Размещено на http://www.allbest.ru/

Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Неразрушающий микроволновой метод и устройство контроля магнитодиэлектрических свойств материалов покрытий металлических поверхностей

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Каберов Сергей Рудольфович

Тамбов 2006

Работа выполнена на кафедре «Передающие и приемные радиоустройства» Тамбовского высшего военного авиационного инженерного училища радиоэлектроники.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Дмитриев Дмитрий Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Чернышов Владимир Николаевич

кандидат технических наук, доцент Трейгер Владимир Виленович

Ведущая организация АООТ НИИ «Электромера», г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 29 июня 2006 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д212.260.01 Тамбовского государственного технического университета по адресу: 392000 г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, Большой зал.

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000 г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, ученому секретарю совета Д212.260.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тамбовского государственного технического университета.

Автореферат диссертации разослан 28 мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета А.А. Чуриков.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В современном мире технический прогресс в различных отраслях производства материалов определяется совершенствованием известных и созданием новых технологий. Особое внимание уделяется исследованиям и разработкам методов и средств получения информации о параметрах технологических процессов и показателях качества авиационных материалов и изделий. Для качественного управления новыми технологическими процессами, контролем параметров в течение всего жизненного цикла требуется получение значительного количества измерительной информации, а к средствам контроля предъявляются все более высокие требования по быстродействию и точности.

Широкий спектр поглощающих материалов и покрытий, а также сложные методики их нанесения на металлическую поверхность, приводят к необходимости применения специализированных приборов неразрушающего контроля электрофизических (ЭФ) и геометрических параметров толщины слоя в сантиметровом диапазоне длин волн.

При этом важнейшей является задача быстродействующего определения ЭФ, геометрических параметров относительно больших по площади поверхностей магнитодиэлектрических покрытий (МДП) и материалов в процессе их нанесения и финишного контроля с достаточно высокой разрешающей способностью. Существующие методы и устройства не позволяют решать комплекс этих задач, причем отсутствуют методы и устройства определения волнового сопротивления и неоднородностей таких покрытий.

Все приведенное выше определяет актуальность разработки микроволновых методов и устройств измерения толщины, ЭФ параметров и их неоднородностей для слоя МДП на металле.

Цель работы. Разработать микроволновой бесконтактный метод поверхностной волны для одновременного определения толщины, ЭФ параметров и неоднородностей слоя МДП на металле.

Методы исследований решения задачи диссертационной работы базируются на применении теории макроскопической электродинамики, математического и машинного моделирования, теории антенно-фидерных устройств, измерении и метрологии.

Научная новизна. На основе теоретических и экспериментальных исследований взаимодействия неоднородного электромагнитного поля разных мод медленной поверхностной волны (МПВ) с МДП на металле разработан микроволновой метод МПВ неразрушающего контроля ЭФ свойств поглощающих МДП с оценкой локальных ЭФ неоднородностей. Метод обладает высоким быстродействием, локальностью измерения и инвариантен величине зазора между приемным датчиком и контролируемым покрытием. Отличительной особенностью метода является то, что ЭФ параметры покрытия и их неоднородности определяются по измеренным величинам нормального к направлению распространения недиссипативного ослабления поля неоднородной МПВ на двух длинах волн моды Е и одной длине волны моды Н, причем при определенном оптимальном значении трех длин волн нелатентных мод.

Практическая ценность заключается в том, что на основе разработанного метода МПВ контроля магнитодиэлектрических параметров, толщины поглощающих покрытий с оценкой локальных ЭФ неоднородностей, который защищен четырьмя патентами РФ № 2256165, 2251073, 2193184, 2273839, создано и внедрено в производство измерительное устройство с соответствующим программным, алгоритмическим, метрологическим обеспечением, позволившее решить задачу быстродействующего определения ЭФ, геометрических параметров относительно больших по площади сканируемых поверхностей МДП и материалов с необходимой для технологических измерений точности.

Реализация результатов. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли производственные испытания и внедрены в в/ч 15401, в ОАО "Завод подшипников скольжения", г. Тамбов, реализованы при разработке и выполнении «Основных направлений развития вооружения и военной техники на период до 2005 года». Основные результаты технических и экспериментальных исследований использованы в НИР «Замедление-99», заданной ГК ВВС. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе и научно-исследовательской практике Тамбовского ТВВАИУРЭ (ВИ), ВВИА им. профессора Н.Е.Жуковского.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались на VII Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и проблемы измерений» МГТУ им. Баумана (Москва, 2000); IV Международной теплофизической школе «Теплофизические измерения в начале XXI века» ТГТУ (Тамбов, 2001); II Международной научной конференции «Измерения, контроль, информатизация» Алтайский ГТУ (Барнаул, 2001); IV Международной теплофизической школы «Теплофизические измерения в начале XXI века» ТГТУ (Тамбов, 2001); XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» ТГТУ (Тамбов, 2002); VII Всероссийская НТК «Состояние и проблемы измерений» (Москва: МГТУ им. Баумана, 2002), VIII Всероссийская научно-технической конференции «Проблемы повышения боевой готовности, боевого применения, технической эксплуатации и безопасности полетов и ЛА с учетом климатографических условий Сибири, Забайкалья и Дальнего Востока» (Иркутск, 2003); IX Всероссийской научной конференции «Состояние и проблемы измерения» МГТУ им. Баумана (Москва, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 работы, в том числе получены четыре патента РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения. Работа изложена на 184 страниц машинописного текста. Список использованных источников включает 57 источников. Работа содержит 94 рисунка, 5 таблиц.

Автор благодарит канд. техн. наук, доцента П.А. Федюнина за научное консультирование при работе над диссертацией.

Содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, раскрыта научная новизна и практическая значимость работы, показаны результаты реализации и апробации, изложено краткое содержание глав.

В первом разделе произведен сравнительный анализ существующих методов и устройств контроля поглощающих МДП. Приведены достоинства и недостатки электрических и магнитных методов.

Рассмотрены конструкции вихретоковых, емкостных датчиков и сверхвысокочастотных (СВЧ) измерительных приборов. На основе проведенного анализа были установлены основные недостатки, сужающие возможность их применения: малое быстродействие сканирования больших поверхностей, нелокальность измерений, влияние контролируемых параметров, высокую чувствительность к переменной величине зазора между полеобразующими поверхностями проводящих элементов и контролируемым слоем.

Дана классификация радиоволновых СВЧ методов и средств неразрушающего контроля параметров покрытий.

Обоснована необходимость разработки нового бесконтактного СВЧ метода контроля указанных параметров поглощающих МДП на металле.

Во втором разделе дано математическое описание процесса взаимодействия электромагнитного поля с МДП на металле и предложен метод быстродействующего определения электрофизических свойств и толщины слоя покрытия.

Решена краевая задача распространения поля МПВ над неограниченной системой «магнитодиэлектрик-проводник».

Возбуждаемое электромагнитное поле, описываемое уравнениями Максвелла в слое диэлектрика и в окружающем пространстве, удовлетворяет условиям излучения, а также граничным условиям на металлической поверхности и на поверхности раздела диэлектриков.

Сущность взаимодействия поля МПВ со слоем магнитодиэлектрика, расположенного на металлической поверхности, показана на рис. 1.

В дальней зоне (ДЗ) излучателя фронт электромагнитной волны (ЭМВ) считается плоским. Согласно принципа Гюйгенса часть фронта ЭМВ можно представить в виде бесконечно прямолинейной нити синфазного электрического (источник H-мод ЭМВ) или фиктивного магнитного тока (источник E-мод ЭМВ), являющейся источником вторичных ЭМВ и расположенной внутри слоя магнитодиэлектрика толщиной b и диэлектрической и магнитной проницаемостями.

Рис. 1

В соответствии с эффектом полного внутреннего отражения в магнитодиэлектрической пластине возникает быстрая волна обычного волноводного типа, распространяющаяся в пластине с фазовой скоростью, превышающей скорость света в диэлектрике, а у поверхности пластины образуется медленная волна, распространяющаяся вдоль оси Z, с фазовой скоростью, меньшей скорости света в воздухе. Обе волны (внутренняя и внешняя) образуют единое электромагнитное поле с одной и той же фазовой скоростью.

Важнейшим свойством медленной волны является ее поверхностный характер, характеризуемый при синфазном источнике экспоненциальным ослаблением напряженности поля в нормальном по отношению к вектору Пойтинга (рис. 1) направлении над замедляющей структурой,

,(1)

где - напряженность поля в начальной точке y_min над поверхностью; б_y - коэффициент ослабления поля.

Ослабление ЭМВ в этом направлении не связано с распространением в среде с потерями и, следовательно, носит недиссипативный характер.

Для E-мод электромагнитного поля получено трансцендентное выражение величины коэффициента ослабления

, (2)

а для H-мод

, (3)

где - действительная часть относительной диэлектрической проницаемости слоя; - действительная часть относительной магнитной проницаемости слоя; - длина волны генератора СВЧ.

Геометрическая интерпретация решения трансцендентных уравнений (2) и (3) совместно с уравнением характеристической окружности (кривая 1)

, (4)

представлена на рис. 2, а:

где = сonst - ее радиус; - фазовый коэффициент.

а)

б)

Рис. 2

Точки, в которых графики пересекаются, соответствуют корням уравнения для длин волн _г1, _г2 и _г3.

В замедляющей структуре возможно одновременное существование конечного количества конкурирующих мод Е и Н поверхностных волн (рис. 2, б).

На рис. 2, а показаны области существования мод электромагнитных волн и зависимость параметров , от длины волны генератора ( - длина волны, при которой мода возникает), что позволяет определять рабочие длины волн для реализации предложенного метода.

Видно, что коэффициенты ослабления всех мод E и H, кроме последней, велики и энергия поля сосредоточена на расстояниях от слоя b настолько малых, что в зоне измерения им можно пренебречь (моды латентны).

На рис. 2, а показаны режимы существования поля МПВ E- и H-мод для измерения комплекса параметров слоя МДП: 1 - окружность при постоянной длине волны [существуют две моды (E1 и H1): ]; 2 - точки решения, дающие значения и ; 3 - окружность для постоянной длины волны [существуют три моды (E1, H1 и E2)]. На рис. 2, б показаны теоретические зависимости: , от соответственно.

В третьем разделе рассмотрены разработанные методы и устройства измерения толщины и ЭФ параметров МДП, произведен анализ внутренних и внешних апертур с целью выбора варианта апертуры применительно к поставленной задаче, предложена совокупность алгоритмов реализации процесса измерения и модели измерения.

Разработанный метод реализуется следующим образом. С помощью устройства возбуждения поля МПВ E- или H-типа (рис. 3) над магнитодиэлектрическим слоем, расположенным на металлической подложке, создается электромагнитное поле МПВ в объеме контролируемого материала. На рис. 3 показано: 1 - устройство возбуждения медленных поверхностных волн; 2 - металлическая подложка; 3 - поверхностный слой исследуемого покрытия; 4 - приемные вибраторы или линейка эквидистантных приемных вибраторов (ЛПВ).

Системой приемных вибраторов 4 в начальной точке измерений (x_i, z_i), расположенной на линии максимума диаграммы направленности (ДН) устройства возбуждения поля МПВ, направленной вдоль оси Z, измеряют напряженность поля Е поверхностной волны в нормальной плоскости относительно направления ее распространения (в точке y₁). Делают первоначальный шаг y = d и измеряют напряженность поля поверхностной волны в точке y₁ + d.

Рассчитывают коэффициент нормального ослабления ₁ из выражения

. (5)

Для определения толщины слоя b, при известных значениях диэлектрической и магнитной проницаемостей , достаточно решить уравнение (2) или (3).

Рис. 3

При отсутствии информации о величине параметров и , а также для их измерения в методе необходимо последовательно возбуждать две Е-волны на разных длинах волн и одну H-волну на длине волны .

Для определения параметров достаточно решить систему из уравнений (2) при , и (3) при .

Затем приемные вибраторы переводят в другую точку исследуемой поверхности и повторяют предыдущий измерительно-вычислительный алгоритм.

Таким образом, метод позволяет определить толщину контролируемого слоя , диэлектрическую и магнитную проницаемости.

Теоретические зависимости (2) и (3) получены для бесконечных синфазных источников поверхностных волн. Условием пренебрежения влияния конечных размеров реальных несинфазных излучателей на характер распространения поля является измерение напряженности поля в дальней зоне (на расстоянии превышающем от излучателя) по максимуму диаграммы направленности (ДН).

Последовательность измерения ЭФ параметров покрытия:

1) на возбуждается мода E1 при условии ;

2) измеряется ;

3) на разных, но близких длинах волн <, возбуждается мода E1 при условии . Выбор и осуществляется из условия, когда такое, что погрешность аппроксимации моды меньше заданной, т.е. и должны быть как можно больше;

4) измеряется ;

5) на длине волны () возбуждаются моды E1 и H1. Длина волны выбирается так, чтобы мода E1 была латентной, т.е. были бы много больше для моды H1, а также . При этом должна обеспечивать выполнение неравенства ;

6) измеряется величина для H1 вибраторами на таком расстоянии от чтобы поле E1 на длине волны практически было равно нулю (латентность моды E1);

7) аналитическое решение системы уравнений (2), (3) по значениям измеренных величин б п. 2, п. 4 и п. 6 при условии, что параметр

. (6)

Решение уравнений (2), (3) дает локализованные величины и выражения для расчета модуля волнового сопротивления .

В работе даны две модификации алгоритма при работе на двух длинах волн л_г и сочетание двух мод H и одной.

Дано информативно-метрологическое их сравнение.

В сравнении с известными емкостными и индуктивными датчиками контроля предлагаемые методы и преобразователи позволяют на два-три порядка повысить локальность измерений, которая будет определяться поперечными размерами приемного вибратора (порядка 10-⁴ м) и получить значительно меньшую погрешность определения электрофизических параметров.

Аппаратурная реализация метода, позволяющая разделение в пространстве сложной апертуры - источника поверхностных волн и отдельного, простого в реализации приемника, позволяет решить задачу быстродействующего сканирования одним приемником больших поверхностей.

Величина волнового сопротивления должна обеспечивать согласованное поглощение облучающих волн в СВЧ диапазоне и одновременно максимальное поглощение волн инфракрасного (ИК) диапазона.

Разработанный метод позволяет определять . В работе рассмотрен алгоритм определения волнового сопротивления спиновых МДП на металлической подложке, в том числе и планера летательных аппаратов, используют информативные эффекты зависимостей недиссипативных и диссипативных затуханий электромагнитного поля МПВ от величины ранее не применяющиеся именно в слоях покрытий толщиной, не обеспечивающей полное затухание падающей электромагнитной волны. Сущность его состоит в последовательной реализации режима трех мод - двух Е волн и одной Н для покрытия толщиной на длинах волн Е-моды , и H-моды при значении фазового аргумента (рис. 2, а, б):

, (7)

, (8)

и позволяет реализовать высокостабильное генерирование поверхностных волн на близких длинах волн с помощью специально разработанной многомодовой волноводной линии связи с внутренней ребристой структурой, обеспечивающей исключение погрешности измерений из-за дисперсии и и высокую чувствительность коэффициента затухания к измеряемому параметру.

измеряются недиссипативные ослабление и над слоем по оси ординат Y (в нормальной плоскости относительно направления распространения поверхностной волны) и диссипативные затухания вдоль поверхностного слоя, пропорциональные диссипативным и спиновым гиромагнитным потерям (при внешнем подмагничивании поперечного резонанса).

Рассчитываются величины по и а величины - по величинам омических и гиромагнитных потерь. Далее определяют и их модули и аргументы и вычисляют величину волнового сопротивления.

Данный метод позволяет непосредственно выполнять измерения волнового сопротивления магнитодиэлектрика в функции локального подмагничивающего поля поперечного феррорезонанса для определения гиромагнитных потерь .

Условием пренебрежения влияния геометрического и электрофизического градиента исследуемого слоя является измерение при малом значении базы d₁ между приемными вибраторами и на малой высоте y₀ от диэлектрического или МДП. Мерой величин г_ом ? е? и г_гм ? м? являются измеренные по описанным в работе алгоритмам величины затуханий .

На рис. 4 показана структурная схема информационно-измерительной системы (ИИС) определения толщины, ЭФ параметров и волнового сопротивления согласованных покрытий. Блок управления содержит коммутатор линейки вибраторов с управляемым шагом и блок коммутации частоты трехчастотного генератора СВЧ (ГСВЧ). Коммутатор линейки управляет герконным блоком переключений линейки приемных вибраторов. Коммутатор длин волн управляет переключением блока миниклистронных ГСВЧ и сменой апертуры Е- и Н-мод. Сигналы с вибраторов через аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), делитель с задержкой и логарифматор, а также от блока генераторов через дискриминатор и АЦП поступают в оперативно запоминающее устройство (ОЗУ) ИИС.

Рис. 4

Микропроцессор производит расчет ЭФ параметров и толщины МДП. Расчет указанных величин может быть выполнен в реальном масштабе времени. В случае чисто диэлектрического покрытия () отпадает необходимость возбуждения Н-волны.

В четвертом разделе была разработана электронно-управляемая по максимуму ДН секториальная апертура в качестве внутреннего излучателя (рис. 5), обладающая большей мощностью излучения по сравнению с разработанной

синфазной круговой апертурой. При этом подстилающая металлическая подложка входит в излучающую систему. Электронно-управляемая секториальная апертура (рис. 5) состоит из круглого волновода 1, верхней «тарелки» 2 апертуры с углом раскрыва , обеспечивающим удовлетворительное согласование со свободным пространством при приемлемой мощности прямой волны, согласующего конуса 3, n-излучающих секторов 4 с узкой ДН, шириной по азимутальному углу электромагнитного экрана-отсекателя прямой волны 5, подстилающей металлической поверхности 7 с нанесенным поглощающим покрытием 6, вентиля на поперечно намагниченном ( - поле поперечного резонанса) феррите или на pin-диоде, управляемом величиной ( - вентиль открыт - волна на выходе есть; - вентиль

Рис. 5

закрыт - волны на выходе нет) 8, поглотителя затекающего тока 9, «крышки-преломителя» 10, устройства создания поля поперечного феррорезонанса для определения гиромагнитных потерь с приемными ортогональными вибраторами 11. В электронно-управляемой круговой секториальной апертуре в качестве нижней части апертуры используется подстилающая металлическая поверхность 7. Расстояние между слоем покрытия 6 и верхней стенкой апертурного излучателя 4 или верхней тарелкой круговой секториальной апертуры должно удовлетворять условию где и - минимальная и максимальная толщина покрытия.

Величина раскрыва рупора выбирается из условия согласования со свободным пространством и минимума энергии прямой волны.

Единичный излучающий сектор должен обеспечивать узконаправленную диаграмму направленности. Число секторов n круговой секториальной электронно-управляемой апертуры выбирается из условия

,

где - ширина раскрыва рупора в азимутальной плоскости, и ограничивается условиями возбуждения заданной длины волны, т.е. геометрическими размерами.

Апертура сочетает возможности синфазной круговой апертуры и обеспечивает электронное обегание круговой синфазной ДН при большой мощности излучения в секторе n-рупора с узкой ДН по ее максимуму. При этом отсутствует необходимость перемещения излучающей апертуры.

На основании анализа распределения напряженности электрического поля построена зависимость коэффициента (z), определяющего несинфазность по максимуму ДН для х = 0 при значении коэффициента ослабления м-¹, в дальней зоне относительная погрешность, вызванная несинфазностью излучателя, составляет менее 2 %.

В диссертационной работе произведен метрологический анализ метода. Погрешность совокупных измерений метода МПВ определения диэлектрической и магнитной относительных проницаемостей, толщины покрытия и волнового сопротивления определяется через погрешность косвенных измерений коэффициента ослабления электромагнитного поля, которая составляет _(у) менее 1 %. Относительные погрешности совокупного измерения толщины МДП, диэлектрической и магнитной относительных проницаемостей покрытия составили не более 5 %, погрешности диссипативных величин составили 6 %, 6,5 % соответственно, погрешность модуля волнового сопротивления составляет _Zв = 10 %.

В пятом разделе рассмотрены алгоритмы оценки неоднородности измерений поверхностных волн.

В предложенном СВЧ методе локализации неоднородностей диэлектрических и МДП на металле и оценка их относительной величины (рис. 6) мерой параметров неоднородностей покрытия является отклонение распределения напряженности поля в зоне дифракции от экспоненциального Е(y) = Е₀ ехр [-(y) y], характерного для зоны покрытия без неоднородностей или, что то же самое, непостоянство (y). В каждой точке вычисляют все значения коэффициента нормального ослабления _j, где j [1, …, n - 1] - количество точек измерений в нормальной плоскости относительно направления распространения поля МПВ, и рассчитывают среднее значение коэффициента ослабления

(9)

Определяют максимальное отклонение коэффициента ослабления

_max = _{j max} - _ср (10)

и сравнивают его значение с пороговым _порог, величина которого назначается по необходимой точности локализации неоднородности или по метрологическим соображениям, например, пороговой точности измерения Е, и т.д. В микропроцессорном устройстве запоминаются координаты этой точки сканирования и значение = _порог - _max.

Делают постоянный или адаптивно изменяемый шаг z₁ в направлении максимума ДН и производят аналогичный цикл измерений коэффициента ослабления в следующей точке (x_i , z_i + z₁).

Рис. 6

Повторяют цикл измерения _max по направлению максимума ДН в пределах заданного изменения размера покрытия по оси Z и по оси Х. При этом возможно адаптивное изменение x_i и y_j подобно z_n.

В микропроцессорном устройстве запоминается массив дискретных значений по всем дискретным точкам измерений и строится график значений по поверхности XZ.

Определяют границы неоднородностей и площади поверхностей S₁, где 0, и S₂, где = 0, а по соотношению S₁/(S₁ + S₂) судят об относительных размерах локализованной в области S₁ неоднородности (рис. 6).

Вычисляют «информативный» объем

(11)

и определяют интегральный параметр V/S₁, характеризующий неоднородность. микроволновой электрофизический металл

Для устранения погрешности от влияния конечных размеров площади сканирования переводят излучатель и приемные вибраторы так, чтобы максимум диаграммы направленности был направлен по оси X, и определяют коэффициент ослабления по алгоритму, как и для рассмотренного выше случая, когда максимум ДН был направлен по оси Z. Результаты измерений и вычислений усредняют в каждой дискретной точке.

Рис. 7

На рис. 7 показаны экспериментально полученные зависимости нормированных значений величин силы тока (т.е. напряженности E) при различных расстояниях от неоднородности с большим градиентом b. Видна ярко выраженная деформация экспоненты (зависимости Е = f(y), которая тем больше, чем ближе точка измерения по z (n = 0, …, 7 см) к неоднородности. Величина зависит от grad b, и ее отклонение от _ср служит мерой grad b. Важен экспериментально подтвержденный факт, что возможна индикация наличия неоднородности уже на расстоянии до нее.

В работе приведено подробное описание блок схемы алгоритма локализации неоднородностей в диэлектрических и МДП на металлической основе и оценки их относительной величины.

В работе приведены: результаты и анализ экспериментальных исследований; материалы, сопутствующие основной теме работы; фотографии экспериментальной установки; документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.

Заключение

1. Разработан бесконтактный СВЧ метод измерения толщины слоя МДП, диэлектрической, магнитной относительных проницаемостей и волнового сопротивления. В основе метода лежит эффект взаимодействия поля МПВ со слоем магнитодиэлектрика на металлической поверхности. Определяемые ЭФ параметры рассчитываются по измеренным величинам недиссипативного ослабления поля МПВ на трех длинах волн генератора для двух нелатентных E- и H-мод.

2. Разработана информационно-измерительная система с электронно-управляемым секториальным излучателем, реализующая предложенный метод. Метод обладает высоким быстродействием, локальностью измерения и инвариантен величине зазора между датчиком и контролируемой поверхностью.

3. На основе математического и программного обеспечения ИИС позволяет автоматизировать процесс контроля магнитодиэлектрических свойств, толщины МДП и произвести оценку локальных неоднородностей.

4. Экспериментальная проверка разработанного метода и реализующего устройства показала, что погрешность определения толщины, относительные погрешности определения диэлектрической и магнитной проницаемостей составили не более 5 %, погрешности определения диссипативных величин составили соответственно, погрешность модуля волнового сопротивления составляет д_Zв = 10 %.

5. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли производственные испытания и внедрены в ОАО "Завод подшипников скольжения" г. Тамбов, в/ч 15401 и реализованы при разработке и выполнении «Основных направлений развития вооружения и военной техники на период до 2005 года». Основные результаты технических и экспериментальных исследований использованы в НИР «Замедление-99», заданной ГК ВВС. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе и научно-исследовательской практике ТВВАИУРЭ (ВИ), ВИА им. проф. Н.Е. Жуковского.

Основные материалы, отражающие результаты диссертационной работы, приведены в следующих публикациях

1. К проектированию излучающих апертур в системе измерения свойств материалов на поверхностных волнах / П.А. Федюнин, С.Р. Каберов, Д.В. Карев, Д.А. Дмитриев // Математические методы в технике и технологиях : Материалы XV Междунар. науч. конф. Тамбов, 18 апр. 2002 г. Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. С. 312 - 313.

2. Апертурные излучатели для неразрушающего микроволнового контроля комплекса электрофизических параметров защитных покрытий на металле / П.А. Федюнин, Н.П. Федоров, Д.А. Дмитриев, С.Р. Каберов // Контроль. Диагностика. 2005. № 1. С. 55 - 62.

3. Контроль и сканирование волнового сопротивления магнитодизлектрических защитных покрытий на металле / П.А. Федюнин, Н.П. Федоров, С.Р. Каберов, Д.А. Дмитриев // Контроль. Диагностика. 2004. № 11. С. 18 - 27.

4. Неразрушающий метод локального определения параметров неоднородностей радиопоглощающих материалов и покрытий / П.А. Федюнин, М.А. Суслин, Д.В. Карев, С.Р. Каберов, Д.А. Дмитриев // Измерения, контроль, информатизация : Материалы Междунар. науч. конф. Барнаул, 12 апр. 2001 г. Барнаул : Изд-во БГУ, 2001. С. 89 - 91.

5. Федюнин, П.А. Метрологические аспекты дифракции неоднородных поверхностных волн в измерениях параметров неоднородностей поглощающих покрытий / П.А. Федюнин, С.Р. Каберов, Д.В. Карев // Теплофизические измерения в начале ХХI века : Материалы IV Междунар. теплофиз. шк. Тамбов, 28 сент. 2001 г. Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2001. С. 55 - 57.

6. Микроволновой контроль электрофизических параметров защитных диэлектрических пластин / Н.П. Федоров, П.А. Федюнин, Д.А. Дмитриев, С.Р. Каберов // Контроль. Диагностика. 2004. № 12. С. 42 - 46.

7. Перспективные методы измерения комплекса электрофизических и теплофизических параметров радиопоглощающих покрытий / Н.П. Федоров, П.А. Федюнин, Д.А. Дмитриев, С.Р. Каберов // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2004. Т. 10. № 1А. С. 47 - 58.

8. Метод обработки электромагнитного поля поверхностной медленной волны над поглощающим покрытием / Н.П. Федоров, Д.А. Дмитриев, П.А. Федюнин, С.Р. Каберов // Радиотехника. 2004. № 11. С. 90 - 95.

9. Пат. 2256165 РФ, МПК⁷ G01 N 15/08. СВЧ способ локализации неоднородностей диэлектрических и магнитодиэлектрических покрытий на металле и оценка их относительной величины / П.А. Федюнин, Д.А. Дмитриев, С.Р. Каберов ; заявитель и патентообладатель Тамбовский ВАИИ. № 2002123468/09 ; заявл. 02.09.02 ; опубл. 10.07.2005, Бюл. № 19.

10. Пат. 2251073 РФ, МПК⁷ G01 D 15/02. СВЧ способ измерения магнитодиэлектрических параметров и толщины спиновых покрытий на металле / П.А. Федюнин, Д.В. Карев, Д.А. Дмитриев, С.Р. Каберов; заявитель и патентообладатель Тамбовский ВАИИ. № 2002105214/28 ; заявл. 26.02.02 ; опубл. 27.04.2005, Бюл. № 12.

11. Пат. 2193184 РФ, МПК⁷ G01 N 22/00. СВЧ - способ определения диэлектрической проницаемости и толщины покрытий на металле / М.А. Суслин, Д.А. Дмитриев, С.Р. Каберов, П.А. Федюнин, Д.В. Карев; заявитель и патентообладатель Тамбовский ВАИИ. № 2001102116 ; заявл. 23.01.01 ; опубл. 20.11.2002, Бюл. № 32.

12. Пат. 2273839 РФ, МПК⁷ G01 N 15/06. СВЧ способ измерения электромагнитных параметров и толщины диэлектрических и магнитодиэлектрических покрытий на металле и устройство для его реализации / П.А. Федюнин, Д.А. Дмитриев, Н.П. Федоров, С.Р. Каберов; заявитель и патентообладатель Тамбовский ВАИИ. № 2003127808/28 ; заявл. 15.09.03 ; опубл. 10.04.2006, Бюл. № 10.



Подписано к печати 25.05.2006.

Гарнитура Тimes New Roman. Формат 60 84/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная. Объем: 0,93 усл. печ. л.; 1,0 уч.-изд. л.

Тираж 100 экз. С. 293

Издательско-полиграфический центр ТГТУ

392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14

Размещено на Allbest.ru

...