Устройство для определения анизотропии механической прочности волокнистых материалов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧ- НОСТИ ВОЛОКНИСТЬЗХ МАТЕРИАЛОВ, содер ;;жащее генератор модулированных СВЧ;колебайий с поляризатором круговой 1 : поляризации , соединенный с передающей антенной, приемную антенну, соединенную с анализатором и блоком обработки информации, отличающееся тем,- что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, анализатор имеет последовательно соединенные поляризационный разделитель, фазовращатель, аттенюатор и элемент сравнения. 2. Устройство по п. 1 о т л и ч а ю щ е е-с я тем, что элемент сравнения вьшолнен в виде волноводногр двойного Т-образного моста .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

G 64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н»ETOPCHOMV CEHCEIEIIOCTEV . Г е (21) 3332067/28-12 (22) 27.08.81 (46) 30 06 83» Бюл» 9 24, (72) A.Ä.Êàñàòêèí

:(71) Рязанский радиотехнический ин-, ститут

I(53) 620 ° 17 (088 ° 8)

:(56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 684072, кл. D 21 F 1/64,. 1977.

",(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕ:ЛЕНИЯ АНИЭОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧ"

; НОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, содер-,, жащее генератор модулированных СВЧ,калебаиий с поляризатором круговой,„SU„„A поляризации, соединенный с передаю щей антенной, приемную антенну, сое.диненную с анализатором н блоком обработки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем,- что, с целью повыщения точности и быстродействия измерений, анализатор имеет последо. вательно соединенные поляризационный разделитель, фазовращатель, аттенюатор и элемент сравнения.

2. Устройство по и. 1, о т л н ч а ю щ е е-с я тем, что элемент сравнения выполнен в виде волноводного двойного Т-образного моста .

1025767

40

Устройство состоит иэ генератора модулированных СВЧ-колебаний с поляризатором 1, передающей антенны 2, приемной антенны 3, анализатора 4 и блока 5 обработки информации, причем анализатор состоит из поляризационного разделителя 6, фазовраща-. теля 7, аттенюатора 8 и элемента 9 сравнения, выполненного в виде волноводного двойного Т-образного моста,55

Генератор модулированных колебаний с поляризатором состоит из модулято ра 10, генератора 11 СВЧ, волнового перехода 12 и поляризатора 13, а блок обработки информации состоит 60 из детекторов 14, усилителя 15 НЧ, коммутационно-преобразовательного устройства 16, исполнительного орга на 17, индикатора 18 и исследуемого матеркала 19.

Изобретение относится к бесконтактному контролю качества готовых (или в процессе изготовления) листо" вых волокнистых материалов типа бумаги или картона, в частности для контроля механических свойств, например анизотропии разрывной длины бумаги и может быть использовано в целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности, в промышленнос,ти строительных материалов.

Известен способ и устройство для определения анизотропии механической прочности нолокнистых материалов, содержащее генератор модулированных СВЧ-колебаний с поляризатором круговой поляризации, соединенный с передающей антенной, приемную антенну, соединенную с анализатором и блоком обработки информации .(1) .

Недостатками указанного устройства являются низкие точность и быстродействие измерений.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия измерений путем замены механического анализатора электрическим.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения анизотропии механической прочности волокнистых материалов, содержащим генератор модулированных СВЧ-колебаний с поляризатором круговой поляризации, соединенный с передающей антенной, приемную антенну, соединенную с анализатором и блоком обработки информации, анализатор имеет последовательно соединенные поляризационный разделитель, фазовращатель, аттенюатор и элемент сравнеI ния.

Элемент сравнения выполнен в виде нолнонодного двойного Т-образного моста.

На чертеже изображено предлагаемое .устройство ° 45

Устройство работает следующим образом.

Устройство содержит передающую и приемную части. В состав передающей части входит генератор 11 СВЧдиапазона, колебания которого модулируются по амплитуде, например импульсной последовательностью, с помощью модулятора 10. Генератор 11 имеет выход в виде прямоугольного волновода. С выхода генератора модулированные по амплитуде СВЧ-колебания с линейной поляризацией через переход 12 поступают на вход поляризатора 13. Поляризатор 13 преобразует линейно поляризованные волны, поступающие на его вход, в круго поляризованные на его выходе. Конструктивно поляризатор 13 может быть, например, выполнен в ниде отрезка цилиндрического (круглого) нолновода, внутри которого под углом 45 относительно вектора М ос»

О нонной волны Н<,расположена диэлектрическая четнертьволновая пластина.

Переход 12 с прямоугольного нолно» нода на круглый осуществляет согласование нолнонодов с различной формой поперечного сечения. С выхода поляризатора 13 круго поляризованные волны поступают . на передающую антенну 2 и излучаются на исследуемый материал 19. После прохождения через материал 19 волны изменяют свои параметры (из-эа взаимодействия с материалом) (становятся эллиптически поляризованными} и поступают на вход приемной антенны .3, а затем на вход анализатора 4.

Поляризационный разделитель 6 расщепляет (разделяет) эллиптически поляризованную волну на.линейно поляризованные ортогональные волны-компоненты и направляет их в два канала. Поляризованный разделитель должен быть согласован н широкой полосе частот и иметь высокую развязку между линейными ортогонально;поляризованными каналами (40 дБ). Поляризационный разделитель может быть выполнен в виде отрезка квадратного волновода (на входе), двух прямо угольных волноводой (на. выходе), расположенных вплотную и симметрично один над другим (Т-образно) с перпендикулярными широкими стенками, соединенными с квадратным волноводом переходом Т-образной формы с плавно изменяющимися размерами поперечного сечения.

Ортогонально-поляризованные выходы поляризационного разделителя

6 соединяются через регулируемые фазовращатель 7 и аттенюатор 8 с нходами элемента 9 сравнения.фазовращатель необходим для изменения (регулирования) фазы у одной из волн-компонент, а аттенюатор — для

10257á7

Составитель В.Литвинович

Редактор Ю.Ковач Техред О Неце Корректор А.ФеРенЦ

Заказ 4510/22 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород; ул. Проектная, 4 регулирования амплитуды. Конструктивно фазовращатель может быть, например, выполнен в виде отрезка прямоугольного волновода, внутрь которого ,помещена диэлектрическая (беэ потерь) пластина определенной длины, имеющая э возможность перемещаться поперек (от узкой стенки до центра волновода) . Аналогичную конструкцию имеет и аттенюатор. Отличие состоит в том, что перемещающаяся пластина имеет (вносит) переменное затухание.

Элемент 9 сравнения необходим для мгновенного измерения (сравнения . амплитуд и фаз волн-компонент. 5

Его можно, например, выполнить на базе двойного волноводного Т-образного моста. В этом случае выходы поляризационного разделителя б соединяются через переменные фазовращатель и аттенюатор с первым и вторым входами волноводного Т-образ ного моста. До начала измеРений

:(беэ материала или по эталонному ма. териалу) Т-образный мост баланси;руется с помощью переменных фазовращателя и аттенюатора. При помещении в рабочую зону испытуемого матернала, обладающего анизотропией, баланс моста нарушается (иэ-за различия условий прохождения волн-компонент через материал), причем сигнал разбаланса будет пропорционален анизотропии материала (должуа быть снята градуировочная кривая) . Сигнал раэбаланса детектируется детектором.

14, т.е. выделяется НЧ модулирующий сигнал, который усиливается усилителем 15 низкой частоты и подается на вход ковмутационно-преоб:разовательного устройства 16. Ком мутационно-преобразовательным устрой-. .ством может быть, например, порого. aoe устройство с электронным ключем

;Возможны и другие варианты реализа:ции элементов предлагаемого устрой,ства.

Ключевая схема управляет работой исполнительного органа 17, например электродвигателя. В качестве инднкатора 18 может быть использован самописец или другой прибор, фиксирующий уровень сигнала разбаланса схемы, пропорциональный контролируемому параметру.