SU842524A1 - Device for measuring thickness of dielectric articles - Google Patents

Device for measuring thickness of dielectric articles Download PDF

Info

Publication number
SU842524A1
SU842524A1 SU792751761A SU2751761A SU842524A1 SU 842524 A1 SU842524 A1 SU 842524A1 SU 792751761 A SU792751761 A SU 792751761A SU 2751761 A SU2751761 A SU 2751761A SU 842524 A1 SU842524 A1 SU 842524A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
thickness
indicator
signal processing
signal
Prior art date
Application number
SU792751761A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Матвеев
Лидия Александровна Бычкова
Валерий Петрович Рутковский
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6303
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6303 filed Critical Предприятие П/Я Р-6303
Priority to SU792751761A priority Critical patent/SU842524A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU842524A1 publication Critical patent/SU842524A1/en

Links

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для контроля толщины диэлектрических « сред и изделий с использованием радио' волновых методов.The invention relates to measuring technique and can be used in devices for controlling the thickness of dielectric media and products using radio wave methods.

Известно устройство для измерения толщины диэлектрических изделий, содержащее последовательно соединен* .л ные сверхвысокочастотный генератор, направленный ответвитель и приемнопередающую антенну, блок обработки сигнала, при этом другой выход сверхвысокочастотного генератора подклю*, чей ко входу индикатора [1]. 15A device for measuring the thickness of dielectric products is known, which contains serially connected *. Microwave generators, a directional coupler and a transceiver antenna, a signal processing unit, while the other output of the microwave generator is connected *, to whose indicator input [1]. fifteen

Работа такого устройства основана на применении метода переменной частоты при отражений. Зависимость результирующего сигнала при перестройке сверхвысокочастотного гене- 20 ратора будет осциллирующей, и значение искомой толщины находится как , NG·· *= ΫΓΊΗΞΕΓ’ сThe operation of such a device is based on the application of the variable frequency method for reflections. The dependence of the resulting signal during the tuning of the microwave generator 20 will be oscillating, and the value of the desired thickness is found as, NG ·· * = ΫΓΊΗΞΕΓ ’s

где G· ’ - период осциляций·,where G · ’is the period of oscillations ·,

N - число периодов (пиков);30N is the number of periods (peaks); 30

- диэлектрическая проницаемость контроли-. руемой среды;- dielectric constant control. environment to be washed;

f2 и L, - крайние значения частот при перестройке;f2 and L, are the extreme frequencies during tuning;

С - скорость света.C is the speed of light.

Однако известное устройство не Обеспечивает достаточной точности измерения. Ошибка обусловлена тем, что при вычислении толщины изделия учитывается только целое число N периодов G.Погрешность измерения особенно велика при малых и средних толщинах изделий.However, the known device does not provide sufficient measurement accuracy. The error is due to the fact that when calculating the thickness of the product, only an integer N of periods G is taken into account. The measurement error is especially large for small and medium thicknesses of products.

Цель изобретения - повышение точности измерения.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.

Для этого в известное устройство для измерения толщины диэлектрических изделий, содержащее последовательно соединенные сверхвысокочастотный генератор, направленный ответвитель и приемно-передающую антенну, блок обработки сигнала, при этом другой выход сверхвысокочастотного генератора подключен ко входу индикатора, введены два волноводных циркулятора, средние выходы которых соединены отрезком линии передачи, вTo do this, in a known device for measuring the thickness of dielectric products containing a serially connected microwave generator, a directional coupler and a transmitting and receiving antenna, a signal processing unit, while the other output of the microwave generator is connected to the indicator input, two waveguide circulators are introduced, the middle outputs of which are connected by a segment transmission lines in

При этом разность фаз между отраженным и опорным сигналами изменится на величину к другому входу индипредставлена схема устройства.In this case, the phase difference between the reflected and reference signals will change by an amount to the other input, the device diagram is indipresented.

для измерения толщины которой установлена подвижная закоротка, при этом входы циркуляторов ' подсоединены соответственно к другим плечам направленного ответвителя, а выходы через блок обработки сигнала подключены катора.to measure the thickness of which a movable short-circuit is installed, while the inputs of the circulators' are connected respectively to the other shoulders of the directional coupler, and the outputs through the signal processing unit are connected to the cathode.

На чертеже предлагаемого Устройство диэлектрических изделий содержит сверхвысокочастотный генератор 1, направленный ответвитель 2, приемнопередающую антенну 3, блок 4 обработки сигнала, индикатор 5, два волноводных циркулятора 6,7, отрезок 8 линии передачи, подвижную закоротку 9.In the drawing of the proposed device, the dielectric product contains a microwave generator 1, a directional coupler 2, a transceiver antenna 3, a signal processing unit 4, an indicator 5, two waveguide circulators 6.7, a segment 8 of a transmission line, a movable short-circuit 9.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

. Электромагнитное излучение СВЧ диапазона от электрически перестраиваемого сверхвысокочастотного генератора 1 в пределах от Л ОТ до Л 02 с выбранной частотой модуляции F направляется через симметричный направленный ответвитель 2 в приемно-передающую антенну 3 для взаимодействия с объектом контроля. Часть падающей электромагнитной энергии в качестве опорного сигнала, поступает на вход циркулятора 7 через его средний выход в отрезок 8 линии передачи, отражается от подвижной эакоротки 9 и далее поступает,на второй вход блока 4 обработки сигнала; Отраженный от объекта контроля сигнал где Zg и Zg - длина волн в волново1 де в крайних точках· диапазона перестройки СВЧ генератора.. Microwave electromagnetic radiation from an electrically tunable microwave generator 1 ranging from L OT to L 02 with a selected modulation frequency F is directed through a symmetrical directional coupler 2 to the transmitting and receiving antenna 3 for interaction with the monitoring object. Part of the incident electromagnetic energy as a reference signal, is fed to the input of the circulator 7 through its middle output in the segment 8 of the transmission line, is reflected from the movable short circuit 9 and then goes to the second input of the signal processing unit 4; The reflected signal from the object of control, and where Zg Zg - wave length in the wave de 1 at the extreme points · microwave oscillator tuning range.

При изменении толщины на величину Δ h изменение фазы равно » · jWhen the thickness is changed by Δ h, the phase change is equal to »· j

где\1р4и A-оз- длины волн СВЧ генера’ тора в крайних точках диапазона перестройки.where \ 1p 4 and A-oz are the wavelengths of the microwave generator at the extreme points of the tuning range.

ИЗ (2) и (3) находим, что ^=ΔλΒ·λθΗ..· Д де. (4) From (2) and (3) we find that ^ = Δλ Β · λθΗ .. · D de . (4)

Прй изменении положения подвижной закоротки 9 до целого значения числа периодов результирующего сигнала в сторону увеличения, поправка д h, вычисленная по формуле (4), вычитается из значения И, определенного по формуле (1), и наоборот.If the position of the movable short-circuit 9 changes to an integer value of the number of periods of the resulting signal in the upward direction, the correction d h calculated by formula (4) is subtracted from the value of And determined by formula (1), and vice versa.

Таким образом, в предлагаемом устройстве существенно увеличивается точность и надежность измерения толщины.Thus, in the proposed device significantly increases the accuracy and reliability of the thickness measurement.

Claims (1)

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ которой установлена подвижна  закоротка , при этом входы циркул торов подсоединены соответственно к другим плечам направленного ответвител , а выходы через блок обработки сигнала подключены к другому входу индикатора . На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство дл  измерени  толщины диэлектрических изделий содержит . сверхвысокочастотный генератор 1, направленный ответвитель 2, приемнопередающую антенну 3, блок 4 обработки сигнала, индикатор 5, два волноводных циркул тора 6,7, отрезок 8 линии передачи, подвижную закоротку 9., Устройство работает следующим образом . . Электромагнитное излучение СВЧ диапазона от электрически перестраиваемого сверхвысокочастотного генератора 1 в пределах от Д, 01 до Я 02 с выбранной частотой модул ции F направл етс  через симметрич ный направленный ответвитель 2 в ,. приемно-передающую антенну 3 дл  вз имодействи  с объектом контрол . Часть падающей электромагнитной эне гии в качестве опорного сигнала, пос тупает на вход циркул тора 7 через его средний выход в отрезок 8 линии передачи, отражаетс  от подвижной з кбротки 9 и далее поступает на втор вход блока 4 обработки сигнала; Отр женный от объекта контрол  сигнал поступает через приемно-передающую антенну3,направленный ответвитель 2 на вход циркул тора 6, далее чере его средний выход в отрезок 8 линии передачи,, отражаетс  от подвижной закоротки 9 и поступает на первый вход блока 4 обработки сигнала.Блок 4 обработки сигнала представл ет со бой симметричную мостовую схему, на выходе которой образуетс  результирувдий сигнал биений, поступающий на вход индикатора 5, Горизонтальна развертка осциллографического индикатора 5 (ось Х) запускаетс  от модул тора с частотой F. Резульгирующий сигнал биений поступает на вертикальный вход индикатора 5 (ось Y). При получении нецелого чис периодов (пиков) сигнала смещением положени  подвижной закоротки 9 добиваютс  целого числа, а затем опре дел ют толщину с помощью формулы (1 с учетом поправки за счет изменени  положени  подвижной закоротки 9 на величину ли. ари этом разность фаз между отраенным и опорным сигналами изменитс  на величину йЧ эл--д(, С) где io и Яр - длина волн в волново де в крайних точках диапазона перестройки СВЧ генератора. При изменении толщины на величину Д h изменение фазы равно Xp-j -Ag-i -1 ог А-02 длины волн СВЧ генера тора в крайних точках диапазона перестройки. И (2) и (3) находим, что U 4- Д () - 1 ПРИ изменении положени  подвижной закоротки 9 до целого значени  числа периодов результирующего сигнала в увеличени , поправка д h, вычисленна  по формуле (4), вычита тс  из значени  h, определенного по формуле (1), и наоборот. Таким образом, в предлагаемом устройстве существенно увеличиваетс  точность и надежность измерени  толщины. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  толщины диэлектрических изделий, содержащее последовательно соединенные, сверхвысокочастотный генератор, направленный ответвитель и приемно-передающую актенн.у, блок обработки сигнала,при этом другой выход сверхвы:;окочастотного генератора подключен ко входу индикатора, отличающеес  тем, что, с цельйз повышени  точносг ти измерени , введены два волноводных циркул тора, средние выходы которых соединены отрезком линии передачи, в которой установлена подвижна  закоротка , при этом входы циркул торов подсоединены .соответствеунб к другим плечам направленного ответвител , а выходы через блок обработки сигнала подключены к другому входу Индикатора. Источники информации, прин тые во внимание при экйпертиэе 1. Богородский В.В., Рудаков В.Н. Электромагнитные методы определени  толщины плавающих льдов. , т. XXXil, вып. 7, 1962 (прототип ) .(54) A DEVICE FOR MEASURING THE DIELECTRIC PRODUCT THICKNESS which is equipped with a movable short circuit, while the inputs of the circulators are connected respectively to the other arms of the directional coupler, and the outputs through the signal processing unit are connected to another input of the indicator. The drawing shows a diagram of the proposed device. An apparatus for measuring the thickness of dielectric products contains. microwave generator 1, directional coupler 2, receiving and transmitting antenna 3, signal processing unit 4, indicator 5, two waveguide circulators 6.7, cut 8 transmission lines, moving short 9., The device operates as follows. . The electromagnetic radiation of the microwave range from the electrically tunable microwave generator 1 in the range from D, 01 to Z 02 with the selected modulation frequency F is directed through a symmetrical directional coupler 2 in,. receiving and transmitting antenna 3 to interact with the object of control. A part of the incident electromagnetic energy as a reference signal, arrives at the input of the circulator 7 through its average output into section 8 of the transmission line, reflects from the mobile port 9 and then goes to the second input of the signal processing unit 4; The signal rejected from the object to be monitored is fed through a receiving and transmitting antenna 3, a directional coupler 2 to the input of the circulator 6, and then its average output to section 8 of the transmission line is reflected from the moving short 9 and is fed to the first input of the signal processing unit 4. 4, the signal processing is a symmetrical bridge circuit, at the output of which a resultant beat signal is generated, which enters the input of indicator 5, the horizontal scan of oscillographic indicator 5 (axis X) is started from the modulator from the frequencies Oh F. The resolving signal of the beats is fed to the vertical input of the indicator 5 (Y-axis). When a non-integer number of periods (peaks) of the signal is obtained by shifting the position of the movable short circuit 9, an integer number is obtained, and then the thickness is determined using the formula (1 taking into account the correction due to the change of the position of the movable short circuit 9 by the value of a. the reference signals change by the value of jH el - d (, C) where io and Yar are the wavelengths in the wave at the extreme points of the tuning range of the microwave generator.When the thickness changes by D h, the phase change is equal to Xp-j -Ag-i - 1 og a-02 microwave wavelengths in the extreme points of the tuning range. And (2) and (3) we find that U 4 -D () - 1 When the position of the moving short circuit 9 is changed to an integer value of the number of periods of the resulting signal in magnification, the correction h h, calculated by the formula (4), subtracts from the value of h determined by the formula (1) and vice versa. Thus, in the proposed device the accuracy and reliability of thickness measurement is significantly increased. Formula of the invention The device for measuring the thickness of dielectric products containing series-connected, microwave generation torus, directional coupler and transceiver aktivnuy, signal processing unit, while the other output of the extra high voltage;; a frequency generator connected to the input of the indicator, characterized in that, two waveguide circulators are introduced, the average outputs which are connected by a segment of the transmission line in which the moving short is installed, while the inputs of the circulators are connected. to the other arms of the directional coupler, respectively, and the outputs are connected to another input through the signal processing unit Indicator. Sources of information taken into account in case of experience 1. Bogorodsky V.V., Rudakov V.N. Electromagnetic methods for determining the thickness of floating ice. , t. XXXil, vol. 7, 1962 (prototype).
SU792751761A 1979-03-28 1979-03-28 Device for measuring thickness of dielectric articles SU842524A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792751761A SU842524A1 (en) 1979-03-28 1979-03-28 Device for measuring thickness of dielectric articles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792751761A SU842524A1 (en) 1979-03-28 1979-03-28 Device for measuring thickness of dielectric articles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU842524A1 true SU842524A1 (en) 1981-06-30

Family

ID=20821654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792751761A SU842524A1 (en) 1979-03-28 1979-03-28 Device for measuring thickness of dielectric articles

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU842524A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105576478B (en) The Fourier mode locking optical-electronic oscillator of rapid frequency-sweeping
EP0102102B1 (en) A method and apparatus for tank gauging using diode lasers and optical fibres
CN109286124B (en) Laser linewidth compression method and system
JPS6353515B2 (en)
CN100590450C (en) Microwave geodimeter
CN111289994B (en) Frequency modulation continuous wave laser radar ranging method based on double heterodyne mixing
SU842524A1 (en) Device for measuring thickness of dielectric articles
EP4332667A1 (en) Optical frequency comb generator control device
CN113721251A (en) Frequency modulation light source with dynamic reference feedback and application thereof
US6246727B1 (en) Method and system for tuning resonance modules
CN115308715A (en) Method and system for sparse modulation wind-measuring radar
FI61246C (en) SAETT OCH ANORDNING FOR THE PURPOSE OF THE ENVIRONMENTAL LEVEL
US3435230A (en) Optical information transmission system
CN114189281B (en) Optical time delay measuring method and device based on frequency domain and phase combination
CN113258998B (en) Optical link delay rapid measuring device based on optical mixing and delay quantization
US2774876A (en) Molecular resonance gas cell
US3757330A (en) Microwave interferometers
SU444052A1 (en) Device for measuring the thickness of antenna radomes on microwave
RU2066457C1 (en) Device for measuring characteristics of dielectric materials
Meena et al. Mathematical Analysis and Modelling of a Novel Photonic based FMCW Signal Generation for Long Range Radar Applications
RU2661488C1 (en) Method of the distance measurement
RU2025669C1 (en) Vibration meter
SU1354030A1 (en) Device for measuring linear displacements
US2917627A (en) Wavemeter
Liu et al. A Study of Optical Delay Simulation System Based on FMCW Radar