Радиоволновой контроль

Рис. 4.11. Схемы радиоволнового контроля а — одноканального б — двухканального в. г — многоканального (/— СВЧ-генератор, — излучающая система или антенна, 3 — контролируемый объект, 4 —приемная система или-антенна, 5—блоки обработки сигналов)

Параметрические (резонансные) методы радиоволнового контроля заключаются в том, что контролируемый объект помещается в резонатор, волновод или длинную линию и по изменению параметров этих элементов (резонансная частота, добротность, распределение поля и др.) определяют качество объекта (17]. С помощью параметрического метода возможен контроль геометрических характеристик различных объектов, электромагнитных свойств их материалов и наличия неоднородностей в них. Параметрические методы позволяют испытывать вещества в любых агрегатных со- [c.150]

Протяженные изделия в виде труб и прутков различного поперечного сечения можно помещать в полость объемного резонатора Р или в волноводный тракт В. Если труба помещена в полость резонатора Р (рис. 4.20, а), то она изменяет его рабочий объем (резонансную частоту) или создает дополнительные потери энергии (уменьшает добротность). Для металлических изделий основным является изменение частоты, что дает возможность производить контроль внешнего диаметра трубы О, прутка и т. п. В случае, когда труба изготовлена из диэлектрического материала, влияющими факторами являются все геометрические размеры трубы (внешний О и внутренний диаметры, толщина) и электромагнитные параметры (диэлектрическая г и магнитная проницаемости, удельная электрическая проводимость о). По схеме рис. 4,20,а можно организовать радиоволновой контроль изделий в технологическом потоке. [c.151]

Тройники [1] имеют три или более волноводных ответвлений и служат для разделения потока СВЧ-энергии или, наоборот,— для суммирования (вычитания) СВЧ-колебаний, В аппаратуре радиоволнового контроля используют Е-тройник (рис. 4.7, а), Н-трой-ник (рис. 4.7, б) и двойной тройник (рис. 4.7, в). Рассмотрим характерные случаи применения тройников в аппаратуре радиоволнового контроля (стрелками на рис. 4.7 показано направление вектора напряженности электрического поля). [c.116]

Многопараметровый радиоволновой контроль может быть реализован путем применения нескольких каналов, имеющих разные рабочие частоты, датчики, отличающиеся размерами, конструкцией, расположением и др., различных углов падения, поляризации и сочетанием различных методов контроля. Особое место занимает двухпараметровый контроль, поскольку он легко осуществляется в одном канале при одной рабочей частоте и одном датчике, так как информацию о двух параметрах несет любой электрический сигнал и она легко выделяется амплитудно-фазовым методом. [c.153]

Необходимость разработки специализированной аппаратуры определяется степенью серийности выпускаемой продукции и однотипностью изделий или полуфабрикатов. Аппаратура, реализующая радиоволновой метод, может быть построена на базе стандартных серийно выпускаемых СВЧ-элементов. Специфичным для решения конкретной контрольно-измерительной задачи может являться излучающее и приемное устройство, а также устройство крепления или перемещения контролируемого объекта. Такой принцип создания аппаратуры радиоволнового контроля применяется в случаях, когда нельзя использовать известное радиоволновое оборудование, а также при контроле мелкосерийной продукции. [c.129]

Радиоволновой контроль по прошедшему излучению дает хорошие результаты также при обнаружении четко выраженных дефектов, т. е. в случае большого перепада электромагнитных свойств. Например, обнаружение металлических включений и пустот в диэлектрических материалах со значительной диэлектрической проницаемостью участки с большим значением диэлектрической или [c.136]

Оптический неразрушающий контроль основан на взаимодействии светового излучения с контролируемым объектом и регистрации результатов этого взаимодействия. Методы, характерные для оптического контроля, используют электромагнитное излучение в диапазоне длин волн в вакууме от Ю до 10 мкм (зЛО —ЗХ Х10 ° Гц), и охватывают диапазоны ультрафиолетового (УФ), видимого (ВИ) и инфракрасного (ИК) света. При этом объединяются они между собой общностью применяемых методик, способов и приемов проведения контроля. В большинстве вариантов контроля длина волны света мала по сравнению с геометрическими размерами деталей, элементов и дефектов контролируемых объектов, что позволяет использовать при анализе возможности неразрушающего контроля расчет взаимодействия с ним излучения методами геометрической оптики (см. 4.6). Вместе с тем в ряде случаев (обнаружение дефектов малых размеров, контроль тонких пленок, испытания голографическими и интерференционными методами и др.) применяются методы, характерные для анализа волновых процессов. В этой части методы оптического контроля близки методам радиоволнового контроля, но при большем отношении геометрических размеров к длине волны аналогичны и величины, несущие полезную информацию (см. 4.1, 4.6). [c.222]

В случае, когда выполнены оба условия (4.37) и (4.38), не будут чувствоваться небольшие изменения толщины, электромагнитных параметров покрытия и материала основания. При контроле толщины или электромагнитных параметров слоя в сравнительно широких пределах необходимо проводить радиоволновой контроль одновременно на нескольких рабочих частотах, что гарантировало бы уход из зоны, где хотя бы приблизительно выполняются условия (4.37) и (4.38). [c.128]

Радиоволновой контроль по прошедшему излучению применим в тех случаях, когда возможен двусторонний доступ к внешним границам контролируемого объекта [1]. В простейшем варианте такого контроля в приемном тракте обеспечивают режим бегущей волны и измеряют амплитуду полученного СВЧ-сигнала. Недостатком такого метода контроля является сильная зависимость сигнала от уровня излучения и малая чувствительность. Поэтому аппаратура с лучшими метрологическими характеристиками выполняется с использованием балансных или мостовых схем. Ниже изображены различные применяемые варианты построения аппаратуры радиоволнового контроля, работающей на прохождение, на базе типовых блоков. [c.136]

Функциональная схема простейшего варианта устройства для радиоволнового контроля По прошедшему излучению с учетом амплитудных и фазовых характеристик СВЧ-сигналов, Используемая для дефектоскопии, приведена на рис. 4.16 (основные обозначения соответствуют рис. 4.14). Это устройство содержит два одинаковых простых Т и Тч тройника, что позволяет разделить излучаемую энергию на два потока, а затем сложить полученные СВЧ-сигналы. Для создания СВЧ-сигналов, отличающихся на 180°, в одно из плеч сравнения тройника приемной части введен фиксированный фазовращатель в виде отрезка волновода В. Несколько упростить конструкцию и улучшить частотные свойства СВЧ-тракта можно, использовав в излучающей и приемной частях разные тройники ( и Я или Я и ), что позволит получить набег фазы в 180 , [c.139]

При проведении анализа погрешностей прибора или установки обязательно должны быть учтены и другие составляющие погрешностей (от нестабильностей блоков, нелинейности влияния размера, изменений в окружающей среде, непостоянства питающих напряжений и т. д.). Чаще всего СВЧ-толщиномеры работают, используя отраженное излучение, что позволяет производить радиоволновой контроль при одностороннем доступе к контролируемому объекту. Наиболее сильным мешающим фактором в этом случае является вариация зазора, что проявляется в нарушении фазовых соотношений между падающей и отраженной СВЧ-волнами или в умень- [c.140]

Многопараметровый радиоволновой контроль [c.153]

Прибор ПКП-2 и подобные ему позволяют успешно решать многие задачи радиоволнового контроля в области полупроводниковой техники, когда размеры контролируемого объекта превышают раскрыв преобразователя, в частности заготовки в виде германиевых или кремниевых монолитных пластин или слоистых структур [13] для производства полупроводниковых приборов и микросхем, которые в дальнейшем определяют надежность и качество готового изделия. [c.156]

Жидкие кристаллы могут быть использованы для радиоволнового контроля так же, как радиовизор, однако они не требуют особого дополнительного освещения, кроме дневного, света. Жидкие кристаллы, если это допустимо по техническим условиям на контролируемый объект, могут быть нанесены непосредственно на его поверхность, и при облучении радиоволнами он будет изменять свою окраску в зависимости от нагрева поверхности контролируемого объекта, выявляя тем самым его внутреннее строение и дефекты. [c.160]

Отдельные устройства радиоволнового контроля могут работать на частотах f, выходящих за пределы этого диапазона, однако чаще всего для нераэрушающего контроля используют трехсантиметровый диапазон (/ 10 ГГц) и восьмимиллиметровый диапазон (fяs35 ГГц) [1, 13, 14], наиболее освоенные и обеспеченные хорошим набором элементов и измерительной аппаратурой. СВЧ-коле-бания—поляризованные когерентные гармонические колебания, что обусловливает возможность получения высокой чувствительности и достоверности контроля. При применении СВЧ-излучений размеры элементов устройств неразрушающего контроля и размеры объектов контроля соизмеримы с длиной волны излучения. Радиоволновой контроль отличается большой информативностью по числу параметров излучения, которые можно использовать для контроля, и по общему числу влияющих факторов, но, с другой стороны, проведение контроля и анализ сигналов сильно затрудняется, что усложняет построение аппаратуры и заставляет применять приближенные методы анализа сигналов. Физическими величинами, которые могут нести полезную информацию о параметрах объекта контроля, являются амплитуда, фаза, сдвиг колебаний во времени, спектральный состав, распределение энергии в пространстве, геометрические факторы, поворот плоскости поляризации, появление амплитудной или частотной модуляции при движении объекта или изменении условий контроля и т. д. В соответствии с этим по первичному информативному параметру различают следующие методы амплитудный, фазовый, амплитудно-фазовый, геометрический, временной, спектральный, поляризационный, голографический и др. [1]. [c.103]

Весьма перспективными являются радиоволновые методы контроля из-за расширения применения композиционных, пластмассовых, полимерных и других диэлектрических материалов в качестве конструкционных. Малое количество аппаратуры радиоволнового контроля в промышленности объясняется трудностями конструирования и создания высокостабильных блоков СВЧ. Развитие полупроводниковой техники и печатной технологии производства СВЧ-элементов позволит улучшить эксплуатационные характеристики блоков СВЧ. В то же время изготовление из пластмассовых и ком- [c.358]

При радиоволновом контроле диэлектрических материалов необходимо знать диэлектрическую постоянную е и тангенс угла диэлектрических потерь tg5 (обычно для диэлектриков магнитная проницаемость Ц. = 1) (табл. 1), для полупроводников и магнитных материалов необходимо учитывать е и ц, для металлов в основном имеет значение величина проводимости а. [c.420]

Волноводные элементы, построенные на основе волноводов, являются базой для создания СВЧ-преобра-зователей - главных узлов приборов радиоволнового контроля. Основными элементами являются согласованные нагрузки, аттенюаторы, фазовращатели, направленные ответвители, гибридные соединения, коаксиально-волноводные переходы, преобразователи видов коле- [c.427]

Разрешающая способность дефектоскопа СД-12Д определяется степенью симметрии настройки моста, а также возможным непостоянством условий радиоволнового контроля и вариацией свойств контролирз емого объекта. Всякое резкое изменение свойств контролируемого объекта (большое значение да/др) воспринимается так же, как дефект, что следует учитывать при организации нераз-рушающего контроля. Наиболее сильным мешающим фактором, связанным с условиями контроля дефектоскопом СД-12Д, является взаимный перекос контролируемого объекта и системы рупоров в плоскости их расположения (плоскость чертежа на рис. 4.18). Следует отметить, что перекос в плоскости, являющейся плоскостью симметрии для рупоров (перпендикулярно плоскости рис. [c.149]

При проведении радиоволнового контроля необходимо учитывать явления полного отражения и пропадания компонентов электрического поля при угле падения, близком к поляризующему углу (углу Брюстера). Полное отражение происходит в том случае, когда вторая среда является оптически более плотной (е1Ц1>е2[Х2) и при определенном угле 0 р оказывается, что в (4.21) sin0п>l. Чтобы избежать полного отражения, как следует из (4.21) —(4.24), угол падения надо выбирать из условия [c.124]

Аппаратура и приборы радиоволнового контроля могут применяться для решеняя всех типовых задач неразрушающего контроля структуроскопии, толщиТюметрии, дефектоскопии и интроскопии (контроля внутреннего строения изделия). В зависимости от электромагнитных и геометрических параметров неконтролируемого объекта и решаемой контрольно-измерительной задачи используют соответствующий метод радиоволнового контроля [1]. [c.129]

Задачи структуроскопии, толщинометрии и дефектоскопии можно решать с использованием одно-, двух- и многоканальных устройств (рис. 4.11 в варианте радиоволнового контроля по прошедшему излучению). [c.131]

В технике радиоволнового контроля могут быть использованы излучающие антенны, обеспечивающие на выходе (в непосредственной близости от среза рупора или края излучателя) синфазное плоское поле. Это достигается применением корректирующих или коллимирующих линз различных исполнения и формы. Кроме того, линзы используют для формирования радиоизображений, что обеспечивает пол> чение видимого естественного изображения. Основные законы образования радиоизображения такие же, как и для оптических систем. [c.429]

При контроле изделий в виде коротких труб можно их включить непосредственно в СВЧ-тракт (рис. 4.20, б). В таком варианте труба может рассматриваться как отрезок волновода или длинной линии с определенными параметрами, приводящими к изменению характеристик отраженной волны. Для лучшего согласования волноводного тракта с отрезком трубы участки волноводов ПВ и ОВ выполнены специальной формы, плавно сопрягаемой с поперечным сечением трубы КО, а на их краях для снижения затекания токов на внешнюю поверхность волноводов ПВ и ОВ выполнены короткозамкнутые четвертьволновые участки (4.18) КПх и КПг- Определенный режим работы измерительного участка волновода обеспечивает отрезок волновода ОВ, который нагружен на короткозамкнутую секцию с настроечным поршнем НП (рис. 4.20, б) или на согласованную нагрузку для получения режима бегущей волны. Крупногабаритные изделия можно контролировать по частям, как, например, показано на рис. 4.20, в, где производится радиоволновой контроль параметров диэлектрического покрытия на металлическом основании. Одной из стенок резонатора Р в этом случае служит металлическое основание. Такой вариант контроля реализует резонансный радиотолщиномер РРТ-73 [1], в котором использован СВЧ-генератор с частотной модуляцией (качающаяся частота). В качестве первичного преобразователя в нем применен измерительный резонатор, резонансная частота которого зависит от толщины покрытия и его диэлектрических параметров, а смещение ее определяется с помощью осциллографа. По смещению резонансной частоты находят контролируемую величину. Довольно эффективно проведение контроля по схеме рис. 4.20, в расстояния (зазора) Л до внешней поверхности металлического объекта. [c.152]

Контроль по одному параметру имеет довольно ограниченные возможности и часто не позволяет получить большую точность и достоверность. В связи с этим многопараметровый контроль [1] применяется в двух случаях требуется измерить один параметр независимо от других величин и необходимо определять несколько параметров у контролируемого объекта одновременно или поэтапно. Первый тип контрольно-измерительных задач решается методами, специфичными для радиоволнового контроля и допускает решение задачи, если надо производить контрольно нескольким параметрам. Второй тип контрольно-измерительных задач носит синтетический характер, а информация о параметрах контролируемого объекта может получаться последовательно применением методов одно- или двухпараметрового контроля и затем путем совместной обработки полученных данных (часто с применением ЭВМ) делается заключение о качестве контролируемого объекта. Например, при радноволновом контроле толстой трубы из диэлектрического материала его можно выполнить трехпозиционным 1 — определение отклонений в электромагнитных свойствах 2 — измерение толщины стенки или диаметра 3 — обнаружение дефектов. Для решения второй группы задач могут использоваться не только радиоволновой вид контроля, но и другие. Такой многопараметровый контроль типичен для автоматизированных линий контроля, встроенных в технологический процесс, и рассмотрение его особенностей относится к общей теории неразрушающего контроля. [c.153]

Комплект антенн ИА и ПА, даваемых к установке, позволяет работать на прохождение и отражение, производить радиоволновой контроль по поляризации СВЧ-излучения от контролируемого объекта (в этом случае приемные волноводы повернуты на 90° в плог-скости их поперечного сечения относительно излучающих) и произ-водить дифференциальный контроль с помощью двухлепестковых излучателей. [c.159]

Устройства визуализации полей СВЧ-диапазона дают возможность получить голографическое изображение объекта (физическая голограмма). Помимо, этого голограмму можно получить и расчетным путем на ЭВМ и вывести ее на графопостроитель или передать по линиям связи на значительные расстояния (расчетная голограмма). В радноволновом контроле голографические методы не имеют пока широкого пр именения, но могут оказаться эффективными там, где надо изучать объемное изображение или вести обработку информации оптическими методами. Особенностью голограмм радиоволнового контроля являются их большие размеры, что определяется длиной волны СВЧ-колебаний, и в соответствии с этим необходимость уменьшения полученных голограмм в тысячи раз для наблюдения их в видимом диапазоне. Это приводит к менее подробному, чем в диапазоне видимого света, изучению контролируемого объекта в радиодиапазоне. Вместе с тем радиоволновая голография имеет преимущество при контроле крупногабаритных объектов, когда важно оценить общую конфигурацию и отклонение от заданной формы или размеров. Примерами таких объектов, где применение голографических методов целесообразно, является контроль антенн большого размера, имеющих правильную форму тел вращения (сфера, параболоид, гиперболоид, плоскость или конус и т. п.), и различных крупногабаритных тел из диэлектрических материалов. Расчетные голограммы, масштабируемые до необходимого значения, в этих случаях могут выполнять роль эталона, с которым производится сравнение контролируемого объекта. В целом голографические методы могут оказаться необходимыми как при проведении контроля одиночных объектов уникального назначения с помощью расчетных голограмм, так и при контроле крупногабаритных изделий массового производства, поскольку в первом случае затраты не являются решающим фактором, а во втором — они окупаются за счет массовости продукции. [c.161]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология