Свч-устройство для проверки материала



Свч-устройство для проверки материала
Свч-устройство для проверки материала
Свч-устройство для проверки материала
Свч-устройство для проверки материала
Свч-устройство для проверки материала

 


Владельцы патента RU 2496105:

СТЕ Д'АПЛИКАСЬОН ТЕХНОЛОЖИК ДЕ Л'ИМАЖЕРИ МИКРО-ОНД (FR)

Изобретение предлагает устройство (100) для проверки материала (150), содержащее, по меньшей мере, средства (110) испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения материала (150) и средства (130) приема электромагнитного сигнала. Устройство содержит первые средства модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm1, причем указанные средства модуляции расположены на пути распространения сигнала между средствами (110) испускания и материалом (150) и предназначены для пространственного разделения испущенного электромагнитного сигнала, и вторые средства (140) модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm2, расположенные на пути распространения сигнала между материалом (150) и средствами (130) приема электромагнитного сигнала и предназначенные для пространственного разделения электромагнитного сигнала, прошедшего сквозь материал. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству для проверки материала. Изобретение также относится к способу, предусматривающему использование такого устройства.

Уровень техники

Устройство по изобретению может быть использовано в различных приложениях.

В частности, устройство по изобретению позволяет проверять материалы, не полностью состоящие из металлов, такие как дерево, бумагу, шлаковату или стекловату, стекло, пластмассы, материалы, совместимые с пищевыми продуктами сельскохозяйственного производства, излучающие элементы и т.д.

В частности, при работе с такими материалами устройство обеспечивает возможность измерения физических свойств материалов (плотности, влажности и т.п.) или же выявления дефектов проверяемых материалов (полостей, включений и т.п.).

Проверка материалов на промышленных производственных линиях требует применения оборудования, обеспечивающего быструю и, в большинстве случаев, бесконтактную проверку. Известные системы для такой бесконтактной проверки могут представлять собой, в частности, рентгеновские, инфракрасные или ультразвуковые аппараты, причем каждый из типов используемой аппаратуры предназначен для применения в конкретных приложениях.

В соответствии с известными предложениями для повышения эффективности таких систем аппараты различных типов объединяют в единую установку, что позволяет совместно использовать преимущества каждого из таких аппаратов.

Однако, хотя в приложениях, связанных с проверкой неметаллических материалов, применение аппаратов, основанных, в частности, на использовании электромагнитных волн, обладает некоторыми преимуществами (в частности, связанными с глубоким проникновением электромагнитных волн в неметаллические материалы), применение известных технологий в промышленных приложениях ограничено некоторыми недостатками.

Действительно, такие приложения требуют проведения измерений в режиме реального времени с учетом скорости продвижения проверяемого материала при его перемещении вдоль производственной линии, а также обеспечения возможности проверки фрагментов материалов значительных размеров.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении вышеуказанных недостатков.

Первая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении устройства, обеспечивающего возможность проверки не полностью металлического материала.

Другая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении устройства, обеспечивающего возможность проведения проверки материала в режиме реального времени.

Дальнейшая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в обеспечении возможности проведения проверки крупных фрагментов материалов.

Еще одна задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении модульного устройства, полностью адаптируемого ко всем типам производственных линий и простого в установке.

Для решения поставленной задачи в соответствии с изобретением предлагается устройство для проверки материала, содержащее, по меньшей мере, средства испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения материала и средства приема электромагнитного сигнала, отличающееся тем, что содержит первые средства модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm1, расположенные на пути распространения сигнала между средствами испускания и материалом и предназначенные для пространственного разделения испущенного электромагнитного сигнала, и вторые средства модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm2, расположенные на пути распространения сигнала между материалом и средствами приема электромагнитного сигнала и предназначенные для пространственного разделения электромагнитного сигнала, прошедшего сквозь материал.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение, а также другие его задачи, цели и достоинства, станут ясны из нижеследующего описания, содержащего ссылки на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют пример осуществления изобретения, не накладывающий каких-либо ограничений. На чертежах

- На фиг.1 представлена схема работы устройства для проверки материала в режиме прохождения сигнала;

- На фиг.2 представлена блок-схема устройства для проверки материала по изобретению;

- На фиг.3 представлена схема работы устройства для проверки материала в режиме отражения сигнала;

- На фиг.4 представлена принципиальная схема датчика, содержащего интегрированный в него элемент модуляции;

- На фиг.5 представлена схема решетки датчиков, содержащих интегрированные в них элементы модуляции, по фиг.4.

Осуществление изобретения

1. Устройство для проверки материала в режиме прохождения сигнала

Фиг.1 и 2 иллюстрируют устройство 100 для проверки материала 150 в режиме простого прохождения сигнала. Устройство 100 проверки содержит;

- средства 110 испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения проверяемого материала 150;

- средства 140 модуляции электромагнитного сигнала, полученного от материала 150, частотой Fm2;

- средства 130 приема электромагнитных сигналов, полученных в результате модуляции.

Средства 140 модуляции расположены на пути распространения сигнала между материалом 150 и средствами 130 приема электромагнитных сигналов, полученных в результате модуляции.

Средства 110 испускания и средства 140 модуляции со средствами 130 приема сигналов расположены по разные стороны от проверяемого материала 150 так, чтобы обеспечить возможность приема средствами 140 модуляции передаваемого сигнала после его прохождения сквозь материал 150.

а. Средства испускания

Средства 110 испускания сигнала содержат решетку смежных передающих антенн, предназначенных для испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp. Испускаемый сигнал представляет собой плоскую электромагнитную волну. Частота Fp относится к микроволновому (СВЧ) диапазону.

Антенны предпочтительно представляют собой микрополосковые антенны с прямоугольными элементами.

b. Средства модуляции

Средства 140 модуляции содержат решетку датчиков 200, расположенных на стороне, обращенной к материалу 150, и регулярно распределенных по общей плоскости, перпендикулярной направлению распространения сигнала, испущенного средствами 110 испускания.

Средства модуляции предназначены для создания локального возмущения электромагнитного поля с частотой Fm2 модуляции с целью обеспечения возможности пространственного разделения сигналов, прошедших сквозь материал 150, на независимые сигналы, число которых равно числу датчиков 200.

Датчики 200, содержащие встроенные в них элементы модуляции для пространственного разделения сигналов, более подробно описаны ниже со ссылками на фиг.4 и 5.

Кроме того, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, могут быть предусмотрены средства модуляции, работающие на частотах Fm2, Fm2-1, Fm2-2, … Fm2-i, где индекс i соответствует n-ному датчику.

с. Средства приема

Средства 130 приема содержат решетку регулярно распределенных принимающих антенн, преимущественного того же типа, что и антенны передающей антенной решетки, или идентичных им.

Такая решетка принимающих антенн расположена после решетки датчиков 200 пространственной модуляции (по направлению распространения сигнала).

Решетка принимающих антенн предназначена для регистрации сигналов с несущей частотой и сигналов с модулированными частотами Fp±Fm, полученных в результате модуляции.

В соответствии с одним из вариантов осуществления средств 130 приема, решетка принимающих антенн и решетка датчиков 200 пространственной модуляции могут быть выполнены в форме решетки из независимых элементов, каждый из которых содержит интегрированные в него принимающую антенну и датчик пространственной модуляции.

d. Другие элементы устройства проверки

Как показано на фиг.2, устройство также содержит средства 180 демультиплексирования сигнала, модулированного частотой Fm2. Такие средства 180 демультиплексирования предназначены для идентификации различных датчиков 200, т.е. для обеспечения возможности определения происхождения различных сигналов, поступающих отдатчиков 200, средствами 130 приема.

Средства демультиплексирования могут представлять собой средства временного или пространственного демультиплексирования. В случае временного демультиплексирования идентификацию датчиков осуществляют путем последовательной подачи модулирующего сигнала на разные датчики 200.

В случае пространственного демультиплексирования идентификацию датчиков осуществляют путем одновременного выделения каждому из датчиков 200 в составе решетки разных частот Fm модуляции или набора ортогональных частот.

Устройство также содержит средства 190 фильтрации и средства 191 усиления сигналов с несущей частотой Fp и модулированных частотами Fp±Fm, принимаемых средствами 130 приема.

Точнее, средства 190 фильтрации содержат полосной фильтр, частота отсечки и полоса пропускания которого выбраны так, чтобы обеспечивать отбрасывание несущей частоты Fp до усиления модулированных сигналов.

Таким образом, эффективный динамический диапазон работы приемника 163, осуществляющего сбор лучей, прошедших сквозь материал 150, корректируют по сигналам, модулированным частотами Fp±Fm, амплитуда которых, как правило на 60-80 дБ ниже, чем у сигналов с выбранной несущей частотой Fp.

Средства 190 фильтрации позволяют избежать насыщения приемника 163 сигналами с несущей частотой Fp и, таким образом, позволяют обеспечить значительно лучшую динамику работы устройства.

В случае устройства с несколькими несущими частотами могут быть использованы фильтры, центральные частоты которых соответствуют каждой из несущих частот, перемещающиеся по частотному диапазону, например, такие как фильтры Yttrium Iron Garnet YIG.

Кроме того, средства 191 усиления содержат усилитель малошумящего типа, предназначенный для приема отфильтрованных сигналов и их усиления перед их сбором приемником 163.

Наконец, устройство содержит процессор 170, осуществляющий обмен данными с индивидуальными модулями 161, 162 и 163, предназначенными для управления, соответственно, передачей сигнала средствами 110 испускания, средствами демультиплексирования и приемником 163, соединенным со средствами 130 приема для измерения вещественной и мнимой частей модулированных электромагнитных сигналов.

Процессор 170 также содержит средства обработки вещественных и мнимых сигналов, поступающих от приемника 163, для повышения качества обнаружения возмущений электромагнитных сигналов, испускаемых средствами 110 испускания.

Кроме того, процессор 170 содержит средства визуализации для отображения изображения проверяемого материала 150 на основе сигналов, полученных в результате модуляции, после соответствующей обработки.

е. Принципы работы устройства проверки

Такие средства обеспечивают возможность осуществления способа, в рамках которого испускают электромагнитный сигнал с частотой Fp для облучения проверяемого материала 150.

Электромагнитный сигнал, испущенный средствами 110 испускания, затем распространяется сквозь проверяемый материал 150.

Малейшие неоднородности материала 150 или присутствующие в нем перепады плотности, влажности или температуры вызывают изменения в поведении электромагнитного поля, которое распространяется сквозь материал 150.

Аналогичным образом, поскольку диэлектрические или магнитные свойства дефектов отличаются от соответствующих свойств материала 150, наличие таких дефектов проявляется в виде возмущений электромагнитного поля, которое распространяется сквозь материал 150, возникающих в области расположения дефекта.

Датчики 200, образующие антенную решетку средств 140 модуляции, принимают измененный таким образом сигнал.

Затем электромагнитный сигнал, исходящий из материала 150, модулируют в каждом из таких датчиков 200 частотой Fm2 модуляции. Затем антенны средств 130 приема принимают модулированные сигналы, поступающие от каждого из датчиков 200.

Таким образом, после приема средствами 130 приема сигналов, модулированных, как описано выше, можно определить, какой или какие датчики 200 зарегистрировали возмущенный сигнал. Такому датчику 200 соответствует некоторая локализованная область материала 150.

Модулированные сигналы, принятые средствами 130 приема, затем фильтруют, усиливают и обрабатывают для получения изображения проверяемого материала 150.

Возмущение электромагнитного сигнала, вызванное наличием в определенной области материала 150 дефектов, отображают на изображении материала в месте расположения одного или нескольких конкретных датчиков 200, в результате чего обеспечивают локализацию дефекта.

Данное устройство также обеспечивает возможность осуществляемого аналогичным образом выявления неоднородностей или перепадов плотности, влажности или температуры в материале 150.

В соответствии с одним из вариантов осуществления решения по фиг.1 при наличии взаимно дополнительных излучающих элементов дополнительно предусмотрено испускание сигналов антеннами средств 130 приема и их прием антеннами средств 110 испускания.

f. Устройство проверки с двойной модуляцией

В устройстве по фиг.1 также могут быть дополнительно предусмотрены средства модуляции сигналов, испускаемых средствами 110 испускания, частотой Fm1 модуляции.

Такая частота Fm1 модуляции может быть равна частоте модуляции электромагнитного сигнала, выходящего из материала 150, или отличаться от нее.

Данные средства модуляции аналогичны вышеупомянутым средствам 140 модуляции и описаны более подробно ниже, со ссылками на фиг.4 и 5.

Кроме того, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть предусмотрены средства модуляции, работающие на частотах Fm1, Fm1-1, Fm1-2, … Fm1-i, где индекс i соответствует n-ному датчику.

Средства модуляции расположены на пути распространения сигнала между средствами 110 испускания и проверяемым материалом 150.

Они осуществляют пространственное разделение электромагнитного сигнала, испущенного средствами 110 испускания на сигналы, число которых равно числу датчиков в антенной решетке средств модуляции.

Таким образом, получают двойную модуляцию электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp.

Для каждой точки испускания электромагнитного сигнала на всех датчиках 200 антенной решетки средств 140 модуляции получают сигнал, прошедший сквозь материал.

В таком случае, сигналы, зарегистрированные датчиками, соответствуют разным траекториям прохождения электромагнитных сигналов сквозь материал 150.

Таким образом, осуществляют поточечное восстановление траекторий прохождения электромагнитных сигналов сквозь материал 150 между всеми датчиками двух решеток.

Это обеспечивает возможность формирования мультистатического томографического изображения проверяемого материала 150 и получения восстановленных изображений высокого качества.

2. Устройство для проверки материала в режиме отражения сигнала

На фиг.3 представлено устройство для проверки материала 150 в режиме отражения сигнала. Используемые в нем средства и принципы работы идентичны описанным выше для устройства для проверки материала в режиме прохождения сигнала.

Основные отличия касаются взаимного расположения средств 110 испускания сигналов, средств 140 модуляции и средств 130 приема.

В режиме отражения сигнала средства 110 испускания сигналов и средства 140 модуляции со средствами 130 приема расположены с одной и той же стороны проверяемого материала 150 так, чтобы обеспечить прием сигнала, отраженного от материала 150, средствами 140 модуляции.

Данное устройство обладает преимуществом, связанным с работой в режиме двойного прохождения сигнала, т.к. в таком режиме электромагнитный сигнал на несущей частоте проходит сквозь проверяемый материал 150 дважды. Устройство такого типа обладает преимуществами в случае, когда доступ к одной из сторон проверяемого материала 150 затруднен, или когда проверяемый материал 150 имеет металлическую поверхность.

В данном варианте осуществления изобретения за проверяемым материалом 150, с противоположной стороны от средств 110 испускания, средств 140 модуляции и средств 130 приема сигналов, может быть предусмотрена металлическая пластина, предназначенная для улучшения отражения.

3. Решетка датчиков

Датчик 200 пространственной модуляции, представленный на фиг.4, состоит из четырех основных элементов, а именно, из комплекса излучающих элементов (пластин) 220, нелинейного электронного компонента 230, проводников 240 питания и подложки 210.

Принцип работы датчика 200 описан ниже для датчиков 200 средств 140 модуляции, расположенных на пути распространения сигнала между материалом 150 и средствами 130 приема. Он заключается в следующем.

Излучающие элементы 220 датчика 200 регистрируют электромагнитные сигналы с несущей частотой Fp, прошедшие сквозь материал 150.

Кроме того, на элементы 220 поступает сигнал от нелинейного электронного компонента 230, поляризованного сигналом с частотой Fm2 модуляции.

В результате, пластины генерируют модулированный сигнал с модулированной частотой Fp±Fm2, который затем принимают средства 130 приема.

Точнее, каждый из датчиков 200 содержит два излучающих элемента 220, соединенные каждым из своих концов с нелинейным электронным компонентом 230.

Нелинейный электронный компонент 230 предпочтительно представляет собой электрический или фотоэлектрический диод.

Он также может представлять собой чувствительный к температуре нелинейный компонент типа терморезистора.

Эффективность модуляции, осуществляемой датчиком 200, непосредственно зависит от разницы между открытым и закрытым состояниями диода.

Два излучающих элемента 220 предпочтительно выполнены в форме прямоугольных сегментов. В других вариантах осуществления изобретения могут быть предусмотрены и другие формы излучающих элементов 220.

Размер излучающих элементов 220 предпочтительно мал по сравнению с длиной волны.

Следует отметить, что с увеличением площади поверхности излучающих элементов 220 возрастает и амплитуда электромагнитного сигнала, модулированного частотой Fp±Fm2.

Кроме того, элементы 220 расположены в наклонной конфигурации относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов. Угол α между продольным направлением излучающих пластин и направлением поляризации антенн может составлять от 0° до 180°.

Элементы 220 предпочтительно расположены под углом α=45° относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

Такая конфигурация выгодна тем, что она уменьшает расстояние между разными датчиками 200 решетки, что приводит к повышению плотности расположения датчиков 200 и, следовательно, к улучшению пространственного разрешения устройства 100, как описано ниже со ссылками на фиг.5.

Таким образом, конфигурация излучающих элементов 220 может быть выбрана из многочисленных вариантов, связанных с изменением формы, а также с увеличением или уменьшением длины или ширины элементов 220 и их расположением относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

Кроме того, каждый из датчиков 200 содержит два проводника 240 питания, обеспечивающих питание нелинейного электронного компонента 230, причем такие проводники 240 питания предпочтительно расположены перпендикулярно направлению поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

Такая конфигурация выгодна тем, что обеспечивает уменьшение влияния проводников 240 питания на падающее электромагнитное поле.

Кроме того, конфигурация, в которой проводники 240 питания и элементы 220 расположены, соответственно, перпендикулярно направлению поляризации антенной решетки испускания и под углом α=45° к нему, обеспечивает широкие возможности использования на протяжении проводников 240 питания средств фильтрации, в частности, фильтров низких частот, которые предназначены для блокирования сигналов, возбуждаемых в таких проводниках с частотой Fp, при обеспечении прохождения сигналов с частотой Fm2 модуляции.

Кроме того, подложка 210, на которой установлены все остальные элементы, может быть гибкой или жесткой. В оптимальном варианте она имеет диэлектрические свойства и небольшую толщину, чтобы ограничить отражение падающего электромагнитного сигнала на границе сред и потери его амплитуды.

В случае гибкой подложки 210 могут быть предусмотрены конфигурации решетки датчиков 200 различных форм, соответствующих данному приложению. Так, решетка датчиков 200 круглой формы позволяет обеспечить возможность проверки материала, например, перемещающегося в трубе.

Модулирующие элементы 230, встроенные в датчики 200, предпочтительно представляют собой нелинейные электрические или электрооптические компоненты.

Проводники 240 питания могут представлять собой электрические проводники, печатные или выполненные в виде проводов, а в случае использования электрооптических датчиков проводники 240 питания заменяют на оптоволоконные кабели или лазерный пучок.

На фиг.5 представлена решетка датчиков, идентичных датчику 200, описанному выше со ссылками на фиг.4.

Для обеспечения возможности проверки всего материала длина решетки должна быть равной ширине проверяемого материала 150 или превышать ее.

Образующие решетку датчики 200 предпочтительно попарно расположены на равном расстоянии друг от друга. Точнее, они разделены определенным расстоянием D, позволяющим определить пространственное разрешение устройства.

Действительно, чем меньше расстояние D, тем, очевидно, меньше ширина области материала 150, анализируемой каждым из датчиков 200.

Кроме того, датчики 200, образующие решетку, могут иметь разные размеры и быть установлены в разных угловых положениях относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения соседние датчики 200 могут быть установлены так, чтобы их элементы 220 были ориентированы под углами α=+45° и α=-45° относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов.

Это позволяет сформировать решетку датчиков 200 с двойной поляризацией и обеспечивает возможность измерения двух составляющих падающего электромагнитного поля.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения используют схему из нескольких нелинейных электронных компонентов 230, соединенных последовательно и, например, подающих сигналы на элементы 220 датчика.

Кроме того, дальнейший вариант осуществления изобретения предусматривает разделение элементов 220 датчика на фрагменты и подачу на них сигналов от схемы, состоящей из нескольких нелинейных электронных компонентов.

Кроме того, дальнейший вариант осуществления изобретения предусматривает составление вместе двух датчиков 200 с разными угловыми положениями относительно направления поляризации антенной решетки средств 110 испускания сигналов. Это позволяет получить суммарный датчик 200 с двойной поляризацией и обеспечивает возможность измерения двух составляющих падающего электромагнитного поля.

Наконец, еще один вариант осуществления изобретения предусматривает использование антенн средств испускания сигналов и/или средств приема с двойной поляризацией в сочетании с датчиками с двойной поляризацией, что обеспечивает возможность проведения поляриметрических измерений дефектов материалов.

1. Устройство (100) для проверки материала (150), содержащее, по меньшей мере, средства (110) испускания электромагнитного сигнала с несущей частотой Fp для облучения материала (150) и средства (130) приема электромагнитного сигнала, отличающееся тем, что содержит первые средства модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm1, расположенные на пути распространения сигнала между средствами (110) испускания и материалом (150) и выполненные с возможностью пространственного разделения испущенного электромагнитного сигнала, и вторые средства (140) модуляции электромагнитного сигнала частотой Fm2, расположенные на пути распространения сигнала между материалом (150) и средствами (130) приема электромагнитного сигнала и выполненные с возможностью пространственного разделения электромагнитного сигнала, прошедшего сквозь материал (150).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первые и вторые средства (140) модуляции содержат решетку датчиков (200) пространственной модуляции, причем каждый из датчиков (200) содержит нелинейный электронный компонент или схему из нескольких нелинейных электронных компонентов (230), получающих питание с требуемой частотой Fm модуляции и подающих сигналы на два или более излучающих элемента (220), каждый из которых соединен с указанным компонентом или компонентами.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый из датчиков (200) содержит два проводника (240) питания, обеспечивающих подачу питания на нелинейный электронный компонент (230), причем проводники (240) питания расположены перпендикулярно направлению поляризации средств (110) испускания сигнала.

4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что нелинейный электронный компонент (230) представляет собой электрический диод, фотоэлектрический диод или терморезистор, а проводники (240) питания представляют собой печатные электрические проводники, или электрические провода, или оптические волокна.

5. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что датчики (200) представляют собой электрические диполи, на которые поступает сигнал от нелинейных электронных компонентов, таких как электрические диоды, фотоэлектрические диоды или терморезисторы.

6. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что датчики (200) попарно расположены на равном расстоянии один от другого.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что все датчики (200) каждой из решеток, обращенные к материалу (150), расположены в один или более рядов в общей плоскости, перпендикулярной направлению распространения сигнала, испущенного средствами (110) испускания.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что каждый из датчиков (200) содержит излучающие элементы (220), расположенные под углом ±45° к направлению поляризации средств (110) испускания.

9. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что средства (110) испускания и вторые средства (140) модуляции со средствами (130) приема расположены по разные стороны материала (150) так, что вторые средства (140) модуляции принимают сигнал, прошедший сквозь материал (150).

10. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что средства (110) испускания и вторые средства (140) модуляции со средствами (130) приема расположены по одну и ту же сторону от материала (150) так, что вторые средства (140) модуляции принимают сигнал, отраженный материалом (150).

11. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что средства (110) испускания и средства (130) приема содержат антенные решетки одного и того же типа.

12. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что содержит средства (180) демультиплексирования модулирующего сигнала, используемого вторыми средствами (140) модуляции.

13. Устройство по любому предшествующему пункту, отличающееся тем, что средства (180) демультиплексирования представляют собой средства временного или пространственного демультиплексирования.

14. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что дополнительно содержит средства (190) фильтрации сигналов, принятых средствами (130) приема.

15. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что датчики (200) содержат гибкую подложку, обеспечивающую возможность придания требуемой формы каждой из решеток датчиков (200).

16. Способ проверки материала (150), отличающийся тем, что испускают электромагнитный сигнал с частотой Fp для облучения материала (150), модулируют испущенный электромагнитный сигнал частотой Fm1 модуляции до достижения им материала (150), модулируют выходящий из материала (150) электромагнитный сигнал частотой Fm2 модуляции и принимают указанный сигнал, и формируют изображение материала (150) на основе сигнала, полученного в результате модуляций.



 

Похожие патенты:

Способ информационного КВЧ воздействия на живой организм относится к области биологии и медицины и может быть использован для стимуляции жизнедеятельности живых организмов или растений, в частности для лечения ряда заболеваний человека и животных.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Изобретение относится к технике обнаружения взрывчатых веществ, в частности, к способам обнаружения взрывчатых веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и диагностики материалов и может быть использовано в тех областях науки и техники, где необходимо отслеживать состояние материалов без оказания тестового воздействия на них.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда.

Изобретение относится к способам и устройствам измерения концентрации и электрофизических параметров жидких дисперсионных сред и может быть использовано для контроля и регулирования электрофизических параметров и концентрации ферромагнитных частиц (ФМЧ) в жидкости в процессе производства изделий из ферромагнитных материалов, в химической и других областях промышленности.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к способу определения толщины металлического покрытия, нанесенного на диэлектрическую основу, при котором зондируют металлическое покрытие электромагнитным сигналом излучателя.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу определения электропроводности и толщины полупроводниковых слоев на поверхности диэлектрика, и может найти применение в различных отраслях промышленности при контроле свойств полупроводниковых слоев.

Предложен способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала на, по меньшей мере, две категории, при этом, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы: (а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрев частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах; (б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава частиц; и (в) сортировка частиц на основе результатов термического анализа; При этом способ также содержит контроль атмосферы, через которую перемещаются частицы между позицией, на которой частицы подвергаются воздействию микроволновой энергии, и позицией, на которой частицы подвергаются термическому анализу. Предложенное изобретение обеспечивает осуществление точной сортировки добытого ископаемого материала. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предложен способ сортировки добытого ископаемого материала, такого как ископаемая руда, для разделения добытого ископаемого материала на, по меньшей мере, две категории, по меньшей мере, одна из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наиболее восприимчивые к микроволновой энергии, и, по меньшей мере, другая из которых содержит частицы добытого ископаемого материала, наименее восприимчивые к микроволновой энергии, причем способ содержит следующие этапы: (а) воздействие микроволновой энергией на частицы добытого ископаемого материала и нагрев частиц в зависимости от восприимчивости материала в частицах; (б) термический анализ частиц с использованием температур частиц в качестве основы для анализа для указания разницы состава частиц, причем этап термического анализа включает в себя оценку термическим путем частиц на фоновой поверхности и нагрев фоновой поверхности до температуры, отличной от температуры частиц, для обеспечения теплового контраста между частицами и фоновой поверхностью; и (в) сортировку частиц на основе результатов термического анализа. Предложенное изобретение обеспечивает осуществление точной сортировки добытого ископаемого материала. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике обнаружения взрывчатых и наркотических веществ, в частности к способам и устройствам обнаружения взрывчатых и наркотических веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей. Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известных технических решений путем определения местонахождения контролируемого объекта, на котором обнаружено взрывчатое или наркотическое вещество. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит приемопередающую антенну, антенный переключатель, передатчик, приемник, первый и второй усилители высокой частоты, аналого-цифровой преобразователь, измерительное средство, блок памяти, блок индикации, контролируемый объект, процессор, блок сравнения, ключ, первый и второй перемножители, первый и второй фильтры нижних частот, первый и второй экстремальные регуляторы, первый и второй блоки регулируемой задержки, первый и второй корреляторы, индикатор дальности и индикатор азимута. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройствам для выявления температурных аномалий внутренних тканей биологического объекта, и может быть использовано для неинвазивного раннего выявления риска рака. Антенна-аппликатор содержит отрезок первого волновода, частично или полностью заполненный диэлектриком, имеющий один закрытый конец и противоположный открытый конец, контактирующий с биологическим объектом, первую систему возбуждения электромагнитных волн, расположенную в первом волноводе между закрытым концом первого волновода и диэлектриком, соединенную с первым входом микроволнового радиотермометра, отрезок второго волновода, частично или полностью заполненный диэлектриком, имеющий один закрытый конец и противоположный открытый конец, контактирующий с биологическим объектом, находящийся внутри первого волновода, а также вторую систему возбуждения электромагнитных волн, расположенную во втором волноводе между закрытым концом второго волновода и диэлектриком, соединенную со вторым входом микроволнового радиотермометра. Устройство для определения температурных изменений помимо антенны-аппликатора содержит также вычислительное устройство, связанное с датчиками температуры и микроволновым радиотермометром. Использование изобретения позволяет повысить чувствительности метода радиотермометрии при выявлении злокачественных опухолей.2 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способу определения электропроводности и толщины слоя полупроводника на поверхности диэлектрика, и может найти применение в различных отраслях промышленности при контроле свойств полупроводниковых слоев. Предложенный способ включает облучение структуры электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение спектра отражения излучения от структуры в выбранном частотном диапазоне при двух различных значениях температуры T1 и T2, далее по полученным зависимостям определяют электропроводность σ1 и σ2 полупроводникового слоя при двух значениях температуры T1 и T2 соответственно, далее выбирают значения температур из диапазона, в котором изменение концентрации носителей заряда связано с ионизацией примесных центров, затем определяют энергию активации примесных центров ΔW, используя соотношение: ΔW=2kT1T2[ln(σ1/σ2)]/(T1-T2), где k - постоянная Больцмана. Одновременное определение электропроводности при пониженных температурах, например 180-190 К, и соответственно энергии активации примесных центров позволяет определить параметры полупроводникового слоя в измеряемой структуре диэлектрик-полупроводник, что является техническим результатом. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Технический результат - расширение функциональных возможностей одновременного определения электропроводности и толщины полупроводниковых пластин и электропроводности и толщины тонких полупроводниковых эпитаксиальных слоев в структурах «полупроводниковый слой - полупроводниковая подложка». Способ определения электропроводности и толщины полупроводникового слоя включает облучение слоя электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение частотной зависимости коэффициента отражения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, согласно решению, используют одномерный волноводный СВЧ фотонный кристалл, в котором создают нарушение периодичности в виде измененной толщины центрального воздушного слоя. Предварительно помещают измеряемый полупроводниковый слой внутрь центрального слоя на заданном расстоянии от его границы, дополнительно измеряют частотную зависимость коэффициента прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, затем помещают измеряемый полупроводниковый слой внутри центрального слоя на новом расстоянии от его границы или изменяют толщину центрального слоя, измеряют частотные зависимости коэффициента отражения и прохождения электромагнитного излучения СВЧ-диапазона, взаимодействующего с фотонным кристаллом, при новом положении исследуемой полупроводниковой структуры или при новом значении толщины центрального слоя, рассчитывают с помощью ЭВМ значения толщины и электропроводности, при которых теоретические частотные зависимости коэффициентов отражения и прохождения электромагнитного излучения, полученные при двух расстояниях от границы центрального слоя до исследуемой полупроводниковой структуры или при двух значениях толщины центрального слоя, наиболее близки к измеренным в этих положениях из решения системы уравнений. 8 ил.

Использование: для досмотра людей с использованием излучения. Сущность изобретения заключается в том, что система для досмотра субъекта (Р) содержит кабину (10), в которой имеется зона (16) анализа, предназначенная для размещения субъекта (Р), подлежащего досмотру, рамку (30), расположенную внутри кабины (10), при этом в рамке имеется полая часть (32), множество датчиков (31), расположенных на рамке (30), причем каждый датчик выполнен с возможностью сбора информации из полой части (32) и формирования сигналов, представляющих указанную информацию, привод (20) для перемещения рамки (30) внутри кабины (10), причем движение полой части (32) при перемещении рамки (30) определяет область (33) действия рамки, при этом указанная зона анализа является частью области действия рамки, устройство (60) обработки для анализа сигналов, сформированных каждым из множества датчиков (31), и для обнаружения, на основе указанных сигналов, возможного присутствия искомых предметов в зоне (16) анализа. Технический результат: обеспечение возможности вести досмотр людей с использованием одновременно множества датчиков при наиболее эффективной геометрии их расположения, минимизируя расстояние между датчиками и поверхностью тела человека, а также обеспечение возможности обнаружения местонахождения искомого предмета на человеке, не получая при этом изображения его/ее контура в обнаженном виде. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 10 ил.

Использование: для контроля человеческого тела посредством волн миллиметрового диапазона. Сущность изобретения заключается в том, что устройство обнаружения миллиметровых волн включает в себя оптические устройства (30, 50, 60), используемые для приема излучения миллиметровых волн от обнаруживаемого объекта и сбора принимаемых миллиметровых волн; радиометрическое приемное устройство (80), используемое для приема энергии собранных миллиметровых волн и преобразования энергии миллиметровых волн в электрический сигнал; и устройство формирования изображения, используемое для формирования температурного изображения обнаруживаемого объекта в соответствии с электрическим сигналом. Технический результат: обеспечение возможности безопасного контроля человека посредством устройства, имеющего простую и компактную конструкцию. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и электроники и может быть использовано для измерения электрофизических параметров материалов. Технический результат заключается в повышении разрешающей способности до порядка 1 микрометра, а также повышении чувствительности до уровня, достаточного для определения параметров материалов с диэлектрической проницаемостью в диапазоне 1.5÷400 и проводимостью в диапазоне 2·10-2 Oм-1·м-1÷107 Ом-1·м-1.Заявленное устройство содержит СВЧ-генератор с подключенным к нему прямоугольным волноводом, имеющим измерительное устройство с волноводной резонансной системой в качестве оконечного устройства, причем оконечное устройство содержит емкостную металлическую диафрагму, согласно решению на емкостную металлическую диафрагму наложен плоскопараллельный образец диэлектрика с площадью, равной площади фланца волновода, а на образец диэлектрика наложен зонд в виде металлической проволоки с длиной от 12 до 20 мм и диаметром от 0,1 до 0,5 мм с заостренным концом, изогнутым под прямым углом, отрезок зонда большей длины расположен на диэлектрической пластине перпендикулярно щели в диафрагме, отрезок зонда с заостренным концом меньшей длины перпендикулярен плоскости образца диэлектрика, при этом толщина плоскопараллельного образца диэлектрика t выбрана из условия t ε 〈 〈 λ в , где λв - длина волны основного типа в волноводе, ε - диэлектрическая проницаемость пластины. 3 ил., 1 прим. .

Настоящее изобретение относится к детектору микроволнового излучения для измерения внутренней температуры образца белковосодержащего вещества, например мяса. Заявлено устройство тепловой обработки, предназначенное для тепловой обработки белковосодержащих пищевых продуктов (3) и включающее детектор (1) микроволнового излучения для измерения внутренней температуры белковосодержащего пищевого продукта (3), средство перемещения для транспортировки продуктов (3) через устройство в направлении перемещения (y-направление), так что продукты (3) проходят под неподвижным детектором (1), и средства воздействия на тепловую обработку, управляемые по сигналу детектора (1). Детектор (1) имеет чувствительную поверхность размером 0,1-180 мм2, воспринимающую микроволновое излучение, испускаемое продуктом, и обращенную к средству перемещения. Детектор способен измерять внутреннюю температуру продукта на длине измерения, которая меньше протяженности продукта в горизонтальном направлении (x-направление), перпендикулярном направлению перемещения (y-направление). Технический результат - повышение точности получаемых данных. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх