Радиоволновой метод и устройство для контроля кинетики отверждения материалов в изделиях без их разрушения
Диссертация
Радиоволновые измерения, использующие эффект отражения электромагнитной волны от объекта, находят широкое применение в практике неразрушакщего контроля материалов и изделий. Они эффективно используются для контроля и определения различных «статических» параметров состояния материалов, связанных с его диэлектрическими свойствами. Однако, несмотря на ряд преимуществ и относительную простоту… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Анализ состояния вопроса и выбор направления исследования
- 1. 1. Основные методы исследования кинетики отверждения материалов
- 1. 2. Использование микрорадиоволн для контроля отверждения материалов. Постановка задачи
- Выводы к главе
- Глава 2. Исследование математической модели взаимодействия электромагнитной волны с контролируемым объектом
- 2. 1. Связь комплексного коэффициента отражения с диэлектрическими характеристиками отражающей среды
- 2. 2. Составление обобщённой математической модели взаимодействия электромагнитной волны с контролируемой средой
- 2. 2. 1. Отражение электромагнитной волны от слоя диэлектрика «бесконечной» толщины
- 2. 2. 2. Отражение электромагнитной волны от слоя диэлектрика, расположенного на отражающем основании
- 2. 2. 3. Отражение электромагнитной волны от слоя диэлектрика, ограниченного с обеих сторон свободным пространством
- 2. 2. 4. Отражение электромагнитной волны от двухслойной диэлектрической конструкции, ограниченной с обеих сторон свободным пространством
- 2. 3. Анализ результатов исследования математической модели
- Выводы к главе
- Глава 3. Сравнительный теоретический анализ измерительных устройств для радиоволнового амплитудного контроля кинетики отверждения материалов в изделиях. Оценка точности измерений
- 3. 1. Общая схема измерительного устройства
- 3. 2. Теоретическая оценка характеристики преобразования узла датчика
- 3. 3. Теоретическая оценка характеристик преобразования узлов преобразователей на базе двойного волноводного моста и направленного ответвителя
- 3. 4. Теоретическая оценка характеристики преобразования узла преобразователя, состоящего из двух направленных ответвителей
- 3. 5. Сравнительный теоретический анализ узлов преобразователей
- 3. 6. Теоретическая оценка характеристики преобразования измерительного устройства
- 3. 7. Оценка чувствительности метода, и точности измерений
- 3. 8. Источники погрешностей и их влияние на результаты контроля
- Выводы к главе
- Глава 4. Экспериментальные исследования и разработка радиоволновых амплитудных методов контроля кинетики отверждения материалов и изделий
- 4. 1. Измерительное устройство. Принцип действия
- 4. 2. Экспериментальная проверка результатов теоретического анализа взаимодействия электромагнитной волны с контролируемым объектом
- 4. 3. Разработка методики контроля кинетики отверждения материалов одним потоком электромагнитных колебаний с фиксированной длиной волны
- 4. 4. Разработка методики контроля процессов отверждения двумя потоками электромагнитных колебаний с различными длинами волн
- 4. 5. Разработка методики контроля кинетики отверждения материалов и изделий методом переменной частоты
- Выводы к главе
- Глава. 5. Техническая и экономическая эффективность и практическое применение результатов исследований
- 5. 1. Практическое использование разработанных методов для контроля кинетики отверждения материалов и изделий
- 5. 2. Радиоволновой измеритель влажности осадков сточных вод ИЕР-8У
- 5. 3. Повышение технической эффективности радиоволнового амплитудного контроля кинетики отверждения за счёт использования средств вычислительной техники
- Выводы к главе
- Основные результаты работы
Список литературы
- Сорокин М.Ф. и др. Свойства эпоксидных олигомеров и стеклопластиков на их основе. Пластические массы, 1974, 2, с. 47.
- Коробова Н.М. и др. Полимеризация этилена с применением компаундов на носителе. Пластические массы, 1973, 3, с. о. 5. ГОСТ 23 789–79. 6. А.с. 220 615 (СССР). 7. А.с. 699 425 (СССР). 8. А.с. 634 206 (СССР). 9. А.с. 329 474 (СССР). 10. А.с. 300 826 (СССР). 11. Пат. 4 103 540 (США). 12. Пат. 29II985 (Г). 13. А.с. 699 425 (СССР). 14. А.с. 267 993 (СССР). 15. А.с. 260 269 (СССР). 16. А.с. 220 615 (СССР).
- Методы испытания, контроля и исследования машиностроительных материалов: Справочное пособие: Т.
- Методы исследования неметаллических материалов/ Под общ. ред. чл. корр. А СССР А. Т. Туманова. М.: Машностроение, 1973, с. 126. Н
- Аврасин Я.В., Мартынкина Л. Ш. Исследование торсионным методом процессов отвервдения эпоксидных связующих. Пластические массы, 1974, 3, с. 69.
- Барсамян С Т Бабаян К. Н. Исследование полимеров и композиций дилатометрическим методом. Пластические массы, 1974, Р 9, с. 54. 22. А.с. 285 317 (СССР). 23. А.с. 353 184 (СССР). 24. льберман Е.Г., Седов Л. Н. Сополимеризация ненасыщенных полиэфиров со стиролом. Пластические массы, 1973, 3, с. 5.
- Акутин М.С., Мирошин Н. Ш., Кербер М. Л. Рычажно-дилатометрический метод исследования процесса отверждения олигомерных соединений. Пластические массы, 1974, W 12, с. 43.
- Моисеев В.Д., Аветисян Н. Г., Глейзер A.M. Калориметрические методы изучения теплот и кинетики реакций полимерной химии. Пластические массы, 1973, 8, с. 74.
- Образцова Е.Н., Франгулян Л. А., БИшневский Г., Володин В. А. Прибор для определения времени гелеобразования. Пластические массы, 1976, 8, с.
- ШоеесегM, GuiehotB., ThehydtaUon of caeeiifm SuCphat homlhydtaie. -Cement and сопа: е1е
- Новейшие методы исследования полимеров/ Под ред. Б. М. Ки. М.: Мир, 1966, с. 325.
- Фельдман Ю.А., Кондратьева В. И. Термографический анализ отверждения фенопластов. Пластические массы, 1976, 8, с. 59. 31. А.с. 457 925 (СССР).
- Соколов Я. Применение ультразвуковых колебаний для наблюдения физико-химических процессов. ЖТФ, 1946, т. 16, вып. 7, с. 783.
- Соколов Я. Современные проблемы применения ультразвука. У Ш 1950, т. 40, вып. I, с. 3.
- Крылов Н.А. Электронно-акустические и радиометрические методы испытания материалов и конструкций. Л.- М.: Гос. издательство по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1963, с. 142. 36. А.с. 571 748 (СССР). 37. А.с. 326 506 (СССР). 38. А.с. 326 507 (СССР).
- Белкин Я.М., Хаимский З. М., Крысанова В. В. Исследование твердения и контроль прочности силикатного бетона ультразвуковым импульсным методом. В кн.: Научно-техническая конференция «Радиофизические методы контроля в строительной индустрии», (тезисы докладов). Шнек, 1969, с. 17.
- Комаров Б.Н., Алыпиц И. М. Определение времени желатинизации эпоксидных смол. Пластические массы, 1973, I с. 67.
- Федорова Е.Ф., Покровский Е. И., Шлеринский Ф. С. Исследование реакции имидизации в полиамидокислоте при помо1ци инфракрасной спектроскопии. В кн.: Спектроскопия полимеров. Киев, Наукова думка, 1968, с. 114.
- Тендер О.А., Гицкая В. Д., Коба B.C. Применение метода ИКспектроскопии для изучения кинетики полимеризации дейтерированного метилметакрилата. В кн.: Спектроскопия и её применение в геофизике и химии. Новосибирск, Наука, 1975, с. 296.
- Комарова Л.И., Локшин Б. В. Исследование инфракрасных спект21. Бабушкин А. А. и др. Методы спектрального анализа/ Под ред. В. Л. Левшина. М.: Изд. МГУ, 1962, с. 401.
- Антипова Л.М., Киль Т. А., Аксёнов А. И. и др. Кинетика отверждения полиэпоксидного компаунда малеиновым ангидридом. Пластические массы, 1973, I, с. 12.
- Власова К.Н., Суворова Л. Н., Строганов B.C., Попов В. А. Количественное определение степени имидизации полиамидокислоты методом ИКС. Пластические массы, I97I, 8, с. 65.
- Куриленко А.И. Применение методов ЭПР и ИКС для исследования процессов привитой полимеризации виниловых мономеров на полимерных материалах. В кн.: Спектроскопия полимеров. Киев: Наукова думка, 1968, с. 117.
- Блеслер С Е Саминский Е. М., Казбеков Э. Н. Парамагнитно-резонансный радиоспектрометр для изучения химических реакций. ЖТ§-, 1957, т. 27, вып. II, с. 2535.
- Белова В.Н., Герасина М. П., Бейхольд Г. А. и др. Полимеризация этилена на модифицированной трифенилхлорметаном системе Пластические массы, 1972, 3i с. 7.
- Сегитов Р.Я., Маклаков А. И. Изучение кристаллизации полимеров методом ядерного магнитного резонанса. В кн.: Спектроскопия полимеров. Киев: Наукова думка, 1968, с. 7. 51. А.с. 555 328 (СССР).
- Бокин Н.М., Веснеболоцкий К. И., Елисеева Л. В. Хемилгоминесцентный метод контроля отверясдения стеклопластиков на основе эпоксидных смол. Пластические массы, 1972, 10, с. 71. 53. А.с. 396 599 (СССР).
- Мурашов Б.А., Барынин В. А., Акутин М. С. и др. Люминесцент30. Демченко В. В., Бурякин В. И., ЛЬбутин О.С. и др. Определение содержания связующего в стеклопластике фотоэлектрическим методом. Пластические массы, 1972, 2, с. 61.
- Осауленко В.Т., Латухин Ю. А. Оптический способ исследования отверждения карбамидной смолы. Пластические массы, I97I, W 8, с. 70.
- Бугров А.В. Температурные зависимости электропроводности полиэфирного связующего на различных стадиях отверждения. Пластические массы, I97I, Р б, с. 51. 58. А.с. 576 530 (СССР). 59. А.с. 563 609 (СССР). 60. А.с. 329 458 (СССР).
- Лазарев A.M., Ращектаев И. Н. Электропроводность и ассоциация в полимеризующихся жидких даэлектриках. ЖГФ, 1935, т. 5, вып. 7, с. 1206.
- Шкулина И.Г., Чикин Ю. А., Файзи Н. Х., Луховицкий В. И. Кинетика радиационного отверждения поли! ирных смол. Пластические массы, 1973, 5, с. 15.
- Тимошкин Е.И., Денисов П. П., Андреев Л. В., Соломатов В. И. Метод непрерывного контроля процесса отверждения реактопластов. Пластические массы, 1977, 8, с. 50. 64. А.с. 385 212 (СССР). 65. А.с. 239 633 (СССР).
- Надь Ш. Б. Ди электрометрия/ Пер. с венг. под ред. В. В. Павлова М.: Энергия, 1976, 199 с.
- Коваленко Р.П. Бесконтактный автогенераторный метод контроля свойств твердеющего бетона. В кн.: Научно-техническая
- Методы измерения в электрохимии/ Под ред.
- Эгера, А. Заславского. М.: Мир, 1977, 374 с. 70. ДОЛГОПОЛОЕ И. Д. Информативность диэлектрической проницаемости бетонов. Бетон и железобетон, 1976, W 8, с. 13,
- Бугров А. В, Контроль процесса отверждения связующего в стеклопластиках, Пластические массы, I97I, W 4, с. 63,
- А, с, 522 463 (СССР). 74. А.с. 257 123 (СССР).
- Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике: Электричество и магнетизм/ Пер. с англ. под ред. Я. А, Смородинокого, М: Мир, 1966, с, 205,
- Изергин А. П, Измерение угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости в кристаллогидратах, гипсе и медном купоросе, Научн, тр,/ Сиб, Ф1И, 1950, вып. 30, с. 115.
- Николаева Ю.М. Диэлектрический метод исследования процесса отверждения. Пластические массы, 1973, Р 5, с. 70. 79. гров А. В, Дудкин Н, И, Масленников И. М, Прибор для определения степени отвервдения связущего в стеклопластике, Пластические массы, I97I, Р I, с, 61,
- Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник/ Под ред. Б. В. Клюева. М.: Млшиностроение,
- Бензарь Б.К. Техника СВЧ- влагометрии. Шнек: Вышейша школа, IS74, 349 с.
- Всесоюзное научно-техническое совещание «Влагометрия прошлпленных материалов и сельскохозяйственной продукции»: Ш н е к 27−29 сентября 1978 г.: Тезисы докладов/ Центр, и Белорусское респ. правление НТО Приборостр. пром. им, И.Вавилова. М., 1978, 186 с. 84. %рков В. П. Метод Брюстера на СВЧ во влагометрии сыпучих материалов. Заводская лаборатория, 1976, 4, с. 456.
- Грубы, Шайнштейн. Новый бесконтактный метод измерения глубины тонких разрезов и трещин в металлах. Приборы для научных исследований, 1970, Ш 5, с. 68.
- Потапов A.M., Баранов Г. Л. Неразрушащий контроль качества изделий из стеклопластика/ ЛДНТП. Л., 1970, 43 с.
- Бабушкин Е.А., Игнатов В. М. Резонанснэл толщинометрия диэлектриков радиоволнами сверхвысоких частот. В кн.: Неразрушащие методы и средства испытаний конструкций и изделий из стеклопластиков и других пластмасс: Материалы краткосрочного семинара/ ДЦНТП. Л., 1974, с. 26.
- Голота С И Определение органической связки и влаги в керамическом шликере микроволновым способом, Изв. Дузов. Радиоэлектроника, 1967, т. 10, Р 4, с. 415.
- Бернштейн Р С Слоущ В. Г. Автоматический прибор для неразрушающего контроля качества алюмосиликатных огнеупорных изделий по набегу фазы электромагнитных волн СВЧ. Заводская лаборатория, 1973, 9, с. II47. 90. Ьи%ее СМ., Majatc T. G, Мебтггеее МЫ, А Dieeecfic Constant mettiod of foCeobSing the поп- stctilonay
- Пильский В.И., Шишман И С Шииман О.С. СВЧ коррелометр для быстропротекающих процессов. ПТЭ, I97I, Р 5, с. 142.
- Еськов А.Г., Пильский В. Й., Фишман О. С. Применение СВЧ коррелометров для наблюдения кратковременных процессов. ПТЭ, I97I, W 5, с. 144.
- Генкин В.И., Китай М. С. О зависимости потерь на СВЧ от степени конверсии полиметилметакрилата. Изв. Дузов. Радиофизика, 1978, т. 21, вып. I, с. 128.
- Карасёв В.М., Молотков А. П., Богданов Л. И. и др. Применение метода СВЧ для исследования эпоксидных компаундов различного состава. Заводская лаборатория, 1964, 10, с. I2I6.
- Кузнецов Ю.В. О возможности и некоторых особенностях использования микроволн для измерения влажности строительных материалов. Труды ВНЙИСТРОММАШ, 1966, вып. 6, с. 65.
- Силаев М.А., Брянцев Ш. Приложение матриц и графов к анализу СВЧ устройств. М.: Сов. радио, 1970, 248 с.
- Фельдштейн А.Л., Явич Л. Р., Смирнов В, П, Справочник по элементам волноводной техники. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Сов. радио, 1967, 652 с,
- Фельдштейн А, Л, Явич Л. Р, Синтез четырёхполюсников и восььшполюсников на С Ш 2-е изд., перераб, и доп. М.: Связь, I97I, 388 с,
- Альтман Дж. Устройства сверхвысоких частот/ Пер. с англ. под ред. проф. И. В. Лебедева, М.: Мир, 1968, 488 с.
- Бова Н.Т., Лайхтман И. Б. Измерение параметров волноводных элементов. Киев: Техника, 1968, 158 с.
- Стариков В.Д. Методы измерения на С Ш с применением измерительных линий. М.: Сов. радио, 1972, 144 с.
- Лукичев А. Н, Ненашев В, Н., Семёнов С И и др. Опыт разработки машинного расчёта погрепшостей сложных устройств от/ ЛДНТП. Л., 1980, 20 с.
- Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин: Перераб. и доп. издание книги Элементарные оценки ошибок измерений/ АН СССР. Л.: Наука, 1974, 108 с.
- Брянский Л. Н, Точное измерение коэффициента стоячей волны напряжения и полных сопротивлений на сантиметровых волнах. М: Стандартгиз, 1963, 144 с. Н О Лебедев И, В, Техника и приборы СВЧ/ Под ред. проф. Н, Д, Девяткова, 2-е изд, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1970, т. I, 440 с.
- Петров В.П. Влияние гармоник генератора на точность измерения КСВН измерительной линией. Измерительная техника, 1963, Ш 7, с. 38. И З Бурдун Г. Д., Марков Б. Н. Основы метрологии/ Под ред. проф. Г. Д. Бурдуна. М.: Изд-во стандартов, 1972. 320 с.
- Линии передачи сантиметровых волн/ Пер. с англ. под ред. Г. А. Ремеза. М.: Сов. радио, I95I, т. 2. 416 с.
- Кузнецов Ю.В., Маслов В. В. СВЧ-метод контроля процесса кристаллизации минеральных вяжущих. Изв. Вузов: строение, 1980, т. 23, Ш 4, с. 71.
- Кузнецов Ю.В., Маслов В. В. Применение СВЧ амплитудного метода для контроля отверждения материалов. В кн.: Неразрушающие методы и средства контроля качества изделий и конструкций из неметаллов: Материалы краткосрочного семинара/ ДЦНТП. Л., 1982, с. 28. 117. файн В.Б. К методике измерения диэлектрической проницаемости порошкообразных материалов. Заводская лаборатория, 1976, W 9, с. 1094.
- Ратинов В.Б., Иванов Ф. М. Й1мия в строительстве. М.: Стройиздат, 1969. 200 с.
- Бензарь В.К. Определение влажности капиллярно-пористых материалов по поглощению радиоволн СВЧ. Инженерно-физический журнал, 1970, т. 18, Р 6, с. II3I.
- Хинопулос. Определение диэлектрической проницаемости строительных материалов в СВЧ диапазоне. Приборы для научных исследований, I97I, 7, с. 142.
- Любутин О С Васильев Е. В. Электрофизические характеристики стеклопластиков и их компонентов. Пластические массы, Приборо79. Гвирц 8.М., Скрылова Л. В., Кузышна Л. И. и др. Диановые эпоксидные смолы марок ЭД-5, ЭД-б, ЭД-П, ЭД-Л: Часть 2/ ДДНТП. Л., 1965, 33 с.
- Михайлов Н.В., Шершнёв 6.А., Шарай Т. А. и др. Основы физики и химии полимеров/ Под ред. В. Н. Кулезнёва. М.: Высшая школа, 1977. 248 с.
- Горбачёв А.И., Кукарин С В Полупроводниковые СВЧ диоды: Элементы радиоэлектронной аппаратуры. вып. 13, 1968 М.: Ск>в. радио. 64 с.
- Демидович Б.П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. 3-е изд., исправленное. М.: Наука, 1966. с. 41.
- Балобей $.П., Кузнецов Ю. В., Обухова Э. К. Изыскание оптимального микроволнового метода измерения влажности асбоцементного наката. Оборудование для промышленности строительных материалов: сборник научно-технической информации/ ВНИИСТРОММАШ. Л.: 1964, Р I, с. 44−50.
- Кузнецов Ю.В. Теоретический анализ микроволновых датчиков для исследования некоторых физических и геометрических параметров образцов диэлектрических и полупроводниковых материалов. XX Герценовские чтения: материалы межвузовской конференции/ ЛГПЙ им. А.й.Герцена. Л.: 1967, с. I50-I53.
- Кузнецов Ю.В. Микроволновые методы и устройства для измерения толщины диэлектрических плёнок. XX Герценовские чтения: материалы межвузовской конференции/ Л Г Ш им. А. И. Герцена. Л.: 1967, с. 153−155.
- Кузнецов Ю.В. О критериях и некоторых особенностях использования поверхностного отражения микроволн для измерения влажности строительных материалов. фиборы контроля и регулирования влажности: тезисы докладов/ ЛДНТП. Л.: 1967,
- Зилитинкевич СИ., Балобей Ф. П., Иванов П. П. и др. Микроволновый прибор для определения сроков схватывания минеральных вяжуп веществ. Материалы XIX научно-тегошческой конференции Ж Т М О ЛйТМО. Л.: 1969, с. I2I-I22.
- Балобей Ф.П., Кузнецов Ю. В. СВЧ-влагомер для измерения и контроля влажности глинистого сырья. Метрология в радиоэлектронике: тезисы докладов Ш Всесоюзного семинара-совещания. М.: 1975, С 18−19.