Автор: Довгопол В.А.
Источник: 9-я Международная молодёжная научно-техническая конференция
«Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций РТ-2013», 22 — 26 апреля 2013 г., Севастополь, Украина
Рассмотрена автоматизированная радиометрическая система с использованием фазовых измерений КВЧ-сигналов, позволяющая контролировать габаритные размеры диэлектрических изделий в процессе их механической обработки
При механической обработке производимых диэлектрических изделий (тел вращения) необходим контроль их габаритных размеров. Решение проблемы возможно с помощью радиометрической фазоизмерительной системы [1], которая позволит обеспечить необходимую точность контроля, повысить эффективность производства и качества продукции.
В докладе приводится схема автоматизирован-ной радиометрической системы, позволяющей с необходимой точностью управлять технологическим процессом обработки изделий и ее описание.
Изменение габаритных размеров обрабатываемых изделий приводит к изменению фазы отраженных от них КВЧ-сигналов, что позволяет судить об отклонении их параметров от нормированных значений. Преимущества такого подхода очевидны, а сами методы пригодны для контроля технологических параметров изделий на рабочем месте дистанционно и без вывода оборудования из техпроцесса [2].
На рисунке 1 представлена схема предлагаемой радиометрической системы
Рисунок 1. – Схема радиометрической системы
Система имеет двухканальную структуру, содержащую элементы разделения падающих и отраженных волн. Сигналы с промежуточной частотой, пропорциональные разности фаз входных КВЧ-сигналов, усиливаются узкополосными усилителями промежуточной частоты, а их низкочастотная разность фаз преобразуется фазовым детектором в пропорциональное напряжение, которое оценивается микроЭВМ для выдачи управляющих сигналов на блок регулировки.
Радиометрическая система содержит генератор GІ гармонических колебаний КВЧ-диапазона, делители мощности А2 и А3, подключенные к генератору GІ, автоматический переключатель S1 и циркулятор А1 с подлюченными приємно-передающими антеннами 1 — n, закрепленных на подвижных креплениях Ш1 — Шn, расположенных на скобе, повторяющей форму изделия, и направленными на контролируемый объект О
, согласующий атенюатор А4, подключеный к другому выходу делителя мощности А2, КВЧ-балансные смесители U6 и U7, к выходам которых подключены последовательно соединенные усилители промежуточной частоты А6 и А7, формирователи коротких импульсов U8 и U9 и линейный фазовый детектор U10. К другому выходу делителя мощности А3 подключен КВЧ квадратурный фазоделитель U1, к выходам которого через КВЧ-балансные модуляторы U2 и U3 подключен двойной волноводный тройник А5, выходы которого соединены с другими входами КВЧ-балансных смесителей U6 и U7, низкочастотный генератор, встроенный в микроЭВМ cpu и соединенный с низкочастотным квадратурным фазоделителем U4, выходы которого через автоматические переключатели S2 и S3 соединены с модулирующими входами КВЧ-балансных модуляторов U2 и U3. Делитель частоты U5 соединяет управляющие входы автоматических переключателей S2 и S3, синхронного детектора U11 и выход низкочастотного генератора, встроенного в микроЭВМ cpu. К выходу фазового детектора U10 подключены последовательно соединенные фильтр верхних частот Z1, усилитель низкой частоты А8, синхронный детектор U11, фильтр нижних частот Z2, аналогово-цифровой преобразователь U12, микроЭВМ cpu и цифровой индикатор P1. Цифровой виход микроЭВМ cpu соединен с кодоуправляемым блоком регулирования (БР), управляющим режимом механической обработки изделия фрезой Ф1.
Рассмотренная радиометрическая система инвариантна к фазовым искажениям в преобразовательных каналах, результат коммутационного преобразования не зависит от амплитудно-фазовых искажений в смесителях и частотно-фазовых искажений в избирательных усилителях, что обеспечивает повышение точности измерения габаритных размеров изделий на рабочем месте при их механической обработке.
1. Головко Д.Б., Скрипник Ю.О., Яненко О.П. Надвисокочастотні методи та засоби вимірювання фізичних величин. – К.: Либідь, 2003. – 328 с.
2. Куценко В.П. Методы и средства сверхвысоко-частотной радиометрии /Куценко В.П., Скрипник Ю.А., Трегубов Н.Ф., Шевченко К.Л., Яненко А.Ф. — Донецк: ИИиИИ «Наука і освіта», 2011. – 324 с.