检索结果-内蒙古大学图书馆

复合材料学报 2013年第3期30卷 149-153页

作者：杨玉娥何存富吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 山东省济宁学院物理与信息工程系山东曲阜273155

基于微波在介电材料中的传播理论及其对金属界面特性的敏感性,利用CST-微波工作室(computer simulation technology-microwave studio)对微波检测热障涂层下金属的裂缝进行了仿真计算,研究了热障涂层的厚度、裂缝方向对检测结果的影响,... 详细信息

基于微波在介电材料中的传播理论及其对金属界面特性的敏感性,利用CST-微波工作室(computer simulation technology-microwave studio)对微波检测热障涂层下金属的裂缝进行了仿真计算,研究了热障涂层的厚度、裂缝方向对检测结果的影响,仿真计算了热障涂层厚度为400μm、裂缝长边方向平行于矩形波导探头长边的不同宽度的裂缝。结果表明:热障涂层厚度不同时,微波检测金属表面裂缝的敏感工作频率不同;裂缝方向与波导口长边的夹角为50°～55°时检测敏感度低。裂缝宽度小于8μm时用本研究中的频率范围无法检测,裂缝宽度在10～30μm时检测效果不明显,裂缝宽度在30μm～1mm范围内,裂缝越宽微波的反射系数相位差越大。因此,在合适的工作频率下能利用微波无损检测技术对热障涂层下金属表面的裂缝进行无损检测。

关键词：微波无损检测热障涂层金属裂缝相位差

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微波无损检测消声瓦粘贴质量中若干问题的研究

微波无损检测消声瓦粘贴质量中若干问题的研究

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作者：包乌云华东师范大学

学位级别：博士

该文围绕CPY-1仪研制中遇到的重要问题和一些奇异的现象而立题.结合国防任务,作者参与了改进型微波无损检测仪CPY-1G的研制、工程检测工作,对课题组碰到的仪器工作灵敏点问题和对作者首次发现的反射系数大于1的奇异现象作了一些理论探讨.

关键词：隐身潜艇消声瓦微波无损检测角锥喇叭高次模谐振腔遗传算法优化

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中间层碳纤维方向的微波无损检测实验研究

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功能材料 2017年第5期48卷 5061-5064,5069页

作者：杨玉娥安延涛赵东济南大学机械工程学院济南250022

在研究多层媒介中的微波信号传播与反射机理的基础上,利用微波网络分析仪对3层复合材料中间层的纤维方向进行了检测研究。首先,根据N5225A网络分析仪记录的反射系数相位计算出反射系数相位差;然后,建立反射系数相位差与表示中间层纤维... 详细信息

在研究多层媒介中的微波信号传播与反射机理的基础上,利用微波网络分析仪对3层复合材料中间层的纤维方向进行了检测研究。首先,根据N5225A网络分析仪记录的反射系数相位计算出反射系数相位差;然后,建立反射系数相位差与表示中间层纤维方向的β建立对应关系;最后,利用反射系数相位差表征纤维方向的变化。实验结果表明,矩形波导相对于复合材料纤维方向的角度(α)会对检测结果有一定的影响,反射系数相位差随工作频率的变化规律不同,并且对中间层的纤维方向的变化敏感范围也不同,波导口长边平行于第一层的纤维时,即α为0°时,对β为15~45°较敏感,波导口长边垂直于第一层的纤维时,即α为90°时,对β为45~75°较敏感;复合材料末端加一反射板可以增强检测效果,检测工作频率为33GHz,中间层纤维方向变化30°时,有反射板的反射系数相位差变化10°,而没有反射板的变化5°。

关键词：微波无损检测复合材料碳纤维反射相位

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热障涂层结构性能及健康状况微波无损检测方法研究

热障涂层结构性能及健康状况微波无损检测方法研究

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作者：杨玉娥北京工业大学

学位级别：博士

为了提高发动机的热效率，热障涂层（Thermal Barrier Coatings，简称TBCs）已经被广泛应用到发动机的涡轮叶片等热端部件上，热障涂层是在叶片等热端部件表面涂覆的具有一定厚度和耐久性的绝热陶瓷层薄膜。由于热障涂层的制备工艺复杂... 详细信息

为了提高发动机的热效率，热障涂层（Thermal Barrier Coatings，简称TBCs）已经被广泛应用到发动机的涡轮叶片等热端部件上，热障涂层是在叶片等热端部件表面涂覆的具有一定厚度和耐久性的绝热陶瓷层薄膜。由于热障涂层的制备工艺复杂，在制备过程中制备工艺参数的变化会影响热障涂层的厚度和孔隙率等结构性能，热障涂层的结构性能直接影响其热障效果;高温的工作环境会造成各层间粘结状况差的位置脱粘，并且产生的热生长氧化层（Thermal Growth Oxide，简称TGO层）会促进脱粘现象的产生。为了保证热障涂层良好的热障效果，并避免在工作过程中失效而造成不必要的损失，急需一种可以在位检测的无损检测方法。微波无损检测技术是一种新型的无损检测技术，因其具有穿透介电材料的能力强、对界面和不均匀性很敏感等特点，适合对热障涂层进行无损检测。根据热障涂层的结构特性，适合用微波反射法对其进行无损检测。本文在电磁波理论的指导下，利用微波无损检测技术对热障涂层中陶瓷顶层（Top coating，简称TC层）的厚度、孔隙率等结构特性，粘结层（Bond coating，简称BC层）表面的裂缝、TC层与BC层间的脱粘等健康状况参数，以及TC层和BC层间的TGO层进行了检测和评价。主要以理论分析和数值模拟为指导，通过优化检测参数进行了试验研究，提出了一种高频、宽带、高分辨率，适合热障涂层检测的微波无损检测方法。主要工作如下： (1)建立了微波反射系数法检测热障涂层的理论模型。通过模型的建立可知，在检测中探头的特性、工作频率以及提离距离会影响检测的灵敏度，因此在检测前需要对这几个参数进行优化设计，以期达到更好的检测效果。通过对理论模型的计算可知，利用微波信号的反射系数可以表征热障涂层中各介质层的厚度、与介电常数有关的物理特性、合金层表面的健康状况以及各层间的脱粘状况等。 (2)规则波导探头的参数敏感性分析。根据微波在波导中的传输条件，确定了波导中单模传播时波导尺寸与工作频率间的对应关系，以简化微波检测过程中模态分析的过程。根据微波在不同形状波导中的传播特点，以及检测空间分辨率的要求，分析了如何根据工作频率选择合适的波导探头;并分析了波导探头法兰对检测结果的影响。 (3)微波检测热障涂层时检测参数的优化研究。利用CST微波工作室(Computer Simulation Technology-Microwave Studio)仿真软件对检测过程中工作频率和提离距离等参数进行了优化设计。在接触式检测中，主要对检测的工作频率进行了优化设计，根据优化的工作频率选择合适的波导探头进行无损检测以达到较高的检测灵敏度;在非接触式检测中，主要对提离距离进行了优化设计，为扫描检测时提离距离的选择奠定了理论基础。 (4)微波检测热障涂层的试验研究。根据检测参数优化的结果，利用网络分析仪E8363C对热障涂层的厚度和孔隙率进行了微波无损检测试验研究。在检测工作频率范围内，可以利用微波信号的反射系数相位差，来良好的表征热障涂层厚度的变化，并且利用卡尺测量法对微波检测结果进行了标定;在敏感工作频率处，可以用微波信号的反射系数相位差，来表征热障涂层孔隙率的变化，利用切片图像分析的方法对微波无损检测结果进行了标定。 (5)热障涂层健康状况的毫米波无损检测研究。选用了多种型号的终端开口矩形波导作为探头，在毫米波段对热障涂层系统中常见的缺陷进行了无损检测研究，检测中利用信号的反射系数相位差来表征被检测参数的变化。在毫米波段可以实现对热障涂层中裂缝、脱粘和TGO层的微波无损检测;利用高频率段的探头进行检测可以明显提高检测灵敏度。

关键词：微波无损检测热障涂层厚度孔隙率缺陷

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应用于微波无损检测的透射型非衍射相移表面阵列研究

应用于微波无损检测的透射型非衍射相移表面阵列研究

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作者：邹颖四川大学

学位级别：硕士

近年来,因微波无损检测技术具有良好应用背景及发展前景,大量基于微波无损检测理论的检测结构相继被提出、验证并推广。但由于常规无损检测结构的电场能量不足够集中,难以在指定方向穿透较厚的待测物,因此大深度非金属内部缺陷一直无法... 详细信息

近年来,因微波无损检测技术具有良好应用背景及发展前景,大量基于微波无损检测理论的检测结构相继被提出、验证并推广。但由于常规无损检测结构的电场能量不足够集中,难以在指定方向穿透较厚的待测物,因此大深度非金属内部缺陷一直无法得到很好检测。非衍射波束具有电场能量集中、分布均匀的优势同时可达检测深度是常规检测设备几倍至十几倍,使其不仅可以检测表面缺陷还可以检测内部缺陷。利用超表面材料实现非衍射波束具有非衍射距离易调控、体积小、易加工等优点。但当待测物体积较大而无法一次性全部置于非衍射区域内时,则需要加载机械装置移动待测物或波束发生器对整个待测物体进行扫描,增加了整体结构体积、降低了测量精度,从而导致检测结果不准确;而当待测物或波束发生器无法移动时垂直于波束发射器的非衍射波束无法用于检测。因此,方向可偏非衍射波束在非金属内部缺陷无损检测方面具有巨大优势。通过相移超表面阵列可使非衍射波束实现一定角度的偏折,有效扩大其检测范围。相移超表面根据馈源位置不同分为透射型和反射型。相比于透射型超表面而言,反射型超表面馈源与作用目标位于阵列同侧,馈源所在区域无法实现非衍射波束的偏折,馈源的存在限制待测物的尺寸,在实际检测中存在馈源无法与待测物位于阵列同一侧的情况;因此馈源与目标位于同一侧将限制非衍射波束在微波无损检测的应用。基于以上应用背景及现状,本文提出了两种可实现垂直于阵列非衍射波束的透射型相移超表面阵列;提出了一种实现可偏折非衍射波束的透射型相移超表面阵列,仿真测试后将其应用于探测非金属内部缺陷和金属表面缺陷。本文主要研究内容如下:1、针对非衍射波束发生器体积大、结构复杂的问题,本文提出了两种可产生垂直于阵列的非衍射波束透射型相移超表面阵列。首先推导验证通过旋转单元调控其透射波相位的理论。随后基于斯奈尔广义折射定律确定第一种结构的相位梯度;基于空间中的波动方程的解和几何光学理论确定第二种结构的相位梯度;两种结构均以各自的相位梯度为间隔,根据不同相位将相移表面旋转不同角度后周期性排布成阵列,按照相位所对应半径切同心圆环后嵌套构成阵列。在10GHz工作频率下两种结构对应最大半径和非衍射距离分别为38.4mm(100mm)和52.93mm(80mm)。与其他产生垂直于非衍射波束发射器结构相比,所设计的结构具有小型化、衍射距离长等优点。2、针对非衍射波束方向不可调控的问题,本文提出并应用了一种可产生偏折非衍射波束的透射型相移表面阵列。首先通过非衍射距离及旁瓣高度的对比确定第一节中更适合于倾斜的理论。随后基于几何光学光程差原理计算出阵列孔径上实现非衍射波束的理想相位分布。然后将旋转不同角度后超表面单元排列在其对应传输相位位置布成阵列。平面波由阵列一侧距离为F标准喇叭天线发出,经阵列调制后在近场区域内产生倾斜非衍射波束。仿真(实测)结果表明,在10GHz工作频率下阵列尺寸为92.86mm×92.86mm,仿真和实测结果显示倾斜角度分别为35°(34.9°),可以产生最大非衍射距离100mm(97.5mm)倾斜非衍射波束。与其他产生偏折非衍射波束的结构相比,所设计相移表面阵列具有低旁瓣、小型化等优点。3、针对垂直于发生器非衍射波束无法检测的非金属材料内部缺陷的问题,将所设计倾斜非衍射波束发生阵列用于检测具有不同种类、不同尺寸缺陷非金属待测材料。具体过程为将待测物置于所设计的相移超表面阵列产生非衍射波束中心电场强度最大处,观察喇叭天线馈电端口反射参数谐振点幅值变化及频偏。通过比较有无缺陷时反射参数以确定缺陷存在与否,而将不同尺寸的缺陷进行横向对比来确定提出结构的分辨率。仿真与实验表明所设计非衍射波束能够对非金属内部金属或空气缺陷、金属表面缺陷或覆膜存在与否实现定性检测。证明所设计非衍射波束可用于非金属内部缺陷检测和金属表面缺陷检测。

关键词：偏折非衍射波束微波无损检测透射型相移超表面小型化

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金属表面缺陷的微波无损检测研究

金属表面缺陷的微波无损检测研究

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作者：雷洁西安电子科技大学

学位级别：硕士

微波无损检测作为保证特种装备安全运行的重要手段之一，渗透在设备的制造、安装、使用和检修等环节中。然而由于无损检测手段的选择受到设备工作条件以及工作环境的影响，加之无损检测手段本身的局限性，无损检测技术急需一种具有创新... 详细信息

微波无损检测作为保证特种装备安全运行的重要手段之一，渗透在设备的制造、安装、使用和检修等环节中。然而由于无损检测手段的选择受到设备工作条件以及工作环境的影响，加之无损检测手段本身的局限性，无损检测技术急需一种具有创新性的新技术支持。本论文结合实际工程项目的需求，对飞机外壳金属表面缺陷的微波无损检测技术进行了研究。本论文以微波无损检测技术为研究背景，对现有的无损检测技术进行了优缺点对比，深入分析研究了微波无损检测技术。针对金属表面缺陷，应用微波检测的原理，提出了基于谐振结构的金属表面微波无损检测技术方案。该检测系统通过分别接收来自缺陷部位和完整部位的微波信号幅度、频率和相位等信息，对材料和产品的结构完整性进行评价。该检测系统主要由信号发射、信号接收、信号处理三个部分组成。本论文主要研究工作如下： 1、依据微波对金属的反射特性以及对非金属的穿透特性，利用微波检测的基本原理，设计了一个完整的金属表面缺陷的微波无损检测系统。 2、对微波金属表面缺陷的微波无损检测系统的关键部件微波传感器进行了详细的研究，设计了一种微波腔体谐振器探头，运用HFSS软件进行了仿真优化，并且设计制作了实物。 3、依据检测系统的工作要求，完成了基于LMX2541芯片的微波信号源电路的设计，以及基于MSP430F149单片机的信号处理系统的设计。 4、搭建了基于微波反射法原理的金属表面微波无损检测系统的实验平台，验证了该检测系统的可行性。本论文运用微波检测技术设计实现的金属表面缺陷微波无损检测系统可靠性好，检测方法简单，为飞机金属外壳的快速检测提供了可靠的新方法。

关键词：微波无损检测腔体谐振器微波信号源

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高功率微波和微波无损检测中圆波导激励和辐射的理论和实验研究

高功率微波和微波无损检测中圆波导激励和辐射的理论和实验研究

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作者：余川电子科技大学

学位级别：硕士

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宽频带微波无损检测硬件系统的研究

宽频带微波无损检测硬件系统的研究

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作者：彭亮沈阳工业大学

学位级别：硕士

钢筋混凝土微波无损检测技术,是指在不破坏混凝土结构的情况下,利用微波成像技术得出混凝土中钢筋的位置、数量以及粗细,用于判断混凝土强度及缺陷等特征的一种新的无损检测技术。本文的主要任务是在原有的微波无损检测系统的基础上,拓... 详细信息

钢筋混凝土微波无损检测技术,是指在不破坏混凝土结构的情况下,利用微波成像技术得出混凝土中钢筋的位置、数量以及粗细,用于判断混凝土强度及缺陷等特征的一种新的无损检测技术。本文的主要任务是在原有的微波无损检测系统的基础上,拓宽系统的频带以调高系统的成像质量。本文对微波传输线理论以及微波网络分析的方法做了简单的介绍,这是微波工程的理论基础。本课题的主要工作是设计一款用于微波无损检测的超宽频带微波信号源以及硬件系统中的定向耦合器和功率分配器。介绍了几种频率合成技术的原理及组成部分,详细论述了AD公司的集成锁相环频率综合器ADF4350的内部结构及特性,使用ADIsimPLL软件对信号源的低通环路滤波器部分的环路带宽、相位裕度以及信号源的锁定时间等参数进行仿真。采用微带巴伦结构将信号源的双端差分平衡输出端口转化为单端对地的不平衡输出。该信号源的频带范围为800MHz4GHz。介绍了各种不同定向耦合器的原理、分析方法、应用范围以及定向耦合器的各种参数。本文设计的定向耦合器采用平行对称的耦合结构,采用宽边补偿耦合带状线作为耦合传输线,这些使得该耦合器在满足宽频带的同时还能提供很好的耦合系数。最后使用HFSS仿真软件对定向耦合器进行了仿真优化设计,得到了很好的结果。介绍了功率分配器的工作原理以及构成宽频带等功率分配器的条件,给出了设计多节等功率分配器的具体表格数据。采用仿真软件ADS计算微带线的宽度、长度,对功率分配器的原理图、板图进行了仿真优化,得到了目标结果。

关键词：微波无损检测超宽频带信号源定向耦合器功分器

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微波无损检测成像技术初探——树木的无损检测

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宇航计测技术 1984年第1期 30-34页

作者：夏虎林

介绍各种成像的基本原理,列表比较微波无损检测(NDT)成像的国内外迸展。从人体与树木的相似性,将人体NDT方法应用于树木NDT的可行性作比较。介绍一种现成的微波NDT成像实验室的方案及其改进的办法。最后指出微波NDT成像原理的优点是价... 详细信息

介绍各种成像的基本原理,列表比较微波无损检测(NDT)成像的国内外迸展。从人体与树木的相似性,将人体NDT方法应用于树木NDT的可行性作比较。介绍一种现成的微波NDT成像实验室的方案及其改进的办法。最后指出微波NDT成像原理的优点是价廉、体轻、分辨清晰。可应用于各种需要成像的不透明各向异性的具有复杂微波阻抗的被测物。

关键词： NDT 成像实验相似性类似性微波无损检测微波成象微波成像极高频毫米波

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基于矩形波导法的微波无损检测研究

基于矩形波导法的微波无损检测研究

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作者：胡文静渤海大学

学位级别：硕士

随着复合材料在航空、汽车、轻量化等领域的广泛采用,其质量与安全性的标准越来越严格,传统无损检测很难满足高精度、高效率和非破坏性等要求,而微波无损检测可以更好地解决这些问题,此外微波无损检测技术还可以实现对复合材料的物理性... 详细信息

随着复合材料在航空、汽车、轻量化等领域的广泛采用,其质量与安全性的标准越来越严格,传统无损检测很难满足高精度、高效率和非破坏性等要求,而微波无损检测可以更好地解决这些问题,此外微波无损检测技术还可以实现对复合材料的物理性质检测,为复合材料提供性能评估的数据支持,因此微波无损检测的研究具有重要意义。本文的主要研究内容和创新点如下: (1)分析和研究了一种基于矩形波导法的无损检测方法,实现对复合材料电磁特性的检测。通过检测微波在矩形波导管内的传输参数,计算分析出复合材料电磁特性,结合微波与介质之间的理论分析与关键参数解析,论证了基于微波无损检测方法分析的可行性。 (2)建立了工作频段8.2-12.5 GHz的BJ100矩形波导检测模型。在本文仿真实验中结合电磁波在矩形波导内的传输特性,分析了基于矩形波导法的物理理论模型相关参数,搭建了电磁仿真模型,实现对特定复合材料的电磁仿真,并基于不同求解算法的仿真器CST与Ansys HFSS完成了仿真相互验证。 (3)提出了一种基于Nicolson Ross Weir的电磁参数反演方法。通过检测复合材料介质的物理尺寸和散射参数,结合了矩形波导的电磁特性,使用MATLAB编写并优化了算法程序,反演了复合材料的复介电常数和复磁导率。结果表明,该电磁参数反演方法结合矩形波导可有效地计算复合材料的复介电常数和复磁导率,具有较高的测量精度和可重复性。 (4)加工测试了一款BJ100矩形波导复合材料检测装置。为验证Nicolson Ross Weir方法的准确性和可靠性,实验中进行了测量系统校准与波导装置相位参考面校准。通过使用矢量网络分析仪测量了矩形波导双端口的信号信息,实验测量结果反演同样可得到较高精度的结果。本文最后针对矩形波导法的测量精度和可靠性进行了深入的分析和探讨,并通过对矩形波导检测模型系统参数优化和电磁参数误差控制,进一步提高检测的准确性。最后,探讨了该方法的局限性和改进方向,为进一步完善该方法提供了一定的指导。

关键词：矩形波导法微波无损检测复介电常数复磁导率

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