專利名稱：一種熱損自動(dòng)補(bǔ)償終端式水負(fù)載微波大功率計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種電子測(cè)試儀器，尤其和^f效波大功率的測(cè)試有關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，幾瓦-幾十千瓦的微波大功率的測(cè)量，最有效的常用辦法 是水負(fù)載，作為終端式測(cè)量，把具有一定流速的水注入波導(dǎo)式測(cè)量頭，
只要設(shè)計(jì)具有80~90dB的衰減段，當(dāng)微波功率進(jìn)入測(cè)量頭后在其駐 波比p〈1.2的情況下，可以認(rèn)為，微波功率通過測(cè)量頭全部被吸收 了，被吸收的微波功率又熱功轉(zhuǎn)換變成水溫，再通過熱電偶傳感把水 溫變成電量指示，通過交流標(biāo)準(zhǔn)，就得到終端水負(fù)載測(cè)得的微波功率。
圖l是現(xiàn)有水負(fù)載^b皮大功率計(jì)的設(shè)計(jì)方案原理圖。 1一一波導(dǎo)式測(cè)量頭
2— 一帶有指數(shù)變化段的石英玻璃體
3— 一可調(diào)式交流電加熱器，即校準(zhǔn)用交流加熱絲與0. 2級(jí)交流功率 測(cè)量
4——熱電4禺
5— 一水量調(diào)節(jié)器
6——離心水泵
7— 一下出水箱
8——冷風(fēng)坤幾散熱系統(tǒng)
9——上回水箱
參見圖l.其工作原理，微波功率RF加到波導(dǎo)式測(cè)量頭1上，(也 可以從定向耦合器耦合而來)，波導(dǎo)式測(cè)量頭1里裝著流動(dòng)水的石英 玻璃吸收體2，就開始吸收^b皮功率，由于石英玻璃吸收體2的前端 做成指數(shù)函數(shù)段，使得輸入射頻RF的駐波比p〈1. 2，保證微波功率 幾乎不反射能順利前行與全部被水吸收，石英玻璃吸收體2里的流動(dòng) 水是由離心水泵6流經(jīng)水量調(diào)節(jié)器5熱電偶、交流加熱器而進(jìn)入測(cè)量 頭的。流經(jīng)測(cè)量頭輛:孩《波功率加熱的水進(jìn)入測(cè)熱電偶的出水端，熱電 偶4因此而檢測(cè)到水在吸收微波功率后產(chǎn)生的溫差，熱電偶4把溫差 經(jīng)放大到微波功率指示器。熱功當(dāng)量轉(zhuǎn)換關(guān)系式如下
P-4. 186AVAT
P—一微波功率(焦?fàn)?秒)
△ V—一水流量(cm3)
△ V— —水溫升(。C ) 導(dǎo)熱系數(shù)1卡/ cm2、 S、 °C
通過調(diào)節(jié)調(diào)壓器T來調(diào)整件3，施加的交流電壓，從而改變進(jìn)入 測(cè)量頭的水所加的交流加熱功率，使微波功率指示器滿檔的微波功率 通過O. 2級(jí)交流功率表校準(zhǔn)，此時(shí)，微波功率表指示的功率就是終端 式水負(fù)載的微波功率。
被微波加熱的水經(jīng)上回水箱9、冷風(fēng)機(jī)散熱系統(tǒng)8、下出水箱7后由離心水泵6水泵注入測(cè)量頭，完成循環(huán)過程。
圖1所示現(xiàn)有技術(shù)方案對(duì)大功率微波測(cè)試存在一個(gè)熱損誤差問
題，用IO千瓦磁控管加5KVA五公分波，所產(chǎn)生的熱損誤差，足以造 成15%~ 30%的終端式微波功率計(jì)的誤差。
若采用通過式加定向耦合器(以10千瓦微波功率為例)，終端 式損熱引入的誤差，按圖1測(cè)量微波功率指示器甚至可以出現(xiàn)負(fù)值， 這證明出現(xiàn)超過微波功率100%以上的熱損誤差。 定向耦合器工作原理如圖2。
15— 定向耦合器主線，根據(jù)測(cè)量頭量稱確定定向耦合器dB數(shù)。
16— 定向耦合器輔臂輸出端。 12—波導(dǎo)負(fù)載體，即主線射頻功率終端主吸收體。 2—石英玻璃體，即測(cè)量頭
參見圖2，工作原理射頻功率RF先加到dB數(shù):&定的定向 耦合器上，定向耦合器按其設(shè)定的耦合dB數(shù)輸出取樣功率供測(cè)量 用，射頻功率通過定向耦合器主線15傳輸給終端吸收負(fù)載波導(dǎo)負(fù) 載體12，設(shè)計(jì)使射頻進(jìn)入波導(dǎo)負(fù)載體12終端負(fù)載的駐波p〈1.2 則可以認(rèn)為功率全吸收。 PRF=KP0
K一一定向耦合器 精密衰減頻率特性修正系數(shù)。 P?！獪y(cè)量頭直接測(cè)得功率
如圖2對(duì)10瓧微波功率測(cè)量頭石英玻璃體2通過定向耦合器輔 臂輸出端16只用測(cè)500W, 95%的微波功率被波導(dǎo)負(fù)載體12終端負(fù)載吸收。
由上述可知，熱損的來源很清楚，是被測(cè)微波功率被吸收后形成 的水溫，雖通過冷風(fēng)機(jī)，但也遠(yuǎn)高于室溫，隨^f敖波功率加大，其水溫
越高，可以高達(dá)70~85匸，這樣的水溫經(jīng)測(cè)量頭入水口至出水口產(chǎn) 生的負(fù)AT在熱電耦上產(chǎn)生負(fù)電信號(hào)，應(yīng)該著重指出，這種熱損是個(gè)
動(dòng)態(tài)變量，隨室溫，水量、微波功率的大小不同熱平衡過程，而變化的。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有能自動(dòng)、動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)的補(bǔ)償 熱損引起誤差的終端式水負(fù)載微波大功率計(jì)。
本實(shí)用新型的目的是這樣達(dá)到的它包括供水系統(tǒng)，測(cè)試系統(tǒng)和 熱損補(bǔ)償系統(tǒng)，其中熱損補(bǔ)償系統(tǒng)由測(cè)試頭、石英玻璃體、溫差傳感 器組成；測(cè)試系統(tǒng)的出水口經(jīng)溫差傳感器與熱損補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)水口連 接；熱損補(bǔ)償系統(tǒng)出水口經(jīng)溫差傳感器與供水系統(tǒng)相連接；溫差傳感 器與測(cè)試系統(tǒng)的溫差傳感器極性反接后接入測(cè)試系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)電 路。
由上述可知，本實(shí)用新型比現(xiàn)有技術(shù)方案增設(shè)了熱損補(bǔ)償系統(tǒng)， 測(cè)試系統(tǒng)的主波導(dǎo)和熱損補(bǔ)償系統(tǒng)的副波導(dǎo)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)相同，其基礎(chǔ)水 溫產(chǎn)生的熱損幾乎一樣，由于熱損補(bǔ)償系統(tǒng)的溫差熱偶傳感器極性與 測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量頭的熱偶溫差傳感器極性反接，所以產(chǎn)生負(fù)熱損電信號(hào) 是反相抵消，以至于不管水流量多大，不管微波功率多大，不管熱平 衡過程，該系統(tǒng)都能把熱損動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)的抵消掉，而把微波功率檢測(cè)
出來，其熱損誤差<0. 7%,達(dá)到本實(shí)用新型的目的。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)原理圖2是現(xiàn)有技術(shù)定向耦合器工作原理圖3是本實(shí)用新型一種實(shí)施例原理示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖3，本實(shí)用新型的供水系統(tǒng)包括回水箱9，降溫管8， 出水箱7，水泵6,水量調(diào)節(jié)閥5，終端負(fù)載ll,波導(dǎo)負(fù)栽體12,波 導(dǎo)負(fù)載體12和供水系統(tǒng)的回水箱9相連；測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試頭1， 石英玻璃體2,可調(diào)式交流電加熱器3，溫差傳感器4，信號(hào)檢測(cè)電 路14。溫差傳感器4為熱電偶。
本實(shí)用新型在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，增設(shè)熱損補(bǔ)償系統(tǒng)，它由測(cè)試 頭10、石英玻璃體13、溫差傳感器41組成；測(cè)試系統(tǒng)的出水口經(jīng)溫 差傳感器41與熱損補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)水口連接，流經(jīng)石英玻璃體13之后， 再經(jīng)溫差傳感器41流回供水系統(tǒng)；溫差傳感器41與測(cè)試系統(tǒng)的溫差 傳感器4電偶極性反接后接入測(cè)試系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)電路14。
使用時(shí)，熱損補(bǔ)償系統(tǒng)內(nèi)的測(cè)試頭10不輸入微波加熱能量，由 于熱損補(bǔ)償系統(tǒng)和原測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相同，其的溫度損耗也和原測(cè)試 系統(tǒng)的相近，熱損造成的溫差相近，則在溫差傳感器41上輸出熱損
補(bǔ)償信號(hào)，該信號(hào)和原溫差傳感器4信號(hào)疊加，使熱損獲得了動(dòng)態(tài)補(bǔ) 償，提高了測(cè)試精度。
經(jīng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)測(cè)試設(shè)備在三種環(huán)境溫度下
測(cè)試對(duì)比數(shù)據(jù)如下
水流量G24L/秒 標(biāo)準(zhǔn)纟效波功率5KVA 環(huán)境溫度28°C ;
(終端流量) 5公分波
本實(shí)用新型測(cè)試結(jié)果 誤差0. 7%帶熱損補(bǔ)償 現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備測(cè)試結(jié)果誤差帶定向耦合器36% 由上述可知，本實(shí)用新型通過增設(shè)熱損補(bǔ)償系統(tǒng)，使測(cè)試的熱損
得到了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，提高了測(cè)量精度，且增設(shè)的熱損補(bǔ)償系統(tǒng)所需部件
可以通用，具有結(jié)構(gòu)筒單，便于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種熱損自動(dòng)補(bǔ)償終端式水負(fù)載微波大功率計(jì)，包括供水系統(tǒng)，測(cè)試系統(tǒng)和熱損補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征是熱損補(bǔ)償系統(tǒng)由測(cè)試頭(10)、石英玻璃體(13)、溫差傳感器(41)組成；測(cè)試系統(tǒng)的出水口經(jīng)溫差傳感器(4)、(41)與熱損補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)水口連接；熱損補(bǔ)償系統(tǒng)出水口，經(jīng)溫差傳感器(41)回接于供水系統(tǒng)；溫差傳感器(41)與測(cè)試系統(tǒng)的溫差傳感器(4)熱偶極性反接后接入測(cè)試系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)電路(14)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種熱損自動(dòng)補(bǔ)償終端式水負(fù)載微波大功率計(jì)，包括供水系統(tǒng)，測(cè)試系統(tǒng)和增設(shè)的熱損補(bǔ)償系統(tǒng)，熱損補(bǔ)償系統(tǒng)由測(cè)試頭10、石英玻璃體13、溫差傳感器41組成，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和由測(cè)試頭1、石英玻璃體2等組成的測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，使熱損溫差信號(hào)通過溫差傳感器41與測(cè)試系統(tǒng)溫差傳感器4反向串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了熱損信號(hào)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，提高了測(cè)量精度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/00GK201196665SQ20082004664
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者方木松, 陳錦棠 申請(qǐng)人:東莞市光華實(shí)業(yè)有限公司