[发明专利]应力作用下复合材料介电常数测量装置与方法

摘要

本发明公开了一种应力作用下复合材料介电常数测量装置与方法，属于电磁场与微波技术领域。本发明在传统自由空间测量系统的基础上，加入了应力加载机构，改变材料所受应力的大小，材料发生微小形变导致反射波和透射波也会随之变化，这个变化的信号携带着材料的介电信息，通过测量网络反射系数和传输系数随材料所受微应变的变化，可以推导出材料介电常数的相对变化。此外，本发明提出了一种区别于传统自由空间法的测量方法，在材料上加载应力时，材料会发生一定的位移和厚度变化，该变化对S参数的影响远大于材料发生微小形变对S参数的影响，本发明提出的测量方法去除了位移和厚度变化对S参数的影响，能够准确反演材料受力时介电常数的相对变化。

主权项

1.一种应力作用下复合材料介电常数测量装置，包括发射天线、接收天线、应力加载机构、步进电机、第一位移传感器、第二位移传感器、第一矩圆模式转换器、第二矩圆模式转换器、控制计算机以及矢量网络分析仪；所述发射天线通过第一矩圆模式转换器与矢量网络分析仪的第一端口连接，所述接收天线通过第二矩圆模式转换器与矢量网络分析仪的第二端口连接，所述步进电机、第一位移传感器、第二位移传感器、矢量网络分析仪连接控制计算机，控制计算机控制步进电机以改变施加到待测材料上应力的大小，位移传感器和矢量网络分析仪分别将待测材料所发生的微应变以及随加载应力实时变化的S参数传至控制计算机，控制计算机对S参数进行修正，计算出待测材料受应力时介电常数的相对变化；其特征在于：待测材料由应力加载机构夹持，应力加载机构连接步进电机，步进电机连接至控制计算机，控制施加应力的大小；所述待测材料与应力加载机构位处同一中心，发射天线、待测材料、接收天线的中心依次从左到右同轴分布。