თემა: რადიოტალღის ტიპის არადესტრუქციული ტესტირება

რადიოტალღის მეთოდიარადესტრუქციული ტესტირება ემყარება ტესტის ობიექტთან ურთიერთქმედების რადიო დიაპაზონის ელექტრომაგნიტური ტალღების პარამეტრებში ცვლილებების ჩაწერას. ჩვეულებრივ, გამოიყენება ულტრა მაღალი სიხშირის (მიკროტალღური) ტალღები, რომელთა სიგრძეა 1 მმ-დან 100 მმ-მდე. ისინი აკონტროლებენ მასალებისგან დამზადებულ პროდუქტებს, სადაც რადიოტალღები არ არის ძალიან შესუსტებული: დიელექტრიკები (პლასტიკა, კერამიკა, მინაბოჭკოვანი), მაგნიტოდიელექტრიკა (ფერიტები), ნახევარგამტარები, თხელკედლიანი ლითონის საგნები.

ურთიერთქმედების ბუნებითკარგი განასხვავებენ მეთოდებს გადაცემული, არეკლილი, გაფანტული გამოსხივება და რეზონანსული.

თუ კონტროლირებადი რაოდენობა პირდაპირ კავშირშია არეკლილი, გადაცემული ან გაფანტული გამოსხივების ველის სიძლიერესთან (ძალასთან), გამოიყენება ამპლიტუდის კონტროლის მეთოდი. მეთოდის ტექნიკური განხორციელება მარტივია, მაგრამ ხმაურის დაბალი იმუნიტეტი ზღუდავს მის გამოყენებას. უფრო საიმედო შედეგები მიიღება ფაზის და ამპლიტუდა-ფაზის მეთოდების გამოყენებით,ტალღის ამპლიტუდისა და ფაზის ცვლილებებში შემავალი სასარგებლო ინფორმაციის მოპოვების საფუძველზე.

თუ ობიექტის სისქე აღემატება გამოყენებული საცდელი გამოსხივების ტალღის სიგრძეს, რეკომენდებულია მისი გასაზომად გეომეტრიული ან დროის მეთოდის გამოყენება.. პირველ შემთხვევაში, კონტროლირებადი პარამეტრი ასოცირდება ჩამწერ სიბრტყეში ასახული სხივის პოზიციების გადახრასთან შერჩეულ კოორდინატულ სისტემასთან შედარებით, მეორეში - დროში სიგნალის დაყოვნების ცვლილებასთან.

პოლარიზაციის მეთოდი გამოიყენება თხელფენიანი და ანიზოტროპული მასალების გასაკონტროლებლად., რხევების სიბრტყეში ან პოლარიზაციის ტიპის ცვლილებების ანალიზზე დაყრდნობით OC-სთან რადიაციის ურთიერთქმედების შემდეგ. ტესტირებამდე, მიმღები ანტენა განლაგებულია მანამ, სანამ სიგნალი მის გამომავალზე საცნობარო OC არ გახდება ნულოვანი. შემოწმებული OC-ების სიგნალები ახასიათებს მათი თვისებების გადახრის ხარისხს სტანდარტულისგან.

ჰოლოგრაფიული მეთოდიკარგ შედეგს იძლევა OC-ის შიდა სტრუქტურის მონიტორინგის დროს, თუმცა, მისი ტექნიკის დანერგვის სირთულის გამო, მეთოდს აქვს შეზღუდული გამოყენება.

ყველაზე სრულყოფილი ინფორმაცია მოცემულია მრავალ ელემენტიანი ანტენების გამოყენებით, ვინაიდან ამ შემთხვევაში შესაძლებელია ობიექტის შიდა სტრუქტურის რეპროდუცირება.

ხარვეზის აღმოჩენის გარჩევადობის გასაზრდელად გამოიყენება თვითშედარების მეთოდი. იგი ხორციელდება ემისიისა და მიმღების ორი კომპლექტის გამოყენებით, რაც შეიძლება ახლოს. შედეგად მიღებული სიგნალი განისაზღვრება თითოეული არხის მიმღებიდან სიგნალების ამპლიტუდებისა და ფაზების სხვაობით. დეფექტის არსებობა იწვევს ერთ არხში ტალღის გავრცელების პირობების ცვლილებას და განსხვავების სიგნალის გამოჩენას. რადიოტალღის ხარვეზის დეტექტორის საკონტროლო ზონაში დეფექტის პერიოდული გავლისას სიგნალის ცვლილებების დინამიკის ანალიზი შესაძლებელს ხდის მისი მგრძნობელობის ზღურბლის შემცირებას.

რეზონანსული მეთოდირადიოტალღების მონიტორინგი ემყარება OC-ის შეყვანას რეზონატორში, ტალღის გამტარში ან გრძელ ხაზში და ელექტრომაგნიტური სისტემის პარამეტრებში ცვლილებების ჩაწერას (რეზონანსული სიხშირე, ხარისხის ფაქტორი, აღგზნებული ტიპის რხევების რაოდენობა და ა.შ.). ეს მეთოდი აკონტროლებს ზომებს, ელექტრომაგნიტურ თვისებებს, დეფორმაციებს და სხვა პარამეტრებს. რეზონანსული მეთოდი წარმატებით გამოიყენება ავზებში სითხეების დონის და სხვადასხვა ობიექტების მოძრაობის პარამეტრების გასაკონტროლებლად.

რადიოტალღების ტესტირება გამოიყენება არადესტრუქციული ტესტირების ყველა ტიპიური პრობლემის გადასაჭრელად: სისქის საზომი, ხარვეზის გამოვლენა, სტრუქტუროსკოპია და ინტროსკოპია (შიდა სტრუქტურის კონტროლი). ამ შემთხვევაში გამოყენებული აღჭურვილობა, როგორც წესი, აგებულია სტანდარტული ან მოდერნიზებული მიკროტალღური ელემენტების საფუძველზე. კონკრეტული პრობლემის გადასაჭრელად სპეციალური ელემენტი შეიძლება იყოს გამოსხივების წყარო ან მიმღები, ასევე ობიექტის მიმაგრებისა და გადაადგილების მოწყობილობა.

რადიოტალღების მონიტორინგის სხვა მახასიათებლებს შორის ოპტიკურ და რადიაციულ მონიტორინგთან შედარებით, უნდა აღინიშნოს წინაღობის მეთოდის გამოყენება სიგნალის პარამეტრების გამოსათვლელად და გამოსხივების ტალღის სიგრძის თანაზომადობა რადიოტალღის ბილიკის ზომებთან "რადიაციული წყარო - კონტროლის ობიექტი. - რადიაციული მიმღები”.

მიკროტალღური გამოსხივება მიეკუთვნება რადიოტალღების სფეროს, რომელიც მათი აღმოჩენის დღიდან გამოიყენებოდა ინფორმაციის გადასაცემად. მიკროტალღური ტალღების გამოყენება NDT მიზნებისთვის მოითხოვდა საცდელ ობიექტთან მათი ურთიერთქმედების თეორიის შექმნას.

რადიოტალღების არა-დესტრუქციული ტესტირების საშუალებები არის სენსორები მგრძნობიარე ელემენტით, რომელშიც კონტროლირებადი რაოდენობა გარდაიქმნება ინფორმაციულ პარამეტრად; მიკროტალღური გენერატორები - ელექტრომაგნიტური რხევების წყაროები; მეორადი კონვერტორები შექმნილია სარეგისტრაციო და საკონტროლო სიგნალების გენერირებისთვის.

მოწყობილობების კლასიფიკაცია. რადიოტალღების მონიტორინგის მოწყობილობები შეიძლება კლასიფიცირდეს სხვადასხვა კრიტერიუმების მიხედვით.

ინფორმაციული პარამეტრის მიხედვით, მოწყობილობები გამოირჩევა:

- დიაპაზონი;

- ფაზა;

– ამპლიტუდა-ფაზა;

- პოლარიზება;

- რეზონანსული;

- რადიალური;

- სიხშირე;

– ტრანსფორმაციული (ტალღის ტიპი);

- სპექტრალური.

მიკროტალღური ენერგიის მიმღების და ემიტერის განლაგების მიხედვით კონტროლირებადთან შედარებით

ნიმუშები შეიძლება იყოს:

– გადასასვლელად (ორმხრივი წვდომა);

– რეფლექსიისთვის (ცალმხრივი წვდომა);

- კომბინირებული.

გამოირჩევა სიგნალის წარმოქმნის შემდეგი ფორმები:

- ანალოგი;

- დიფრაქცია;

- ოპტიკური.

ამ ტიპის კონტროლის გამოყენებისას, შესწავლილ პროდუქტებში დეფექტების არსებობა იწვევს ელექტრომაგნიტური ველის დამატებით ასახვას, რაც ცვლის ჩარევის სქემას და იწვევს ენერგიის დამატებით დანაკარგებს. ეს მეთოდი გამოიყენება დიელექტრიკების ხარვეზების აღმოსაჩენად, აგრეთვე გამტარ სხეულების ზედაპირის მდგომარეობის შესასწავლად.

მიკროტალღური მეთოდის მინუსიარის ამ მეთოდის განმახორციელებელი მოწყობილობების შედარებით დაბალი გარჩევადობა, მეტალებში რადიოტალღების შეღწევის არაღრმა სიღრმის გამო.

ბელორუსის რესპუბლიკის განათლების სამინისტრო

ბელორუსის სახელმწიფო ინფორმატიკის უნივერსიტეტი და

რადიო ელექტრონიკა

რეაქციის დეპარტამენტი

”რადიოტალღური და რადიაციული მეთოდები RESI მონიტორინგისთვის. ელექტრონული მიკროსკოპის მეთოდები"

მინსკი, 2008 წ

რადიოტალღის მეთოდი

რადიოტალღური მეთოდები ეფუძნება ელექტრომაგნიტური ველის ურთიერთქმედებას ტალღის სიგრძის დიაპაზონში 1-დან 100 მმ-მდე ტესტის ობიექტთან, ველის პარამეტრების ელექტრო სიგნალის პარამეტრებად გადაქცევას და ჩამწერ მოწყობილობაზე ან ინფორმაციის დამუშავების საშუალებებზე გადაცემას.

პირველადი ინფორმაციული პარამეტრიდან გამომდინარე, განასხვავებენ მიკროტალღურ მეთოდებს: ამპლიტუდა, ფაზა, ამპლიტუდა-ფაზა, გეომეტრიული, დრო, სპექტრული, პოლარიზაცია, ჰოლოგრაფიული. რადიოტალღური არადესტრუქციული ტესტირების მიკროტალღური მეთოდების გამოყენების სფერო მოცემულია ცხრილში 1 და GOST 23480-79.

არადესტრუქციული ტესტირების რადიოტალღური მეთოდები

შენიშვნა: λ – ტალღის სიგრძე კონტროლირებად ობიექტში; L - ანტენის გახსნის ზომა ტალღის მიმართულებით.

მიკროტალღური მეთოდების გამოყენების აუცილებელი პირობაა შემდეგი მოთხოვნების დაცვა:

კონტროლირებადი ობიექტის უმცირესი ზომის (სისქის გარდა) თანაფარდობა გადამყვანის ანტენის დიაფრაგმის ყველაზე დიდ ზომასთან უნდა იყოს მინიმუმ ერთიანობა;

მინიმალურად შესამჩნევი დეფექტების ყველაზე მცირე ზომა უნდა იყოს მინიმუმ სამჯერ მეტი, ვიდრე კონტროლირებადი ობიექტების ზედაპირის უხეშობა;

ასახული (გაფანტული) გამოსხივების სპექტრის რეზონანსული სიხშირეები ან ობიექტის მასალების მაგნიტური ველის სიძლიერე და დეფექტი უნდა განსხვავდებოდეს, რაც განისაზღვრება კონკრეტული ტიპის ჩამწერი მოწყობილობების არჩევით.

გადამცემის ანტენების ადგილმდებარეობის ვარიანტები ტესტის ობიექტთან მიმართებაში მოცემულია ცხრილში 1.

ამ ტიპის კონტროლის მეთოდები შესაძლებელს ხდის სისქის დადგენას და შიდა და ზედაპირული დეფექტების გამოვლენას ძირითადად არალითონური მასალებისგან დამზადებულ პროდუქტებში. რადიოტალღის ხარვეზის გამოვლენა შესაძლებელს ხდის ლითონის სუბსტრატზე დიელექტრიკული საფარის სისქის გაზომვას მაღალი სიზუსტით და პროდუქტიულობით. ამ შემთხვევაში, საცდელი სიგნალის ამპლიტუდა არის ძირითადი ინფორმაციის პარამეტრი. მასალაში გამავალი გამოსხივების ამპლიტუდა მცირდება მრავალი მიზეზის გამო, მათ შორის დეფექტების არსებობის გამო. გარდა ამისა, იცვლება ტალღის სიგრძე და მისი ფაზა.

არსებობს რადიოტალღების ხარვეზის აღმოჩენის მეთოდების სამი ჯგუფი: გადაცემა, ასახვა და გაფანტვა.

რადიოტალღური მეთოდის მოწყობილობა ჩვეულებრივ შეიცავს გენერატორს, რომელიც მუშაობს უწყვეტ ან პულსირებულ რეჟიმში, საყვირის ანტენებს, რომლებიც შექმნილია პროდუქტში ენერგიის შესატანად და გადაცემული ან ასახული ტალღების მისაღებად, მიღებული სიგნალების გამაძლიერებელს და მოწყობილობებს ბრძანების სიგნალების გენერირებისთვის, რომლებიც აკონტროლებენ სხვადასხვა ტიპის სიგნალებს. მექანიზმები.

ფოლგის დიელექტრიკის ტესტირებისას, შესამოწმებელი ნიმუშის ზედაპირი სკანირებულია მიკროტალღების მიმართული სხივით ტალღის სიგრძით 2 მმ.

მიკროტალღების გამოყენებული პარამეტრიდან გამომდინარე, ხარვეზის დეტექტორები იყოფა ფაზად, ამპლიტუდა-ფაზად, გეომეტრიულ და პოლარიზაციად.

ტალღის ამპლიტუდასთან შედარებით ცვლილება იზომება საცნობარო პროდუქტზე. ამპლიტუდის ხარვეზის დეტექტორები უმარტივესია დაყენებისა და მუშაობის თვალსაზრისით, მაგრამ ისინი გამოიყენება მხოლოდ საკმარისად დიდი დეფექტების გამოსავლენად, რაც მნიშვნელოვნად მოქმედებს მიღებული სიგნალის დონეზე.

ამპლიტუდა-ფაზის ხარვეზის დეტექტორები შესაძლებელს ხდის აღმოაჩინოს დეფექტები, რომლებიც ცვლის როგორც ტალღის ამპლიტუდას, ასევე მის ფაზას. ასეთი ხარვეზების დეტექტორებს შეუძლიათ მიაწოდონ საკმაოდ სრული ინფორმაცია, მაგალითად, ფოლგის დიელექტრიკული ბლანკების ხარისხის შესახებ, რომლებიც განკუთვნილია მრავალშრიანი დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფების ინდივიდუალური ფენების დასამზადებლად.

პოლარიზაციის ხარვეზის დეტექტორები აღრიცხავენ ცვლილებებს ტალღის პოლარიზაციის სიბრტყეში სხვადასხვა არაჰომოგენურობასთან მისი ურთიერთქმედების დროს. ეს ხარვეზების დეტექტორები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა მასალის ფარული დეფექტების გამოსავლენად, მაგალითად, დიელექტრიკული ანისოტროპიისა და დიელექტრიკულ მასალებში შიდა სტრესების შესასწავლად.

რადიაციული მეთოდები

არადესტრუქციული ტესტირების რადიაციული მეთოდები ნიშნავს არადესტრუქციული ტესტირების ტიპს, რომელიც დაფუძნებულია კონტროლირებად ობიექტთან ურთიერთქმედების შემდეგ შეღწევადი მაიონებელი გამოსხივების რეგისტრაციასა და ანალიზზე. რადიაციული მეთოდები ემყარება ობიექტის შესახებ ხარვეზის გამოვლენის ინფორმაციის მიღებას მაიონებელი გამოსხივების გამოყენებით, რომლის გავლას ნივთიერების მეშვეობით თან ახლავს ატომების და გარემოს მოლეკულების იონიზაცია. შემოწმების შედეგები განისაზღვრება გამოყენებული მაიონებელი გამოსხივების ბუნებითა და თვისებებით, შესამოწმებელი პროდუქციის ფიზიკური და ქიმიური მახასიათებლებით, დეტექტორის (ჩამწერის) ტიპისა და თვისებების, შემოწმების ტექნოლოგიისა და ხარვეზების დეტექტორების კვალიფიკაციის მიხედვით.

არადესტრუქციული ტესტირების რადიაციული მეთოდები შექმნილია კონტროლირებადი ობიექტების მასალაში მიკროსკოპული შეფერხებების გამოსავლენად, რომლებიც წარმოიქმნება მათი დამზადების დროს (ბზარები, ოვალები, ჩანართები, ღრუები და ა.შ.).

რადიაციული MNC-ების კლასიფიკაცია წარმოდგენილია ნახ. 1-ში.

ელექტრონული მიკროსკოპის (EM) მეთოდები

ელექტრონული მიკროსკოპია ეფუძნება ელექტრონების ურთიერთქმედებას 0,5 - 50 კევ ენერგიით მატერიასთან, ხოლო ისინი განიცდიან ელასტიურ და არაელასტიურ შეჯახებას.

მოდით განვიხილოთ ელექტრონების გამოყენების ძირითადი გზები თხელი ფენიანი სტრუქტურების მონიტორინგისას (იხ. სურ. 2).

ცხრილი 1 -

გადამცემი ანტენების განლაგება ტესტის ობიექტთან მიმართებაში.

აღნიშვნები: - გადამცემის ანტენა;

ჩატვირთვა.

1 – მიკროტალღური გენერატორი; 2 – კონტროლის ობიექტი; 3 – მიკროტალღური მიმღები; 4 – ობიექტივი (კვაზი) ბრტყელი ტალღის ფრონტის შესაქმნელად; 5 – ობიექტივი რადიო გამოსახულების ფორმირებისთვის; 6 – ხიდის სქემების საცნობარო (საცნობარო) მკლავი.

შენიშვნა: ნებადართულია გადამყვანის ანტენის განლაგების კომბინაციების გამოყენება სატესტო ობიექტთან მიმართებაში.

სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპია (SEM). ელექტრონების ფოკუსირებული სხივი 1 (ნახ. 2) დიამეტრით 2-10 ნმ, გადახრის სისტემის 2 გამოყენებით, მოძრაობს ნიმუშის ზედაპირის გასწვრივ (დიელექტრიკული ფილმი Z1 ან ნახევარგამტარი Z-11.) ამ სხივთან სინქრონულად, ელექტრონული სხივი მოძრაობს კათოდური სხივის მილის ეკრანის გასწვრივ. ელექტრონული სხივის ინტენსივობა მოდელირებულია ნიმუშიდან მომდინარე სიგნალით. ელექტრონული სხივის ხაზისა და ჩარჩოს სკანირება საშუალებას გაძლევთ დააკვირდეთ შესწავლილი ნიმუშის გარკვეულ არეალს CRT ეკრანზე. მეორადი და ამრეკლავი ელექტრონები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მოდულატორული სიგნალი.

სურათი 1 - რადიაციული მეთოდების კლასიფიკაცია

სურათი 2 - სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპის ოპერაციული რეჟიმები

ა) კონტრასტი გადაცემულ ელექტრონებში; ბ) კონტრასტი მეორად და ასახულ ელექტრონებში; გ) კონტრასტი ინდუცირებულ დენში (Z11 - პირობითად აღებული მოწყობილობის გარეთ). 1 - ფოკუსირებული სხივი; 2 – გადახრის სისტემა; 3 – კვლევის ობიექტი – დიელექტრიკული ფირი; 4 - მეორადი და არეკლილი ელექტრონების დეტექტორი; 5 - გამაძლიერებელი; 6 - სკანირების გენერატორი; 7 - CRT; 8 - დეტექტორის ბადე; 9 - ასახული ელექტრონები; 10 - მეორადი ელექტრონები.

გადამცემი ელექტრონული მიკროსკოპია (TEM) ეფუძნება ნივთიერების ატომებთან ურთიერთქმედების ელექტრონების შეწოვას და დიფრაქციას. ამ შემთხვევაში, ფილმის საშუალებით გადაცემული სიგნალი ამოღებულია Z1 ნიმუშთან სერიულად დაკავშირებული რეზისტორიდან. ეკრანზე გამოსახულების მისაღებად, ნიმუშის უკან მოთავსებულია ძლიერი ლინზები. ნიმუშის გვერდები უნდა იყოს სიბრტყე-პარალელური და სუფთა. ნიმუშის სისქე უნდა იყოს გაცილებით ნაკლები, ვიდრე ელექტრონის საშუალო თავისუფალი გზა და უნდა იყოს 10.. 100 ნმ.

TEM საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ: დისლოკაციების ფორმები და ზომები, ნიმუშების სისქე და ფილმების პროფილი. ამჟამად არის PE მიკროსკოპები 3 მევ-მდე.

სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპია (SEM).

გამოსახულება იქმნება როგორც მეორადი ელექტრონების, ასევე არეკლილი ელექტრონების გამო (ნახ. 2). მეორადი ელექტრონები შესაძლებელს ხდის ნიმუშის ქიმიური შემადგენლობის დადგენას, ხოლო ასახული ელექტრონები განსაზღვრავენ მისი ზედაპირის მორფოლოგიას. 50 ვ-იანი უარყოფითი პოტენციალის გამოყენებისას, დაბალი ენერგიის მეორადი ელექტრონები იბლოკება და ეკრანზე გამოსახულება კონტრასტული ხდება, რადგან დეტექტორთან უარყოფითი კუთხით მდებარე სახეები საერთოდ არ ჩანს. თუ დადებითი პოტენციალი (+250 V) გამოიყენება დეტექტორის ბადეზე, მეორადი ელექტრონები გროვდება მთელი ნიმუშის ზედაპირიდან, რაც არბილებს გამოსახულების კონტრასტს. მეთოდი საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ინფორმაცია:

შესასწავლი ზედაპირის ტოპოლოგია;

გეომეტრიული რელიეფი;

შესასწავლი ზედაპირის სტრუქტურა;

მეორადი ემისიის ფაქტორი;

გამტარობის ცვლილებების შესახებ;

პოტენციური ბარიერების ადგილმდებარეობისა და სიმაღლის შესახებ;

ზედაპირზე და ზედაპირზე პოტენციალის განაწილებისას (ელექტრონებით დასხივებისას ზედაპირზე მუხტის გამო), როდესაც სკანირების სხივი ხვდება ნახევარგამტარული მოწყობილობების ზედაპირს, მასში წარმოიქმნება დენები და ძაბვები, რომლებიც ცვლის მეორადი ტრაექტორიებს. ელექტრონები. პოზიტიური პოტენციალის მქონე IC ელემენტები უფრო ბნელი ჩანს ქვედა პოტენციალის მქონე უბნებთან შედარებით. ეს განპირობებულია ნიმუშის დადებითი პოტენციალის მქონე უბნების ზემოთ შენელებული ველების არსებობით, რაც იწვევს მეორადი ელექტრონების სიგნალის შემცირებას. პოტენციური კონტრასტის გაზომვები იძლევა მხოლოდ ხარისხობრივ შედეგებს იმის გამო, რომ შეფერხების ველები დამოკიდებულია არა მხოლოდ ლაქის გეომეტრიასა და ძაბვაზე, არამედ ძაბვის განაწილებაზე ნიმუშის მთელ ზედაპირზე;

მეორადი ელექტრონების სიჩქარის დიდი გავრცელება;

პოტენციური კონტრასტი თავსდება ტოპოგრაფიულ კონტრასტზე და კონტრასტზე, რომელიც დაკავშირებულია ნიმუშის მასალის შემადგენლობის ჰეტეროგენურობასთან.

ინდუცირებული რეჟიმი (ინდუცირებული ელექტრონული სხივის დენი).

მაღალი ენერგიის მქონე ელექტრონული სხივი ორიენტირებულია მიკროსქემის მცირე არეალზე და შეაღწევს მისი სტრუქტურის რამდენიმე ფენას, რის შედეგადაც ნახევარგამტარში წარმოიქმნება ელექტრონული ხვრელის წყვილი. ნიმუშის შეერთების დიაგრამა ნაჩვენებია (ნახ. 2, გ). IC-ზე გამოყენებული შესაბამისი გარე ძაბვების დროს, იზომება ახლად დაბადებული მუხტის მატარებლების მიერ გამოწვეული დენები. ეს მეთოდი საშუალებას გაძლევთ:

განსაზღვრეთ p-n შეერთების პერიმეტრი. პერიმეტრის ფორმა გავლენას ახდენს ავარიის ძაბვაზე და გაჟონვის დენებზე. პირველადი ელექტრონული სხივი (2) (ნახ. 3 და 4) მოძრაობს ნიმუშის ზედაპირის გასწვრივ (1) x მიმართულებით და მოძრაობის მიმართულებიდან გამომდინარე, იცვლება ინდუცირებული დენის მნიშვნელობა pn შეერთებაში. p-n შეერთების ფოტოებიდან შეიძლება დადგინდეს დამახინჯება p-n შეერთების პერიმეტრზე (ნახ. 5).

განსაზღვრეთ p-n შეერთების ლოკალური რღვევის მდებარეობა. როდესაც ავარიის ადგილზე ხდება p-n შეერთების ლოკალური რღვევა, წარმოიქმნება დენის მატარებლების ზვავი გამრავლება (ნახ. 6) თუ ელექტრონების პირველადი სხივი (1) მოხვდება ამ რეგიონში (3), მაშინ ელექტრონულ-ხვრელი. პირველადი ელექტრონების მიერ წარმოქმნილი წყვილი ასევე მრავლდება p-n გადასვლაში, რის შედეგადაც ამ ეტაპზე დაფიქსირდება სიგნალის ზრდა და, შესაბამისად, გამოსახულებაში მსუბუქი ლაქის გამოჩენა. საპირისპირო მიკერძოების შეცვლით pn შეერთებაზე, შეგიძლიათ ამოიცნოთ ავარიის ფორმირების მომენტი, ხოლო სტრუქტურული დეფექტების იდენტიფიცირებით, მაგალითად, შერჩევითი ჭურვის ან TEM გამოყენებით, შეგიძლიათ შეადაროთ ავარიის რეგიონი კონკრეტულ დეფექტს.

სურათი 3 - ელექტრონული სხივის გადაცემის დიაგრამა

სურათი 4 - ბოლო pn შეერთების გამოსახულება მიზანთან

მისი პერიმეტრის განსაზღვრა

1 – ბოლოს p-n შეერთება; 2 – ელექტრონული სხივი;

3 – ელექტრონ-ხვრელების წყვილების წარმოქმნის რეგიონი.

ნახაზი 4 - პლანური pn შეერთების გამოსახულება მიზანთან

მისი პერიმეტრის განსაზღვრა

1 - პლანშეტური p-n შეერთება; 2 - ელექტრონული სხივი;

3 - ელექტრონ-ხვრელების წყვილების წარმოქმნის რეგიონი.

სურათი 5 - პლანშეტური p-n შეერთების პერიმეტრის დამახინჯება ზემოდან

დააკვირდით დეფექტებს. თუ არის დეფექტი (4) p-n შეერთების მიდამოში (ნახ. 6), მაშინ როდესაც ელექტრონების პირველადი სხივი შედის დეფექტის რეგიონში, წარმოქმნილი წყვილის ნაწილი ხელახლა გაერთიანდება დეფექტზე და, შესაბამისად, მატარებლების მცირე რაოდენობა მიაღწევს p-n შეერთების საზღვარს, რაც შეამცირებს დენს გარე წრეში. p-n შეერთების ფოტოზე, ეს უბანი უფრო მუქი გამოჩნდება, ვიდრე დანარჩენი ფონი. p-n შეერთების სიღრმესა და პირველადი ელექტრონების შეღწევას შორის ურთიერთობის შეცვლით, შესაძლებელია სხვადასხვა სიღრმეზე მდებარე დეფექტების ელექტრული აქტივობის გამოკვლევა. დეფექტებზე დაკვირვება შეიძლება განხორციელდეს pn შეერთების უკუ და წინ მიკერძოებულზე.

Auger ელექტრონული სპექტროსკოპია (EOS).

იგი შედგება ელექტრონული სხივის ზემოქმედების დროს ზედაპირის ატომების მიერ გამოსხივებული ელექტრონების სპექტრის მიღებასა და ანალიზს. ასეთი სპექტრები ატარებენ ინფორმაციას:

ზედაპირული ფენების ატომების ქიმიურ (ელემენტურ) შემადგენლობასა და მდგომარეობაზე;

მატერიის კრისტალურ სტრუქტურაზე;

ზედაპირზე და დიფუზიურ ფენებზე მინარევების განაწილებაზე; ინსტალაცია Auger სპექტროსკოპიისთვის შედგება ელექტრონული იარაღისგან, Auger-ის ელექტრონული ენერგიის ანალიზატორისგან, ჩამწერი მოწყობილობისა და ვაკუუმის სისტემისგან.

სურათი 6 - პლანშეტური p-n შეერთების გამოსახულება ავარიის დადგენისა და დეფექტის დასადგენად.

1 – ელექტრონული სხივი; 2 – პლანური pn შეერთება; 3 – ლითონის მინარევები; 4 - დეფექტი.

ელექტრონული იარაღი ამახვილებს ელექტრო სხივს ნიმუშზე და სკანირებს მას. სხივის დიამეტრი ინსტალაციებში ლოკალური აუგერის ანალიზით არის 0,07... 1 μm. პირველადი ელექტრონების ენერგია მერყეობს 0,5... 30 კევ-ის ფარგლებში. Auger-ის სპექტროსკოპიის დანადგარებში, ჩვეულებრივ გამოიყენება ცილინდრული სარკის ტიპის ანალიზატორი, როგორც ენერგიის ანალიზატორი.

ჩამწერი მოწყობილობა, ორკოორდინატიანი ჩამწერის გამოყენებით, აღრიცხავს დამოკიდებულებას, სადაც: N არის კოლექტორზე მოხვედრილი ელექტრონების რაოდენობა;

E k – აუგერის ელექტრონების კინეტიკური ენერგია.

EOS ინსტალაციის ვაკუუმური სისტემა უნდა უზრუნველყოფდეს წნევას არაუმეტეს 10 7 – 10 8 Pa. უარეს ვაკუუმებში, ნარჩენი აირები ურთიერთქმედებენ ნიმუშის ზედაპირთან და ამახინჯებენ ანალიზს.

შიდა EOS ინსტალაციებიდან უნდა აღინიშნოს რასტრული Auger სპექტრომეტრი 09 IOS - 10 - 005. მისი Auger ლოკალიზაცია რასტრულ რეჟიმში არის 10 μm.

(ნახ. 7) ნაჩვენებია დაბინძურებული GaAs ზედაპირის Auger-ის სპექტრი, საიდანაც ირკვევა, რომ GaAs-ის ძირითად სპექტრებთან ერთად ფილმში არის მინარევების ატომები S, O და C. აუგერის ელექტრონების ენერგიების ჩაწერით. ატომების მიერ მათი აგზნების დროს გამოსხივებული და მათი შედარებისას, ცხრილის მნიშვნელობები განსაზღვრავს ატომების ქიმიურ ბუნებას, საიდანაც გამოიცა ეს ელექტრონები.

ნახაზი 7 - დაბინძურებული GaAs ზედაპირის შუილის სპექტრი

შენიშვნა: მეთოდმა მიიღო სახელი ფრანგი ფიზიკოსის პიერ ოჟერისგან, რომელმაც 1925 წელს აღმოაჩინა ნივთიერების ატომების მიერ ელექტრონების ემისიის ეფექტი რენტგენის კვანტებით მათი შიდა დონის აგზნების შედეგად. ამ ელექტრონებს უწოდებენ აუგერის ელექტრონებს.

ემისიის ელექტრონული მიკროსკოპია (EEM).

სპეციალურ პირობებში ნიმუშის ზედაპირს შეუძლია ელექტრონების გამოსხივება, ე.ი. მოქმედებს როგორც კათოდი: როდესაც ზედაპირზე ვრცელდება ძლიერი ელექტრული ველი (ველის ემისია) ან როდესაც ზედაპირი იბომბება ნაწილაკებით.

ემისიის მიკროსკოპში, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 8, ნიმუშის ზედაპირი არის სისტემის ელექტროდი, რომელიც ანოდთან ერთად ქმნის ელექტრონულ ლინზას.

EEM-ის გამოყენება შესაძლებელია მასალებისთვის, რომლებსაც აქვთ დაბალი სამუშაო ფუნქცია. შესწავლილი პროდუქტი, როგორც იქნა, EEM-ის ელექტრო-ოპტიკური სისტემის განუყოფელი ნაწილია და ეს არის მისი ფუნდამენტური განსხვავება SEM-ისგან.

EEM გამოიყენება მიკროველების ვიზუალიზაციისთვის. თუ pn შეერთება (1) (ნახ. 9) მოთავსებულია ერთგვაროვან ელექტრულ ველში (2) და მასზე გამოიყენება ბლოკირების ძაბვა, მაშინ pn შეერთების (3) მიერ შექმნილი ველი (მაღალი გაჟონვის დენებისაგან) მოხრილდება. ძირითადი ველის ხაზები.

ხაზების გამრუდება საშუალებას იძლევა განისაზღვროს პოტენციალის განაწილება ნიმუშის ზედაპირზე.

ელექტრონის არეკვლის სპექტროსკოპია (ERS).

EOS-ში დაკვირვებული ნიმუშის ზედაპირი შენარჩუნებულია ისეთ პოტენციალზე, რომ დასხივებული ელექტრონების მთელი ან უმეტესი ნაწილი არ აღწევს ნიმუშის ზედაპირს.

მისი მოქმედების პრინციპი ნაჩვენებია ნახ. 10. კოლიმირებული ელექტრონული სხივი მიმართულია ნიმუშის მასზე პერპენდიკულარულ ზედაპირზე. ელექტრონები,

სურათი 8 - ემისიის მიკროსკოპის მუშაობის პრინციპი

სურათი 9 - p-n კავშირის ვიზუალიზაცია EEM-ის გამოყენებით

P-n კვანძი დაკავშირებულია საპირისპირო მიმართულებით; - ელექტრონული

pn შეერთების ველის ტრაექტორიები.

ლინზები, რომლებიც დაფრინავენ ბოლო დიაფრაგზე, სწრაფად ანელებენ და ბრუნდებიან უკან იმ წერტილში, რომელიც განისაზღვრება ნიმუშის ზედაპირის პოტენციალით კათოდთან და ნიმუშის ზედაპირზე ელექტრული ველის სიძლიერით. მობრუნების შემდეგ, ელექტრონები კვლავ აჩქარდებიან, ლინზების მეშვეობით მიფრინავენ და გაფართოებული გამოსახულება პროეცირდება კათოდოლუმინესცენტურ ეკრანზე. დამატებითი გადიდების მიღება შესაძლებელია სუსტ მაგნიტურ ველში შემომავალი სხივისგან გამავალი სხივის გამოყოფით და გამავალი სხივის გზაზე დამატებითი გამადიდებელი ლინზების გამოყენებით.

კონტრასტი გამომავალ სხივში განისაზღვრება ზედაპირის ტოპოლოგიით და მასზე ელექტრული პოტენციალის და მაგნიტური ველების ცვლილებებით.

ნიმუშის ძაბვა

ნახაზი 10 - ელექტრონული არეკვლის მიკროსკოპის მუშაობის პრინციპი

ლიტერატურა

1. გლუდკინი ო.პ. RES და EVS ტესტირების მეთოდები და მოწყობილობები. – მ.: უმაღლესი. სკოლა., 2001 – 335 გვ.

2. რადიოელექტრონული, ელექტრონული კომპიუტერული ტექნიკისა და საცდელი მოწყობილობების ტესტირება / რედ. A.I. Korobova M.: რადიო და კომუნიკაციები, 2002 - 272 გვ.

3. მლიცკი ვ.დ., ბეგლარია ვ.ხ., დუბიცკი ლ.გ. მოწყობილობებისა და საზომი ხელსაწყოების ტესტირება გარე ფაქტორების ზემოქმედებისთვის. M.: მექანიკური ინჟინერია, 2003 – 567 გვ.

4. ბელორუსის რესპუბლიკის ეროვნული სერტიფიცირების სისტემა. Mn.: Gosstandart, 2007 წ

5. Fedorov V., Sergeev N., Kondrashin A. კონტროლი და ტესტირება რადიოელექტრონული აღჭურვილობის დიზაინსა და წარმოებაში - ტექნოსფერო, 2005 წ. - 504 გვ.

პროდუქტის მასალასთან ურთიერთობისას იცვლება მიკრორადიოტალღების ისეთი პარამეტრები, როგორიცაა გადაცემის და ასახვის კოეფიციენტები, შესუსტება, გაფანტვა, ფაზა, ტიპი და პოლარიზაციის სიბრტყე. ამ რაოდენობების ცვლილებები კონტროლირებად პროდუქტში მიკრორადიოტალღების გავლისას ან მისგან ასახვის დროს ახასიათებს პროდუქტის შიდა მდგომარეობას, კერძოდ, სხვადასხვა დეფექტების არსებობას (დალაგება, ფორიანობა, ბზარები, უცხო ჩანართები, შემკვრელის არათანაბარი განაწილება, სტრუქტურული დაზიანება და ა.შ.). მიკრორადიოტალღური მეთოდის ერთ-ერთი მთავარი მიზანია ამ დეფექტების გამოვლენა პოლიმერულ მასალებში და განსაკუთრებით მასალებში, რომლებიც გაუმჭვირვალეა ხილული ტალღის სიგრძის დიაპაზონისთვის.

ამჟამად, ინდუსტრიაში გამოიყენება სხვადასხვა კონფიგურაციის პოლიმერული მასალებისგან დამზადებული სტრუქტურები. ეს შეიძლება იყოს ბრტყელი ერთ და მრავალ ფენიანი ფილები, ცილინდრული და სფერული პროდუქტები, რომლებიც დამზადებულია სხვადასხვა გზით და წებოვანი სახსრები. თითოეული ტიპის პროდუქტისთვის აუცილებელია ტესტირების მეთოდის შერჩევა და ხარვეზის დეტექტორის მუშაობის რეჟიმი.

რადიოტალღური მეთოდები, მიკროტალღური სიგნალის შეყვანისა და მიღების მეთოდის მიხედვით, იყოფა ტალღის გამტარ, რეზონატორად და თავისუფალ სივრცედ. თუმცა, თავისუფალი სივრცის მეთოდები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება არა-დესტრუქციული ტესტირების პრაქტიკაში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ტალღის გამტარი და რეზონატორის მეთოდები მოითხოვს საცდელი პროდუქტის ან ნიმუშის განთავსებას ტალღის გამტარში. ტალღის გამტარის ან რეზონატორების შიდა ღრუს ზომები, განსაკუთრებით მოკლე ტალღის სიგრძეზე, მნიშვნელოვნად ზღუდავს ამ მეთოდებით კონტროლირებად პროდუქტების სპექტრს.

თავისუფალი სივრცის მიკროტალღური რადიოტალღების მეთოდებიდან გამოიყენება ამპლიტუდა, ფაზა, პოლარიზაცია და გაფანტვა. მათი მუშაობის რეჟიმის მიხედვით, ისინი იყოფა "გასასვლელად" და

"რეფლექსიისთვის". მუშაობის რეჟიმის არჩევანი განისაზღვრება პროდუქტის დიზაინითა და კედლების გამჭვირვალობით.

ამპლიტუდის კონტროლის მეთოდი ემყარება პროდუქტში გავლილი ან მისგან ასახული მიკრორადიოტალღების ინტენსივობის ჩაწერას. გაზომილი სიდიდეები ამპლიტუდის კონტროლის მეთოდში არის გადაცემის და ასახვის კოეფიციენტები და შესუსტების ინდექსი. ეს კოეფიციენტები დაკავშირებულია კონტროლირებადი პროდუქტის დიელექტრიკულ მუდმივთან და კედლის სისქესთან.

გადაცემის და ასახვის კოეფიციენტები ნაპოვნია მაქსველის განტოლებიდან ერთ და მრავალშრიანი მედიისთვის ამ განტოლებებში ნორმალური წინაღობის შემოღებით, რაც გაგებულია, როგორც ელექტრული და მაგნიტური ველების ტანგენციალური კომპონენტების თანაფარდობა. იმ შემთხვევისთვის, როდესაც ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორი E პარალელურია განსახილველი საშუალების ინტერფეისის, წინაღობა ტოლია

ხოლო იმ შემთხვევისთვის, როდესაც მაგნიტური ველის სიძლიერის ვექტორი H ინტერფეისის პარალელურია

იდეალურ პირობებში, ტალღის გამტარში დამკვიდრებულია მოგზაურობის ტალღის რეჟიმი, რომელიც ხასიათდება იმით, რომ თუ რომელიმე ელექტრული ველის სიძლიერის მრიცხველი გადაადგილდება ტალღის გასწვრივ, ინდიკატორი მოწყობილობა აჩვენებს იმავე მნიშვნელობას მისი მდებარეობის მიუხედავად.

მაგრამ, როგორც წესი, იდეალური გამრავლების პირობების შექმნა და, შესაბამისად, სრული სურათის შექმნა შეუძლებელია

ველი წარმოიქმნება გენერატორიდან დატვირთვამდე გავრცელებული ტალღების კომბინაციით და საპირისპირო მიმართულებით გავრცელებული ტალღებიდან - ნებისმიერი არაჰომოგენურობიდან გენერატორამდე. ამ შემთხვევაში ტალღის გამტარში მდგარი დგას ტალღის რეჟიმი. ნებისმიერი ტალღის ხაზს ახასიათებს ძაბვის მუდმივი ტალღის კოეფიციენტი (VSWR), რომელიც იდეალურ პირობებში უნდა იყოს 1-ის ტოლი. პრაქტიკაში, ტალღების ხაზები VSWR = 1.02 ... 1.03 ითვლება საკმაოდ კარგად.

მდგარი ტალღების თვისებებსა და დაკვირვებულ ფენომენებსა და არეკვლის გამომწვევი არაერთგვაროვნების მახასიათებლებს შორის კავშირის დამყარების შესაძლებლობას დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს და განხილულია ქვემოთ.

თუ მოწყობილობის მიერ მითითებული მაქსიმალური ძაბვა არის Umax, ხოლო მინიმალური არის Umin, მაშინ მნიშვნელობა, რომელსაც ეწოდება ძაბვის მუდმივი ტალღის თანაფარდობა, უდრის

r-ის მნიშვნელობა შეიძლება გამოისახოს ინციდენტისა და ასახული ტალღების თანაფარდობით:

U pad  U neg

U pad − U neg

ამ განტოლებიდან განსაზღვრულ თანაფარდობას Uref/Ufall ეწოდება ასახვის კოეფიციენტი Г. ზოგადად ეს კოეფიციენტი არის კომპლექსური რიცხვი. r-ის განტოლება შეიძლება დაიწეროს შემდეგი ფორმით:

ძაბვის მუდმივი ტალღის კოეფიციენტის და ასახვის კოეფიციენტის გამოსათვლელად Umax და Umin გაზომვების შედეგების საფუძველზე, არსებობს სპეციალური სახაზავი.

დიდი სიმძლავრის დანაკარგების თავიდან აცილების მიზნით, გენერატორის სტაბილური მუშაობის მისაღწევად და ზუსტი გაზომვის შედეგების მისაღებად, აუცილებელია ტალღების კავშირის ფრთხილად მონიტორინგი.

ფლანგები ძირითადი მოთხოვნები: ტალღების იდენტური ზომები, მათი მაღალი კოაქსიალურობა და ფლანგებს შორის უფსკრულის თავიდან აცილება, თუ მათ არ აქვთ სპეციალური შესატყვისი მოწყობილობები.

ნებისმიერი სიბრტყეში ტალღის გამტარების მოხრის უნარის გამო (მოხრა E ან H სიბრტყეებში)

შესაძლებელია ისეთი მოწყობილობების შექმნა, რომლებიც უზრუნველყოფენ მონიტორინგს ძნელად მისადგომ ადგილებში. მოსახვევების კარგი შესატყვისი ტალღის ბილიკთან, აუცილებელია დამრგვალების რადიუსი

მოხრა იყო ტოლი ან მეტი

2 გ. ეს ასევე ეხება ე.წ. ტალღის წამყვანი -

ნაციონალური ელემენტები, რომლებიც უზრუნველყოფენ პოლარიზაციის სიბრტყის ბრუნვას 45° ან 90°-ით.

გასათვალისწინებელია, რომ ტალღების თითოეული გზა განკუთვნილია ტალღის სიგრძის დიაპაზონისთვის. ამიტომ, შესატყვისი პირობები და მუდმივი ტალღის თანაფარდობა გამოითვლება ტალღის სიგრძის რეგულირებადი დიაპაზონის გათვალისწინებით.

კვლევის ჩასატარებლად ხშირად საჭიროა ანტენის მოწყობილობების გადატანა გარკვეული მანძილით, ბილიკის დარჩენილი ნაწილების პოზიციის შეცვლის გარეშე. ამის მიღწევა შესაძლებელია მოქნილი ტალღების საშუალებით. თუ სანტიმეტრის ტექნოლოგიაში არის მოქნილი გოფრირებული ტალღების გამტარები, მაშინ მილიმეტრიან დიაპაზონში შეგიძლიათ წარმატებით გამოიყენოთ ასოვით მოხრილი ტალღის გრძელი ნაწილი.

მოწყობილობების კლასიფიკაცია. რადიოტალღების მონიტორინგის მოწყობილობები შეიძლება კლასიფიცირდეს სხვადასხვა კრიტერიუმების მიხედვით.

4 ინფორმაციული პარამეტრის მიხედვით, მოწყობილობები გამოირჩევა:

- დიაპაზონი;

- ფაზა;

– ამპლიტუდა-ფაზა;

- პოლარიზება;

- რეზონანსული;

- რადიალური;

- სიხშირე;

– ტრანსფორმაციული (ტალღის ტიპი);

- სპექტრალური.

5 მიკროტალღური ენერგიის მიმღების და ემიტერის განლაგების მიხედვით ტესტის ნიმუშთან შედარებით, შეიძლება იყოს:

– გადასასვლელად (ორმხრივი წვდომა);

– რეფლექსიისთვის (ცალმხრივი წვდომა);

- კომბინირებული.

6 სიგნალის წარმოქმნის შემდეგი ფორმები გამოირჩევა:

- ანალოგი;

- დიფრაქცია;

- ოპტიკური.

მოწყობილობებში ძირითადი ფიზიკური პარამეტრებია ასახვის, გადაცემის, შთანთქმის, გარდატეხის, პოლარიზაციის და გარდაქმნის კოეფიციენტები.

ქვემოთ მოცემულია სხვადასხვა პრინციპზე აგებული მოწყობილობების ძირითადი მახასიათებლები.

ამპლიტუდა-ფაზის მოწყობილობები "გადაცემისთვის". ამ შემთხვევაში, ტესტის ობიექტის შიდა მდგომარეობა განისაზღვრება ნიმუშში გამავალ სიგნალზე გარემოს ზემოქმედებით.

მეთოდის პრინციპული დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 1.7. მეთოდის საფუძველია ორი ანტენის არსებობა (მიმღები და გამოსხივება), რომლებიც მდებარეობს სატესტო ობიექტის მოპირდაპირე მხარეს და, როგორც წესი, ერთმანეთთან კოაქსიალურია.

ძირითადად, არსებობს მოწყობილობების ორი ძირითადი ბლოკ-სქემა, რომლებშიც გამოიყენება „პასის“ მეთოდი (ნახ. 1.8).

მიკროსქემის მუშაობის პრინციპი, რომელშიც ყველა ელემენტი მითითებულია მყარი ხაზით, შემდეგია. მიკროტალღური ენერგია კლისტრონის გენერატორი 2-დან მიეწოდება სარქველის მე-3 ტალღის გამტარს და ატენუატორს

4 გამოსხივების საყვირამდე 5. ენერგია გადის ნიმუშში 10, მიიღება მიმღები ანტენით 6 და საზომი დამამშვიდებელი საშუალებით შედის დეტექტორში 7, რის შემდეგაც სიგნალი ძლიერდება და მიეწოდება ინდიკატორ მოწყობილობას 8.

ბრინჯი. 1.7 სიგნალის ფორმირების სქემატური დიაგრამა "გავლის" წრეში:

l0 – რქის სიგრძე; l1 – მანძილი გამოსხივების რქის კიდიდან პირველ ზედაპირამდე; l2 – მანძილი მეორე ზედაპირიდან მიმღებ რქამდე;

თ – კონტროლირებადი პროდუქტის სისქე; r1,2 – ასახვის კოეფიციენტი პირველი და მეორე საზღვრებიდან; g1,2 – პირველი და მეორე საზღვრების გამჭვირვალობის კოეფიციენტი;

E1 – გამოსხივებული ტალღა; E2 – ტალღა ნიმუშში; E3 - მიღებული ტალღა

ბრინჯი. 1.8 ამპლიტუდა-ფაზის მოწყობილობების ბლოკ-სქემა, რომლებიც მუშაობენ "გავლის" სქემის მიხედვით:

1 – ელექტრომომარაგება; 2 – მიკროტალღური ენერგიის წყარო; 3 - გამყოფი ელემენტი

(ფერიტის სარქველი); 4 – ატენუატორი; 5 - რადიაციული ანტენა;

6 – მიმღები ანტენა; 7 – დეტექტორი; 8 – ინფორმაციის დამუშავების განყოფილება;

9 – ფაზის გადამრთველი; 10 – კონტროლის ობიექტი

ეს სქემა შესაძლებელს ხდის მასალის თვისებების გაკონტროლებას ნიმუშში მიკროტალღური ენერგიის შესუსტების ოდენობით, რომელიც გაზომილია ატენუატორის მასშტაბით, რომლის დახმარებითაც მოწყობილობის ინდიკატორი მოწყობილობის სიგნალის მნიშვნელობა შენარჩუნებულია მუდმივი დონე.

უმეტეს პრაქტიკულ შემთხვევებში, მიღებული სიგნალის სიმძლავრე შეიძლება განისაზღვროს ფორმულის გამოყენებით

სადაც Р0 – გამოსხივებული სიმძლავრე; l = l1 + l2 + l3;

ასახვისა და გადაცემის ფაქტორები.

2  დიელი

– ტალღის ნომერი ნიმუშში; r1, r2, g1, g2 – კოეფიციენტი

წრეს, რომელშიც ზოგიერთი ელემენტი აღინიშნება წერტილოვანი ხაზით, ხშირად უწოდებენ ღია მკლავის ინტერფერომეტრს. ამ სქემაში გადაცემული სიგნალი შედარებულია ამპლიტუდაში და ფაზაში საცნობარო სიგნალთან, რომელიც მიწოდებულია ატენუატორი 4 და ფაზის გადამრთველი 9. ამ სქემას აქვს უფრო მაღალი საინფორმაციო ტევადობა, ვიდრე პირველს, მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში, როდესაც ტესტის ობიექტი დიდია, ის ძნელია განხორციელება.

ანარეკლების გავლენის აღმოსაფხვრელად აუცილებელია ინტერფეისების კოორდინაცია მიმღებ და გადამცემ ანტენებთან, ე.ი. აღმოფხვრა მდგარი ტალღის გამოჩენა.

ამპლიტუდა-ფაზის "არეკვლის" მოწყობილობები. საცდელი ობიექტის შიდა მდგომარეობა განისაზღვრება ნიმუშის დეფექტიდან ან ზედაპირიდან ასახულ სიგნალზე გარემოს ზემოქმედებით.

მეთოდის პრინციპული დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 1.9. მეთოდის საფუძველია მიმღები და გადამცემი ანტენების ცალმხრივი მოწყობა. არსებობს მოწყობილობების ორი ბლოკ-სქემა, რომელიც მუშაობს „რეფლექსიის“ მეთოდით (ნახ. 1.10).

ასეთი სქემების მუშაობის პრინციპი შემდეგია. მიკროტალღური კლისტრონის გენერატორი 2 ენერგეტიკული სარქველის მეშვეობით მიეწოდება რადიაციულ ანტენას 5. ასახული სიგნალი (ჩვეულებრივ, ყველა ასახული სიგნალის ჯამი) ეცემა ან იმავე ანტენაზე (ნახ. 1.10, ა) და დახმარებით. შესაბამისი

ბრინჯი. 1.9 სიგნალის ფორმირების სქემატური დიაგრამა ამპლიტუდა-ფაზის მოწყობილობებში, რომლებიც მუშაობენ "არეკვლის" სქემის მიხედვით:

l0 – რქის სიგრძე; l არის მანძილი ამოჭრილი რქიდან ზედაპირზე;

თ – ნიმუშის სისქე; E1 - მიმღები და გადამცემი ანტენების საკომუნიკაციო სიგნალი;

E2 – პირველი საზღვრიდან ასახული სიგნალი; E3 - ასახული სიგნალი

მეორე საზღვრიდან; E4 - სიგნალი, რომელიც ასახულია დეფექტიდან

ბრინჯი. 1.10 ამპლიტუდა-ფაზის მოწყობილობების ბლოკ-სქემა,

მუშაობა "რეფლექსისთვის":

a – ერთი ზონდის ვერსია; ბ – ორანტენიანი ვერსია: 1 – კვების წყარო;

2 – მიკროტალღური ენერგიის წყარო; 3 – გამყოფი ელემენტი; 4 – გამოსხივებული და მიღებული სიგნალის განცალკევების განყოფილება (ორმაგი ტალღის ტეი, მიმართულების შემწყვილებელი, სლოტი ხიდი და ა.შ.); 5 – ემიტირებული (მიმღები) ანტენა; 6 – დეტექტორი; 7 – ინდიკატორი მოწყობილობა; 8 – კონტროლის ობიექტი

ტალღოვანი ელემენტები მიეწოდება დეტექტორ 6-ს ან სხვა მიმღებ ანტენას 5 (ნახ. 1.10, b), აღმოჩენილია, მუშავდება და მიეწოდება ინდიკატორ მოწყობილობას 7.

მოწყობილობების მთავარი მახასიათებელია გადამცემ და მიმღებ ანტენებს შორის კავშირის არსებობა (E1), რაც განისაზღვრება ანტენების დიზაინით. ერთი ზონდის ვერსიაში კომუნიკაცია არსებობს იმის გამო, რომ გენერატორის ენერგიის ნაწილი შედის დეტექტორის განყოფილებაში შიდა ტალღის ბილიკების გასწვრივ. ორ ზონდიან ვერსიაში კომუნიკაცია შეინიშნება გამოსხივებული ენერგიის ნაწილის მიმღები ანტენის მოხვედრის გამო.

კონსტრუქციული შეერთება არსებითად არის საცნობარო სიგნალი, რომლითაც ემატება ასახული სიგნალი. სხვადასხვა ამოცანებისთვის, ეს კავშირი შეიძლება იყოს სასარგებლო ან შემაფერხებელი. ამრიგად, სიგნალის მხოლოდ დეფექტისგან იზოლირებისთვის, სიგნალის კომპონენტები უნდა გამოირიცხოს. ამ შემთხვევაში, დეფექტის გამოვლენა დამოკიდებულია მხოლოდ მიმღების მგრძნობელობაზე, ხოლო მოწყობილობის კითხვაზე გავლენას არ ახდენს ნიმუშიდან ანტენამდე მანძილის ცვლილება.

ყველა სიგნალის კომპონენტის არსებობის შემთხვევაში, მანძილის სიგნალის ფორმას აქვს გამოხატული ჩარევის ხასიათი, რაც დამოკიდებულია ასახული და საკომუნიკაციო სიგნალების ამპლიტუდასა და ფაზას შორის ურთიერთობაზე. ასახული სიგნალი დამოკიდებულია ემიტირებული ველის სტრუქტურაზე, ტესტის ნიმუშის თვისებებზე და მანძილზე l.

დეფექტური რეგიონის ელექტრომაგნიტური თვისებების განსხვავება დეფექტისგან თავისუფალი რეგიონისგან არის ასახული სიგნალის ამპლიტუდისა და ფაზის ცვლილების მიზეზი. ეს იწვევს ჩარევის ტიპის ცვლილებას

მრუდე. ხარვეზის აღრიცხვის შესაძლებლობას საფუძვლად უდევს ინტენსივობის სხვაობის Δl არსებობა

ანტენის მოცემულ პოზიციაზე (ნიმუშის ზედაპირსა და ანტენას შორის მოცემულ მანძილზე).

გასათვალისწინებელია, რომ ორი ჩარევის მრუდის გადაკვეთის წერტილების შესაბამის წერტილებში ხარვეზის გამოვლენა, ე.ი. შეიძლება არსებობდეს გამოუცნობი ზონები. მათი სიგანე

Δl განისაზღვრება მინიმალური სიგნალის მნიშვნელობით, რომელიც შეიძლება ჩაიწეროს სისტემამ

რეგისტრაცია.

პოლარიზებული მოწყობილობები. საკონტროლო ობიექტის შიდა მდგომარეობა განისაზღვრება სიგნალის პოლარიზაციის ვექტორზე ზემოქმედებით.

მოწყობილობებს შეუძლიათ გამოიყენონ "გადაცემის" და "არეკვლის" სქემები. ფუნდამენტური პოზიცია არის გადამცემი და მიმღები ანტენების პოლარიზაციის სიბრტყეების საწყისი ფარდობითი პოზიცია, როდესაც მიმღებ ანტენაში სიგნალი ნულის ტოლია. მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ არსებობს დეფექტი ან სტრუქტურული არაერთგვაროვნება, რომელიც ცვლის გამოსხივებული სიგნალის პოლარიზაციის სიბრტყეს ან ცვლის პოლარიზაციის ტიპს (სიბრტყე-პარალელურიდან ელიფსურ ან წრიულში), სიგნალი ჩნდება მიმღებ ანტენაში.

გასათვალისწინებელია, რომ მედიას შეუძლია გავლენა მოახდინოს პოლარიზაციის სიბრტყის ბრუნვის მიმართულებაზე (მარცხნივ და მარჯვნივ), რაც ასევე შეიძლება იყოს ინფორმაციული პარამეტრი.

რეზონანსული მოწყობილობები. ამ შემთხვევაში, ტესტის ობიექტის შიდა მდგომარეობა განისაზღვრება გარემოს გავლენით ისეთი რეზონანსული პარამეტრების ცვლილებებზე, როგორიცაა ხარისხის ფაქტორი Q, რეზონანსული სიხშირის ცვლა ფრესები და ველის განაწილება რეზონატორში.

ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ცილინდრული რეზონატორი, რომელიც აღგზნებულია H01 ტიპის ტალღით

ასეთი რეზონატორის უპირატესობა არის საკმარისად დიდი დიამეტრის ნიმუშების გამოყენების შესაძლებლობა და მისი რესტრუქტურიზაცია მოძრავი დგუშის, განსაკუთრებით უკონტაქტო.

ინსტრუმენტული ტალღის კონვერტაცია. მეთოდი ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ უფრო მაღალი ტიპის ტალღა დეფექტის (არაჰომოგენურობის) შეხვედრისას „გადაგვარდება“, ე.ი. გარდაიქმნება ფუნდამენტურ ტალღად, რომელიც გადის შესაბამის ფილტრში. ამ შემთხვევაში, სქემები შეიძლება გამოყენებულ იქნას

"ასახვისთვის" და "გასვლისთვის". კონვერტაციის პრინციპი უზრუნველყოფს მაღალი დეფექტის სელექციურობას.

ბრინჯი. 1.11 H01 ტიპის ტალღით აღგზნებული ცილინდრული რეზონატორის დიაგრამა:

ა – ველის განაწილება; ბ – ნიმუშის ადგილმდებარეობა; 2b – ნიმუშის დიამეტრი;

2a – რეზონატორის დიამეტრი; l – რეზონატორის და ნიმუშის სიმაღლე

რადიაციული მოწყობილობები. საცდელი ობიექტის შიდა მდგომარეობა განისაზღვრება გარემოს გავლენით ელექტრომაგნიტური ტალღის გავრცელების მიმართულებაზე. მოწყობილობები იყენებენ გეომეტრიული ოპტიკის პრინციპებს, ძირითადად სნელის კანონს. ამ შემთხვევაში შეიძლება გამოყენებულ იქნას „არეკვლის“ და „გადაცემის“ სქემები (ნახ. 1.12).

სასარგებლო სიგნალი არის მიკროტალღური სიგნალის ნიმუშის გამომავალი (ა წერტილი) ფუნქცია.

კვაზიოპტიკური მოწყობილობები. რადიო გამოსახულება, რომელიც წარმოიქმნება რადიოოპტიკური სისტემების გამოყენებით (ლინზები, სარკეები, მიზნები) შეიცავს ყველა ინფორმაციას ტესტის ობიექტის შესახებ და იძლევა ხილულ სურათს ბუნებრივთან მიახლოებულ სურათებში.

რადიო გამოსახულების მიღება შესაძლებელია როგორც „რეფლექსიის“ მეთოდით, ასევე „გადაცემის“ მეთოდით (ნახ. 1.13).

კვაზიოპტიკური მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ახლომდებარე ობიექტების შესასწავლად (მიმღები სიბრტყიდან ობიექტამდე მანძილი დაახლოებით 1 ... 4 მ) და შორეული ობიექტების 80-ზე მეტ მანძილზე.

მეთოდი გამოიყენება ტალღებისთვის, რომელთა სიგრძე 3 სმ-ზე ნაკლებია.

მოწყობილობები, რომელთა მოქმედება ეფუძნება რადიოჰოლოგრაფიულ მეთოდს. ამ შემთხვევაში, სატესტო ობიექტის შიდა მდგომარეობა განისაზღვრება ჩარევის ნიმუშიდან ან რეკონსტრუირებული სურათიდან. პირველი შემთხვევა, როგორც წესი, გამოიყენება ინფორმაციის მისაღებად ნაწილის სტანდარტთან შედარებისას. მეორე შემთხვევაში ხდება ხილული გამოსახულების ანალიზი.

მოწყობილობები, რომლებიც იყენებენ მრავალ სიხშირეს. ამ მეთოდით, ტესტის ობიექტის შიდა მდგომარეობა განისაზღვრება ან რეზონანსული შთანთქმის სიხშირის ცვლით, ან ორი ან მეტი სიხშირის შედარებით, ან სიხშირის სპექტრის ანალიზით.

სიხშირის მეთოდის საფუძველია ერთდროულად გამოსხივებული ფართო სპექტრის გამოყენება

სიხშირეები ან სიხშირის ცვლილებები გარკვეულ ინტერვალში, როდესაც სასარგებლო სიგნალი პროპორციულია ამპლიტუდის, სიხშირის, ელექტრომაგნიტური სპექტრის გასწვრივ მისი გადაადგილების, არაწრფივი ელემენტზე განსხვავების სიხშირის განაწილების პროპორციული. მეთოდი შეიძლება გაერთიანდეს "ასახვის" და "გავლის" მეთოდებთან.

ტექნიკური გამოცდების ჩატარების მეთოდები

ტექნიკური გამოკვლევების ჩასატარებლად გამოიყენება მეთოდების ორი ჯგუფი, რომლებიც განსხვავდება საჭირო კვლევის ჩატარებისა და ძირითადი მახასიათებლების გაზომვის გზებით:

· არადესტრუქციული მეთოდები, როდესაც ყველა გაზომვა ხდება უშუალოდ ობიექტზე ან სტრუქტურაზე ელემენტების დაზიანების გარეშე;

· დესტრუქციული მეთოდები, რომლებიც დაკავშირებულია სტრუქტურებიდან ნიმუშების ან ნიმუშების აღებასთან და მასალის უწყვეტობის დარღვევასთან.

არა-დესტრუქციული ტესტირების მეთოდებისამშენებლო კონსტრუქციები ფართოდ გამოიყენება შენობებისა და ნაგებობების ტექნიკური ექსპერტიზის ჩატარების პროცესში. ისინი გამოიყენება როგორც საწარმოო ქარხანაში სტრუქტურების მიღების კონტროლის დროს, ასევე უშუალოდ ადგილზე შემოწმების დროს.

კვლევის ფიზიკური პრინციპების მიხედვით, ეს მეთოდები შეიძლება დაიყოს შემდეგნაირად:

1) მექანიკური მეთოდები;

2) აკუსტიკური მეთოდები;

3) ელექტროფიზიკური მეთოდები;

4) მაიონებელი გამოსხივების მეთოდები;

5) რადიოტალღური მეთოდები;

6) თერმული მეთოდები;

7) ჰოლოგრაფიული მეთოდები;

8) სხვა მეთოდები.

მექანიკური მეთოდები ფართოდ გამოიყენება მშენებლობაში მათი სიმარტივის, მოხერხებულობისა და სტრუქტურის სხვადასხვა წერტილში მასალის მდგომარეობის სწრაფად შემოწმების შესაძლებლობის გამო. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის ბეტონის სიძლიერის შეფასება K.P. Kashkarov-ისა და I.L. Fizdel-ის სტანდარტული ჩაქუჩების გამოყენებით. ჩაქუჩით დარტყმის დროს მიღებული ანაბეჭდების დიამეტრი გამოიყენება ბეტონის სიმტკიცის დასადგენად ემპირიული გრაფიკის გამოყენებით. ამ მიზნებისათვის ასევე ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ტიპის სკლერომეტრები. ამ მოწყობილობებში ბეტონის სიძლიერე ფასდება ფოლადის დამრტყმელის მოხსნის სიდიდით. ყველაზე ხშირად ისინი გამოიყენება ტრანსპორტის მშენებლობაში ხიდების შემოწმებისას.

აკუსტიკური მემეთოდები დაფუძნებულია ელასტიური მექანიკური ვიბრაციების აგზნებაზე. ამ ვიბრაციების პარამეტრებიდან გამომდინარე განისაზღვრება შესასწავლი მასალის ფიზიკური და მექანიკური მახასიათებლები. ვიბრაციის სიხშირიდან გამომდინარე, ეს მეთოდები იყოფა ულტრაბგერით (სიხშირე 20 ათასი ჰც და ზემოთ), ბგერით (20 ათას ჰც-მდე) და ინფრაბგერით (20 ჰც-მდე).

აკუსტიკური მეთოდები ძირითადად გამოიყენება სტრუქტურული დეფექტების იდენტიფიცირებისთვის და შესასწავლად (ბზარები, დელამინაცია, სიცარიელე), შედუღებული სახსრების ნაკერების ხარისხის შესამოწმებლად, წებოვანი სახსრებისა და სახსრების ხარვეზის აღმოსაჩენად, ლითონის შენადნობებისგან დამზადებული პროდუქტების სისქის დასადგენად, აგრეთვე. განსაზღვრეთ ბეტონის სიმტკიცის მახასიათებლები კორელაციური დამოკიდებულებების გამოყენებით.

ელექტროფიზიკური მეთოდები გამოკვლევები იყოფა მაგნიტურ, ელექტრო და ელექტრომაგნიტურად.

მაგნიტური მეთოდები გამოიყენება ლითონის დეფექტების დასადგენად და შედუღების ხარისხის გასაკონტროლებლად. მათი გამოყენება ეფუძნება იმ ფაქტს, რომ მაგნიტური ნაკადი, დიზაინის დეფექტის არსებობისას, იხრება და იშლება.

ელექტრომაგნიტური მეთოდების გამოყენებით შესაძლებელია ლითონის ელემენტების სისქის დადგენა, ასევე რკინაბეტონის კონსტრუქციებში არმატურის დაძაბულობის კონტროლი. რკინაბეტონის კონსტრუქციებში გამაგრების პოზიციისა და სიღრმის დასადგენად გამოიყენება მაგნიტური ინდუქციის ტიპის მოწყობილობები.

ელექტრომაგნიტური მეთოდი არის ხის ტენიანობის განსაზღვრის საფუძველი. გაზომილი ელექტრული წინააღმდეგობის საფუძველზე, შეიძლება ვიმსჯელოთ სტრუქტურაში არსებული მასალის მდგომარეობაზე, მოცემული ტიპის ხის ელექტროგამტარობისა და ტენიანობის შესაბამისი ურთიერთობების გამოყენებით.

არადესტრუქციული ტესტირების გამოყენებით მაიონებელი გამოსხივება ეფექტურად გამოიყენება სხვადასხვა მიზნებისათვის სამშენებლო სტრუქტურების შესწავლის პროცესში. მაიონებელი გამოსხივების გამოყენების უპირატესობა არის განსაზღვრული მახასიათებლების სწრაფად და ეფექტურად მიღების შესაძლებლობა.

კონტროლი რენტგენი და გამა გამოსხივებაგამოიყენება მასალების ფიზიკური და მექანიკური მახასიათებლებისა და სტრუქტურების ხარისხის შესაფასებლად. უპირველეს ყოვლისა, იგი გამოიყენება შედუღებული სახსრების ხარვეზის აღმოსაჩენად, ასევე ლითონის დეფორმაციის ელასტიური კომპონენტის დასადგენად. ბეტონსა და რკინაბეტონში დგინდება სიმკვრივე, კონტროლდება ერთგვაროვნება, ასევე განისაზღვრება არმატურის მდებარეობა და დიამეტრი და ბეტონის დამცავი ფენის სისქე, წყაროები ასევე გამოიყენება ნაწილების და კონსტრუქციების გასანათებლად. ნეიტრონული გამოსხივება. ნეიტრონების ყველაზე ეფექტური გამოყენებაა მასალების ტენიანობის განსაზღვრაში - ბეტონი, ხის და ა.შ.

აქვს განაცხადის დიდი პერსპექტივები რადიოტალღის მეთოდი კონტროლი (მიკროტალღური). ამ მეთოდის საფუძველზე შემუშავებული ინსტრუმენტების გამოყენებით შესაძლებელია ისეთი მახასიათებლების შეფასება, როგორიცაა ტენიანობა, სიმკვრივე, სამშენებლო მასალების ფორიანობა და დამცავი ფენის სისქე რკინაბეტონის კონსტრუქციებში.

რადიოტალღური მეთოდის გამოყენება ასევე ეფექტურია პლასტმასის, ხის (მათ შორის წებოვანი კონსტრუქციების), ბეტონის, რკინაბეტონის და სხვა მასალების კონტროლში. რადიოტალღური მეთოდი შესაძლებელს ხდის შევისწავლოთ როგორც სტრუქტურული შეწყვეტის წყაროების წარმოშობის საწყისი ეტაპი, ასევე დეფექტების შემდგომი განვითარების კურსი.

შემომფარველი ნაგებობების შემოწმების ფართო პერსპექტივებია თერმული მეთოდები, რომლის საფუძველზეც შემუშავდა სპეციალური მოწყობილობები - თერმოგამოსახულებები. ისინი საშუალებას აძლევს შენობის კონსტრუქციების თერმოფიზიკური კვლევების ჩატარებას მაღალი სიზუსტით.

თერმული გამოსახულების მუშაობის პრინციპი ემყარება ინფრაწითელი გამოსხივების გამოყენებას გარე წყაროდან, რომელიც აისახება შესასწავლი მასალისგან ან მასში გადის. თერმოგამომსახველების გამოყენება შესაძლებელს ხდის შეაფასოს შენობის მთლიანი სითბოს დაკარგვა, გამოავლინოს შემოსაზღვრული სტრუქტურების თბოიზოლაციის შეკუმშვა, შეისწავლოს ტემპერატურის ველები, აღმოაჩინოს სიცარიელე იზოლაციაში, ბზარები შემოსაზღვრულ სტრუქტურებში და შეაფასოს კონდახის სახსრების ჰაერგამტარობა. .

ასევე პერსპექტიულია გამოყენებაში ჰოლოგრაფიული მეთოდები, რაც საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ, როდესაც განხილვის პირობები იცვლება ერთი და იგივე გადაღებული ჰოლოგრამის სამგანზომილებიანი გამოსახულებები, რომლებიც ჩანს დაკვირვების წერტილის სხვადასხვა პოზიციებზე, ობიექტის უშუალო დათვალიერებისას.

არსებობს სხვა არა-დესტრუქციული ტესტირების მეთოდები. ყველაზე ეფექტურია სხვადასხვა ფიზიკურ პრინციპებზე დაფუძნებული სხვადასხვა მეთოდების ინტეგრირებული გამოყენება, რომლებიც ავსებენ ერთმანეთს.

ყველა მათი უპირატესობის მიუხედავად, არადესტრუქციული მეთოდები ყოველთვის არ იძლევა შესამოწმებელი ობიექტის საკმარისად სრულ აღწერას. მათი დახმარებით ყოველთვის არ არის შესაძლებელი სტრუქტურული მასალის ყველა საჭირო ფიზიკური და მექანიკური თვისების დადგენა, აგრეთვე დატვირთვის ტევადობის, სიხისტის, ბზარის წინააღმდეგობის და ა.შ.

პატენტის ძიების შედეგი

14 წლის სიღრმის პატენტის ძიება განხორციელდა რუსული პატენტების მასალების გამოყენებით. წყარო იყო მთავარი IPC ინდექსი. ძიების შედეგად მიღებული იქნა შემდეგი პატენტი:

დიელექტრიკული პარამეტრების საზომი მოწყობილობა.

განაცხადის სარეგისტრაციო ნომერი: 2066457.

გამოქვეყნების თარიღი: 09/10/1996წ.

გამოცემის ქვეყანა: რუსეთი.

მთავარი IPC ინდექსი: G01R27/26.

გამოყენება: მასალების და ანტენის რადომების მიკროტალღური პარამეტრების გაზომვის ტექნიკა.

გამოგონების არსი: მოწყობილობაში დიელექტრიკის პარამეტრების გაზომვისთვის ანტენის რადომის მთელი გენერატრიქსის გასწვრივ, გაზომვის მაღალი სიზუსტე მიიღწევა გადამცემი და მიმღები ანტენის აგებით სარკისებური ბიფოკალური ანტენის სახით, რომელიც შეესაბამება თავისუფალ სივრცეს. მოდულირებული რეფლექტორის გამოყენება, რომელიც შეიცავს მოდულაციური დიოდს და პატარა დიაფრაგმას, და შთანთქმას, რომელიც განთავსებულია შესასწავლი ანტენის რადომის შიგნით, მის ნებისმიერ ნაწილში.

დიზაინის პრობლემების დაყენება

ულტრამაღალი სიხშირის (მიკროტალღური) დიაპაზონში გამოიყენება სხვადასხვა დანიშნულებისა და მუშაობის პრინციპის მოწყობილობები, რომლებიც განკუთვნილია ეროვნული ეკონომიკისთვის, სამხედრო საქმეებისთვის და სამეცნიერო კვლევებისთვის. არსებობს მრავალი მიკროტალღური მოწყობილობა, რომელიც იყენებს დიელექტრიკულ მასალებს. ასეთი მოწყობილობების მაგალითებია:

· საავიაციო, სარაკეტო და კოსმოსური ტექნოლოგიების საჰაერო ხომალდების ანტენის ფარები და ანტენის ფანჯრები;

· მიკროტალღური ანტენები (ლინზა, დიელექტრიკი, ზედაპირული ტალღები და სხვ.);

· ფანჯრების, პატარა ჭურვების, ჩანართების, საცობების დალუქვა არამიმართული ემიტერების არხებში;

· გენერატორის მოწყობილობები, ელექტრომაგნიტური ველის კონტროლის მოწყობილობები, ფაზის გადამრთველები, სიმძლავრის შემზღუდველი, არაამრეკლე დატვირთვები;

· ინდიკატორი ანტენები, ზონდები, კომპლექსების საკონტაქტო ინდიკატორები სხვადასხვა ფიზიკური კვლევებისთვის.

აუცილებელი მეთოდი, რომელიც გამოიყენება დიელექტრიკული პროდუქტების ხარისხის უზრუნველსაყოფად, არის მათი რადიოტალღების ტესტირება (RWK). სადისერტაციო პროექტის პირობების მიხედვით, რადიოგამჭვირვალე ნიმუშების (კედლების) პარამეტრების მონიტორინგი უნდა განხორციელდეს ცალმხრივი მიდგომით, შესწავლილი ნიმუშის უკან მიმღები ანტენის სისტემის მოთავსების შეუძლებლობის გამო. ამასთან დაკავშირებით, სადიპლომო პროექტის ერთ-ერთი ამოცანაა RVC მეთოდისა და ელემენტის ბაზის წრედის არჩევა. ასევე, არჩეული მეთოდის საფუძველზე, აუცილებელია სტრუქტურული და ელექტრული წრედის დიაგრამის შემუშავება და მიკროტალღური ბილიკის ძირითადი ფუნქციონალური მოწყობილობების სტრუქტურული და ელექტრული გამოთვლა.

სადისერტაციო პროექტის მთავარი მიზანია მოწყობილობის მიკროტალღური მოდულატორული ამრეკლი ნაწილის დიზაინის შემუშავება, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს კონტროლის შეცდომები არსებულ მეთოდებთან შედარებით.

რადიოტალღების კონტროლის მეთოდები მიკროტალღურ ღუმელებზე

ზოგადი ინფორმაცია რადიოტალღების მონიტორინგის შესახებ

რადიოტალღის ტესტირება არის ტესტის ობიექტის რეალური მახასიათებლებისა და პარამეტრების ულტრა მაღალი სიხშირეზე საზომი აღჭურვილობის მეთოდებითა და საშუალებებით განსაზღვრა. ამ გზით მიღებული ინფორმაცია შესაძლებელს ხდის ობიექტურად ვიმსჯელოთ შესასწავლი პროდუქტებისა და მასალების რეალურ მდგომარეობაზე.

მიკროტალღური რადიოტალღების კონტროლის ფიზიკური საფუძველი არის მიკროტალღური დიაპაზონში ელექტრომაგნიტური ტალღების ურთიერთქმედება კონტროლის ობიექტთან. აქედან გამომდინარე, RVC-ის შესაძლებლობები და შეზღუდვები დამოკიდებულია ასეთი ურთიერთქმედების ტიპსა და ფარდობით ინტენსივობაზე, რომელიც შეიძლება ექსპერიმენტულად დადგინდეს მიკროტალღური მეთოდებით და საზომი ხელსაწყოებით.

ყველა გაზომვა მიკროტალღურ სიხშირეებზე RVC-ის დროს არის არაპირდაპირი გაზომვები, რადგან ტესტის ობიექტის მახასიათებლები და პარამეტრები განისაზღვრება შესაბამისი დამატებითი გამოთვლებით ელექტრომაგნიტური ველის ან რადიოტალღის გაზომილი რადიოტექნიკური მახასიათებლების მეშვეობით.

რადიოტალღების მეთოდები ეფუძნება რადიო გამოსხივების ურთიერთქმედების გამოყენებას მასალებთან და კონტროლირებად პროდუქტებთან. ეს ურთიერთქმედება შეიძლება იყოს მხოლოდ ინციდენტის ტალღის (შთანთქმის, დიფრაქციის, ასახვის, გარდატეხის პროცესები) ურთიერთქმედების ხასიათს, რომელიც მიეკუთვნება რადიო-ოპტიკური პროცესების კლასს, ან ინციდენტისა და ასახული ტალღების ურთიერთქმედებას (ჩარევის პროცესები). . RVC-ში გამოყენებული ტალღის სიგრძის დიაპაზონი არის 1...100 მმ (ვაკუუმში), რაც შეესაბამება 300...3 გჰც სიხშირეებს.

რადიოტალღების მონიტორინგის ცალკეულ მოწყობილობებს შეუძლიათ იმუშაონ f სიხშირეზე ამ დიაპაზონის მიღმა, მაგრამ ყველაზე ხშირად არადესტრუქციული ტესტირებისთვის ისინი იყენებენ სამ სანტიმეტრს (საყვარელი? 10 გჰც) და რვა მილიმეტრიან დიაპაზონს (ფავ? 35 გჰც). ეს ორი დიაპაზონი ყველაზე განვითარებულია და აღჭურვილია ელემენტებისა და საზომი აღჭურვილობის კარგი ნაკრებით.

მიკროტალღური რადიოტალღების მახასიათებლები:

· მიკროტალღური დიაპაზონი უზრუნველყოფილია წარმოქმნილი ტალღების სიმძლავრის დიდი სხვაობით, რაც შესაძლებელს ხდის სხვადასხვა ხარისხის გამჭვირვალობის მასალებისა და მედიის კონტროლს;

· მიკროტალღური რადიოტალღები შეიძლება წარმოიქმნას თანმიმდევრული პოლარიზებული ჰარმონიული რხევების (ტალღების) სახით და ეს შესაძლებელს ხდის უზრუნველყოს მაღალი მგრძნობელობისა და კონტროლის სიზუსტე ჩარევის ფენომენების გამოყენებით, რომლებიც წარმოიქმნება თანმიმდევრული ტალღების ურთიერთქმედებისას დიელექტრიკულ ფენასთან;

· მიკროტალღური რადიოტალღების გამოყენებით, შესაძლებელია ჩატარდეს უკონტაქტო ხარისხის კონტროლი, როდესაც მოწყობილობა განლაგებულია ერთ მხარეს ობიექტთან მიმართებაში;

· მიკროტალღური რადიოტალღები შეიძლება იყოს მკვეთრად ფოკუსირებული, რაც საშუალებას იძლევა ლოკალური კონტროლი, მინიმალური კიდეების ეფექტი, ხმაურის იმუნიტეტი ახლომდებარე ობიექტების მიმართ და აღმოფხვრის ტესტის ობიექტის ტემპერატურის გავლენას საზომ სენსორებზე;

· ინფორმაცია შიდა სტრუქტურის, დეფექტების და გეომეტრიის შესახებ შეიცავს მიკროტალღური გამოკვლევის სიგნალის პარამეტრებს: ამპლიტუდა, ფაზა, პოლარიზაციის კოეფიციენტი, სიხშირე;

· მიკროტალღური რადიოტალღების გამოყენება უზრუნველყოფს ძალიან დაბალ საკონტროლო ინერციას, რაც შესაძლებელს ხდის სწრაფ პროცესებზე დაკვირვებას და ანალიზს;

· მიკროტალღური მოწყობილობების დამზადება შესაძლებელია საკმაოდ კომპაქტური და მარტივი გამოსაყენებლად.

თეორიული ელექტროდინამიკის თვალსაზრისით, მიკროტალღური მეთოდების გამოყენებით მედიის მონიტორინგის პრობლემა შეიძლება ჩამოყალიბდეს სასაზღვრო პრობლემის სახით გარკვეული ტიპის პოლარიზაციის ელექტრომაგნიტური ტალღების ურთიერთქმედებისას შეზღუდული ან ნახევრად შეზღუდული მოცულობებით. ეს მედია, რომელსაც აქვს სხვადასხვა გეომეტრიული ფორმები, ზედაპირის თვისებები და დიელექტრიკული თვისებები, რომლებიც იცვლება გარემოს სტრუქტურების ცვლილებასთან ერთად ურთიერთქმედების შედეგები დამოკიდებულია საცდელი ობიექტების გეომეტრიაზე, მათი დიელექტრიკული მუდმივისა და დიელექტრიკული დაკარგვის ტანგენტის მნიშვნელობებზე, რაც, თავის მხრივ, განისაზღვრება კრისტალური სტრუქტურით, ჰომოგენურობის ხარისხით, მასალის ტენიანობით. ტესტის ობიექტი და ა.შ.