Радиоволновой метод неразрушающего контроля – 3. Радиоволновой вид неразрушающего контроля
alexxlab | 13.04.2020 | 0 | Разное
3. Радиоволновой вид неразрушающего контроля
Для проведения технологического контроля (ТК) используются неразрушающие методы контроля. Так как объект контроля – ПКМ представляют собой диэлектрики, то необходимо использовать методы, наилучшим образом контролирующие данные материалы. С учётом того, что мы имеем относительно непрерывные процессы, как во времени, так и в пространстве необходимо применять для ТК (по возможности) бесконтактные методы контроля. Наибольшее употребление, в частности, находит радиоволновой метод контроля.
В радиоволновом методе используется излучения, создаваемые электромагнитными колебаниями соответствующего диапазона частот. Для ввода излучения в контролируемую среду (и соответствующего приёма) не требуется контакта датчиков с контролируемой поверхностью. При контроле этим методом используются такие характеристики электромагнитных волн, как амплитуда, поляризация и фаза.
Наибольшее употребление в ТК ПКМ имеют методы указанного вида, т. к. они обладают высокой чувствительностью, бесконтактным вводом и приёмом СВЧ-излучения, возможностью контроля значительных толщин контролируемого материала. Радиоволновые методы основаны на взаимодействии электромагнитного поля в диапазоне длин волн 1 – 100 мм с объектом контроля, преобразовании параметров поля в параметры электрического сигнала и передачи его на регистрирующий прибор.
Радиоволновые методы подразделяются на: волноводные, резонаторные и свободного пространства. В первых двух объект контроля (в виде образца определённой геометрии) помещается в волновод или резонатор. В волноводном методе используются прямоугольные (или круглые) волноводы, рабочая длина волны 0,5 – 10 см. В резонаторных методах используются объёмные резонаторы и измерительные конденсаторы, работают они в сантиметровом и метровом диапазоне длин волн. В ТК они используются как образцовые при контроле проб материалов.
Методы свободного пространства целиком заимствованы из оптики и носящие, в силу этого, название оптических. Идея оптических методов проста и состоит в наблюдении проходящих или отражённых от диэлектрической среды электромагнитных волн, собранных в узкие пучки с помощью подходящих направляющих устройств.
Техническое воплощение этих методов наталкивается, однако, на целый ряд трудностей, связанных с тем, что длина волны используемых электромагнитных волн (особенно в длинноволновой области миллиметрового диапазона) оказывается сравнимой с размерами применяемой аппаратуры и объектов контроля. Это обстоятельство приводит к появлению различного рода дифракционных явлений, мешающих проведению контроля.
Необходимым условием применения данных методов является соблюдение следующих требований:
1. Отношение наименьшего размера контролируемого объекта к наибольшему размеру раскрыва антенн должно быть не меньше 1;
2. Наименьший размер минимально выявляемых дефектов должен не менее чем в 3 раза превышать величину шероховатости поверхности контролируемого объекта.
Данные методы подразделяются на методы: “режим на прохождение” (РНП) и “режим на отражение” (РНО). По информативному первичному параметру различают следующие методы: амплитудный, фазовый, амплитудно-фазовый, поляризационный, геометрический и т. д.
В нашем случае используем фазовый метод, с помощью которого определяем диэлектрическую проницаемость смеси. Фазовый метод основан на регистрации изменения фазы электромагнитной волны, прошедшей объект контроля или отражённой от него. Схема измерителя фазы (интерферометра) приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема СВЧ-измерителя фазы
1 – блок питания генератора; 2 – СВЧ-генератор; 3 – волномер; 4, 11, 12 – вентиль; 5I, 5II – волноводный тройник; 6I, 6II – излучающая антенна; 7I, 7II – приёмная антенна; 8 – аттенюатор, 9 – “ручной” фазовращатель; 10 – электрически управляемый фазовращатель; 13 – детекторная секция; 14 – усилитель; 15 – блок управления фазовращателем; 16 – измерительный прибор; 17 – узел перемещения приёмной антенны; 18 – объект контроля.
Особенностью прибора является наличие двух плеч: опорного и измерительного, в который помещается объект контроля.
Рассмотренный фазометр может быть реализован как для работы в РНП, так и в РНО. Для последнего случая в измерительном плече реализуется конструкция антенн (см. рис. 2).
Рис. 2. Расположение антенн измерительного плеча для режима РНО
studfiles.net
Радиоволновой метод неразрушающего контроля
Автор: Фролов Никита Евгеньевич
Общий порядок применения методов неразрушающего контроля для обследования оборудования, конструкций и материалов определен приказом Ростехнадзора № 490. Данный нормативный документ содержит основной перечень федеральных норм и правил при проведении данного вида контроля. Они являются обязательными для соблюдения всеми экспертными организациями, выполняющими работы по обследованию объектов.
Методы неразрушающего контроля
Приказ № 490 определяет, что неразрушающий контроль базируется на применении различных типов физических явлений. Они применяются с целью определения целостности анализируемого объекта и выявления его скрытых дефектов. Общий список основных методов контроля приведен в межгосударственном стандарте ГОСТ 18353-79. В данном документе содержится около десяти ключевых способов проведения контроля. Также в нем приводится оговорка о том, что в отдельных случаях указанный список может быть дополнен другими методами. В этих ситуациях при их применении необходимо руководствоваться федеральными нормативами для конкретного вида НК.Радиоволновой метод неразрушающего контроля
Выбор наиболее подходящего метода неразрушающего контроля основывается в первую очередь на свойствах анализируемого объекта. Кроме того, эксперт специализированной организации, проводящий обследование, учитывает также другие факторы. Так, радиоволновой метод неразрушающего контроля используется для материалов, которые хорошо проводят радиоволны. Это позволяет решать многие важные задачи, которые ставятся перед специалистом при проведении НК, в том числе:
- измерение толщины объекта;
- обследование его внутренней структуры;
- выявление имеющихся дефектов;
- другие задачи.
Для различных типов объектов могут использоваться разные способы выполнения радиоволнового неразрушающего контроля. В общей сложности их выделяется более тридцати. В большинстве из них для фиксации параметров объекта используется специальное измерительное оборудование. Принцип его действия базируется на генерации волн на сверхвысоких частотах. Требования к проведению контроля такими способами сформулированы в межгосударственном стандарте ГОСТ 23480-79. Этот нормативный документ применяется совместно с ГОСТ 25313-82, который устанавливает основные компоненты терминологии контроля с применением радиоволн.
Вам может быть интересно:
www.centrattek.ruСодержание Введение 3 – Реферат – Радиоволновые методы контроля
Реферат – Радиоволновые методы контроля
скачать (66.5 kb.)
Доступные файлы (1):
содержание
1.docx
Реклама MarketGid:Содержание
Введение 3
Особенности радиоволнового метода 4
Источники и приемники радиоволнового излучения СВЧ 11
Литература 15
Введение
Одной из важнейших проблем трубопроводного транспорта является сохране
ние нормального состояния линейной части промысловых и магистральных трубопроводов. Подземные трубопроводы, работающие при нормальных режимах, сохраняются, по крайней мере, несколько десятков лет. Так, например, в США некоторые трубопроводы, проработавшие около двадцати лет, полностью сохрани
лись и не требуют ремонта. Этому способствовало то большое внимание, которое уделяется систематическому контролю состояния подземных и надземных трубопроводов и своевременная ликвидация появляющихся дефектов.
Как правило, большинство дефектов на трубопроводах появляются в результате коррозионных и механических повреждений, определение места и характера которых связаны с рядом трудностей и большими материальными затратами. Совершенно очевидно, что вскрытие трубопровода для его непосредственного визуального обследования экономически неоправданно. К тому же обследовать можно только внешнюю поверхность трубопровода. Поэтому в течение последних лет в нашей стране и за рубежом усилие специализированных научно-исследовательских и проектных организаций направлено на решение проблемы определения состояния подземных и надземных промысловых, магистральных нефтепродуктопроводов без их вскрытия. Эта проблема связана с большими техническими трудностями, однако при использовании современных методов и средств измерительной техники она успешно решается.
В работе мы рассмотрим один из методов, который обеспечивает выявление дефектов.
Особенности радиоволнового метода
Радиоволновой неразрушающий контроль основан на регистрации изменения параметров электромагнитных колебаний СВЧ, взаимодействующих с объектом исследования. Диапазон длин волн, преимущественно используемый в радиоволновом контроле, ограничен 1 – 100 мм. Более освоены и обеспечены измерительной аппаратурой 3-см и 8-мм поддиапазоны.
Радиоволновой контроль применяют для решения всех типовых задач неразрушающего контроля: толщинометрии, дефектоскопии, структуроскопии и интроскопии (контроля внутреннего строения). Используемая при этом аппаратура, как правило, построена на базе стандартных или модернизированных элементов СВЧ. Специальным элементом при решении конкретной задачи может быть источник или приемник излучения, а также приспособление для крепления и перемещения объекта.
Среди других особенностей радиоволнового контроля по сравнению с оптическим и радиационным следует отметить использование импедансного метода для расчета параметров сигналов и соизмеримость длины волны излучения с размерами радиоволнового тракта «источник излучения — объект контроля— приемник излучения».
Излучения СВЧ относятся к области радиоволн, которые с момента своего открытия использовались для передачи информации. Применение волн СВЧ для целей НК потребовало создания теории их взаимодействия с объектом контроля. Вполне естественно, что в разработанной теории были учтены
результаты, полученные в радиосвязи для волновых систем с распределенными параметрами (длинных линий, волноводов и др.) импедансным методом, в котором радиоволновой тракт «источник излучения – объект контроля – приемник излучения» заменяется моделью в виде длинной линии. При этом канал распространения колебаний СВЧ (двухпроводные линии, волноводы, свободное пространство) характеризуют волновым сопротивлением. Для идеального диэлектрика оно вещественно при εr=1 равно z0=377 Ом.
Отношение γ/(ωεa)=tgδ называют тангенсом угла диэлектрических потерь и относят к важнейшим параметрам диэлектриков. Здесь γ – удельная электрическая проводимость; ω – угловая частота. На одной частоте (tgδ < 0,01) материал может считаться диэлектриком, на другой (tgδ > 100) — проводником. При расчетах к идеальным диэлектрикам относят материалы, для которых tgδ < 0,01. На частотах, меньших 9×106 Гц, морскую воду относят к классу диэлектриков; на частотах, больших 9×1010 Гц, — к классу проводников. В промежуточной области 0,001 < tgδ < 100 материал называют несовершенным диэлектриком, характеризующимся комплексной диэлектрической проницаемостью и комплексным волновым сопротивлением.
Для проводников мнимая часть комплексной диэлектрической проницаемости велика по сравнению с вещественной частью: ε’>>εa и волновое сопротивление определяется выражением zc будет равно квадратному корню из отношения (ωμa) / γ . С ростом частоты, zc увеличивается и, волны не могут
глубоко проникать в проводник. Явление экранирования наружными слоями материала глубинных слоев от проникновения поля называют скин-эффектом. Он характеризуется глубиной проникновения плоской волны, на которой напряженность полей Е и Н уменьшается в е раз.
Скорость распространения электромагнитной волны в несовершенном диэлектрике зависит от частоты так как ε’=γ /ω. Величина v характеризует скорость перемещения точек, сохраняющих одну и ту же фазу волны. Зависимость v=f(ω) называют дисперсией. Через скорость находится длина волны λ=vTv.
При переходе электромагнитной волны из одной среды в другую по нормали к граничной поверхности формируется отраженная волна. При наложении обеих волн образуется стоячая волна, характеризуемая коэффициентом стоячей волны по напряжению kстU = Emax / Emin или коэффициентом бегущей волны по напряжению kδu = l / kстU. Максимумы стоячей волны получаются там, где действующие значения напряженности падающей и отраженной волн складываются, а минимумы — там, где они вычитаются.
| ^ 10Гц | ||||
| Материал | Удельная проводимость, МСм/м | Длина волны, мкм | Zc, Ом | δ, мкм |
| Медь Алюминий Вольфрам Нихром Графит | 58 37,2 18,1 1,0 0,125 | 4,2 5,14 7,41 31,5 89,5 | 0,037 0,046 0,066 0,281 0,795 | 0,66 0,82 1,18 5,03 14,25 |
Приведенные Формулы указывают на возможность получить требуемый результат, основываясь на законах геометрической оптики или теории длинных линий. При применении второго подхода для расчета параметров сигналов СВЧ реальную систему «источник излучения — объект контроля — приемник» заменяют моделью в виде длинной линии с такими же волновыми сопротивлениями и размерами, как в реальной системе. Вариант построения такой модели показан ниже. Электромагнитные параметры слоев изделия (εi, μi, γi) учитываются через комплексные волновые сопротивления Zi отрезков длинной линии. Входное сопротивление приемника и выходное сопротивление источника излучения (генератора) учитываются волновыми сопротивлениями Zп и Zг.
Дефект в виде расслоения заменяется в модели плоскопараллельным слоем такой же толщины, как дефект. Амплитуда сигнала от дефекта уменьшается пропорционально площади, занимаемой дефектом относительно площади контролируемой зоны.
Соизмеримость длины волны излучения СВЧ с размерами элементов радиоволнового тракта обусловливает сложный характер электромагнитного поля в системе контроля. По этой причине методика оценки сигналов в системе имеет характерную особенность. Если расстояние между границами различных однородных сред, составляющих исследуемый объект, превышает длину волны в материале, компоненты электромагнитной волны оценивают на основе законов геометрической оптики.
В противном случае предпочтительнее применение импедансного метода. В обоих случаях получаемые оценки сигналов в системе приближенные и не исключено появление больших ошибок. Поэтому рекомендуется пользоваться расчетным методом для определения относительных значений величин — изменения амплитуд сигналов при малых изменениях параметров исследуемого предмета или условий контроля. Что касается абсолютных значений сигналов, их следует оценивать экспериментально.
Коротко остановимся на методах и средствах радиоволнового контроля. Если контролируемая величина непосредственно связана с напряженностью поля (мощностью) отраженного, прошедшего или рассеянного излучения, используется амплитудный метод контроля. Техническая реализация метода проста, однако невысокая помехоустойчивость ограничивает его применение. Более надежные результаты получают, используя фазовый и амплитудно-фазовый методы, основанные на выделении полезной информации, заключенной в изменениях амплитуды и фазы волны. Для выделения этой информации в аппаратуру контроля вводят опорное плечо «источник – приемник излучения» и схему сравнения сигналов от объекта контроля с опорным.
Если толщина объекта превышает длину волны используемого зондирующего излучения, рекомендуется для ее измерения использовать геометрический или временной метод. В первом случае контролируемый
параметр связан с отклонением положений отраженного луча в плоскости регистрации относительно выбранной системы координат, во втором – с изменением задержки сигнала во времени.
Для контроля тонкопленочных и анизотропных материалов применяют поляризационный метод, основанный на анализе изменений плоскости или вида поляризации колебаний после взаимодействия излучения с ОК. Перед испытаниями приемную антенну разворачивают до тех пор, пока сигнал на ее выходе от образцового ОК не станет равным нулю. Сигналы от испытываемых ОК характеризуют степень отклонения их свойств от образцового.
^ дает хорошие результаты при контроле внутреннего строения ОК, однако из-за сложности его аппаратурной реализации метод имеет ограниченное применение.
Радиоволновой контроль по прошедшему излучению позволяет обнаружить дефекты изделия, если их параметры μa и εa значительно отличаются от аналогичных параметров основного материала, а размеры соизмеримы или превышают длину волны зондирующего излучения. В простейшем варианте такого контроля в приемном тракте поддерживают режим бегущей волны. Наиболее полную информацию дает применение многоэлементных антенн, поскольку в этом случае удается воспроизвести внутреннюю структуру объекта. Для повышения разрешающей способности дефектоскопии используют метод самосравнения. Он реализуется с помощью двух комплектов излучающих и приемных устройств, максимально приближенных друг к другу. Результирующий сигнал определяется разностью амплитуд и фаз сигналов приемников каждого канала. Наличие дефекта приводит к изменению условий распространения волны в одном канале и появлению разностного сигнала. Анализ динамики изменения сигнала при периодическом прохождении дефекта через зону контроля радиоволнового дефектоскопа позволяет снизить порог его
чувствительности.
^ радиоволнового контроля основан на введении ОК в резонатор, волновод или длинную линию и регистрации изменений параметров электромагнитной системы (резонансной частоты, добротности, числа возбуждаемых типов колебаний и т. д.). Этим методом контролируются размеры, электромагнитные свойства, деформации и другие параметры. Успешно используется резонансный метод для контроля уровня жидкостей в резервуарах и параметров движения различных объектов.
Радиоволновые средства неразрушающего контроля – это датчики с чувствительным элементом, в котором контролируемая величина преобразуется в информативный параметр; генераторы СВЧ — источники электромагнитных колебаний; вторичные преобразователи предназначены для формирования сигналов регистрации и управления.
Источники и приемники радиоволнового излучения СВЧ
Колебания СВЧ могут быть получены с помощью генераторов магнетронного типа, ламп обратной волны, отражательных клистронов, квантово-механических генераторов и полупроводниковых приборов. Наибольшее применение находят клистроны, затем следуют магнетроны, лампы обратной волны и полупроводниковые генераторы.
Отражательные клистроны широко применяют в качестве задающих генераторов в радиолокационных станциях, в усилительных цепочках маломощных передатчиков, в радиорелейных линиях связи, маломощных генераторах СВЧ непрерывного или импульсного излучения в передающих устройствах малого радиуса действия (радиодальномеры, радиомаяки, ответчики), а также как маломощные генераторы в измерительной и малогабаритной аппаратуре благодаря ряду преимуществ перед другими маломощными генераторами СВЧ. Это, в частности, низкий уровень флюктуационных шумов, простота эксплуатации и высокая надежность при изменении в широких пределах условий эксплуатации. Выпускаемые отражательные клистроны малой мощности (до 100 мВт) перекрывают широкий диапазон длин волн, вплоть до субмиллиметровых. Некоторые типы клистронов требуют принудительного воздушного охлаждения, особенно предназначенные для работы в коротковолновой части миллиметрового диапазона, когда принципиально трудно повысить их кпд. К сожалению, тепловые уходы частоты преобладают над всеми другими и присущи любому типу генераторов СВЧ.
Магнетронные генераторы охватывают широкий диапазон
частот и обеспечивают большой диапазон мощностей в импульсе: от единиц ватт до десятков мегаватт. Они находят широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре в качестве задающих генераторов, источников мощности СВЧ и т.д. Однако в последнее время намечается отказ от их широкого использования вследствие большой нестабильности генерируемой частоты и тепловых уходов частоты. Кроме того, наличие постоянных магнитов увеличивает массу магнетронов, для питания требуются высокое напряжение и интенсивное охлаждение (путем обдува) резонатора.
Лампы обратной волны (ЛОВ) относятся к классу широкодиапазонных генераторов колебаний СВЧ с электронной перестройкой частоты. Выпускается большое число типов ЛОВ, перекрывающих диапазон волн от 60 см до десятых долей миллиметра. Для фокусировки электронного луча в ЛОВ в основном применяют постоянные магниты трубчатой формы. Такие ЛОВ выпускаются в виде пакетированной конструкции, в которой объединены корпус ЛОВ, постоянный магнит и юстирующее приспособление. Поэтому нормальная работа ЛОВ может быть нарушена при наличии внешних магнитных полей или расположенных поблизости от ЛОВ ферромагнитных материалов. Как правило, расстояние между ЛОВ и подобными материалами должно быть не менее 400 мм. Режим работы ЛОВ сильно зависит от внешних условий (температуры, влажности), а также согласования с нагрузкой.
Лампы обратной волны особенно критичны к изменению температуры среды. При воздействии на лампы обратной волны механических ударов и вибраций происходят периодические изменения расстояния между отдельными электродами электронной пушки либо их поперечные смещения относительно друг друга, что сопровождается амплитудной и частотной
модуляцией генерируемых колебаний. Девиация частоты ЛОВ при вибрациях обычно несколько больше, чем у клистронов. К недостаткам ламп данного типа относится также то, что данные лампы, находившиеся на хранении и длительное время (более двух месяцев) не включающиеся, должны быть подвергнуты тренировке, которая занимает не менее 1,5 ч. Генераторы на основе ЛОВ, как и все генераторы СВЧ с широким диапазоном электронной перестройки частоты, не обладают высокой стабильностью частоты при работе в какой-либо точке диапазона.
Эффективный автогенератор сантиметровых и миллиметровых волн может быть создан на полупроводниковом эквиваленте отражательного клистрона — лавинно-пролетном диоде (ЛПД), который служит основой ряда устройств СВЧ (генераторов, усилителей, преобразователей частоты).
В основе работы ЛПД лежит эффект генерации когерентных колебаний при лавинном пробое полупроводниковых диодов СВЧ. Получаемая при этом мощность колебаний в непрерывном режиме составляет для различных диодов от десятков микроватт до нескольких милливатт при длине волны 0,8-10 см. Генератор состоит из лавинно-пролетного диода и полого резонатора, связанного с полезной нагрузкой. Характерная особенность ЛПД — повышенный уровень шума на высоких (>104 ГГц) частотах. Даже в германиевых диффузионных ЛПД с однородным пробоем этот уровень на 25-30 дБ превышает дробовой шум вакуумного диода с таким же током. В кремниевых ЛПД, где пробой сопровождается микроплазменными явлениями, уровень шума может превышать на 60-70 дБ дробовой шум.
Малогабаритные генераторы сантиметрового диапазона (3-15 ГГц) обеспечивают в непрерывном режиме при токе питания 10-20 мА и напряжении 20-70 В выходную мощность от 5 до 50 мВт при кпд 3-7%. Значительный уровень высших гармоник в спектре лавинного тока позволяет использовать ЛПД сантиметрового диапазона волн для создания генераторов
миллиметрового диапазона. Резонатор такого генератора целесообразно делать двух- или трехконтурным, с тем чтобы один из контуров, не связанный с полезной нагрузкой, был настроен на основную частоту в коротковолновой части сантиметрового диапазона (10-15 ГГц), а остальные — на высшие гармоники. Генераторы этого типа имеют в верхней части миллиметрового диапазона выходную мощность (в непрерывном режиме) порядка единиц милливатт. Однако спектральная плотность флюктуации амплитуды и частоты ЛПД на 15-20 дБ выше, чем у отражательных клистронов. Итак, СВЧ-устройства на ЛПД обладают такими преимуществами, как малые габариты, масса, экономичность питания и т.д. Основной их недостаток — высокий уровень шумов.
Созданы и получили также практическое применение полупроводниковые генераторы СВЧ на диодах Ганна. Они работают при низких напряжениях питания (4-8,5 В), потребляя при этом ток от 0,4 до 1,5 А
Сравнительная характеристика некоторых типов генераторов СВЧ приведена в таблице.
| Тип генератора | Режим Работы | Диапазон длин волн, мм | Мощность излучения, Вт | КПД, % |
| Отражательный клистрон | Непрерывный | 2-100 | 0.1 | 2 |
| Генераторный лавинопролетный диод (ГЛПД) | Непрерывный | 8-100 | 0.05 | 3-7 |
| Генератор на диоде Ганна | Непрерывный | 8-100 | 0.65 | 6 |
| Импульсный (10-7с) | 8-100 | 200 | 14 |
Литература
- ^
Мильман И.И. «Радиоволновой, тепловой и оптический контроль», часть 1, уч. пособие, Екатеренбург, 2001г.
Ермолов И.Н.,Останин Ю.А. «Методы и средства неразрушающего контроля», 1988 г., Высш.школа.
Скачать файл (66.5 kb.)
gendocs.ru
Термин | Определение |
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ | |
1. Радиоволновой неразрушающий контроль | Неразрушающий контроль, основанный на анализе взаимодействия электромагнитного излучения радиоволнового диапазона с объектом контроля |
2. Коэффициент неоднородности диэлектрического материала при радиоволновом неразрушающем контроле Коэффициент неоднородности | Коэффициент, характеризующий степень относительных изменений свойств материала, анализируемых при радиоволновом методе неразрушающего контроля, выраженных через изменения диэлектрических характеристик, определяемый по формуле ,
|
3. Чувствительность прибора радиоволнового неразрушающего контроля Чувствительность | Отношение приращения выходного сигнала прибора радиоволнового неразрушающего контроля к вызвавшему его малому приращению контролируемого параметра объекта контроля |
4. Порог реагирования прибора радиоволнового неразрушающего контроля Порог реагирования | Наименьшее значение изменения параметра объекта контроля, вызывающее изменение выходного сигнала прибора радиоволнового неразрушающего контроля, который еще можно обнаружить |
5. Зона радиоволнового неразрушающего контроля Зона контроля | Участок поверхности объекта контроля, в пределах которого контролируемый параметр может быть измерен с заданной чувствительностью прибором радиоволнового неразрушающего контроля |
МЕТОДЫ РАДИОВОЛНОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ | |
6. Активный радиоволновой метод Активный метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, при котором объект контроля подвергается воздействию источника радиоволнового излучения |
7. Пассивный радиоволновой метод Пассивный метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, при котором источником радиоволнового излучения является объект контроля |
8. Амплитудный радиоволновой метод Амплитудный метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации амплитуды радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля |
9. Фазовый радиоволновой метод Фазовый метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации фаз радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля |
10. Амплитудно-фазовый радиоволновой метод Амплитудно-фазовый метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации амплитуды и фаз радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля |
11. Временной радиоволновой метод Временной метод | Активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации времени прохождения радиоволн через объект контроля |
12. Геометрический радиоволновой метод Геометрический метод | Активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации пространственного положения максимума интенсивности пучка радиоволнового излучения, прошедшего через объект контроля или отраженного от его задней поверхности |
13. Частотно-фазовый радиоволновой метод Частотно-фазовый метод | Активный фазовый радиоволновой метод, основанный на регистрации фаз радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля, при изменении частоты генератора |
14. Поляризационный радиоволновой метод Поляризационный метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации поляризации радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля |
15. Поляризационно-фазовый радиоволновой метод Поляризационно-фазовый метод | Активный фазовый радиоволновой метод, основанный на изменении поляризации радиоволн |
16. Эллипсометрический радиоволновой метод Эллипсометрический метод | Активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации изменений параметров эллиптически поляризованного радиоволнового излучения в результате его взаимодействия с объектом контроля |
17. Резонансный радиоволновой метод Резонансный метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации резонанса и его параметров в системе преобразователь-объект контроля |
18. Радиоволновой метод запаздывающей обратной связи Метод запаздывающей обратной связи | Активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации времени или фазы запаздывания сигнала обратной связи преобразователя |
19. Спектральный радиоволновой метод Спектральный метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации спектра радиоволнового излучения |
20. Голографический радиоволновой Голографический метод | Активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на голографии |
21. Радиоволновой метод преобразования типа волны Метод преобразования типа волны | Активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации типа волны и изменений его структуры в результате взаимодействия с объектом контроля |
22. Метод прошедшего радиоволнового излучения Метод прошедшего излучения | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров прошедшего через объект контроля радиоволнового излучения |
23. Метод отраженного радиоволнового излучения Метод отраженного излучения | Активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров отраженного от объекта контроля радиоволнового излучения |
24. Метод рассеянного радиоволнового излучения Метод рассеянного излучения | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения, рассеянного объектом контроля |
25. Радиоволновой метод свободного пространства Метод свободного пространства | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения после взаимодействия с объектом контроля, расположенным вне преобразователя или его элементов |
26. Радиоволновой метод биений Метод биений | Активный спектральный радиоволновой метод, основанный на регистрации низкочастотного спектра биений, образованный взаимодействием непрерывного частотно-модулированного радиоволнового излучения с объектом контроля |
27. Радиоволновой метод поверхностных волн Метод поверхностных волн | Активный радиоволновой метод, основанный на анализе поверхностных волн, возбужденных в связанных диэлектрических волноводах, одним из которых является объект контроля, а другим – расположенная параллельно ему активная диэлектрическая антенна поверхностных волн |
28. Детекторный радиоволновой метод Детекторный метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения детектором |
29. Болометрический радиоволновой метод Болометрический метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения болометром |
30. Термисторный радиоволновой метод Термисторный метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения термистором |
31. Радиоволновой метод фотоуправляемой полупроводниковой пластины ФУПП | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на применении в качестве реактивного зонда фотоуправляемой полупроводниковой пластины или пленки, толщина которой значительно меньше рабочей длины волны |
32. Радиоволновой метод жидких кристаллов Метод жидких кристаллов | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения жидкими кристаллами |
33. Радиоволновой метод термобумаг Метод термобумаг | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения с помощью термобумаг |
34. Радиоволновой метод термолюминофоров Метод термолюминофоров | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения термолюминофором |
35. Калориметрический радиоволновой метод Калориметрический метод | Метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения калориметром |
ПРИБОРЫ РАДИОВОЛНОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ | |
36. Прибор радиоволнового неразрушающего контроля | Прибор, предназначенный для выявления дефектов объекта контроля и основанный на методе радиоволнового неразрушающего контроля |
37. Радиоволновой дефектоскоп | Прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для обнаружения, регистрации и определения размеров и (или) координат дефектов типа нарушений сплошности и неоднородности в объекте контроля |
38. Радиоволновой толщиномер | Прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения толщины объекта контроля или его элементов |
39. Радиоволновой структуроскоп | Прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для качественного определения параметров, характеризующих структуру |
40. Радиоинтроскоп | Радиоволновой дефектоскоп с визуализацией скрытого радиоизображения объекта контроля или многоэлементной обработкой информации на основе ЭВМ |
41. Квазиоптический радиоинтроскоп | Радиоинтроскоп, содержащий устройства для квазиоптического формирования радиоизображения |
42. Рефлектометр | Прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения параметров отраженного от объекта контроля радиоволнового излучения |
43. Радиоволновой эллипсометр | Прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для проведения неразрушающего контроля эллипсометрических радиоволновым методом |
44. Радиоволновой влагомер | Прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения влажности радиопрозрачных веществ, материалов и изделий из них |
45. Радиоволновой плотномер | Прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения плотности или пористости радиопрозрачных веществ, материалов и изделий из них |
46. Радиоволновой диэлектромер | Прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения диэлектрических характеристик веществ, материалов и изделий из них |
47. Радиоволновой преобразователь Преобразователь | Часть прибора радиоволнового неразрушающего контроля, служащая для генерации, излучения и (или) приема радиоволн с последующим преобразованием в электрический сигнал |
48. Радиоволновой преобразователь дифференциального типа | Радиоволновой преобразователь, дополнительно содержащий опорное плечо и канал сравнения |
49. Многопараметровый радиоволновой преобразователь | Радиоволновой преобразователь, дополнительно содержащий устройство, обеспечивающее многопараметровый контроль |
50. Межзондовый промежуток | Расстояние между зондами радиоволнового преобразователя, установленного в исходное положение при проведении контроля |
51. Самобалансирующее радиоволновое устройство | Часть прибора радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенная для автоматического управления информативным параметром с целью измерения контролируемого параметра объекта контроля |
52. Опорное плечо радиоволнового преобразователя | Часть радиоволнового преобразователя, состоящая из одного или нескольких радиоволновых элементов, предназначенных для создания опорного сигнала преобразователя |
53. Рабочее плечо радиоволнового преобразователя | Часть радиоволнового преобразователя, состоящая из одного или нескольких радиоволновых элементов, предназначенных для формирования полезного сигнала преобразователя |
54. Коэффициент связи между элементами радиоволнового преобразователя | Коэффициент, характеризующий уровень связи между элементами радиоволнового преобразователя, выраженный отношением проникающей паразитной мощности к мощности источника излучения, в децибеллах |
55. Динамический энергетический диапазон радиоволнового прибора | Отношение значения излучаемой прибором радиоволнового неразрушающего контроля мощности к принимаемой, соответствующей его порогу реагирования, выраженное в децибеллах |
56. Разрешающая способность радиоволнового дефектоскопа | Минимальное расстояние между границами двух рядом расположенных дефектов, при котором они выявляются раздельно, отнесенное к длине волны в материале объекта контроля при радиоволновом неразрушающем контроле |
57. База радиоволнового преобразователя | Проекция поверхности, заключенной между прямыми линиями, соединяющими крайние точки механического контакта преобразователя с объектом контроля. Примечание. При точечном контакте базой следует считать площадь контактного пятна |
База радиоволнового преобразователя | 57 |
Влагомер радиоволновой | 44 |
Дефектоскоп радиоволновой | 37 |
Диапазон радиоволнового прибора энергетический динамический | 55 |
Диэлектромер радиоволновой | 46 |
Зона контроля | 5 |
Зона радиоволнового неразрушающего контроля | 5 |
Контроль неразрушающий радиоволновой | 1 |
Коэффициент неоднородности | 2 |
Коэффициент неоднородности диэлектрического материала при радиоволновом неразрушающем контроле |
|
Коэффициент связи между элементами радиоволнового преобразователя | 54 |
Метод активный | 6 |
Метод амплитудно-фазовый | 10 |
Метод амплитудный | 8 |
Метод биений | 26 |
Метод биений радиоволновой | 26 |
Метод болометрический | 29 |
Метод геометрический | 12 |
Метод голографический | 20 |
Метод временной | 11 |
Метод детекторный | 28 |
Метод жидких кристаллов | 32 |
Метод жидких кристаллов радиоволновой | 32 |
Метод запаздывающей обратной связи | 18 |
Метод запаздывающей обратной связи радиоволновой | 18 |
Метод калориметрический | 35 |
Метод отраженного излучения | 23 |
Метод отраженного радиоволнового излучения | 23 |
Метод пассивный | 7 |
Метод поверхностных волн | 27 |
Метод поверхностных волн радиоволновой | 27 |
Метод поляризационно-фазовый | 15 |
Метод поляризационный | 14 |
Метод преобразования типа волны | 21 |
Метод преобразования типа волны радиоволновой | 21 |
Метод прошедшего излучения | 22 |
Метод прошедшего радиоволнового излучения | 22 |
Метод радиоволновой активный | 6 |
Метод радиоволновой амплитудный | 8 |
Метод радиоволновой амплитудно-фазовый | 10 |
Метод радиоволновой болометрический | 29 |
Метод радиоволновой временной | 11 |
Метод радиоволновой геометрический | 12 |
Метод радиоволновой голографический | 20 |
Метод радиоволновой детекторный | 28 |
Метод радиоволновой калориметрический | 35 |
Метод радиоволновой пассивный | 7 |
Метод радиоволновой поляризационный | 14 |
Метод радиоволновой поляризационно-фазовый | 15 |
Метод радиоволновой резонансный | 17 |
Метод радиоволновой спектральный | 19 |
Метод радиоволновой термисторный | 30 |
Метод радиоволновой фазовый | 9 |
Метод радиоволновой частотно-фазовый | 13 |
Метод радиоволновой эллипсометрический | 16 |
Метод рассеянного излучения | 24 |
Метод рассеянного радиоволнового излучения | 24 |
Метод резонансный | 17 |
Метод свободного пространства | 25 |
Метод свободного пространства радиоволновой | 25 |
Метод спектральный | 19 |
Метод термисторный | 30 |
Метод термобумаг | 33 |
Метод термобумаг радиоволновой | 33 |
Метод термолюминофоров | 34 |
Метод термолюмииофоров радиоволновой | 34 |
Метод фазовый | 9 |
Метод фотоуправляемой полупроводниковой пластины радиоволновой | 31 |
Метод частотно-фазовый | 13 |
Метод эллипсометрический | 16 |
Плечо радиоволнового преобразователя опорное | 52 |
Плечо радиоволнового преобразователя рабочее | 53 |
Плотномер радиоволновой | 45 |
Порог реагирования | 4 |
Порог реагирования прибора радиоволнового неразрушающего контроля | 4 |
Преобразователь | 47 |
Преобразователь радиоволновой | 47 |
Преобразователь радиоволновой дифференциального типа | 48 |
Преобразователь радиоволновой многопараметровый | 49 |
Прибор радиоволнового неразрушающего контроля | 36 |
Промежуток межзондовый | 50 |
Радиоинтроскоп | 40 |
Радиоинтроскоп квазиоптический | 41 |
Рефлектометр | 42 |
Способность радиоволнового дефектоскопа разрешающая | 56 |
Структуроскоп радиоволновой | 39 |
Толщиномер радиоволновой | 38 |
Устройство радиоволновое самобалансирующее | 51 |
ФУПП | 31 |
Чувствительность | 3 |
Чувствительность прибора радиоволнового неразрушающего контроля | 3 |
Эллипсомер радиоволновой | 43 |
Термин | Определение |
Радиопрозрачность объекта контроля | Интегральная характеристика, отражающая способность объекта контроля пропускать радиоволны определенной частоты или диапазона частот при заданном значении динамического энергетического диапазона радиоволнового прибора |
Радиоконтрастность объекта контроля | Степень различия электрофизических свойств объекта контроля или дефектов в нем от свойств окружающей среды |
Антенны ортогональных поляризаций | Приемо-передающая пара антенн линейно-поляризованных волн, направления поляризации которых взаимно перпендикулярны, или поляризованных по кругу волн, направления вращения поляризации которых взаимно противоположны |
Межантенное пространство | Часть пространства, ограниченная плоскостями, перпендикулярными оси излучения и проходящими через раскрывы антенн |
Радиоволновой зонд Зонд | Антенна с минимальной эффективной поверхностью, предназначенная для приема информативного сигнала с участка пространства или объекта контроля |
docs.cntd.ru
Методы радиоволнового контроля — КиберПедия
| № | Метод | Описание |
| Активный | объект контроля в этом методе подвергается воздействию источника радиоволнового излучения | |
| Пассивный | в этом методе источником радиоволнового излучения является объект контроля | |
| Амплитудный | метод основан на регистрации амплитуды радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля | |
| Амплитудно-фазовый | метод, основан на регистрации амплитуды и фаз радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля | |
| Геометрический | активный метод, основан на регистрации пространственного положения максимума интенсивности пучка радиоволнового излучения, прошедшего через объект контроля или отраженного от его задней поверхности | |
| Поляризационный | регистрация поляризации радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля | |
| Резонансный | этот метод основан на регистрации резонанса и его параметров в системе преобразователь-объект контроля | |
| Спектральный | основанный на регистрации спектра радиоволнового излучения | |
| Радиоволновой метод преобразования типа волны | активный метод контроля, основанный на регистрации типа волны и изменений его структуры | |
| Метод отраженного радиоволнового излучения | активный метод, основан на регистрации параметров отраженного от объекта контроля радиоволнового излучения | |
| Метод свободного пространства | регистрация параметров радиоволнового излучения после взаимодействия с объектом контроля, расположенным вне преобразователя или его элементов | |
| Поверхностных волн | анализ поверхностных волн, возбужденных в связанных диэлектрических волноводах | |
| Болометрический | регистрипует параметры радиоволнового излучения болометром | |
| Фотоуправляемой полупроводниковой пластины | основан на применении в качестве реактивного зонда фотоуправляемой полупроводниковой пластины или пленки, толщина которой значительно меньше рабочей длины волны | |
| Термобумаг | регистрирует параметровы излучения с помощью термобумаг | |
| Калориметрический | регистрирует параметры радиоволнового излучения калориметром | |
| Фазовый | регистрацет фазы радиоволн | |
| Временной | активный метод, основан на регистрации времени прохождения радиоволн через объект контроля | |
| Частотно-фазовый | активный фазовый метод, основан на регистрации фаз радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля, при изменении частоты генератора | |
| Поляризационно-фазовый | активный фазовый метод, основан на изменении поляризации радиоволн | |
| Эллипсометрический | активный метод, основан на регистрации изменений параметров эллиптически поляризованного радиоволнового излучения | |
| Запаздывающей обратной связи | активный метод, основан на регистрации времени или фазы запаздывания сигнала обратной связи преобразователя | |
| Голографический | активный метод, основан на голографии | |
| Прошедшего излучения | регистрация параметров прошедшего через объект контроля радиоволнового излучения | |
| Рассеянного излучения | регистрация параметров излучения, рассеянного объектом контроля | |
| Термолюминофоров | регистрация параметров излучения термолюминофором | |
| Жидких кристаллов | регистрация излучения жидкими кристаллами | |
| Термисторный | регистрация параметров излучения термистором | |
| Детекторный | регистрация параметров излучения детектором | |
| Биений | активный, спектральный метод, основан на регистрации низкочастотного спектра биений, образованный взаимодействием непрерывного частотно-модулированного радиоволнового излучения с объектом контроля |
Геоадары типа Noggin 250 /500 /1000 были специально разработаны для получения изображения на глубине до 15 метров ниже поверхности с высоким разрешением. Эта высоко – технологичная система позволяет обнаруживать металлические и неметаллические объекты и определять их координаты по глубине залегания с точностью до сантиметров.
Георадар прост в использовании, питается от аккумуляторов и может буксироваться вручную или на автомобиле.
Георадар поставляется с программным обеспечением SpiView, позволяющим получать изображения на специальном видеологическом устройстве (DVL II) в реальном масштабе времени. Изображение обновляется одновременно с перемещением сканера по исследуемой поверхности, что позволяет немедленно отмечать места представляющие интерес и сохранять полученное изображение в компьютере. Так же существует возможность последующей обработки полученных данных на компьютере (Noggin PLUS) с построением двухмерных и трехмерных карт обследованной области.
Основным элементом конструкции георадаров является антена, от выбора которой зависят глубины просмотра.
9) Электрические методы
Основаны на регистрации электростатических полей и электрических параметров контролируемого объекта. Их применяют для выявления раковин и других дефектов в отливках, расслоений в металлических листах, различных дефектов в сварных и паяных швах, трещин в металлических изделиях, растрескиваний в эмалевых покрытиях и органическом стекле и т. д. Кроме того, эти методы применяют для сортировки деталей, измерения толщин пленочных покрытий, проверки химического состава и определения степени термообработки металлических изделий. Наиболее распространенными из этих методов являются измерение электрического сопротивления, трибоэлектрический, термоэлектрический и др.
Электрический неразрушающий контроль позволяет решить следующие практические задачи:
· Определить глубину ранее выявленных другими методами НК наружных трещин на поверхности металла (применяется электропотенциальный метод).
· Измерить толщину покрытия изоляции проводников в электросистемах (используют электроемкостный и электроисковой методы).
· Обнаружить где находится место сквозного пробоя изоляции (электроискровой метод).
· Провести сортировку металла по маркам (позволяет электроиндуктивный, термоэлектрический, трибоэлектрический, теплоэлектрический, электрохимический метод).
· Определить толщину гальванического покрытия (до 30 мкм), качество сцепления слоев биметаллов, найти дефекты в металлических слитках и провести экспрес-анализ стали на остывших пробах (термоэлектрический метод).
· Выявить трещины на поверхности изоляционных покрытий (эмаль по металлу, керамика) либо на изделиях, выполненных из неметаллических электроизоляционных материалов (электростатический метод).
Дефекты классифицируются на допустимые, недопустимые и возможно допустимые.
Методы электрического контроля (электростатический порошковый, термоэлектрический, электроискровой, электрического потенциала, емкостной) позволяют определять дефекты различных материалов, измерять толщины покрытий и слоев (вихретоковый контроль), сортировать металлы по маркам, контролировать диэлектрические или полупроводниковые материалы. Недостатками перечисленных методов электрического НК являются необходимость контакта с объектом контроля, жесткие требования к чистоте поверхности изделия, трудности автоматизации процесса измерения и зависимость результатов измерения от состояния окружающей среды.
Трещиномер 281Мпортативный прибор для оценки глубины и протяженности трещин на поверхностях изделий из ферромагнитных сплавов. Электропотенциальный метод детектирования, успешно реализованный в 281М, позволяет локализовать дефектные участки поверхности от 0,2 мм до 10 см и протяженностью до пятикратной глубины трещины.
Отличительные особенности:
- Точность измерений с использованием электропотенциального метода значительно выше, чем при сипользовании ультразвукового и вихретокового методов.
- Диапазон измерений прибора – 0.2 … 100 мм
- Результат слабо подвержен влиянию электромагнитных свойств объекта
- Подпружиненные контактные электроды датчика подвижны и позволяют тестировать криволинейные поверхности
- Твердосплавные электроды с повышенным сроком службы
- Возможность контроля труднодоступных мест объектов выносным датчиком прибора
- Комплектование контрольным образцом с имитацией трещин различной глубины
- Русскоязычный интерфейс
Трещиномер 281М – прибор повышенной точности, для оперативной оценки трещин, обнаруженных каким либо иным методом. Электропотенциальный метод на переменном токе, реализованный в приборе, позволяет эффективно применять трещиномер параллельно с магнитно-порошковым, виретоковым и другими методами. Типичные мерные объекты — промышленные валы, валки; трубопроводы, нефте-газомагистрали; производственно-бытовые сосуды, сосуды работающие под давлением; объекты энергетики, элементы несущих конструкций; машины и механизмы.
cyberpedia.su
Радиоволновой метод неразрушающего контроля — реферат
Радиоволновой метод жидких кристаллов – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения жидкими кристаллами
Радиоволновой метод термобумаг – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения с помощью термобумаг
Радиоволновой метод термолюминофоров – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения термолюминофором
Калориметрический радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения калориметром
Если контролируемая величина
непосредственно связана с
Если толщина объекта
превышает длину волны
Для контроля тонкопленочных и анизотропных
материалов применяют поляризационный
метод, основанный на анализе изменений
плоскости или вида поляризации колебаний
после взаимодействия излучения с ОК.
Перед испытаниями приемную антенну разворачивают
до тех пор, пока сигнал на ее выходе от
образцового ОК не станет равным нулю.
Сигналы от испытываемых ОК характеризуют
степень отклонения их свойств от образцового.
Голографический метод дает хорошие результаты
при контроле внутреннего строения ОК,
однако из-за сложности его аппаратурной
реализации метод имеет ограниченное
применение.
Радиоволновой контроль по прошедшему излучению позволяет обнаружить дефекты изделия, если их параметры μa и εa значительно отличаются от аналогичных параметров основного материала, а размеры соизмеримы или превышают длину волны зондирующего излучения. В простейшем варианте такого контроля в приемном тракте поддерживают режим бегущей волны. Наиболее полную информацию дает применение многоэлементных антенн, поскольку в этом случае удается воспроизвести внутреннюю структуру объекта. Для повышения разрешающей способности дефектоскопии используют метод самосравнения. Он реализуется с помощью двух комплектов излучающих и приемных устройств, максимально приближенных друг к другу. Результирующий сигнал определяется разностью амплитуд и фаз сигналов приемников каждого канала. Наличие дефекта приводит к изменению условий распространения волны в одном канале и появлению разностного сигнала. Анализ динамики изменения сигнала при периодическом прохождении дефекта через зону контроля радиоволнового дефектоскопа позволяет снизить порог его чувствительности.
Резонансный метод радиоволнового контроля основан на введении ОК в резонатор, волновод или длинную линию и регистрации изменений параметров электромагнитной системы (резонансной частоты, добротности, числа возбуждаемых типов колебаний и т. д.). Этим методом контролируются размеры, электромагнитные свойства, деформации и другие параметры. Успешно используется резонансный метод для контроля уровня жидкостей в резервуарах и параметров движения различных объектов.
Радиоволновые средства неразрушающего контроля – это датчики с чувствительным элементом, в котором контролируемая величина преобразуется в информативный параметр; генераторы СВЧ — источники электромагнитных колебаний; вторичные преобразователи предназначены для формирования сигналов регистрации и управления.
Приборы радиоволнового неразрушающего контроля
Прибор радиоволнового неразрушающего контроля – это прибор, предназначенный для выявления дефектов объекта контроля и основанный на методе радиоволнового неразрушающего контроля
Радиоволновой дефектоскоп
– это прибор радиоволнового неразрушающего
контроля, предназначенный для
Радиоволновой толщиномер – это прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения толщины объекта контроля или его элементов
Радиоволновой структуроскоп – это прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для качественного определения параметров, характеризующих структуру
Радиоинтроскоп –
это радиоволновой дефектоскоп
с визуализацией скрытого
Квазиоптический радиоинтроскоп – это радиоинтроскоп, содержащий устройства для квазиоптического формирования радиоизображения
Рефлектометр – это прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения параметров отраженного от объекта контроля радиоволнового излучения
Радиоволновой эллипсометр – это прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для проведения неразрушающего контроля эллипсометрических радиоволновым методом
Радиоволновой влагомер – это прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения влажности радиопрозрачных веществ, материалов и изделий из них
Радиоволновой плотномер – это прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения плотности или пористости радиопрозрачных веществ, материалов и изделий из них
Радиоволновой диэлектромер – это прибор радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенный для измерения диэлектрических характеристик веществ, материалов и изделий из них
Радиоволновой преобразователь – это часть прибора радиоволнового неразрушающего контроля, служащая для генерации, излучения и (или) приема радиоволн с последующим преобразованием в электрический сигнал
Радиоволновой преобразователь дифференциального типа – это радиоволновой преобразователь, дополнительно содержащий опорное плечо и канал сравнения
Многопараметровый радиоволновой преобразователь – это радиоволновой преобразователь, дополнительно содержащий устройство, обеспечивающее многопараметровый контроль
Межзондовый промежуток – это расстояние между зондами радиоволнового преобразователя, установленного в исходное положение при проведении контроля
Самобалансирующее радиоволновое устройство – это часть прибора радиоволнового неразрушающего контроля, предназначенная для автоматического управления информативным параметром с целью измерения контролируемого параметра объекта контроля
Опорное плечо радиоволнового преобразователя – это часть радиоволнового преобразователя, состоящая из одного или нескольких радиоволновых элементов, предназначенных для создания опорного сигнала преобразователя
Рабочее плечо радиоволнового преобразователя – это часть радиоволнового преобразователя, состоящая из одного или нескольких радиоволновых элементов, предназначенных для формирования полезного сигнала преобразователя
Коэффициент связи между элементами радиоволнового преобразователя – это коэффициент, характеризующий уровень связи между элементами радиоволнового преобразователя, выраженный отношением проникающей паразитной мощности к мощности источника излучения, в децибелах
Динамический энергетический диапазон радиоволнового прибора – это отношение значения излучаемой прибором радиоволнового неразрушающего контроля мощности к принимаемой, соответствующей его порогу реагирования, выраженное в децибелах
Разрешающая способность радиоволнового дефектоскопа – это минимальное расстояние между границами двух рядом расположенных дефектов, при котором они выявляются раздельно, отнесенное к длине волны в материале объекта контроля при радиоволновом неразрушающем контроле
База радиоволнового преобразователя – это проекция поверхности, заключенной между прямыми линиями, соединяющими крайние точки механического контакта преобразователя с объектом контроля.
Источники и приемники радиоволнового излучения СВЧ
Колебания СВЧ могут быть
получены с помощью генераторов
магнетронного типа, ламп обратной
волны, отражательных клистронов, квантово-механических
генераторов и
Отражательные клистроны
широко применяют в качестве задающих
генераторов в радиолокационных
станциях, в усилительных цепочках
маломощных передатчиков, в радиорелейных
линиях связи, маломощных генераторах
СВЧ непрерывного или импульсного
излучения в передающих устройствах
малого радиуса действия (радиодальномеры,
радиомаяки, ответчики), а также как
маломощные генераторы в измерительной
и малогабаритной аппаратуре благодаря
ряду преимуществ перед другими
маломощными генераторами СВЧ. Это,
в частности, низкий уровень флюктуационных
шумов, простота эксплуатации и высокая
надежность при изменении в широких пределах
условий эксплуатации. Выпускаемые отражательные
клистроны малой мощности (до 100 мВт) перекрывают
широкий диапазон длин волн, вплоть до
субмиллиметровых. Некоторые типы клистронов
требуют принудительного воздушного охлаждения,
особенно предназначенные для работы
в коротковолновой части миллиметрового
диапазона, когда принципиально трудно
повысить их кпд. К сожалению, тепловые
уходы частоты преобладают над всеми другими
и
присущи любому типу генераторов СВЧ.
Магнетронные генераторы охватывают широкий диапазон частот и обеспечивают большой диапазон мощностей в импульсе: от единиц ватт до десятков мегаватт. Они находят широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре в качестве задающих генераторов, источников мощности СВЧ и т.д. Однако в последнее время намечается отказ от их широкого использования вследствие большой нестабильности генерируемой частоты и тепловых уходов частоты. Кроме того, наличие постоянных магнитов увеличивает массу магнетронов, для питания требуются высокое напряжение и интенсивное охлаждение (путем обдува) резонатора.
Лампы обратной волны (ЛОВ) относятся к классу широкодиапазонных генераторов колебаний СВЧ с электронной перестройкой частоты. Выпускается большое число типов ЛОВ, перекрывающих диапазон волн от 60 см до десятых долей миллиметра. Для фокусировки электронного луча в ЛОВ в основном применяют постоянные магниты трубчатой формы. Такие ЛОВ выпускаются в виде пакетированной конструкции, в которой объединены корпус ЛОВ, постоянный магнит и юстирующее приспособление. Поэтому нормальная работа ЛОВ может быть нарушена при наличии внешних магнитных полей или расположенных поблизости от ЛОВ ферромагнитных материалов. Как правило, расстояние между ЛОВ и подобными материалами должно быть не менее 400 мм. Режим работы ЛОВ сильно зависит от внешних условий (температуры, влажности), а также согласования с нагрузкой.
Лампы обратной волны особенно критичны к изменению температуры среды. При воздействии на лампы обратной волны механических ударов и вибраций происходят периодические изменения расстояния между отдельными электродами электронной пушки либо их поперечные смещения относительно друг друга, что сопровождается амплитудной и частотной модуляцией генерируемых колебаний. Девиация частоты ЛОВ при вибрациях обычно несколько больше, чем у клистронов. К недостаткам ламп данного типа относится также то, что данные лампы, находившиеся на хранении и длительное время (более двух месяцев) не включающиеся, должны быть подвергнуты тренировке, которая занимает не менее 1,5 ч. Генераторы на основе ЛОВ, как и все генераторы СВЧ с широким диапазоном электронной перестройки частоты, не обладают высокой стабильностью частоты при работе в какой-либо точке диапазона.
Эффективный автогенератор сантиметровых и миллиметровых волн может быть создан на полупроводниковом эквиваленте отражательного клистрона — лавинно-пролетном диоде (ЛПД), который служит основой ряда устройств СВЧ (генераторов, усилителей, преобразователей частоты).
В основе работы ЛПД лежит
эффект генерации когерентных
Малогабаритные генераторы сантиметрового диапазона (3-15 ГГц) обеспечивают в непрерывном режиме при токе питания 10-20 мА и напряжении 20-70 В выходную мощность от 5 до 50 мВт при кпд 3-7%. Значительный уровень высших гармоник в спектре лавинного тока позволяет использовать ЛПД сантиметрового диапазона волн для создания генераторов миллиметрового диапазона. Резонатор такого генератора целесообразно делать двух- или трехконтурным, с тем чтобы один из контуров, не связанный с полезной нагрузкой, был настроен на основную частоту в коротковолновой части сантиметрового диапазона (10-15 ГГц), а остальные — на высшие гармоники. Генераторы этого типа имеют в верхней части миллиметрового диапазона выходную мощность (в непрерывном режиме) порядка единиц милливатт. Однако спектральная плотность флюктуации амплитуды и частоты ЛПД на 15-20 дБ выше, чем у отражательных клистронов. Итак, СВЧ-устройства на ЛПД обладают такими преимуществами, как малые габариты, масса, экономичность питания и т.д. Основной их недостаток — высокий уровень шумов.
myunivercity.ru
Радиоволновой метод неразрушающего контроля — реферат
Содержание
Введение
Особенности радиоволнового
метода
Методы радиоволнового неразрушающего контроля 8
Приборы радиоволнового неразрушающего контроля 15
Источники и приемники радиоволнового излучения СВЧ 19
Литература
Введение
Одной из важнейших
проблем трубопроводного
Как правило, большинство дефектов на трубопроводах появляются в результате коррозионных и механических повреждений, определение места и характера которых связаны с рядом трудностей и большими материальными затратами. Совершенно очевидно, что вскрытие трубопровода для его непосредственного визуального обследования экономически неоправданно. К тому же обследовать можно только внешнюю поверхность трубопровода. Поэтому в течение последних лет в нашей стране и за рубежом усилие специализированных научно-исследовательских и проектных организаций направлено на решение проблемы определения состояния подземных и надземных промысловых, магистральных нефтепродуктопроводов без их вскрытия. Эта проблема связана с большими техническими трудностями, однако при использовании современных методов и средств измерительной техники она успешно решается.
В работе мы рассмотрим один из методов, который обеспечивает выявление дефектов.
Особенности радиоволнового метода
Радиоволновой неразрушающий контроль основан на регистрации изменения параметров электромагнитных колебаний СВЧ, взаимодействующих с объектом исследования. Диапазон длин волн, преимущественно используемый в радиоволновом контроле, ограничен 1 – 100 мм. Более освоены и обеспечены измерительной аппаратурой 3-см и 8-мм поддиапазоны.
Радиоволновой контроль применяют
для решения всех типовых задач
неразрушающего контроля: толщинометрии,
дефектоскопии, структуроскопии и интроскопии
(контроля внутреннего строения). Используемая
при этом аппаратура, как правило, построена
на базе стандартных или модернизированных
элементов СВЧ. Специальным элементом
при решении конкретной задачи может быть
источник или приемник излучения, а также
приспособление для крепления и перемещения
объекта.
Среди других особенностей радиоволнового
контроля по сравнению с оптическим и
радиационным следует отметить использование
импедансного метода для расчета параметров
сигналов и соизмеримость длины волны
излучения с размерами радиоволнового
тракта «источник излучения — объект
контроля— приемник излучения».
Излучения СВЧ относятся
к области радиоволн, которые
с момента своего открытия использовались
для передачи информации. Применение
волн СВЧ для целей НК потребовало
создания теории их взаимодействия с
объектом контроля. Вполне естественно,
что в разработанной теории были
учтены результаты, полученные в радиосвязи
для волновых систем с распределенными
параметрами (длинных линий, волноводов
и др.) импедансным методом, в котором радиоволновой
тракт «источник излучения – объект контроля
– приемник излучения» заменяется моделью
в виде длинной линии. При этом канал распространения
колебаний СВЧ (двухпроводные линии, волноводы,
свободное пространство) характеризуют
волновым сопротивлением. Для идеального
диэлектрика оно вещественно при εr=1
равно z0=377 Ом.
Отношение γ/(ωεa)=tgδ
называют тангенсом угла диэлектрических
потерь и относят к важнейшим параметрам
диэлектриков. Здесь γ – удельная электрическая
проводимость; ω – угловая частота. На одной
частоте (tgδ < 0,01) материал может считаться
диэлектриком, на другой (tgδ > 100) — проводником.
При расчетах к идеальным диэлектрикам
относят материалы, для которых tgδ < 0,01.
На частотах, меньших 9×106 Гц, морскую
воду относят к классу диэлектриков; на
частотах, больших 9×1010 Гц, — к классу
проводников. В промежуточной области
0,001 < tgδ < 100 материал называют несовершенным
диэлектриком, характеризующимся комплексной
диэлектрической проницаемостью и комплексным
волновым сопротивлением.
Для проводников мнимая часть комплексной диэлектрической проницаемости велика по сравнению с вещественной частью: ε’>>εa и волновое сопротивление определяется выражением zc будет равно квадратному корню из отношения (ωμa) / γ . С ростом частоты, zc увеличивается и, волны не могут глубоко проникать в проводник. Явление экранирования наружными слоями материала глубинных слоев от проникновения поля называют скин-эффектом. Он характеризуется глубиной проникновения плоской волны, на которой напряженность полей Е и Н уменьшается в е раз.
Скорость распространения электромагнитной волны в несовершенном диэлектрике зависит от частоты так как ε’=γ /ω. Величина v характеризует скорость перемещения точек, сохраняющих одну и ту же фазу волны. Зависимость v=f(ω) называют дисперсией. Через скорость находится длина волны λ=vTv.
При переходе электромагнитной
волны из одной среды в другую
по нормали к граничной
Параметры проводящих материалов на частоте 1010Гц | ||||
Материал | Удельная проводимость, МСм/м | Длина волны, мкм | Zc, Ом | δ, мкм |
Медь | 58 | 4,2 | 0,037 | 0,66 |
Приведенные Формулы указывают на возможность получить требуемый результат, основываясь на законах геометрической оптики или теории длинных линий. При применении второго подхода для расчета параметров сигналов СВЧ реальную систему «источник излучения — объект контроля — приемник» заменяют моделью в виде длинной линии с такими же волновыми сопротивлениями и размерами, как в реальной системе. Вариант построения такой модели показан ниже. Электромагнитные параметры слоев изделия (εi, μi, γi) учитываются через комплексные волновые сопротивления Zi отрезков длинной линии. Входное сопротивление приемника и выходное сопротивление источника излучения (генератора) учитываются волновыми сопротивлениями Zп и Zг.
Дефект в виде расслоения
заменяется в модели плоскопараллельным
слоем такой же толщины, как дефект.
Амплитуда сигнала от дефекта
уменьшается пропорционально
Соизмеримость длины волны
излучения СВЧ с размерами
элементов радиоволнового тракта обусловливает
сложный характер электромагнитного
поля в системе контроля. По этой
причине методика оценки сигналов в
системе имеет характерную
В противном случае предпочтительнее
применение импедансного метода. В
обоих случаях получаемые оценки
сигналов в системе приближенные
и не исключено появление больших
ошибок. Поэтому рекомендуется
Методы радиоволнового неразрушающего контроля
Активный радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, при котором объект контроля подвергается воздействию источника радиоволнового излучения
Пассивный радиоволновой
метод – это метод радиоволнового
неразрушающего контроля, при котором
источником радиоволнового
Амплитудный радиоволновой
метод – это метод
Фазовый радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации фаз радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля
Амплитудно-фазовый радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации амплитуды и фаз радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля
Временной радиоволновой метод – это активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации времени прохождения радиоволн через объект контроля
Геометрический радиоволновой метод – это активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации пространственного положения максимума интенсивности пучка радиоволнового излучения, прошедшего через объект контроля или отраженного от его задней поверхности
Частотно-фазовый радиоволновой метод – это активный фазовый радиоволновой метод, основанный на регистрации фаз радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля, при изменении частоты генератора
Поляризационный радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации поляризации радиоволн, взаимодействующих с объектом контроля
Поляризационно-фазовый радиоволновой метод – это активный фазовый радиоволновой метод, основанный на изменении поляризации радиоволн
Эллипсометрический радиоволновой метод – это активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации изменений параметров эллиптически поляризованного радиоволнового излучения в результате его взаимодействия с объектом контроля
Резонансный радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации резонанса и его параметров в системе преобразователь-объект контроля
Радиоволновой метод запаздывающей обратной связи – это активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации времени или фазы запаздывания сигнала обратной связи преобразователя
Спектральный радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации спектра радиоволнового излучения
Голографический
Радиоволновой метод преобразования типа волны – это активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации типа волны и изменений его структуры в результате взаимодействия с объектом контроля
Метод прошедшего радиоволнового излучения – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров прошедшего через объект контроля радиоволнового излучения
Метод отраженного радиоволнового излучения – это активный метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров отраженного от объекта контроля радиоволнового излучения
Метод рассеянного радиоволнового излучения – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения, рассеянного объектом контроля
Радиоволновой метод свободного пространства – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения после взаимодействия с объектом контроля, расположенным вне преобразователя или его элементов
Радиоволновой метод биений – это активный спектральный радиоволновой метод, основанный на регистрации низкочастотного спектра биений, образованный взаимодействием непрерывного частотно-модулированного радиоволнового излучения с объектом контроля
Радиоволновой метод поверхностных волн – это активный радиоволновой метод, основанный на анализе поверхностных волн, возбужденных в связанных диэлектрических волноводах, одним из которых является объект контроля, а другим – расположенная параллельно ему активная диэлектрическая антенна поверхностных волн
Детекторный радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения детектором
Болометрический радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения болометром
Термисторный радиоволновой метод – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров радиоволнового излучения термистором
Радиоволновой метод фотоуправляемой полупроводниковой пластины – это метод радиоволнового неразрушающего контроля, основанный на применении в качестве реактивного зонда фотоуправляемой полупроводниковой пластины или пленки, толщина которой значительно меньше рабочей длины волны
myunivercity.ru