ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
На рис. 1.21 показана блок-схема резонансно-волноводного толщиномера с двусторонним располо-
жением антенн.
Сверхвысокочастотная энергия с рабочей длиной λ делится пополам Н-плоскостным мостом, про-
ходит ферритовые вентили и попадает на направленные ответвители 4 и 12.
Затем энергия излучается в свободное пространство посредством рупорных антенн 7 и 11 с линзами
8 и 10 и, отражаясь от измеряемого объекта 9, образует стоячую волну с КСВН ≥ 120. Резонаторы отра-
женных волн настраиваются в резонанс в основном короткозамкнутыми поршнями 16 и 17. При ис-
пользовании генератора с λ = 10 см можно расширить линейный участок нечувствительности прибора к
смещению листа до 33 … 35 мм, что вполне достаточно для практических целей.
Чувствительность приборов может достигать 0,05 мм.
1.4 КОНТРОЛЬ СТРУКТУРЫ И СОСТАВА МАТЕРИАЛОВ
СВЧ МЕТОДАМИ
Микрорадиоволновые методы контроля состава и структуры полимерных материалов основаны на
взаимодействии электромагнитных волн СВЧ-диапазона с контролируемым материалом. Исследо-
вание полимерных материалов в микрорадиоволновом диапазоне связано с изучением их
диэлектрических свойств, т.е. поведения их комплексной диэлектрической проницаемости, тангенса
угла диэлектрических потерь в зависимости от температуры, давления и других технологических
факторов.
Изучению диэлектриков на сверхвысоких частотах посвящено много работ, в которых исследова-
ния проводились на образцах, специально изготовленных или вырезаемых из изделий при помощи ре-
зонаторного или волноводного метода. И только сравнительно недавно (10 … 15 лет назад) появились
работы, в которых диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь измеряли
методами свободного пространства, не требующими разрушения контролируемого изделия. Электриче-
ские свойства полимеров в переменных полях определяются процессом установления поляризации во
времени. С процессом установления поляризации электронного и ионного смещения связаны резонанс-
ные диэлектрические потери. Для установления дипольной поляризации и поляризации, обусловленной
слабо связанными ионами, характерны релаксационные диэлектрические потери. Установлено, что ре-
лаксационные диэлектрические потери наблюдаются в диапазоне частот 10
5
… 10
10
Гц, а резонансные –
10
12
… 10
14
Гц.
В общем случае диэлектрическую проницаемость полимера можно записать в виде:
д.орр
2
ε∆+ε∆+=ε n ,
где n – коэффициент преломления; ∆ε
р
и ∆ε
д.ор
– вклады в диэлектрическую проницаемость от резо-
нансной и дипольной ориентационной поляризации.
У неполярных полимеров мономерные звенья макромолекул не «обладают дипольным моментом»,
и для них ∆ε
р
= ∆ε
д.ор
= ∆ и ε = n
2
. Диэлектрическую проницаемость неполярных полимеров можно вы-
числить по формуле:
M
R
ρ
=
+ε
−ε
1
1
,
где R – мольная рефракция; ρ – плотность; М – молекулярная масса.
Как следует из этой формулы, все изменения в структуре полимера, приводящие к изменению плотно-
сти, будут влиять на диэлектрическую проницаемость. Например, с увеличением температуры по-
листирола снижается плотность, что приводит к уменьшению диэлектрической проницаемости.
У полярных полимеров диэлектрическая проницаемость определяется электронной, резонансной и
дипольной ориентационной поляризациями. Поэтому для них наблюдается сложная температурная за-
висимость диэлектрической проницаемости и, кроме того, диэлектрическая проницаемость уменьшает-
ся с частотой. На диэлектрическую проницаемость полярных полимеров оказывают влияние давление,
кристаллизация и ориентация макромолекул. Мономерные звенья большей части полимерных молекул
электрически анизотропны из-за анизотропии электронной поляризуемости и дипольного момента. При
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- …
- следующая ›
- последняя »
