Устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий металлов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ даЭЖКТРИЧЕСКИХ ПОКРШИЙ МЕТАЛЛОВ , содержащее СВЧ reHepafop, к , выходу которого подсоединен поляризатор волны, облучающий исследуемо е .диэлектрическое покрытие, а также последовательно соединенные непрерьнвный вращатель плоскости поляризация, анализатор волны, отраженной от исследуемого диэл1ектрического покрыгня, детектор и экстрематор, еык0ды которого соответственно через иерзыА н второй запоминающие блоки подключены к входам измерителя отношейИй, о т л и ч a ю ц е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, между выходом измерителя, отношений и входом индикатора последовательно включены пиковый детектор, третий запоминающий блок и вычислитель, между выходом СВЧ reHepJatopa и BTopim входом вычислителя включен частотомер , & к входу управления частотой СВЧ генератора подключен модулятор, при этом выход стробируняцего импульса пикового детектора подключен к стробирующему входу частотомера.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0,. 1103069

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСНОМУ СНЩфТЕЛЬС ГНУ

Ь ьй йь ю Ы :"»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3456222/18-09 (22) 07.04.82 (46) 15.07.84.Бюл. Ф 26 (72) Н.В.Любецкий, Н.Н,Пунько и В.А.Конев (71) Центральное конструкторское бюро с опытным производством АН БССР и Институт прикладной физики .АН БССР (53) 621.317.335.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 415614, кл. С 01 R 27/26.

2. Surface science" 16(1969), р. 166-176 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ,ИЗМЕРЕНИЯ

ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ МЕТАЛЛОВ, содержащее СВЧ генератор, к, выходу которого подсоединен поляризатор волны, облучающий исследуемое диэлектрическое покрытие, а также последовательно соединенные непрерывgag G 01 В 7/О2, G 01 R 27/26

O ный вращатель .плоскости поляризации, анализатор волны, отраженной от исследуемого диэлектрического покрытия, детектор и экстрематор, выходы кото рого соответственно через первый и . второй запоминающие блоки подключены к входам измерителя. отношений, о т л и ч а io щ е е с я тем, что, с

1 целью повьваения точности измерений, межцу выходом измерителя отнощений и входом индикатора последовательно включены пиковый детектор, третий запоминающий блок и вычислитель, между выходом СВЧ генератора и вторым входом вычислителя включен частотомер, а к входу управления частотой

СВЧ генератора подключен модулятор, при этом выход стробирующего импульса пикового детектора подключен к стробнрующему входу частотомера.

110306

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической, радиотехнической в других областях, где необходим бесконтактный неразрушающий экспресс1 контроль толщины и диэлектрической проницаемости листового диэлектрика . или диэлектрических покрытий металлов °

Известна установка для контроля толщины диэлектрических покрытий, содержащая СВЧ генератор, поляризатор, анализатор, и индикатор (13, Однако эта установка обладает невысокой точностью из-за влияния 15 свойств покрытия.на результат измерения его толщины.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения толщины диэлект20 рических покрытий металлов, содержа-. щее СВЧ генератор, к выходу которого подсоединен поляризатор волны, облучающей исследуемое диэлектрическое

25 покрытие, а также последовательно соединенные непрерывный вращатель плоскости поляризации, анализатор волны, отраженной от исследуемого диэлектрического покрытия, детектор и экстрематор, выходы которого сооТ ветственно через первый и второй запоминающие блоки подключены к входав измерителей отношений $23.

Известное устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий 35 металлов обладает низкой точностью измерений, причем с помощью его можно контролировать толщину покрытия или диэлектрическую проницаемость только при известных электрических свойствах покрытия и при известной его толщине, соответственно.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий металлов, содержащее СВЧ генератор, к выходу которого подсоединен поляризатор волны, облучающий исследуемое диэлектрическое покрытие, а также последовательно соединенные непрерывный вращатель плоскости поляризации, анализатор вол ны, отраженной от исследуемого диэлектрического покрытия, детектор и экстрематор, выходы которого соответственно через первый и второй запоминающие блоки подключены к входам из". мерителей отношений, между выходом измерителя отношений и входом индикатора последовательно включены пиковый детектор, третий запоминающий блок и вычислитель, между выходом СВЧ генератора и вторым входом вычислителя включен частотомер, а к входу управления частотой СВЧ генератора подключен модулятор, при этом выход стробирующего импульса пикового детектора подключен к стробирующему входу частотомера.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, Устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий металлов включает СВЧ генератор 1, поляризатор 2 волны, исследуемое диэлектрическое покрытие 3, непрерывный вращатель 4 плоскости поляризации, анализатор 5 волны, детектор 6, экстрематор 7, первый, второй и третий запоминающие блоки 8 — 10, измеритель

11 отношений, пиковый детектор 12, частотомер 13, вычислительный блок

14 ° индикатор 15, модулятор 16.

Устройство для -измерения толщины диэлектрических покрытий металлов работает следующим образом.

Амплитудно-модулированный сигнал с изменяющейся частотой от СВЧ генератора 1 проходит через поляризатор 2 волны, пропускающий только линейно поляризированную волну, которая облучает под углом исследуемое диэлектрическое покрытие 3, причем плоскость поляризации падающей волны составляет 45 с плоскостью падения. о

Отраженная эллиптически поляризованная волна проходит через непрерывный вращатель 4 плоскости поляризации и анализатор.5 волны, состоящий из проволочной решетки, и поступает на детектор 6.

Далее, продетектированный сигнал поступает на экстрематор 7, на вь!ходах которого выделяются минимальное и максимальное значение сигнала, которые запоминаются в первом и втором запоминающих блоках 8 и 9. Эти сигналы, поступив на вход измерителя 11 отношений, образуют сигнал, равный отношению минимального сигнала к максимальному, который пропорционален величине эллиптичности отраженного от исследуемого диэлектрического покрытия 3 сигнала.

Составитель Г. Степаненко

Редактор М.Товтин Техред М. Кузьма Корректор Л.Пилипенко

Заказ .4939/29 Тираж. 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

3 11030

При изменении частоты СВЧ генератора 1 сигнал на выходе измерителя

11 отношений будет периодически изменяться. Наибольшее его значение будет зависеть только от диэлектрической проницаемости исследуемого диэлектри ческого покрытия 3. Пиковый детектор

12, на который поступает этот сигнал, фиксирует его максимальное значение, которое запоминается в третьем запо- 10 минающем блоке 10. В момент достиже- ния максимума сигнала на входе пикоаого детектора 12 íà его втором вы-. ходе появляется строб-импульс, который поступает на стробирующнй вход частотомера 13 и дает команду йа выдачу сигнала, пропорционального частоте излучения в этот момент, который вместе с сигналом, записанным в третьем запоминающем блоке 10, посту-2О пает в вычислительный блок 14. В вычислительном блоке 14 рассчитываются

69 4 значения диэлектрической проницаемос. ти диэлектрика и его толщины, которые одновременно выводятся на индикатор 15.

Введение в схему частотного модулятора, соединенного с генератором, вращателя плоскбсти поляризации, включенного между исследуемьак образцом и анализатором, последовательно соединенные пиковый детектор, третий запоминающий блок и вычислительный, включенные между измерИтелем отношений и индикатором, и частотомер, вход которого соединен с вторым выходом

СВЧ генератора, выход — с вторым входом вычислителя и управляющий вход— с вторым выходом пикового детектора повысить точность измерений и обеспечило одновременное измерение двух параметров: диэлектрической проницаемости и толщины слоя диэлектрическоГО пОкрытия °