Свч-дефектоскоп

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС11УБЛИК (50 4 G 01 N 22/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3736677/24-09 (22) 04.05.84 (46) 07.01 ° 87 Бюл. 1 1 (7 1) Институт прикладной физики

АН БССР (72) В.А.Конев и В.А.Михнев (53) 621.317.39(088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 726475, кл. G 01 N 22/02, 1978, Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Ч. 1.

/Под ред. В.В.Клюева. — N., 1976, с.221. (54) СВЧ-ДЕФЕКТОСКОП ,(57) Изобретение может использоваться для неразрушающего контроля физико-механических х-к материалов.

Цель изобретения — повышение чувствительности и помехоустойчивости.

СВЧ-колебания, промодулированные по амплитуде с частотой Й, прохоцят с генератора 1 через вентиль 16, циркулятор 9 и согласующее устройства (СУ) и излучаются приемо-передающей антенной 2. СУ содержит двойной волноводный тройник 10, СВЧ-модуляторы 11, 12, подвижные короткозамыкатели 7,8 и регулируемый фазовращатель 14. Отраженные от контролируемого образца 17 СВЧ-колебания принимаются приемо-передающей антенной 2, проходят через СУ и циркулятор 2 на

СВЧ-детектор 4, Сигнал с его выхода, несущий информацию о дефектах контролируемого образца 17, усиливается усилителем 5 и детектируется по частоте f в линейном детекторе 15. Индикатор 6 измеряет постоянную и .переменную составляющие результирующего сигнала, которые связаны соответственно с фазовой и амплитудной х-ми рассеяния от дефектов. Модулирующий генератор 13 осуществляет противофазное переключение СВЧ-модуляторов 11, 12 с частотой Г (Г (< f ).

Решение о наличии дефектов принимается на основе анализа двух сигналов. 1 ил.

1 12819

Изобретение относится к технике

СВЧ-дефектоскопии и может использоваться для неразрушающего контроля физико-механических характеристик материалов. 5

Цель изобретения — повышение чувствительности и помехоустойчивости, На чертеже приведена структурная электрическая схема СВЧ-дефектоско- 10 па.

СВЧ-дефектоскоп содержит генератор 1, приемо-передающую антенну 2, волноводный тройник 3, СВЧ-детектор

4, усилитель 5, индикатор 6, первый 7 и второй 8 подвижные короткозамыкатели, циркулятор 9, двойной волноводный тройник 10, первый 11 и второй 12 СВЧ-модуляторы, модулирующий генератор 13, регулируемый фазовращатель 14, линейный детектор

15, а также вентиль 16.

СВЧ-дефектоскоп работает следующим образом.

СВЧ-колебания, промодулированные по амплитуде с частотой f, вырабатываются генератором 1, проходят вентиль 16, циркулятор 9 и поступают на согласующее устройство в виде двойного волноводного тройника 10 с

СВЧ-модуляторами 11 и 12 и подвижными короткозамыкателями 7 и 8, а также регулируемого фазовращателя 14.

Затем мощность СВЧ излучается в свободное пространство с помощью приемо-передающей антенны 2 и, отразившись от контролируемого образца 17, снова поступает в приемо-передающую антенну 2, проходит согласующее устройство — двойной волноводный тройник 10, СВЧ-модуляторы 11 и 12, подвижные короткоэамыкатели 7 и 8, регулируемый фазовращатель 14, и достигает циркулятора 9, который предназначен для разделения падающей и отраженной волн и направляет последнюю в СВЧ-детектор 4. Продетектированный сигнал, несущий информацию о дефектах, усиливается в усилителе 5, детектируется по частоте f в линейном детекторе 15. В индикаторе 6 измеряются постоянная и переменная составляющие результирующего сигнала, которые связаны соответственно с фазовой и амплитудной характеристиками рассеяния от-дефекта. Модулирующий генератор 13 предназначен для противофазного переключения СВЧ-модуляторов

87 2

11 и 12 с частотой Р, причем Р «

Таким образом,. когда один СВЧ- модулятор (11 или 12) перекрывает СВЧтракт, другой в это время открыт, и наоборот.

Настройка СВЧ-дефектоскопа осуществляется следующим образом.

С помощью регулируемого фазовращателя 14 добиваются равенства, активной составляющей сопротивления в точке подключения двойного волноводного тройника 10 волновому сопротивлению линии, т.е. R = 1. Затем подают на СВЧ-модуляторы 11 и 12 такие постоянные напряжения, что СВЧ-модулятор

11 открыт,а СВЧ-модулятор 12 закрыт.

Подвижным короткозамыкателем 7 изменяют реактивную составляющую сопротивления. После этого изменяют нацряжения на управляющих входах СВЧмодуляторов 11 и 12 так, что СВЧ модулятор 11 закрывается, а СВЧ модулятор 12 открывается. Подвижным короткозамыкателем 8 выводят входное сопротивление линии в другую точку, в которой реактивное сопротивление равно и противоположно по знаку реактивному сопротивлению в предыдущей точке.

Модули коэффициентов отражения в указанных точках одинаковы, различаются только их фазы. Поскольку

СВЧ-детектор 4 не является фазочувствительным, переключение СВЧ-модуляторов 11 и 12 с частотой F не привоо дит к изменению сигнала на выходе.

СВЧ-детектора 4. На линейный детектор 15 подается сигнал U частоты и с постоянной амплитудой, определяемой величиной начального коэффициента отражения. Индикатор 6 фиксирует наличие начального постоянного напряжения и отсутствие переменной составляющей частоты F

Предположим, что в зоне действия приемо-передающей антенны 2 появился дефект, который вызвал изменение только модуля коэффициента отражения.

При этом, поскольку регулируемый фазовращатель 14 и подвижные короткозамыкатели 7 и 8 не перестраиваются, модули коэффициентов отражения различны и на выходе СВЧ-детектора 4 появляется сигнал U частоты Е, промодулированный Io амплитуде с частотой Р . Глубина модуляции определяется удвоенным изменением коэффициента отражения. Сигнал U„ (сигнал на

Формула изобретения

Составитель P.Êóçíåöîâà

Техред Л.Сердюкова Корректор А. Ильин

Редактор И.Николайчук

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7258/41

«Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12 выходе линейного детектора 15) имеет ту же постоянную составляющую, что и сигнал для бездефектного участка, и кроме того, переменную составляющую частоты F, вызванную изменением модуля коэффициента отражения контролируемого образца 17.

Наличие дефекта в контролируемом образце 17 вызывает только изменение фазы отраженного сигнала. В этом случае оба коэффициента отражения увеличиваются примерно на одну и ту же величину. Сигнал, поступающий на индикатор 6, по сравнению с сигналом 11д от бездефектного образца имеет увеличенную постоянную составляющую и лишь небольшую. переменн ю составляющую с частотой F !

Таким образом, изменение постоянной составляющей сигнала на выходе линейного детектора 15 говорит о наличии дефекта, влияющего на фазу коэффициента отражения, переменная составляющая частоты В вызывается дефектом, влияющим на модуль отраженного сигнала. Это позволяет в некоторых случаях проводить идентификацию типов дефектов. Например, при обнаружении трещин в диэлектрических слоях с меняющейся толщиной можно так подобрать частоту СВЧ-генератора, что изменение толщины в небольших пределах влияет только на фазу коэффициента отражения, в то время как трещина — дефект, влияющий в основном на его-модуль. Кроме того, возрастает надежность регистрации дефектов

81987 4 на фоне шумов, поскольку решение о наличии дефекта принимается на основе анализа двух сигналов.

СВЧ-дефектоскоп, содержащий генератор, приемо-передающую антенну, двойной волноводный тройник, после10 довательно соединенные СВЧ-детектор и усилитель, индикатор и первый подвижный короткозамыкатель, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и помехо15 устойчивости, введены циркулятор, к первому плечу которого подключен генератор, второе плечо соединено с первым боковым плечом двойного волноводного тройника, а третье — с вхо20 дом СВЧ-детектора, линейный дет:ктор, включенный между выходом усилителя-и входом индикатора, первый и второй

СВЧ-модуляторы, подсоединенные соответственно к Е и Н плечам двойного волноводного тройника, регулируемый фазовращатель, включенный между выходом второго бокового плеча двойного волноводного тройника и входом приемо-передающей антенны, второй

30 подвижный короткозамыкатель, включенный на выходе первого СВЧ-модулятора, при этом первый подвижный короткозамыкатель.включен на выходе второго СВЧмодулятора, а управляющие входы первого и второго СВЧ-модуляторов соединены соответственно.с противофазными выходами введенного модулирующего генератора.