微波無損檢測技術(shù)

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1、微波無損檢測技術(shù)及應(yīng)用11級過控鄭健學(xué)號：201100160250通過前三周對過程裝備無損檢測技術(shù)的學(xué)習(xí)，我們學(xué)到了四種無損檢測技術(shù)，老師也提到了一些其他的技術(shù)，這些技術(shù)使我感覺到很神奇，因為它們大多數(shù)都是通過很簡單的方式就檢驗出設(shè)備存在的缺陷，這也促使我課下搜集資料去了解更多的無損檢測技術(shù)，接下來我介紹一種應(yīng)用比較普遍的技術(shù)---微波無損檢測技術(shù)。無損檢測技術(shù)是以物理現(xiàn)象為基礎(chǔ)的，回顧一下世界無損檢測技術(shù)的起源，都是一種物理現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后，隨之進行深入研究并投入應(yīng)用，一般的規(guī)律往往首先是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、軍工領(lǐng)域應(yīng)用，然后推廣到工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。其中的微波無損檢測技術(shù)在近些年來發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍也

2、越來越廣。什么是微波？微波是一種電磁波，它的頻率范圍約為3001VIHz一300GHz，相應(yīng)的波長為1m—1mm。在此頻率范圍內(nèi)，可劃分為X、K,Q，U，V,E、W等波段。按其波長范圍可分為分米波，厘米波和毫米波。微波無損檢測是微波技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用之一，它是以微波為傳遞信息的媒質(zhì)，對被檢材料。構(gòu)件或產(chǎn)品進行非破壞性檢測，判斷其內(nèi)部是否存在缺陷或測定其它物理參數(shù)。在微波無損檢測中，常用X波段(8.2~12.5GHz)和K波段(26.5一40GHz)，已發(fā)展到W波段(56一100GHz)。微波無損檢測的特點(1)微波的波長短，頻帶寬，方向性好，貫穿介電材料的能力強。(2)微波無損檢測屬非接觸檢

3、測，能快速、連續(xù)、實時的監(jiān)測，不需耦合劑，避免了耦合劑對材料的污染。(3)微波無損檢測可以進行最有效的無損掃描，提供精確的數(shù)據(jù)，使缺陷區(qū)域的大小和范圍得以準確測定。(4)微波無損檢測設(shè)備簡單，費用低廉，易于操作，便于攜帶。(5)由于微波不能穿透金屬和導(dǎo)電性能較好的復(fù)合材料，因而不能檢測此類復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷，只能檢測金屬表面裂紋缺陷及粗糙度。微波無損檢測的原理在微波檢測中，微波與被檢材料(介質(zhì))相互作用，介質(zhì)的電磁特性和對微波場的影響,決定了微波的分布狀況和微波幅值、相位、頻率等基本參數(shù)的變化。通過測量微波基本參數(shù)的變化，即可判斷被測材料或物體內(nèi)部是否存在缺陷以及測定其它物理參數(shù)。微波無

4、損檢測的基本方法微波無損檢測方法主要有穿透法、反射法，干涉法、全息法以及CT法等，下面逐一加以簡單介紹。①穿透法穿透法檢測系統(tǒng)框圖如下圖所示。將發(fā)射和接收天線分別放在試件的兩邊，通過檢測接收的微波波束相位或幅值的變化，可得到被檢測量的情況。按入射波類型不同，穿透法可分為三種形式，即固定頻率連續(xù)波、可變頻率連續(xù)波和脈沖調(diào)制波。穿透法可用于透射材料的厚度、密度、濕度、化學(xué)成分、混合物含量、固化度等的測量，可用于夾雜、氣孔、分層等內(nèi)部缺陷的檢測。②反射法反射法是利用被檢試件表面和內(nèi)部所反射的微波對試件進行檢測的方法，當微波入射到試件表面時，會產(chǎn)生反射和折射，其反射波與試件的材料性質(zhì)有關(guān)，透入試

5、件的折射波如遇到反射界面(如缺陷，試件底面)也會產(chǎn)生反射。通過測取反射波幅值、相位等的變化，可以推斷試件有無材料的不連續(xù)〔缺陷)和有關(guān)參數(shù)的變化。反射法主要包括連續(xù)波反射法、掃頻波反射法、脈沖調(diào)制波反射法。下圖為連續(xù)波反射計的框圖③干涉法利用微波的干涉現(xiàn)象，可以使入射微波和反射微波形成駐波。被檢試件材料的物理、化學(xué)性質(zhì)的變化將會改變駐波的幅值、相位，測定駐波幅值、相位的變化可以判斷試件材料性質(zhì)的變化。④微波全息技術(shù)微波干涉法與光導(dǎo)全息照相技術(shù)結(jié)合可以形成微波全息技術(shù)。利用微波能穿透不透光介質(zhì)的特性，攝取被檢材料的微波全息圖像，完整地記錄物體全部信息，并可在適當?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)下再現(xiàn)圖像。⑤斷層

6、成像法微波檢測借助計算機技術(shù)可形成斷層掃描技術(shù)，用以檢查非金屬材料的內(nèi)部質(zhì)量，以斷層剖面的圖形顯示。微波無損檢測的應(yīng)用微波無損檢測是一種用途廣泛的方法，對非金屬材料，它具有其它無損檢測方法難以取代的作用。公開報道的微波無損檢測的項目有:增強塑料、非金屬的復(fù)合膠接結(jié)構(gòu)與蜂窩結(jié)構(gòu)件中的分層、脫層;固體推進劑的老化;橡膠輪胎內(nèi)部的氣孔、裂縫;陶瓷及復(fù)合物中的氣孔;非金屬材料的振動、速度、加速度、同心度、濕度、密度、化學(xué)組分;金屬加工表面光潔度、裂紋、劃痕及其深度;金屬材料的厚度、位移、線徑或長度、同心度、振動、速度、加速度、表面裂紋等。目前，將無損檢測技術(shù)應(yīng)用于檢測塑料與復(fù)合材料層壓板中的脫粘

7、，火箭發(fā)動機玻璃鋼殼體檢測，火箭固體藥柱與包復(fù)層間的脫粘，復(fù)合燒蝕噴管中的脫粘，環(huán)氧樹脂的固化度，雷達罩的厚度和電性能已取得了很好的效果。在金屬表面裂紋深度及金屬表面粗糙度微波檢測方面，利用微波天線作為微波傳感器對不同材料不同工件實測，平均誤差不大于土2%，檢測速度決，使用方便。國產(chǎn)的微波測厚儀線性范圍寬，測厚范圍為1一10mm，分辨力為0.01mm,精度±0.03mm，適合各種材質(zhì)，反應(yīng)速度快，有利于實現(xiàn)自動化檢測。結(jié)束語微波無損