Способ определения толщин слоев многослойных неметаллических изделий Советский патент 1987 года по МПК G01N22/00 

11320722

Изобретение относится к неразрушаю- где В; (h +. ..+

щему контролю композиционных наметал- , Г.

лических материалов, может широко М Eg применяться в судостроении, машиностроении, строительстве и других об- 5 ластях техники.

Целью изобретения является увеличение производительности.

На чертеже показан один из вариан- тов устройства, реализующего способ определения толщин слоев многослойных неметаллических изделий.

Способ определения толщин слоев . многослойных неметаллических изделий заключается в следующем.

При многократном зондировании исследуемого изделия электромагнитным излучением каждьй раз изменяют коэфfO

- значение коэффициента передачи отраженного излучения i- датчика при расстоя- с

НИИ (ho+h,M-p-°-+...+

1., Ц С-1

+hjl|-% -) до (1+1)

Kj 2 ;г

f5

исследуемом изделии, регистрируют коэффициент отражения от исследуемого слоя,

- коэффициент распространения волны с частотой f в среде с диэлектрической проницаемостью Eg, С - скорость света в вакууме.

Коэффициент передачи отраженного излучения характеризует конфигурацию фициент передачи отраженного излуче- излучаемой волны и зависит НИН, при этом количество зондирований отражающей поверхности и выбирают равным количеству слоев в расстояния до нее, но не зависит от

отражающих свойств этой поверхности (нормирован коэффициентом отражения го изделия, полученное множество ко- Коэффициент передачи отраженного эффициентов отражения совместнр с излучения определяется эксперимен- априорно известными значениями элект- „ „злучатель- (рофизических параметров каадого слоя отражатель с точностью не хуже 2%

как в дальней, так и в ближней зоне 30 излучателя. Скорость убывания коэффициента передачи отраженного излучения с расстоянием зависит от направленности излучателя; чем меньше направленность, тем быстрее убьшает - отраженный сигнал. Убывание отраженного сигнала, связанное с расхождением волны в пространстве, аналогично убыванию, вызванному поглощением и рассеянием в среде распространения, Q которое также имеет место.

Устройство для реализации способа определения толщин слоев многослойных неметаллических изделий содержит

. г г СВЧ-генератор 1 через разветвитель

А. « (1-R, ) (1-Rj )R . . . (1-R ) 2 и развязывающие устройства 3,,...,

, присоединенный к приемнЪ-излуR чающим антеннам 4,...,4р,.

. .Присоединенные к антеннам прием jT rJF отражения Фре- „ики отраженного излучения содержат stp - -келя от границы раздела, ело- измерителей амплитуды 5,..., 5,, и ев с номерами р и я,зави- фазы 6, ,Л.,6м отраженного сигнала,

присоединенные каждый к своему ана- лог о-цифровому преобразователю (АЦП)

исследуемого изделия используют для расчета толщин каждого из слоев из решения системы уравнений;

,qp, (ho)4-Aj4, (ho+hJ+Ajc} , (,+ +hг)+...+A„,qp, (ho+h,+...Ь„); К„ A,M 2(bo)+A,q,(,) + ...+A,, ,x(ho+h,+...+h); .

, ,4 N(hJ+Aiq ,(,) + ...+A, x(h,+h, + ...+h).

где A, R,i,

A « (I-R:,)R,,,

A, (I-R: )(1-R,3)-R,4,

СИТ только от известных параметров.

q ;(,+...+hp)

X

,7„ и 8,,...,8fj. АЦП через

„ интерфейсную магистраль, содержащую шину 9 управления, шину 10 данньк и шину 11 адреса, соединены с ЭВМ 12. В ЭВМ накапливается и обрабатывается информация.

с е

(, J2(...+ kehe)

, Г.

М Eg

- значение коэффициента передачи отраженного излучения i- датчика при расстоя- с

НИИ (ho+h,M-p-°-+...+

1., Ц С-1

+hjl|-% -) до (1+1)

Kj 2 ;г

го слоя,

- коэффициент распространения волны с частотой f в среде с диэлектрической проницаемостью Eg, С - скорость света в вакууме.

X

,7„ и 8,,...,8fj. АЦП через

интерфейсную магистраль, содержащую шину 9 управления, шину 10 данньк и шину 11 адреса, соединены с ЭВМ 12. В ЭВМ накапливается и обрабатывается информация.

Периферийное устройство 13 содержит блок регистрации обработанной, информации и пульт управления режимами работы отдельных устройств. Исследуемое изделие 14 в общем случае содержит N слоев. Перемещение изделия осуществляется с помощью привода, который связан с синхронизатором 15, задающим работу генератора тактовых импульсов ЭВМ.

Формула изобретения

Способ определения толщин слоев многослойных неметаллических изделий, включающий многократное зондирование исследуемого изделия электромагнит- ным излучением, измерения коэффициентов отражения от исследуемого изделия и расчет толщины каждого из слоев, отличаю1цийся тем, что, с целью увеличения производитель кости, при каждом зондировании исследуемого изделия электромагнитным излучением изменяют коэффициент передачи .отраженного излучения, при этом количество зондирований выбирают ранным количеству слоев в исследуемом изделии, а толщины каждого из слоев выбирают из рещения системы уравне

НИИ

,4),(hJ+A2tf,(,) + ...+A,Cf,x

.+А„,Ч .х

v(ho-t-b,+...+hJ;

Rir «A,tii(hJ-i-A,,+h,) + .

«(ho+.-.+b )j

R A,v, (Н„)+А((, ) + . . .+А„ x(...+h ),

неля от границы раздела слоев с номерами р и q, зависит

только от известных параметров.

(, + ...+hj).

(bi(,j| + .,,h

в ий, ние т- 5 изем, тель- 0 слеизетомран м ев е

30

,x

,Ч .х

35

м

е где

J2tkoh,

kghg

B;(h., + . ..+

lL-1

2lL с

r-

t.

с значение коэффициента передачи отраженного излучения i-датчика при расстоянии (Ь„ + h,

FF

1 Ее

до (1+1)-го слоя, коэффициент распространения волны с с частотой f в среде с диэлектрической проницаемостью g, скорость света в вакууме.

Ehf

Изобретение относится к области неразрушающего контроля композиционных неметаллических материалов. Цель изобретения - увеличение производительности. При многократном зондировании исследуемого изделия (ИИ) электромагнитным излучением каждый раз изменяют коэффициент передачи отраженного излучения. Количество зондирования выбирают равным количеству слоев в ИИ, регистрируют коэффициент отражения от ИИ. Полученное множество коэффициента отражения совместно с априорно известными значениями электрофизических параметров каждого слоя ИИ используют для расчета толщин каждого из слоев и решения соответствующей системы уравнений. 1 ил. с fB ел САЭ ьо о ч tsS to