Устройство для измерения параметров материалов

1493939Изобретение относится к контрольно-измерительной технике СВЧ и можетиспользоваться в электронной, машиностроительной промьппленности.51 ель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения измерения шероховатостиметаллических поверхностей,На фиг. 1 показано устройство для измерения параметров материалов, нафиг.2 - вид А на фиг,1,Устройство для измерения параметров материалов содержит датчик, выполненный в виде отрезка прямоугольного волновода 1, разомкнутый на одном конце, расположенный в волноводе 1 источник 2 СВЧ колебаний, детектор 3 СВЧ, два соосных металлических стержня 4 и 5, выполненных с возможностью перемещения вдоль своейоси и вдоль продольных щелей 6,7,расположенных по оси волновода 1 у егоразомкнутого конца, стержни 4,5 фиксируются в рабочем положении с помощью скобы 8, вход регистрирующегоприбора 9 подключен к детектору 3на выходе датчика. В качестве источника 2 СВЧ колебаний возможно использование диода Ганна, лавинно-пролетного диода, туннельного диода илиэлемента возбуждения волновода отвнешнего СВЧ генератора.Устройство для измерения параметров материалов работает следующим образом.Отрезок прямоугольного волновода 1помещается разомкнутым концом на измеряемую поверхность, Внутри волновода 1 устанавливается возбужденная 40источником 2 СВЧ колебаний стоячаяволна электромагнитного поля. Зависимость амплитуды стоячей волны отпараметра измеряемой поверхности фиксируется детектором 3 и регистрируется регистрирующим прибором 9,При отсутствии стержней 4,5 конструкцияне может быть использована для измерения шероховатости вследствие чрезвычайно слабой зависимости в этомслучае амплитуды стоячей волны от50шероховатости измеряемой поверхности, Введение двух соосных металлических стержней 4,5 на расстоянииот излучающего отверстия волновода 1,не превышающем величины, определяе 55мой зависиомстью 4где а - размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода 1;Л - длина рабочей волны в свободном пространстве,обеспечивает поглощение мощности преимущественно исследуемой металлической поверхностью, а не всей внутренней поверхностью отрезка прямоугольного волновода 1. Следствием этогоявляется сильная зависимость амплитуды стоячей волны, а следовательно, ипоказаний прибора 9 от шероховатости измеряемой поверхности.Выбор расстояния между стержнями 4,5 и краем излучающего отверстияволновода 1 в соответствии с приведенным отношением необходим для реализации резонансного взаимодействия зазора между концами стержней 4,5 с исследуемой металлической поверхностью,В результате этого происходит преимущественное поглощение СВЧ мощности исследуемой поверхностью, следствием чего является возможность измерять шероховатость металлической поверхности с высокой чувствительностью.Так как резонансная частота параллельного контура, образованного частьюобъема волновода 1, ограниченногостержнями 4,5 с одной стороны и исследуемой металлической поверхностьюс другой стороны, зависит от величины активного сопротивления, включенного в одно из его плеч, то амплитуда стоячей волны в волноводе 1, аследовательно, и величина продетектированного напряжения будет зависеть от величины шероховатости исследуемой поверхности. Изменяя какрасстояние между стержнями 4,5 и излучающим отверстием волновода 1, таки глубину их погружения в волновод 1,можно определить их оптимальное положение с точки зрения получения мак-симальной чувствительности устройства к изменению параметра К - среднеарифметическое отклонение профиляизмеряемых поверхностей в каждой конструкции. Формула изобретенияУстройство для измерения парамет" ров материалов, содержащее датчик, выполненный в виде отрезка прямоугольного волновода, разомкнутого на одном конце, внутри которого размещенисточник СВЧ-колебаний, а также ре( - -) - ( - -)а Л размер широкои стенки отрез ка прямоугольного волновода - длина рабочей волны в свободном пространстве,де а Составитель Р.КузнецоваРедактор М,Циткина Техред Л,Олийнык Коррект нчакова 89 Подписно Ти аз 4103/4 рытиям при ГКНТ ССС 4/5 НИИПИ Государственног 113035комитета по изобретениям и о Москва, Ж, Раушская наб Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,гистрирующий прибор, соединенный с выходом датчика, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обес 5 печения измерения шероховатости металлических поверхностей, введены два соосных металлических стержня, размещенных на противоположных широких стенках отрезка прямоугольного волновода с возможностью осевого перемещения и перемещения вдоль продольных щелей, выполненных в серединах широких стенок отрезка прямоугольноговолновода на его разомкнутом конце,при этом длина каждой продольной щели не превышает величины, определяемой выражением: