Устройство для измерения параметров материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения шероховатости металлических поверхностей. Устройство для измерения параметров материалов содержит датчик, выполненный в виде отрезка прямоугольного волновода 1, разомкнутый на одном конце, и расположенный в волноводе 1 источник 2 СВЧ-колебаний, а также детектор 3 СВЧ и два соосных металлических стержня 4 и 5, выполненных с возможностью перемещения вдоль своей оси и вдоль продольных щелей 6 и 7, расположенных по оси волновода 1 у его разомкнутого конца. Стержни 4 и 5 фиксируются в рабочем положении с помощью скобы 8. Вход регистрирующего прибора 9 подключен к детектору 3 на выходе датчика. Для реализации резонансного взаимодействия зазора между концами стержней 4 и 5 с исследуемой металлической поверхностью осуществляется выбор соответствующего расстояния между стержнями 4 и 5 и краем излучающего отверстия волновода 1. В результате происходит преимущественное поглощение СВЧ - мощности исследуемой поверхностью, следствием чего является возможность измерения шероховатости металлической поверхности с высокой чувствительностью. 2 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 22/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 4321332/24-09 (22) 26.10.87 (46) 15.07.89.Бюл. В 26 (71) Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственнзм университете им,Н.Г.Чернышевского (72) Д.А.Усанов и А.А.Лицов (53) 621.3 17.38(088.8) (56) Сейнов С.В. и др. Емкостной профилометр. — Измерительная техника, 1987, У 22, с.19.

Авторское свидетельство СССР

° У 1264 109, кл. G О 1 R 27/26, 1985 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения— расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения шероховатости металлических поверхностей, Устр-во для измерения параметров материалов содержит датчик, выполненный в виде отрезка прямоуголь„„SU„„1493939 A 1

2 ного волновода 1, разомкнутый на одном конце, и расположенный в волноводе 1 источник 2 СВЧ-колебаний, а также детектор 3 СВЧ и два соосных металлических стержня 4 и 5, выполненных с воэможностью перемещения вдоль своей оси и вдоль продольных щелей 6 и 7, расположенных по оси волновода 1 у его разомкнутого конца.

Стержни 4 и 5 фиксируются в рабочем положении с помощью скобы 8. Вход регистрирующего прибора 9 подключен к детектору 3 на выходе датчика. Для реализации резонансного взаимодействия зазора между концами стержней 4 и 5 с исследуемой металлической поверхностью осуществляется выбор соответствующего расстояния между стержнями 4 и 5 и краем излучающего отверстия волновода 1. В результате происходит преимущественное поглощение

СВЧ-мощности исследуемой поверхностью, следствием чего является возможность измерения шероховатости ме- в и таллической поверхности с высокой 4ь чувствительностью. 2 ил. CO

1493939

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике СВЧ и может использоваться в электронной, машиностроительной промьппленности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерения шероховатости металлических поверхностей.

На фиг. 1 показано устройство для из- 10 мерения параметров материалов, на фиг.2 — вид А на фиг. 1.

Устройство для измерения параметров материалов содержит датчик, выполненный в виде отрезка прямоугольного волновода 1, разомкнутый на одном конце, расположенный в волноводе 1 источник 2 СВЧ колебаний, детектор 3 СВЧ, два соосных металлических стержня 4 и 5, выполненных с воз- 20 можностью перемещения вдоль своей оси и вдоль продольных щелей 6,7,расположенных по оси волновода 1 у его разомкнутого конца, стержни 4,5 фиксируются в рабочем положении с помо- 25 щью скобы 8, вход регистрирующего прибора 9 подключен к детектору 3 на выходе датчика. В качестве источника 2 СВЧ колебаний возможно использование диода Ганна, лавинно-про- 3р летного диода, туннельного диода или элемента возбуждения волновода от внешнего СВЧ генератора.

Устройство для измерения параметров материалов работает следующим образом.

Отрезок прямоугольного волновода 1 помещается разомкнутым концом на измеряемую поверхность, Внутри волновода 1 устанавливается возбужденная 40 источником 2 СВЧ колебаний стоячая волна электромагнитного поля. Зависимость амплитуды стоячей волны от параметра измеряемой поверхности фиксируется детектором 3 и регистрируется регистрирующим прибором 9.При отсутствии стержней 4,5 конструкция не может быть использована для измерения шероховатости вследствие черезвычайно слабой зависимости в этом случае амплитуды стоячей волны от

50 шероховатости измеряемой поверхности. Введение двух соосных металлических стержней 4,5 на расстоянии от излучающего отверстия волновода 1, не превышающем величины, определяе55 мой зависиомстью

Зэк 2ц -1 ((-- — — ) — (— --)- ) а Л

4 где а — размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода 1; — длина рабочей волны в свободном пространстве, обеспечивает поглощение мощности преимущественно исследуемой металлической поверхностью, а не всей внутренней поверхностью отрезка прямоугольного волновода 1. Следствием этого является сильная зависимость амплитуды стоячей волны, а следовательно, и показаний прибора 9 от шероховатости измеряемой поверхности.

Выбор расстояния между стержнями 4,5 и краем излучающего отверстия волновода t в соответствии с приведенным отношением необходим для реализации резонансного взаимодействия зазора между концами стержней 4,5 с исследуемой металлической поверхностью.

В результате этого происходит преимущественное поглощение СВЧ мощности исследуемой поверхностью, следствием чего является возможность измерять шероховатость металлической поверхности с высокой чувствительностью.

Так как резонансная частота параллельного контура, образованного частью объема волновода 1, ограниченного стержнями 4,5 с одной стороны и исследуемой металлической поверхностью с другой стороны, зависит от величины активного сопротивления, включенного в одно из его плеч, то амплитуда стоячей волны в волноводе 1, а следовательно, и величина продетектированного напряжения будет зависеть от величины шероховатости исследуемой поверхности. Изменяя как расстояние между стержнями 4,5 и излучающим отверстием волновода 1, так и глубину их погружения в волновод 1, можно определить их оптимальное положение с точки зрения получения мак- симальной чувствительности устройства к изменению параметра К - среднеарифметическое отклонение профиля измеряемых поверхностей в каждой конструкции.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров материалов, содержащее датчик, выполненный в виде отрезка прямоугольного волновода, разомкнутого на од— ном конце, внутри которого размещен источник СВЧ-колебаний, а также ре1493939 размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода — длина рабочей волны в свободном пространстве. где а

Составитель P.Êóçíåöoâà

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Редактор М.Циткина

Заказ 4103/42 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина, 101 гистрирующий прибор, соединенный с выходом датчика, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обес5 печения измерения шероховатости металлических поверхностей, введены два соосных металлических стержня, размещенных на противоположных широких стенках отрезка прямоугольного волновода с возможностью осевого перемещения и перемещения вдоль продольных щелей, выполненных в серединах широких стенок отре зк а прямоугольного волновода на его разомкнутом конце, при этом длина каждой продольной щели не превышает величины, определяемой выражением: