Способ электромагнитной дефектоскопии
Способ обнаружения дефектов заключается в том, что контролируемое изделие облучают электромагнитными сигналами под углом к его поверхности, принимают отраженные электромагнитные сигналы, измеряют параметры отраженных электромагнитных сигналов и по результатам измерений определяют наличие дефектов, при этом облучение осуществляют через диэлектрическую пластину, которую устанавливают на поверхности контролируемого изделия, и с помощью приемопередающей антенны, основной лепесток диаграммы направленности которой в одной плоскости имеет косекансную форму в полярной системе координат, а в другой - узкую диаграмму направленности, при этом апертуру приемопередающей антенны размещают внутри диэлектрической пластины. Дополнительно ведут прием отраженных электромагнитных сигналов первой, второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации, апертуры которых располагают соответственно за и перед апертурой приемопередающей двухкомпонентной антенны, внутри диэлектрической пластины. Технический результат заключается в обеспечении возможности обнаружения в объеме стен, стыков стен, в углах, в перекрытиях строительных сооружений, в частности армированных, с высокой степенью точности, высокой разрешающей способностью и высокой вероятностью инородных металлических или диэлектрических дефектов - предметов искусственного или естественного происхождения. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, при одностороннем доступе к контролируемому объекту, и может найти применение для обнаружения в стенах и перекрытиях строительных сооружений инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного и естественного происхождения, в том числе расположенных за металлической арматурой или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры со стороны, противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и, в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций, а также скрытых дефектов в виде пустот и трещин, металлической арматуры, санитарно-технических коммуникаций, кабельных магистралей, электрических и телефонных проводок.
Известен способ СВЧ-дефектоскопии при одностороннем доступе к контролируемому изделию, заключающийся в том, что воздействуют на контролируемый объект поверхностной электромагнитной волной и измеряют изменение мощности этой волны при взаимодействии с дефектом на двух фиксированных частотах СВЧ-диапазона, а глубину залегания дефекта определяют аналитически по эмпирическому выражению (А.С.СССР N 1748029 A1, кл. G 01 N 22/02, 1992 г.). Способ применим для обнаружения дефектов и глубины их залегания в проницаемой для электромагнитных волн среде, размеры которых больше длины волны и находятся в подповерхностном слое контролируемого изделия и не затененных никакими другими дефектами. Наиболее близким к изобретению прототипом является способ СВЧ-дефектоскопии при одностороннем доступе к контролируемому объекту (Потапов А.И. и др. Технологический неразрушающий контроль пластмасс. Л.: Химия, 1979, с. 61-127), заключающийся в том, что контролируемый объект облучают плоской СВЧ электромагнитной волной, измеряют коэффициент отражения плоской электромагнитной волны от контролируемого объекта и по его величине определяют наличие и параметры дефекта, в том числе и координаты залегания этого дефекта. Измерения коэффициента отражения проводят в широком диапазоне частот (от 30 до 40 ГГц). В результате обработки на микропроцессорном устройстве частотной зависимости коэффициента отражения определяют глубину залегания дефекта. Способ применим для обнаружения дефектов, размеры которых больше длины волны. Точное определение глубины залегания дефекта возможно лишь при использовании для зондирования плоских электромагнитных волн и очень большого частотного диапазона. В реальных условиях использование неплоских волн и конечного частотного диапазона приводит к появлению значительной ошибки в определении глубины залегания дефекта и однозначности его идентификации. Кроме того, данный способ не позволяет выявлять дефекты, затененные радионепрозрачными конструктивными элементами контролируемого объекта. Технической задачей данного изобретения является обеспечение возможности обнаружения в стенах, стыков стен и перекрытиях строительных сооружений, и, в частности, с использованием арматуры или выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций, в которых прутки арматуры расположены вертикально и горизонтально, или вертикально или горизонтально образуя ячейки квадратной или прямоугольной формы, а места пересечения арматуры либо провариваются электросваркой либо провязываются стальной монтажной проволокой, с высокой степенью точности, высокой разрешающей способностью, с высокой вероятностью, инородных металлических или диэлектрических дефектов - предметов искусственного или естественного происхождения с небольшой эффективной поверхностью рассеяния и расположенных за металлической арматурой или закрепленных непосредственно на арматуре или расположенных между прутками арматуры со стороны, противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, а также в строительных сооружениях, выполненных из полого кирпича. Техническая задача достигается тем, что контролируемое изделие облучают через диэлектрическую пластину электромагнитными сигналами под углом к его поверхности, диэлектрическую пластину устанавливают на поверхности контролируемого изделия, и с помощью приемопередающей антенны, основной лепесток диаграммы направленности (ДН) которой в одной плоскости имеет косеканскую форму в полярной системе координат, а в другой - узкую ДН, при этом апертуру приемопередающей антенны размещают внутри диэлектрической пластины, принимают отраженные электромагнитные сигналы, измеряют параметры отраженных электромагнитных сигналов и по результатам измерения определяют наличие дефектов. Облучение поверхности контролируемого изделия электромагнитным сигналом через диэлектрическую пластину сводит до минимума отражения от ее внешней поверхности и соответственно к минимальному уровню возбуждения поверхностных волн, что обеспечивает повышение разрешающей способности обнаружения дефектов. Выполнение основного лепестка ДН приемопередающей антенны в одной плоскости косеканской формы, а в другой плоскости узкой (порядка единиц градусов), позволяет за счет линейного участка ДН получить одинаковое значение амплитуд отраженных электромагнитных сигналов от одинаковых дефектов, находящихся на различной глубине контролируемого изделия. В случае же дефектов с различными отражающими свойствами амплитуды отраженных электромагнитных сигналов будут зависеть от отражающих свойств дефектов, но не от глубины их расположения в строительном сооружении. Это позволяет с высокой степенью вероятности и высокой разрешающей способностью обнаруживать дефекты в строительном сооружении. Кроме того, косеканская форма ДН позволяет обнаруживать дефекты в местах стыков стен, в углах, в перекрытиях строительных сооружений. Угол облучения поверхности контролируемого изделия выбирают так, чтобы линейный участок основного лепестка ДН приемопередающей антенны в плоскости, в которой он имеет косеканскую форму, был перпендикулярен поверхности контролируемого изделия, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия, что позволяет с высокой разрешающей способностью обнаруживать дефекты, расположенные в одном поперечном сечении строительного сооружения на разной глубине. Угол облучения поверхности контролируемого изделия выбирают так, чтобы линейный участок основного лепестка ДН приемопередающей антенны в плоскости, в которой он имеет косеканскую форму, был совмещен с поверхностью контролируемого изделия, противоположной поверхности, на которой устанавливают диэлектрическую пластину, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия, что позволяет с высокой разрешающей способностью обнаруживать дефекты в углах стен, в местах стыков стен, в перекрытиях строительного сооружения. Облучение поверхности контролируемого изделия осуществляют последовательно электромагнитными сигналами с линейной горизонтальной поляризацией, электромагнитными сигналами с линейной вертикальной поляризацией, электромагнитными сигналами с линейной поляризацией с плоскостью, повернутой на 45o относительно горизонтальной плоскости, и электромагнитными сигналами с линейной поляризацией с плоскостью, повернутой на 135o относительно горизонтальной плоскости, что позволяет повысить разрешающую способность и обеспечить высокую вероятность обнаружения дефектов. Дополнительно ведут прием отраженных электромагнитных сигналов под углом к поверхности контролируемого изделия с помощью первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации с низким уровнем боковых лепестков, апертуру которой размещают внутри диэлектрической пластины за апертурой приемопередающей антенны, при этом ось основного лепестка ДН первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации располагают в одной плоскости с осью основного лепестка ДН приемопередающей антенны, перпендикулярной поверхности контролируемого изделия, так, чтобы основной лепесток ДН первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации был направлен на тот же участок поверхности контролируемого изделия, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны, и апертура приемопередающей антенны не затеняла апертуру первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации, и измеряют величины изменения параметров отраженных электромагнитных сигналов и сравнивают их с результатами измерения параметров отраженных электромагнитных сигналов, принятых приемопередающей антенной, а наличие дефектов определяют по результатам сравнения. Это позволяет, когда линейный участок основного лепестка ДН приемопередающей антенны в плоскости, в которой он имеет косеканскую форму, перпендикулярен поверхности контролируемого изделия, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия, значительно повысить разрешающую способность и вероятность обнаружения дефектов. Дополнительно ведут прием на согласованные нагрузки отраженных электромагнитных сигналов под углом к поверхности контролируемого изделия с помощью второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации, апертуру которой размещают внутри диэлектрической пластины перед апертурой приемопередающей антенны, при этом ось основного лепестка ДН второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации располагают в одной плоскости с осью основного лепестка ДН приемопередающей антенны, перпендикулярной поверхности контролируемого изделия, так, чтобы основной лепесток ДН второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации был направлен на тот же участок поверхности контролируемого изделия, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны. Это позволяет, когда линейный участок основного лепестка ДН приемопередающей антенны в плоскости, в которой он имеет косеканскую форму, перпендикулярен поверхности контролируемого изделия, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия, повысить помехозащищенность, разрешающую способность и вероятность обнаружения дефектов. Дополнительно ведут прием отраженных электромагнитных сигналов под углом к поверхности контролируемого изделия с помощью первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации с низким уровнем боковых лепестков, апертуру которой размещают внутри диэлектрической пластины перед апертурой приемопередающей антенны, при этом ось основного лепестка ДН первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации располагают в одной плоскости с осью основного лепестка ДН приемо-прередающей антенны, перпендикулярной поверхности контролируемого изделия, так, чтобы основной лепесток ДН первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации был направлен на тот же участок поверхности контролируемого изделия, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны, и измеряют величины изменения параметров отраженных электромагнитных сигналов и сравнивают их с результатами измерения параметров отраженных электромагнитных сигналов, принятых приемопередающей антенной, а наличие дефектов определяют по результатам сравнения. Это позволяет, когда линейный участок основного лепестка ДН приемопередающей антенны в плоскости, в которой он имеет косеканскую форму, был совмещен с поверхностью контролируемого изделия, противоположной поверхности, на которой устанавливают диэлектрическую пластину, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия, повысить разрешающую способность и вероятность обнаружения дефектов. Дополнительно ведут прием на согласованные нагрузки отраженных электромагнитных сигналов под углом к поверхности контролируемого изделия с помощью второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации, апертуру которой размещают внутри диэлектрической пластины за апертурой приемопередающей антенны, при этом ось основного лепестка ДН второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации располагают в одной плоскости с осью основного лепестка ДН приемопередающей антенны, перпендикулярной поверхности контролируемого изделия, так, чтобы основной лепесток ДН второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации был направлен на тот же участок поверхности контролируемого изделия, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны. Это позволяет, когда линейный участок основного лепестка ДН приемопередающей антенны в плоскости, в которой он имеет косеканскую форму, был совмещен с поверхностью контролируемого изделия, противоположной поверхности, на которой устанавливают диэлектрическую пластину, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия, повысить помехозащищенность, разрешающую способность и вероятность обнаружения дефектов. Дополнительно ведут прием на согласованные нагрузки отраженных электромагнитных сигналов вспомогательными приемными двухкомпонентными антеннами эллиптической поляризации, размещенными по периметру апертур приемопередающей антенны и первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации. Это позволяет увеличить пространственную развязку между апертурами антенн, повысить разрешающую способность и вероятность обнаружения дефектов. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ обнаружения дефектов в стенах армированных строительных сооружений; на фиг. 2 схематически представлен разрез армированного строительного сооружения с расположением диэлектрической пластины, расположением приемопередающей антенны с ориентацией линейного участка основного лепестка ДН косеканской формы перпендикулярно к поверхности контролируемого сооружения и расположением первой и второй приемных антенн с ориентацией их основных лепестков ДН; на фиг. 3 схематически представлен разрез армированного строительного сооружения с расположением диэлектрической пластины, расположением приемопередающей антенны с ориентацией линейного участка основного лепестка ДН косеканской формы параллельно к поверхности контролируемого сооружения и расположением первой и второй приемных антенн с ориентацией их основных лепестков ДН; на фиг. 4 схематически представлены варианты расположения дефектов в строительном сооружении по отношению к металлической арматуре. Устройство содержит приемопередающую антенну 1, основной лепесток ДН которой в полярной системе координат в одной плоскости имеет косеканскую форму, в другой плоскости узкую, диэлектрическую пластину 2, первую приемную двухкомпонентную антенну 3 эллиптической поляризации, вторую приемную двухкомпонентную антенну 4 эллиптической поляризации, блок 5 формирования вида поляризации излучаемого электромагнитного сигнала, генераторный блок 6, поляризационный селектор 7 приемопередающей антенны, поляризационный приемник 8, приемный блок 9, блок 10 обработки и индикации, вспомогательную приемную двухкомпонентную антенну 11 эллиптической поляризации, поляризационный селектор 12 приемной двухкомпонентной антенны 3 эллиптической поляризации, контролируемое сооружение 13, металлическую арматуру 14, согласованную нагрузку 15, гипотетический дефект 16. Способ обнаружения дефектов в стенах строительных сооружений, например в железобетонных конструкциях, реализуют следующим образом. Электромагнитные сигналы с генераторного блока 6 через блок 5 формирования вида поляризации излучаемого электромагнитного сигнала излучаются под углом в направлении контролируемого железобетонного сооружения 13 через диэлектрическую пластину 2 на его поверхность при помощи приемопередающей антенны 1, основной лепесток ДН которой в полярной системе координат в одной плоскости имеет косеканскую форму, а в другой плоскости узкую, порядка единиц градусов (фиг. 1). Апертуру приемопередающей антенны 1 размещают внутри диэлектрической пластины 2. Принятые приемопередающей антенной 1, отраженные от внутреннего объема контролируемого сооружения 13 электромагнитные сигналы на несущей частоте поступают в поляризационный селектор 7 приемопередающей антенны 1, где производится на несущей частоте преобразование электромагнитного сигнала на ортогональные составляющие - вертикальную и горизонтальную. Полученные ортогональные составляющие электромагнитного сигнала поступают в поляризационный приемник 8, где производится на несущей частоте измерение их параметров. С выхода поляризационного приемника 8 электромагнитные сигналы на несущей частоте поступают в приемный блок 9, где происходит обработка и преобразование в электрические сигналы, которые затем обрабатываются в блоке 9 обработки и индикации и где принимается решение о наличии отсутствии дефекта в облучаемом объеме контролируемого сооружения 13 и здесь же осуществляется визуализация конечной информации. В связи с возможной конструктивной сложностью внутренней армированной структуры исследуемой железобетонной конструкции строительного сооружения (например, провязка арматуры в месте пересечения проволокой), возможно по формам, размерам, расположению и многообразию материалов дефектов (неоднородностей) и их электродинамических характеристик, облучение поверхности контролируемого изделия осуществляют последовательно электромагнитными сигналами с линейной горизонтальной поляризацией, электромагнитными сигналами линейной с вертикальной поляризацией, электромагнитными сигналами с линейной поляризацией с плоскостью, повернутой на 45o относительно горизонтальной плоскости, и электромагнитными сигналами с линейной поляризацией с плоскостью, повернутой на 135o относительно горизонтальной плоскости. Для каждого вида поляризации электромагнитного сигнала, принятого приемопередающей антенной 1, производится обработка принятых отраженных электромагнитных сигналов по выше указанному алгоритму, и результирующие сигналы запоминаются. Затем результирующие сигналы сравнивают между собой и с сигналами, принятыми первой вспомогательной двухкомпонентной антенной 3, и по результатам судят о наличии или отсутствии дефекта в облучаемом объеме контролируемого изделия. Этот способ позволяет существенно повысить разрешающую способность и вероятность обнаружения дефектов. Блок 5 формирования вида поляризации изучаемого электромагнитного сигнала для приемопередающей антенны 1 целесообразно реализовать, например, на микрополосковых излучателях с переключаемыми точками возбуждения (daniel H. Schaubert, Frederick G. Farrar, Arthur Sindoris, Scott T. Hayes. Microstrip Antennas with Freguency Agility and Polarization Diversity/ IEEE Trans, on Anten. and Propag., v. AP-29, 1981, N 1, pp. 118-123). При расположении приемопередающей антенны 1, когда линейный участок основного лепестка диаграммы направленности (ДН) косеканской формы сориентирован перпендикулярно к поверхности контролируемого изделия 13 и длиной, равной толщине контролируемого изделия (фиг. 2), апертуру первой приемной двухкомпонентной антенны 3 эллиптической поляризации размещают внутри диэлектрической пластины 2 за апертурой приемопередающей антенны 1 и основной лепесток ДН которой направлен на ту же поверхность контролируемого изделия 13, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны 1 (фиг. 2). Первая приемная двухкомпонентная антенна 3 эллиптической поляризации принимает отраженные электромагнитные сигналы линейно поляризованные, которые в поляризационном селекторе 12 приемной двухкомпонентной антенны 3 эллиптической поляризации преобразуются на ортогональные составляющие - вертикальную и горизонтальную, которые поступают в поляризационный приемник 8. В поляризационном приемнике 8 осуществляется обработка на несущей частоте ортогональных составляющих отраженных электромагнитных сигналов, принятых приемопередающей антенной 1 и приемной двухкомпонентной антенной 3 эллиптической поляризации. Результирующие электромагнитные сигналы на несущей частоте поступают в приемный блок 9, где происходит обработка и преобразование в электрические сигналы, которые затем обрабатываются в блоке 9 обработки и индикации, где и принимается решение о наличии или отсутствии дефекта в облучаемом объеме контролируемого сооружения 13 и здесь же осуществляется визуализация конечной информации. Апертуру второй приемной двухкомпонентной антенны 4 эллиптической поляризации размещают внутри диэлектрической пластины 2 перед апертурой приемопередающей антенны 1, основной лепесток ДН которой направлен на тот же участок поверхности контролируемого сооружения 13, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны 1 (фиг. 2), что обеспечивает прием рассеянных электромагнитных сигналов с любым видом поляризации и полное их поглощение в согласованной нагрузке 15. При расположении приемопередающей антенны 1, когда линейный участок основного лепестка диаграммы направленности (ДН) косеканской формы совмещен с поверхностью контролируемого изделия 13, противоположной поверхности, на которой устанавливают диэлектрическую пластину 2, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия 13 (фиг. 3), апертуру первой приемной двухкомпонентной антенны 3 эллиптической поляризации размещают внутри диэлектрической пластины 2 перед апертурой приемопередающей антенны 1 и основной лепесток ДН которой направлен на ту же поверхность контролируемого изделия 13, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны 1 (фиг. 2). Обработка принятого отраженного электромагнитного сигнала осуществляется по алгоритму, приведенному выше. В этом случае апертуру второй приемной двухкомпонентной антенны 4 эллиптической поляризации размещают внутри диэлектрической пластины 2 за апертурой приемопередающей антенны 1, основной лепесток ДН которой направлен на тот же участок поверхности контролируемого сооружения 13, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны 1 (фиг. 3), что обеспечивает прием рассеянных электромагнитных сигналов с любым видом поляризации и полное их поглощение в согласованной нагрузке 15. Синтез антенн с косеканской диаграммой направленности изложен, например, в монографии (Бахрах Л.Д., Кременецкий С.Д. Синтез излучающих систем (теория и методы расчета)/ М.: Сов. радио, 1974, 232 с.). Поляризационные селекторы 7 и 12 соответственно обеспечивают приемопередающей антенне 1 в режиме приема и двухкомпонентной антенне 3, эллиптической поляризации, в режиме приема отраженный электромагнитный сигнал разделять на ортогональные составляющие - вертикальную и горизонтальную, без поляризационных потерь. Структурные и электрические схема поляризационных селекторов, двухкомпонентной антенны и алгоритмы поляризационной обработки электромагнитных сигналов представлены, например, в монографии (Гусев К.Г., Филатов А.Д., Сополев А.П. Поляризационная модуляция/ М.: Сов. радио, 1974, 288 с.). Приемопередающая антенна 1 и первая двухкомпонентная антенна 3 эллиптической поляризации должны иметь уровень боковых лепестков менее 40 дБ. Например, создать антенну с таким низким уровнем боковых лепестков можно, используя работу (W.T. Patton, "Low Sidelobe Antennas for Tactical Radars", IEEE 1980 Intl. Radar Cjnf., Arlington, 28-30 April 1980, pp. 243-244). Параметры диэлектрической пластины 2 выбирают так, чтобы ее относительная диэлектрическая проницаемость равнялась относительной диэлектрической проницаемости материала контролируемого сооружения и тангенс угла диэлектрических потерь был минимален. Так например, для бетона величина относительной диэлектрической проницаемости в диапазоне частот от 105 Гц до 1010 Гц, изменяется в пределах от 10 до 4 (Подповерхностная радиолокация/ Под ред. М. И. Финкельштейна. -М.: Радио и связь, 1994. - 216 с., стр. 25, рис. 1.4.). В этом случае внешняя граница контролируемого изделия становится неотражающей, т. е. среда для распространения электромагнитных сигналов становится однородной, и весь излученный приемопередающий антенной 1 электромагнитный сигнал проходит в объем контролируемого сооружения 13 с минимальными потерями. Уровень возбуждения поверхностных волн минимален, что обеспечивает повышение чувствительности и разрешающей способности данного способа. При установке первой приемной двухкомпонентной антенны 3 эллиптической поляризации обеспечивается достаточно высокий уровень пространственной развязки апертур. Размещение по периметру апертур приемопередающей антенны 1 и первой приемной двухкомпонентной антенны 3 эллиптической поляризации вспомогательных приемных двухкомпонентных антенн 11 эллиптической поляризации, нагруженных на согласованные нагрузки, позволяет обеспечить режим согласованной апертуры. Это позволяет существенно увеличить пространственную развязку между апертурами приемопередающей антенны 1 и приемной двухкомпонентной антенны 3, увеличить помехозащищенность и повысить разрешающую способность обнаружения дефектов. Целесообразно разместить на внешней и торцевых поверхностях диэлектрической пластины 2 поглощающие электромагнитные сигналы элементы. Это позволяет обеспечить помехозащищенность поверхности исследуемого изделия, засвечиваемой основными лепестками диаграмм направленности антенн 1, от воздействия внешних промышленных и атмосферных электромагнитных помех, а также поглощение электромагнитных сигналов внутри диэлектрической пластины, образовавшихся в результате всевозможных внутренних переотражений. Это позволяет повысить точность, разрешающую способность и вероятность обнаружения дефектов.Формула изобретения
1. Способ обнаружения дефектов, заключающийся в том, что контролируемое изделие облучают электромагнитными сигналами под углом к его поверхности, принимают отраженные электромагнитные сигналы, измеряют параметры отраженных электромагнитных сигналов и по результатам измерений определяют наличие дефектов, отличающийся тем, что облучение осуществляют через диэлектрическую пластину, которую устанавливают на поверхности контролируемого изделия, и с помощью приемопередающей антенны, основной лепесток диаграммы направленности которой в одной плоскости имеет косекансную форму в полярной системе координат, а в другой - узкую диаграмму направленности, при этом апертуру приемопередающей антенны размещают внутри диэлектрической пластины. 2. Способ обнаружения дефектов по п.1, отличающийся тем, что угол облучения поверхности контролируемого изделия выбирают так, чтобы линейный участок основного лепестка диаграммы направленности (ДН) приемопередающей антенны в плоскости, в которой он имеет косекансную форму, был перпендикулярен поверхности контролируемого изделия, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия. 3. Способ обнаружения дефектов по п.1, отличающийся тем, что угол облучения поверхности контролируемого изделия выбирают так, чтобы линейный участок основного лепестка ДН приемопередающей антенны в плоскости, в которой он имеет косекансную форму, был совмещен с поверхностью контролируемого изделия, противоположной поверхности, на которой устанавливают диэлектрическую пластину, а длину линейного участка выбирают равной толщине контролируемого изделия. 4. Способ обнаружения дефектов по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что облучение поверхности контролируемого изделия осуществляют последовательно электромагнитными сигналами с линейной горизонтальной поляризацией, электромагнитными сигналами с линейной вертикальной поляризацией, электромагнитными сигналами с линейной поляризацией с плоскостью, повернутой на 45o относительно горизонтальной плоскости, и электромагнитными сигналами с линейной поляризацией с плоскостью, повернутой на 135o относительно горизонтальной плоскости. 5. Способ обнаружения дефектов по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно ведут прием отраженных электромагнитных сигналов под углом к поверхности контролируемого изделия с помощью первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации с низким уровнем боковых лепестков, апертуру которой размещают внутри диэлектрической пластины за апертурой приемопередающей антенны, при этом ось основного лепестка ДН первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации располагают в одной плоскости с осью основного лепестка ДН приемопередающей антенны, перпендикулярной поверхности контролируемого изделия, так, чтобы основной лепесток ДН первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации был направлен на тот же участок поверхности контролируемого изделия, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны, и апертура приемопередающей антенны не затеняла апертуру первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации, и измеряют величины изменения параметров отраженных электромагнитных сигналов и сравнивают их с результатами измерения параметров отраженных электромагнитных сигналов, принятых приемопередающей антенной, а наличие дефектов определяют по результатам сравнения. 6. Способ обнаружения дефектов по п.1, или 2, или 3, или 5, отличающийся тем, что дополнительно ведут прием на согласованные нагрузки отраженных электромагнитных сигналов под углом к поверхности контролируемого изделия с помощью второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации, апертуру которой размещают внутри диэлектрической пластины перед апертурой приемопередающей антенны, при этом ось основного лепестка ДН второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации располагают в одной плоскости с осью основного лепестка ДН приемопередающей антенны, перпендикулярной поверхности контролируемого изделия, так, чтобы основной лепесток ДН второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации был направлен на тот же участок поверхности контролируемого изделия, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны. 7. Способ обнаружения дефектов по п.1 или 3, отличающийся тем, что дополнительно ведут прием отраженных электромагнитных сигналов под углом к поверхности контролируемого изделия с помощью первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации с низким уровнем боковых лепестков, апертуру которой размещают внутри диэлектрической пластины перед апертурой приемопередающей антенны, при этом ось основного лепестка ДН первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации располагают в одной плоскости с осью основного лепестка ДН приемопередающей антенны, перпендикулярной поверхности контролируемого изделия, так, чтобы основной лепесток ДН первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации был направлен на тот же участок поверхности контролируемого изделия, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны, и измеряют величины изменения параметров отраженных электромагнитных сигналов и сравнивают их с результатами измерения параметров отраженных электромагнитных сигналов, принятых приемопередающей антенной, а наличие дефектов определяют по результатам сравнения. 8. Способ обнаружения дефектов по п.1 или 3, отличающийся тем, что дополнительно ведут прием на согласованные нагрузки отраженных электромагнитных сигналов под углом к поверхности контролируемого изделия с помощью второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации, апертуру которой размещают внутри диэлектрической пластины за апертурой приемопередающей антенны, при этом ось основного лепестка ДН второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации располагают в одной плоскости с осью основного лепестка ДН приемопередающей антенны, перпендикулярной поверхности контролируемого изделия, так, чтобы основной лепесток ДН второй приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации был направлен на тот же участок поверхности контролируемого изделия, что и основной лепесток ДН приемопередающей антенны. 9. Способ обнаружения дефектов по п.1, или 2, или 3, или 5, или 6, или 8, отличающийся тем, что дополнительно ведут прием на согласованные нагрузки отраженных электромагнитных сигналов вспомогательными приемными двухкомпонентными антеннами эллиптической поляризации, размещенными по периметру приемопередающей антенны и первой приемной двухкомпонентной антенны эллиптической поляризации.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Похожие патенты:
Способ электромагнитной дефектоскопии // 2146046
Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, и предназначено для контроля дефектов в стенах и перекрытиях строительных сооружений, в частности армированных, при одностороннем доступе и может найти применение для обнаружения инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного или естественного происхождения, расположенных за металлической арматурой, или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры, со стороны противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций
Способ электромагнитной дефектоскопии // 2146045
Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, и предназначен для обнаружения дефектов в стенах и перекрытиях строительных сооружений при одностороннем доступе и может найти применение для обнаружения инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного или естественного происхождения, в том числе расположенных за металлической арматурой, или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры, со стороны противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к контролю поверхности металлических сооружений и объектов и может быть использовано для обнаружения и контроля развития дефектов на поверхностях металлических сооружений и объектов, установленных в коррозионных средах различной степени агрессивности в условиях подземного, атмосферного, морского или речного воздействия, в частности для обнаружения и контроля развития трещин на покрытых изоляций поверхностях нефте- или газопроводов
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для неразрушающего контроля состояния поверхности конструкционных материалов и изделий и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и приборостроения
Изобретение относится к технике охранной сигнализации и может быть использовано в системах охранной сигнализации жилых, служебных помещений, автомобилей и др
Радиоинтроскоп // 2084876
Изобретение относится к дефектоскопии с помощью СВЧ-волн и может найти применение для обнаружения неоднородностей в различных твердых средах, определения их расположения и геометрических форм
Изобретение относится к средствам контроля трубопроводов и может быть использовано для контроля сплошности среды в протяженном трубопроводе
Радиоинтроскоп // 1840223
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для визуального контроля внутренней структуры диэлектрических материалов
Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации
Радиоинтроскоп // 2256904
Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля и может использоваться для обнаружения неоднородностей в строительных конструкциях
Изобретение относится к области обнаружения локальных дефектов в проводниках с использованием акустической эмиссии и может найти применение для выявления скрытых локальных дефектов в различных металлических конструктивных элементах, находящихся в статическом состоянии или в процессе движения
Способ обнаружения дефектов в трубопроводах // 2474812
Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и может быть использовано для дефектоскопии магистральных трубопроводов, заполненных газом, нефтью, нефтепродуктами под давлением
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий
Изобретение относится к способам определения неоднородностей электрофизических и геометрических параметров диэлектрических и магнитодиэлектрических покрытий на поверхности металла и может быть использовано при контроле состава и свойств твердых покрытий на металле, при разработке неотражающих и поглощающих покрытий. Повышение вероятности обнаружения малоразмерных неоднородностей и увеличение точности оценки их границ является техническим результатом предложенного изобретении, который достигается за счет того, что проводят сканирование поверхности покрытия с заданным шагом и формирование двумерной матрицы значений дисперсии коэффициента нормального затухания поля по всей поверхности сканирования, а также формирование второй электромагнитной Е волны с последующим расчетом абсолютного отклонения дисперсий коэффициента затухания поля, с построением пространственного распределения средних значений дисперсий коэффициента нормального затухания поля поверхностных медленных волн Eλ1, Eλ2 и Нλ3, пространственная картина которых визуально отображает распределение неоднородностей и их границу. 4 ил.
Способ определения электропроводности и энергии активации примесных центров полупроводниковых слоев // 2516238
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения электропроводности и толщины слоя полупроводника на поверхности диэлектрика, и может найти применение в различных отраслях промышленности при контроле свойств полупроводниковых слоев. Предложенный способ включает облучение структуры электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение спектра отражения излучения от структуры в выбранном частотном диапазоне при двух различных значениях температуры T1 и T2, далее по полученным зависимостям определяют электропроводность σ1 и σ2 полупроводникового слоя при двух значениях температуры T1 и T2 соответственно, далее выбирают значения температур из диапазона, в котором изменение концентрации носителей заряда связано с ионизацией примесных центров, затем определяют энергию активации примесных центров ΔW, используя соотношение: ΔW=2kT1T2[ln(σ1/σ2)]/(T1-T2), где k - постоянная Больцмана. Одновременное определение электропроводности при пониженных температурах, например 180-190 К, и соответственно энергии активации примесных центров позволяет определить параметры полупроводникового слоя в измеряемой структуре диэлектрик-полупроводник, что является техническим результатом. 2 ил.
Изобретение относится к области дефектоскопии с использованием сверхвысоких частот, а именно к способам определения дефектов теплозащитных и теплоизоляционных покрытий изделий ракетно-космической техники. Повышение точности определения глубины залегания дефекта является техническим результатом заявленного изобретения. Способ включает в себя регистрирацию характеристики электромагнитного СВЧ-поля в контролируемом объекте на нескольких частотах, отличающийся тем, что СВЧ-датчик облучает контролируемый объект, представляющий собой слой диэлектрического материала, наклеенного на металлическую несущую конструкцию, непрерывным многочастотным сигналом и построчно сканирует внешнюю поверхность контролируемого объекта, при этом дискретно регистрируется с постоянным шагом для каждой из частот сигнал, отраженный от контролируемого объекта, при регистрации отраженного сигнала происходит его интерференция с опорным сигналом генератора, в результате которой получается радиоголограмма, при последующем восстановлении которой на получаемом изображении выявляются дефекты внутреннего строения контролируемого объекта и поверхностные дефекты на границе раздела контролируемый объект-металл. 4 ил.
Система и способ контроля композитных материалов с использованием радиочастотного отражения // 2540411
Предложена сенсорная система для анализа свойств диэлектрического материала с помощью радиочастотного сигнала, содержащая материал (30), который сформирован из матрицы и множества частиц (40), не обладающих свойствами изолятора и, по существу, равномерно распределенных внутри матрицы таким образом, что материал по меньшей мере в одном направлении обладает когерентной электрической периодичностью. Кроме того, в системе имеется приемник (10), выполненный с возможностью приема исходного радиочастотного (РЧ) сигнала и возвращенного РЧ сигнала, причем исходный РЧ сигнал отражается данными частицами с формированием возвращенного РЧ сигнала. Изменение положения одной или более частиц не изоляторов приводит к изменению возвращенного РЧ сигнала, так что по возвращенному РЧ сигналу можно определить изменение свойств материала и проводить непрерывный мониторинг аномалий в нем. Заявленный способ позволяет повысить степень контроля качества указанного материала. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 18 ил.
