微波無損檢測技術全解課件

微波無損檢測技術及應用11級過控鄭健學號：201100160250微波無損檢測技術及應用11級過控鄭健學號：2011001通過前三周對過程裝備無損檢測技術的學習，我們學到了四種無損檢測技術，老師也提到了一些其他的技術，這些技術使我感覺到很神奇，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，接下來我介紹一種應用比較普遍的技術---微波無損檢測技術。通過前三周對過程裝備無損檢測技術的學習，我們2

無損檢測技術是以物理現(xiàn)象為基礎的，回顧一下世界無損檢測技術的起源，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用，一般的規(guī)律往往首先是在醫(yī)學領域、軍工領域應用，然后推廣到工業(yè)領域應用。其中的微波無損檢測技術在近些年來發(fā)展迅速，應用范圍也越來越廣。

無損檢測技術是以物理現(xiàn)象為基礎的，回顧一下世界無3什么是微波？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的工業(yè)應用之一，它是以微波為傳遞信息的媒質(zhì)，對被檢材料。構件或產(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)。什么是微波？微波是一種電磁波，它的頻率范圍約為3001VI4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電性能較好的復合材料，因而不能檢測此類復合結構內(nèi)部的缺陷，只能檢測金屬表面裂紋缺陷及粗糙度。微波無損檢測的特點

(1)微波的波長短，頻帶寬，方向性好，貫5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)。微波無損檢測的原理在微波檢測中，微波6微波無損檢測的基本方法

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。微波無損檢測的基本方法

微波無損檢測7①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。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8②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，透入試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②反射法反射法是利用被檢試件表面和內(nèi)部9③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。③干涉法利用微波的干涉現(xiàn)象，可10④微波全息技術微波干涉法與光導全息照相技術結合可以形成微波全息技術。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系統(tǒng)下再現(xiàn)圖像。④微波全息技術微波干涉法與光導全息照相技11⑤斷層成像法

微波檢測借助計算機技術可形成斷層掃描技術，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。⑤斷層成像法微波檢測借助計算機技術可形成斷層12微波無損檢測的應用

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、非金屬的復合膠接結構與蜂窩結構件中的分層、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，將無損檢測技術應用于檢測塑料與復合材料層壓板中的脫粘，火箭發(fā)動機玻璃鋼殼體檢測，火箭固體藥柱與包復層間的脫粘，復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)，反應速度快，有利于實現(xiàn)自動化檢測。微波無損檢測的應用

微波無損檢測是一13結束語

微波無損檢測技術的應用對于保證產(chǎn)品的質(zhì)量、減少不必要的經(jīng)濟損失方面起著很大的作用，對于保證產(chǎn)品可靠性方面已產(chǎn)生良好效益。隨著更多的無損檢測工程師及技術人員對微波檢測能力和局限性的精通，微波檢測的使用必將不斷增加，微波檢測技術有著廣闊的發(fā)展前景。作為過程裝備與控制工程專業(yè)的學生更應該對先進的這類無損檢測技術有一定程度的了解，并運用到將來在實際工作中，從而達到學以致用的目的。結束語微波無損檢測技術的應用對于保證產(chǎn)品的質(zhì)14微波無損檢測技術全解課件15微波無損檢測技術及應用11級過控鄭健學號：201100160250微波無損檢測技術及應用11級過控鄭健學號：20110016通過前三周對過程裝備無損檢測技術的學習，我們學到了四種無損檢測技術，老師也提到了一些其他的技術，這些技術使我感覺到很神奇，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，接下來我介紹一種應用比較普遍的技術---微波無損檢測技術。通過前三周對過程裝備無損檢測技術的學習，我們17

無損檢測技術是以物理現(xiàn)象為基礎的，回顧一下世界無損檢測技術的起源，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用，一般的規(guī)律往往首先是在醫(yī)學領域、軍工領域應用，然后推廣到工業(yè)領域應用。其中的微波無損檢測技術在近些年來發(fā)展迅速，應用范圍也越來越廣。

無損檢測技術是以物理現(xiàn)象為基礎的，回顧一下世界無18什么是微波？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的工業(yè)應用之一，它是以微波為傳遞信息的媒質(zhì)，對被檢材料。構件或產(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)。什么是微波？微波是一種電磁波，它的頻率范圍約為3001VI19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電性能較好的復合材料，因而不能檢測此類復合結構內(nèi)部的缺陷，只能檢測金屬表面裂紋缺陷及粗糙度。微波無損檢測的特點

(1)微波的波長短，頻帶寬，方向性好，貫20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)。微波無損檢測的原理在微波檢測中，微波21微波無損檢測的基本方法

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。微波無損檢測的基本方法

微波無損檢測22①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。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23②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，透入試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②反射法反射法是利用被檢試件表面和內(nèi)部24③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。③干涉法利用微波的干涉現(xiàn)象，可25④微波全息技術微波干涉法與光導全息照相技術結合可以形成微波全息技術。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系統(tǒng)下再現(xiàn)圖像。④微波全息技術微波干涉法與光導全息照相技26⑤斷層成像法

微波檢測借助計算機技術可形成斷層掃描技術，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。⑤斷層成像法微波檢測借助計算機技術可形成斷層27微波無損檢測的應用

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、非金屬的復合膠接結構與蜂窩結構件中的分層、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，將無損檢測技術應用于檢測塑料與復合材料層壓板中的脫粘，火箭發(fā)動機玻璃鋼殼體檢測，火箭固體藥柱與包復層間的脫粘，復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)，反應速度快，有