Устройство для неразрушающего контроля диэлектриков

но делан изобретений и аткрытий(72) Авторы изобретения Ленинградскии ордена Трудового Красного ЗнймвАичи ордена Октябрьской Революции технологическийинститут им.Ленсовета(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШЮЩЕГО КОНТРОЛЯ- -.,ДИЭЛЕКТРИКОВИзобретение относится к неразрушаюц(ему контролю неметаллицеских материалов и изделий и монет быть использовано при структурометрии, дефектоскопии, контроле Физико-механическиххарактеристик изделий,Известно устройство зля неразрушающего контроля диэлектриков, содержащее сверхвысокочастотный генератор,выход которого подключен через первыйнаправленный ответвитель к антеннеи через двунаправленный ответвитель к.первому и второму интерФерометрам,каждый из которых содержит последовательно соединенные аттенюатор, азоврац(атель и вентиль, два детектора 1Однако известное устройство обладает недостаточной точностью измерений,Цель изобретения " повышение тоцЪности измерений.20Для этого в устройство для неразрушающего контроля диэЛектриков, содержащее сверхвысокочастотный генератор, выход которого подключеи через первый направленный ответвитель кантенне, и через двунаправленный ответвитель к первому и второму интерферометрам, каждый из которых содержит последовательно соединенные аттенюатор, фазоврацатель и вентиль, двадетектора, введены два идентичных дополнительных интерферометра, два трой"ника, два направленных ответвителя,блок регистрации Фазы и поляризацион"ный разделитель, плечи которого. черездва введенных детектора подключенык блоку регистрации амплитуды, приэтом к противоположным плечам каждо"го тройника подключены соответствен"но вентили соответствующих интерйерометров, а третьи плечи через детекторы подключены к блоку регистрации фа"зы, причем антенна выполнена всеполя"ризованной и соединена со входом поляризационного разделителя, к плечамкоторого через введенные направленные ответвители подключены аттенюаторы введенных интерФерометров.3 907423На чертеже представлена структур" ная электрическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит высокочастотный генератор 1, первый направленный ответвитель 2, антенну 3, двунаправленный ответвитель 4, первый и второй интерферометры 5, 6, аттенюаторы 7, 8, йазовращатели 9, 10, вентили 11, 12, детекторы 13, 14, дополни О тельные интерферометры 15, 16, содержащие вентили 17, 18, фазовращатели 19, 20 и аттенюаторы 21, 22, тройники 23,24, введенные направленные ответвители 25, 26, блок 27 ре гистрации фазы, поляриэационный разделитель 28, введенные детекторы 29, 30, блок 31 регистрации амплитуды, контролируемый образец 32.Устройство работает следующим образом.Колебания, выработанные сверхвысокочастотным генератором 1, через первый направленный ответвитель 2 поступают в всеполяризованную антенну 3. Всеполяризованная антенна 3 излучает линейно-поляризованную электромагнитную волну, причем вектор напряженности электрического поля сохраняет неизменное положение в процессе контроля. Достигнув контролируемого образца 32 вектор Е(также как и вектор напряженности магнитного поля Н) разлагается на две составляющие Е и Е, которые ориентируются3 вдоль главных направлений диэлектрической анизотропии Х и У. Амплитудное значение обоих составляющих различно, так как каждое главное направление анизотропии характеризуется раэ 40 личными коэффициентами отражения. В результате интерференции этих двух составляющих суммарное поле отраженной от контролируемого образца 32 волны эллиптически поляризованное.45Во всеполяризованную антенну 3 поступают эллиптически поляризованные электромагнитные колебания, которые достигают поляризационного разделителя 28. О поляризационном разделителе 28 эта волна расщепляется на две волны с различными ориентациями векторов . и Е. Волна с вектором Е с одного выхода поляризационного разделителя 28 поступает через введенный детектор 29 на один вход блока 31 регистрации амплитуды. Волна с вектором Е с другого выхода поступает через введенный детектор 30 4на другой вход блока 31 регистрации амплитуды, где в результате прихода двух сигналов с различной амплитудой наблюдается прямая линия, угол наклона которой характеризует положение главных осей анизотропии контролируемого образца 32, При совпадении вектора напряженности поля Е излученной волны с одним из главных направлений анизотропии в блоке 31 регистрации амплитуды наблюдается прямая (горизонтальная или вертикальная) линия, так как в этом случае отраженная волна представляет собой линейнополяризованную волну и положение вектора отраженной волны будет совпадать с вектором Е падающей волны. Такил образом, угол наклона прямой линии в блоке 31 регистрации амплитуды характеризует положение главных осей анизотропии относительно ориентации вектора Ео падающей волны, Помимо амплитудных изменений составляющих отраженной волны между ними и составляющей падающей волны существует разность фаз, с помощью которых может быть определено значение диэлектрической проницаемости в главных направлениях анизотропии. Для этой цели каждый выход поляризационного разделителя 28 соединен с дополнительными интерферометрами 15, 16, с помощью которых определяется разность фаз обеих составляющих. Оба интерферометра идентичны и их работа и настройка происходят одинаково, Поэтому рассмотрим работу одного дополнительного интерферометра 16.С выхода двунаправленного ответвителя 4 опорный сигнал поступает через аттенюатор 8, фазовращатель 10 и вентиль 12 на один вход тройника 24. В то же время измеряемый сигнал поступает в введенный направленный ответвитель 26 и с его выхода через аттенюатор 22, фаэовращатель 20 и вентиль 18 поступает на второй вход тройника 24. С выхода тройника 24 результирующий сигнал, пропорциональный разности фаз составляющих, поступает на детектор 14. Сигнал с детектора 14 поступает на один вход блока 27 регистрации фазы. На второй вход которого поступает результирующий сигнал с детектора 13. Этот сигнал пропорционален разности фаэ составляющих Ео и Е. Таким образом, в блоке 27 регистрации фазы также наблюдается прямая линия, но ее уголФормула изобретения Устройство для неразрушающего конт"роля диэлектриков, содержащее сверхвысокоцастотный генератор, выход которого подключен через первый направленный ответвитель к антенне и черездвунаправленный ответвитель к первому и второму интерферометрам, каждыйиз которых содержит последовательносоединенные аттенюатор, фазовращателыи вентиль, два детектора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, введены два идентичных дополнительных интерферометра, два тройника, два на"правленных ответвителя, блок регистрации фазы и поляризационный разделитель, плечи которого через два введенных детектора подключены к блокурегистрации амплитуды, при этом к противоположным плечам каждого тройникаподключены соответственно вентилисоответствующих интерферометров,а третьи плечи через детекторы подключены к блоку регистрации фазыпричем антенна выполнена всеполяризованной и соединена со входом поляриза"ционного разделителя, к плечам которого через введенные направленныеответвители подключены аттенюаторывведеннь 1 х интерферометров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРЮ 82389, кл. С 01 ц 2 ЗЛ 4, 1966(прототип),5 90742 наклона характеризует отношение разности фаз двух составляющих Е и При отсутствии одной из составляющих наблюдается прямая (горизонтальная или вертикальная) линия, которая ха- з рактеризует либо совпадение вектора ЕО падающей волны с одним из направлений анизотропии, либо отсутствие анизотропии.В предлагаемом устройстве блоки 1 О регистрации могут быть не обязательно с визуальным наблюдением результатов контроля. Например, блок 27 регистрации фазы может быть применен с непосредственным отсчетом разности фаз 15 и с дальнейшим расчетом диэлектрической проницаемости или с пересчетом ее в значение деформаций при контроле изделий, находящихся в напряженнодеформированном состоянии и 20 т.д.Предлагаемое устройство является универсальным и позволяет контролировать любые неметаллические материалы ;и изделия, независимо от того явля ются ли они анизотропными или изо" тропными, а также находящиеся в напряженно-деформированном состоянии. При этом без введения дополнительных блоков можно определять как ампли- зо тудные, так и фазовые характеристики отраженных от изделия волн и по ним определять физико-механические характеристики изделий. Такое уст" ройство может работать не только с односторонним доступом к изделию, но также и при двустороннем, т.е. возможно определять амплитудные и фазовые характеристики при прохождении электромагнитных волн через контролируемое изделие. 3 6 Предлагаемое устройство повышает точность измерений.Корректор М, Пожо Подписное ектная, 4 Составитель П. ТарасоваРевагтоо А бананов Техреду Б. ХаритончикЗаказ 581/52 Тираи 883ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11035 Москва МРаушсквя наб,Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Про