Теоретические сведения

Интенсивность отраженного сигнала, в первую очередь, зависит от отражательной способности объекта (материала, вещества), которая определяется его физическими свойствами. Другими словами, амплитудные показатели радиосигнала могут характеризовать физико-химические свойства зондируемого объекта.

Для измерения амплитуды радиосигналов используются микроволновые приборы - радиоскатерометры. Амплитуда отраженного сигнала обратно пропорциональна расстоянию до цели, а также зависит от ее электрофизических характеристик и рельефа поверхности.

Наиболее полная информация о свойствах отражающей поверхности содержится в спектральной плотности мощности отраженного сигнала. Поэтому во многих случаях приходится анализировать не только положение максимума главной спектральной линии, но и форму всего спектра.

Различие коэффициентов отражения основных шихтовых материалов доменного производства: кокса, агломерата и окатышей, которые имеют различные гранулометрический состав и форму поверхности, дают возможность определения вида этих материалов МКБ-средствами.

Существенные различия амплитуды отраженного сигнала конвертерного шлака на разных стадиях плавки совместно с данными об уровне ванны дают важную информацию о ходе плавки, что позволяет сделать новый шаг в автоматизации управления процессом производства стали.

Рис. 8.1. Структурная схема скатерометра

На рисунке 8.1 представлена ​​структурная схема лабораторного микроволнового скатерометра, который работает следующим образом. В СВЧ-генераторе 1 генерируется сверхвысокочастотная радиоволна, передаваемая по волноводу 2 в смеситель 4. По ходу радиоволны размещен аттенюатор 3, который предназначен для регулирования ее мощности. Со смесителя 4 радиоволна передается в блок излучающей антенны 5.

В процессе работы прибора антенна 5 излучает радиоволну в направлении объекта исследования 8. При исследовании отражения радиосигналов поверхностью материала отраженная радиоволна поступает на ту же антенну 5 и, далее, в блок обработки информации 7. При исследовании поглощения прошла сквозь материал радиоволна поступает на приемную антенну 6 и, далее, в блок обработки информации 9.

Характеристика радиоскатерометра:

частота излучения 37,5 ГГц

мощность излучения 18 мВт

динамический диапазон усилителя 60 дБ

диапазон измерения коэффициента отражения 0 ... 1,0

выходной аналоговый сигнал постоянного тока 0 ... 10 В

Информацию о поглощении и отражении радиоволн скатерометра от исследуемого образца можно получить по разнице мощностей излучаемого сигнала беспрепятственно и с препятствием, увеличивая при помощи аттенюатора мощность излучаемых радиоволн до того момента, пока принятый сигнал не установится на начальном уровне.

Ход выполнения работы