Étude des propriétés diélectriques des émulsions en hyperfréquence

¹ Université de Rouen — Mont Saint Aignan, Laboratoire L.C.I.A., France ;
² Université des Sciences et technologie, Houari Boumediene, Alger, Institut de Physique, Algérie.

Résumé

Les mélanges binaires de liquides non miscibles forment par agitation des émulsions dont on peut caractériser la stabilité et l’état structural par des mesures de permittivités complexes relatives ε*_c = ε’_c - ε"_c à 10 ghz.

Dans cette bande de fréquences la cellule de mesure est constituée par une portion de guide fermée à l’entrée et terminée par un court-circuit à position variable. Dans ce volume clos l’émulsion est injectée à l’aide d’une pompe qui assure une circulation suffisamment rapide pour éviter la séparation de l’eau et de l’huile. Les variations de la tension à l’entrée de la cellule en fonction de la position du court-circuit sont enregistrées sur table traçante. Un traitement informatique des relevés graphiques conduit aux valeurs expérimentales de ε’_c et ε"_c avec une précision appréciable de l’ordre de 2 % et 4 % respectivement.

Avec des émulsions d’eau et de décane, d’eau et de limonène, en faisant varier progressivement la concentration d’un des deux constituants on a observé des discontinuités de la permittivité complexe.

Théoriquement en s’appuyant sur différents modèles ε*_c s’exprime en fonction des permittivités de l’eau et de l’huile et de leur concentration respective. On a vérifié la validité de ces théories en régime fréquentiel à 10 GHz.

Abstract

The binary mixtures of non-miscible liquids form emulsions by agitation whose stability and structural states can be characterized by measurements permittivity at 10 GHz.

For this purpose a part of the wave guide was closed at the entry and the other end was terminated by a short-circuit whose the position can be changed. The emulsion was injected into this volume by a pump with sufficient power so that the separation of the water and the oil can be avoided. The change of the power of the microwaves at the entry of the cell as a function of the position of the short circuit was recorded. A computer analysis of the results gave the values of ε’_c and ε"_c with a good precision of 2 % and 4 % respectively.

A discontinuity of the complexe permittivity was observed with the emulsions water-decane and water-limon by varying progressively the concentration of water and oil.

A study based on different models gave ε*_c expressed as a function of the permittivity of the constituents and their concentrations. The validity of the different theories have been verified in a dynamic state at 10 GHz.