Радиоволновый контроль
Cтраница 2
Волноводные элементы, построенные на основе волноводов, являются базой для создания СВЧ-преобра-зователей - главных узлов приборов радиоволнового контроля. [16]
Индикаторы СВЧ-излучения преобразуют распределение плотности СВЧ-энергии в видимое изображение, что позволяет оператору анализировать качество контролируемого объекта. При радиоволновом контроле в качестве индикаторов используются [1] люминофоры, жидкие кристаллы и фотоэмульсии, а индикация интенсивности СВЧ-излучения чаще всего основана на том, что вещество индикатора нагревается подающей на него СВЧ-энергией. Применение индикаторов позволяет производить контроль внутреннего строения объектов и осуществлять СВЧ-голографию. [17]
В радиоволновом контроле голографические методы не имеют пока широкого применения, 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. 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. [18]
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. [19]
Как следует из (4.32) и (4.33), угол падения целесообразно брать определенной величины, однако установить ее не всегда удается из-за особенностей внутреннего отражения. В реальных условиях радиоволнового контроля картина формирующегося СВЧ-поля получается гораздо сложнее, чем это следует из законов геометрической оптики, ввиду возможных отражений от различных неоднородно-стей в материале объекта контроля и его удаленных границ, неидеальности поверхностей раздела слоев контролируемого объекта и из-за отражений от посторонних предметов, попадающих в зону облучения СВЧ-колебаниями. Поверхности реальных объектов имеют значительные неровности, что ведет к отклонению и рассеянию пучка СВЧ-энергии. Практика радиоволнового контроля показывает, что неоднородности поверхности должны быть малы по сравнению с четвертью длины волны. [20]
 |
Взаимодействие излучения с пластиной. [21] |
Поэтому вопросы взаимодействия объектов контроля с электромагнитным СВЧ-полем решаются экспериментально или приближенными методами. При этом абсолютные значения сигналов при радиоволновом контроле чаще всего определяют экспериментально, а относительные величины - изменение сигналов при вариации параметров контролируемого объекта или условий контроля - оценивают приближенно, применяя законы геометрической оптики и импедансный метод. Если расстояния между границами различных сред соизмеримы или много больше по сравнению с длиной волны СВЧ-колебаний в материале (4.5), а каждая из сред однородна, используют законы геометрической оптики. При этом полагают, что в пределах однородной среды СВЧ-излучение распространяется прямолинейно и направления падающей, отраженной и преломленной волн ( во всех средах / - 3) лежат в одной плоскости ( в плоскости чертежа на рис. 4.8) и тогда справедливы следующие соотношения, которые выполняются независимо от поляризации падающей волны. [22]
С помощью резонатора Р или отрезков волноводов В ( рис. 4.21) можно проводить контроль электромагнитных свойств различных веществ. При этом твердые тела непосредственно помещают в объ ем резонатора или волновода ( рис. 4.21, а), а жидкие, сыпучие и газообразные вещества предварительно загружают в дозирующие ампулы ( рис. 4.21, б) или пропускают по специально предусмотренным трубкам. При радиоволновом контроле свойств вещества размеры образцов обычно выбирают небольшими, чтобы напряженность электромагнитного поля в пределах занимаемого ими объема была постоянной, а место в волноводе или резонаторе выбирают из условия получения необходимой степени влияния вещества на параметры волновода или резонатора. [23]
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 контроль по 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. [24]
Как следует из (4.32) и (4.33), угол падения целесообразно брать определенной величины, однако установить ее не всегда удается из-за особенностей внутреннего отражения. В реальных условиях радиоволнового контроля картина формирующегося СВЧ-поля получается гораздо сложнее, чем это следует из законов геометрической оптики, ввиду возможных отражений от различных неоднородно-стей в материале объекта контроля и его удаленных границ, неидеальности поверхностей раздела слоев контролируемого объекта и из-за отражений от посторонних предметов, попадающих в зону облучения СВЧ-колебаниями. Поверхности реальных объектов имеют значительные неровности, что ведет к отклонению и рассеянию пучка СВЧ-энергии. Практика радиоволнового контроля показывает, что неоднородности поверхности должны быть малы по сравнению с четвертью длины волны. [25]
Фотоэмульсии в стадии проявления ( полупроявленная фотопленка или фотобумага) также чувствительны к теплоте. Если фотоэмульсия за счет СВЧ-излучения будет по-разному прогрета на соседних участках, то скорость проявления на этих участках также будет отличаться и после завершения процесса проявления и закрепления степень почернения фотоматериала будет больше, там, где падало больше СВЧ-энергии. В радиоволновом контроле фотоэмульсии применяются редко. [26]
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. [27]
Страницы: 1 2