[发明专利]一种基于非均质电介质模型的积分修正方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于非均质电介质模型的积分修正方法及系统，通过获取M‑W非均质电介质模型；对所述M‑W非均质电介质模型依次进行微分化和一次积分修正，得到一次积分模型；对所述一次积分模型依次进行两次积分修正，得到多次积分模型；根据所述多次积分模型和边界条件确定所述中间参数；将所述中间参数的方程代入所述多次积分模型，并对得到的方程的等式两边取e的指数，得到最终的修正后的非均质电介质等效介电常数模型。本发明利用积分方法对M‑W非均质电介质模型进行了积分修正，从而提高了非均质混合物介电常数的测量精度。

技术领域

本发明涉及两相非均质混合介质介电常数测量技术领域，特别是涉及一种基于非均质电介质模型的积分修正方法及系统。

背景技术

非均质混合介质在日常生活和工业生产中应用广泛，其物性与连续相和离散相的组成特性密切相关。微波测量技术广泛应用于非均质混合介质的组分测量。在石油开采过程中，需要系统分析聚表二元驱油水混合液的黏度特性，而含水率对其黏度影响很大。在电力系统中，绝缘油起绝缘、消弧和冷却的作用，准确的微水检测对变电设备的安全运行具有重要意义。此外，微波技术还应用于路基土壤水分检测、汽轮机湿蒸汽测量等。因此，非均质混合物的介电性质研究具有重要的实际价值。

现在主要的两相非均质混合介质介电模型有：Lichtenecker对数模型、Rayleigh模型、Bruggeman对称模型、串并联计算公式、Maxwell-Wagner(M-W)非均质电介质模型。每个模型都有一个应用范围，超过这个范围，模型的精度就得不到保证，在实验中发现在离散相体积占比很小的情况下，上述介电模型会出现精度不高的问题。

发明内容

为了克服现有理论模型在离散相体积占比很小的情况下会出现精度不高的问题，本发明基于积分方法，以M-W非均质电介质模型为基本理论，对该模型进行了积分修正，得到了一种新的理论模型及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于非均质电介质模型的积分修正方法，包括：

获取M-W非均质电介质模型；所述M-W非均质电介质模型的方程为其中，ε_m*为混合物的等效介电常数；ε_v*为连续相的等效介电常数；ε_f*为离散相的等效介电常数；为离散相的体积分数；

对所述M-W非均质电介质模型依次进行微分化和一次积分修正，得到一次积分模型；所述一次积分模型的方程为

对所述一次积分模型依次进行两次积分修正，得到多次积分模型；所述多次积分模型的方程为其中A为中间参数；的范围为0到1；在M-W介电理论中，非均质混合物的组成为大量介电常数为ε_f*的介电球以体积分数均匀散布在介电常数为ε_v*的连续介质中，其中角标f代表离散相、角标v代表连续相；所以当时，在非均质混合物中不存在离散项；

获取边界条件；所述边界条件为：时，ε_m*＝ε_v*；

根据所述多次积分模型和所述边界条件确定所述中间参数；所述中间参数的方程为

将所述中间参数的方程代入所述多次积分模型，并对得到的方程的等式两边取e的指数，得到最终修正后的M-W非均质电介质等效介电常数模型；所述非均质电介质等效介电常数模型的方程为

优选地，所述对所述一次积分模型依次进行两次积分修正，得到多次积分模型，包括：

对所述一次积分模型进行积分修正，得到中间积分模型；所述中间积分模型的方程为

对所述中间积分模型进行积分修正，得到所述多次积分模型。

一种基于非均质电介质模型的积分修正系统，包括：