Использование двух экспресс-методов идентификации воды природных источников в миллиметровом диапазоне волн

Abstract

Каждый из многочисленных диэлектрометрических методов имеет свои ограничения по использованию, а именно: агрегатное состояние вещества, диапазон электромагнитного спектра используемых частот, величины диэлектрической проницаемости и электромагнитных потерь в веществе и т. д. В частности, в настоящее время ограничены возможности экспресс-методов диэлектрометрии жидких веществ с большими потерями в миллиметровой (мм) области электромагнитного спектра. Новые возможности в этой области открываются при продвижении капиллярно-волноводного метода в коротковолновую область мм диапазона и при использовании предлагаемого метода колеблющейся струны. Показано, что эти методы позволяют проводить определение действительной составляющей диэлектрической проницаемости в сильно поглощающих жидкостях, которыми являются слабые водные растворы. Идентификационными параметрами в капиллярно-волноводном методе выбрана амплитуда измеряемого резонансного сигнала, а в методе колеблющейся струны – длина волны в исследуемой жидкости, в данном случае образцов воды, взятых из некоторых источников Харьковского региона. Установлено высокое значение корреляции индентификационных параметров этих двух методов, что подтверждает эффективность и достоверность использования этих экспресс-методов для индентификации жидкостей с высокими электромагнитными потерями в мм диапазоне длин волн. Показана возможность использования предлагаемых методов для экспресс-идентификации слабых водных растворов, например фармакологических препаратов, виноматериалов и т. д.

Кожен з численних діелектрометричних методів має свої обмеження з використання, а саме: агрегатний стан речовини, діапазон електромагнітного спектра частот, що використовуються, величини діелектричної проникності й електромагнітних втрат в речовині і т. д. Зокрема, на сьогодні обмежено можливості експрес-методів діелектрометрії рідких речовин з великими втратами в міліметровій (мм) області електромагнітного спектра. Нові можливості в цій області відкриваються при просуванні капілярно-хвилеводного методу в короткохвильову область мм діапазону та при використанні запропонованого методу струни, що коливається. Показано, що ці методи дозволяють проводити визначення дійсної складової діелектричної проникності в сильно поглинаючих рідинах, якими є слабкі водні розчини. Ідентифікаційними параметрами в капілярно-хвилеводному методі обрано амплітуду вимірюваного резонансного сигналу, а в методі струни, що коливається, – довжину хвилі в досліджуваній рідині, в даному випадку зразків води, взятих з деяких джерел Харківського регіону. Встановлено високе значення кореляції ідентифікаційних параметрів цих двох методів, що підтверджує ефективність і вірогідність використання цих експрес-методів для ідентифікації рідин з високими електромагнітними втратами в мм діапазоні довжин хвиль. Показано можливість використання пропонованих методів для експрес-ідентифікації слабких водних розчинів, наприклад фармакологічних препаратів, виноматеріалів і т. д

Each of the numerous dielectric methods has its limitations on use, namely, the aggregate state of the substance, the range of electromagnetic spectrum of used frequencies, the quantities of dielectric permittivity and electromagnetic losses in the substance, etc. In particular, the opportunities of expressmethods of dielectrometry of liquid substances with high losses in the millimeter (mm) range of the electromagnetic spectrum are currently limited. New features in this area are opened when advancing the capillary-waveguide method to shorter wavelengths mm range and when using the proposed method of the vibrating string. It is shown that these methods allow to conduct the determination of the real component of the permittivity in the strongly absorbing liquids (weak aqueous solutions). As identification parameters in the capillary-waveguide method, the amplitude of measured resonance signal is selected, and in the method of the vibrating string the wavelength in the test liquid is selected (in this case, the water samples were taken from some sources of the Kharkov region). The high value of correlation of the identification parameters of these two methods, which confirms the efficiency and authenticity of the use of these express-methods for identification of liquids with high electromagnetic losses in mm wavelength range is set. It is shown that the proposed methods for rapid identification of weak aqueous solutions, for example, pharmacological preparations, wine materials, etc can be applied.