Цилиндрический резонатор с радиальной полостью для определения комплексной диэлектрической проницаемости столовых вин

Abstract

Предложен метод измерения комплексной диэлектрической проницаемости для малого объема (порядка 1 мл) сильно поглощающей жидкости в миллиметровом диапазоне длин волн. Метод основан на использовании резонансной ячейки в виде цилиндрического резонатора с радиальной полостью, заполненной исследуемой жидкостью. Получено характеристическое уравнение, позволяющее с использованием экспериментальных данных (резонансной частоты и добротности) и комплексной диэлектрической проницаемости жидкости, принятой за стандартную, получить значение комплексной диэлектрической проницаемости измеряемой жидкости. Определены оптимальные размеры резонатора, спектральные параметры и рабочая мода колебаний для определения комплексной диэлектрической проницаемости сильно поглощающей жидкости, заполняющей радиальную полость резонансной ячейки. Данный метод использован для определения комплексной диэлектрической проницаемости различных образцов столовых вин. Получены и проанализированы коэффициенты парной корреляции комплексной диэлектрической проницаемости вина с его физико-химическими показателями.

Запропоновано метод вимірювання комплексної діелектричної проникності для малого об’єму (порядку 1 мл) сильно поглинаючої рідини в міліметровому діапазоні довжин хвиль. Метод засновано на використанні резонансної комірки у вигляді циліндричного резонатора з радіальною порожниною, яка заповнена рідиною, що вимірюється. Здобуто характеристичне рівняння, яке дозволяє з використанням експериментальних даних (резонансної частоти та добротності) і комплексної діелектричної проникності рідини, що прийнята за стандартну, здобути значення комплексної діелектричної проникності рідини, що вимірюється. Визначено оптимальні параметри резонатора, спектральні параметри й робоча мода коливань для виміру комплексної діелектричної проникності рідини, що заповнює радіальну порожнину резонаторної комірки. Даний метод використовується для визначення комплексної діелектричної проникності різних зразків столових вин. Здобуто та проаналізовано коефіцієнти парної кореляції комплексної діелектричної проникності вина з його фізико-хімічними показниками.

The complex permittivity measurement method for small volume (of order of 1 ml) of high loss liquid at millimeter wave band was proposed. The method was based on the use of a resonance cell as a cylinder resonator with radial cavity filled with liquid under test. The characteristic equation that allows obtaining the complex permittivity of the liquid under test was determined by the use of experimental data (resonant frequency and Q-factor) and complex permittivity of the liquid taken as standard. The optimal resonator sizes, spectral parameters and the operating oscillation mode were determined to obtain complex permittivity of the high loss liquid that fills the radial resonator cavity. The given method was used for complex permittivity determination of various samples of table wines. The paired correlation coefficients of the complex permittivity of wine with its physical-chemical parameters were obtained.