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

基本信息

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

项目摘要

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种系统，通过使用微波测量复介电常数，可以轻松、无损地测量从极地冰盖中挖掘出的冰芯中所含的杂质含量。分析冰芯中所含的酸和盐杂质对于了解冰形成期间的工业污染和全球环境至关重要。然而，当使用化学分析进行此类分析时，需要花费大量的精力和时间，因此我们进行了这项开发研究，作为一种替代的、简单且高效的分析方法。我们的研究结果是，我们使用带针孔的空腔谐振器成功测量了介电常数的实部，空间分辨率约为 2 mm。然而，介电常数的测量分辨率高达1左右，并且无法检测介电常数的虚部。提高测量分辨率和测量虚部是未来的问题。该研究是按照以下步骤进行的。首先，创建带有针孔的空腔谐振器作为测量传感器，并使用微波信号源、锁定放大器和检测二极管构建测量系统。为了使测量系统适用于任何物质，使用聚四氟乙烯、石英和多种有机物质作为待测样品对系统进行了校准。使用冰芯进行实际测量是未来的挑战。