一種基于矩形波導的液體介電常數測量方法研究.pdf

1、在微波化學實驗研究中，微波化學反應器是系統的核心部分。在使用波導型微波化學反應器的實驗研究中，多數液相化學反應都是在置于波導中心的試管或燒杯中進行。在液相微波化學反應過程中，實時得到液體的復介電常數對理解化學過程有重要的意義。 通常有很多基于波導的方法可以測量得到液體的復介電常數，例如：波導終端短路法、諧振腔微擾法、波導微擾法等。這些方法都各有優(yōu)點，但用在需要實時得到反應過程中液體的復介電常數時就有些不便，如采用諧振腔微擾法就必

2、須不斷地取樣以測量得到液體的復介電常數，而終端短路法和波導微擾法較適合固體樣品的復介電常數測量。本文基于BJ-22波導系統，通過測量S參數來計算液體復介電常數的方法來解決這個問題。即先測量得到S參數，然后用得到的S參數來計算液體的復介電常數。 首先，在理論上研究了盛滿液體的試管加載的波導系統(二維)S參數的計算，給出了三維情況下利用有限元方法求解電磁場從而獲得S參數的方法。 然后用基于有限元的數值模擬方法來研究實際波導系

3、統中，S參數隨入射波頻率、液體介電常數、液體柱高度等的變化規(guī)律，得到了在這些情況下，試管壁存在對S參數的影響，并討論了波導系統中寬邊和窄邊開口以及試管加載時傾斜角等問題對S參數的影響。在此基礎上設計實驗，可以減小這些問題引起的S參數的測量誤差。 用S參數來計算液體的復介電常數，通常有迭代法和圖解法。迭代法需要CPU時間長、內存大而且可能出現不收斂的情況；而圖解法需要得到幾乎每個頻率點的S參數值才能得到準確的介電常數。 本