Способ дефектометрии плоских диэлектрических материалов

(51)5 С 01 Б 27/24 азового разряда в н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(46) 15.0390. Бюл. 9 10 (71) Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР(56) Авторское свидетельство СССР В 1003005, кл. С 03 С 17/00, 1983.Авторское свидетельство СССР Р 1396120, кл. С 03 С 17/00, 1 986. (54) СПОСОБ ДЕФЕКТОМЕТРИИ ПЛОСКИХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к методам неразрушающего контроля диэлектрических материалов и изделий и Изобретение относится к методам неразрушаюцего контроля материалов и изделий путем исследования характеристик газового разряда в электрическом поле высокой напряженности и может быть использовано для решения широкого класса задач дефектоскопии в различных областях народного хозяйства.Цель изобретения - повышение чувствительности.На фиг.1 и 2 - приведена блок-схе- ма устройства, реализующего способ дефектометрии плоских диэлектрических материалов; на фиг.2 - кривая зависимости характерного размера полости дефекта от времени затухания может быть использовано для решения .широкого класса задач дефектоскопии в самых различных областях народного хозяйства, Целью изобретения является повышение чувствительности. Иссле дуемый образец подвергают воздействию электромагнитного излучения и создают в нем одновременно импульсное-электрическое поле с напряженностью, превьш 1 ающей порог иониэациивоздуха в микрообъемах. Регистрируют параметры импульсного сигнала (при варьировании частоты) и параметры модулированного электромагнитного сигнала, определяют размеры дефекта ;по результатам совместных измерений.1 з.п. ф-лы, 2 ил. Способ реализуется в следующейпоследовательности. На исследуемый образец с двух сторон устанавливаются электроды, подсоединенные к импульсному источнику высокого напряжения, т.е. помещают исследуемый материал в электрическом поле, Амплитуда напряжения устанавливается такой, чтобы рабочая точка по напряженности находиласьв области сильных полей (поле высокой напряженности), вызывающих ионизационный эффект в пространстве локальных неоднородностей, Один электрод нмеет меньшую площадь, чем другой и выполнен с профилированной поверхностью, что позволяет сформиро 1550407вать однородное электрическое полев зоне исследования,С одной стороны исследуемый плоский диэлектрический образец облучаютэяектромагнитным излучением ирегистрируют параметры сигнала, прошадшего через образец. ЭлектрическоепФле возбуждают импульсным сигналом,П 1 омодулированный сигнал прошедший 10через образец, сравнивают с импульснМм сигналом возбуждения электрического поля и по результатам совместнх измерений определяют параметрыдефекта, Частоту следования импульсов 15именяют от нижнего до верхнегоз 1 ачений, которые связаны с исследуемы размером дефекта,На Фиг.2 приведена зависимостьвремени затухания газового разряда 20(ф) характерного размера дефекта Й),т,е. протяженной координаты объемадфекта; ь = 1(с 1). При частоте электрического поля Г, превышающей значе 1 25ние - ;., - для конкретного,цефекта,н,наблюдается эффект устойчивого снижения проводимости. Однако при1Р (, возникает параметрическая30 модуляция, которая является информативным признаком дефекта, Информацйя о дефекте выделяется в результате сравнения двух частотных сигналов. 35Устройство содержит генератор 1 энектромагиитных волн, излучатель 2, электроды 3 и 4, расположенные на поверхности исследуемого диэлектрического материала, приемник 5 и 40 детектор 6 электромагнитного излучения, частотный детектор 7, источник 8 высокого импульсного напряжения, регистратор 9 и блок 10 перестройки частоты. 45Между электродами 3 и 4, соединенными с источником 9 высокого импульсного напряжения, помещается исследуемый диэлектрический материал с дефектом. Излучатель 2, подключенный к генератору 1, и приемник 5 расположены на одном уровне с одним из электродов 3 малого размера, выполненным профилированным с формой электрода Роговского у противоположных его55 сторон. Частота следования импульсов высокого напряжения задается блоком 1 О перестройки частоты, первым выходом соединенным с входом источника 8 высокого импульсного напряжения,Выход детектора б электромагнитногоизлучения соединен с измерительнымвходом частотного детектора 7, наопорный вход которого подается сигнал с второго выхода блока 10 перестройки частоты, Входы регистратора9 соединены с выходом частотногодетектора 7 и третьим выходом блока10 перестройки частоты,Устройство работает следующимобразом,Плоский диэлектрический материалпомещают между электродами 3 и 4 сизлучателем 2 и приемником 5 электромагнитного излучения, Частота генерации электромагнитного излучения выбирается таким образом, чтобы длинаволны в материале не превышала удвоенной его толщины, Последнее условиеследует из условий распространенияэлектромагнитного излучения в волноводе, заполненном диэлектриком. ПриЪотсутствии дефекта в объеме диэлектрического материала на выходе детектора электромагнитного излучения6 устанавливается постоянный уровеньсигнала, Этот сигнал с выхода детектора 6 электромагнитного излученияпоступает на измерительный вход частотного детектора 7, на опорный входкоторого поступает переменный опорный сигнал с второго выхода блока 1 Оперестройки. частоты. Частота опорного сигйала равна частоте перестройкивыходного напряжения на выходе источника 8 высокого импульсного напряжения, На выходе частотного детектора 7сигнал в этом случае отсутствуеттак как информационный сигнал постоянен,Режим работы устройства при наличии дефекта, С выхода источника высокого импульсного напряжения наэлектроды 3 и 4 подается последовательность импульсов, амплитуда которых такова, что напряженность электрического поля в газовой полости деФекта превышает пробойное значение.Частота повторения импульсов задается блоком 10 перестройки частоты,В дефекте в виде замкнутой полостигаз локализуется и проводимость егорезко возрастает. Если время повторения импульсов высокого напряженияменьше, чем время рекомбинации заряженных частиц внутри полости деФекта и на его стенках (время затуха5 15 ния газового разряда), то в диэлектрическом материале постоянно существует область высокой проводимости, В противном случае область высокой проводимости на дефекФе) возникает в соответствии с частотой повторения импульсов высокого напряжения,Область высокой проводимости вы-. зывает дополнительные потери электромагнитной энергии, следовательно, изменяется уровень сигнала электромагнитного излучения, принимаемого приемником 5. В первом случае область высокой проводимости постоянно существует) на выходе детектора 6 уровень сигнала изменяется (по сравнению с бездефектной областью), но остается постоянным и сигнал на выходе частного детектора 7 по-прежнему отсутствует; во-втором - периодическое появление области высокой проводимости вызывает периодическое изменение уровня сигнала электромагнитного излучения на приемнике 5.Таким образом, на выходе детектора 6 электромагнитного излучения по- появляется амплитудно-модулированный сигнал с частотой, равной частоте следования ионизирующих полость дефекта импульсов высокого напряжения, В этом случае на выход частотного детектора подаются переменные сигналы одинаковой частоты и на еговыходе появляется сигнал максимальной амплитуды, Этот сигнал поступает на первый вход регистратора 9 и разрешает запись значения частоты повторения импульсов высокого напряжения, поступающей на второй вход регистра 50407 отора 9 с третьего выхода блока 1 Оперестройки частоты,При наличии нескольких дефектов5различных размеров, формируя пачкиимпульсов высокого напряжения сразличной частотой повторения (уменьшая частоту), можно проводить селекцию дефектов по размерам с привлечением предварительно полученной тариРовочной кривой зависимости между размерами дефекта и временем 1,частотой)затухания газового разряда (фиг.2),Формула изобретения Ф1,Способ дефектометрии плоскихдиэлектрических материалов, заключающийся в том, что исследуемый материалпомещают в электрическое поле, соднои стороны плоский образец облучают электромагнитным излучением.ирегистрируютпараметры сигнала, прошедшего через образец, о т л и ч а ю -25 щ и й с я тем, что, с целью повыше ния чувствительности, электрическоеполе возбуждают импульсным сигналом,изменяют частоту следования импульсов от нижнего до верхнего значения,30 измеряют параметры импульсного сигнала и промодулированного сигнала электромагнитного излучения, прошедшегочерез образец, и определяют размерыдефекта по результатам совместных35измерении,2,Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что Формируют однородное электрическое поле в исследуемом материале с помощью профилирован 4 О ного электРода, имеющего меньшую пло.щадь, чем второй электрод,550407 Щ) ОКВРйИИ ЯВЯМИ Редактор И.Касар Корректор Л,Беск ГКНТ СССР рюизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 ЗйкВНКИП Составитель 10 Коршу Техред М,Дидык 268 Тираж 507 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5