Sensor de radiofrecuencia para la evaluación no destructiva de materiales compuestos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería eléctrica
• Pruebas no destructivas

Sus antecedentes:

• Los compuestos avanzados requieren métodos de ensayo no destructivo (END) fiables.
• Las técnicas tradicionales de NDT a menudo no logran detectar defectos sutiles en los compuestos.
• La espectroscopia de microondas es prometedora para la evaluación de propiedades de materiales sensibles.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar un nuevo sensor de radiofrecuencia de doble sonda (RFlect) para la TND de compuestos avanzados.
• Mejorar la sensibilidad de detección de defectos y reducir el tiempo de exploración en comparación con los sistemas de sonda única.
• Demostrar un sistema de espectroscopia de microondas rentable para la caracterización de materiales.

Principales métodos:

• Se utilizó un sensor coaxial de doble sonda de extremo abierto que funcionaba a 2,4 GHz.
• Integró el sensor con una impresora 3D de modelado de deposición fundida para escanear con resolución milimétrica.
• Empleado un sistema rentable con un generador de señal, acoplamiento direccional y medición de potencia de RF.
• Análisis de los cambios en la conductividad y la constante dieléctrica para identificar defectos.

Principales resultados:

• El sensor RFlect de doble sonda demostró una detección mejorada de defectos superficiales y subterráneos.
• Se identificaron con éxito pequeñas cavidades e inhomogeneidades, tanto visibles como ocultas.
• Se logró reducir el tiempo de exploración en comparación con los diseños anteriores de una sola sonda.
• El sistema filtró efectivamente el ruido sin costosos analizadores de red de vectores.

Conclusiones:

• La espectroscopia de microondas de doble sonda presenta una solución NDT rentable y de alto rendimiento.
• El sensor RFlect es adecuado para detectar cambios y defectos sutiles en las propiedades del material.
• El trabajo futuro incluye la adaptación del sensor para materiales de alta pérdida como los tejidos biológicos.