Способ изготовления имитатора частицы сыпучего влагосодержащего диэлектрического материала для поверки СВЧ-влагомера

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИМИТАТОРА ЧАСТИЦЫ СЫПУЧЕГО ВЛАГОСОДЕРЖАЩЕГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПОВЕРКИ СВЧ-ВЛАГОМЕРА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Автор Лисовский Владислав Васильевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Способ изготовления имитатора частицы сыпучего влагосодержащего диэлектрического материала для поверки СВЧ-влагомера, в котором на калиброванный шарик из фторопласта последовательно наносят методом вакуумно-плазменного напыления графитовый слой толщиной от 5 до 100 мкм, слой титаната бария толщиной от 10 до 50 мкм и защитный алмазоподобный слой на основе оксида алюминия толщиной от 0,5 до 2,5 мкм,подбирая конкретные толщины указанных слоев для получения комплексной диэлектрической проницаемости готового имитатора, равной при тех же условиях измерения заранее определенной диэлектрической проницаемости аттестованного стандартного образца имитируемого материала с известной влажностью. Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению погрешности воспроизведения номинальной градуировочной характеристики поверяемого экспресс-влагомера твердых сыпучих материалов, основанного на СВЧ-методе, и может найти применение в промышленности и сельском хозяйстве при разработке и серийном производстве СВЧ-влагомеров повышенной точности. Известны способы получения имитаторов влажности для поверки влагомеров 1-3,которые основаны на смешении в определенных пропорциях исходных высокостабильных компонентов и эпоксидного компаунда с последующим формованием смеси в экструзионной установке. Однако технология изготовления таких образцов требует высокой чистоты исходных компонентов, независимости их диэлектрических характеристик от температуры и влажности, а также долговременной стабильности, связанной с истиранием и старением образца, в результате чего они аттестуются на допустимую основную абсолютную погрешность измерения влажности, например, зерна 0,15-0,35 и требуют ежегодной переаттестации. 18569 1 2014.08.30 Как известно, современные СВЧ-влагомеры имеют основную абсолютную погрешность измерения в тех же условиях 0,3-0,5 и по условиям поверки (0,1-0,15 ) не совместимы с данным типом имитаторов. Задачей является получение высокостабильных во времени имитаторов диэлектрических свойств влагосодержащих материалов в сверхвысокочастотном диапазоне. Поставленная задача решается следующим образом. В предложенном способе изготовления имитатора частицы сыпучего влагосодержащего диэлектрического материала для поверки СВЧ-влагомера на калиброванный шарик из фторопласта последовательно наносят методом вакуумно-плазменного напыления графитовый слой толщиной от 5 до 100 мкм, слой титаната бария толщиной от 10 до 50 мкм и защитный алмазоподобный слой на основе оксида алюминия толщиной от 0,5 до 2,5 мкм, подбирая конкретные толщины указанных слоев для получения комплексной диэлектрической проницаемости готового имитатора, равной при тех же условиях измерения заранее определенной диэлектрической проницаемости аттестованного стандартного образца имитируемого материала с известной влажностью. Например, при создании СВЧ-имитаторов влажного зерна в диапазоне 5-35 на шарообразный фторопластовый диэлектрик диаметром 10 мм (соизмеримым с размерами имитируемого объекта контроля), имеющим небольшие потери и диэлектрическую проницаемость, наносятся последовательно методом вакуумного плазменного напыления слои покрытия с известными диэлектрическими свойствами. Первый слой - графитовое покрытие с большими диэлектрическими потерями толщиной 5-100 мкм, затем слой титаната бария с большой диэлектрической проницаемостью (для имитаторов малой влажности окись алюминия) толщиной 10-50 мкм, последним слоем должно быть алмазоподобное покрытие на основе оксида алюминия толщиной 0,5-2,5 мкм для снижения рассеяния и создания долговременной стабильности на истирание. Требуемые диэлектрические свойства, имитирующие влажность материала в заданном диапазоне, получают за счет изменения толщины покрытия вариацией величины высоковольтного напряжения и времени нанесения. Аттестуемая характеристика стандартного образца - значение комплексной диэлектрической проницаемости, соответствующей значению имитируемой влажности, воспроизводимой данным образцом согласно номинальной градуировочной характеристике,утвержденной для каждого типа образцового СВЧ-влагомера. Сами стандартные образцы имитаторы - аттестуются по допустимому отклонению значения комплексной диэлектрической проницаемости, характеризующему свойства реального вещества при данной имитируемой влажности, а также долговременной стабильности их диэлектрических характеристик. Источники информации 1.549724, 1977. 2.773482, 1980. 3.949435, 1982. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.