Устройство для обнаружения трещин

Авторы патента:

G01N22/02 - обнаружение локальных дефектов

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ТРЕЩИН, содержащее СВЧ-генератор, антенну , детектор, подключенный к индикатору , отличающееся тем, что, с целью повышения вероятности обнарз ения трещин, к выходу СВЧ-генератора последовательно подключены невзаимный элемент, делитель луча и преобразователь поляризации ,выход которого соединен с антенной, при этом второе плечо делителя луча нагружено на согласованную нагрузку, а к третьему подключен вход детектора . (Л с 00 о Од сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (S1) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3723069/24-09 (22) 04.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. В 35 (72) Н.Н.Пунько (7i) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.317.738 (088.8) (56) Дубицкий Л.Г. Радиотехнические методы контроля изделий. M.: Кашгиз, 1963, с. 300.

Патент США У 4344030, кл. G 01 N 27/04, 1982.

„„SU„„! 180765 A (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ТРЕЩИН, содержащее СВЧ-генератор, антенну, детектор, подключенный к индикатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения вероятности обнаружения трещин, к выходу

СВЧ-генератора последовательно подключены невзаимный элемент, делитель луча и преобразователь поляризации,выход которого соединен с антенной, при этом второе плечо делителя луча нагружено на согласованную нагрузку, а к третьему подключен вход детек- тора.

11807б5

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при дефектоскопии литья и обнаружении трещин на поверхности металлических изделий под слоем анти- 5 коррозионного покрытия.

Целью изобретения является повышение вероятности обнаружения трещин.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для обнаружения трещин.

Устройство содержит соединенные последовательно СВЧ-генератор 1 микроволнового излучения, невзаимный элемент 2, делитель 3 луча на основе поляризующей решетки, преобразователь 4 поляризации, антенну 5, соеди" ненные с детектором б и индикатором

7, согласованную нагрузку 8 (поглотитель) и контролируемый образец 9. 20

Преобразователь 4 поляризации представляет собой устройство, которое делит падающую на него волну на две ортогонально поляризованные, и обеспечивает сдвиг фаз между этими 25 составляющими, равный 90, Например, он может быть выполнен на основе металлического отражающего зеркала и поляризующей одномерной решетки, расположенной параллельно поверхнос- 30 ти зеркала на расстоянии от нее.

Поляризующая одномерная решетка ог-. ражает одну ортогональную составляющую и пропускает вторую. Прошед- . шая ортогональная составляющая отражается от металлического зеркала, вторично проходит поляризующую однсмерную решетку и смешивается с волной, отраженной от решетки. Расстояние выбирают таким, чтобы обес- щ лечить сдвиг фаз между составляющими отраженными от решетки и зеркала, равным 90 .

Делитель 3 луча на основе поляризующей решетки представляет собой обычный делитель луча, в котором в качестве светоделительного элемента используется поляризующая решетка, установленная под углом, например, 45 к оси падающего пучка. о

Принцип действия дистанционных устройств для обнаружения трещин в поверхностях материалов с помощью сверхвысокочастотньгх сигналов основан на изменении состояния поляриза- у .ции электромагнитной волны при отражении от поверхности исследуемого материала с трещиной. В результате при облучении контролируемой поверхности линейно поляризованной волной в отраженной при наличии трещины появляется составляющая, ортогональная падающей. При отражении от гладкой поверхности без трещины поляризация волны не изменяется.

Фиксируя появление в отраженной волне составляющей, ортогональной падающей, обнаруживают трещины на поверхности контролируемого материала.

Вероятность обнаружения трещин определенных размеров в подобных устройствах зависит от взаимной ориентации плоскости поляризации падающей волны и трещин, так как от этого сильно зависит амплитуда вновь появившейся ортогональной составляющей в отраженной волне.

Введение в устройство делителя луча на основе поляризующей решетки и преобразователя поляризации линейной волны в круговую избавляет дефектоскоп от указанного недостатка.

Преобразователь поляризации осуществляет преобразование направленной на образец линейно поляризованной волны в круговую и обратное преобразование (т.е. круговой волны в линейно поляризованную) отраженной от контролируемого материала волны.

В результате на образец падает волна круговой поляризации, для которой ориентация трещины не имеет значения. При отражении такой волны от гладкой (без трещины) поверхности поляризация ее не изменяется. При обратном преобразовании на преобразователе поляризации она преобразуется в линейную, параллельную падающей. При наличии трещины отраженная волна становится эллиптически поляризованной, поэтому при обратном преобразовании появляется совЂ” ставляющая, ортогональная падающей.

Устройство для обнаружения трещин работает следующим образом.

Микроволновое излучение от СВЧ-генератора 1 через невзаимный элемент

2 и делитель 3 луча на основе поляризующей решетки поступает на преобразователь 4 поляризации. Делитель

3 луча пропускает линейно поляризованную составляющую только одной ориентации, а все остальное отражается и попадает в согласованную нагрузку 8. Линейно поляризованная волна, прошедшая делитель 3, в пре1180765

Составитель Ю.Мамонтов

Редактор Н.Пушненкова Техред О.Неце Корректор И. Эрдейи

Заказ 5913/41 Тираж 896 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 образователе 4 преобразуется в полявЂ” ризованнук по кругу и антенной 5 направляется на поверхность контролируемого образца 9. Отраженная волна попадает в антенну 5 и через преобразователь 4 поляризации вЂ” на делитель 3 луча. Преобразователь 4 превращает падающую на него линейно поляризованную волну в поляризованную по кругу и осуществляет обратное преобразование отраженной волны. Наличие трещины на поверхности контролируемого материала изменяет поляризацию отраженной волны и превращает ее в поляризованную эллиптически. При прохождении через преобразователь 4 эллиптически поляризованная волна превращается также в эллиптически поляризованную, хотя и изменяет свои эллипсометрические параметры. В результате на делитель 3 приходит волна, имеющая отличную от нуля составляющую, ортогональную падающей. Эта ортогональная составляющая отражается делителем

3 и поступает на детектор 6. Продетектированный сигнал поступает на индикатор 7. Составляющая отраженной волны, параллельная падаюшей, проходит через делитель 3 и поглощается в невзаимном элементе 2. При этом на детекторе 6 сигнал отсутствует. Таким образом, наличие трещины на поверхности образца приводит к

t0 появлению составляющей ортогональной падающей в отраженной волне посвЂ” ле прохождения ею преобразователя

4 и, соответственно, наличию сигнала на детекторе 6. При этом вероят15 ность обнаружения трещин увеличивается, так как на образец падает циркулярно поляризованная волна, величина изменения поляризации которой не зависит от ориентации трещин, а

20 определяется лишь размерами. Для линейно поляризованной волны трещины, ориентированные параллельно плоскости поляризации, дают наименьший сигнал, что приводит к пропуску таких

25 дефектов.

Датчик для радиометрического дефектоскопа // 970200

Способ дефектоскопии ферромагнитныхкристаллов // 828039

Устройство для дефектоскопиидиэлектриков // 813211

Электромагнитный дефектоскоп // 344339

Всесоюзная jшшныше-ш'*"я, н..,. ...^..^•(.gi| pf ^1 |l* ^ili.t ^, . j . •патеньибл{'ю'ггка // 310109

Дефектоскоп, работающий с помощью отраженных микрорадиоволн // 211856

Электромагнитный дефектоскоп // 211131

Дефектоскоп, работающий на микрорадиоволнах с8ч // 182389

Электромагнитный дефектоскоп // 182388

Устройство для контроля электромагнитной сплошности поверхности изделий // 2103674

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для неразрушающего контроля состояния поверхности конструкционных материалов и изделий и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и приборостроения

Способ обнаружения и контроля развития дефектов на металлических поверхностях объектов // 2120121

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к контролю поверхности металлических сооружений и объектов и может быть использовано для обнаружения и контроля развития дефектов на поверхностях металлических сооружений и объектов, установленных в коррозионных средах различной степени агрессивности в условиях подземного, атмосферного, морского или речного воздействия, в частности для обнаружения и контроля развития трещин на покрытых изоляций поверхностях нефте- или газопроводов

Способ электромагнитной дефектоскопии // 2146045

Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, и предназначен для обнаружения дефектов в стенах и перекрытиях строительных сооружений при одностороннем доступе и может найти применение для обнаружения инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного или естественного происхождения, в том числе расположенных за металлической арматурой, или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры, со стороны противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций

Способ электромагнитной дефектоскопии // 2146046

Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, и предназначено для контроля дефектов в стенах и перекрытиях строительных сооружений, в частности армированных, при одностороннем доступе и может найти применение для обнаружения инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного или естественного происхождения, расположенных за металлической арматурой, или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры, со стороны противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций

Способ электромагнитной дефектоскопии // 2146047

Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, при одностороннем доступе к контролируемому объекту, и может найти применение для обнаружения в стенах и перекрытиях строительных сооружений инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного и естественного происхождения, в том числе расположенных за металлической арматурой или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры со стороны, противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и, в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций, а также скрытых дефектов в виде пустот и трещин, металлической арматуры, санитарно-технических коммуникаций, кабельных магистралей, электрических и телефонных проводок

Устройство зондирования строительных конструкций // 2234694

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации

Радиоинтроскоп // 2256904

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля и может использоваться для обнаружения неоднородностей в строительных конструкциях

Устройство зондирования строительных конструкций // 2282875

Способ регистрации сигналов акустической эмиссии в металлах // 2372615

Изобретение относится к области обнаружения локальных дефектов в проводниках с использованием акустической эмиссии и может найти применение для выявления скрытых локальных дефектов в различных металлических конструктивных элементах, находящихся в статическом состоянии или в процессе движения

Радиоинтроскоп // 2084876

Изобретение относится к дефектоскопии с помощью СВЧ-волн и может найти применение для обнаружения неоднородностей в различных твердых средах, определения их расположения и геометрических форм