СВЧ-УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ МАТЕРИАЛА Российский патент 2013 года по МПК G01N22/00 

Описание патента на изобретение RU2496105C2

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для проверки материала. Изобретение также относится к способу, предусматривающему использование такого устройства.

Уровень техники

Устройство по изобретению может быть использовано в различных приложениях.

В частности, устройство по изобретению позволяет проверять материалы, не полностью состоящие из металлов, такие как дерево, бумагу, шлаковату или стекловату, стекло, пластмассы, материалы, совместимые с пищевыми продуктами сельскохозяйственного производства, излучающие элементы и т.д.

В частности, при работе с такими материалами устройство обеспечивает возможность измерения физических свойств материалов (плотности, влажности и т.п.) или же выявления дефектов проверяемых материалов (полостей, включений и т.п.).

Проверка материалов на промышленных производственных линиях требует применения оборудования, обеспечивающего быструю и, в большинстве случаев, бесконтактную проверку. Известные системы для такой бесконтактной проверки могут представлять собой, в частности, рентгеновские, инфракрасные или ультразвуковые аппараты, причем каждый из типов используемой аппаратуры предназначен для применения в конкретных приложениях.

В соответствии с известными предложениями для повышения эффективности таких систем аппараты различных типов объединяют в единую установку, что позволяет совместно использовать преимущества каждого из таких аппаратов.

Однако, хотя в приложениях, связанных с проверкой неметаллических материалов, применение аппаратов, основанных, в частности, на использовании электромагнитных волн, обладает некоторыми преимуществами (в частности, связанными с глубоким проникновением электромагнитных волн в неметаллические материалы), применение известных технологий в промышленных приложениях ограничено некоторыми недостатками.

Действительно, такие приложения требуют проведения измерений в режиме реального времени с учетом скорости продвижения проверяемого материала при его перемещении вдоль производственной линии, а также обеспечения возможности проверки фрагментов материалов значительных размеров.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении вышеуказанных недостатков.

Первая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении устройства, обеспечивающего возможность проверки не полностью металлического материала.

Другая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении устройства, обеспечивающего возможность проведения проверки материала в режиме реального времени.

Дальнейшая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в обеспечении возможности проведения проверки крупных фрагментов материалов.

Еще одна задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении модульного устройства, полностью адаптируемого ко всем типам производственных линий и простого в установке.

Для решения поставленной задачи в соответствии с изобретением предлагается устройство для проверки материала, содержащее, по меньшей мере, средства испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения материала и средства приема электромагнитного сигнала, отличающееся тем, что содержит первые средства модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm1, расположенные на пути распространения сигнала между средствами испускания и материалом и предназначенные для пространственного разделения испущенного электромагнитного сигнала, и вторые средства модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm2, расположенные на пути распространения сигнала между материалом и средствами приема электромагнитного сигнала и предназначенные для пространственного разделения электромагнитного сигнала, прошедшего сквозь материал.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение, а также другие его задачи, цели и достоинства, станут ясны из нижеследующего описания, содержащего ссылки на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют пример осуществления изобретения, не накладывающий каких-либо ограничений. На чертежах

- На фиг.1 представлена схема работы устройства для проверки материала в режиме прохождения сигнала;

- На фиг.2 представлена блок-схема устройства для проверки материала по изобретению;

- На фиг.3 представлена схема работы устройства для проверки материала в режиме отражения сигнала;

- На фиг.4 представлена принципиальная схема датчика, содержащего интегрированный в него элемент модуляции;

- На фиг.5 представлена схема решетки датчиков, содержащих интегрированные в них элементы модуляции, по фиг.4.

Осуществление изобретения

1. Устройство для проверки материала в режиме прохождения сигнала

Фиг.1 и 2 иллюстрируют устройство 100 для проверки материала 150 в режиме простого прохождения сигнала. Устройство 100 проверки содержит;

- средства 110 испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения проверяемого материала 150;

- средства 140 модуляции электромагнитного сигнала, полученного от материала 150, частотой Fm2;

- средства 130 приема электромагнитных сигналов, полученных в результате модуляции.

Средства 140 модуляции расположены на пути распространения сигнала между материалом 150 и средствами 130 приема электромагнитных сигналов, полученных в результате модуляции.

Средства 110 испускания и средства 140 модуляции со средствами 130 приема сигналов расположены по разные стороны от проверяемого материала 150 так, чтобы обеспечить возможность приема средствами 140 модуляции передаваемого сигнала после его прохождения сквозь материал 150.

а. Средства испускания

Средства 110 испускания сигнала содержат решетку смежных передающих антенн, предназначенных для испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp. Испускаемый сигнал представляет собой плоскую электромагнитную волну. Частота Fp относится к микроволновому (СВЧ) диапазону.

Антенны предпочтительно представляют собой микрополосковые антенны с прямоугольными элементами.

b. Средства модуляции

Средства 140 модуляции содержат решетку датчиков 200, расположенных на стороне, обращенной к материалу 150, и регулярно распределенных по общей плоскости, перпендикулярной направлению распространения сигнала, испущенного средствами 110 испускания.

Средства модуляции предназначены для создания локального возмущения электромагнитного поля с частотой Fm2 модуляции с целью обеспечения возможности пространственного разделения сигналов, прошедших сквозь материал 150, на независимые сигналы, число которых равно числу датчиков 200.

Датчики 200, содержащие встроенные в них элементы модуляции для пространственного разделения сигналов, более подробно описаны ниже со ссылками на фиг.4 и 5.

Кроме того, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, могут быть предусмотрены средства модуляции, работающие на частотах Fm2, Fm2-1, Fm2-2, … Fm2-i, где индекс i соответствует n-ному датчику.

с. Средства приема

Средства 130 приема содержат решетку регулярно распределенных принимающих антенн, преимущественного того же типа, что и антенны передающей антенной решетки, или идентичных им.

Такая решетка принимающих антенн расположена после решетки датчиков 200 пространственной модуляции (по направлению распространения сигнала).

Решетка принимающих антенн предназначена для регистрации сигналов с несущей частотой и сигналов с модулированными частотами Fp±Fm, полученных в результате модуляции.

В соответствии с одним из вариантов осуществления средств 130 приема, решетка принимающих антенн и решетка датчиков 200 пространственной модуляции могут быть выполнены в форме решетки из независимых элементов, каждый из которых содержит интегрированные в него принимающую антенну и датчик пространственной модуляции.

d. Другие элементы устройства проверки

Как показано на фиг.2, устройство также содержит средства 180 демультиплексирования сигнала, модулированного частотой Fm2. Такие средства 180 демультиплексирования предназначены для идентификации различных датчиков 200, т.е. для обеспечения возможности определения происхождения различных сигналов, поступающих отдатчиков 200, средствами 130 приема.

Средства демультиплексирования могут представлять собой средства временного или пространственного демультиплексирования. В случае временного демультиплексирования идентификацию датчиков осуществляют путем последовательной подачи модулирующего сигнала на разные датчики 200.

В случае пространственного демультиплексирования идентификацию датчиков осуществляют путем одновременного выделения каждому из датчиков 200 в составе решетки разных частот Fm модуляции или набора ортогональных частот.

Устройство также содержит средства 190 фильтрации и средства 191 усиления сигналов с несущей частотой Fp и модулированных частотами Fp±Fm, принимаемых средствами 130 приема.

Точнее, средства 190 фильтрации содержат полосной фильтр, частота отсечки и полоса пропускания которого выбраны так, чтобы обеспечивать отбрасывание несущей частоты Fp до усиления модулированных сигналов.

Таким образом, эффективный динамический диапазон работы приемника 163, осуществляющего сбор лучей, прошедших сквозь материал 150, корректируют по сигналам, модулированным частотами Fp±Fm, амплитуда которых, как правило на 60-80 дБ ниже, чем у сигналов с выбранной несущей частотой Fp.

Средства 190 фильтрации позволяют избежать насыщения приемника 163 сигналами с несущей частотой Fp и, таким образом, позволяют обеспечить значительно лучшую динамику работы устройства.

В случае устройства с несколькими несущими частотами могут быть использованы фильтры, центральные частоты которых соответствуют каждой из несущих частот, перемещающиеся по частотному диапазону, например, такие как фильтры Yttrium Iron Garnet YIG.

Кроме того, средства 191 усиления содержат усилитель малошумящего типа, предназначенный для приема отфильтрованных сигналов и их усиления перед их сбором приемником 163.

Наконец, устройство содержит процессор 170, осуществляющий обмен данными с индивидуальными модулями 161, 162 и 163, предназначенными для управления, соответственно, передачей сигнала средствами 110 испускания, средствами демультиплексирования и приемником 163, соединенным со средствами 130 приема для измерения вещественной и мнимой частей модулированных электромагнитных сигналов.

Процессор 170 также содержит средства обработки вещественных и мнимых сигналов, поступающих от приемника 163, для повышения качества обнаружения возмущений электромагнитных сигналов, испускаемых средствами 110 испускания.

Кроме того, процессор 170 содержит средства визуализации для отображения изображения проверяемого материала 150 на основе сигналов, полученных в результате модуляции, после соответствующей обработки.

е. Принципы работы устройства проверки

Такие средства обеспечивают возможность осуществления способа, в рамках которого испускают электромагнитный сигнал с частотой Fp для облучения проверяемого материала 150.

Электромагнитный сигнал, испущенный средствами 110 испускания, затем распространяется сквозь проверяемый материал 150.

Малейшие неоднородности материала 150 или присутствующие в нем перепады плотности, влажности или температуры вызывают изменения в поведении электромагнитного поля, которое распространяется сквозь материал 150.

Аналогичным образом, поскольку диэлектрические или магнитные свойства дефектов отличаются от соответствующих свойств материала 150, наличие таких дефектов проявляется в виде возмущений электромагнитного поля, которое распространяется сквозь материал 150, возникающих в области расположения дефекта.

Датчики 200, образующие антенную решетку средств 140 модуляции, принимают измененный таким образом сигнал.

Затем электромагнитный сигнал, исходящий из материала 150, модулируют в каждом из таких датчиков 200 частотой Fm2 модуляции. Затем антенны средств 130 приема принимают модулированные сигналы, поступающие от каждого из датчиков 200.

Таким образом, после приема средствами 130 приема сигналов, модулированных, как описано выше, можно определить, какой или какие датчики 200 зарегистрировали возмущенный сигнал. Такому датчику 200 соответствует некоторая локализованная область материала 150.

Модулированные сигналы, принятые средствами 130 приема, затем фильтруют, усиливают и обрабатывают для получения изображения проверяемого материала 150.

Возмущение электромагнитного сигнала, вызванное наличием в определенной области материала 150 дефектов, отображают на изображении материала в месте расположения одного или нескольких конкретных датчиков 200, в результате чего обеспечивают локализацию дефекта.

Данное устройство также обеспечивает возможность осуществляемого аналогичным образом выявления неоднородностей или перепадов плотности, влажности или температуры в материале 150.

В соответствии с одним из вариантов осуществления решения по фиг.1 при наличии взаимно дополнительных излучающих элементов дополнительно предусмотрено испускание сигналов антеннами средств 130 приема и их прием антеннами средств 110 испускания.

f. Устройство проверки с двойной модуляцией

В устройстве по фиг.1 также могут быть дополнительно предусмотрены средства модуляции сигналов, испускаемых средствами 110 испускания, частотой Fm1 модуляции.

Такая частота Fm1 модуляции может быть равна частоте модуляции электромагнитного сигнала, выходящего из материала 150, или отличаться от нее.

Данные средства модуляции аналогичны вышеупомянутым средствам 140 модуляции и описаны более подробно ниже, со ссылками на фиг.4 и 5.

Кроме того, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть предусмотрены средства модуляции, работающие на частотах Fm1, Fm1-1, Fm1-2, … Fm1-i, где индекс i соответствует n-ному датчику.

Средства модуляции расположены на пути распространения сигнала между средствами 110 испускания и проверяемым материалом 150.

Они осуществляют пространственное разделение электромагнитного сигнала, испущенного средствами 110 испускания на сигналы, число которых равно числу датчиков в антенной решетке средств модуляции.

Таким образом, получают двойную модуляцию электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp.

Для каждой точки испускания электромагнитного сигнала на всех датчиках 200 антенной решетки средств 140 модуляции получают сигнал, прошедший сквозь материал.

В таком случае, сигналы, зарегистрированные датчиками, соответствуют разным траекториям прохождения электромагнитных сигналов сквозь материал 150.

Таким образом, осуществляют поточечное восстановление траекторий прохождения электромагнитных сигналов сквозь материал 150 между всеми датчиками двух решеток.

Это обеспечивает возможность формирования мультистатического томографического изображения проверяемого материала 150 и получения восстановленных изображений высокого качества.

2. Устройство для проверки материала в режиме отражения сигнала

На фиг.3 представлено устройство для проверки материала 150 в режиме отражения сигнала. Используемые в нем средства и принципы работы идентичны описанным выше для устройства для проверки материала в режиме прохождения сигнала.

Основные отличия касаются взаимного расположения средств 110 испускания сигналов, средств 140 модуляции и средств 130 приема.

В режиме отражения сигнала средства 110 испускания сигналов и средства 140 модуляции со средствами 130 приема расположены с одной и той же стороны проверяемого материала 150 так, чтобы обеспечить прием сигнала, отраженного от материала 150, средствами 140 модуляции.

Данное устройство обладает преимуществом, связанным с работой в режиме двойного прохождения сигнала, т.к. в таком режиме электромагнитный сигнал на несущей частоте проходит сквозь проверяемый материал 150 дважды. Устройство такого типа обладает преимуществами в случае, когда доступ к одной из сторон проверяемого материала 150 затруднен, или когда проверяемый материал 150 имеет металлическую поверхность.

В данном варианте осуществления изобретения за проверяемым материалом 150, с противоположной стороны от средств 110 испускания, средств 140 модуляции и средств 130 приема сигналов, может быть предусмотрена металлическая пластина, предназначенная для улучшения отражения.

3. Решетка датчиков

Датчик 200 пространственной модуляции, представленный на фиг.4, состоит из четырех основных элементов, а именно, из комплекса излучающих элементов (пластин) 220, нелинейного электронного компонента 230, проводников 240 питания и подложки 210.

Принцип работы датчика 200 описан ниже для датчиков 200 средств 140 модуляции, расположенных на пути распространения сигнала между материалом 150 и средствами 130 приема. Он заключается в следующем.

Излучающие элементы 220 датчика 200 регистрируют электромагнитные сигналы с несущей частотой Fp, прошедшие сквозь материал 150.

Кроме того, на элементы 220 поступает сигнал от нелинейного электронного компонента 230, поляризованного сигналом с частотой Fm2 модуляции.

В результате, пластины генерируют модулированный сигнал с модулированной частотой Fp±Fm2, который затем принимают средства 130 приема.

Точнее, каждый из датчиков 200 содержит два излучающих элемента 220, соединенные каждым из своих концов с нелинейным электронным компонентом 230.

Нелинейный электронный компонент 230 предпочтительно представляет собой электрический или фотоэлектрический диод.

Он также может представлять собой чувствительный к температуре нелинейный компонент типа терморезистора.

Эффективность модуляции, осуществляемой датчиком 200, непосредственно зависит от разницы между открытым и закрытым состояниями диода.

Два излучающих элемента 220 предпочтительно выполнены в форме прямоугольных сегментов. В других вариантах осуществления изобретения могут быть предусмотрены и другие формы излучающих элементов 220.

Размер излучающих элементов 220 предпочтительно мал по сравнению с длиной волны.

Следует отметить, что с увеличением площади поверхности излучающих элементов 220 возрастает и амплитуда электромагнитного сигнала, модулированного частотой Fp±Fm2.

Кроме того, элементы 220 расположены в наклонной конфигурации относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов. Угол α между продольным направлением излучающих пластин и направлением поляризации антенн может составлять от 0° до 180°.

Элементы 220 предпочтительно расположены под углом α=45° относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

Такая конфигурация выгодна тем, что она уменьшает расстояние между разными датчиками 200 решетки, что приводит к повышению плотности расположения датчиков 200 и, следовательно, к улучшению пространственного разрешения устройства 100, как описано ниже со ссылками на фиг.5.

Таким образом, конфигурация излучающих элементов 220 может быть выбрана из многочисленных вариантов, связанных с изменением формы, а также с увеличением или уменьшением длины или ширины элементов 220 и их расположением относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

Кроме того, каждый из датчиков 200 содержит два проводника 240 питания, обеспечивающих питание нелинейного электронного компонента 230, причем такие проводники 240 питания предпочтительно расположены перпендикулярно направлению поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

Такая конфигурация выгодна тем, что обеспечивает уменьшение влияния проводников 240 питания на падающее электромагнитное поле.

Кроме того, конфигурация, в которой проводники 240 питания и элементы 220 расположены, соответственно, перпендикулярно направлению поляризации антенной решетки испускания и под углом α=45° к нему, обеспечивает широкие возможности использования на протяжении проводников 240 питания средств фильтрации, в частности, фильтров низких частот, которые предназначены для блокирования сигналов, возбуждаемых в таких проводниках с частотой Fp, при обеспечении прохождения сигналов с частотой Fm2 модуляции.

Кроме того, подложка 210, на которой установлены все остальные элементы, может быть гибкой или жесткой. В оптимальном варианте она имеет диэлектрические свойства и небольшую толщину, чтобы ограничить отражение падающего электромагнитного сигнала на границе сред и потери его амплитуды.

В случае гибкой подложки 210 могут быть предусмотрены конфигурации решетки датчиков 200 различных форм, соответствующих данному приложению. Так, решетка датчиков 200 круглой формы позволяет обеспечить возможность проверки материала, например, перемещающегося в трубе.

Модулирующие элементы 230, встроенные в датчики 200, предпочтительно представляют собой нелинейные электрические или электрооптические компоненты.

Проводники 240 питания могут представлять собой электрические проводники, печатные или выполненные в виде проводов, а в случае использования электрооптических датчиков проводники 240 питания заменяют на оптоволоконные кабели или лазерный пучок.

На фиг.5 представлена решетка датчиков, идентичных датчику 200, описанному выше со ссылками на фиг.4.

Для обеспечения возможности проверки всего материала длина решетки должна быть равной ширине проверяемого материала 150 или превышать ее.

Образующие решетку датчики 200 предпочтительно попарно расположены на равном расстоянии друг от друга. Точнее, они разделены определенным расстоянием D, позволяющим определить пространственное разрешение устройства.

Действительно, чем меньше расстояние D, тем, очевидно, меньше ширина области материала 150, анализируемой каждым из датчиков 200.

Кроме того, датчики 200, образующие решетку, могут иметь разные размеры и быть установлены в разных угловых положениях относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения соседние датчики 200 могут быть установлены так, чтобы их элементы 220 были ориентированы под углами α=+45° и α=-45° относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

Это позволяет сформировать решетку датчиков 200 с двойной поляризацией и обеспечивает возможность измерения двух составляющих падающего электромагнитного поля.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения используют схему из нескольких нелинейных электронных компонентов 230, соединенных последовательно и, например, подающих сигналы на элементы 220 датчика.

Кроме того, дальнейший вариант осуществления изобретения предусматривает разделение элементов 220 датчика на фрагменты и подачу на них сигналов от схемы, состоящей из нескольких нелинейных электронных компонентов.

Кроме того, дальнейший вариант осуществления изобретения предусматривает составление вместе двух датчиков 200 с разными угловыми положениями относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов. Это позволяет получить суммарный датчик 200 с двойной поляризацией и обеспечивает возможность измерения двух составляющих падающего электромагнитного поля.

Наконец, еще один вариант осуществления изобретения предусматривает использование антенн средств испускания сигналов и/или средств приема с двойной поляризацией в сочетании с датчиками с двойной поляризацией, что обеспечивает возможность проведения поляриметрических измерений дефектов материалов.

Похожие патенты RU2496105C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАНАЛОВ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ 1974
  • Кориневский Л.А.
  • Шимберг И.Л.
SU1840965A1
СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОРТОГОНАЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВЕННОГО МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ПОТОКА 2021
  • Риос, Карлос А.
RU2812855C1
ОТСЛЕЖИВАНИЕ СИГНАЛА О ПРЕДЫДУЩЕМ СОБЫТИИ 2020
  • Ханчарик, Дэвид
RU2803200C2
Связь с наземным формированием диаграмм направленности с использованием взаимно синхронизированных пространственно мультиплексированных фидерных каналов 2017
  • Буер Кеннет
  • Патерос Чарльз
  • Рэлстон Уилльям
RU2740150C2
ОБЛЕГЧЕННАЯ СИСТЕМА С АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКОЙ С ПРОСТРАНСТВЕННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 2006
  • Фокс Питер Аллен
  • Джеймз Кеннет Виктор
RU2367068C1
ЛАЗЕРНЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕСКОЛЬКИХ ПАРАМЕТРОВ 2016
  • Спрейт, Йоханнес Хендрикус Мария
  • Ван Дер Ли, Александер Марк
  • Койман, Гербен
  • Аувелтьес, Окке
  • Хелльмиг, Йоахим Вильхельм
  • Рас, Арнольдус Йоханнес Мартинус Йозеф
  • Ютте, Петрус Теодорус
RU2717751C2
РАДИОЛОКАТОР, ПРИМЕНЯЮЩИЙ СКВОЗНОЙ РЕТРАНСЛЯТОР 2020
  • Гринидж, Дэвид, Д.
  • Бюр, Кеннет, В.
  • Миллер, Крейг, А.
  • Ханчарик, Дэвид, Дж.
RU2812759C1
Регулирование зоны покрытия для адаптации спутниковой связи 2017
  • Мендельсон Аарон
  • Раньон Дональд
RU2741489C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО РЕГИОНА И СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ 2020
  • Миллер, Крейг, А.
  • Гринидж, Дэвид, Д.
  • Бюр, Кеннет, В.
  • Ханчарик, Дэвид, Дж.
RU2817767C1
ЦИФРОВЫЕ ПРЕЗЕНТАЦИИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ И УПРАВЛЯЮЩИХ СЛОВ, ИСПОЛЬЗУЯ РАЗЛИЧНЫЕ ФОРМАТЫ МНОГОУРОВНЕВОЙ МОДУЛЯЦИИ 2016
  • Цзэн Хуайюй
  • Лю Сян
RU2682299C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 496 105 C2

Реферат патента 2013 года СВЧ-УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ МАТЕРИАЛА

Изобретение предлагает устройство (100) для проверки материала (150), содержащее, по меньшей мере, средства (110) испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения материала (150) и средства (130) приема электромагнитного сигнала. Устройство содержит первые средства модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm1, причем указанные средства модуляции расположены на пути распространения сигнала между средствами (110) испускания и материалом (150) и предназначены для пространственного разделения испущенного электромагнитного сигнала, и вторые средства (140) модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm2, расположенные на пути распространения сигнала между материалом (150) и средствами (130) приема электромагнитного сигнала и предназначенные для пространственного разделения электромагнитного сигнала, прошедшего сквозь материал. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения RU 2 496 105 C2

1. Устройство (100) для проверки материала (150), содержащее, по меньшей мере, средства (110) испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения материала (150) и средства (130) приема электромагнитного сигнала, отличающееся тем, что содержит первые средства модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm1, расположенные на пути распространения сигнала между средствами (110) испускания и материалом (150) и выполненные с возможностью пространственного разделения испущенного электромагнитного сигнала, и вторые средства (140) модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm2, расположенные на пути распространения сигнала между материалом (150) и средствами (130) приема электромагнитного сигнала и выполненные с возможностью пространственного разделения электромагнитного сигнала, прошедшего сквозь материал (150).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первые и вторые средства (140) модуляции содержат решетку датчиков (200) пространственной модуляции, причем каждый из датчиков (200) содержит нелинейный электронный компонент или схему из нескольких нелинейных электронных компонентов (230), получающих питание с требуемой частотой Fm модуляции и подающих сигналы на два или более излучающих элемента (220), каждый из которых соединен с указанным компонентом или компонентами.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый из датчиков (200) содержит два проводника (240) питания, обеспечивающих подачу питания на нелинейный электронный компонент (230), причем проводники (240) питания расположены перпендикулярно направлению поляризации средств (110) испускания сигнала.

4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что нелинейный электронный компонент (230) представляет собой электрический диод, фотоэлектрический диод или терморезистор, а проводники (240) питания представляют собой печатные электрические проводники, или электрические провода, или оптические волокна.

5. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что датчики (200) представляют собой электрические диполи, на которые поступает сигнал от нелинейных электронных компонентов, таких как электрические диоды, фотоэлектрические диоды или терморезисторы.

6. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что датчики (200) попарно расположены на равном расстоянии один от другого.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что все датчики (200) каждой из решеток, обращенные к материалу (150), расположены в один или более рядов в общей плоскости, перпендикулярной направлению распространения сигнала, испущенного средствами (110) испускания.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что каждый из датчиков (200) содержит излучающие элементы (220), расположенные под углом ±45° к направлению поляризации средств (110) испускания.

9. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что средства (110) испускания и вторые средства (140) модуляции со средствами (130) приема расположены по разные стороны материала (150) так, что вторые средства (140) модуляции принимают сигнал, прошедший сквозь материал (150).

10. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что средства (110) испускания и вторые средства (140) модуляции со средствами (130) приема расположены по одну и ту же сторону от материала (150) так, что вторые средства (140) модуляции принимают сигнал, отраженный материалом (150).

11. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что средства (110) испускания и средства (130) приема содержат антенные решетки одного и того же типа.

12. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что содержит средства (180) демультиплексирования модулирующего сигнала, используемого вторыми средствами (140) модуляции.

13. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что средства (180) демультиплексирования представляют собой средства временного или пространственного демультиплексирования.

14. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что дополнительно содержит средства (190) фильтрации сигналов, принятых средствами (130) приема.

15. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что датчики (200) содержат гибкую подложку, обеспечивающую возможность придания требуемой формы каждой из решеток датчиков (200).

16. Способ проверки материала (150), отличающийся тем, что испускают электромагнитный сигнал с частотой Fp для облучения материала (150), модулируют испущенный электромагнитный сигнал частотой Fm1 модуляции до достижения им материала (150), модулируют выходящий из материала (150) электромагнитный сигнал частотой Fm2 модуляции и принимают указанный сигнал, и формируют изображение материала (150) на основе сигнала, полученного в результате модуляций.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2496105C2

US 5128621 A, 02.07.1992
RU 228033 C2, 20.10.2004
Копирующее устройство для автоматического направления движения сельскохозяйственных агрегатов 1980
  • Тимошенко Вячеслав Семенович
  • Кравченко Станислав Федорович
  • Файнбурд Григорий Нафтулович
  • Иргл Валерий Иосифович
  • Лавров Геннадий Михайлович
  • Вайнштейн Леонид Александрович
  • Огий Григорий Ефимович
SU940672A1
US 5841288 A, 24.11.1998.

RU 2 496 105 C2

Авторы

Гарро Филипп

Дреан Жером

Дюшесн Люк

Гандуа Арно

Дюран Людовик

Тесье Виржини

Иверсен Пер

Робик Николя

Даты

2013-10-20Публикация

2007-09-25Подача