一种加热过程中电磁性能测试方法和装置制造方法及图纸

一种加热过程中电磁性能测试方法和装置，其特征是对待测物体进行通电加热，在此过程中，通过电磁辐射天线向待测物体辐射电磁信号，并接收经待测物体反射和/或透射的电磁信号，从而实现待测物体加热过程中电磁性能的测试，为进一步设计或控制物体的电磁性能提供技术支持。术支持。术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种加热过程中电磁性能测试方法和装置


[0001]本专利技术涉及一种电磁性能测试方法和装置，具体地说是一种加热过程中电磁性能测试方法和装置。

技术介绍

[0002]电磁性能是物体的基本性能之一，而大量的物体在制备或服役过程中伴随着温度变化，因此测试加热过程中物体的电磁性能具有重要意义。
[0003]现有加热过程中电磁性能测试方法主要包括两种：一种是将待测物体放置在波导中测试，在波导外通过热传导加热波导中的待测物体，但是其存在传热温度不均匀的问题，而且受波导尺寸的限制，难以测试具有较大面积的结构的电磁性能。第二种方法是利用透镜天线对待测物体进行测试，其具有对样品制备要求少的优势，但在开场空间中难以测试不同温度下物体的电磁性能。
[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种加热过程中电磁性能测试方法和装置，为进一步设计或控制物体的电磁性能提供技术支持。

技术实现思路

[0005]本专利技术的技术方案之一是：
[0006]一种加热过程中电磁性能测试方法，其特征在于：对待测物体进行通电加热，在此过程中，通过电磁辐射天线向待测物体辐射电磁信号，并接收经待测物体反射和/或透射的电磁信号，从而实现待测物体加热过程中电磁性能的测试。
[0007]所述的待测物体或待测物体的某一部分沿某一方向的电导率大于3.0S/m。
[0008]在所述的待测物体周围布置加热用电极，并通过直流电源或交流电源经过电极向待测物体馈入电能，实现对待测物体的加热，在此过程中，根据温度传感元件测得的零件温度，控制输入的电流的大小，从而实现待测物体可控加热。
[0009]所述的电磁辐射天线需将辐射到待测物体表面的电磁信号聚集在一定的区域内。
[0010]所述的通电电极布置在电磁辐射区域外1mm范围外的区域。
[0011]所述的电磁参数包括反射率、透射率、吸收率、复介电常数和复磁导率，以及通过上述物理量计算的其他电磁参数。
[0012]在所述的待测物体的外围放置透波的保温材料，以降低热耗散，保证均匀加热。
[0013]所述的温度传感元件为接触式测温传感器且对电磁性能存在干扰时，需将其布置在电磁辐射区域外1mm外的区域之外，在此过程中，根据测得的零件温度，控制输入的电流的大小。
[0014]本专利技术的技术方案之二是：
[0015]一种加热过程中电磁性能测试装置，其特征在于：该装置同时包括通电加热系统和电磁性能测试系统；
[0016]所述的通电加热系统包括待测物体1以及向待测物体通电的电源2和导线3,电源
通过导线3对待测物体1进行通电加热，温度传感元件实时反映待测物体1的温度，电源自动调节加热参数，实现对待测物体1温度的控制。
[0017]所述的电磁性能测试系统包括电磁辐射天线4，电磁线缆5和网络分析仪6。网络分析仪6经电磁辐射天线4发射电磁波到待测物体1，不同加热状态的待测物体1反射和/或透射的电磁信号反射给电磁辐射天线4并经电磁线缆5送入网络分析仪6进行分析处理。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]采用本专利技术所述的方法和装置可以有效、准确地测试待测物体在加热过程中的电磁性能。
附图说明
[0020]图1是本专利技术所用装置示意图。
[0021]图2是单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料有无铜电极时的(a)反射率和(b)透射率。
[0022]图3是当电流导通(a，b)或电流关闭(c，d)情况下单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的反射率(a，c)和透射率(b，d)。
[0023]图4是单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料加热过程中的反射率(a)、透射率(b)、吸收率(c)。
[0024]图5是单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料加热过程中的复介电常数实部(a)、虚部(b)。
[0025]图6是单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料加热过程中的复磁导率实部(a)、虚部(b)。
[0026]图7是碳纤维增强聚醚醚酮复合材料结构加热过程中的吸收率：(a)碳纤维增强聚醚醚酮复合材料结构示意图；(b)电场平行于第一层的纤维轴；(c)电场垂直于第一层的纤维轴。
[0027]图中：1待测物体，2电源，3导线，4电磁辐射天线，5电磁线缆，6网络分析仪。
具体实施方式
[0028]为了验证本方法的有效性，以碳纤维增强聚醚醚酮复合材料(即待测物体1)为例，本专利技术测试了在有无电极、有无电流通过情况下该材料的电磁性能。所用的单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料沿纤维方向的电导率约为39333S/m，沿垂直纤维方向的电导率约为3.13S/m；铺层顺序为[0
°
]8；尺寸为300mm
×
300mm
×
1.12mm(长
×
宽
×
厚)。验证采用的电磁辐射天线4为透镜天线，其在待测物体1上的焦斑直径D≤280mm；所用的电磁线缆5为同轴电缆；所用的网络分析仪6为矢量网络分析仪；所用的电源2为直流电源，其最大工作电压12V，最大工作电流500A；所用的导线3为最高耐受500A电流的铜芯线；采用的电极是薄黄铜片，其布置在单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料沿纤维方向的两端，并位于电磁辐射区域外的10mm位置。在单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的外围放置了透波性能良好的玻纤保温材料，以减少热耗散、保证均匀加热。采用的温度传感元件为热电偶，其布置在待测物体电磁辐射区域外1mm的位置。测试时，单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的纤维轴方向与透镜天线辐射电磁波的电场方向垂直。有、无电极情况下单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的电
磁性能结果如图2所示。采用决定系数定量地描述二者一致性。其中，SS
error
是参考数据与被参考数据间偏差的平方和，而SS
total
是被参考数据的平方和。相比于无电极的情况，有电极情况下的反射率和透射率的决定系数R2分别为0.991和0.999，均非常接近1，表明有、无电极情况下测得的电磁性能一致。有、无电流通过情况下单向碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的电磁性能结果如图3所示。在每个温度点，有、无电流通过情况下测得的反射率几乎一致。对于反射率，在每个温度点，相比于无电流的情况，有电流情况下的决定系数R2超0.999，非常接近1，表明有、无电流通过情况下测得的反射率一致。关于有、无电流通过情况下测得透射率，也呈现出了与反射率相同的结果。综上，验证了本方法的有效性。
[0029]下面将结合本专利技术实施例的附图对本专利技术的方法方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是专利技术一部分实施例。而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通方法人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围内。
[0030]如图1所示。
[0031]一种加热过程中电磁性能测试方法，关键是对待测物体1进行通电加热，在此过程中，通过电磁辐射天线4向待测物体1辐射电磁信号，并接收经待测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加热过程中电磁性能测试方法，其特征在于：对待测物体进行通电加热，在此过程中，通过电磁辐射天线向待测物体辐射电磁信号，并接收经待测物体反射和/或透射的电磁信号，从而实现待测物体加热过程中电磁性能的测试。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的待测物体或待测物体的某一部分，沿某一方向的电导率大于3.0S/m。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述的待测物体周围布置加热用电极，并通过直流电源或交流电源经过电极向待测物体馈入电能，实现对待测物体的加热，在此过程中，根据测得的零件温度，控制输入的电流的大小，从而实现待测物体可控加热。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迎光，周靖，杨寅初，郝小忠，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：