薄板型介质材料复介电常数的无损测量
微带线法测量微波材料的复介电常数

测试与测量微带线袪测量微波材料的复介电常数Measurement of Complex Dielectric Constants of Microwave Materials by Microstrip Line Method北京工业大学王佩佩廖丽唐章宏王群摘要电磁波传输介质的电磁参数的准确测量,对材料的实际应用十分重要。
研究微波材料介电常数的微 带线测量方法,通过正演和反演过程的求解分析,对不同介电常数的材料进行了实际计算,同时还对测 试误差进行了简要分析。
结果表明,微带线测试微波材料的复介电常数方法可行,测量过程较为简单, 测量结果准确。
关键词介电常数;微带线;误差分析AbstractAccurate measurement of electromagnetic parameters of eleetromag n etic wave transmission medium is very imports n t for practical application of materials. In this paper, the method of measuring dielectric constant of microwave materials by inicrostrip line is studied, through the analysis of forward and inversion process, actual calculation of materials with different dielectricconstants, and the test error is briefly analyzed. Meanwhile, the test errors and the attention matters in actual testing processes are analyzed.Keywordsdielec tric constants; inicrostrip —line; error analysis引言随着科学技术的发展,微波介质材料广泛应用于 航空航天、国防军工、微波通信、电子技术、新材料等众多领域中.例如.选频滤波器、智能吸波结构、可调 雷达天线、飞行器隐身技术、智能吸波结构、大功率天 线罩等。
X波段低损耗材料复介电常数自动测量系统

・
测试 分 析 ・
X波 段 低 损 耗 材 料 复介 电常数 自动测 量 系统
李 巍 韦 高 杨金孝
70 7 ) 10 2 24 0 ) 60 1 ( 西北工业大学 电子信息学院 , 1 西安 ( 山东航天 电子技术研究所 , 台 2 烟
的方 法来抑制 干扰模 式 。 用此 系统 对几 种低损耗 材料 进行 测量 , 结果令 人 满意 。
关键 词 圆柱 谐振腔 , 电常数 , 介 损耗 o t y t m o o lx P r tii e s r me t t ma i S se f r C mp e e mi v t M a u e n c t y o o L s tra s a B n fL w— o s Ma e i l tX a d
t e ma e a sb i g tse . I r e o i r v he p e iin o h y tm ,t e c ln rc lc vt ffx d ln t s h tr l e n e t d n o d rt mp o e t r cso ft e s se i h yi d a a i o e e g h i i y i me s r d wih s e i g fe u n y me h d;i r e o a o d d su big mo e ,t e c ln rc lc v t i n p r d a u e t we p n q e c t o r n o d r t v i it r n d s h y i d a a i s is ie i y wih sg as o e e s ha e n s ma t o oc e n t e i sd u f c t i n l fr v re p s s a d i de wi s me n t h so h n i e s ra e. T e r s l fs me lw—o s h h e u t o o o ls s ma e a stse n e hi y t m r u t aif co y tr l e t d u d r t s s se a e q ie s tsa t r . i
介电常数及其测量技术

介电常数及其测量技术
介电常数是一种用于衡量介质材料抗电场能力的量,其值可用来反映材料在电子学、光学和电磁学上的性质。
介电常数也被称为介电系数或介电率,其中ε表示物质的介电常数,k为介
质的介电函数系数,n为介质的介电波速度。
介电常数的测量技术有多种,其中电磁学方法最为常见,主要包括电磁推拉法和法拉米电磁法。
差分推拉和相干推拉测量也是常用的电磁学方法。
除了上述常用方法外,还有一些特殊情况,如块体介质中弥散电磁字场法和介质中非弥散电磁字场法。
此外,介电常数还可以通过机械拉伸法、弹性波法、功能化吸收、激光复制、舍尔瓦等测量技术来实现。
电磁推拉法是目前应用最广泛的介电常数测量技术,其测量原理是利用一个孔板将一个高精度的永磁体分隔成两个独立的电磁单元,使用一个推拉法检测装置测量其中一个单元的电压变化,然后根据该变化量推导介电属性参数。
这种技术评估准确度高,但具有较复杂的检测模型,测量效率较低,且因其多变性影响测量结果,因此也需要提出一定的抵消技术,为此,目前提出的非电磁推拉法已具有良好的应用前景。
法拉米电磁法是另一种测量介电常数的技术,该方法使用可变磁场加热物体的一部分介质,以测量热阻的变化和被加热部分介质的温度变化,间接得出介质介电参数。
此外,还有一些其它非电磁学方法,如块体介质中弥散电磁字场法、介质中非弥散电磁字场法以及机械拉伸法、弹性波法、功能化吸收、激光复制、舍尔瓦等,可测量出介电常数。
一般而言,测量介电常数是一个数据密集型的过程,其结果受到介质的各种因素以及测量技术参数的影响。
因此,为了精确地测量介电常数,必须充分考虑实验条件的影响、控制实验中的改变以及记录实验数据,以便有效地排除不确定性,使测量结果准确有效。
特种设备无损检测人员(UT-Ⅱ级)考核大纲

特种设备无损检测人员(Ⅱ级)考核大纲(超声检测部分)第一章通用知识中的专业基础知识1 超声波探伤物理基础1.1 振动与波动1.1.1 振动⑴振动的一般概念(B)⑵谐振动(A)⑶阻尼振动(A)1.1.2 波动⑴机械波的产生与传波(C)⑵波长、频率和波速(B)1.1.3 次声波、声波和超声波⑴次声波、声波和超声波的区分(A)⑵超声波的应用(B)1.2 波的类型1.1.1 按质点的振动方向分类⑴纵波、横波及表面波(B)⑵板波(A)1.2.2 按波的形状分类平面波、柱面波和球面波(A)1.2.3 按振动的持续时间分类连续波和脉冲波(A)1.3 超声波的传波速度1.1.1 固体介质中的纵波、横波与表面波声速⑴无限大固体介质中的声速(A)⑵细长棒中的纵波声速(A)⑶声速与温度、应力及介质材质均匀性的关系(A)1.3.2 板波声速的一般知识(A)1.3.3 液体、气体介质中的声速⑴液体、气体介质中的声速公式(A)⑵液体介质中的声速与温度的关系(A)1.3.4 声速的测量⑴超声波探伤仪测量法(A)⑵测厚仪测量法(A)⑶示波器测量法(A)1.4 波的迭加、干涉、衍射和惠更斯原理1.4.1 波的迭加与干涉⑴波的迭加原理(A)⑵波的干涉(A)1.4.2 惠更斯原理和波的衍射⑴惠更斯原理(A)⑵波的衍射(绕射)(A)1.5 超声场的特征值1.5.1 声压、声阻抗及声强的定义(B)1.5.2 声压、声阻抗及声强的一般表达式及各参数的物理意义(A)1.5.3 声压、声阻抗及声强的单位及变化规律(A)1.6 分贝与奈培1.6.1 分贝与奈培的概念⑴分贝的定义及相互换算(B)⑵分贝与奈培的公式、计算及应用(A)1.7 超声超垂直入射到界面时的反射和透射1.7.1 单一平界面的反射率与透射率⑴声压反射率与声压透射率的定义及应用(B)⑵声强反射率与声强透射率的定义及应用(B)⑶声阻抗的定义及应用(B)1.7.2 薄层界面的反射率与透射率⑴均匀介质中的异质薄层(Z1=Z2≠Z3)①影响声压反射率、声压透射率有关因素(B)②声压反射率与波长、薄层厚度的关系(B)③反射和透射的特征(A)⑵薄层两侧介质不同的双界面(Z1≠Z2≠Z3)声压往复透过率与薄层厚度的关系(B)1.7.3 声压往复透过率⑴声压往复透过率的定义、计算公式及计算(B)⑵声压往复透过率与声阻抗、入射方向的关系和变化规律(A)⑶声压往复透过率与检测灵敏度的关系(B)1.8 超声超倾斜入射到界面时的反射和折射1.8.1 波型转换与反射、折射定律⑴纵波斜入射①反射、折射定律及第一、二、临界角的定义、计算和应用(C)②产生波型转换的条件(B)⑵横波入射反射、折射定律及第三临界角的定义、计算和应用(C)1.8.2 声压反射率⑴纵波倾斜入射到钢/空气界面的反射①影响声压反射率、透过率的基本因素(A)②常见界面的声压反射率、透过率图及某些特征的应用(A)⑵横波倾斜入射到钢/空气界面的反射①影响声压反射率、透过率的基本因素(A)②常见界面的声压反射率、透过率图及某些特征的应用(A)1.8.3 声压往复透过率⑴声压往复透过率定义(B)⑵水/钢界面声压往复透过率(A)⑶有机玻璃/钢界面声压往复透过率(A)1.8.4 端角反射⑴端角反射定义及特征(B)⑵端角反射率及应用(C)1.9 超声波的聚焦与发散1.9.1 声压距离公式及各参数的物理意义(B)1.9.2 球面波在平界面上的反射与折射⑴在单一平界面上的反射(B)⑵在双界面的反射(A)⑶在单一平界面上的折射(A)1.9.3 平面波在曲界面上的反射与折射⑴在曲界面上的反射、透射、聚焦、发散的产生条件、特征和应用(B)⑵影响聚焦、发散的主要因素(A)⑶声透镜的应用及原理(B)1.9.4 球面波在曲界面上的反射与折射⑴球面波在曲界面上的反射①球面波在球面上的反射波及应用(B)②球面波在柱面上的反射波及应用(B)⑵球面波在曲界面上的折射现象及应用(A)1.10 超声波的衰减1.10.1 衰减的原因⑴扩散衰减(A)⑵散射衰减(A)⑶吸收衰减(A)1.10.2 衰减方程与衰减系数⑴衰减方程(A)⑵衰减系数(A)1.10.3 衰减系数的测定⑴薄板工件衰减系数的测定、计算及应用(B)⑵厚板或粗圆柱衰减系数的测定、计算及应用(B)2 超声波发射声场与规则反射体的回波声压2.1 纵波发射声场2.1.1 圆盘波源辐射的纵波声场⑴波源轴线上声压分布①波源轴线上的任意一点声压公式及应用(B)②近场区定义、其声压分布特征及应用(B)③远场区定义、其声压分布特征及应用(C)⑵波束指向性和半扩散角①定义、计算公式及各参数的物理意义(B)②波束指向性和半扩散角的影响因素(A)③波束指向性和半扩散角对检测灵敏度的影响及应用(C)⑶波束未扩散区和扩散区①定义、计算公式及各参数的物理意义(B)②波束未扩散区和扩散区的影响因素及应用(A)2.1.2 矩形波源辐射的纵波声场⑴定义、计算公式及计算、各参数的物理意义(C)⑵近场区声压分布特征及应用(B)⑶远场区声压分布特征及应用(B)⑷矩形波源辐射的纵波声场与圆盘波源辐射的纵波声场差异(A)2.1.3 近场区在两种介质中的分布⑴近场区在两种介质中的计算及应用(B)2.1.4 实际声场与理想声场的比较⑴实际声场与理想声场的定义(B)⑵近场区内的实际声场与理想声场的区别及原因(A)⑶实际声场与理想声场在远场区轴线上声压分布情况(B)2.2 横波发射声场2.2.1 假想横波波源⑴横波探头辐射声场的组成(A)⑵横波探头辐射的实际波源与假想横波波源的区别及相互关系(B)2.2.2 横波声场的结构⑴波束轴线上(当X≥3N时)的声压计算公式、计算及应用(B)⑵近场区长度计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(B)⑶半扩散角①横波声束半扩散角与纵波声束半扩散角的区别(A)②横波声束半扩散角的计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(B)2.2.3 聚焦声源发射声场⑴聚焦声场的形成(A)⑵聚焦声场的特点和应用(A)2.2.4 规则反射体的回波声压⑴平底孔回波声压(当X≥3N时)①平底孔回波声压的特征,声压与孔径、孔距之间的关系(C)②平底孔回波声压的计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(C)⑵长横孔回波声压(当X≥3N时)①长横孔回波声压的特征,声压与孔径、孔距之间的关系(C)②长横孔回波声压的计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(C)⑶短横孔回波声压(当X≥3N时)①短横孔回波声压的特征,声压与孔径、孔长、孔距之间的关系(C)②短横孔回波声压的计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(C)⑷球孔回波声压(当X≥3N时)①球孔回波声压的特征,声压与孔径、孔距之间的关系(C)②球孔回波声压的计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(C)⑸大平底面回波声压(当X≥3N时)①大平底面回波声压的特征,声压与距离之间的关系(C)②大平底面回波声压的计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(C)⑹圆柱曲底面回波声压(当X≥3N时)①实心圆柱体Ⅰ实心圆柱体底面回波声压的特征,声压与距离之间的关系(C)Ⅱ实心圆柱体底面回波声压的计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(C)②空实心圆柱体Ⅰ空实心圆柱体底面回波声压的特征,声压与距离之间的关系(C)Ⅱ空实心圆柱体底面回波声压的计算公式、各参数的物理意义、计算及应用(C)2.2.5 A VG曲线⑴纵波平底孔A VG曲线(当X≥3N时)①通用A VG曲线的制作、计算及应用(B)②实用A VG曲线的制作、计算及应用(B)⑵横波平底孔A VG曲线(当X≥3N时)①通用A VG曲线的制作、计算及应用(B)②实用A VG曲线的制作、计算及应用(B)3 仪器、探头和试块3.1 超声波探伤仪3.1.1超声波探伤仪概述⑴仪器的作用(B)⑵仪器的分类①按超声波的连续性分类(A)②按缺陷显示方式分类(A)③按超声波的通道分类(A)3.1.2 A型脉冲反射式超声波探伤仪的一般工作原理⑴仪器电路方框图⑵仪器主要组成部分及其工作原理(B)3.1.3 仪器主要开关旋钮的作用及其调整⑴用于调节探伤仪功能的开关旋钮(工作方式选择旋钮、发散强度旋钮、衰减器、增益旋钮、抑制旋钮、深度范围及深度细调旋钮、延迟旋钮、聚焦旋钮、)(C)⑵用于调节探伤仪工作状态的开关旋钮(频率选择旋钮、水平旋钮、垂直旋钮、深度补偿开关、辉度旋钮、重复频率旋钮、显示选择开关)(C)3.1.4 仪器的维护⑴仪器的维护的目的(B)⑵仪器的维护的内容和要求(B)3.1.5 数字式超声波探伤仪⑴数字式超声波探伤仪的特点(A)⑵数字式超声波探伤仪3.2 超声波测厚仪3.2.1 超声波测厚仪分类、主要组成部分及工作原理(B)3.2.2 超声波测厚仪的调整、测试、维护和应用(C)3.3 超声波探头3.3.1 工作原理(压电效应)⑴压电效应定义及产生机理(B)⑵影响压电效应的几个主要因素(压电材料性能主要参数)①压电应变常数d33定义、计算公式、公式各参数的物理意义及应用(B)②压电电压常数G33定义、计算公式、公式各参数的物理意义及应用(B)③介电常数ε定义、计算公式、公式各参数的物理意义及应用(B)④机电耦合系数K定义、计算公式及应用(B)⑤机械品质因子θm定义、计算公式、公式各参数的物理意义及应用(B)⑥频率常数N定义、计算公式、公式各参数的物理意义及应用(B)⑦居里温度T定义及应用(B)3.3.2 探头的种类和结构⑴分类方法(按波型分、按耦合方式分、按波束分、按晶片数量分)(B)⑵探头的基本结构(直探头、斜探头、表面波探头、双晶探头、聚焦探头、可变角探头、高温探头)(B)3.3.3 探头型号(探头型号的组成内容)(B)3.4 试块3.4.1 试块的作用(B)3.4.2 试块的分类(B)3.4.3 试块的要求和维护(B)3.4.4 国内常用试块简介及应用(C)3.4.5 国外常用试块简介及应用(A)3.5 仪器和探头的性能及其测试3.5.1 仪器性能(垂直线性、水平线性、动态范围、衰减器精度)及其测试(B)3.5.2 探头的性能(入射点、K值和折射角βS、主声束偏离与双峰、声束特性)及其测试(B)3.5.3 仪器和探头的综合性能(灵敏度、盲区及始脉冲宽度、分辨力、信噪比)及其测试(B)4 超声波探伤方法和通用探伤技术4.1 超声波探伤方法概述4.1.1 超声波探伤方法的分类⑴按原理分(脉冲反射法、穿透法、共振法)(A)⑵按波型分(纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法)(A)⑶按探头数目分(单探头法、双探头法、多探头法)(A)⑷按探头接触方式分(直接接触法、液浸法)(A)4.1.2 超声波探伤方法的应用(B)4.2 仪器和探头的选择4.2.1 仪器的选择(选择依据和选择原则)(B)4.2.2 探头(型式、频率、晶片尺寸、K值)的选择(选择的依据、原则、目的和要求)(B)4.3 耦合与补偿4.3.1 耦合剂(作用、要求、种类及应用)(B)4.3.2 影响声耦合的主要因素(耦合层厚度、耦合剂声阻抗、工件表面粗糙度、工件表面形状)(B)4.3.3 表面耦合损耗的测定和补偿(B)4.4 探伤仪的调节4.4.1 扫描速度的调节⑴纵波扫描速度的调节(试块、方法和要求)(C)⑵表面波扫描速度的调节(试块、方法和要求)(B)⑶横波扫描速度的调节(试块、方法和要求)(C)4.4.2 探伤灵敏度的调节⑴探伤灵敏度的定义、调节目的和要求(B)⑵调节方法(试块调整法、工件底波调整法)及应用(C)4.5 缺陷位置的测定4.5.1 纵波(直探头)探伤时缺陷定位(方法、计算公式)及应用(C)4.5.2 表面波探伤时缺陷定位(方法、计算公式)及其应用(C)4.5.3 横波探伤时缺陷定位(方法、计算公式)及其应用(C)4.5.4 横波周向探测圆柱曲面时缺陷定位及其应用⑴外圆周向探测时缺陷定位(方法、计算公式)及其应用(B)⑵内壁周向探测时缺陷定位(方法、计算公式)及其应用(B)⑶外圆周向探测时最大探测壁厚的计算与应用(A)⑷外圆周向探测时声程修正系数μ和跨距修正系数m计算和应用(A)4.6 缺陷大小的测定4.6.1 当量法⑴当量试块比较法(方法、要求与应用)(C)⑵当量计算法(当X≥3N时):应用原理、计算方法与应用(C)⑶当量A VG曲线法(应用原理、计算方法与应用)(B)4.6.2 测长法⑴相对灵敏度测长法(应用原则、方法与要求)(B)⑵绝对灵敏度测长法(应用原则、方法与要求)(B)⑶端点峰值法(应用原则、方法与要求)(B)4.6.3 底波高度法(应用原则、方法与要求)(B)4.7 缺陷自身高度的测定4.7.1 表面波波高法(A)4.7.2 表面波时延法(A)4.7.3 端部回波峰值法(A)4.7.4 横波端角反射法(A)4.7.5 横波串列式双探头法(A)4.7.6 相对灵敏度法(10d B法)(A)4.7.7 散射波法(衍射法)(A)4.8 影响缺陷定位、定量的主要因素4.8.1 影响缺陷定位的主要因素⑴仪器的影响(仪器水平线性及水平刻度的精度)(B)⑵探头的影响(声束偏离、指向性、双峰、斜楔磨损)(B)⑶工件的影响(表面粗糙度、材质、表面形状、边界、工件温度及缺陷情况)(B)⑷操作人员的影响(扫描速度比例调整、入射点及K值调整、定位方法不当)(B)4.8.2 影响缺陷定量的主要因素⑴仪器及探头性能的影响(频率、衰减器及垂直线性、探头形式和晶片尺寸、K值)(B)⑵耦合与衰减的影响①耦合的影响因素:耦合剂声阻抗及耦合层厚度、探头施加压力、工件表面耦合状态等影响因素(B)②衰减的影响因素:介质晶粒度,工件尺寸(B)⑶工件几何形状和尺寸的影响因素:工件底面形状、粗糙度及与探测面的平行度,工件尺寸的大小及其侧壁附近的缺陷情况(B)⑷缺陷的影响因素:缺陷性质、形状及其表面粗糙度、位置及其与超声波入射方位,缺陷回波的指向性(B)4.9 缺陷性质分析4.9.1 根据加工(焊接、铸造和锻造等)工艺分析缺陷性质(B)4.9.2 根据缺陷特征(平面形、点状或密集形)分析缺陷性质(B)4.9.3 根据缺陷波形(静态波形、动态波形)分析缺陷性质(B)4.9.4 根据底波(底波消失、缺陷波与底波共存、底波明显下降而缺陷波互相彼连高低不等、底波和缺陷波都很低)分析缺陷性质(B)4.10 非缺陷回波的判别4.10.1 “迟到波”定义、形成原理、特征、识别方法及应用(B)4.10.2 “61。
毫米波椭偏法测量介质的复介电常数

3 n tueo lc o i P yis S a g a U i ri , h n h i 0 8 0, hn ) .Is tt f e t nc h s , h n h i nv s y S a g a 2 1 0 C i i E r c e t a
Ab t a t h l cr ma n t e u n y b n fel s mer s e tn e o i b e l h n n r r d s r c :T e ee to g e i f q e c a d o l p o t i x e d d f m vs l i ta d i f e cr i y r i g a
中 图分 类 号 : N0 5 T 1 文献标志码 : A 文 章 编 号 :10 —8 1 2 1 )40 7 -5 0 72 6 ( 00 0 -3 1 0
El ps m e r o e s e e fCo p e r itv t fM a e i l l o t y f r M a ur m nto m lx Pe m ti iy o t ra s i i i i e e . a e Ba n M l m tr W v nd l
(. 1上海 大学 通信与信息工程学 院, 上海 2 0 7 ; . 00 2 2 上海海事大学 信息工程学 院, 上海 2 0 3 ; 0 15
3 上 海 大 学 电 子 物 理 研 究 所 , 海 2 10 ) . 上 0 80
介电性能的测量原理

电介质击穿形式分类
①热击穿
不均匀介质中的电压分配
②电击穿
内电离 表面放电和边缘击穿
③电化学击穿
介电性能的测量方法
依据所测量的基本原理可分为三大类
①电桥法
②谐振回路法
③阻抗矢量法
电桥法
测量范围:0.01HZ~150MHZ 测量原理: 根据电桥平衡时两对边阻抗乘积相等,从 而来确定被测电容器或介质材料试样的CX 和tanX。
2
s
u 2 I S ln D2 D1
管状试样
u2 L g v = r I v ln 2 r 1
u 2 r2 s IS g
电极材料可用粘贴铝箔、导电橡皮、真空镀铝、胶体石墨等
相对介电常数(εr)测试
相对介电常数通常是通过测量试样与电极组成 的电容、试样厚度和电极尺寸求得。
场强度E之比ε= D/E ,其单位为F/m 。
介电常数小的电介质,其分子为非极性或弱极性结构, 介电常数大的电介质,其分子为极性或强极性结构。
介电常数是表征电介质的最基本的参量,是衡量电介 质在电场下的极化行为或储存电荷能力的参数。
电介质电容、介电常数 真空电容 C0=Q0/V=0s/d 电介质电容 C=Q/V=ros/d 相对介电常数 εr = C/C0
同时,介电损耗也是表示绝缘材料(如绝缘油 料)质量的指标之一。介电损耗愈小,绝缘材料的 质量愈好,绝缘性能也愈好。 tanδ=1/WCR(式中W为交变电场的角频率;C为 介质电容;R为损耗电阻)。
tan是频率的函数,是电介质的自身属性,与试样的大 小和形状无关。可以和介电常数同时测量,用介质损耗 仪、电桥、Q表等测量。
平板试样
d r 0.144 10 Cx 2 D1
金属薄板的超声兰姆波无损检测

金属薄板的超声兰姆波无损检测一、本文概述随着现代工业的发展,金属薄板作为重要的结构材料,在航空、航天、船舶、汽车等领域得到了广泛应用。
然而,金属薄板在生产和使用过程中,往往会出现各种形式的缺陷,如裂纹、夹杂、未熔合等,这些缺陷会严重影响其使用性能和安全性。
因此,对金属薄板进行准确、快速的无损检测,成为了工业生产中不可或缺的一环。
超声兰姆波无损检测技术是一种新兴的无损检测方法,具有检测速度快、灵敏度高、穿透能力强等优点,特别适用于金属薄板的检测。
本文旨在介绍超声兰姆波无损检测技术在金属薄板中的应用原理、检测方法、信号处理及缺陷识别等方面的研究现状和发展趋势,为金属薄板的无损检测提供理论和技术支持。
本文将详细阐述超声兰姆波在金属薄板中的传播特性,包括兰姆波的激发、传播和接收原理,以及兰姆波与缺陷的相互作用机制。
介绍基于超声兰姆波的金属薄板无损检测方法,包括检测设备的选择、检测参数的设置、检测过程的优化等。
再次,探讨超声兰姆波信号的处理技术,包括信号处理的基本原理、信号处理算法的选择和优化等,以提高缺陷识别的准确性和可靠性。
总结超声兰姆波无损检测技术在金属薄板中的应用现状,展望其未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的研究,旨在为金属薄板的超声兰姆波无损检测提供全面、系统的理论指导和技术支持,推动该技术在工业生产中的广泛应用和发展。
二、超声兰姆波无损检测基本原理超声兰姆波无损检测是一种先进的无损检测技术,它利用兰姆波在金属薄板中的传播特性来进行缺陷检测和评估。
兰姆波是一种在板状结构中传播的弹性波,其特性使得它能够在金属薄板内部形成复杂的传播模式,从而有效地检测出板内的各种缺陷。
在超声兰姆波无损检测中,高频超声波被激发并注入到待检测的金属薄板中。
这些超声波在板内传播时,会受到板内缺陷的影响,如裂纹、夹杂、未熔合等。
当超声波遇到这些缺陷时,会发生反射、散射或模式转换等现象,导致波形的变化。
通过分析这些波形变化,可以推断出缺陷的位置、大小和类型。
最新介电性能的测量原理

电介质在电场作用下具体损耗的能量主要包括:
⑴极化损耗:在外电场中各种介质极化的建立引起了 电流,此电流与极化松弛等有关,引起的损耗称为极 化损耗。
⑵电导损耗:在电场作用下,导电载流子做定向漂移, 形成传导电流,电流大小由介质本身性质决定,这部 分传导电流以热的形式消耗掉,称之为电导损耗。
⑶电离损耗和结构损耗
击穿电压很高时,需采用电容分压器。
冲击电压下的击穿电场强度测试,一般用冲击电压发 生器产生的标准冲击电压施加于试样,逐渐升高冲击电 压的峰值直至击穿。
冲击电压可用50%球隙放电法,也可用阻容分压器加 上脉冲示波器或峰值电压表测量。
结束语
谢谢大家聆听!!!
32
电介质击穿形式分类
①热击穿 ②电击穿 ③电化学击穿
不均匀介质中的电压分配 内电离 表面放电和边缘击穿
介电性能的测量方法
依据所测量的基本原理可分为三大类
①电桥法 ②谐振回路法 ③阻抗矢量法
电桥法
测量范围:0.01HZ~150MHZ
测量原理: 根据电桥平衡时两对边阻抗乘积相等,从 而来确定被测电容器或介质材料试样的 CX和tanX。
介电性能测试主要内容 简介
介电性能测试内容主要包括 ⑴绝缘电阻率 ⑵相对介电常数 ⑶介质损耗角正切 ⑷击穿电场强度
绝缘电阻率测试
绝缘电阻率测试通常采用三电极系统,可以分别测出试 样的体积电阻率ρv和表面电阻率ρs,测量电路图如下图所 示。
体积电阻率测试线路图
表面电阻测量线路图
平板试样
v
=
u Iv
D1 g2
4d
s
u IS
2
ln D 2 D1
管状试样
v
=
u 2 L
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1 模 型 与 理 论 分 析
图 1为 用于 介质材 料 无损测 量 圆柱谐 振 腔 的结 构 示意 图 。相对介 电常数 为 £ 、 损 耗角 正 切为 t a n g的 介质
H r l 一 H
一 一
j
R H ( r ) s i n ( L - z ) ]
式 中: 一s i n ( 卢 - L) , 为 区域 工导 行 波 的相 移 常 数 ,
£ 。 £ 一( q 。 / R) ; q 。 为零 阶贝赛 尔 函数 导 数 的第 个 根 . E o 和 。 分 别 为 真 空介 电常数 和 真空磁 导 率 为空 气 的相 对 介 电 常数 ; 为 谐 振
薄板 型 介质 材 料 复介 电常数 的 无损 测 量
程国新, 袁成卫, 刘 列
( 国 防 科 学技 术 大学 光 电科 学 与 工 程 学 院 , 长沙 4 1 0 0 7 3 )
摘 要 : 采用带法兰结构 的 T E 。 圆 柱 谐 振 腔 , 用 无 损 检 测 的方 法 测 量 薄 板 型 微 波 介 质 材 料 的 复 介 电 常
数 。利 用 轴 向模 式 匹 配 法 对 谐 振 腔 内 的 电磁 场 进 行 了求 解 , 给 出 了相 对 介 电常 数 和 损 耗 角 正 切 的 计 算 公 式 , 并
利 用 矢 量 网 络 分 析 仪 对 几 种 常 用 微 波 介 质 材 料 进 行 了测 量 , 其结果表 明: 该 测 量方 法对 相对 介 电 常数 的测 量 误 差不超过 1 , 而对损耗角正切的测量误差不超过 1 O 。该 方 法 还 具 备 一 腔 多 模 的 测 试 能 力 , 测量频率 可调 , 可 用 于 介 质 材 料 频 率 特性 的 测 量 。 关键 词 : 介质材料 ; 无 损测量 ; 复介 电 常数 ; 谐振腔 ; 品 质 因 数
中 图分 类 号 : T M9 3 0 . 1 2 文献标志码 : A d o i : 1 0 . 3 7 8 8 / HP L P B 2 0 1 3 2 5 0 8 . 2 0 4 5
在微 波波 段测 量介 质材 料复 介 电常数 的方 法主 要有 两大 类 , 即: 传 输/ 反射 法 和谐振 法口 ] 。其 中大部 分 的 谐 振 法 和传输 / 反 射法 均需 制备 特定形 状 的样 品 , 属 于有 损测 量 。 自由空 间法是 传输/ 反射 法 中的一种 , 它是 一 种 无 损测 量方 法 , 但 其需 要代 价高 昂的能实 现 高斯微 波束 聚焦 的天 线测 量 系统_ 1 ] , 另外 , 其测 量精 度低 , 一 般 只 适 用 于具有 中高损 耗介 质材料 的测量 [ 1 。对 于低 损耗 介质 材 料 的无 损 测量 , 通 常采 用 的测 试 结 构为 分 立式 谐 振 腔和 分立 式介 质柱谐 振 器u ¨。在 这两种 方法 中 , 待 测样 品均被 夹持 于上下 对称 的两谐 振 腔 之间 , 谐振 腔 的对准 是影 响 系统测 量精 度 的一个 重要 因素 。为 保证 测量 的精 度 , 一 般 须增 加 额外 的定 位装 置 以调整 上 下 腔 体 的 同轴关 系 , 这增 加 了系统 的复 杂 性 和 测试 的难 度 。为 避 免 该 问题 , 同 时为 实 现 对低 损 耗 不 可加
样 品夹 持于 金属 短路 板 和带法 兰结 构 金 属 圆 波导 之 间 。谐 振腔 的半 径 为 R, 长 度为 L。 当介质 样 品 的厚度 h
小 于样 品 内传 播 波长 a 的一半 时 , 金 属 短 路板 和 圆波 导法 兰之 间 的 电磁 场 将处 于截 止 状 态 。此 时 , 只要 金 属 法兰 外半 径 R。 足够 大 , 电磁场 将难 以泄 露 , 谐振 腔 内将建 立起微 波 谐振 模 式 , 边界 , . 一R 也 可假 设 为理 想 电壁 面 。 由此 , 可 采用 轴 向模式 匹配 法对 谐振 腔 内 的电磁场 进行 严格 求解 。根 据系 统轴 向不 连续性 , 谐振 腔可 划分 为如 图1 N 示 的 区域 工和 区域 Ⅱ, 区域 I为空气 区( 1 r l ≤R, O ≤z ≤L) , 而 区域 Ⅱ为介质 区( i r l ≤R , 一 ≤ ≤0 ) 。 通过 求解 电磁 场纵 向分 量所 满足 的标 量亥 姆霍 兹方 程 , 并应 用 —L处 的边界 条件 , 区域 I内 T E 模 式 的 电磁 场可 表达 为
一
J 。 ( 警 r ) s i n L 一 引
( 等 r ) c 。 s ( L - z ) ] ( )
一叫 ,
Fi g .1 No n — d e s t r uc t i v e p e r mi t t i v i t y c h a r a c t e r i z a t i 0 n o f d i e l e c t r i c s
腔 内 电磁 场 的 角 频率 ; H 为待 定 系 数 。 这 里 引 入 的 目的 是 为 了
第 2 5卷第 8期
2 0 1 3年 8月
强 激 光 与 粒 子 束
HI G H PO W ER LA SER A N D PA RT I CLE BEA M S
V0 1 . 2 5,No . 8
Au g., 2 0 1 3
文章编号 : 1 0 0 1 — 4 3 2 2 ( 2 0 1 3 ) 0 8 — 2 0 4 5 — 0 5