РАДИОВОЛНОВЫЙ МЕТОД

Основан на анализе взаимодействия электромагнитного излучения радиоволнового диапазона с объектом контроля. На практике наибольшее распространение получили сверхвысокочастотные (СВЧ) методы, использующие диапазон длин волн от 1 до 100 мм. Распространение радиоволн может носить характер взаимодействия только падающей волны (процессы поглощения, дифракции, отражения, преломления, относящиеся к классу радиооптических процессов) или взаимодействия падающей и отраженной волн (интерференционный процессы, относящиеся к области радиоголографии). На рисунке 10 представлена схема расположения векторов E, H, S в бегущей электромагнитной волне.

Рис.10 – Схема расположения векторов E, H, S в бегущей электромагнитной волне

Электромагнитная волна представляет собой совокупность быстропеременных электрического E и магнитного H полей, распространяющихся в определенном направлении z. В свободном пространстве электромагнитная волна поперечна, т.е. векторы E и H перпендикулярны направлению распространения волны z (продольная волна отсутствует).

По характеру взаимодействия с объектом различают методы прошедшего, отраженного, рассеянного излучения и резонансов. Информативными параметрами метода являются амплитуда, фаза, поляризация, частота, геометрия распространения, время прохождения.

Использование радиоволн перспективно по двум причинам: расширения области применения диэлектрических, полупроводниковых, ферритовых и композитных материалов, контроль которых другими методами менее эффективен, возможности использования особенностей радиоволн диапазона СВЧ. К числу этих особенностей относятся следующие:

- диапазон СВЧ позволяет получать большой интервал мощностей генерируемых волн, что удобно для контроля материалов сред различной степени прозрачности;

- волны СВЧ легко получить в виде когерентных поляризованных гармонических электромагнитных колебаний, а это дает возможность обеспечивать высокую чувствительность и четкость контроля, используя интерференционные явления, возникающие при взаимодействии когерентных волн с диэлектрическим слоем;

- с помощью СВЧ можно произвести бесконтактный контроль качества при одностороннем расположении аппаратуры по отношению к объекту – способ контроля на отражение;

- волны диапазона СВЧ могут быть остро сфокусированы, что позволяет обеспечить локальность контроля, минимальный краевой эффект, помехоустойчивость по отношению к близко расположенным предметам, исключить влияние температуры объекта контроля на измерительные датчики;

- информация о внутренней структуре, дефектах и геометрии содержится в большом числе параметров полезного СВЧ сигнала: амплитуде, фазе, коэффициенте поляризации, частоте и т.д.;

- применение СВЧ обеспечивает малую инерционность контроля, позволяя при этом наблюдать и анализировать быстропротекающие процессы;

- аппаратура СВЧ может быть выполнена достаточно компактной и удобной в эксплуатации.

Преимущественная область применения методов и техники СВЧ – контроль полуфабрикатов, изделий и конструкций из диэлектрических, композитных, ферритовых и полупроводниковых материалов, в которых распространяются радиоволны. От металлических структур радиоволны полностью отражаются, поэтому их применение возможно только для контроля геометрических параметров и поверхностных дефектов, а в случае толщинометрии металлических лент, листов, проката требуется двустороннее расположение датчиков аппаратуры по отношению к объекту контроля.