復(fù)合材料與液體組份的微波檢測技術(shù)研究.pdf

1、復(fù)合材料發(fā)揮了其組成材料的優(yōu)點(diǎn)，克服了單一材料的不足，使其具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐腐蝕和抗疲勞等優(yōu)良的性能，已成為當(dāng)代一種新型的具有極大生命力的工程材料。但復(fù)合材料在制造過程不可避免的存在一些裂紋、氣孔和界面分層等缺陷直接影響其質(zhì)量，為此復(fù)合材料缺陷檢測技術(shù)一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，是評定復(fù)合材料缺陷的重要依據(jù)，其中常見的超聲波檢測技術(shù)和射線檢測技術(shù)對于復(fù)合材料的無損檢測存在衰減大、輻射危害大等缺點(diǎn)。因此，本文針對復(fù)合材料內(nèi)部缺陷運(yùn)用學(xué)科

2、交叉知識進(jìn)行了穿透性能好、輻射危害小的微波檢測技術(shù)研究。
　　 液體組分是工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品和中間體的一個(gè)重要監(jiān)測參數(shù)，對該參數(shù)的檢測，通常采用定期抽樣檢測法，但該法對于長距離輸送和大容積存儲都存在局限性和安全隱患。而本文提出了一種實(shí)時(shí)在線長期檢測的微波檢測新技術(shù)，該法可以有效實(shí)現(xiàn)混合液體各個(gè)組分的實(shí)時(shí)在線檢測。
　　 本文根據(jù)微波的傳輸特性，提出采用微波技術(shù)檢測復(fù)合材料內(nèi)部缺陷和混合液體組分的新方法。微波技術(shù)對復(fù)合材料無損

3、檢測不需要耦合劑，方法簡單，對檢測人員危害小;對混合液體可以實(shí)時(shí)在線長期檢測，對于輸送管道和大容積儲罐可以實(shí)時(shí)監(jiān)控。微波檢測技術(shù)拓寬了無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，也提出了一種混合液體組分新的檢測技術(shù)。
　　 本文主要進(jìn)行了微波檢測技術(shù)的機(jī)理研究和微波檢測技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究?；谖⒉▊鬏斕匦院臀⒉▊鬏斀橘|(zhì)的研究，得到微波檢測技術(shù)的檢測機(jī)理。在此基礎(chǔ)之上，搭建了復(fù)合材料微波無損檢測和混合液體組分微波檢測試驗(yàn)平臺，篩選出缺陷和組分的微波特征信號，并

4、對兩種微波特征信號進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和規(guī)律總結(jié)，得到如下結(jié)論:
　　 (1)利用復(fù)合材料微波無損檢測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料內(nèi)部缺陷（裂紋缺陷和氣孔缺陷）的定位，微波特征信號為回波損耗，在檢測頻率下，當(dāng)微波波導(dǎo)探頭遇到缺陷時(shí)，微波特征信號會發(fā)生突變，通過與參考件微波特征信號的比對，可以快速確定缺陷位置;
　　 (2)通過微波特征信號回波損耗的測量，可以檢測復(fù)合材料內(nèi)部裂紋缺陷的寬度和氣孔缺陷的直徑，對缺陷的尺寸進(jìn)行評估;

5、　　 (3)復(fù)合材料內(nèi)部缺陷的微波特征信號（回波損耗值）與復(fù)合材料非金屬基的材料有關(guān)，不同非金屬基由于材料的不同，其介電常數(shù)也不同，介電常數(shù)對微波的傳輸有很大的影響，回波損耗絕對值隨非金屬基材的介電常數(shù)值的增大而增大;
　　 (4)利用混合液體組分微波檢測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)混合液體組分的實(shí)時(shí)在線長期監(jiān)測，微波特征信號為駐波比(swr)，在檢測頻率下，當(dāng)微波測液探頭接觸到混合液體表面時(shí)，可以快速確定液體各個(gè)組分的含量值;
　　

6、 (5)通過提高微波信號的頻率值，可以提高檢測的精度，微波頻率的提高，使微波特征信號(駐波比swr)對組分的變化更加敏感;
　　 (6)由于混合液體各組分的介電常數(shù)不同，通過這一參數(shù)的差異可以利用微波快速檢測其組分，各個(gè)組分間介電常數(shù)的差值越大檢測精度越高，本文實(shí)驗(yàn)用液體的介電常數(shù)最小差為4.4，其檢測精度為10％;最大差值為58.4，其檢測精度為5％。
　　 經(jīng)本文研究表明:微波檢測技術(shù)可以用于復(fù)合材料內(nèi)部缺陷的檢測