ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы СВЧ толщинометрия полимеров из "Проектирование радиоволновых СВЧ приборов неразрушающего контроля материалов " Толщина изделия служит в некоторых случаях показателем качества технологического процесса переработки полимерных материалов изделия. [c.29] Процесс контроля толщины изделия разделяется на два этапа контроль толщины изделий в процессе их изготовления (при намотке, напылении, спекании и других технологических процессах) и контроль толщины готовых изделий. Па первом этапе главным является поддержание толщины на заданном уровне в любом промежутке времени, на втором - преобладает контроль изменения толщины вследствие воздействия эксплуатационных факторов и изменения условий окружающей среды. Наиболее перспективны для измерения толщины в процессе изготовления изделия (например, при намотке) способы радиотолщино метр ии с использованием миллиметрового диапазона длин волн, основанные на амплитудно-фазовой и резонансной методиках контроля [7]. [c.29] Амплитудно-фазовые методы толщинометрии основаны на измерении или балансировке комплексных сопротивлений измерительных СВЧ-антенн. На практике эти способы сводятся к измерению амплитуды и фазы (либо одного из этих параметров) или балансировке амплитуды и фазы сигнала, поступившего на вход измерительной антенны СВЧ, нагруженной комплексным сопротивлением среды. [c.29] Значительный интерес представляют резонансные СВЧ-методы измерения толщины, так как они нечувствительны к амплитудно-фазовым искажениям и обладают высокой точностью. [c.30] Известно, что собственная резонансная частота объемного СВЧ-резонатора зависит от типа волны, возбуждаемой в резонаторе геометрических размеров резонатора диэлектрической проницаемости заполнителя резонатора. [c.30] Основной тип волны, возбуждаемой в резонаторе, определяется конструкцией резонатора и в процессе контроля не меняется. Поэтому собственная резонансная частота объемного резонатора будет изменяться при отклонении толщины контролируемого покрытия от номинального значения, поскольку это приводит к изменению геометрии резонатора. Смещение резонансной частоты резонатора вызывается также изменением диэлектрической проницаемости покрытия. Однако, так как для большинства покрытий диэлектрическая проницаемость изменяется в плоскости слоев в очень небольших пределах, а отношение объема материала в резонаторе к общему объему резонатора можно сделать достаточно малым, то влиянием разброса диэлектрической постоянной можно пренебречь. [c.30] В резонансном толщиномере для контроля металлических листов принцип работы микроволновой системы основан на эффекте воздействия толщины листа на резонансную частоту резонатора, который состоит из волноводных секций значительной электрической длины, изогнутых и расположенных так, что два открытых конца волновода обращены к двум противоположным поверхностям листа. Благодаря высокой добротности этого резонатора даже небольшое изменение толщины листа вызовет большое изменение резонансной частоты измерительного резонатора. [c.30] Чувствительность устройства может быть увеличена введением волноводного тройника в одно из боковых плеч которого включен измерительный резонатор, а в другое - компенсирующий резонатор с идентичными электрическими и тепловыми характеристиками. В такой мостовой схеме эффект от изменения температуры окружающей среды или флуктуации частоты генератора сводится к минимуму. [c.30] В [1] предлагается конструкция резонатора для измерения диэлектрических параметров листовых материалов. В донышке резонатора расположена система индикации и возбуждения СВЧ-колебаний, состоящая из двух волноводов, заполненных диэлектриком. В узкой стенке волновода, проходящего через ось резонатора и служащего для возбуждения СВЧ-колебания, имеются две щели длиной 4 мм, а в индикаторном волноводе, расположенном под углом 45° к волноводу возбуждения, одна щель длиной 5 мм. Перемещение поршня резонатора контролируется с точностью 0,01 мм. Для колебаний волны типа Но п на стенках резонатора отсутствует продольная составляющая тока, поэтому небольшой поперечный зазор в 0,1 мм при е = 2,2 не приводит к искажению картины поля. Случайная ошибка при определении не превышает 0,2 % при измерении частоты с точностью 2 МГц и измерении перемещения поршня с точностью 0,01 мм. [c.30] Толщина контролируемого диэлектрического слоя, нанесенного на проводящую основу, определяется по изменению резонансной частоты измерительного резонатора. Резонансная частота такого резонатора зависит от толщины контролируемого слоя и его диэлектрических параметров (е, tg бе). Прибор градуируется для различных диэлектрических материалов индивидуально, т.е. для каждого материала 8 и tg 5 принимаются постоянными в этом случае резонансная частота измерительного резонатора однозначно связана с толщиной контролируемого материала. Численное значение резонансной частоты измерительного резонатора определяется методом сравнения с частотой волномера, встроенного в датчик. Индикация резонансных импульсов измерительного резонатора и волномера производится на экране электроннолучевой трубки, установленной также в датчике. [c.30] Для измерения толщины сте1слопластика на неметаллической основе при одностороннем доступе используются резонансные СВЧ-колебания, возникающие в незамкнутом резонаторе, ограниченном с одной стороны диафрагмой полуоткрытого объемного резонатора, а с другой - границей раздела стеклопластик - неметаллическая оправка или слой теплозащитного покрытия. Структурная схема резонансного СВЧ-толщиномера приведена на рис. 1.19. [c.30] Заполнитель 3 резонатора выполняют из материала, аналогичного контролируемому, и придают ему форму линзы с радиусом кривизны, аналогичным радиусу кривизны контролируемого изделия. [c.31] Резонансный радиотолщиномер РРТ-73 предназначен для измерения толщины диэлектрических материалов, нанесенных на неметаллическую основу, неразрушающими методами с применением радиоволн сверхвысоких частот. Измерения обеспечиваются односторонним методом с прижатием датчика к контролируемому диэлектрическому слою. [c.31] По климатическим и механическим требованиям прибор относится к группе 1 ГОСТ 9763-67. Основная погрешность прибора определена при температуре окружающего воздуха 20 5 °С относительной влажности 60 15 % и атмосферном давлении 100 4 кПа номинальное напряжение источника питания 220 В 10 %. [c.31] Рабочие климатические условия эксплуатации прибора температура окружающего воздуха от 10. .. 35 °С относительная влажность 60 30 % при 20 °С. [c.31] Прибор измеряет среднеарифметическое значение толщины диэлектрического материала, нанесенного на неметаллическую основу, на участке 30 мм, в месте прилегания к рабочему срезу измерительного резонатора. [c.31] Блок питания БП-1 обеспечивает питание и модуляцию частоты генераторной лампы (лампа обратной волны с электрической фокусировкой луча), которая генерирует радиоволны СВЧ в диапазоне 3,1. .. 3,3 см. Частота генерации модулируется синусоидальным сигналом частотой 50 Гц. Радиоволны СВЧ через вентиль, являющийся развязкой генератора с волноводной линией, поступают в волномер проходного типа и далее через аттенюатор в виде резонансных импульсов подаются на усилители блока усиления. Предварительно усиленные низкочастотные сигналы затем суммируются, дополнительно усиливаются в блоке усиления и подаются в блок индикации, представляющий собой осциллограф с ЭЛТ 6Л01И, расположенной в датчике. Блок питания БП-2 обеспечивает необходимые напряжения для питания блока усиления и блока индикации. [c.31] При неоднородности диэлектрика е 0,1, 6 = 0,005, шероховатости поверхности не выше 3 класса и клиновидности контролируемого слоя 3°. [c.32] На рис. 1.21 показана блок-схема резонансно-волноводного толщиномера с двусторонним расположением антенн. [c.33] Сверхвысокочастотная энергия с рабочей длиной X делится пополам Н-плоскостным мостом, проходит ферритовые вентили и попадает на направленные ответвители 4 12. [c.33] Вернуться к основной статье