Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Improving the Calibration of Surface Time Domain Reflectometry Sensors for Moisture Evaluation of Building Materials Using the Analysis of Covariance Method

Futa Anna, Jastrzębska Magdalena, Paśnikowska-Łukaszuk Magdalena, Wośko Elżbieta, Suchorab Zbigniew

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 5

328--336

EN

The paper presents the models for moisture evaluation using a set of the reflectometric sensors in some types of building materials. The readouts reveal the relationship between the building material moisture, being assessed gravimetrically and the apparent permittivity values obtained by the TDR (Time Domain Reflectometry) method and surface sensors. Based on the readouts, equations describing this relationship were derived. These types of equations function as calibration equations and are used to calibrate the sensors. Most of the equations used to describe the examined relationships are linear regression. These equations very often refer to specific materials and cannot be applied to others that differ in density or chemical composition, which is the cause of many incorrect measurements. In this article, we propose the use of the analysis of covariance method (ANCOVA) for the analysis of reflectometric data. Using this method, it will be possible to determine the moisture content of materials, regardless of their type and construction of the sensor, which can significantly improve moisture measurements using the reflectometric method. For comparative aims data achieved in conducted research were analyzed using both traditional linear regression models and using the analysis of covariance method (ANCOVA). Both types of fitting models are discussed and their quality was compared in terms of accuracy expressed by the Residual Standard Error (RSE), the Root Mean Square Error (RMSE) and the determination coefficient (R2) values. The paper showed that the use of the ANCOVA method allows for improvement the fit of the model in terms of the determination coefficient by 0.0174. Moreover, the average RSE and RMSE value in the ANCOVA models are smaller about 1.24 vol.% and 1.25 vol.% than the ones in the regression model, respectively, which means that the models obtained using ANCOVA more accurately describe the examined relationship.

2

Estimation of capacitors stray inductance by the analysis of overdamped discharge current curves

Kostiukov Ivan

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 4

175--179

EN

This paper gives a description of measurement method which can be used in practice of carrying out measurement of stray inductance of tested capacitive object with the unknown value of electrical capacitance. Stray inductance is determined by means of analysis of previously smoothed by the least squares method curves of discharge current caused by overdamped discharge of tested capacitive object. An example of practical implementation and the analysis of factors that affect the accuracy of proposed method are also given.

PL

W artykule opisano metodę pomiarową, która może być zastosowana w praktyce do pomiaru indukcyjności rozproszonej badanego obiektu pojemnościowego przy nieznanej wartości pojemności. Indukcyjność rozproszoną wyznacza się na podstawie analizy wygładzonych wcześniej metodą najmniejszych kwadratów krzywych prądu wyładowania wywołanego rozładowaniem badanego obiektu pojemnościowego.

3

The study of electrical properties of components of a winter rape seed mixture

Kovalyshyn Stepan, Dadak Viktor, Ptashnyk Vadym, Shvets Oleksiy, Łuczycka Deta, Dróżdż Tomasz, Kiełbasa Paweł, Wesołowski Marcin

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 1

60--64

EN

Having conducted the investigation of electrical properties on the example of winter rape (Brassika napus oleifera diennis metzg) and its difficult-to-separate weed – cleavers (Galium aparine), we revealed a significant difference in their dielectric permittivity and the angle of dielectric loss in the wide frequency range. The revealed regularities allowed us to determine the value of the electric charge that can accumulate on the seed material in the separation process, and thus the strength of the electrical interaction between seed and separation surface.

PL

W artykule przedstawiono badania wybranych właściwości elektrycznych, które można wykorzystać do separacji nasion roślin produkcyjnych (Brassika napus oleifera diennis metzg) od nasion roślin niepożądanych (Galium aparine), których parametry geometryczne i masowe są bardzo zbliżone. Odnotowano różnice w przenikalności dielektrycznej oraz oszacowano wartość ładunku elektrycznego, który może gromadzić się w materiale.

4

Analytical expressions for spectral dependences of silver, gold, copper and aluminum dielectric permittivity

Fitio Volodymyr, Yaremchuk Iryna, Vernyhor Oleksandr, Bobitski Yaroslav

Optica Applicata

|

2020

|

Vol. 50, nr 2

171--184

EN

In this work, the analytical expressions describing experimental data of silver, gold, copper and aluminum dielectric permittivity in a wide spectral range are presented. A comparison of samples production techniques, the measurement methods and the experimental data of different authors led to the conclusion that the most valid data are given by MCPEAK et al. (ACS Photonics 2(3),2015, pp. 326–333) and BABAR et al. (Appl. Opt. 54(3), 2015, pp. 477–481), which are close to each other. Thus, the analytical expressions for silver, gold, copper and aluminum dielectric permittivity spectral dependences are based on it. The spectral range in which the dielectric permittivity is represented by the corresponding analytical expression is divided into several intervals.There is a specific function for each wave length range.

5

Optimization of the compositions area of radiotransparent ceramic in the SrO-Al2O3-SiO2 system

Lisachuk G., Kryvobok R. V., Dajneko K. B., Zakharov A. V., Fedorenko E. Y., Prytkina M. S., Chefranov Y. V., Annabaev A., Kisała P., Mussabekov K., Romaniuk R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 3

79--82

EN

This work presents the results of optimization of the compositions area of radiotransparent ceramic. Theoretical calculation of free Gibbs energy proves the possibility of the formation of strontium anorthite phase for every composition of Sheffe plan. As a result of laboratory samples test, graphic dependences “composition – property” was obtained, the choice of the most technologically advanced composition area and sintering temperature for manufacturing the radiotransparent ceramic was substantiated. The optimal composition of the Sr-anorthite ceramics is characterized by the next level of properties: water absorption (W = 0.17 %), dielectric permittivity (ε = 5.15), mechanical strength (σcompression = 176 MPa).

PL

W pracy przedstawiono wyniki optymalizacji powierzchni radiotransparentnych kompozytów ceramicznych. Teoretyczne wyznaczenie wartości entalpii swobodnej stwarza możliwość obliczenia parametrów anorytu strontu dla wszystkich kompozytów Scheffe’a. Badania laboratoryjne próbek pozwoliły na otrzymanie zależności graficznych określających właściwości kompozytu. Określono wartość powierzchni kompozytu oraz temperatury spiekania, która jest optymalna do wytworzenia radiotransparentnego materiału ceramicznego. Wyznaczono również dodatkowe wielkości charakterystyczne, którymi charakteryzuje się optymalny ceramiczny kompozyt anorytowy: absorpcja wody (W = 0.17 %), przenikalność dielektryczna (ε = 5.15) oraz wytrzymałość mechaniczna (σcompression = 176 MPa).

6

Zastosowanie technologii LTCC w wytwarzaniu podłoży do układów mikrofalowych

Synkiewicz B., Szwagierczak D., Grzesiak W., Ratajczak J., Kulawik J., Yashchyshyn Y., Bajurko P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2017

|

Vol. 58, nr 9

21--24

PL

Celem pracy było porównanie komercyjnie dostępnych oraz opracowanych nowych folii szklano-ceramicznych pod kątem predyspozycji do zastosowań w elektronice mikrofalowej. Wytworzone technologią LTCC porowate oraz lite kompozyty LTCC bazujące na ceramice Al2O3 lub kordierycie zostały poddane analizie SEM z EDS, która ujawniła ich niejednolitą strukturę wewnętrzną. Przeprowadzono pomiary przenikalności elektrycznej w wysokiej częstotliwości dla opracowanych i komercyjnych folii. Porównanie parametrów opracowanych folii z dostępnymi komercyjnie materiałami (DuPont 9k7, DuPont 951-GT, ESL 41110-T) pozwoliło wytypować folię LTCC, charakteryzującą się niską przenikalnością elektryczną oraz wysoką wytrzymałością mechaniczną (ESL 41110-T). Artykuł przedstawia również wyniki badań mających na celu optymalizację procesu technologicznego w kierunku jak najwyższej jakości układów przeznaczonych do pracy w wysokich częstotliwościach.

EN

The aim of the study was the comparison of the commercially available and experimentally developed green tapes suitable for LTCC technology at the angle of their predispositions for microwave applications. The analysis using SEM and EDS method of the developed porous and nonporous composites based on Al2O3 ceramic (or alternatively cordierite) revealed their irregular microstructure and channel-shaped porosity. The measurements of dielectric permittivity at high frequencies were performed for both the commercial and the fabricated dielectric tapes. Comparison of the developed tapes and commercial materials (DuPont 9k7, DuPont 951-GT, ESL 41110- T) led to the choice of a LTCC system (ESL 41110-T) with low dielectric permittivity, high mechanical strength, and regular smooth surface. The paper presents also the results of studies aimed at optimization of technological process in order to achieve the highest quality of circuits destined for work at high frequencies.

7

Effect of Semiconductor Element Substitution on the Electric Properties of Barium Titanate Ceramics

Garbarz-Glos B., Lisińska-Czekaj A., Czekaj D., Bąk W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2A

887--890

EN

The investigated ceramics were prepared by a solid-state reaction from simple oxides and carbonates with the use of a mixed oxide method (MOM). The morphology of BaTi0.96Si0.04O3 (BTSi04) ceramics was characterised by means of a scanning electron microscopy (SEM). It was found that Si+4 ion substitution supported the grain growth process in BT-based ceramics. The EDS results confirmed the high purity and expected quantitative composition of the synthesized material. The dielectric properties of the ceramics were also determined within the temperature range (ΔT=130-500K). It was found that the substitution of Si+4 ions had a significant influence on temperature behavior of the real (ε’) and imaginary (ε”) parts of electric permittivity as well as the temperature dependence of a.c. conductivity. Temperature regions of PTCR effect (positive temperature coefficient of resistivity) were determined for BTSi04 ceramics in the vicinity of structural phase transitions typical for barium titanate. No distinct maximum indicating a low-temperature structural transition to a rhombohedral phase in BTSi04 was found. The activation energy of conductivity was determined from the Arrhenius plots. It was found that substitution of Si ions in amount of 4wt.% caused almost 50% decrease in an activation energy value.

8

Ocenka vlažnosti hvoi sosny obyknovennoj kak faktora požarnoj opasnosti po izmereniû ee dièlektričeskoj pronicaemosti

Kuzyk A. D., Tovaryanskiy V. I.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2015

|

Nr 3

111--117

EN

Aim: To carry out an evaluation of pine needles moisture content, an important factor which contributes to fire hazards as a result of dielectric properties. Such an evaluation facilitates a speedy diagnosis of a fire hazard in pine forests An analysis was performed on the impact of physical and chemical properties of pine needles on the potential fire hazard Introduction: Moisture content of pine needles has an impact on properties associated with fire hazards. Traditional moisture determining methods consume much time and require specialist pre-calibrated measuring instruments and techniques. Therefore, the article proposes a method of evaluating pine needles moisture content, based on dielectric permittivity principles, expressed by the capacitance of a capacitor containing pine needles located between its plates. Project and methods: Experimental studies of dry pine needles were performed in a laboratory. Pine needles were stored at the constant air temperature of 20 ± 1°С and relative humidity of 46 ± 2% until uniform moisture content was achieved. Subsequently, the pine needles were dried for 2 hours, in an oven, at a temperature of 100 ± 5°C. The moisture content of pine needles was determined for each day of research by weighing , using laboratory scales. The dielectric permittivity of pine needles was evaluated with the aid of a flat capacitor, by placing a specified number of pine needles between its plates. This capacitor was connected to a capacitance measuring device . Statistical analysis methods and corresponding software were used for data processing. Results: Dielectric permittivity changes were mapped using changes to the capacitor’s capacitance, with pine needles located between its plates. Identified the dependence relationships between moisture content of pine needles and drying time, as well as capacitance of the capacitor containing pine needles and drying time. Capacitance is proportional to dielectric permittivity, therefore, dielectric permittivity falls in parallel with a decrease in moisture content. Using regression analysis, linear and polynomial trends were identified , describing the dependence relationship between moisture content of needles and capacitance. Direct quantification of dielectric permittivity of pine needles is complicated by the presence of air among pine needles located between plates. Therefore diagnosis of a fire hazard should be performed using capacitance of a capacitor with pine needles between its plates rather than dielectric permittivity. Conclusions: Evaluation of pine needles moisture content, with pines located between the plates of a capacitor, has an impact on the capacitor’s capacity, which facilitates a speedy prediction of fire hazard levels.

PL

Cel: Przeprowadzenie oceny wilgotności igieł sosny zwyczajnej, jednego z ważnych czynników zagrożenia pożarowego, na podstawie ich właściwości elektro-fizycznych, która umożliwi szybką diagnostykę zagrożenia pożarowego w lasach sosnowych; przeanalizowanie wpływu fizycznych i chemicznych właściwości igieł na stopień zagrożenia pożarowego. Wprowadzenie: Wilgotność igieł sosny zwyczajnej wpływa na ich właściwości pożarowe. Ponieważ tradycyjne metody określania stopnia wilgotności wymagają znacznego nakładu czasu lub odpowiednich i precyzyjnych narzędzi oraz sposobów ich użycia, w artykule zaproponowana została metoda oceny wilgotności igieł sosny zwyczajnej na podstawie przenikalności elektrycznej, wyrażonej w pojemności kondensatora z igłami sosny umieszczonymi między jego okładkami. Projekt i metody: Badania eksperymentalne wysuszonych igieł były prowadzone w laboratorium. Igły sosny były przechowywane w pomieszczeniu o temperaturze 20 ± 1°С i względnej wilgotności powietrza 46 ± 2% aż do uzyskania zrównoważonej wilgotności. Następnie igły umieszczono na 2 godziny w suszarce w temperaturze 100 ± 5°C do osiągnięcia stanu całkowicie suchego. Każdego dnia badań wartość wilgotności wyliczano poprzez ważenie igieł z wykorzystaniem wag laboratoryjnych. Przenikalność elektryczną oceniano na podstawie pojemności płaskiego kondensatora, pomiędzy okładki którego umieszczono określoną ilość igieł. Kondensator był podłączany do miernika pojemności. W celu przetwarzania wyników wykorzystano metody analizy statystycznej i odpowiednie oprogramowanie. Wyniki: Wraz ze zmianą przenikalności elektrycznej następowały zmiany pojemności kondensatora, w którym znajdowały się igły rozłożone między okładkami. Otrzymano zależność między wilgotnością igieł a czasem suszenia oraz pojemnością kondensatora z igłami między okładkami a czasem suszenia. Pojemność kondensatora odpowiadała proporcjonalne przenikalności elektrycznej, wskazując, że stała dielektryczna zmniejsza się jednocześnie z wilgotnością. Wykorzystując elementy analizy regresyjnej, otrzymano liniowe i wielomianowe modele empiryczne opisujące zależności między wilgotnością igieł sosny a pojemnością kondensatora. Określenie bezpośrednio przenikalności elektrycznej igieł jest utrudnione, ponieważ pomiędzy okładkami poza igłami znajduje się również powietrze. W związku z tym do przeprowadzenia szybkiej diagnostyki bezpieczeństwa pożarowego zamiast przenikalności elektrycznej autorzy rekomendują wykorzystanie wartości pojemnościowej kondensatora z igłami. Wnioski: Wilgotność igieł sosny zwyczajnej ma wpływ na pojemność kondensatora, w którym są one rozłożone. Ta zależność umożliwia ocenę stopnia zagrożenia pożarowego.

9

Określenie możliwości zastosowania w procesach nagrzewania mikrofalowego oprzyrządowania odlewniczego z drewna

Granat K., Opyd B., Nowak D., Stachowicz M.

Archives of Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 13, iss. 1 spec.

135--138

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wstępnych nad możliwością zastosowania różnych gatunków drewna do budowy oprzyrządowania odlewniczego, przewidzianego przy procesie nagrzewania mikrofalowego mas formierskich i rdzeniowych. Badania podjęto w celu oceny tych materiałów z punktu widzenia kryterium transparentności dla promieniowania mikrofalowego. Pomiary przeprowadzono metodą perturbacyjną na stanowisku falowodowej wnęki rezonansowej, która umożliwia precyzyjne wyznaczenie tangensa kąta stratności oraz przenikalności dielektrycznej materiałów konstrukcyjnych. Wykazano, iż wszystkie wybrane gatunki drewna charakteryzują się zbliżonym współczynnikiem stratności, który determinuje możliwości ich zastosowania do budowy oprzyrządowania odlewniczego, przewidywanego do pracy w polu elektromagnetycznym.

EN

The paper presents the results of preliminary studies on the possibility of using different types of wood to construct foundry tooling, designed for microwave heating process of moulding and core sands. The study was undertaken to evaluate these materials from viewpoint of transparency criterion for microwave radiation. The measurements were carried out in a waveguide resonant cavity that permits precise determination permittivity and loss tangent by perturbation technique. It was demonstrated that all of the selected wood species are characterized by a similar loss factor that determines the possibility of their use in the construction of foundry tooling, intended for use in the electromagnetic field.

10

Telemetryczny system pomiaru wilgotności gleby, działający w technice TDR

Skierucha W., Sławiński C., Wilczek A., Żyromski A., Biniak-Pieróg M.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2012

|

T. 12, z. 2

257-267

PL

Naziemne pomiary wilgotności gleby są niezbędne do kalibracji i weryfikacji modeli wyznaczania wilgotności wierzchniej warstwy gleby za pomocą zdjęć satelitarnych. Analiza długoterminowej zmienności czasowo-przestrzennej wilgotności gleby może bowiem ujawnić trendy w obiegu wody, związane ze zmianami klimatu i zmianami pokrycia terenu roślinnością. Stacje monitoringu wilgotności gleby są nadal nieliczne, a istniejące systemy nie są ujednolicone pod względem technik pomiarowych, formatu danych, dostępu, itp. Nowo powstała instytucja o nazwie International Soil Moisture Network (ISMN) ma służyć jako scentralizowana baza danych, dostępnych użytkownikom oraz jako próba standaryzacji informacji, odnoszących się do wilgotności gleby. Za pomocą przeglądarki internetowej zapewnia ona globalny dostęp do wyników pomiaru wilgotności gleby z istniejących stacji pomiarowych i pomiarów walidacyjnych w formie znormalizowanych i zharmonizowanych zbiorów danych. Obecnie ISMN zawiera dane z 16 sieci i ponad 500 stacji zlokalizowanych w Ameryce Północnej, Europie, Azji i Australii, w tym 6 stacji pomiarowych, należących do Instytutu Agrofizyki PAN (IA PAN) w Lublinie. Baza danych ciągle jest poszerzana, zarówno w odniesieniu do liczby stacji pomiarowych, jak i okresów pomiaru. Wkrótce ISMN stanie się ważnym źródłem informacji do weryfikacji modeli klimatycznych i zwiększenia dokładności satelitarnych pomiarów wilgotności gleby. Praca przedstawia podstawowe elementy systemu ISMN oraz sieci monitoringu wilgotności gleby, opracowanej i wdrożonej przez IA PAN w Lublinie oraz działającej również na poletkach doświadczalnych Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Użytkownicy systemu z IA PAN mogą udostępniać swoje dane w ramach sieci ISMN oraz korzystać z dostępnych danych na zasadzie dobrowolności i bez ponoszenia żadnych kosztów.

EN

Ground measurements of soil moisture are invaluable for calibration and verification of models determining the surface soil moisture from satellite images. Furthermore, the analysis of long-term time-spatial variation of soil moisture can reveal trends in the water cycle related to climate change and changes in land cover vegetation. Soil moisture monitoring stations are still scarce, and the existing systems are not standardized in terms of measurement techniques, data format, access, etc. The newly formed organization called the International Soil Moisture Network (ISMN) has to serve as a centralized database available to users as well as an attempt to standardize information relating to soil moisture. It provides global access using a web browser to soil moisture data from the existing stations and validation campaigns in the form of standardized and harmonized data sets available to users. ISMN currently contains data from 16 networks and more than 500 stations located throughout North America, Europe, Asia and Australia, including six stations that belong to the IA PAS in Lublin. The database is still growing, both in terms of the number of stations and measurement periods. In the near future ISMN will be an increasingly important source of information to verify and improve the accuracy of satellite measurements of soil moisture. The paper presents the basic elements of the ISMN system and soil moisture monitoring network developed, implemented by the IA PAS in Lublin and operating also on experimental plots at the University of Life Sciences in Wroclaw. Users of the system from IA PAS can share their data in the ISMN voluntarily and at no cost.

11

Dielectric permittivity measurement methods of textile substrate of textile transmission lines

Leśnikowski J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 3a

148-151

EN

The article describes measurement methods of the dielectric permittivity which is the most important parameter of the substrate of new kind, textronic, transmission lines. The paper also presents the classification and short description of these methods and discusses their suitability for dielectric permittivity measurement of textile substrates. The substrate permittivity of the textile transmission line is one of electrical parameters which determines their suitability for the transmission of signals with a wide frequency spectrum. The paper discusses the main difficulties related to the dielectric permittivity measurement of flat textiles. The paper also presents examples of permittivity measurements of textile substrate line using selected method.

PL

W artykule opisano metody pomiaru przenikalności dielektrycznej, która jest jednym z najważniejszych parametrów podłoża nowego typu, tekstronicznych linii transmisyjnych. W artykule przedstawiono również podział tych metod oraz omówiono ich przydatność do pomiarów przenikalności dielektrycznej płaskich wyrobów włókienniczych. Przenikalność dielektryczna włókienniczego podłoża tekstronicznej linii transmisyjnej jest jednym z parametrów elektrycznych decydującym o przydatności takiej linii do transmisji sygnałów o szerokim widmie częstotliwości. W artykule omówiono główne problemy związane z pomiarem przenikalności dielektrycznej płaskich wyrobów włókienniczych. Zaprezentowano również przykładowe wyniki pomiarów przenikalności dielektrycznej materiałów włókienniczych wykonanych wybraną metodą.

12

Analiza odpowiedzi dielektrycznej w dziedzinie częstotliwości zawilgoconego oraz impregnowanego olejem preszpanu elektrotechnicznego

Zhukowski P., Subocz J., Kołtunowicz T. N.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 11b

251-254

PL

W pracy wykonano analizę porównawczą zależności właściwości fizykalnych ε'(f) i σ(f) oraz parametrów pochodnych od nich ε''(f) i tgδ(f) zawilgoconego impregnowanego olejem izolacyjnym preszpanu elektrotechnicznego. Opracowano metody przeliczenia wartości przenikalność i konduktywności, uzyskanych przy różnych temperaturach, na temperaturę odniesienia, w celu umożliwienia ich porównania i analizy.

EN

The paper presents results of comparative analysis of physical properties ε´(f) and σ(f) as well as depending on them additional parameters ε″(f) and tgδ(f) of moisturized, insulating oil impregnated electrotechnical pressboard. There were methods elaborated for recalculation of permittivity and conductivity to the reference temperature, basing on data obtained for other temperatures. This allows comparison and analysis of these parameters.

13

Microwave dielectric properties of BiFeO3 multiferoic films deposited on conductive layers

Sobiestianskas R., Vengalis B., Banys J., Devenson J., Oginskis A. K., Lisauskas V., Dapkus L.

Materials Science Poland

|

2011

|

Vol. 29, No. 1

41--46

EN

Nondoped BiFeO3 (BFO) and doped Bi0.9La0.1Fe0.9Mn0.1O3 (BLFMO) thin films (d = 200-350 nm) were grown at 650- 750 °C by RF sputtering on Si and SrTiO3(100), coated by conductive LaNiO3 films and La2/3Ca1/3MnO3/SrRuO3 bilayers. The complex dielectric permittivity of the films was measured at room temperature in the frequency range from 10 MHz to 10 GHz using parallel plate capacitor structures. Dielectric properties of the polycrystalline BFO films were compared with those of the epitaxial quality BLFMO films, and it was seen that the latter has better microwave performance than the former. The dielectric losses were below 0.05 at 1 GHz frequency, which may be acceptable for microwave applications.

14

The dispersion of strong field dielectric permittivity in (1-x)PMN-(x)PT ceramics

Wawrzała P., Skulski R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1199-1203

EN

We propose the method of analysis of the dielectric permittivity measured in very strong electric fields. The method is based on the numeric calculations of derivative from P - E hysteresis loop. Such investigations have been performed for PMN-PT ceramics at various temperatures and frequencies. As a result we analyze the low frequency dispersion of the strong field dielectric permittivity.

PL

Artykuł przedstawia propozycje metody analizy przenikalności elektrycznej mierzonej w bardzo wysokich polach elektrycznych. Metoda opiera się na obliczeniach numerycznych pochodnych z pętli histerezy P - E. Przedstawiono badania tą techniką ceramiki PMN-PT dla różnych temperatur i częstotliwości. Praca prezentuje analizę dyspersji przenikalności dielektrycznej w silnych polach elektrycznych o niskiej częstotliwości.

15

Fabrication and characterization of BST60/40//PVDF ceramic-polymer composite

Osińska K., Adamczyk M., Dzik J., Bernard H., Czekaj D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1083-1091

EN

In this paper BST//PVDF composites with 0-3 connectivity were prepared from (Ba0.6Sr0.4)O3 (BST60/40) ceramic powder and polyvinylidene fluoride (PVDF) powder by a hot pressing method, for different concentration of the ceramic phase (cV). Morphology of BST//PVDF composites was observed by transmission electron microscopy and scanning electron microscopy, whereas the crystalline structure was studied by the X-ray diffraction method. The temperature dependence of dielectric permittivity of BST//PVDF composites was measured in the frequency range of f=10kHz-1MHz. The split-post dielectric resonator (SPDR) was used for the measurements of the real and imaginary part of dielectric permittivity of BST//PVDF composites in the microwave frequency range of f=3-10GHz. It was found, that the dielectric properties of the ceramic-polymer composite for cV >20% change significantly for both small (f=10kHz-1MHz) and high (f=3-10GHz) frequencies. The abrupt increase in permittivity may indicate an excess of the percolation threshold, so the ceramic-polymer composite for the concentrations of the active ceramic phase cV >20% cannot be indexed as composites with 0-3 connectivity.

PL

W ramach prezentowanej pracy, kompozyty BST//PVDF, o sposobie łączenia faz 0-3, otrzymywane były z proszku ceramicznego (Ba0:6Sr0:4)O3 (BST60/40) oraz proszku poli(fluorku winylidenu) (PVDF), dla różnego stężenia fazy ceramicznej (cV ), metodą prasowania na gorąco. Morfologie kompozytów BST//PVDF obserwowano z zastosowaniem transmisyjnego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego. Strukturę krystaliczną badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Temperaturowa zależność przenikalności elektrycznej mierzona była w zakresie częstotliwości f =10kHz-1MHz. Do pomiarów w zakresie bardzo wysokich częstotliwości f =3-10GHz zastosowano rezonator dielektryczny SPDR. Można zauważyć, że zarówno dla niskich ( f =10kHz-1MHz), jak i wysokich ( f =3-10GHz) częstotliwości właściwości dielektryczne kompozytów ceramiczno-polimerowych dla stężenia fazy ceramicznej cV >20%, zmieniają się w znacznym stopniu. Gwałtowny wzrost wartości przenikalności może świadczyć o przekroczeniu progu perkolacji, a więc kompozyty ceramiczno-polimerowe o stężeniu aktywnej fazy ceramicznej cV >20% nie mogą być indeksowane jako kompozyty o sposobie łączenia faz 0-3.

16

Dyspersja przenikalności dielektrycznej kryształów SBN w zakresie spektralnym światła widzialnego i nadfioletu

Dorywalski K., Andriyevsky B., Patryn A.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektroniki i Informatyki Politechniki Koszalińskiej

|

2010

|

Nr 2

65--76

PL

Dyspersja przenikalności dielektrycznej (funkcje pseudo-dielektryczne) <ε>(E) = <ε1>(E) + i<ε2>(E) kryształów SrxBa1-xNb2O6 (SBN) została zmierzona w temperaturze pokojowej dla pięciu współczynników zawartości atomów Sr (x = 0,40; 0,55; 0,61; 0,65; 0,75) oraz Ba (1-x) przy pomocy spektroskopii elipsometrycznej z wykorzystaniem promieniowania synchrotronowego w zakresie energii fotonów E = 1,3 – 10 eV. Uzyskane widma <ε2>(E) dla SBN są bardzo zbliżone do analogicznego widma kryształu LiNbO3, w którym oktaedryczne grupy NbO6 są odpowiedzialne za osobliwości zależności <ε>(E). Przeanalizowano zmiany charakterystyk dyspersyjnych SBN wraz ze zmianą współczynnika x. Ustalono, że zależność części urojonej przenikalności <ε2> SBN od współczynnika x jest o charakterze ekstremalnym, nieliniowym.

17

Przenikalność dielektryczna ośrodków porowatych - czynniki wpływające na jej zmienność

Drożdżak R., Twardowski K.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2010

|

T. 27, z. 1--2

111-120

PL

W pracy omówiono zasadnicze prawidłowości, jakim podlega jedna z podstawowych właściwości elektrycznych ośrodków porowatych, jaką jest przenikalność elektryczna (dielektryczna). Przedstawiono podstawowe rodzaje polaryzacji elektrycznej dielektryków oraz zmiany jej charakteru w zależności od częstotliwości zewnętrznego pola elektromagnetycznego. Zaprezentowano modele petrofizyczne umożliwiające pośrednią ocenę względnej przenikalności elektrycznej, zwanej często stałą dielektryczną skalnych ośrodków porowatych. Zależy ona w szczególności od charakterystyki jakościowo-ilościowej szkieletu mineralnego (fazy stałej) skały oraz płynów porowych ją nasycających, w tym przede wszystkim wody cechującej się anomalnie wysoką stałą dielektryczną.

EN

The basic regularities, followed by one of the basic electrical properties of porous media, i.e. electric (dielectric) permittivity, are discussed in the paper. The basic types of electric polarization of dielectrics and changes of its character, depending on the frequency of external electromagnetic field, are presented. Petrophysical models enabling indirect evaluation of relative electric permittivity, frequently called dielectric constant of porous rock media, are presented. It mainly depends on the qualitative and quantitative characteristic of the mineral skeleton (solid phase) of the rock and saturating porous fluids, in that waters having anomalously high dielectric constant.

18

Identyfikacja błędów pomiaru niskich wartości wilgotności gleby sondą reflektometryczną TDR

Skierucha W., Wilczek A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 8

875-878

PL

W pracy podjęto próbę identyfikacji źródeł błędu pomiaru małych wartości wilgotności gleby sondą reflektometryczną TDR, które powstają na skutek efektu splotu sygnałów. Wykazano, że wybór mediów kalibracyjnych o wartościach przenikalności elektrycznej bliskich dolnemu i górnemu zakresowi pomiarowego przenikalności elektrycznej mierzonej gleby zmniejsza błąd pomiaru tej wielkości i w konsekwencji błąd pomiaru wilgotności gleby oraz umożliwia użycie sond TDR o różnych długościach prętów.

EN

Reflectometric TDR sensors working in time domain (TDR - Time Domain Reflectometry) are successfully used for laboratory and field measurements of the soil bulk dielectric permittivity and, indirectly, the soil water content. Commonly applied methods for calibrating these sensors use two media, in which the respective parallel waveguides of the TDR sensor are inserted into: air - for low and water - for high values of dielectric permittivity. However, the variability range of the soil bulk dielectric permittivity is much smaller than the one associated with these calibration media. Application of air to calibration of short TDR sensors causes output waveform overlapping errors of the pulse reflected from the rods beginning with the pulses reflected from the rods open termination, which results in a relative time shift of these pulses. In the paper there is shown the way how to minimise these errors, called convolution effect errors, by application of other than air and water calibration media. The authors try to identify the error sources of low soil water content values measured by a TDR reflectometric sensor caused by the convolution effect. It is shown that the proper choice of calibration media having dielectric permittivity values close to low and high limits of the measurement range of the measured porous medium (soil) decreases the dielectric permittivity measurement error and, consequently, the measurement error of water content as well as enables application of variable length TDR sensors.

19

Effect of restricted geometry on structural phase transitions in KH2PO4 and NH4H2PO4 crystals

Tarnavich V., Korotkov L., Karaeva O., Naberezhnov A., Rysiakiewicz-Pasek E.

Optica Applicata

|

2010

|

Vol. 40, nr 2

305--309

EN

The dielectric response of crystalline NH4H2PO4 and KH2PO4–SiO2 and NH4H2PO4–SiO2 composites prepared by embedding salts into porous glasses with the average pore diameter of 320 nm has been studied at the temperature range of 85–300 K. An increase of the structure phase transition temperatures in embedded salts has been observed, which is supposedly due to tensile deformations of embedded crystalline particles. The antiferroelectric phase transition in confined ADP particles becomes diffuse in the temperature region around 10 K.

20

Fabrication and Dielectric Properties of Donor Doped BaTiO3 Ceramics

Wodecka-Dus B., Czekaj D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2009

|

Vol. 54, iss. 4

923-933

EN

Barium titanate BaTiO3 is a common ferroelectric material which adopts the perovskite structure type ABO3. It is widely utilized to manufacture a variety of electronic components. In the present study lanthanum-doped BaTiO3 compositions with x=0.1 mol.% and x=0.3 mol.%, in Ba1-xLaxTi1-x/4O3 were prepared by free sintering method in air at temperature T=1350 C. The grain size distribution and morphology of the powders were studied as well as the X-ray diffraction analysis was performed to confirm formation of the desired crystalline structure. Temperature dependence of dielectric permittivity was studied in the temperature range of ferroelectric-paraelectric phase transition.

PL

Tytanian baru BaTiO3 jest przedstawicielem tlenowooktaedrycznych związków o strukturze krystalicznej typu perowskitu ABO3. Materiał ten charakteryzuje się wieloma interesującymi właściwościami, które można modyfikować poprzez zmianę składu chemicznego oraz optymalizacje technologii otrzymywania. Przedmiotem niniejszej pracy było otrzymanie metodą swobodnego spiekania (T=1350 C) na bazie półprzewodnikowego BaTiO3, domieszkowanego donorowo lantanem, roztworu stałego o składzie Ba1-xLaxTi1-x/4O3, dla koncentracji x=0,1 mol.% i x=0,3 mol.%. Celem zoptymalizowania warunków technologicznych przeprowadzono analizę ziarnowa proszków. Wykorzystując metodę dyfrakcji promieni rentgenowskich (metoda XRD) zbadano strukturę krystaliczną, przeprowadzono identyfikację fazową oraz wyznaczono średni wymiar krystalitów otrzymanego roztworu stałego o różnej zawartości lantanu. Zbadano również temperaturowe zależności stałych dielektrycznych w obszarze przemiany fazowej oraz określono parametry ferroelektryczne otrzymanej elektroceramiki. W wyniku przeprowadzonej pracy wytworzono ceramikę odznaczającą się strukturą typu perowskitu o symetrii tetragonalnej. Stwierdzono, że wzrost koncentracji lantanu w BaTiO3 powoduje zmniejszenie średniego wymiaru krystalitów, wzrost wartości przenikalności elektrycznej i przesunięcie temperatury przejścia fazowego z fazy ferroelektrycznej do paraelektrycznej w strone niższych temperatur. Domieszka 0,3 mol.% La powoduje wzrost stopnia rozmycia przemiany fazowej, wzrost stałej Curie i obniżenie temperatury Curie-Weissa.