405019

Г.а ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ40509 Союз Советскими Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 23,Ч .1970 ( 1452102/25-28)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 22,Х,1973, Бюллетень44Дата опубликования описания 23,Ч 11.1974 М. Кл. 6 01 Ь 15/02 Государственный комитет Саввтв Министров СССР по делам изобретений и открытийУДК 531,717.11(088.8) Авторыизобретения ф. И. Коломойцев, Н. П, Быстряков, В, И. Хоменко,Э, С, Кармазь, 1 О. Г. Булгаков и Э. А, Демидов Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет имени 300-летия воссоединения Украины с РоссиейЗаявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЪНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ТОЛЩИНЫ И ПРОФИЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙИзобретение касается техники неразрушающих методов контроля материалов и изделий на сверхвысоких частотах и может быть использовано на предприятиях, производящих электропроводящие или диэлектрические материалы и изделия, например листовой металл.Известно устройство для измерения продольной и поперечной толщины и профиля металлических изделий, содержащее последовательно включенные генератор СВЧ-колебаний, вентиль, делитель мощности запитывающего канала, делители мощности измерительных каналов, циркуляторы, антенны, фазовые модуляторы, детектерные камеры и индикаторы.Однако это устройство позволяет контролировать только изделия из электропроводящих материалов. Кроме того, влияние неоднородностей в измерительных трактах приводит к появлению дополнительных ошибок,Целью изобретения повышение точности измерения, а также измерение изделий из диэлектрика.Это достигается тем, что устройство снабжено электронными ключами, например, лампами бегущей волны, включенными между вентилем и делителем мощности запитывающего канала и между циркуляторами и фазовыми модуляторами в каждом измерительном канале, и блоком управления, обеспечивающим синхронную работу электронных ключей.На чертеже изображена блок-схема пред лагаемого устройства.Устройство может состоять из трех, например а, б, в, или более измерительных каналов, питание которых осуществляется от одного СВЧ-генератора.10 Устройство включает запитывающий канал,состоящий из генератора 1 СВЧ-колебаний, вентиля 2, электронного ключа 3 и делителя мощности 4 и измерительных каналов а, б и в, каждый из которых состоит из делителя 15 мощности 5, циркулятора 6, линзовой антенны 7, измеряемого объекта 8, направленного ответвителя 9, циркулятора 10, линзовой антенны 11, электронного ключа 12, фазового модулятора 13, волноводного тройника 14, 20 аттенюатора 15, диэлектрического фазовращателя 16, детекторной камеры 1, логической схемы 18, индикатора толщины 19, фазового модулятора 20, волноводного тройника 21, управляемого фазовращателя 22, аттенюатора 25 23, диэлектрического фазовращателя 24, детекторной камеры 25, логической схемы 26, индикатора профиля 27, блока управления 28 и модулирующего генератора 29.Генератор вырабатывает непрерывныесверхвысокочастотные электромагнитные колебания, которые поступают через вентиль 2 на электронный ключ 3. В исходном состоянии ключ 3 и ключ 12 канала а, а также ключи каналов б и в закрыты, Блок управления 28 синхронно открывает эти ключи, в результате чего ключ 3, являющийся общим для всех каналов, формирует заполненный СВЧ-колебаниями импульс наносекундной длительности,Импульс СВЧ-энергии, попадая на делитель мощности 4, делится на три равные части. Часть энергии поступает на делитель мощности канала а, где делится на три определенные части. Первая часть, проходя циркулятор 6 (из первого плеча во второе), излучается линзовой антенной 7 на одну сторону измеряемого объекта 8, Отразившись от объекта 8, импульс энергии принимается ан;енной 7, проходит циркулягор 6 (из второго плеча в третье) направленный ответвитель 9 (основной канал), циркулятор 10 (из первого плеча во второе) и вновь излучается линзовон антенной 11 на противоположную сторону объекта 8. Дважды отраженный импульс пркнимаесч антенной 11, проходит циркулятор 10 (из вгорого плеча в третье) и поступает на кл оч 12, В этот момент блок управления 28 вновь открывает ключи 3 и 12. Ключ 12 пропускает импульс на фазовый модулятор 13, после чего этот импульс подается на волноводный тройник 14, куда также через аттегпоатор 15 и фазовращатель 16, приходит опорный импульс с делителя мощности 5.Дважды отраженный от объекта 8 и опорный импульсы проходят в детекторную камеру 17, где преобразуются, Сигнал с детекторной камеры 17 попадает на логическую схему 18 и далее на индикатор толщины 19.Одновременно часть энергии отраженного импульса ответвляется направленным ответвителем 9 и через фазовый модулятор 20 попадает на волноводный тройник 21, куда также через управляемый фазовращатель 22, аттенюатор 23, диэлектрический фазовращатель 24 приходит опорный импульс с делителя мощности 5.Отраженный от объекта 8 и опорный импульсы проходят в детекторную камеру 25, где преобразуются. Сигнал с детекторной камеры 25 поступает на логическую схему 26 и после преобразования - на управляемый фазовращатель 22 и индикатор профиля 2,С модулируюгцего генератора 29 переменное напряжение низкой частоты подается на фазовые модуляторы 13 и 20 канала а и на фазовые модуляторы каналов б и в. Одновременно с генератора 29 напряжение (в качестве опорного) поступает на логические схемы 18 и 26 канала а и на логические схемы каналов б и в.Опорные импульсы, заполненные сверхвысокочастотными колебаниями, поступающие на волноводные тройники 14 и 21, подбираются в противофазе (с учетом времени пробега)60 сигнал, функционально зависящий от толщины объекта 8, что фиксируется индикатором толщины 19.Предмет изобретенияУстройство для измерения продольной и поперечной толщины и профиля металлических с отражениями - диэлектрическими фазовращателями 16 и 24, а равные амплитуды - аттенюаторами 15 и 23. При этом на индикаторе профиля 27 устанавливается нулевое показа ние, а на индикаторе толщины 19 - показание, соответствующее исходной толщине,Отраженные от измеряемого объекта 8 колебания, проходя антенну 7, циркулятор 6, направленный ответвитель 9, модулируются 10 по фазе модулятором 20. В волноводном тройнике 21 происходит сложение опорной и модулированной волн, при этом на выходе детекторной камеры 25 возникает сигнал модулирующей частоты.15 Изменение профиля (расстояния от объекта 8 до антенны 7) вызывает фазовый сдвиг отраженных колебаний относительно опорных, что приводит к соответствующему изменению фазы сигнала с детекторной камеры 25.20 В логической схеме 26 происходит сравнение фаз сигналов, поступающих с детекторной камеры 25 и генератора 29, в результате чего вырабатывается сигнал, который воздействует на управляемый фазовращатель 22 до тех пор, 25 пока не восстановится исходное соотношениефаз сравниваемых сигналов вследствие восстановления фазовых соотношений сверхвысокочастотных колебаний.Сигнал, воздействующий на управляемый 30 фазовращатель 22, фиксируется индикаторомпрофиля 2, так как его изменение являегся функцией перемещения измеряемого объекта 8, т. е. изменения его профиля.При пространственных перемещениях (по перечных, наклонных, продольных) измеряемого объекта 8 относительно антенн 7 и 11 (при постоянной толщине) фазовые соотношения в волноводном тройнике 14 остаются неизменными, так как при этом не меняется 40 время пробега дважды отраженного импульса,и поэтому индикатор толщины 19 остается в исходном состоянии.При изменении толщины объекта 8 меняется время пробега дважды отраженного им пульса, что приводит к изменению фазовыхсоотношений в волноводном тройнике 14, Сверхвысокочастотные колебания, поступающие с ключа 12, на волноводный тройник 14 модулируются по фазе модулятором 13, в ре зультате чего на выходе детекторной камеры17 возникает сигнал модулирующей частоты.Изменение фазы СВЧ колебаний приводит ксоответствующему изменению фазы НЧ сигнала на выходе детекторной камеры 17, Логическая схема 18 производит сравнение фаз низкочастстных сигналов, поступающих с детекторной камеры 17 и модулирующего генератора 29, в результате чего вырабатываетсяТираь 743омитета Совета Минисретений и открытийаушская наб., д. 4/5 Изд.1307 Государственного по делам изо Москва, Ж, аказ 1751/11 ЦНдпнсио Сапунов Типография,изделий, содержащее последовательно включенные генератор СВЧ-колебаний, вентиль, делитель мощности запитывающего канала, делители мощности измерительных каналов, циркуляторы, антенны, фазовые модуляторы, детекторные камеры и индикаторы, отличающееся;ем,;то, с целью повышения точности измерения, а также измерения изделий из диэлектрика, оно снабжено электронными ключами, например лампами бегущей волны, включенными между вентилем и делителем мощности запитывающего канала и между циркуляторами и фазовыми модуляторами в каждом измерительном канале, и блоком управления, обеспечивающим синхронную раооту электронных ключей.