The invention belongs to the field of microwave and millimeter wave testing technology, and provides a portable thickness measuring device and method for absorbing coatings. On the testing sensor, the inner and outer conductors of open coaxial cavity opening end are gradually changed, so that the opening port diameter is reduced to reduce the radiation loss at the opening end, and the inner conductors at the opening end are shortened to reduce the coupling strength between the energy in the cavity and the absorbing coatings. These improvements effectively improve the loaded quality factor of the open coaxial cavity, ensure that there are effective resonance peaks under the load of the high loss absorbing coatings, and facilitate the thickness measurement of the high loss absorbing coatings. In the measurement method, according to the characteristics of the high attenuation of microwave energy by the absorbing coatings, the thickness of the coatings can be deduced by using the change of the quality factor of the open coaxial cavity (rather than the resonant frequency). Degree. In summary, the invention has the advantages of multiple types of absorbing coatings, high test accuracy, good test stability, low cost of use and maintenance, easy to carry, and convenient operation, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种便携式吸波涂层厚度测量装置及方法
本专利技术属于微波、毫米波测试
,涉及吸波涂层厚度无损测量,尤其是基于开放式同轴腔进行厚度测量的装置及方法。技术背景吸波涂层具有高性能、工艺简单、施工便捷和不受目标外形限制等特点,是目前应用最广、发展最好、最为有效的隐身技术手段之一。吸波涂层厚度是一个重要的工艺参数,在产品质量、性能和成本控制方面起着重要的作用;吸波涂层厚度测量技术一般采用无损测量法,可在不损坏涂层材料的前提下测量材料的厚度。无损测量方法主要有磁性测量、涡流测量、超声波测量、热成像测量、微波测量等;磁性测量适用于铁磁性基底上的非磁性涂层厚度测试,对于非铁磁性基底或磁性涂层材料则无法测量;涡流测量要求吸波涂层基底为非磁性金属,且当吸波涂层有磁性时,其磁导率对涡流探头阻抗影响显著,难以找出涂层厚度与探头之间的数学关系,测试建模复杂;超声波测量仅适合超声波均匀传播的涂层材料,而吸波涂层中的吸收剂会对超声波产生杂乱散射,导致超声波传播不均匀,测试分辨率降低;热成像测量需对涂层进行加热并采集涂层红外热图像,测试设备复杂,难以适应便携式测试;微波测量利用微波与材料互作用时,传感器微波参数的变化来检测材料特性,由于吸波涂层对微波具有较强扰动,不同厚度的涂层扰动量不同,可利用传感器微波参数的变化来反演涂层厚度。在公告号为CN106482677A、《一种微波测厚仪》的专利中采用T型波导支路及反馈电路,利用微波信号对材料厚度的相位敏感性来测量厚度;该方法适用于单独的板材或涂层,对于粘贴或涂覆于基底上的待测材料难以进行测试。在文献《NoncontactMeasur ...
【技术保护点】
1.一种便携式吸波涂层厚度测量装置,包括:测试传感器(1)、扫频仪(2)和数控模块(3),其中,扫频仪通过微波电缆(5、6)与测试传感器的耦合装置连接,数控模块通过信号线(4)与扫频仪连接;其特征在于,所述测试传感器由开放式同轴腔、弹簧顶针(11)、支撑套(12)和耦合装置(16)组成;所述开放式同轴腔为一端短路、一端开路结构,开路端采用渐变形式使其口径变小,耦合装置由短路端伸入腔内进行耦合;所述开放式同轴腔由内导体(13)、外导体(14)、填充介质(15)构成,其中,内导体固定于外导体内中心位置,且内导体与外导体之间设置填充介质;所述弹簧顶针一端固定在开放式同轴腔短路端外导体上,另一端与支撑套内壁接触并在弹力作用下将支撑套朝上顶、使得支撑套底端平面高于开放式同轴腔外导体开路端平面,开放式同轴腔的外导体外壁和支撑套内壁之间滑配接触。
【技术特征摘要】
1.一种便携式吸波涂层厚度测量装置,包括:测试传感器(1)、扫频仪(2)和数控模块(3),其中,扫频仪通过微波电缆(5、6)与测试传感器的耦合装置连接,数控模块通过信号线(4)与扫频仪连接;其特征在于,所述测试传感器由开放式同轴腔、弹簧顶针(11)、支撑套(12)和耦合装置(16)组成;所述开放式同轴腔为一端短路、一端开路结构,开路端采用渐变形式使其口径变小,耦合装置由短路端伸入腔内进行耦合;所述开放式同轴腔由内导体(13)、外导体(14)、填充介质(15)构成,其中,内导体固定于外导体内中心位置,且内导体与外导体之间设置填充介质;所述弹簧顶针一端固定在开放式同轴腔短路端外导体上,另一端与支撑套内壁接触并在弹力作用下将支撑套朝上顶、使得支撑套底端平面高于开放式同轴腔外导体开路端平面,开放式同轴腔的外导体外壁和支撑套内壁之间滑配接触。2.按权利要求1所述便携式吸波涂层厚度测量装置,其特征在于,外导体(14)的开路端还设置有圆对称分布的三个相同结构的小凸点(141)。3.按权利要求1所述便携式吸波涂层厚度测量装置,...
【专利技术属性】
技术研发人员:张云鹏,李恩,涂一航,冯凯,冯天琦,郑虎,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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