М. П. Кунденко, О. Ю. Єгорова, І. М. Шинкаренко, І. І. Бородай, О. М. Кунденко. Measurement of dielectric permeability of biological substances.

web-mnau

УДК 614.89:537.868

DOI: 10.31521/2313-092X/2018-3(99)-15

М. П. Кунденко
О. Ю. Єгорова
І. М. Шинкаренко
І. І. Бородай
О. М. Кунденко
Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка

Для виміру електрофізичних параметрів речовин найбільше поширення отримали резонансні методи в зв’язку  з високою точності отримуваних результатів. Основна ідея усіх резонансних методів полягає в спостереженні резонансних кривих коливального контура, в який поміщений зразок досліджуваної речовини. Проведений аналіз робіт показав, що точність вимірів діелектричної проникності залежить від стабільності частоти генератора і добротності вимірювального резонатора. Апаратура, призначена для виміру змін діелектричних параметрів рідини повинна забезпечувати не лише необхідний рівень потужності, що підводиться, і частоти сигналу, але і задовольняти високим вимогам по стабільності частоти, мірі пригнічення дискретних складових в спектрі вихідного сигналу, габаритам, надійності, економічності і терміну служби.

Розширена анотація
Мета. Провести аналіз відкритої резонансної системи для зміни діелектричної проникності рідкого середовища з мікрооб’єктами тварин і визначити її необхідні параметри з урахуванням геометричних і електрофізичних параметрів мікрооб’єктів.
Методологія При дослідженні стану біологічних об’єктів, що перебувають під впливом різних фізичних факторів, велике значення має вибір методу для контролю стану біологічних об’єктів в даний момент. Таким чином, для виміру параметрів біологічних об’єктів можна застосовувати наступні методи: світлові, теплофізичні, електрофізичні, фізико-хімічні. Із численних методів виміру параметрів біологічних об’єктів уваги заслуговують діелькометричні методи. Метод високочутливої системи діелькометрії в технологічному процесі кріоконсервації мікрооб’єктів тварин можливо на основі частотного автопідстроювання частоти генератора до частоти високодобротного вимірювального резонатора з мікрооб’єктами тварин. Для стабілізації частоти генератора доцільно використовувати діелектричний резонатор з коливаннями «шепочуючої галереї».
Результати. Проведена перевірка вірогідності теоретичних підходів і моделей, що описують процес впливу низькоінтенсивних акустичних коливань на мікрооб’єкти тварин у технологічному процесі їх кріоконсервації. У результаті експериментальних досліджень установлено, що по мірі зменшення відстані між дзеркалами резонатора, дифракційні втрати зменшуються й росте, досягаючи при L/R <0,4 значення 0,96, склало значення – 0,033 мм.
Оригінальність. Вперше удосконалені теоретичні дослідження з визначення параметрів відкритої резонансної системи для виміру діелектричної проникності кріоконсервуючого середовища з мікрооб’єктами тварин, які відрізняються від існуючих тим, що враховують геометричні й електрофізичні параметри мікрооб’єктів тваринництва та набула подальший розвиток теорія аналізу частотних характеристик лейкосапфірового резонатора в діодних генераторах міліметрового діапазону, яка відрізняється від відомих тим, що в ній враховані параметри діодів і досліджений ряд параметрів генератора: коефіцієнт стабілізації частоти, смуга перебудови частоти.
Практична цінність. Визначення оптимальних параметрів акустичних коливань для впливу на мікрооб’єкти тварин перед їх кріоконсервацією необхідно проводити по зміні ДП кріоконсервуючого середовища резонаторним способом з використанням розробленої установки на основі відкритих резонаторів, утворених сферичним і плоским дзеркалами, з параметрами: апертура дзеркал 60 мм; радіус кривизни сферичного дзеркала 110 мм; відношення L/R=0,579; відстань від осі дзеркал до щілин зв’язку 9,4 мм; резонансна частота 74,278 ГГц; навантажена добротність резонаторів Q=4120. Посилання – 9, рисунків – 3.

Ключові слова: діелектрична проникність, резонатор, коливання, частота, збудження, хвилевід, виміри.

Measurement of dielectric permeability of biological substances. (текст статті)

Measurement of dielectric permeability of biological substances. (анотація)

Список використаних джерел:

  1. HramenetskyiE. M. Pryzhyznennaiaokraskakletokytkanei / E. M. Hramenetskyi. – L.: Medyzd, 1963. – 161 s.
  2. Shwan N. R. Microwave radiation: biophysical considerations and standards criteria / H. P Shwan // IEEE Trans. Biomed End, 1972. – Vol. 19. – № 4. – P. 304-312.
  3. Kundenko N. P. Osobennosty rasprostranenyia ultrazvuka v byolohycheskoi srede / N. P. Kundenko // Visnyk TDATU.– – Vyp. 11. – Tom 4. – S. 181-186.
  4. Kundenko N. P. Akustycheskaia tekhnolohyia v tekhnolohycheskom protsesse vosproyzvodstva zhyvotnыkh / N. P. Kundenko, A. D. Cherenkov // Visnyk TDATU. – 2012. – Vyp. 2. – Tom 1. – S. 232-240.
  5. Kundenko N. P. Zastosuvannia akustychnykh poliv v silskomu hospodarstvi / N. P. Kundenko // Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka. – 2010. – Vyp. 102. – S. 123-124.
  6. Kundenko N. P. Yssledovanyia kryokonservatsyy mykroobъektov krupnoho rohatoho skota / N. P. Kundenko // Visnyk natsionalnoho tekhnichnoho universytetu “KhPI”. – 2011. – Vyp. 34/2012. – S. 156-160.
  7. Kundenko N. P. Analyz systemы kontrolia za obrabotkoi mykroobъektov zhyvotnыkh akustycheskymy kolebanyiam / N. P. Kundenko // Эnerhosberezhenye. Эnerhetyka. Эnerhoaudyt. – 2012. – №08/102. – S. 64-68.
  8. Kundenko N. P. Yssledovanye otkrыtoi rezonansnoi systemы s otrezkom kruhloho volnovoda / N. P. Kundenko, A. D. Cherenkov // Vostochno-Evropeiskyi zhurnal peredovыkh tekhnolohyi. – 2012. – № 3/5 (57). – S. 11-13.
  9. Kundenko N. P. Yssledovanyia kryokonservatsyy mykroobъektov krupnoho rohatoho skota / N. P. Kundenko // Visnyk natsionalnoho tekhnichnoho universytetu “KhPI”. – 2011. – Vyp. 34/2012. – S. 156-160.

М. П. Кунденко, О. Ю. Єгорова, І. М. Шинкаренко, І. І. Бородай, О. М. Кунденко. Вимірювання діелектричної проникності біологічних речовин.

Для виміру електрофізичних параметрів речовин найбільше поширення отримали резонансні методи в зв’язку  з високою точності отримуваних результатів. Основна ідея усіх резонансних методів полягає в спостереженні резонансних кривих коливального контура, в який поміщений зразок досліджуваної речовини. Проведений аналіз робіт показав, що точність вимірів діелектричної проникності залежить від стабільності частоти генератора і добротності вимірювального резонатора. Апаратура, призначена для виміру змін діелектричних параметрів рідини повинна забезпечувати не лише необхідний рівень потужності, що підводиться, і частоти сигналу, але і задовольняти високим вимогам по стабільності частоти, мірі пригнічення дискретних складових в спектрі вихідного сигналу, габаритам, надійності, економічності і терміну служби.

Ключові слова: діелектрична проникність, резонатор, коливання, частота, збудження, хвилевід, виміри.

M.Kundenko, O.Egorova, Shinkarenko, I.Boroday, A.Kundenko. Measurement of dielectric permeability of biological substances

For measurement of electrophysical parameters of substances the greatest distribution was gained by resonant methods owing to high precision of the received results. The main idea of all resonant methods consists in observation of resonant curves of an oscillatory contour in which the sample of the studied substance is placed. The carried-out analysis of works has shown that the accuracy of measurements of dielectric permeability depends on stability of frequency of the generator and good quality of the measuring resonator. The equipment intended for measurement of changes of dielectric parameters of liquid has to provide not only the necessary level of the brought power and frequency of a signal, but also to meet high requirements for stability of frequency, extent of suppression of discrete components in a range of an output signal, to dimensions, reliability, profitability and service life.

Key words: dielectric permeability, resonator, fluctuations, frequency, excitement, wave guide, measurements.

Повернутися до змісту

kundenko.pdf
Size: 0.33
Download Now!311 Downloads