Термонезависимое СВЧ-устройство для определения содержания спирта и сахара в водном растворе | Thermo-independent microwave device for determining the alcohol and sugar content in aqueous solution

Russian. Предлагается двухканальное СВЧ-устройство, позволяющее одновременно определять содержание спирта и сахара в пищевых водных растворах, в т. ч. в вине и соках. В устройстве производят измерения коэффициента прохождения по мощности на 2 фиксированных частотах в 2 разных частотных диапазонах и их совместное функциональное преобразование в вычислительном блоке устройства. Измерения на частоте 8-10 ГГц проводят с применением чувствительного элемента в виде полого круглого металлического волновода с возбуждаемой электромагнитной волной одного из низших волноводных типов, а на частоте 2-4 ГГц - с применением коаксиальной линии с возбуждаемой электромагнитной волной основного типа. В полом волноводе и в отрезке коаксиальной линии вдоль длины каждого из них установлена соответствующая измерительная ячейка, ограниченная с обеих сторон согласующими диэлектрическими окнами и занимающая все поперечное сечение соответственно волновода и коаксиальной линии. Полый металлический волновод и отрезок коаксиальной линии расположены соосно: первый внутри второго. При этом наружная поверхность полого волновода служит внутренним проводником отрезка коаксиальной линии. Такое взаимное расположение волновода и отрезка коаксиальной линии дает возможность контролировать физические свойства жидкости в одной и той же ее области внутри объема технологической емкости и при одинаковой температуре, обеспечивая повышение точности измерений. Устройство может применяться и для анализа других многокомпонентных жидкостей.

English. Two channel Microwave device for simultaneous determination of alcohol and sugar content in food and water solution (in particular in wine, and juice) is offered. In the device power of electromagnetic waves transmitted through layers of a monitored liquid at two fixed frequencies in two different frequency ranges is measured. Joint functional processing of these power values in the computer unit of the device is done. Measurement at a fixed frequency of the range of 8-10 GHz is done using a sensing element as hollow circular metal waveguide with excited wave of a lower waveguide type, and at a fixed frequency of the range of 2-4 GHz - using a sensing element as coaxial line section with excited basic wave. In the hollow waveguide and within the section of coaxial line a corresponding measuring cell is installed limited at each end by matching dielectric windows and occupying all the cross-sections of both waveguide and coaxial line section. The waveguide and the coaxial line are placed coaxially, the first one inside the second one. Outer surface of the hollow waveguide serves as inner conductor of the coaxial line. Such mutual location of the waveguide and the line section provides ability to monitor physical properties of a liquid in the same local area within the volume of a technological tank. Measurement accuracy is improved due to monitoring of the same local volume within a tank and at the same temperature. The device can also be used to analyze other multicomponent liquids.