Koaksiyel prob yöntemi gıda, sıvı, jel ve toz (yarı katı) gibi dielektrik malzemeler için en iyi ölçüm yöntemidir. Probu sıvıya daldırarak veya toz gibi yarı katı bir malzemenin düz yüzeyine dokunarak malzeme geçirgenliği ölçümü yapılabilir. Probun yüzeyi test edilen malzemeye temas ederek ölçümler alınır ve yansıtılan sinyal (S11) değerinden dielektrik sabiti (εr) hesaplanır.
Figure 1 : Koaksiyel prob yöntemi
Malzeme özellikleri
Yöntem özellikleri
Koaksiyel prob yöntemi kullanılarak ölçüm yapabilmek için network analizör veya empedans analizör, koaksiyel prob, prob standı ve εr sabitini hesaplayan yazılıma ihtiyaç duyulmaktadır. Koaksiyel prob, prob standı ve gerekli kablolar N1501A dielektrik prob kitinde mevcuttur. N1500A Materials Measurement Suite yazılımında koaksiyel prob yöntemi ölçüm paketi mevcuttur. Yazılım bilgisayara kurulabilir ve network analizör GPIB, LAN veya USB arayüzüyle bilgisayara bağlanabilir. Fakat daha kolay bir yöntem olarak windows işletim sistemli ENA ve PNA serisi network analizörlerinde, yazılım doğrudan analizör içerisinde kullanılabilir ve böylece bilgisayara olan ihtiyaç ortadan kalkar.
Şekil 2’de, N1501A dielektrik prob kitinde bulunan yüksek sıcaklık probu(a), ince form prob(b) ve performans prob(c) olmak üzere üç probun görselleri bulunmaktadır. Dielektrik prob kiti, Keysight network analizörleri ve E4991B Empedans Analizörü ile uyumludur.
Figure 2 : Dilektrik prob kiti içeriği
Sağlam tasarıma sahip olan yüksek sıcaklık probu(a), aşındırıcı kimyasallara karşı dayanıklıdır. Prob, geniş frekans aralığında ve - 40 °C’den +200 °C’ye kadarki sıcaklık aralığında ölçüm yapılmasına olanak sağlar. Sıvılar ve yarı katılara ek olarak düz yüzeyli, pürüzsüz katı malzemelerin ölçümü de yüksek sıcaklık probu ile yapılabilmektedir.
İnce form probu (b), fermantasyon tanklarına, kimyasal reaksiyon boşluklarına veya küçük delikli diğer ekipmanlara kolayca sığmasını sağlayan ince bir tasarıma sahiptir. İnce tasarım aynı zamanda daha küçük numune boyutları ile kullanılmasına olanak sağlar. Bu prob sıvılar ve yumuşak yarı katı maddelerde en iyi sonucu verir.
Performans probu (c), ince bir tasarımda yüksek sıcaklık ve frekans performansına sahiptir ve en zorlu uygulamalarınız için mükemmel sonuçları verir. Prob hem prob ucuna hem de konektör ucuna sızdırmaz dayanıklı bağlantı yapılabildiğinden en sağlam probtur. Yüksek sıcaklık probunda olduğu gibi performans probu da geniş frekans aralığında - 40 °C’den +200 °C’ye kadarki sıcaklık aralığında ölçüm yapılmasına olanak sağlar.
Sonuç olarak koaksiyel prob yöntemiyle sıvı, yarı katı veya katı malzemelerin dielektrik sabitini uygulamanıza yönelik uygun probu kullanarak ölçebilirsiniz. İletim hattı, free space ve rezonant kavite yöntemlerine kıyasla koaksiyel prob yöntemi bazı koşullar altında doğruluğu sınırlı bir yöntemdir.
Daha detaylı bilgi için Basics of Measuring the Dielectric Properties of Materials ve Six Dielectric Measurement Techniques For Materials Research uygulama notlarını inceleyebilirsiniz.
