литература / Sharapov_V._Datchiki

Глава 19. Детекторы ионизирующих излучений

норных атомов на поверхности кремния образуется n-слой с высокой проводимостью. Этот слой может служить одним из электродов, другим электродом является слой золота, нанесенный на противоположную поверхность кристалла.

Диффузионно-дрейфовые детекторы (р-i-п)-типа с р-проводимостью изготовляются из кремния (реже из германия), используется явление дрейфа в глубь кристалла при температуре до 400 °С, при обратном смещении в несколько сот вольт. Атомы располагаются в кристалле в междоузлиях и имеют поэтому очень большой коэффициент диффузии. Под действием электрического поля ионы лития проникают в глубь кремния и компенсируют акцепторы. Образуется кристалл с компенсированной плотностью загрязнений, имеющий только собственную проводимость (область с i-проводимостью) и высокое удельное сопротивление (с = 25—104 Ом·с при комнатной температуре).

Схема диффузионно-дрейфо- вого детектора (р-i-n)-типа изображена на рис. 19.9 (б-частицы поступают параллельно плоскости перехода).

Компенсацию кремния р-типа, кроме метода диффузии и дрейфа, можно осуществить под действием облучения. При облучении крем-

-частицы ния нейтронами (энергией 200 эВ) происходит реакция захвата нейтронов с последующим образованием атомов фосфора (донора),

число которых почти равно концентрации акцепторов в исходном р-кремнии, т.е. происходит компенсация исходного материала (как и при дрейфе ионов лития) с образованием слоя с собственной проводимостью. В результате реакции активность Si31 быстро исчезает:

Si30 (n, )Si31 ] ]]]; P31 %

T 2,6 ї

Для компенсации кремния р-типа с удельным сопротивлением 1000 ом·см и плотностью потока нейтронтов 1012 нейтр/(см2-сек) необходимо затратиь 24 ч. Распространенность изотопа Si30 составляет 3,09%, а сечение реакции для тепловых нейтронов — 0,11 барн. При ядерной реакции в кристаллической решетке кремния могут образовываться дефекты за счет захватных г-квантов и электронов при в-распаде. Для устранения дефектов кристалл после облучения подвергается термической обработке при температурах от 600 до 800 °С. После этого получаются кристаллы с удельным сопротивлением 2·105 ом·см и временем жизни носителей 5 мкс.

Поверхностно-барьерные кремниевые счетчики применяются для регистрации быстрых и медленных нейтронов. Такой счетчик (рис. 19.10) состоит из кремниевого диска 1 с нанесенными на него двумя полукруговыми дисками золота 2, к которым прикреплены контакты 3. Таким образом, две половинки представляют собой два счетчика, которые должны давать одинаковые показания при снятии фона. На одну из половинок наносится слой полиэтиленовой пленки 4, служащей источником протонов отдачи при облучении счетчика бы-

19.6. Интегрирующие детекторы для индивидуальной дозиметрии

стрыми нейтронами. При включении такого счетчика по дифференциальной схеме можно определить число протонов отдачи.

Для регистрации тепловых нейтронов в счетчике используется ядерная реакция Li6 (п, б) Н3. По конструкции этот счетчик состоит из двух разделенных кремниевых пластинок, на одной из плоскостей которых нанесен тонкий слой золота, а на другой — Li6F (рис. 19.11).

Нейтроны регистрируются по схеме совпадения протонов с тритием. Импульсы от двух счетчиков суммируются, а суммарный импульс после усиления подается на многоканальный анализатор. Эффективность такого счетчика мала, так как она в значительной степени зависит от сечения реакции и толщины слоя Li6 F.

Счетчик быстрых нейтронов создан на основе радиационных повреждений кремниевого (р-п)-перехо- да. Быстрый нейтрон может создать в кристалле до 10 смещений на 1 см пути. С увеличением числа смещений увеличивается и сопротивление крем-

ния. По измеренному сопротивлению можно определить плотность быстрых нейтронов или поглощенную дозу в диапазоне (10— 1000) рад [3, 12].

Полупроводниковые детекторы обладают такими ценными качествами, как высокое энергетическое разрешение, высокая эффективность регистрации излучения, линейность характеристик в широкой области энергий для различных видов ионизирующего излучения, нечувствительность к магнитным полям, работоспособность при низких температурах, компактность, простота в изготовлении и обращении. Кроме того, они не требуют высоковольтных источников питания.

19.6.Интегрирующие детекторы для индивидуальной дозиметрии

Несколько в особом положении стоят интегрирующие детекторы для индивидуальной дозиметрии — самые массовые устройства для радиационных измерений. Специфичны как материалы, используемые в детекторах, так и устройства считывания данных с дозиметров.

Глава 19. Детекторы ионизирующих излучений

Фотопленочные и камерно ионизационные дозиметры. Эти виды интегрирующих устройств используются более 50 лет и являются традиционными для индивидуальной дозиметрии.

Поглощенную дозу определяют денситометром по оптической плотности почернения пленки (логарифму ослабления света при прохождении через пленку), которая с увеличением дозы сначала медленно растет, а затем увеличивается пропорционально логарифму дозы. Чтобы перекрыть необходимый диапазон доз, используют фотопленочные дозиметры с разной чувствительностью или применяют специальные методы проявления пленки (типичные значения диапазонов измерения дозы 0,02—1 и 0,2—10 Гр) [3].

Камерно-ионизационные дозиметры в виде карандаша или стержня представляют собой конденсаторную камеру, с которой в любое время довольно просто могут быть считаны показания. Распространены как «слепые» дозиметры, показания которых считываются с помощью специальных устройств, так и прямо показывающие дозиметры со считыванием показаний через оптическую систему. Диапазон доз, измеряемых такими устройствами, не очень широк (например, от 0,05 до 10 Зв). Поэтому используют по два и более устройств с разной чувствительностью. Типичная зависимость показаний от энергии г-из- лучения в пределах 0,5-3 МэВ составляет -50... + 100% [73]. Утечка заряда через изолятор (до 1 % в день) приводит к отрицательному федингу. Недостаток таких дозиметров — невысокая устойчивость к механическим воздействиям, чувствительность к повышенной влажности, а «слепых» дозиметров, кроме того, — стирание при считывании показаний [3].

Термолюминесцентные дозиметры (ТЛД). В последние годы термолюминесцентный метод становится основным методом индивидуальной дозиметрии при хроническом облучении [3]. Перспективными для применения в ТЛД считают несколько типов термолюминофоров, часть из которых выпускают серийно, а часть находится в стадии исследований.

В индивидуальных дозиметрах фотонного излучения применяют разные модификации люминофоров LiF: монокристаллы размером 6 Ї 6 Ї 1 мм, спеченные таблетки, спрессованный порошок LiF без наполнителя и наиболее часто — таблетки из порошка LiF с 60—70% наполнителя (используют обычно фторопласт, имеющий близкий к LiF коэффициент поглощения фотонов). Для в-дозиметров изготавливают тонкие детекторы (~10 мг/см2), однако чаще используют пленку фторопласт — LiF толщиной 0,2—0,4 мм.

ТЛД на основе LiF могут использоваться для дозиметрии нейтронов. Выпускаются люминофоры ТЛД-100 с природным соотношением лития (содержание Li 7,42%), ТЛД-600 с обогащением 6Li до 95% и ТЛД-700 со сниженным до 0,05% содержанием 6Li. У этих дозиметров дозовая чувствительность к тепловым нейтронам соответственно выше в 25, 320 и 2,5 раза чувствительности к г-излучению. Чувствительность к быстрым нейтронам таких ТЛД невелика.

Радиофотолюминесцентные дозиметры. Индивидуальные интегрирующие дозиметры выполняют также на основе метода радиофотолюминесценции — возбуждения под действием постоянного ультрафиолетового излучения видимого света, интенсивность которого пропорциональна поглощенной дозе.

19.6.Интегрирующие детекторы для индивидуальной дозиметрии

Вдозиметрах используются метафосфатные стекла, активированные серебром. Собственная фотолюминесценция этих стекол наблюдается при освещении их УФ-светом с л < 300 нм, а для л > 300 нм стекло прозрачно. При воздействии ионизирующего излучения ловушками захватываются электроны проводимости, образуются центры окраски и при УФ-облучении с л = 365 нм возникает люминесценция с л = 500 ч—700 нм [3].

Электретные дозиметры. Идея электретных дозиметров была предложена еще в 1957 г., однако практический интерес к ним появился только в последние годы, когда появились полимерные электреты с большой плотностью заряда и их высокой устойчивостью во времени.

Электреты представляют собой поляризованные или электризованные внешним полем твердые диэлектрики, сохраняющие поляризованность или электризацию после снятия этого поля и создающие в среде, внешней относительно них, электрическое поле. Удельное сопротивление электретов достаточно велико 1012—1016 Ом·м).

Вдозиметрии электреты используют в основном в электретных ионизационных камерах, которые сходны с обычными ионизационными камерами, но содержат электрет у одного из электродов. Ионизация газа, возникающая в объеме такой камеры, приводит к нейтрализации поверхностного заряда электрета и изменению этого заряда пропорционально дозе излучения [3].

Трековые детекторы. Одними из дозиметров, традиционно используемых в дозиметрии нейтронов, являются трековые дозиметры. Они представляют собой тонкие слои различных веществ (слюда, стекло, пленки из пластика и др.), покрытые делящимся веществом (237Np или 235U), и основаны на регистрации числа треков, образуемых в пленке осколками деления. В зависимости от энергии сечения деления 235U, а также 237Np за фильтром из 10В близки к энергетической зависимости удельной дозы нейтронов в ткани.

Описаны различные аварийные дозиметры с делящимися нуклидами. Типичные дозиметры такого типа имеют чувствительность 0,01—0,02 мГр на один трек и позволяют с небольшой погрешностью регистрировать дозу от нейтронов (тепловых, промежуточных и быстрых) от 0,05 до 50 Гр [3].

Полупроводниковые детекторы и детекторы на основе изоляторов. В последние годы появился ряд публикаций, посвященных использованию полупроводниковых приборов в дозиметрах помимо обычного способа, связанного со счетом возникающих импульсов. Так, полупроводниковые детекторы — крем-

ниевые, из CdTe, Hgl2 — использовали для измерения мощности дозы, непосредственно измеряя напряжение или ток в их цепи, генерируемые под действием г-излучения. Принцип работы таких устройств сходен с работой солнечных батарей. Измерители мощности дозы имеют малые размеры, обладают хорошей механической прочностью, их измерительная схема очень проста. Чувствительность детекторов и диапазон измеряемых величин зависят от конкретного типа детектора.

Вкачестве примера можно привести детектор из CdTe, компенсированный хлором, использовавшийся для дозиметрии г- и рентгеновского излучения (толщина детектора 2, диаметр 16 мм) [3].

Глава 19. Детекторы ионизирующих излучений

Литература

1.Аглинцев К.К. и др. Прикладная дозиметрия. — М.: Госатомиздат, 1962.

2.Голубев Б.П. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. — М.: Атомиздат, 1979. — 399 с.

3.Горн Л.С., Хазанов Б.И. Современные приборы для измерения ионизирующих излучений. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 232 с.

4.Горн Л.С., Хазанов Б.И. Позиционно-чувствительные детекторы. — М.: Энергоиздат, 1982.

5.Гусев Н.Г. Справочник по радиоактивным излучениям и защите. — М.: Медгиз, 1956.

6.Иванов В.И. Курс дозиметрии. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 400 с.

7.Капцов Н.А. Электрический разряд в газах. — М.: Энергоиздат, 1965.

8.Крайтор С.Н. Дозиметрия при радиационных авариях. — М.: Атомиздат, 1979.

9.Матвеев В.В., Хазанов Б.И. Приборы для измерения ионизирующих излучений. — М.: Атомиздат, 1967.

10.Мухин К.Н. Введение в ядерную физику. — М.: Атомиздат, 1956.

11.Полупроводниковые детекторы ионизирующих излучений. Детекторы нейтронов. Каталог. — М.: В/О «Изотоп», 1984.

12.Л.С. Горн, В.А. Костылев, Б.Я. Наркевич и др. Приборы для радиоактивной диагностики. — М.: Атомиздат, 1978.

13.Состояние и перспективы развития детекторов ионизирующих излучений — ДЕТ84. Симпозиум стран СЭВ, 1984.

14.Пат. 88146 Российская Федерация, МПК 8 G01L21/34. Вакуумметр / Минаев И.Г., Самойленко В.В.; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» (RU). — №2009126700/22; заявл. 13.07.2009; опубл. 27.10.2009.

15.www.isotop.ru/certification

16.www.sniip.ru

17.www.consensus.promzone.ru

18.www.polimaster.com

19.www.berkeleynucleonics.com

20.www.sarad.de

ГЛАВА 20

РАДИОВОЛНОВЫЕ ДАТЧИКИ

20.1.Общие сведения. Физические основы реализации радиоволновых датчиков

Вданной главе рассматриваются вопросы построения радиоволновых датчиков и измерительных устройств в целом для измерения параметров различных технологических и иных процессов и объектов. Такие датчики обладают большими функциональными возможностями. В основе их построения лежит взаимодействие электромагнитных волн высокочастотного (ВЧ) и сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазонов частот с контролируемыми объектами.

Приводимые в главе примеры не исчерпывают весь круг задач, решаемых с помощью радиоволновых датчиков, но дают представление об их возможностях для решения практических задач. Радиоволновые датчики широко

используются для контроля и автоматизации технологических процессов. Рассмотрению теории и применений радиоволновых датчиков посвящено большое число публикаций, в том числе монографий [1, 4, 5, 14, 16, 21, 23, 24, 25].

Радиоволновое измерительное устройство состоит из следующих основных частей: датчика с чувствительным элементом (ЧЭ), в котором осуществляется первичное преобразование контролируемой величины в информативный параметр; ВЧ или СВЧ гeнepaтopa, являющегося источником электромагнитных колебаний, характеристики которых изменяются в ЧЭ при взаимодействии с контролируемой средой (объектом); вторичного преобразователя, в котором осуществляются обработка ВЧ или СВЧ сигнала, необходимые вычислительные операции и преобразование в сигналы для передачи и регистрации.

По характеру взаимодействия с контролируемым объектом и способу получения информативных параметров ЧЭ можно разделить на неизлучающие (замкнутые и квазизамкнутые) и излучающие. Неизлучающие ЧЭ представляют собой линии передачи и резонаторы различных форм (традиционные — на отрезках длинных линий, волноводов, замедляющих систем и резонаторы сложных нетрадиционных форм). В качестве информативных параметров используются резонансные частоты различных типов колебаний резонаторов, число типов колебаний (резонансов), возбуждаемых в резонаторах на определенном интервале частот, добротность резонаторов, мощность, амплитуда и фаза волн в направляющих системах и др. Излучающие ЧЭ представляют собой, в основном, традиционные передающие и приемные антенны (вибраторы, рупоры и др.). Эффективно использование конструктивных элементов объекта в качестве ЧЭ радиоволнового датчика.

Физические явления в радиоволновых датчиках рассматриваются в соответствующих курсах теории электромагнитного поля [10, 15, 18].

Глава 20. Радиоволновые датчики

О частотных диапазонах радиоволновых датчиков

Типичными системами с распределенными параметрами являются отрезки длинных линий, возбуждаемые, как правило, на частотах мегагерцового диапазона (~ 1 Χ 500 МГц). Такие системы находят широкое применение в ВЧ радиотехнических устройствах в качестве линий передачи, частотозадающих элементов колебательных контуров высокочастотных генераторов и др.

Распространение электромагнитных волн в длинных линиях (двухпроводной, коаксиальной и др.) происходит в случае, если расстояние d между проводниками линии много меньше длины волны (d ). Это требование может быть выполнено при условии распространения волны сравнительно низкой частоты (от самых малых частот вплоть до нуля, т.е. от постоянного тока, до частот, при которых длина волны составляет несколько метров). Если же это условие не выполняется, то имеет место значительное излучение линией энергии в окружающее пространство. При переходе к более высоким частотам, соответствующим метровым и дециметровым волнам, используют коаксиальные и экранированные двухпроводные длинные линии. Волна в этом случае распространяется в пространстве между проводниками линии, не проникая в окружающее пространство.

При еще более высоких частотах (гигагерцового диапазона ~ 1 Χ 50 ГГц) — сверхвысоких частотах — используют металлические трубы, называемые волноводами. В таких волноводах плоская однородная волна распространяется внутри трубы зигзагами, многократно отражаясь от ее металлических стенок. Распространение волны по волноводу без значительного затухания возможно только при частотах выше некоторой предельной, которая называется критической частотой волновода.

Диапазон частот от ~ 500 МГц до ~ 1 ГГц можно отнести, в зависимости от размеров длинной линии, волновода как к ВЧ-диапазону, так и к СВЧ-диа- пазону частот. При частотах порядка нескольких сот мегагерц размеры длинной линии являются достаточно малыми и их применение в качестве датчиков затруднено. При частотах ниже ~ 1 ГГц диаметры полых волноводов должны быть достаточно большими (~ 1 м и более), что также практически не встречается на практике; поэтому такие волноводы и резонаторы на их основе редко применяются для построения датчиков на их основе.

Следует отметить, что на практике ВЧ-датчики наиболее часто реализуются на основе отрезков длинных линий в диапазоне часто ~ 1 Χ 100 МГц, а также СВЧ-датчики на основе полых волноводов и резонаторов в диапазоне частот ~ 1 Χ 50 ГГц; этот диапазон частот соответствует сантиметровому и миллиметровому диапазонам длин электромагнитных волн.

Электромагнитные системы с распределенными параметрами. Информативные параметры радиоволновых датчиков

Длинные линии. К длинным линиям обычно относятся линии передачи (или направляющие системы), в которых может распространяться поперечная волна (волна типа ТЕМ), характеризующаяся тем, что векторы электрической напряженности Е и магнитной напряженности Н поля лежат в перпендикулярной направлению распространения волны плоскости. Линия считается длинной, если ее длина соизмерима с длиной волны в ней. Особенность вол-

20.1. Общие сведения. Физические основы реализации радиоволновых датчиков

ны ТЕМ состоит в том, что структуры электрической и магнитной составляющих поля в поперечном сечении линии идентичны, соответственно, электростатическому и магнитостатическому полю в ней и не зависят от частоты. Распределение поля волны ТЕМ вдоль линии существенно отличается от статического. Вместо однородного распределения поля вдоль линии, характерного для статического случая, распределение поля волны ТЕМ носит волновой характер, являясь функцией времени.

Применяют различные типы длинных линий и резонаторов на их основе: коаксиальные, двухпроводные, а также другие типы, специальным образом синтезированные для решения тех или иных задач [4, 5]. Находят применение также полосковые линии передачи, образуемые совокупностью ленточных проводников [10, 15]. Такие линии, а также резонаторы на их основе, применяют в диапазонах дециметровых и сантиметровых волн. Как и длинные линии, полосковые линии применяются для реализации радиоволновых датчиков.

Полые волноводы. Полый волновод представляет собой трубу с проводящими стенками, отделяющими электромагнитную волну от внешнего пространства. Сложное электромагнитное поле, возбужденное в волноводе, можно рассматривать как сумму в общем случае бесконечного числа простых полей, характеризующих определенный тип электромагнитных волн, которые могут быть возбуждены в волноводе. Отдельные простые поля распространяются вдоль волновода, либо апериодически затухая (запредельный режим), либо в виде волнового процесса.

Возможные в полых волноводах типы волн делятся на две группы: электрические (волны типа Е) и магнитные (волны типа Н). Волны типа Е характеризуются наличием аксиальной составляющей электрического поля Ez и отсутствием аксиальной составляющей магнитного поля (Hz = 0). Волны типа Н характеризуются наличием аксиальной составляющей магнитного поля Hz и отсутствием аксиальной составляющей электрического поля (Ez = 0). Волн типов Е и Н может быть бесконечно много, отличаются они друг от друга распределением составляющих электромагнитного поля в поперечном сечении. Для каждого типа волн существует критическая частота fкр и соответствующая ей критическая длина волны лкр.

Резонаторы. Простейшим объемным резонатором является волноводный, представляющий собой отрезок волновода, закороченный с обоих концов металлическими пластинами. В качестве резонатора применяют также отрезки однородной или неоднородной длинной линии [4, 5]. Разновидностью резонаторов СВЧ диапазона являются открытые резонаторы, представляющие собой систему по меньшей мере двух зеркал, отражающих электромагнитные волны. Отражающие зеркала изготавливают из металлических плоскостей, решеток или сеток, а также на основе многослойного диэлектрического покрытия, обеспечивающего эффект полного внутреннего отражения. Поверхность зеркал может быть плоской или вогнутой (сферической).

В радиоволновых датчиках, работа которых основана на возбуждении конструктивных узлов объектов контроля как резонаторов, может встретиться большое разнообразие форм резонаторов. При этом, как правило, определение типов колебаний, их собственных частот, добротности является самостоятельной задачей.

Глава 20. Радиоволновые датчики

Антенны. Известно большое число типов антенн, работающих в диапазоне от метровых до миллиметровых волн и отличающихся областью применения, способом возбуждения электромагнитных волн, а также конструктивным исполнением (рупорные, диэлектрические, щелевые, параболические, дипольные и др.) [16]. Характерная особенность применения антенных устройств для реализации радиоволновых датчиков состоит в том, что взаимодействие электромагнитной волны с объектом контроля обычно происходит в ближней зоне излучения.

Информативные параметры. Приведем основные параметры радиоволновых датчиков, которые изменяют свои значения при взаимодействии с контролируемым объектом и которые могут быть приняты в качестве информативных параметров: основная резонансная (собственная) частота электромагнитных колебаний системы; число резонансных импульсов на конечном интервале частот; добротность резонансной системы; время распространения сигнала до объекта и обратно; частотный сдвиг модулированной по частоте падающей волны по отношению к отраженной волне; фазовый сдвиг падающей и отраженной волн; доплеровский сдвиг частоты, измерение которого позволяет определять различные параметры подвижных объектов. Выбор информативного параметра на практике определяется контролируемой величиной, характером объекта, метрологическими требованиями, условиями эксплуатации и пр.

20.2. Датчики геометрических параметров

Радиоволновые датчики эффективно используются для измерения размеров как готовых изделий, так и в процессе их производства. Класс решаемых задач весьма широк и охватывает измерение таких распространенных технологических параметров, как длина, диаметр, толщина, ширина, форма объектов и др. Параметры одних контролируемых объектов необходимо измерять бесконтактными способами, на значительном расстоянии от них, другие объекты допускают размещение ЧЭ измерительных устройств вблизи или проведение контактных измерений. Здесь рассматриваются вопросы измерения наиболее часто встречающихся в промышленности геометрических параметров.

Датчики толщины материалов и изделий

Наиболее часто встречающиеся задачи измерения толщины можно разделить на три группы: измерение толщины металлических листов; измерение толщины диэлектриков; измерение толщины диэлектриков на металлическом основании, а также толщины металлических пленок на диэлектрическом основании. Существуют и другие задачи — измерение толщины слоев многослойных образцов, контроль толщины слоев в полупроводниковых структурах и др. Рассмотрим наиболее часто применяемые на практике методы и средства радиоволновой толщинометрии.

Датчики толщины металлического листа

На предприятиях черной и цветной металлургии, выпускающих листовой прокат, на машиностроительных заводах существует необходимость в бесконтактном измерении толщины горячего и холодного проката. Толщина прокатываемого листа может составлять единицы и десятки миллиметров, а ее изме-

20.2. Датчики геометрических параметров

нения — доли и единицы миллиметров. Известно несколько радиоволновых методов измерения толщины металлических листов, основные из которых связаны с применением СВЧ резонаторов полуоткрытого (квазизамкнутого) типа

иизлучающих устройств. Реализация этих методов требует наличия доступа электромагнитной энергии к обеим сторонам металлического листа.

Резонаторный метод измерения. При резонаторном методе измерения применяются либо два независимых резонатора, расположенных с противоположных сторон листа и имеющих незамкнутые металлические полости, у которых открытая область поверхности обращена в сторону листа и находится вблизи его поверхности, либо один резонатор С-образной формы с открытыми торцевыми стенками, обращенными к соответствующим сторонам листа и находящимися вблизи их поверхностей. На рис. 20.1 изображена схема толщиномера [5], содержащая два независимых объемных резонатора, расположенных с противоположных сторон листа и имеющих открытые торцевые поверхности, направленные в сторону листа. Генераторы частотно-модулированных колебаний 3 и 4 возбуждают колебания в резонаторах 1 и 2 резонансных частот, которые измеряют с помощью измерителей 5 и 6. Значения измеренных частот fl

иf2, несущих информацию о расстояниях x1 и x2 резонаторов до соответствующих поверхностей листа 7, поступают на устройство 8, где вычисляется тол-

щина листа d l x1 x2 ; здесь l — фиксированное расстояние между

открытыми торцами резонаторов. Резонансная частота f каждого такого резонатора с подвижной стенкой является функцией расстояния x между открытым торцом резонатора и соответствующей поверхностью листа. Для получения высокой добротности целесообразно возбуждать колебания типов, характеризующихся отсутствием аксиальных токов, в частности типов Н01p.

Как показывает сравнение расчетов и результатов экспериментов, многие характеристики таких полуоткрытых резонаторов могут быть достаточно точно описаны соответствующими формулами для закрытых (без зазора) резонаторов. Для колебаний типа Н01p цилиндрического резонатора резонансная (соб-

скорость света; е — диэлектрическая проницаемость среды в полом резонаторе и в пространстве между его торцом и поверхностью контролируемого листа; р = 1, 2, ... ; R и l — радиус и длина резонатора; ч01 = 3,832 — первый корень характеристического уравнения для производной функции Бесселя нулевого порядка. Возбуждение и съем колебаний в резонаторах, измерение их резонансных частот можно осуществить известными методами на основе различных схем включения резонаторов, в том числе автогенераторных схем.

Датчики толщины диэлектрических материалов и покрытий. Радиоволновая толщинометрия диэлектриков играет важную роль во многих технологических