Сверхвысокочастотный дефектоскоп Советский патент 1982 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может использоваться для контроля дефектов в листовых слоистых диэлектриках и диэлект жческих покрытиях на металле.

Известен сверхвысокочастотный дефектоскоп, содержащий двойной волноводный тройник, к одному из плеч которого подключен сверхвысокочастотный генератор, к двум другим волноводные облучатели контролируемого материала, а к четвертому (разностному) плечу тройника подключен сверхвысокочастотный детектор, соединенный с индикатором l .

Однако известный сверхвысокочастотный дефектоскоп имеет низкие чувствительность и помехоустойчивость при контроле неоднородных диэлектрических материалов и покрытий.

Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивости.

Для достижения поставленной цели в сверхвысокочастотном дефектоскопе, содержащем двойной волноводный тройник, к одному из плеч которого подключен сверхвысокочастотный генератор, а к другому - облучатель контролируемого материала, а также управляемый аттенюатор и сверхвысокочастотный детектор, соединенный с индикатором, облучатель выполнен в виде отрезка диэлектрического волновода, изогнутого по дуге окружности, плоскость которой перпендикулярна поверхности контролируемого материала, и введены два короткозамкнутых на одном конце отрезка волновода, один из ко10торых подключен к одному из.концов отрезка диэлектрического волновода, а другой через управляемый аттенюатор соединен с третьим плечом двойного волноводного тройника, к чет15вертому плечу которогр подключен сверхвысокочастотный детектор.

На фиг.1 приведена структурная схема сверхвысокочастотного дефектоскопа; на фиг.2 - схема расположения

20 отрезка диэлектрического волновода относительно контролируемого материала; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2.

Сверхвысокочастотный дефектоскоп 25 содержит двойной волноводный тройник 1, к одному из плеч которого подключен сверхвысокочастотный генератор 2, а к другому - облучатель контролируемого материала 3, выпол30ненный в виде отрезка 4 диэлектричвского волновода/изогнутого по дугв окружности, плоскость которой пер пендикулярна поверхностн контролируемого материсша 3, а также, управляемый- аттенюатор 5, сверхвысокочастот ный детектор б, соединенный с индикатором 7, и два короткоэамкнутых на одном конце отрезка 8 и 9 волново да, причем отрезок 8 волновода подключен к ОДНОМУ из концов отрезка 4 диэлектрического волновода, а отрезок Э через управляё в:1й аттенюатор 5 соединен с третьим плечом двойного волноводаого 1фойника 1, к четвертому пя&чу которого подключе сверхвыгсокочасхотмый детектор 6. СверхвысокгочастотшШ дефектоскоп работает следуюЕ К1М образом. Энергия, гецери1 ет«ая сверхвысокочастотньад ренератором 2, поступает в пЛечо QBOiiiiQFo всашоводного ройни ка 1, где делятся пополам я нап| ляется в пелчо, к которсялу через управляемый аттенюатор 5 подключен короткозамкнутый на одном конце отрезок 9 волновода, в одновременно в плечо, к которсячу через согласуюиряй переход iO подключен отрезок 4 диэлектрического волновода. СВЧ энергия распространяется далее по отрезку 4 диэлектрического волновода в виде поверхностнШ воляы, которая через согласукш ий переход 11 отражается от коррткозамкнутого на одном конце отрезка 8 волновода и вновь распространяется по отрезку 4 диэлек трического волновода и через согласующий переход.10 поступает в двойной волноводный тройник 1, где сравнивается по амплитуде и фазе с волной, отраженной от короткозамкнутого на одном конце отрезка 9 волновода и управляемого аттенюатора 5. При наличии разности, в амплитуде или фазе двух волн сигнал, выделяемый в четвертом плече сверхвысокочастотным детектором 6, поступает на индикатор 7. В начале работы сверхвысокочастот ный дефектоскоп устанавливается над поверхностью бездефектного участка контролируемого материала 3 или эталонного образца так, что между передней поверхностью и нижней гранью отрезка 4 диэлектрического волновода .сохраняется зазорД4Л/4, где Д-ддлина волны в воздухе. С помощью управляемого аттенюатор 5 и короткозамкнутого на конце отрез ка 8 волновода производится настройка двойного волноводного тройника 1 пока волны, отраженные от его плеч, к которым подключены управляемый аттенюатор 5 и отрезок 4 диэлектрического волновода, не станут равными по амплитуде и фазе, сигнал на сверх высокочастотном детекторе б равен нулю. Далее производится сканирование сверхвысокочастотного дефектоскопа или контролируемого материала 3 тносительно друг друга. При прохождении дефектного участка од отрезком 4 диэлектрического волновода происходит изменение фазы олны в плече двойного волноводного ройника 1, к которому подключен отезок 4 диэлектрического волновода, ропорциональное величине С раскЕИа расслоения и протяженности L частка взаимодействия, что приводит к появлению сигнала на сверхвысокочастотном детекторе б и индикаторе 7 . Протяженность L зависит от радиуса R кривизны отрезка 4 диэлектрического волновода и от величины Д зазора и определяется выражением L 2-/R (R+д-Ло). Расчеты и лабораторные испытания макета сверхвысокочасхотного дефектоскопа при длине волны плоском образце со средним значением , толщиной мм и дефек- тами с раскрытием К 0,001Ло 0,01Л и 0,1 Д-о показывают изменение фазы полезного сигнала, выделяемого сверхвысокочастотнш1 дефектоскопом, на 8 ; 40 и 93 соответственно при длине участка взаимодействия L. 2, мм. При 3TCw при тех же параметрах, но при изменении на 2,5%; 5%; 10% изменение фазы составляет 3,2°, 7 и соответственно, т.е. изменение сигнала при наличии дефекта при контроле с пс :ощью сверхвысокочастотного дефектоскопа в несколько раз превышает изменение сигнала при изменении диэлектрических свойств контролируемого материала 3, тогда как в известном дефектоскопе сигнал от такого же изменения превышает сигнал от дефекта. Предлагаемый сверхвысокочастотный дефектоскоп по сравнению с известным обеспечивает более высокую чувствительность и помехоустойчивость. изобретения Сверхвысокочастодаый дефектоскоп, содержащий двойной волноводный тройник, к одному из плеч которого подключен сверхвысокочастотный генератор, а к другому - облучатель контролируемого материала, а также управляемый аттенюатор и сверхвысокочастотный детектор, соединенньм с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости, облучатель, выполнен в виде отрезка диэлектрического волновода, изогнутого по дуге окружности, плоскость которой перпендикулярна поверхности контролируемого материала, и введены два короткоэамкнутых- на одном конце отрезка волновода, один из кото1«лх подключен к одному из концов отрез. ка диэлектрического волновода, а другой через управляе№1й аттенюатор соединен с третьим плечом двойного

волноводного тройиика, к четвертому

плечу которого подклочен свврхвысокочастотный детектор.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР . 303580, кл. G 01 К 27/22, 1969.