模块化多功能自由空间法测试夹具制造技术

本发明专利技术主要属于测试粉末状或颗粒状材料电磁参数装置的领域，具体涉及模块化多功能自由空间法测试夹具，是一种能帮助自由空间法能可靠、稳定和准确测试粉末状状或颗粒状材料电磁参数的附加设备。所述夹具包括天线底板、天线底座、样品盒支架、固定在所述样品盒支架上的样品盒。其中，所述样品盒为平板形，以使粉末状或颗粒状待测样品约束强制成形，平板形样品盒改变了粉末状或颗粒状材料因不成形而不满足测试条件要求的现状，使其由无形变成了尺寸厚度可控的形状，在满足了测试要求的同时，还简化了步骤，方便了操作和提高了效率。

Modular multifunction free space method test fixture

The invention mainly belongs to the field of testing the electromagnetic parameter device of powder or granular material. It is a kind of additional equipment which can help the free space method to reliably, stabilize and accurately test the electromagnetic parameters of powder like or granular material. The fixture comprises an antenna base plate, an antenna base, a sample box bracket and a sample box fixed on the sample box bracket. Among them, the sample box is flat, so that the powder or granular sample is constrained to form, and the flat sample box changes the status of the powder or granular material because it is not formed and does not meet the requirements of the test conditions. It also simplifies the steps, facilitates operation and improves efficiency.

【技术实现步骤摘要】
模块化多功能自由空间法测试夹具
本专利技术主要属于测试粉末状或颗粒状材料电磁参数装置的领域，具体涉及模块化多功能自由空间法测试夹具，是一种帮助自由空间法能可靠、稳定和准确测试粉末状状或颗粒状材料电磁参数的附加设备。
技术介绍
现代材料的研究应用中，很多时候需要测试粉末状或颗粒状材料的电磁参数。在诸多测试方法中，由于自由空间法具有非接触、非破坏且对被测材料没有加工要求等优点，常用于平板形材料的电磁参数测量。但射频频段的特殊性，对被测样品在平整度、尺寸、厚度等方面有较高的要求，通常情况下都需要有专门的附加装置（即夹具），如天线支架，测试平台及样品的挟持装置等等。与此同时，为了减少夹具材料对测试结果的影响，夹具还应选择反射影响小的材料。而粉末状或颗粒状材料难以加工成形的特点，却很难满足矢量网络分析仪对被测样品在平整度、尺寸、厚度等测试方面上的要求。目前自由空间法测试的是以平板形状为主的材料，夹具通常为木材。但木材干燥度、致密度的差别以及木材结疤对反射的影响都很大，因此，木材并非理想的夹具材料。但是，因为材料种类繁多，对夹具的要求也各不相同，仪器厂商却无法提供统一的制式夹具，只能由用户根据需要自制。简单、精度不高、功能不足是自制夹具存在的共同问题，这些问题的存在很难满足自由空间法传输、反射等各种校准和测试的要求。
技术实现思路
为了解决普遍存在的自由空间法测试粉末状或颗粒状材料电磁参数没有合适夹具的问题，本专利技术提供一种专门针对用自由空间法测试粉末状或颗粒状材料电磁参数的多功能模块化夹具，能够灵活的使用不同模块组合，满足多种校准、测试方式的需要。本专利技术是通过以下技术方案实现的：模块化多功能自由空间法测试夹具，所述夹具用于在自由空间法中测试粉状或颗粒状材料的电磁参数；包括夹具包括天线底板、用于固定测试天线的天线底座、样品盒支架、固定在所述样品盒支架上的样品盒；其中，所述样品盒为平板形长方体，以使其内部的粉末状或颗粒状待测样品约束强制成形；且所述测试天线与所述样品盒之间的距离能够调节，进而完成传输法或反射法的校准与测试。进一步地，当利用所述夹具进行传输法校准与测试时，所述天线底座包括分别设置于所述天线底板两侧的第一天线底座和第二天线底座；所述样品盒支架设置于所述第一天线底座和第二天线底座之间，且固定于所述天线底板上，所述测试天线包括分别固定设置在所述第一天线底座和第二天线底座上的两个测试天线。进一步地，在所述天线底板上设置有相互平行的凹槽，在所述第一天线底座和第二天线底座的底部设置与所述凹槽相对应的滑轨；能够通过所述凹槽和滑轨的配合来调节所述测试天线与所述样品盒间的距离。进一步地，在所述第一天线底座和第二天线底座的底部均设置定位螺栓，且在所述天线底板的凹槽上设置刻度；能够通过移动第一天线底座和第二天线底座，以及通过所述凹槽上刻度以及所述定位螺栓的配合使用，准确控制测试天线与样品盒间的距离。进一步地，当利用所述夹具进行反射法校准与测试时，所述测试夹具还包括一校准基座；将所述天线底座固定设置于所述天线底板的一端；所述校准基座设置于所述天线底板的另一端；所述样品盒支架设置于所述校准基座上；在所述天线底板上设置有凹槽，在所述校准基座的底部设置与所述凹槽相对应的滑轨；在所述天线底座固定的情况下，能够通过所述凹槽和滑轨的配合移动所述校准基座，从而调节所述测试天线与所述样品盒间的距离。进一步地，在所述天线底板的凹槽上设置刻度，能够通过移动所述校准基座，并配合刻度及定位螺栓的配合使用，准确控制测试天线与样品盒间的距离，并在时域条件下找到最佳的反射测试位置。进一步地，在样品盒支架上设有双插槽结构，能够实现同时插入样品盒和反射铝板，或单独插入样品盒；且在所述样品盒支架上设置定位螺栓，在同时插入样品盒和反射铝板时，用于消除所述样品盒和反射铝板间的孔隙，且当单独插入样品盒时，防止样品盒移动而带来测试误差。所述样品盒的表面积为天线物理口径的2～3倍。进一步地，根据权利要求2所述模块化多功能自由空间法测试夹具，其特征在于，所述夹具全部采用有机玻璃材料制备，以有效防止测试空间中存在的反射干扰。进一步地，所述夹具还包括垂直底座，当待测粉末状或颗粒状样品不适宜垂直放置时，将所述天线底板垂直插入该垂直底座，从而实现样品盒从从垂直放置到水平放置的转换。本专利技术的有益技术效果：1）本专利技术所述夹具全部使用有机玻璃材料制备，有效防止了测试空间中存在的反射干扰。2）当进行传输法进行测量时，带有刻度的凹槽和带有定位螺钉的天线底座，能够通过移动天线底座方便的调整待测样品和天线之间的距离；3）设计了专门用于反射法的校准底座，可以在测试天线位置固定的条件下，只让校准底座在滑轨内移动，反射校准铝板放在校准底座上部的样品架内，可以方便的在时域条件下找到最佳的反射测试位置；4）本专利技术特别设计了带有双插槽的样品盒支架，可以单独插样品盒、反射校准铝板或者同时插入样品盒1加反射校准铝板10；另外样品盒支架上同样设有定位螺钉，在单独插入样品盒或反射校准铝板时，既可以对样品盒或反射校准铝板进行定位，在同时插入样品盒和反射校准铝板时，还可以消除影反射校准铝板和样品盒之间的间隙，通过这种灵活的模块化组合来满足传输测试和反射测试的不同要求；5）为自由空间法提供了一款测试粉状或颗粒状材料的专用夹具；6）采用平板形样品盒改变了粉末状或颗粒状材料因不成形而不满足测试条件要求的现状，使其由无形变成了尺寸厚度可控的形状，在满足了测试要求的同时，还简化了步骤，方便了操作和提高了效率；7）可以方便地实现样品水平放置与垂直放置方式的转换。附图说明图1是本专利技术实施例1中，当利用所述夹具进行传输法校准与测试时，所述夹具的结构示意图；图2是本专利技术实施例1中，天线底板结构示意图；图3是本专利技术实施例中，当利用所述夹具进行反射法校准与测试时，所述夹具的结构示意图；图4是本专利技术实施例中样品盒结构示意图；图5本专利技术实施例中样品盒垂直/水平放置转换示意图；图6是使用本专利技术的夹具对电站锅炉排放飞灰含碳量的S21，S11参数分别采用传输法和反射法测试的流程图。附图标记：1.样品盒；2.样品盒支架；3.天线底板；4.天线底座；5.测试天线；6.定位块；7.定位螺栓；8.凹槽；9.支架孔；10.反射校准铝板；11.校准底座；12.垂直底座。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。实施例1本实施例提供一种模块化多功能自由空间法测试夹具，专门针对传输法测试粉状或颗粒状材料的电磁参数；如图1-2所示，包括夹具包括:1)天线底板3,在所述天线底板3上设置有相互平行的凹槽；具体为：在样品盒支架2的两侧，分别设置两条相互平行的凹槽8，且在凹槽上标注刻度；在天线底板的两侧设置有用于插入样品盒支架2的支架孔9；2)天线底座4；所述天线底座包括分别设置于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.模块化多功能自由空间法测试夹具，其特征在于，所述夹具用于在自由空间法中测试粉状或颗粒状材料的电磁参数；包括夹具包括天线底板、用于固定测试天线的天线底座、样品盒支架、固定在所述样品盒支架上的样品盒；其中，所述样品盒为平板形长方体，以使其内部的粉末状或颗粒状待测样品约束强制成形；且所述测试天线与所述样品盒之间的距离能够调节，进而完成传输法或反射法的校准与测试。

【技术特征摘要】
1.模块化多功能自由空间法测试夹具，其特征在于，所述夹具用于在自由空间法中测试粉状或颗粒状材料的电磁参数；包括夹具包括天线底板、用于固定测试天线的天线底座、样品盒支架、固定在所述样品盒支架上的样品盒；其中，所述样品盒为平板形长方体，以使其内部的粉末状或颗粒状待测样品约束强制成形；且所述测试天线与所述样品盒之间的距离能够调节，进而完成传输法或反射法的校准与测试。2.根据权利要求1所述模块化多功能自由空间法测试夹具，其特征在于，当利用所述夹具进行传输法校准与测试时，所述天线底座包括分别设置于所述天线底板两侧的第一天线底座和第二天线底座；所述样品盒支架设置于所述第一天线底座和第二天线底座之间，且固定于所述天线底板上，所述测试天线包括分别固定设置在所述第一天线底座和第二天线底座上的两个测试天线。3.根据权利要求2所述模块化多功能自由空间法测试夹具，其特征在于，在所述天线底板上设置有相互平行的凹槽，在所述第一天线底座和第二天线底座的底部设置与所述凹槽相对应的滑轨；能够通过所述凹槽和滑轨的配合来调节所述测试天线与所述样品盒间的距离。4.根据权利要求3所述模块化多功能自由空间法测试夹具，其特征在于，在所述第一天线底座和第二天线底座的底部均设置定位螺栓，且在所述天线底板的凹槽上设置刻度；能够通过移动第一天线底座和第二天线底座，以及通过所述凹槽上刻度以及所述定位螺栓的配合使用，准确控制测试天线与样品盒间的距离。5.根据权利要求1所述模块化多功能自由空间法测试夹具，其特征在于，当利用所述夹具进行反射法校准与测试时，所述测试夹具还包括一...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛玉广，彭范，葛维春，邱天，杜鸣，李斌，孙亮，李昌松，罗桓桓，吴南，张田婷，
申请(专利权)人：华北电力大学，国网辽宁省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11