ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
щину) только при условии постоянства других параметров либо путем введения дополнительных
устройств, позволяющих ослабить влияние побочных параметров.
Значительный интерес представляют резонансные СВЧ-методы измерения толщины, так как они
нечувствительны к амплитудно-фазовым искажениям и обладают высокой точностью.
Известно, что собственная резонансная частота объемного СВЧ-резонатора зависит от типа волны,
возбуждаемой в резонаторе; геометрических размеров резонатора; диэлектрической проницаемости за-
полнителя резонатора.
Основной тип волны, возбуждаемой в резонаторе, определяется конструкцией резонатора и в про-
цессе контроля не меняется. Поэтому собственная резонансная частота объемного резонатора будет из-
меняться при отклонении толщины контролируемого покрытия от номинального значения, поскольку
это приводит к изменению геометрии резонатора. Смещение резонансной частоты резонатора вызыва-
ется также изменением диэлектрической проницаемости покрытия. Однако, так как для большинства
покрытий диэлектрическая проницаемость изменяется в плоскости слоев в очень небольших пределах, а
отношение объема материала в резонаторе к общему объему резонатора можно сделать достаточно ма-
лым, то влиянием разброса диэлектрической постоянной можно пренебречь.
В резонансном толщиномере для контроля металлических листов принцип работы микроволновой
системы основан на эффекте воздействия толщины листа на резонансную частоту резонатора, который
состоит из волноводных секций значительной электрической длины, изогнутых и расположенных так,
что два открытых конца волновода обращены к двум противоположным поверхностям листа. Благодаря
высокой добротности этого резонатора даже небольшое изменение толщины листа вызовет большое
изменение резонансной частоты измерительного резонатора.
Чувствительность устройства может быть увеличена введением волноводного тройника в одно из боко-
вых плеч которого включен измерительный резонатор, а в другое – компенсирующий резонатор с
идентичными электрическими и тепловыми характеристиками. В такой мостовой схеме эффект от
изменения температуры окружающей среды или флуктуации частоты генератора сводится к
минимуму.
В [1] предлагается конструкция резонатора для измерения диэлектрических параметров листовых
материалов. В донышке резонатора расположена система индикации и возбуждения СВЧ-колебаний,
состоящая из двух волноводов, заполненных диэлектриком. В узкой стенке волновода, проходящего че-
рез ось резонатора и служащего для возбуждения СВЧ-колебания, имеются две щели длиной 4
мм, а в индикаторном волноводе, расположенном под углом 45° к волноводу возбуждения, одна щель
длиной 5 мм. Перемещение поршня резонатора контролируется с точностью 0,01 мм. Для колебаний
волны типа H
01n
на стенках резонатора отсутствует продольная составляющая тока, поэтому небольшой
поперечный зазор в 0,1 мм при ε = 2,2 не приводит к искажению картины поля. Случайная ошибка при
определении не превышает ±0,2 % при измерении частоты с точностью ±2 МГц и измерении
перемещения поршня с точностью ±0,01 мм.
Учитывая состояние, недостатки и возможности современной СВЧ-техники толщиномет-
рии был создан радиотолщиномер РРТ-73 для изделий, толщина которых изменяется в процессе их из-
готовления. Рассмотрим принцип его действия, основные технические характеристики и устройство.
Толщина контролируемого диэлектрического слоя, нанесенного на проводящую основу, определя-
ется по изменению резонансной частоты измерительного резонатора. Резонансная частота такого резо-
натора зависит от толщины контролируемого слоя и его диэлектрических параметров (ε, tg δε). Прибор
градуируется для различных диэлектрических материалов индивидуально, т.е. для каждого материала ε
и tg δ принимаются постоянными; в этом случае резонансная частота измерительного резонатора одно-
значно связана с толщиной контролируемого материала. Численное значение резонансной частоты из-
мерительного резонатора определяется методом сравнения с частотой волномера, встроенного в датчик.
Индикация резонансных импульсов измерительного резонатора и волномера производится на экране
электроннолучевой трубки, установленной также в датчике.
Для измерения толщины стеклопластика на неметаллической основе при одностороннем доступе ис-
пользуются резонансные СВЧ-колебания, возникающие в незамкнутом резонаторе, ограниченном с
одной стороны диафрагмой полуоткрытого объемного резонатора, а с другой – границей раздела
стеклопластик – неметаллическая оправка или слой теплозащитного покрытия. Структурная схема
резонансного СВЧ-толщиномера приведена на рис. 1.19.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- …
- следующая ›
- последняя »
