RU201679U1

RU201679U1 - Устройство для диагностики и контроля радиоволновым методом полимерных композиционных материалов

Info

Publication number: RU201679U1
Application number: RU2020127164U
Authority: RU
Inventors: Герман Вячеславович Дмитриенко; Дмитрий Викторович Мухин; Екатерина Николаевна Згуральская
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2020-12-28

Abstract

Полезная модель 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. Устройство содержит блок питания, подключенный к источнику энергии СВЧ, который через развязывающий элемент подключен к узлу разделения излучаемого и принимаемого сигналов, от которого приемный канал подключен к детектору, а он подключен к индикаторному прибору, объект контроля установлен на металлическом отражателе, устройство снабжено открытым полуконфокальным резонатором, который выполняет диагностику объекта контроля и одновременный нагрев его большой мощностью зондирующей электромагнитной волны. Технический результат - получение информации об отклонении протекания технологического процесса изготовления (отвердения) полимерных композиционных материалов и появлении дефектов с локализацией мест их появления. 2 ил.

Description

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.

Claims

Устройство для диагностики и контроля радиоволновым методом полимерных композиционных материалов, содержащее блок питания, подключенный к источнику энергии СВЧ, который через развязывающий элемент подключен к узлу разделения излучаемого и принимаемого сигналов, от которого приемный канал подключен к детектору, а он подключен к индикаторному прибору, объект контроля установлен на металлическом отражателе, отличающееся тем, что оно снабжено открытым полуконфокальным резонатором, предназначенным для выполнения диагностики объекта контроля и одновременного нагрева его большой мощностью зондирующей электромагнитной волны и подключенным к узлу разделения излучаемого и принимаемого сигналов.