明:油纸绝缘系统介电参数计算值与试验值相符合,建立的介电参数方程能够有效地表征变压器油纸绝缘系统频域介电响应低频部分的介电参数。     

聚丙烯薄膜相对电容率和介质损耗因数测试方法对比试验研究

电容器用聚丙烯薄膜属非极性材料,相对电容率εr低、介质损耗因数tanδ小,厚度薄,具有一定的吸附性,因此,在测试过程中受外界的影响较为敏感,要准确地测试其εr和tanδ是非常值得研究的。本文通过对多种测试电极、测试方法的对比研究试验,得出了相互间测试结果的差异,并对差异性的原因进行分析,有利于各测试方法的对比和数据分析。     

基于FPGA的金属异物检测系统设计

针对现有检测设备在产品效应影响下灵敏度低、误报率高等问题,设计研制了基于FPGA的金属异物检测系统。文章分析了平衡线圈传感器的原理,提出平衡补偿算法实现传感器自动平衡,使用高频激励对金属信号进行调制,在FPGA中实现锁定放大器来对接收信号进行解调,提高了信噪比。采用互相关算法对传感器输出信号进行处理,拟合产品学习数据得到产品的特征相位,分辨产品信号和金属信号。试验结果表明系统具有较高的灵敏度,在强产品效应下能有效检测金属异物。     

Effects of Processing Conditions on the Dielectric Properties of CaCu<Subscript>3</Subscript>Ti<Subscript>4</Subscript>O<Subscript>12</Subscript>

There have been a number of recent reports of anomalously large permittivities (ε _r ≈ 10⁴) in the material CaCu₃Ti₄O₁₂. The dielectric spectra is characterized by a large, relatively temperature independent permittivity near room temperature which exhibits a dielectric relaxation above 100 K. The crystal structure of CaCu₃Ti₄O₁₂ can be described as pseudo-perovskite with a cubic unit cell with a lattice constant of 7.391 Å. The ubiquitous occurrence of this dielectric behavior in ceramics, single crystals, and thin films suggests that the polarization is not related to a simple conducting grain/insulating grain boundary-type system. While the precise origin of the dielectric response is not entirely clear, in this work it is shown that processing conditions have a significant influence on the room temperature dielectric properties. Specifically, the permittivity and loss exhibit a strong dependence on the oxygen partial pressure and sintering time. In fact, studies of the effects of sintering time and supporting evidence from capacitance-voltage measurements conclusively show that there is no direct relationship between the permittivity and grain size, as is the case in classical boundary layer systems. Lastly, with aliovalent doping the room temperature dielectric properties can be optimized to provide a high permittivity (ε _r ～ 8,000) dielectric with relatively low loss (tan δ < 0.05 at 1 kHz).     

圆柱腔复介电常数高温测试系统

围绕微波介质材料复介电常数高温测试关键技术进行系统设计,利用圆柱腔精确场解法实现材料介电性能变温特性测试。设计了TM_(010)模圆柱谐振腔,采用快速移动平台和感应加热技术,搭建了变温测试系统,实现了915 MHz,最高1 400℃的复介电常数快速自动化测试。针对测试系统受热后对测试结果的影响,提出了实时变温校准技术,减小了夹具介电波动引入的误差。以熔融石英为例进行重复性测试并与已有文献作对比,结果表明介电常数和损耗角正切高温下测试偏差分别在2%和6%以内。