緊湊型帶阻諧振腔夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電磁諧振檢測技術領域及非接觸測量技術領域，尤其涉及一種緊湊型帶阻諧振腔夾具。
【背景技術】
[0002]電介質(zhì)材料在微波器件、微波系統(tǒng)中的應用極為廣泛；而介電常數(shù)是電介質(zhì)材料的重要特性參數(shù)，對器件性能起決定性的作用。因此，在對這些介質(zhì)材料的研制和使用過程中，需要對其介電常數(shù)進行準確的測量。
[0003]目前，介電常數(shù)的測定主要采用傳輸線法、電容法、諧振法和輻射法等。其中，諧振法測定精度最高，但由于諧振腔測試夾具某些條件下體積大，價格昂貴，限制了廣泛應用。如中國專利申請(CN103149449A)中的測量裝置，通過充填前后的反射系數(shù)的變化反演介質(zhì)介電常數(shù)，這種裝置由于需要填充介質(zhì)材料，需要體積非常龐大，不利于廣泛應用。
[0004]另外，對于厚度變化的非接觸測定，對工業(yè)生產(chǎn)的在線品管/品控環(huán)節(jié)非常重要，目前主要采用電容法，衍射法等。由于電容法精度較低，而衍射法要求較高，都不適宜工業(yè)化批量操作，并且一直是本領內(nèi)較難解決的技術問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題在于，提供一種介電常數(shù)和/或厚度變化測定的緊湊型帶阻諧振腔夾具及試件測定方法。
[0006]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種緊湊型帶阻諧振腔夾具，包括:
[0007]如端蓋、后端蓋、側壁和內(nèi)芯；
[0008]所述前端蓋、后端蓋和側壁共同圍成諧振腔；
[0009]所述前端蓋和后端蓋的中心開設有通孔，所述內(nèi)芯穿過所述通孔固定在所述前端蓋和后端蓋上，并與所述前端蓋和后端蓋共同構成同軸高頻傳輸線結構；
[0010]所述側壁一側具有開窗，與所述前端蓋和后端蓋形成可供試件連續(xù)通過的試件加載窗口。
[0011]在本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述前端蓋為圓形前端蓋；所述后端蓋為圓形后端蓋；
[0012]所述側壁設置在所述圓形前端蓋和圓形后端蓋的圓周上，并且所述側壁開設有所述開窗，使得所述圓形前端蓋和圓形后端蓋的一段周緣開放形成所述試件加載窗口。
[0013]在本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述通孔為圓形通孔，并且所述圓形通孔的軸線與所述圓形前端蓋和圓形后端蓋的軸線同軸；所述內(nèi)芯的軸線與所述圓形通孔的軸線同軸，所述諧振腔為同軸線諧振腔。
[0014]在本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述通孔的外側具有同軸連接器；所述同軸連接器的軸線與所述內(nèi)芯的軸線同軸。
[0015]在本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述內(nèi)芯位于所述前端蓋和后端蓋外側兩端連接網(wǎng)絡分析儀。
[0016]在本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述前端蓋和后端蓋采用硬質(zhì)金屬加工制成。
[0017]在本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具中，所述前端蓋、后端蓋和側壁的內(nèi)壁電鍍有良導電鍍層，所述良導電鍍層包括銀鍍層或金鍍層。
[0018]本實用新型進一步提供一種利用緊湊型帶阻諧振腔夾具的試件測定方法，包括以下步驟:
[0019]S1:將內(nèi)芯的兩端分別與分析儀的端口連接，向諧振腔引入高頻信號，并通過分析儀檢測諧振腔的諧振特性數(shù)據(jù)；
[0020]S2:在試件加載窗口未加載試件時，記錄所述諧振腔的空載諧振特性數(shù)據(jù)；
[0021]S3:在所述試件加載窗口中加載試件，并記錄所述諧振腔的加載諧振特性數(shù)據(jù)；
[0022]S4:根據(jù)所述空載諧振特性數(shù)據(jù)和加載諧振特性數(shù)據(jù)，分析計算得到所述試件的介電常數(shù)和/或厚度變化數(shù)據(jù)。
[0023]在本實用新型的試件測定方法中，所述空載諧振特性數(shù)據(jù)包括空載帶阻諧振頻點數(shù)據(jù)；所述加載諧振特性數(shù)據(jù)包括加載帶阻諧振頻點數(shù)據(jù)。
[0024]在本實用新型的試件測定方法的所述步驟S4中，通過對比所述空載帶阻諧振頻點數(shù)據(jù)和加載帶阻諧振頻點數(shù)據(jù)，計算頻點的移動數(shù)據(jù)，計算得到所述試件的介電常數(shù)和/或厚度變化數(shù)據(jù)。
[0025]實施本實用新型的技術方案，至少具有以下的有益效果:本實用新型通過諧振腔試件加載窗口加載試件，檢測空載諧振特性數(shù)據(jù)和加載諧振特性數(shù)據(jù)，計算得到試件的介電常數(shù)和/或厚度變化數(shù)據(jù)；設計制造簡單，顯著減小諧振腔結構尺寸，降低加工要求，測量基本不受高次模影響，測試精度相對較高。
[0026]另外，由于試件在試件加載窗口可以非接觸連續(xù)通過，本實用新型也可用于試件介電常數(shù)和/或厚度變化在線非接觸測量。
【附圖說明】
[0027]下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中:
[0028]圖1是本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個實施例的組裝示意圖；
[0029]圖2是本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個實施例的另一角度的組裝示意圖；
[0030]圖3是本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個實施例的分解示意圖；
[0031]圖4是本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個實施例的加載試件后的示意圖；
[0032]圖5是本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個實施例的空載時的諧振特性數(shù)據(jù)示意圖；
[0033]圖6是本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個實施例的加載試件時的諧振特性數(shù)據(jù)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0035]如圖1-6所示，是本實用新型的緊湊型帶阻諧振腔夾具的一個具體實施例，可與分析儀連接，可將此夾具和方法用于試件在線非接觸測量，以測定試件20的介電常數(shù)和/或厚度變化數(shù)據(jù)?？梢岳斫獾模摲治鰞x可以為網(wǎng)絡分析儀或其他分析儀器，可接收來自緊湊型帶阻諧振腔夾具的諧振特性數(shù)據(jù)進行反演計算即可。
[0036]該緊湊型帶阻諧振腔夾具包括前端蓋11、后端蓋12、側壁13和內(nèi)芯14。其中，前端蓋11、后端蓋12和側壁13共同圍成諧振腔，并且在側壁13的一側形成開窗，與前端蓋11和后端蓋12形成供試件20通過的試件加載窗口 15。跟試件加載窗口 15尺寸適配的試件20可以連續(xù)的通過，通過帶阻諧振頻點的移動，對介電常數(shù)和/或厚度變化進行測定(詳后述)。
[0037]由于試件加載窗口 15設置在夾具的一側，可以實現(xiàn)試件20的連續(xù)加載，可以應用在平板或薄膜生產(chǎn)線上，對平板或薄膜厚度在線實時非接觸連續(xù)檢測，有利于對需嚴格控制厚度平板或薄膜的生產(chǎn)。
[0038]如圖所示，在本實施例中，前端蓋11為圓形前端蓋11，在圓心處具有圓形通孔，供內(nèi)芯14穿過；前端蓋11的外側圓心處具有同軸連接器16，用于連接內(nèi)芯14與外部網(wǎng)絡分析儀。
[0039]后端蓋12帶為圓形后端蓋12，在圓心處也具有圓形通孔，供內(nèi)芯14穿過，后端蓋12的外側圓心處具有同軸連接器16，用于連接內(nèi)芯14與外部網(wǎng)絡分析儀。
[0040]該圓形通孔的軸線與圓形前端蓋11和圓形后端蓋12的軸線同軸；內(nèi)芯14的軸線與圓形通孔的軸線同軸，諧振腔為同軸線諧振腔。采用同軸線結構諧振腔，工作在TEM模式，其結構相對簡單，體積是波導諧振腔的1/10 ~ 1/50，加工容易、成本低。而且，還可以實現(xiàn)非接觸厚度測量，既減小了測試夾具的體積，又保證了測試的精度。
[0041]在本實施例中，該側壁13與圓形后端蓋12為一體結構，在圓形后端蓋12的周緣設置，并與圓形前端蓋11的周緣相接，組成同軸線諧振腔。同時，在側壁13的一側形成開窗，使得圓形前端蓋11和圓形后端蓋12的一段周緣開放形成試件加載窗口 15，以供試件20可以連續(xù)的通過。該結構形式形成非對稱介質(zhì)加載，從而可以提供介質(zhì)介電常數(shù)測試的不問精度。
[0042]可以理解的，該側壁13也可以與前端蓋11 一體設置，再與后端蓋12的周緣拼合；或者，側壁13、前端蓋11、后端蓋12均為獨立構件，側壁13通過焊接、黏結等各種方式固定設置在前端蓋11和后端蓋12的周緣。