УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ И КОНТРОЛЯ РАДИОВОЛНОВЫМ МЕТОДОМ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к технике неразрушающего контроля на сверхвысоких частотах, радиоволновым методом и предназначена для ранней диагностики и прогнозирования появления дефектов в полимерных композиционных материалах (ПКМ) как в процессе изготовления, так и диагностики готовых ПКМ и использования их в авиационной технике.
Известно устройство амплитудно-фазовых приборов, работающих «на отражение» включающее генератор электромагнитного излучения, приемопередающую антенну, измеряемый образец материала, установленный на металлический отражатель (см. Потапов, А.И. Контроль качества и прогнозирования надежности конструкций из композиционных материалов. / А.И. Потапов. - Л.: Изд-во Машиностроение, 1980. - 261 с.).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что измерение состояние исследуемого материала производиться при нормальной температуре и не дает наиболее полной информации о наличие и залегания внутренних дефектов, и работает с радиопрозрачными материалами.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному полезной модели по совокупности признаков является устройство [Воробьев Е.А. Михайлов В.Ф. Харитонов А.А. СВЧ диэлектрики в условиях высоких температур. М.: Сов. радио, 1977, 203 с.] реализующее радиоволновый амплитудо-фазовый метод на отражение, включающее: блок 1 питания, источник 2 энергии (сверхвысокие частоты) СВЧ, развязывающие элементы 3, узел 4 разделения излучаемого и принимаемого сигнала, излучающая и приемная антенна 5, детектор 6, индикаторный прибор 7, объект 8 контроля на металлическом отражателе, и принятое за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве используется рупорная антенна, которая производит распределение зондирующего электромагнитной волны на большую поверхность отраженный сигнал получается усредненным, что приводит к снижению точности измерения. Кроме того в условиях, нагрева нагрев производится распределено по всей площади поверхности, кроме того нагрев производиться не равномерно из-за неравномерной структуры электромагнитной волны.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является разработка устройства для диагностики и контроля радиоволновым методом полимерных композиционных материалов.
Технический результат - получение полной информации об отклонении протекания технологического процесса изготовления (отвердения) полимерных композиционных материалов и повышение точности определения мест дефектов в ПКМ, путем извлечения из двух параметров одновременно по температуре нагрева и по отраженному сигналу электромагнитной волны от исследуемого объекта.
Технический результат достигается тем, что устройство для диагностики и контроля радиоволновым методом полимерных композиционных материалов содержит блок питания, источник энергии СВЧ, развязывающий элемент, узел разделения излучаемого и принимаемого сигнала, детектор, индикаторный прибор, объект контроля на металлическом отражателе.
Особенностью является то, что устройство снабжено открытым полуконфокальным резонатором, который выполняет диагностику объекта контроля и одновременный нагрев его большой мощностью зондирующей электромагнитной волны, предназначенный для выполнения диагностики объекта контроля и одновременного нагрева его большой мощностью зондирующей электромагнитной волны и подключенный к узлу разделения излучаемого и принимаемого сигнала.
Предлагаемая полезная модель позволяет производить диагностику как существующих материалов на наличие внутренних дефектов (как расслоение, не проклей, воздушные полости), так и в процессе их изготовления.
С этой целью зондирование производится электромагнитной волной комбинированно, большой мощностью для разогрева поверхности контролируемого образца, по отраженному сигналу производится вычисление места дефекта, глубины его залегания и классификация дефекта.
Особенность заключается в том, что зондирование производится электромагнитной волной повышенной мощности. В результате поверхность объекта контроля нагревается, что позволяет более точнее классифицировать дефект и глубину его залегания в объекте.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где
на фиг. 1 представлена структурная схема прототипа,
на фиг. 2 - структурная схема реализации заявляемого устройства.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, заключается в следующем.
Устройство содержит: блок 1 питания, источник 2 энергии СВЧ, развязывающий элемент 3, узел 4 разделения излучаемого и принимаемого сигнала, открытый полуконфокальный резонатор 5, детектор 6, индикаторный прибор 7, объект 8 контроля на металлическом отражателе.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Блок 1 питания подключен к источнику 2 энергии СВЧ через развязывающий элемент 3 и узел 4 разделения излучающего и принимаемого сигнала, подается на полуконфокальный открытый резонатор 5, в котором происходит зондирование и нагрев поверхностного слоя объекта 8 контроля, в качестве объекта контроля выступает образец полимерного композиционного материала (ПКМ). По отраженному сигналу идущий через узел 4 разделения излучающего и принимаемого сигнала, приходит на детектор 6 и на индикаторном приборе 7 отображается значение отраженного сигнала, по значению которого определяется наличие дефекта, его классификация и глубина залегания относительно облучаемой поверхности.
Радиоволновый амплитудо-фазовый метод на отражение реализован с помощью открытого полуконфокального резонатора 5. Зондирующей электромагнитной волной производится одновременно зондирование и разогрев объекта 8 контроля (которым является материал НКМ). поскольку конфокальный резонатор 5 можно перемещать по поверхности объекта контроля, то можно производить диагностики образцов большого размеров.