Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля материалов. Мищенко С.В - 38 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Принципиальная схема одного из них дана на рис. 1.27. Она предназначена для автоматического
измерения влажности асбоцемента на листоформовочной машине.
Рис. 1.27 Блок-схема влагомера СВЧ для измерений
в свободном пространстве:
1генератор СВЧ; 2переменный аттенюатор; 3вентиль;
4двойной волновой тройник; 5приемо-передающая антенна; 6детектор;
7усилитель низкой частоты; 8индикатор; 9короткозамыкающий поршень
Такой влагомер обладает высокой чувствительностью, так как в нем используется мостовая схема
двойной волноводный тройник 4, в плечо Н или Е которого включен генератор СВЧ 7 через развязы-
вающий вентиль 3 и переменный аттенюатор 2 с короткозамыкателем 9.
Сигнал, отраженный от передней границы, а в случае тонкого материала и от задней границы об-
разца, сравнивается в тройнике по амплитуде и по фазе с сигналом от аттенюатора с короткозамыкате-
лем. В случае равенства этих сигналов по амплитуде и по фазе сигнал в плече Е или Н отсутствует и по-
казания индикатора 8, подключенного через усилитель 7 к детектору, равны 0.
Отсчет производится по индикатору 8, отградуированному в процентах влажности. Диапазон изме-
ряемой влажности 15 … 30 %. Диапазон температур 20 … 30 °С.
В качестве балансного элемента может быть использован ответвитель.
Большим преимуществом устройств, работающих по методу отраженной волны, является односто-
роннее расположение приемно-передающих антенн.
Недостатокотсутствие интегральной оценки влажности для материалов большой толщины или в
случае больших потерь (не вся толщина материала взаимодействует с волной).
При контроле резонаторным или волноводным методом исследуемый материал вводят в полость
волновода или резонатора, т.е. в этом случае размеры образца ограничены и по существу сам прибор не
обеспечивает бесконтактности измерения. В то же время благодаря локализации волн в полости повы-
шается чувствительность влагомера и создается возможность измерения характеристик материала при
малых значениях влагосодержания и массы образца.
В волноводных влагомерах используется влияние диэлектрических свойств материала, введенного в
волновод, на характеристики, определяющие распространение радиоволн СВЧ в волноводе. Например,
можно измерять амплитуду и фазу волны до установки образца и после нее или полное волновое сопро-
тивление на входе волноводной секции с образцом.
Основное препятствие для применения влагомеров этого типа в производственных условиях
трудности, связанные с введением материалов в волновод и привязкой их к поточным линиям. Их при-
меняют для контроля влажности листовых материалов и жидкостей. Для тонких листовых и нитевид-
ных материалов (бумага, текстильные ткани, синтетические волокна) в измерительном волноводе дела-
ют узкую прорезь по оси волновода вдоль линий напряженности электрического поля.
Влагомеры резонаторного типа основаны на принципе измерения параметров резонатора при вве-
дении исследуемого материала.
Из резонаторных влагомеров следует выделить такие, у которых конструкция резонатора позволяет из-
мерять влажность материалов в потоке (резонаторы проточного, щелевого и открытого типа). Тип
резонатора определяется видом контролируемого материала: для сыпучих, жидких и листовых ма-
териаловрезонаторы щелевого или открытого типа. Проточный резонатор может быть сделан, в
частности, в виде цилиндрического резонатора с коаксиальной диэлектрической трубкой, значение
ε которой достаточно мало; щелевойв виде закороченного волновода с излучающими отверстия-