Микроволновая техника (СВЧ-методы)

К микроволновому диапазону [16] принято относить электромаг­нитное излучение очень высокой частоты в пределах 0,5 … 1000 ГГц. Эти частоты широко используются в радарных установ­ках. СВЧ-методы могут быть использованы для обнаружения и локации дефектов, измерения толщины изделия, определения со­держания в нем влаги, а также для изучения диэлектрических свойств неметаллических материалов.

Дефекты, которые могут быть обнаружены этими методами, включают пузыри, расслоения, пористость, посторонние включе­ния, области с избытком или недостатком связующего, изменения в степени отверждения и ненормативное содержание влаги [38, 39, 40]. Так как на высоких частотах электромагнитное излуче­ние подчиняется законам лучевой оптики, оно может быть сфоку­сировано в малой области, что позволяет получить большое раз­решение при локализации дефектов.

СВЧ-источник (антенна) направляет излучение на испытуе­мый объект. Отраженная или прошедшая через образец волна может быть использована для энергетической оценки. Кристал­лический детектор преобразовывает результирующую волну в элек­трический сигнал. Затухание такого излучения в пластических массах незначительно.

Пустоты (закрытые поры) могут определяться даже в закрытых сотовых конструкциях и в абляционных материалах, адгезионно связанных с металлическими структурами [4]. Рассеяние СВЧ — излучения на пустотах уменьшает амплитуду сигнала, выводи­мого на экран ЭЛТ.

Используя сигнал частотой 30 … 40 ГГц, можно различить дефекты на площади 1,6×1,6 мм для композитов в сотовых санд­вичевых конструкциях. СВЧ-техника может быть использована и для непрерывного контроля процесса отверждения связующего, и для определения степени отверждения. Изменение диэлектриче­ской постоянной и тангенса угла диэлектрических потерь при от­верждении связующего соответствует изменению отражения микро­волнового излучения при том же процессе.

Поскольку диэлектрические свойства армированных пласти­ков зависят от химического состава, содержания компонентов и от чистоты материала, эти параметры также могут контролиро­ваться СВЧ-методами.

Так как микроволновое излучение очень сильно взаимодей­ствует с молекулами воды, оно может служить для определения содержания влаги в пластиках. При наличии свободных молекул воды абсорбированной влаги в образце, облучаемом СВЧ, проис­ходит поглощение энергии, что приводит к изменению как ампли­туды, так и фазы проходящего и отраженного СВЧ-луча [42].

В случае, если армированные пластики используются в ка­честве обтекателей радаров, СВЧ-излучение служит методом не­разрушающего контроля при определении совершенства их струк­туры. Диэлектрическая постоянная и тангенс угла потерь могут быть измерены прямым методом. Кроме того, определяются изме­нение толщины, соотношение связующее/стекловолокно, а также несплошности материала [42].

Затухание сигнала вследствие потерь СВЧ-энергии в материале и изменение фазы по сравнению с исходной волной могут быть использованы для создания новых МНК. Сдвиг фазы может про­исходить в случае изменения диэлектрических свойств материа­лов. Изменения толщины и геометрии образцов могут влиять на результаты измерений МНК, как уменьшая сигнал, так и сдви­гая фазу.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *