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Homodyne Vector Network Analysis as a Tool for the Real-Time Measurement of Electrical Material Parameter Distributions in the Field

Title data

Peter, Ronny ; Fischerauer, Gerhard:
Homodyne Vector Network Analysis as a Tool for the Real-Time Measurement of Electrical Material Parameter Distributions in the Field.
In: Technisches Messen. Vol. 87 (March 2020) Issue 3 . - pp. 177-188.
ISSN 2196-7113
DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2019-0139

Abstract in another language

The spatial distribution of electrical material parameters (e. g. permittivity and conductivity) can be a valuable indicator of the state of a chemical process or the condition of the processing system. Unfortunately, there are very few measurement systems that could handle this task in the field at low cost and with small shape factors. A potential solution currently under research for the determination of material parameter distributions is based on electromagnetic resonances inside chemical reactors. In the laboratory, vector network analyzers (VNA) and personal computers are used, which is expensive. This contribution reports on an application-specific stand-alone homodyne VNA with integrated data processing as an effort to transfer the laboratory-proven method to the field. The quality of the approach, validated by comparison with commercial VNAs, is shown to suffice for typical field applications.

Abstract in another language

Die räumliche Verteilung elektrischer Materialparameter (z. B. Permittivität und Leitfähigkeit) kann ein wichtiger Indikator für den Zustand eines chemischen Prozesses oder für den Zustand des Prozesssystems sein. Unglücklicherweise gibt es nur sehr wenige Messsysteme, die diese Aufgabe im Feld, zu niedrigen Kosten und mit geringen Abmessungen bewerkstelligen können. Eine mögliche Lösung zur Bestimmung von Materialparameterverteilungen, die gegenwärtig erforscht wird, basiert auf elektromagnetischen Resonanzen im Inneren chemischer Reaktoren. Im Labor verwendet man Vektornetzwerkanalysatoren (NWA) und PCs, was teuer ist. Dieser Artikel beschreibt einen anwendungsspezifischen eigenständigen homodynen NWA mit integrierter Datenauswertung, mit dem die im Labor bewährte Methode feldtauglich gemacht werden soll. Die Funktionsfähigkeit des
Geräts wurde mit der von kommerziellen NWAs verglichen und reicht aus für typische Messaufgaben im Feld.

Further data

Item Type: Article in a journal
Refereed: Yes
Keywords: Material parameters; in-process measurement; vector network analyzer; field application; Materialparameter; prozessintegrierte Messung; Vektornetzwerkanalysator; Feldeinsatz
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Measurement and Control Technology
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Measurement and Control Technology > Chair Measurement and Control Technology - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 05 Mar 2020 07:39
Last Modified: 05 Mar 2020 07:39
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/54541