一种基于脊波导的高温煤粉介电系数测量

晏晗，陈倩，黄卡玛，谭倩，关志道，胡靖文

1.四川大学 电子信息学院，四川 成都 610064

2.山西太岳碳氢新能源科技有限公司，山西 临汾 042500

随着时间的推移，微波技术不断地发展进步成为一门重要的学科，其发展不仅仅局限于本学科，还同工业、医学、材料和化学等学科交叉共同发展[1-3]。微波能能够应用到各学科，实际上都直接或间接地与物质的介电特性有关，温度和频率是影响物质介电特性的2 个重要因素，研究温度和频率对物质介电特性的影响，就能够正确合理地运用微波能对物质进行加工和处理等操作，促进多学科交流和融合。因此，对物质的介电特性展开研究是非常重要的，而目前的研究大多是对处于常温或低温环境下的物质进行介电系数的测量，高温环境下材料的介电系数研究相对较少，微波能在煤炭行业中的应用多数是在高温环境下进行的，因此，高温介电系数的测量具有重要意义[4]。煤的介电系数是煤的重要参数，测量煤的高温介电系数，可以为微波热分解煤、微波勘探、电力炼焦和煤含水率测定等工业应用提供前提条件。目前，学者们大多是在室温(20 ℃)下测量煤炭介电系数[5-10]，开展煤温升状态下介电系数测量的试验研究不仅具有丰富的理论意义，还具有极高的应用价值。文献[11-12]采用谐振腔微扰法测量了煤在915 MHz 和2 450 MHz 热解过程中的介电性质，该方法测量了具有空样品保持架的腔体与具有样品保持架加上样品的腔体之间微波腔响应的差异(谐振频率的偏移和品质因数的变化)，然后使用这些变化量计算介电常数[11-12]。……