Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование функциональных возможностей и характеристик сверхвысокочастотного измерителя физических параметров материалов Абросимова, Елена Борисовна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Абросимова, Елена Борисовна. Исследование функциональных возможностей и характеристик сверхвысокочастотного измерителя физических параметров материалов : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.11.08, 05.11.13 / Нижегород. гос. техн. ун-т.- Нижний Новгород, 1997.- 20 с.: ил. РГБ ОД, 9 98-5/79-4

Введение к работе

Актуальность темы. Современное производство ставит задачи по созданию эффективных методов и средств контроля качества различных материалов и изделий. Наиболее важными параметрами, которые необходимо контролировать в процессе производства, являются влажность и плотность материалов и компонентов на всех стадиях изготовления изделия, его геометрические характеристики и наличие различных структурных дефектов. Как показала практика, наиболее эффективными методами являются тепловые, радиационные, акустические и радиоволновые, позволяющие контролировать практически все технологические параметры с высокой точностью. При выборе методов определения влажности необходимо учитывать и влияние различных видов влаги на свойства материалов.

Существующие косвенные методы и аппаратура не обеспечивают достаточной точности и достоверности результатов измерений, что объясняется заметной зависимостью результатов от уровня шумов и переходных процессов в аппаратуре, температуры окружающей среды и объекта измерений, неравномерности распределения влаги по глубине и по поверхности, неоднородности структуры и отклонения физико-химических характеристик материала. Кроме того, практически вся имеющаяся аппаратура обладает большими габаритами и массой, что затрудняет процесс транспортировки и существенно ограничивает область ее применения.

Определенными преимуществами обладает метод микроволновой влагометрии, основанный на регистрации ослабления энергии электромагнитной волны, распространяющейся в неэкранированной полосковой линии передачи и взаимодействующей с исследуемым материалом. Ослабление энергии электромагнитной волны вызвано релаксацией молекул воды и зависит от толщины слоя материала и его влажности.

На основании этого метода создано устройство экспресс-анализа влажности твердых и сыпучих материалов, состоящее из двух функциональных блоков: выносного микроволнового датчика и базового измерительного модуля.

Микроволновый датчик, благодаря своей универсальности, может быть использован в научных и производственных целях, что позволяет расширить область применения микроволнового метода измерения.

Цель работы заключается в исследовании функциональных возможностей -и характеристик сверхвысокочастотного измерителя физических параметров материалов.

Научная новизна работы состоит в следующем: 1. Экспериментально установлены параметры интегральной модели микроволнового датчика и изучено влияние на них различных неинформационных воздействий.

1 2. Предложено и экспериментально подтверждено выражение для мнимой части диэлектрической проницаемости влажных сред в СВЧ диапазоне.

  1. Исследованы градуировочные характеристики измерителя влажности с учетом влияния неинформационных факторов, определены источники погрешностей и найдены способы их уменьшения.

  2. Предложен новый способ градуировки прибора при работе с сыпучими материалами, позволяющий получить информацию о характере взаимодействия воды и исследуемого вещества.

  3. Исследовано влияние растворимых солей на показания измерителя, предложена методика определения процентного содержания соли в веществе.

  1. Исследован процесс изменения объема песка при увеличении влажности, предложено выражение, описывающее этот процесс с высокой точностью.

  2. Предложены различные варианты использования сверхвысокочастотного датчика для определения линейных размеров образцов и изучения нестационарных процессов влагообмена.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты и разработанные экспериментальные методики могут быть использованы для:

1. Построения градуировочных характеристик измерителя физиче
ских параметров твердых и сыпучих материалов с учетом источников по
грешностей и способов их уменьшения.

2. Определения влажности твердых и сыпучих материалов.

  1. Определения процентного содержания солей в различных материалах.

  2. Контроля за технологическими процессами сушки и увлажнения природных материалов.

  3. Определения характера влагонасышения различных материаіов и получения информации об их внутреннем строении.

  4. Определения толщины образцов.

Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, используются в учебном процессе и научных исследованиях на кафедре

^

"Компьютерные технологии в проектировании и производстве", на предприятии ВГГП "Волгогеология" для определения влажности песков в полевых условиях.

Достоверность результатов подтверждается адекватностью полученных математических выражений изучаемым физическим процессам, соответствием полученных результатов с их аналогами, найденными другими авторами, проведенными многократными экспериментальными исследованиями с последующей статистической обработкой полученных данных.

На защиту выносится:

  1. Результаты исследования математической модели микроволнового датчика.

  2. Эмпирическая математическая модель диэлектрических характеристик влажных сред в СВЧ диапазоне.

  3. Анализ градуировочных характеристик амплитудного СВЧ измерителя влажности с датчиком на основе многослойной полосковой линии передачи.

  4. Результаты исследований структурных изменений в песке при изменении влажности.

  5. Методика определения процентного содержания соли в веществе.

6. Результаты экспериментальных исследований нестационарных
процессов влагообмена.

7. Методика определения толщины образцов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на Международной научно-технической конференции "Computer methods and inverse problems in nondestructive testing and diagnostics" (r. Минск, 1995), Международной научной конференции " Методы и средства управления технологическими процессами" (г. Саранск, 1995), Всероссийской научно-технической конференции "Микроволновые технологии в народном хозяйстве" (г. Казань, 1995), Всероссийской научно-технической конференции "Высокие технологии в радиоэлектронике" (г. Н. Новгород, 1996), Региональной научно-технической конференции "Методы и средства измерений физических величин" (г. Н. Новгород, 1996), первой Нижегородской сессии молодых ученых (г. Выкса, Нижегородская область, 1996), научно-технической конференции Нижегородского технического университета (Дзержинский филиал) "Приборостроение и автоматизация технологических процессов" (г. Дзержинск, 1996), научно-технической конференции факультета Радиоэлектроники и технической кибернетики

"100-летие радио" (г. Н. Новгород, 1995), научно-технической конференции факультета Радиоэлектроники и технической кибернетики, посвященной 80 - летаю НГТУ (г. Н. Новгород, 1995), Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем" (г. Пенза, 1997) и опубликованы в работах [18-21,32,33,38,47,48,57].

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 18 работах, из них 5 статей и 11 опубликованных тезисов докладов на научно-технических конференциях, 1 научная публикация и 1 методическая работа.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, содержит 137 страниц, включая библиографию из 61 наименования, 34 рисунка, 21 таблицу, 4 приложения.

Похожие диссертации на Исследование функциональных возможностей и характеристик сверхвысокочастотного измерителя физических параметров материалов