SU405019A1 - - Google Patents

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛБНОЙ И ПОПЕРЕЧНОЙ ТОЛЩИНБ1 И ПРОФИЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

1

Изобретение касаетс  техники неразрушающих методов контрол  материалов и изделий на сверхвысоких частотах и может быть использовано на предпри ти х, производ щих электропровод щие или диэлектрические материалы и издели , например листовой металл .

Известно устройство дл  измерени  продольной и поперечной толщины и профил  металлических изделий, содержащее носледовательно включенные генератор СВЧ-колебаний , вентиль, делитель мощности занитывающего канала, делители мощности измерительных каналов, циркул торы, антенны, фазовые модул торы, детектерные камеры и индикаторы .

Однако это устройство позвол ет контролировать только издели  из электропровод щих материалов. Кроме того, вли ние неоднородностей в измерительных трактах приводит к по влению дополнительных ошибок.

Целью изобретени  повышение точности измерени , а также измерение изделий из диэлектрика .

Это достигаетс  тем, что устройство снабжено электронными ключами, например, лампами бегущей волны, включенными между вентилем и делителем мощности запитывающего канала и между циркул торами и фазоИЗДЕЛИЙ

выми модул торами в каждом измерительном канале, и блоком управлени , обеспечивающим синхронную работу электронных ключей. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство может состо ть из трех, например а, б, в, или более измерительных каналов, питание которых осуществл етс  от одного СВЧ-генератора.

Устройство включает запитывающий канал, состо щий из генератора 1 СВЧ-колебаний, вентил  2, электронного ключа 3 и делител  мощности 4 и измерительных каналов а, о и в, каждый из которых состоит из делител 

мощности 5, циркул тора 6, линзовой антенны 7, измер емого объекта 8, направленного ответвител  9, циркул тора 10, линзовой антенны 11, электронного ключа 12, фазового модул тора 13, волноводного тройника 14,

аттенюатора 15, диэлектрического фазовращател  16, детекторной камеры 17, логической схемы 18, индикатора толщины 19, фазового модул тора 20, волноводного тройника 21, управл емого фазовращател  22, аттенюатора

23, диэлектрического фазовращател  24, детекторной камеры 25, логической схемы 26, индикатора профил  27, блока управлени  28 и модулирующего генератора 29. Генератор вырабатывает непрерывные

сверхвысокочастотные электромагнитные колебани , которые поступают через вентиль 2 на электронный ключ 3. В исходном состо нии ключ 3 и ключ 12 канала а, а также ключи каналов б и б закрыты. Блок управлени  28 синхронно открывает эти ключи, в результате чего ключ 3,  вл ющийс  общим дл  всех каналов, формирует заполненный СВЧ-колебани ми имнульс наносекундной длительности .

Импульс СВЧ-энергии, попада  на делитель мощности 4, делитс  на три равные части . Часть энергии поступает на делитель мощности канала а, где делитс  на три определенные части. Перва  часть, проход  циркул тор 6 (из первого плеча во второе), излучаетс  линзовой антенной 7 на одну сторону измер емого объекта 8. Отразившись от объекта 8, импульс энергии принимаетс  антенной

7,проходит циркул  гор 6 (из второго плеча в третье) направленный ответвитель 9 (основной канал), циркул тор 10 (из первого плеча во второе) и вновь излучаетс  линзовой антенной 11 на противоположную сторону объекта

8.Дважды отраженный импульс пркнимаетс1 антенной 11, проходит циркул тор 10 (из второго плеча в третье) и поступает на ключ 12. В этот момент блок управлени  28 вновь открывает ключи 3 и 12. Ключ 12 пропускает импульс на фазовый модул тор 13, после чего этот импульс подаетс  на волноводный тройник 14, куда также через аттенюатор 15 и фазовращатель 16, приходит опорный импульс с делител  мощности 5.

Дважды отраженный от объекта 8 и опорный импульсы проход т в детекторную камеру 17, где преобразуютс . Сигнал с детекторной камеры 17 попадает на логическую схему 18 и далее на индикатор толщины 19.

Одновременно часть энергии отраженного импульса ответвл етс  направленным ответвителем 9 и через фазовый модул тор 20 попадает на волноводный тройник 21, куда также через управл емый фазовращатель 22, аттенюатор 23, диэлектрический фазовращатель 24 приуходит опорный импульс с делител  мощности 5.

Отраженный от объекта 8 и опорный импульсы проход т в детекторную камеру 25, где преобразуютс . Сигнал с детекторной камеры 25 поступает на логическую схему 26 и после преобразовани  - на управл емый фазовращатель 22 и индикатор профил  27.

С модулирующего генератора 29 переменное напр жение низкой частоты подаетс  на фазовые модул торы 13 и 20 канала а и на фазовые модул торы каналов бив. Одновременно с генератора 29 напр жение (в качестве опорного) поступает на логические схемы 18 и 26 канала а и на логические схемы каналов б и б.

Опорные импульсы, заполненные сверхвысокочастотными колебани ми, поступающие на волноводные тройники 14 и 21, подбираютс  в противофазе (с учетом времени пробега)

с отражени ми - диэлектрическими фазовращател ми 16 и 24, а равные амплитуды - аттенюаторами 15 и 23. При этом на индикаторе профил  27 устанавливаетс  нулевое показание , а на индикаторе толщины 19 - показание , соответствующее исходной толщине.

Отраженные от измер емого объекта 8 колебани , проход  антенну 7, циркул тор 6, направленный ответвитель 9, модулируютс 

но фазе модул тором 20. В волноводном тройнике 21 происходит сложение опорной и модулированной волн, при этом на выходе детекторной камеры 25 возникает сигнал модулирующей частоты.

Изменение профил  (рассто ни  от объекта 8 до антенны 7) вызывает фазовый сдвиг отраженных колебаний относительно опорных, что приводит к соответствующему изменению фазы сигнала с детекторной камеры 25.

В логической схеме 26 происходит сравнение фаз сигналов, постунающих с детекторной камеры 25 и генератора 29, в результате чего вырабатываетс  сигнал, который воздействует на управл емый фазовращатель 22 до тех пор,

пока не восстановитс  исходное соотнощение фаз сравниваемых сигналов вследствие восстановлени  фазовых соотнощений сверхвысокочастотных колебаний. Сигнал, воздействующий на управл емый

фазовращатель 22, фиксируетс  индикатором

профил  27, так как его изменение  вл етс 

функцией перемещени  измер емого объекта

8, т. е. изменени  его профил .

При пространственных перемещени х (поперечных , наклонных, продольных) измер емого объекта 8 относительно антенн 7 и 11 (при посто нной толщине) фазовые соотнощени  в волноводном тройнике 14 остаютс  неизменными, так как при этом не мен етс 

врем  пробега дважды отраженного импульса, и поэтому индикатор толщины 19 остаетс  в исходном состо нии.

При изменении толщины объекта 8 мен етс  врем  пробега дважды отраженного импульса , что приводит к изменению фазовых соотнощений в волиоводном тройнике 14. Сверхвысокочастотные колебани , поступающие с ключа 12, на волиоводный тройник 14 модулируютс  по фазе модул тором 13, в результате чего на выходе детекторной камеры 17 возникает сигнал модулирующей частоты. Изменение фазы СВЧ колебаний приводит к соответствующему изменению фазы ИЧ сигнала на выходе детекторной камеры 17. Логическа  схема 18 производит сравнение фаз низкочастотных сигналов, поступающих с детекторной камеры 17 и модулирующего генератора 29, в результате чего вырабатываетс  сигнал, функционально завис щий от толщины объекта 8, что фиксируетс  индикатором толщины 19.

Предмет изобретени 

Устройство дл  измерени  продольной и поперечной толщины и профил  металлических

изделий, содержащее последовательно включенные генератор СВЧ-колебаний, вентиль, делитель мощности запитывающего канала, делители мощности измерительных каналов, циркул торы, антенны, фазовые модул торы, детекторные камеры и индикаторы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , а также измерени  изделий

из диэлектрика, оно снабжено электронными ключами, например лампами бегущей волны, включенными между вентилем и делителем мощности запитывающего канала и между циркул торами и фазовыми модул торами в каждом измерительном канале, и блоком управлени , обеспечивающим синхронную работу электронных ключей.