2.3.3 Радіохвильові давачі

Принцип дії радіохвильових давачів заснований на взаємодії електромагнітного поля в діапазоні довжин хвиль 1—100 мм з об'єктом і перетворенні його параметрів в електричний сигнал.

Параметрами, що виміряються, є:

• інтенсивність радіохвильового випромінювання;

• амплітуда, фаза, частота, поляризация коливань;

• час проходження радіохвильового імпульсу;

• просторово-геометричні параметри радіопроменя;

• спектр випромінювання.

Вказані параметри радіовипромінювання в результаті його взаємодії з об'єктом зазнають зміни, що є джерелом інформації про наявність об'єкту і його властивості. За допомогою радіохвильових локаційних давачів можна виміряти геометричні параметри об'єкту, відстань до об'єкту, а також його просторово-динамічні характеристики.

Розроблені радіохвильові давачі для вимірювання швидкості руху мобільних роботів і швидкості руху деталей на конвейєрі, а також давачі для виявлення об'єкту в робочій зоні робота.

Зовнішній вигляд радіохвильового локаційного давача для вимірювання швидкості руху мобільного адаптивного промислового робота приведений на рисунку 13.8.

Давач працює в трьохсантиметровому діапазоні хвиль, вихідна потужність 50 мВт, діапазон швидкостей 0,1—30 м/с, похибка вимірювання ±0,01 м/с. Давач виміряє швидкість в діапазоні відстаней до 300 м. Завдяки вбудованому спектру-аналізатору давач здійснює автоматичне вимірювання щонайбільшої швидкості об'єктів, що потрапляють в робочу зону давача. Застосуванням процесора, виконаного на елементах жорсткої логіки і здійснюючого спеціальну обробку отриманої інформації, забезпечується високий захист від завад і достовірність вимірювань.

2.4 Радіаційні локаційні давачі

Для вимірювання ряду фізичних величин успішно використовують іонізуючі випромінювання.

В ролі джерел випромінення використовують прилади з - і -випроміненням, а в ролі приймачів – іонізаційні камери, газові і люмінесцентні лічильники.

Розглянемо приклад використання радіоактивного перетворювача для контролю товщини деталей. Найчастіше використовують диференційовану схему вимірювання (рисунок 13.9, а), в яких порівнюють виміряний і еталонний потік випромінення. Контрольовану деталь встановлюють в потік випромінювання. Сигнали з приймачів випромінювання 1 і 2 поступають в проміжний перетворювач 3, де виділяється сигнал різниці, який поступає на вимірювальний прилад 4.

Для запобігання нестабільності роботи проміжного перетворювача використовується компенсаційна схема (рисунок 13.9, б) вимірювання, коли сигнал різниці діє на серводвигун 6, котрий повертає компенсаційний клин 5 до того часу, поки сигнал різниці не дорівнюватиме нулю. Це дає змогу чисельно виміряти величину товщини деталі. Недолік методу – в схемі застосовуються два приймачі випромінення, отже, можливою є похибка вимірювання через неоднакову зміну характеристик приймачів випромінювання.

Для ліквідації вказаної похибки використовують компенсаційні схеми вимірювання з одним приймачем випромінювання (рисунок 13.9, в). В схемі використовують модуляцію потоків диском, що обертається, 7 з вікном, яке поперемінно відкриває приймач випромінювання еталонному і дослідному потокам випромінювання. При вимірюванні порівнюють потоки, а за фазою сигналу розбалансу судять про знак нерівноваги. В цих схемі потік променевої енергії, що пройшов через деталь, поступає безпосередньо на лічильник, а еталонний потік періодично переривається з деякою частотою за допомогою модуляційного пристрою. Проміжний перетворювач в цьому випадку виділяє змінну складову.

Для усунення недоліків компенсаційних схем використовують схеми, що працюють за методом динамічної компенсації, що різко збільшує швидкодію системи. В цих схемах використовується компенсаційний клин, який постійно обертається, внаслідок чого еталонний потік випромінювання змінюється за пилкоподібним законом.

Спектр застосування радіолокаційних давачів є широким. За допомогою радіаційних давачів можна, знаючи хімічний склад газу, вимірювати його густину. При вимірюванні густини твердого тіла застосовують цей метод для вимірювання тонких поверхневих шарів товщиною від 5 до 15 см. На одиничне вимірювання потрібно 0,5—5 хв. Похибка вимірювання становить 1-30%.

Недоліки методу: великі розміри і маса апаратури внаслідок необхідності вводити біологічний у і антифоновий захист.