Admir Ćivić

1. MIKROTALASNA ISPITIVANJA Admir Ćivić

2. UVOD • Jedna od metoda ispitivanja bez razaranja • Koristi mikrotalase koji su dio elektromagnetnog spektra • Područje mikrotalasnog ispitivanja obuhvata talasne dužine od 1 mm do 10 mm • Danas su zastupljeni u područjima kao što su: mikrovalna pećnica, mobilna telefonija, komunikacioni sateliti, radarima, i dr.

3. UVOD • Korištenje mikrotalasa za ocjenjivanje materijala i diskontinuiteta u materijalu • Interakcija mikrotalasa sa materijalom • Mikrotalasi se ponašaju poput svijetlosnih talasa • Korištenje mikrotalasnih tehnika i u druge svrhe

4. Prednosti • Širokopojasni frekventni odziv • Učinkovita spojka kroz zrak od antene do materijala • Nije problem kontaminacija materijala izazvana spojkom • Mikrotalasi se lako propagiraju kroz zrak • Nema fizičkog kontakta između uređaja za mjerenje i materijala • Nema promjena u materijalu prilikom mjerenja • Kompletan mikrotalasni sistem mora biti napravljen od čvrstih komponenata • Mogu se koristiti za lociranje i dimenzionisanje pukotina u materijalu

5. Nedostaci • Slabo prodiranje mikrotalasa u provodnike ili metale • Niža frekvencije mikrotalasa i njihova relativno niska snaga za riješavanje lokalizovanih nedostataka • Ako koristimo prijemnu antenu, nedostatak je da je efektivna dimenzija manja od talasne dužine • Kratke talasne dužine za koje današnji mikrotalasni aparati postoje

6. Fizički principi U slobodnom prostoru elektromagnetni talasi su transverzalni, to je oscilovanje električnog i magnetng polja njihovog sadržaja su transverzalni do smijera talasnog puta. Relativni smijerovi ova dva polja i propagacije talasa su šematski prikazani na slici 1: slika 1. Relativni smijerovi električnog polja intenziteta (E), magnetno polje intenziteta (H), smijer propagacije (z) za linearnu polarizaciju, ravan elektromagnetne dužine.

7. Fizički principi Kao dužina puta, duž ose x, električno i magnetno polje intenziteta na proizvoljnoj fiksnoj lokaciji u varirajućoj veličini u prostoru. Partikularni primjer propagacije elektromagnetne dužine je linearno polarizovana, sinusoidualno varira, ravan elektromagnetne dužine je prikazana na slici 2: Dijagram linearne polarizacije, različitih sinusoida, ravan elektromagnetne propagacije u praznom prstoru ,λtalasna dužina , z smijer talasne propagacije , E smijer električnog polja, H amplituda magnetnog polja

8. STOJEĆI TALASI Ineterferencija uslova obično preovladava kada su mikrotalasi korišteni za ispitivanje bez razaranja zato što su talasne dužine i brzine uključene, korištena koherentna priroda mikrotalasa, velika providnost većine nemetalnih materijala, i činjenica da čvrstoća nemetalnih materijala je unutra nekoliko talasnih dužina. Stojeći talas prikazan je na slici, proizveden kada dva talasa neke frekvencije se propagiraju naspram smijerova i interferencije sa svakim drugim. Slika 4

9. Rasipanje mikrotalasa Nehomogeno odbijanje mokrotalasa je proces nazvan kao rasipanje. Rasipanje se općenito koristi da opiše talas interakcijom sa malim česticama ili nehomogenosti. Pojam odbijanja je općenito koristi da opiše talas sa površinama da se uveliko usporedi sa talasnim dužinama. Kada površina nije ravna, srazmjerna je skali sa talasnom dužinom korištenih mikrotalasa, odbijeni talas nije primjer jednostavnog talasa, ali je u suštini kompozitni od nekih dužina relativnih amplituda, faza, i smijera propagacije. slika 5

10. Specijalne tehnike mikrotalasnog ispitivanja • tehnika transmisije: 1. kontinuirani talas fiksne frekvencije 2. kontinuirani talas promjenljive frekvencije 3. impulsno modulirani talas • tehnika odbijanja: 1. sa jednom antenom 2. sa dvije antene --kontinuirani talas fiskne frekvencije --kontinuirani talas promjenljive frekvencije --impulsno modulirani talas

11. Tehnika transmisije Osnovne komponente tehnike transmisije su su šematski prikazane na slici 6. Mikrotalasni generator napaja obe transmisijske antene i fazno osjetljiv detektor (ili komparator). Transmisijska antena prizvodi elektromagnetni talas na nevažnu površinu kontrolisanog materijala. Transmisijski talas ide kroz materijal na prijemnu antenu. mikrotalasni signal od prijemne antene može biti upoređen u amplitudi i fazi direktno sa referentnim signalom od mikrotalsnog generatora. slika 6

12. Tehnike odbijanja Imamo dvije vrste tehnika odbijanja: s jednom antenom i s dvije antene. Sistem sa jednom antenom u kojem nevažni i odbijeni talasi prenešeni putem talasa između generatora mikrotalasa i antene, je šematski prikazano na slici 7. slika 7

13. Tehnika stojećeg talasa Stojeći talas je podržan od konstruktivne interferncije dva talasa iste frekvencije puta u naspramnim smijerovima. Rezultat je stojeći talas u prostoru. Ako je mala antena postavljena kao fiksna tačka u prostoru napon konstantne amplitude i frekvencije je detektovan. Grafik amplitude napona kao funkcija pozicije duž stojećeg talasa je prikazana na slici 8. Jednom antenom proizvodimo nevažan talas, a drugom je potrebno napraviti mjerenja duž stojećeg talasa. slika 8

14. Mikrotalasna holografija Kada su elektromagnetni talasi u infracrvenoj kroz ultraljubičsti nivo frekvencije i kada je fotografski film ili ploča korišten na ravan interferncije, hologram je proizveden na film. Ovaj hologram je slika oblika interferencije. Kada svijetlosni laser prođe kroz hologram, rezultat je trodimnzionalna projekcija objekta od kojeg je hologram napravljen. Projektovana slika se ovdje ponaša kao nazvana hologram.

15. HVALA NA PAŽNJI