[发明专利]化学物质复介电常数测量装置的尺寸确定方法以及测量装置

说明书

本发明公开了一种化学物质复介电常数测量装置的尺寸确定方法以及测量装置，所述方法包括：S101、计算腔体本体不同尺寸时腔体内部材料所对应的S参数的单调性，以确定单调性曲线变化最优的尺寸；S102、以单调性最优的尺寸所对应的腔体本体为模型制作腔体本体；S103、使腔体本体与矢网分析仪连接；S104、选取介电常数实部参数集合内的接近最小值的一个介电系数其对应的物质作为第一物质，选取靠近最大值的一个介电系数其对应的物质称之为第二物质，将该第一物质及第二物质独立的放入所述制作成型的腔体本体中，以分别测量所述第一物质及第二物质的S参数并对比；S105、若对比后的误差小于一预定值时，则将该腔体本体视为最佳尺寸的腔体本体。

技术领域

本发明涉及一种化学物质复介电常数测量装置的尺寸确定方法以及测量装置。

背景技术

在微波与各种溶液的作用过程中，溶液中的等效复介电常数可以说是其中最重要的一 个参数，但是由于化学反应本身非平衡的特点，并没有明确的公式计算介电常数，因此通 过实验测量的办法是现在的主流方法。传统的测量方法也有多种，但都由于其自身的特点， 有一定的局限性。比如谐振腔微扰法，要求腔体本身的品质因数Q要比较高，而且样品体 积比较小才能做到准确的测量。再比如终端短路法最大的问题是计算非常复杂，往往还涉 及到超越方程的求解。后来探究出的自由空间法，通常利用天线来完成测量，但由于其对 样品本身有一定要求，如要求样品相对面积较大且双面平行来防止波的绕射，因此也有其 缺点。

在化学物质复介电常数测量过程中，测量装置是影响测量结果的一个非常重要的因 素。首先需要考虑使得测量装置的测量腔体能够尽可能的小，因为经过测量的物质才测量 后或多或少都有污染，因此基本上测过的物质都不能再继续使用，因此体积小的腔体能够 较少对样品的浪费。此外，更为最重要的，由于后续的测量计算过程中需要使用神经网络 来对测量数据做反演计算，因此需要使得介电常数与S参数的对应曲线尽可能少的存在多 值段。综上，如果使得测量装置的测量腔体尺寸既能尽可能的小又能尽能尽可能的避免出 现多值段，成为亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种化学物质复介电 常数测量装置的尺寸确定方法以及测量装置，所述通过尺寸确定方法而获得的测量腔体尽 可能的缩小测量腔体尺寸又能尽可能的避免出现多值段，所述测量装置通过其测量腔体与 矢网分析仪结合以读取受体内化学溶液的S参数，以便于后续结合FDTD数值计算方法和 神经网络作为核心算法，用以测量溶液或者粉末等物质的等效复介电常数，并将测量装置 用USB数据线与PC端实现数据通信。该测量腔体与矢网分析仪结合结构简单，便于安装， 测量S参数时不会有探针插入物质内部的情况，因此对样品本身性质影响小，也不会存在 探针被腐蚀而影响测量结果的情况。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种化学物质复介电常数 测量装置的腔体本体尺寸确定方法，包括以下步骤：

S101、计算腔体本体不同尺寸时腔体内部材料所对应的S参数的单调性，以确定单调 性曲线变化最优的一个测量装置所对应的尺寸，其中，所述尺寸包括腔体本体的高度、腔 体本体的相对壁之间的直线距离；

S102、以单调性最优的尺寸所对应的腔体本体为模型，制作腔体本体；其中，所述制 作成型的腔体本体的一端为具有开口的开口端，远离所述开口端的一端为具有底壁的封闭 端；

S103、使制作成型的腔体本体与矢网分析仪连接，其中，使一同轴导体馈线的第一端 与所述矢网分析仪导电连接，使所述同轴导体馈线的第二端穿过所述封闭端的底壁探入至 所述腔体本体内；