Устройство для измерения толщины покрытий

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины покрытий с помощью отраженного излучения. Целью изобретения является повышение точнос ти измерения толщины многокомпонентного покрытия за счет устранения влияния параметров подложки и геометрии измерения на результат путем введения третьего детектора 7, мишени 8, блока 9 логарифмирования.i Источник 1 и детекторы 2, 5 и 7 пред ставляют собой измерительный преобразователь . Сигналы с детекторов 2 и 7 поступают на блок 4 деления, откуда через блок 9 логарифмирования -на один из входов блока 10 умножения на второй вход которого поступает сигнал с детектора 5. В цепи детекторов 2 и 5 включены дискриминатора 3 и 6, 1 ил. (Л д X 00 00 со X X /J fi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3888830/24-28 (22) 29.04. 85

,46) 07 01 87. Бюл, Ф 1, 72) В. А. Забродский, В. С. Парнасов и В,. А. Бартошко (53) 621. 31 7. 39.581. 717(088. 8) (56) Патент США М 3848125, кл. G 01 B 15/02, 1974, Авторское свидетельство СССР

У 1010463, кл. G 01 В 15/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины покрытий с помощью отраженного излучения.

„„SU„„1281883 А1 (5D 4 G 01 В 15/02

Целью изобретения является повышение точности измерения толщины многокомпонентного покрытия за счет устранения влияния параметров подложки и геометрии измерения на результат путем введения третьего детектора 7, мишени 8, блока 9 логарифмирования.

Источник 1 и детекторы 2, 5 и 7 пред ставляют собой измерительный преобразователь. Сигналы с детекторов 2 и 7 поступают на блок 4 деления, откуда через блок 9 логарифмирования .на один из входов блока 10 умножения на второй вход которого поступает сигнал с детектора 5. В цепи детекторов 2 и 5 включены дискриминатори

3 и 6. 1 ил.

1281883.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины покрытий с помощью отраженного излучения.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности измерения толщины многокомпонентного покрытия за счет устранения влияния параметров подложки и геометрии измерения на результат.

На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения толщины покрытий.

Устройство содержит источник 1 излучения, первый детектор 2, первый дискриминатор 3, включенный на выходе детектора 2, блок 4 деления, первый вход которого подключен к выходу дискриминатора 3, второй детектор 5, второй дискриминатор 6, включенный на выходе детектора 5, третий детектор 7, выход которого подключен к второму входу блока 4 деления, мишень 8, установленную с возможностью перемещения относительно источника 1

25 и третьего детектора 7, блок 9 логарифмирования, вход которого подключен к выходу блока деления, блок

10 умножения, первый вход которого подключен к выходу блока 9 логариф30 мирования, второй вход — к выходу второго дискриминатора 6; и регистратор 11, включенный на выходе блока 10 умножения.

Устройство работает следующим образом.

Измерительный преобразователь в составе жестко закрепленных источника 1, детекторов 2, 5 и 7 устанавливают на поверхность образца из материала подложки 12. Излучение источ40 ника 1 с энергией, для которой минимальная толщина контролируемого покрытия 13 превышает толщину слоя насьщцнияя, например рентгеновской трубки БЗ-3 с напряжением на аноде 15 кВ, направляют на поверхность образца.

Характеристическое излучение элемента подложки (например, вольфрама в стали) и рассеянное излучение регистрируются детектором 2. Дискриминатор 3 пропускает импульсы, соответствующие квантам характеристического излучения элемента материала подложки. Детектор 7 регистрирует рассеянное излучение от мишени 8, установленной с возможностью перемещения относительно источника 1 и детектора 7 °

Перемещают мишень 8 до тех пор, пока сигнал на выходе блока 9 логарифмирования «е будет равным нулю. После измерения на образце материала подложки осуществляют контроль толщины покрытия на контролируемом изделии.

Для этого устройство устанавливают на поверхность изделия со стороны покрытия 13. Направляют излучение источника 1 на контролируемое изделие и мишень 8, регистрируют отраженное излучение детекторами 2, 5 и 7. Электрический сигнал на выходе дискриминатора 3 соответствует квантам характеристического излучения элемента подложки и зависит от состава и толщины контролируемого покрытия, геометрических условий измерения и состава подложки ! I1 М2) ll

U, =U 1 (1) где U — электрический сигнал на выходе дискриминатора 3 при отсутствии покрытия, зависящий от геометрии измерения и состава подложки; толщина покрытия; — коэффициент поглощения мате1 риалом покрытия излучения источника;

1» — коэффициент поглощения материалом покрытия характеристического излучения элемента подложки, Электрический сигнал на выходе. детектора 7 равен U, что достигнуто предварительным измерением на образце материала подложки. Электрические сигналы с выхода дискриминатора 3 и детектора 7 поступают на входы блока 4 деления, выход которого подключен к входу блока 9 логарифмирования.

Электрический сигнал на выходе блока

9 логарифмирования зависит только от толщины и состава покрытия и не зависит от геометрии измерений и состава подлотки 2 (2) Электрический сигнал на выходе дискриминатора 6, соединенного с детектором 5, зависит от поглощающих свойств материала покрытия и определяется интенсивностью обратно рассеянного излучения источника l материалом покрытия, являющегося слоем насыщения для излучения источника

U (3) (I +P

281883 4 (количество элемента, характеристическое излучение которого регистрируется первым детектором 2) и геометрии измерения на результат контроля многокомпонентного.покрытия.

Формула изобретения

Как видно из анализа электрических сигналов, описываемых соотноше.ниями (1) — (4), введение третьего детектора и мишени позволяет устранить влияние параметров подложки

Составитель В, Николаев

Редактор А. П1ишкина Техред Н.Глущенко Корректор Л. Патай

Заказ 7251/35 Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где 1: — коэффициент, определяемый функцией рассеяния излучения контролируемым иэделием и преобразованием зарегистрированных квантов в электрический сигнал; — коэффициент поглощения рас3 сеянного излучения материалом покрытия.

Электрические сигналы с выхода 10 блока 9 логарифмирования и дискриминатора 6 поступают на входы блока 10 умножения, на входе которого электрический сигнал (4)

d P qp не зависит от состава материала покрытия, так как отношение ц„+ / <, +, не зависит от состава покрытия вследствие того, что для низкоэнергети- 20 ческого излучения отношение,/, и отношение 1О / „ с точностью не хуже

1% постоянно для всех элементов

Е>24, применяемых в многокомпонентных покрытиях.

Устройство для измерения толщины покрытий, содержащее источник излучения, первый и второй детекторы, первый и второй дискриминаторы, соединенные с выходами детекторов, блок деления, первый вход которого подключен к выходу первого дискриминатора, и регистратор, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения толщины многокомпонентного покрытия, оно снабжено третьим детектором, подключенным к второму входу блока деления, мишенью, установленной с возможностью перемещения относительно источника и третьего детектора, блоком логарифмирования,.включенным на выходе блока деления, и блоком умножения, первый вход которого подключен к выходу блока логарифмирования, второй ! вход †. к выходу второго дискриминатора, а выход соединен с входом реристратора.