[发明专利]高温介电损耗特性测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种高温介电损耗特性测量系统，其包括，

微波发生装置，其生成微波；

双定向耦合器，其连接用于测量微波功率的第一功率计，所述第一功率计测量来自微波发生装置的第一入射功率和来自微波加热腔体的反射功率；

微波加热腔体，其配置成接收来自微波发生装置的微波以加热设在腔体内的待测样品，微波加热腔体包括，

输入端，其经由所述双定向耦合器连通微波发生装置以接收微波，

脊波导，其布置在所述微波加热腔体内以承载待测样品，待测样品由透波的保温材料包围，脊波导设有水冷套，

温度传感器，其测量所述待测样品温度数据；

单定向耦合器，其连接用于测量微波功率的第二功率计，所述第二功率计测量来自微波加热腔体的第二入射功率；

处理器，其连接所述第一功率计、第二功率计和温度传感器，

响应于第一功率计和第二功率计测量的功率数据，处理器生成待测样品消耗的微波功率，基于消耗的微波功率和温度数据，处理器生成待测样品的在不同温度下的介电常数。

2.如权利要求1所述的高温介电损耗特性测量系统，其中，优选的，所述微波发生装置包括用于产生微波的固态源和环形器，所述环形器连接水负载。

3.如权利要求2所述的高温介电损耗特性测量系统，其中，所述固态源包括电源和磁控管，所述固态源的额定功率至少2000W。

4.如权利要求1所述的高温介电损耗特性测量系统，其中，所述微波加热腔体包括矩形波导反应器，其在2450MHz工作频率下设有TE10模传输的单一模式。

5.如权利要求1所述的高温介电损耗特性测量系统，其中，双定向耦合器的耦合度40dB。

6.如权利要求1所述的高温介电损耗特性测量系统，其中，待测样品置于石英试管内，带有通气孔的石英试管布置在所述脊波导中心的两脊之间，所述通气孔连通保护气氛以保护待测样品。

7.如权利要求1所述的高温介电损耗特性测量系统，其中，待测样品为固体或液体，待测样品包括SiC、活性炭、焦炭、煤、过渡金属及氧化物、分子筛、水、醇、油或有机溶剂。

8.如权利要求1所述的高温介电损耗特性测量系统，其中，温度传感器包括红外温枪、光纤测温仪或热电偶测温仪，其温度采集范围为室温至1000℃，测温精度为1℃。

9.如权利要求1所述的高温介电损耗特性测量系统，其中，所述处理器的采样时间周期同时采集待测样品的温度数据、第一微波入射功率和微波反射功率以得到单位时间内样品的温升及消耗的微波入射功率，处理器经由公式：P＝Xm(∑T/h)计算生成待测样品的介电常数，其中，P为微波功率，其单位为W，X为介电常数，m为质量，其单位为Kg，∑T为温差，其单位为℃，h为时间，其单位为分钟。

10.一种权利要求1-9中任一项所述高温介电损耗特性测量系统的测量方法，其包括以下步骤，

待测样品承载在微波加热腔体内的脊波导以微波加热，提供的微波经由双定向耦合器输入到微波加热腔体；

第一功率计测量来自微波发生装置的第一入射功率和来自微波加热腔体的反射功率，所述第二功率计测量来自微波加热腔体的第二入射功率，温度传感器测量所述待测样品温度数据；

响应于第一功率计和第二功率计测量的功率数据，处理器生成待测样品消耗的微波功率，基于消耗的微波功率和温度数据，处理器生成待测样品的在不同温度下的介电常数。