Власов И.С., к.т.н. Казьмин А.И., д.т.н. Федюнин П.А.

Военный авиационный инженерный университет, Россия

Экспериментальные исследования дефектов в модельных радиопоглощающих покрытиях

В настоящее время радиопоглощающие покрытия (РПП) широко применяются в измерительной и контрольной технике, технике связи, радиолокации, медицине и других областях науки и техники. Однако наиболее широкое применение они нашли для снижения радиолокационной заметности объектов. Для обеспечения и поддержания заданного уровня радиолокационной заметности параметры РПП в процессе их эксплуатации должны оставаться в строго заданных пределах. Таким образом, актуальной задачей является проведение исследований и разработки новых и повышение эффективности известных бесконтактных методов и устройств дефектоскопии широкого класса диэлектрических и магнитодиэлектрических материалов и покрытий.

Нами разработаны алгоритмы обнаружения и оценки дефектов в РПП, использующие явление «разлития» поверхностной электромагнитной волны по плоскости и быстродействующего сканирования результатов взаимодействия поля со слоем покрытия в функциях комплекса электрофизических и геометрических параметров (рисунок 1) [1,2].

Рисунок 1 – Структурная схема экспериментального определения

дефектов покрытий

В разработанных алгоритмах мерой параметров дефектов материала является отклонение распределения напряжённости поля поверхностной медленной волны в зоне дифракции от экспоненциального Е(y)=Е_оехр[-a(y)y], характерного для зоны покрытия без дефекта или, что то же самое, непостоянство коэффициента нормального ослабления поля a(y).

Для оценки разработанных алгоритмов были проведены эксперименты по обнаружению дефектов в различных РПП. В качестве экспериментальной установки была изготовлена измерительно-вычислительная система (ИВС), которая является технической реализацией разработанных алгоритмов. Возбуждение поверхностных волн в слое РПП осуществлялось на длине волны генератора 2-3 см. Измерения проводились при температуре окружающей среды 22⁰ С.

В качестве объекта исследования были изготовлено модельное РПП – РПП-М1, представляющее из себя пористый материал, пропитанный мелкодисперсной сажей и мелкодисперсным ферромагнитным порошком. Модуль коэффициента отражения покрытия не менее -18 дБ.

В РПП были внесены дефекты типа «отверстие» с различными диаметрами: «отверстие» диаметром 1 мм, «отверстие» диаметром 3 мм и «отверстие» диаметром 5мм. В ходе экспериментов производилось сканирование исследуемой области РПП при помощи разработанной ИВС. В результате сканирования были получены исходные экспериментальные массивы напряженностей электрического поля. Далее была произведена их обработка на основе разработанных алгоритмов (Алгоритм 1, алгоритм 2, алгоритм 3).

На рисунке 1а представлен экспериментальный контурный график поверхности РПП без дефектов, а на рисунках 1б-1в с дефектами.

Анализ контурного графика представленного на рисунке 1б где применен алгоритм 1 показывает, что был обнаружен дефект типа «отверстие» Æ 5 мм, находящаяся в точке с координатами (17;25).

Анализ контурного графика на рисунке 1в, где применен алгоритм 2 показывает, что был обнаружены дефекты типа «отверстие» Æ 5 мм и Æ 3 мм находящиеся в точках с координатами (17,25) и (3,25)

а) – РПП без дефектов	б) – Алгоритм 1
в) – Алгоритм 2	г) – Алгоритм 3

Рисунок 1 – Результаты экспериментальных исследований по обнаружению

дефектов в РПП

Анализ контурного графика на рисунке 1г, где применен алгоритма 3 показывает, что обнаружены все внесенные дефекты типа «отверстие» Æ 5 мм, Æ 3 мм, Æ 1 мм находящиеся в точках с координатами (17,25), (3,25) и (4,5).

Проведенные экспериментальные исследования показали, что разработанные алгоритмы обладает высокой точностью и воспроизводимостью при размере дефектов соизмеримой с длиной волны. Наибольшей чувствительностью обладает алгоритм 3, при помощи которого были обнаружены все внесенные дефекты.

Литература:

1. Федюнин П.А., Казьмин А.И., Кирьянов О.Е. Алгоритмы контроля и оценки неоднородностей в радиопоглощающих покрытиях. // Контроль. Диагностика, 2010. № 7(145). С.60-65.