Кириченко А Я, Кривенко Є В, Луценко В І

Інститут радіофізики та електроніки ім А Я Усикова НАН України вул Ак Проскури, 12, м Харків, 61085, Україна тел: (057) 7448593, e-mail: lutsenko@irekharkovua

Анотація – Розглянуто можливість порушення коливань шепоче галереї за допомогою ємнісний щілини у відкритому циліндричному резонаторі Досліджено структуру поля і оптимізовано розташування елемента запіткі резонатора Отримані результати становлять інтерес при розробці пристроїв вимірювання вологості природного газу

I                                       Введення

Одним з найважливіших параметрів природного газу є його вологість Надійне і точне вимірювання вмісту води в газі дозволяє вирішити ряд комерційних завдань при його транспортуванні Однак протягом багатьох років ця задача насилу піддається вирішенню і лише останнім часом намітилися певні перспективи, повязані з використанням методів діелектрометрії При створенні вимірників вологості природного газу шляхом вимірювання діелектричних характеристик транспортується по трубопроводу робочого середовища актуально рішення задачі розробки резонаторів і методів їх заживлення, які могли б достатньо просто вписуватися своїм конструктивом в розрив магістрального трубопроводу і забезпечували можливість вимірювання характеристик безпосередньо під тими тисками, при яких здійснюється транспортування газу в трубопроводах (приблизно

7,5 Мла) і подача з підземних сховищ газу (ПСГ) (8-16МПа) У даній роботі зроблена спроба вирішення цього завдання

II                              Основна частина

Обєктом дослідження був циліндричний відкритий резонатор Він був виконаний у вигляді відрізка труби кругового перерізу, відкритої з обох кінців і мав зовнішній діаметр 2Ro = 110мм і внутрішній 75мм, висоту 80мм У центрі бічної стінки резонатора розташовувався звужений по широкій стінці прямокутний хвилевід размерамі03 * 7,2 мм ^, який міг повертатися щодо своєї осі У такому резонаторі збуджувалася EH ^ ^ q мода коливань (Н – хвиля), що залежить від часу пропорційно множнику ехр (- / ® t), де ® – власна частота резонатора, т – азимутний індекс, який становив 22-25 Добротні коливання в таких резонаторах обумовлені сильним відображенням хвилеводних хвиль від відкритих решт резонатора, причому втрати на випромінювання виявляються малими [1] Дослідження проводилися на коливаннях «шепоче галереї» Спектр власних частот відкритого циліндричного резонатора виявився більш густий, ніж, наприклад, спектр частково екранованого діелектричного резонатора

Досліджувалося розподіл хвильового поля в обсязі резонатора за допомогою методу малої обурює неоднорідності [2], яка вносилася в поле резонатора Діаметр пробного тіла становив близько 4мм, всі вимірювання проводилися в смузі частот 29,3-37ГГц Зміна амплітуди А резонансного відгуку при внесенні в полі коливань пробного тіла, приведене до його найбільшому значенню Атаху, дозволяє судити про амплітуді резонансного поля в обраній точці на криволінійної поверхні ДР Як приклад на рис 1а наведено розподіл поля А по аксіальної координаті X для різних азимутальних кутів 6> = 0 45 ° 90 ° 135 ° 180 °, а на рис1б розподіл поля по азимуту для аксіального перерізу

Рис 1 Розподіл поля власних коливань відкритого циліндричного резонатора

/ = 3222/Тг |,« = 248

Fig 1 Allocation fields of characteristic vibrations in tlie open cylindrical resonator /„ = 3222GHz,n = 248

Найбільш високодобротного є коливання на частотах 32-36 ГГц (навантажені добротності і 300-500 1 \ / 1еньшей добротністю володіють коливання на частотах 29-ЗОГГц (добротності «150-300 1 \ / 1аксімальное поле спостерігається в центральній області резонатора – рис1 (зміна амплітуди резонансного відгуку в даній області при внесенні пробного тіла складає і 6dB) У решт резонатора, поле безперервно переходить в поле випромінювання (зміна амплітуди <1.5 <