マイクロ波複素誘電率走査測定用センサの開発

微波复介电常数扫描测量传感器的研制

• 批准号: 06750002
• 负责人: 藤田 秀二
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750002/
• 关键词: ice; microwave; dielectric; acid; resonator

本研究は、マイクロ波複素誘電率を測定することにより、極地の氷床から掘削される氷床コアの含有不純物量の測定を高分解能で非破壊で簡便に行なうシステムを開発することが目的であった。氷床コアに含まれる酸や塩の不純物の解析は、その氷が形成された年代の産業公害や地球環境を知る上で欠かせないものである。ところがこのような解析に化学分析を行なった場合それにかかる手間と時間は膨大なものであるため、これに変わる簡便高能率解析手法としてこの開発研究を行なった。研究の結果、ピンホール付空洞共振器を用いて空間分解能約2mmで、誘電率実数部を測定することに成功した。しかしながら、誘電率の測定分解能は約1程度と大きく、また、誘電率の虚数部は検知できていない。測定分解能の向上と虚数部の測定は今後の課題である。研究は以下の手順でおこなった。まず、測定センサとしてピンホール付空洞共振器を作成し、マイクロ波信号発信源、ロックインアンプ、検波ダイオードを用いて測定システムを構成した。そして、測定系が任意の物質に適用できるようにするために、テフロン、水晶、それに、複数種の有機物質を被測定サンプルとして用い、システムの校正をおこなった。氷床コアを用いた実測は今後の課題である。

这项研究的目的是开发一个可以测量从高分辨率，无损和方便地测量微波炉复合物介电常数的冰盖岩心岩心中包含的杂质的系统。对冰盖岩心中包含的酸和盐的杂质的分析对于理解冰形成时工业污染和全球环境至关重要。但是，当对这种分析进行化学分析时，所需的精力和时间是巨大的，因此该开发研究是作为一种简单，高效的分析方法进行的，可以以这种方式使用。该研究的结果成功地测量了介电常数的实际部分，并使用带有针孔的空心谐振器，其空间分辨率约为2 mm。但是，介电常数的测量分辨率在约1时大大，并且无法检测到介电常数的假想部分。改进的测量分辨率和测量零件是未来的挑战。该研究是在以下步骤中进行的：首先，作为测量传感器制备了带有针孔的空心谐振器，并使用微波信号源，锁定放大器和检测二极管构建了测量系统。为了使测量系统适用于任何物质，使用特氟龙，石英和多种有机物质作为要测量的样品对系统进行校准。使用冰盖核心的实际测量是未来的挑战。

项目成果

Fujita S.and Mae S.: "Causes and nature of ice sheer radio-echo internal reflections estimated from the dielectric properties of ice" Annals of Glaciology. 20. 80-86 (1995)

Fujita S. 和 Mae S.：“根据冰的介电特性估计的冰层射电回波内反射的原因和性质”《冰川学年鉴》。

Surdyk S.and Fujita S.: "Microwave dielrctric properties of snow:modelling and measurements" Geophysical Research Letters. (印刷中). (1995)

Surdyk S. 和 Fujita S.：“雪的微波介电特性：建模和测量”地球物理研究快报（1995 年）。