Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля материалов. Мищенко С.В - 35 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

21
21
1
2
2
ε+ε
εε
=
ε+ε
εε
V ,
где ε

и ε
диэлектрические проницаемости, измеренные вдоль и поперек направления ориентации; ε
1
и ε
2
диэлектрическая проницаемость стекловолокна и связующего; V
1
и V
2
объемное содержание
компонентов.
Таким образом, путем одновременного поворота приемной и излучающей антенн можно четко опреде-
лять положение главных осей анизотропии в процессе эксплуатации изделий. При наличии в кон-
тролируемом материале отклонений от заданной ориентации, частичной дезориентации, пористости
и других нарушений при прохождении микрорадиоволн или их отражении происходит частичная
деполяризация волн (рассеяние), т.е. возникают волны, плоскость поляризации которых расположе-
на произвольно. Рассеянные микрорадиоволны не вступают в интерференцию с основной волной,
поэтому при вращении скрещенных антенн вокруг своей оси накладывается фон, на котором менее
четко или совсем не видны экстремальные положения, соответствующие главным направлениям
анизотропии.
На механические, электрические и теплофизические свойства изделий из композиционных полимерных
материалов большое влияние оказывает технологический режимтемпература и давление прессо-
вания, натяжение стеклонитей и др.
Режимы прессованиятемпература и давлениеоказывают существенное влияние на распределение
диэлектрической проницаемости по площади образца, поскольку температура и давление прессова-
ния оказывают влияние на распределение и ориентацию волокна, а также на пропитку стеклянных
нитей связующим, то и диэлектрические свойства материала будут зависеть от режимов прессова-
ния.
1.5 СВЧ ВЛАГОМЕТРИЯ МАТЕРИАЛОВ
Возможность применения радиоволновых методов для определения влажности в материалах и из-
делиях основывается на двух физических явлениях: поглощении и рассеянии радиоволн, что связано с
наличием широкополосной вращательной релаксации полярных водяных молекул в области СВЧ [10].
Информацию о влажности содержит амплитуда, фаза и угол поворота плоскости поляризации элек-
тромагнитной волны как отраженной, так и прошедшей через влажный материал.
Для увеличения эффективности влагомеров могут быть использованы двухчастотные методы, когда
одна из частот находится в области резонансного поглощения электромагнитной энергии молекулами
воды (λ 1 см), или метод переменной частоты.
На рис. 1.22 приведена типичная зависимость
ε
и
ε
для воды от частоты. Диэлектрическая посто-
янная воды в области СВЧ меняется от 80 до 20 … 15, в то время как эта величина для большин-
ства диэлектрических материалов лежит в диапазоне 2 … 9 (см. табл. 1.1).
Обычно считают, что влажный материалбинарная смесь воды и сухого вещества. Вода и су-
хой твердый материал относятся к диэлектрикам, но по физико-химическим свойствам и поведению
в электромагнитном поле резко отличаются друг от друга.
В каждом случае необходимо определять ε как диэлектрическую постоянную многокомпонентных
смесей, учитывая микроструктуру, задающую типы поляризаций и распределение времен релаксации.
На связь между ε и tg δ и коэффициентами R и Т в значительной степени влияет температура материала.
При малых концентрациях влаги это может привести к неоднозначным результатам, в связи с чем в
большинстве влагомеров приходится либо вводить температурную компенсацию, либо использовать
поправочные графики.