Свч-дефектоскоп

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09 94 22/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(7 1) Институт прикладной физики АН БССР(56) Авторское свидетельство СССР В 726475, кл. С 01 М 22/02, 1978,Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Ч. 1. /Под ред. В.В.Клюева. - М., 1976, с,221, (54) СВЧ-ДЕФЕКТОСКОП,(57) Изобретение может использоваться для неразрушающего контроля физико-механических х-к материалов. Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивости. СВЧ-колебания, промодулированные по амплитуде с частотой Г , прохоцят с генератора 1 через вентиль 16, циркулятор 9 и согласующее устройства (СУ) и излучаются приемо-передаюО . 12 ДВг д 1 щей антенной 2, СУ содержит двойнойволноводный тройник 10, СВЧ-модуляторы 11, 12, подвижные короткозамыкатели 7,8 и регулируемый фазовращатель 14. Отраженные от контролируемого образца 17 СВЧ-колебания принимаются приемо-передающей антенной 2,проходят через СУ и циркулятор 2 наСВЧ-детектор 4, Сигнал с его выхода,несущий информацию о дефектах контролируемого образца 17, усиливаетсяусилителем 5 и детектируется по частоте Г в линейном детекторе 15. Индикатор 6 измеряет постоянную и переменную составляющие результирующего сигнала, которые связаны соответственно с фазовой и амплитуднойх-ми рассеяния от дефектов. Модулирующий генератор 13 осуществляетпротивофазное переключение СВЧ-модуляторов 11, 12 с частотой Г (Г ( 5 ).Решение о наличии дефектов принимается на основе анализа двух сигналов. 1 ил,12819Изобретение относится к техникеСВЧ-дефектоскопии и может использоваться для неразрушающего контроляфизико-механических характеристикматериалов. 5Цель изобретения - повьппениечувствительности и помехоустойчивости.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема СВЧ-дефектоскопа.СВЧ-дефектоскоп содержит генератор 1, приемо-передающую антенну 2,волноводный тройник 3, СВЧ-детектор4, усилитель 5, индикатор 6, первьп 7 и второй 8 подвижные короткозамыкатели, циркулятор 9, двойнойволноводный тройник 10, первый 11и второй 12 СВЧ-модуляторы, модулирующий генератор 13, регулируемыйфазовращатель 14, линейный детектор15, а также вентиль 16.СВЧ-дефектоскоп работает следующим образом,СВЧ-колебания, промодулированныепо амплитуде с частотой Г , вырабатываются генератором 1, проходятвентиль 16, циркулятор 9 и поступаютна согласующее устройство в виде двойного волноводного тройника 10 сСВЧ-модуляторами 11 и 12 и подвижными короткозамыкателями 7 и 8, атакже регулируемого фазовращателя 14.Затем мощность СВЧ излучается в свободное пространство с помощью приемо-передающей антенны 2 и, отразившись от контролируемого образца 17,снова поступает в приемо-передающуюантенну 2, проходит согласующее устройство - двойной волноводный тройник 10, СВЧ-модуляторы 11 и 12, подвижные короткоэамыкатели 7 и 8, регулируемый фазовращатель 14, и достигает циркулятора 9, который предназначен для разделения падающей и отраженной волн и направляет последнююв СВЧ-детектор 4. Продетектированныйсигнал, несущий информацию о дефектах, усиливается в усилителе 5, детектируется по частоте 1 в линейномдетекторе 15. В индикаторе 6 измеряются постоянная и переменная составляющие результирующего сигнала, которые связаны соответственно с фазовой и амплитудной характеристикамирассеяния от-дефекта. Модулирующийгенератор 13 предназначен для противофазного переключения СВЧ-модуляторов 87 211 и 12 с частотой Р , причем РГ . Таким образом когда один СВЧ-модулятор (11 или 12) перекрывает СВЧ- тракт, другой в это время открыт, и наоборот.Настройка СВЧ-дефектоскопа осуществляется следующим образом.С помощью регулируемого фазовращателя 14 добиваются равенства, активной составляющей сопротивления в точке подключения двойного волноводного тройника 10 волновому сопротивлению линии, т.е. К = 1, Затем подают на СВЧ-модуляторы 11 и 12 такие постоянные напряжения, что СВЧ-модулятор 11 открыт,а СВЧ-модулятор 12 закрыт. Подвижным короткозамыкателем 7 изменяют реактивную составляющую сопротивления. После этого изменяют нацряжения на управляющих входах СВЧ- модуляторов 11 и 12 так, что СВЧ модулятор 11 закрывается, а СВЧ модулятор 12 открывается. Подвижным короткозамыкателем 8 выводят входное сопротивление линии в другую точку, в которой реактивное сопротивление равно и противоположно по знаку реактивному сопротивлению в предыдущей точке.Модули коэффициентов отражения в указанных точках одинаковы, различаются только их фазы. Поскольку СВЧ-детектор 4 не является фазочувствительным, переключение СВЧ-модуляторов 11 и 12 с частотой Р не привоо дит к изменению сигнала на выходе. СВЧ-детектора 4, На линейный детектор 15 подается сигнал У частоты й с постоянной амплитудой, определяемой величиной начального коэффициента отражения. Индикатор 6 фиксирует наличие начального постоянного напряжения и отсутствие переменной составляющей частоты Р.Предположим, что в зоне действия приемо-передающей антенны 2 появился дефект, который вызвал изменение только модуля коэффициента отражения. При этом, поскольку регулируемый фазовращатель 14 и подвижные короткозамыкатели 7 и 8 не перестраиваются, модули коэффициентов отражения различны и на выходе СВЧ-детектора 4 появляется сигнал Б частоты Е , промодулированный ло амплитуде с частотой Р . Глубина модуляции определяется удвоенным изменением коэффициента отражения, Сигнал 11 (сигнал наФормула изобретения Составитель Р.КузнецоваТехред Л.Сердюкова Корректор А. Ильин Редактор И,Николайчук Тираж 776 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 7258/41 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4. 3 12 выходе линейного детектора 15) имеет ту же постоянную составляющую, что и сигнал для бездефектного участка, и кроме того, переменную составляющую частоты Г, вызванную изменением модуля коэффициента отражения контролируемого образца 17.Наличие дефекта в контролируемом образце 17 вызывает только изменение фазы отраженного сигнала. В этом случае оба коэффициента отражения увеличиваются примерно на одну и ту же величину. Сигнал, поступающий на индикатор 6, по сравнению с сигналом 11 дот бездефектного образца имеет увеличенную постоянную составляющую и лишь небольшую переменню составляющую с частотой Г .Таким образом, изменение постоянной составляющей сигнала на выходе линейного детектора 15 говорит о наличии дефекта, влияющего на фазу коэффициента отражения, переменная составляющая частоты Г вызывается дефектом, влияющим на модуль отраженного сигнала. Это позволяет в некоторых случаях проводить идентификацию типов дефектов, Например, при обнаружении трещин в диэлектрических слоях с меняющейся толщиной можно так подобрать частоту СВЧ-генератора, что изменение толщины в небольших пределах влияет только на фазу коэффициента отражения, в то время как трещина - дефект, влияющий в основном на его модуль. Кроме того, возрастает надежность регистрации дефектов 81987 4на фоне шумов, поскольку рещение оналичии дефекта принимается на основеанализа двух сигналов,СВЧ-дефектоскоп, содержащий генератор, приемо-передающую антенну,двойной волноводный тройник, после довательно соединенные СВЧ-детектори усилитель, индикатор и первый подвижный короткозамыкатель, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения чувствительности и помехо устойчивости, введены циркулятор, кпервому плечу которого подключенгенератор, второе плечо соединено спервым боковым плечом двойного волноводного тройника, а третье - с вхо дом СВЧ-детектора, линейный дет:ктор,включенный между выходом усилителя ивходом индикатора, первый и второйСВЧ-модуляторы, подсоединенные соответственно к Е и Н плечам двойного 25 волноводного тройника, регулируемый фазовращатель, включенный междувыходом второго бокового плеча двойного волноводного тройника и входомприемо-передающей антенны, второй 30 подвижный короткозамыкатель, включенный на выходе первого СВЧ-модулятора,при этом первый подвижный короткозамыкатель.включен на выходе второго СВЧмодулятора, а управляющие входы первого и второго СВЧ-модуляторов соединены соответственно.с противофазными выходами введенного модулирующегогенератора.