انتخاب فرکانس بهینه در آزمایش غیرمخرب کشف ترک در سطح فلز بوسیله ی موجبر مستطیلی دهانه باز دارای فلنج با معیار کاهش تغییرات سیگنال ناشی از تغییرات فاصله ی هوایی

یکی از آزمون های غیرمخرب جهت کشف ترک در سطح فلزات، استفاده از امواج مایکروویو و بهره گیری از موجبر دهانه باز با فلنج استاندارد به عنوان پروب آزمایش است. در این روش با مشاهده ی تغییرات ولتاژ آشکارساز (که میدان الکتریکی کل را در یک نقطه از موجبر را سنجش می کند) وجود عیب در سطح فلز تشخیص داده می شود. جهت سهولت و افزایش سرعت در انجام آزمایش، نیاز است که یک فاصله ی هوایی بین دهانه ی موجبر و سطح فلز وجود داشته باشد. با ارائه ی نتایج شبیه سازی در نرم افزار ANSYS HFSST، این مقاله نشان می دهد که در بعضی از فرکانس ها، تغییرات کم در فاصله ی هوایی موجب تغییرات زیادی در ولتاژ آشکارساز می گردد که ممکن است به اشتباه به وجود عیب تعبیر شود. جهت تایید این دریافت از نتایج شبیه سازی، اندازه گیری با استفاده از یک تحلیل گر شبکه انجام شده است که نتایج آن نیز ارائه می گردد. در این مقاله، برای یک موجبر WR-۹۰ با فلنج استاندارد مربعی، فرکانس های بهینه در بازه ی ۸GHz تا ۱۲.۵GHz به لحاظ کمترین حساسیت به تغییرات فاصله ی هوایی ارائه می گردد. نتایج شبیه سازی در نرم افزار ANSYS HFSS نشان می دهند در صورتی که محدوده ی تغییرات فاصله ی هوایی از صفر تا ۰.۵mm باشد، ولتاژ آشکارساز در فرکانس های ۸GHz، ۱۰.۴۹۵GHz و ۱۲.۵GHz کمترین حساسیت را نسبت تغییرات فاصله ی هوایی دارد. هم چنین، در صورتی که حداکثر تغییرات فاصله ی هوایی تا ۱mm مد نظر باشد فرکانس های بهینه ۱۰.۴۹۵GHz به ۱۰.۲۴۰GHz کاهش می یابد. جهت تایید فرکانس بهینه ی پیشنهادی، اندازه گیری با استفاده از تجهیرات آزمایشگاهی شرکت LabVolt در فرکانس ۱۰.۵GHz نیز انجام شده است که تطابق خوبی بین نتایج شبیه سازی و اندازه گیری مشاهده می گردد. به منظور بررسی حساسیت فرکانس های پیشنهادی در کشف ترک، نتایج شبیه سازی برای دو شکاف با عمق مختلف ارائه و نتایج آن تحلیل می شود.

کلیدواژه ها:

آزمایش مایکروویوی ، موجبر دهانه باز ، فلنج ، فرکانس بهینه ، فاصله ی هوایی