Устройство для определения анизотропии механической прочности волокнистых материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 6 ОБРЕТЕ редаюу, соеком ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОПИСАНИЕ ИН АВТОРСНОМУ СВИДЕПЛ:(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 684072, кл."О 21 Г 1/64,. 1977: ,(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕ:ЛЕНИЯ АНИЭОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧ" . НОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, содер-, жащее генератор модулированных СВЧ- ,колебаиий с поляризатором круговойф.ЯОА поляризации, соединенный с пе щей антенной, приемную антенн .диненную с анализатором и бло обработки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, анализатор имеет последо вательно соединенные поляризационный разделитель, Фазовращатель, аттенюатор и элемент сравнения.2. Устройство по и. 1, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что элемент сравнения выполнен в виде волноводного двойного Т-образного моста.110 25 Устройство состоит иэ генератора модулированных СВЧ-колебаний с поляризатором 1, передающей антенны 2, приемной антенны 3, анализатора 4 и блока 5 обработки информации, причем анализатор состоит из поляризационного разделителя 6, фазовраща-. теля 7, аттенюатора 8 и элемента 9 сравнения, выполненного в виде волноводного двойного Т-образного моста.55 Генератор модулированных колебаний с поляризатором состоит из модулято ра 10, генератора 11 СВЧ, волнового перехода 12 и поляризатора 13, а блок обработки информации состоит 60 из детекторов 14, усилителя 15 НЧ, комюутационно-преобразовательного устройства 16, исполнительного орга на 17, индикатора 18 и исследуемого матеркала 19. Изобретение относится к бесконтактному контролю качества готовых (или в процессе изготовления) листо" вых волокнистых материалов типа бумаги или картона, в частности для контроля механических свойств, 5 например анизотропии разрывной длины бумагии может быть использовано в целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности, в промышленнос.ти строительных материалов.Известен способ и устройство для определения анизотропии механической прочности нолокнистых материалов, содержащее генератор модулированных СВЧ-колебаний с поляриэато ром круговой поляризации, соединенный с передающей антенной, приемную антенну, соединенную с анализатором и блоком обработки информации .1 .Недостатками указанного устройства являются низкие точность и быстродействие измерений.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений путем замены механического анализатора электрическим.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения анизотропии механической прочности волокнистых материалов, содержащим генератор модулированных СВЧ-колебаний с поляризатором круговой поляризации, соединенный с передающей антенной., приемную антенну, соединенную с анализатором и блоком обработ- З 5 ки информации, анализатор имеет последовательно соединенные поляризационный разделитель, фазовращатель, аттенюатор и элемент сравнения. , 40Элемент сравнения выполнен в виде нолнонодного двойного Т-образного моста.На чертеже изображено предлагаемое .устройство45 Устройство работает следующим образом.Устройство содержит передающую и приемную части. В состав передающей части входит генератор 11 СВЧ- диапазона, колебания которого модулируются по амплитуде, например импульсной последовательностью, с помощью модулятора 10. Генератор 11 имеет выход в виде прямоугольного волновода. С выхода генератора модулированные по амплитуде СВЧ-колебания с линейной поляризацией через переход 12 поступают на вход поляризатора 13. Поляризатор 13 преобразует линейно поляризованные волны, поступающие на его вход, в круго поляризованные на его выходе, Конструктивно поляризатор 13 может быть, например, выполнен в ниде отрезка цилиндрического (круглого) нолновода, внутри которого под углом 45 относительно вектора М ос0нонной волны Н,расположена диэлектрическая четнертьволновая пластина, Переход 12 с прямоугольного волно нода на круглый осуществляет согласование нолнонодов с различной формой поперечного сечения, С выхода поляризатора 13 круго поляризованные волны поступают . на передающую антенну 2 и излучаются на исследуемый материал 19. После прохождения через материал 19 волны изменяют свои параметры (из-эа взаимодействия с материалом) (становятся эллиптически поляризованными) и поступают на вход приемной антенны 3, а затем на вход анализатора 4. Поляризационный разделитель 6 расщепляет (разделяет) эллиптически поляризованную волну на.линейно поляризованные ортогональные волны-компоненты и направляет их в два канала. Поляризованный разделитель должен быть согласован н широкой полосе частот и иметь высокую развязку между линейными ортогонально;поляризованными каналами (40 дБ). Поляризационный разделитель может быть выполнен в виде отрезка квадратного волновода (на входе), двух прямоугольных волноводой (на. выходе), расположенных вплотную и симметрично один над другим (Т-образно) с перпендикулярными широкими стенками, соединенными с квадратным волноводом переходом Т-образной формы с плавно изменяющимися размерами поперечного сечения.Ортогонально-поляризованные выходы поляризационного разделителя 6 соединяются через регулируемые Фазовращатель 7 и аттенюатор 8 с нходами элемента 9 сравнения.фазовращатель необходим для изменения (регулирования) фазы у одной из ролн-компонент, а аттенюатор - дляЗаказ 4510/22 Тираж 334 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб д. 4/5филиал ППП "Патент", г. ужгород; ул. Проектная, 4 регулирования амплитуды, Конструктивно фазоврашатель может быть, например, выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, внутрь которого ,помещена диэлектрическая (беэ потерь) пластина определенной длины, имеющая 5 возможность перемещаться поперек от узкой стенки до центра волновода) . Аналогичную конструкцию имеет и аттенюатор. Отличие состоит в том, что перемещающаяся пластина имеет (вносит) переменное затухание.Элемент 9 сравнения необходим для мгновенного измерения сравнения. амплитуд и фаз волн-компонент. Его можно, например, выполнить на базе двойного волноводного Т-образного моста. В этом случае выходы поляризационного разделителя б соединяются через переменные фазовращатель и аттенюатор с первым и вторым входами волноводного Т-образ ного моста. До начала измеРений беэ материала или по эталонному ма териалу) Т-обраэный мост баланси,руется с помощью переменных фазовращателя и аттенюатора. При помещении в рабочую зону испытуемого матернала, обладающего анизотропией, баланс моста нарушается иэ-за различия условий прохождения волн-компонент через материал), причем сигнал разбаланса будет пропорционален анизотропии материала должуа быть снята градуировочная кривая) . Сигнал раэбаланса детектируется детектором.14, т.е. выделяется НЧ модулирующий сигнал, который усиливается усилителем 15 низкой частоты и подается на вход ковмутационно-преоб:разовательного устройства 16. Коммутационно-преобразовательным устрой-. .ством может быть, например, порого.вое устройство с электронным ключем ;Возможны и другие варианты реализа.ции элементов предлагаемого устрой,ства.Ключевая схема управляет работой исполнительного органа 17, например электродвигателя. В качестве индйкатора 18 может быть использован самописец или другой прибор, фиксирующий уровень сигнала разбаланса схемы, пропорциональный контролируемому параметру.