Датчик для контроля толщины полимерной пленки

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и упрощает контроль толщины рукавной полимерной пленки (ГШ). На выходах блока 16 выборки и хранения постоянно присутствуют напряжения , несущие информацию о толщине ПП 22 и ее однородности. Напряжения с выходов nipin-диодов 4 поступают на первые входы масштабных усилителей 17, преобразуются ими и поступают через мультиплексор 18 в блок 19 выборки и хранения. Сигналы с его выхода поступают на преобразователь 20 температура - напряжение и дадее на вход опорного напряжения ЦАП 12. Т. обр,, напряжения, поступающие с выхода ЦАП 12 в блок 16, . оказываются скорректированныьш в соответствии с разбросом параметров диодов 4 и, кроме того, учтены изменения этих параметров при изменении т-ры ПП 22 или окружающей среды. 3 нл.с g (Л со ел о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц1) 4 G 01 N 22/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4024630/24-09 (22) 07.02.86 (46) 07.11.87. Бюл. У 41 (7 1) Калининградский государственный университет и Опытное производственно-техническое объединение "Техрыбпром" (72) Е,Ф. Кондратьев, В.Т. Михальцевич, Д.Б. Сокулин и В.В, Федотов (53) 621.317 ° 39(088.8) (56} Патент США Ф 3458808, кл. 324-58.5, 1969.

Балашов В.М. и др. Установка с открытым резонатором для измерения диэлектриков. — Сб. Радиоэлектронные устройства, N 2. Казань: КАИ, 1978, с. 112-115 ° (54} ДАТЧИК ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ

ПОЛИМЕРНОЙ ПЛЕНКИ

Ë /„„ 1350570 А 1 (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и упрощает контроль толщины рукавной полимерной пленки (ПП). На выходах блока 16 выборки и хранения постоянно присутствуют напряжения, несущие информацию о толщине ПП 22 и ее однородности. Напряжения с выходов пщдп-диодов 4 поступают на первые входы масштабных усилителей 17, преобразуются ими и поступают через мультиплексор 18 в блок 19 выборки и хранения. Сигналы с его выхода поступают на преобразователь 20 температура — напряжение и далее на вход опорного напряжения

ЦАП 12. Т. обр., напряжения, постуЖ пающие с выхода ЦАП 12 в блок 16, оказываются скорректированными в соответствии с разбросом параметров диодов 4 и, кроме того, учтены из- С, менения этих вараметр зв при изменении т-ры ПП 22 или окружающей среды. 3 ил. 2

1350570

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться дпя контроля технологических характеристик материалов, в частности толщины полимерных пленок, изготавливаемых методом непрерывного литья.

Цель изобретения — упрощение контроля толщинй рукавной полимерной пленки. Я0

На фиг, 1 приведена конструкция датчика для контроля толщины полимерной пленки; на фиг, 2 — струк гурная электрическая схема устройства с да!тчиком для контроля толщины полимерной пленки; на фиг. 3 осциллограммы, поясняющие работу датчика.

Устройство содержит СВЧ-генератор 1, СВЧ-резонатор, датчик, выполненный в виде СВЧ-резонатора 2 тороидальной формы с отверстиями 3 связи, расположенными на внутренней боковой поверхности СВЧ-резонатора

2, в каждом огверстии связи установлены nipin-диоды -4, модулятор 5, состоящий из кварцевого генератора

6, триггера 7, реверсивного двоичного счетчика 8, цифроаналогового пре - З0 образователя (ЦАП) 9„ регистратор

10 момента наступления резонанса, формирователь 11 разностного сигнала, выполненный на базе двоичного счетчика цифровой регистратор длиЭ

35 тельно ти измерительных сигналов, состоящий из ЦАП 12, коммутатора измерительных сигналов, состоящего из двоичного счетчика 13, .дешифратора 14, к выходу которого подключены источники 15 тока для питания п рхпдиодов, и блок 16 выборки и хранения, предназначенный для запоминания аналоговых сигналов,, поступаюших с выхода ЦАП 12. Для коррекции влияния разброса параметров nipin-диодов и температуры на результат измерения толщины в регистратор введены масштабные усилители 17, аналоговый муль Гипликаор 18, управляемый счетчик

13, блок 19 выборки и хранения, преобразователь 20 температура — на-пряжение, датчиками которого являютса nipin-диоды 4, потенциометр 21 предназначен для установки начального значения толщины пленки 22, детектор

23.

В начальный момент времени триггер 7 находится в единичном, а двоичные счетчики 8 и 13 и формирователь

11 в нулевом состояниях, выходы дешифратора 14 — в высокоимпедансном состоянии, все nipin-диоды — в режиме запирания и СВЧ-резонатор 2 не взаимодействует с полимерной пленкой 22 счетчик 8, тактируемый кварцевым генератором 6, работает в режиме суммирования и управляет

ЦАП 9, формирующим нарастающее пилообразное напряжение (фиг. За), модулирующее по частоте СВЧ-генератор 1.

В момент, когда частота СВЧ-генератора 1 совпадает с резонансной частотой СВЧ-резонатора 2, не взаимодействующего с пленкой 22, сигнал на выходе детектора 23 принимает экстремальные значения (фиг. Зв) и срабатывает регистратор 10 (фиг. 3c).

Триггер 7 перебрасывается в нулевое состояние (фиг. Зд), переключая реверс счетчика 8 в режим вычитания. Одновременно второй счетчик-формирователь l1 начинает счет (фиг. 3e)Ä третий счетчик 13 изменяет свое состояние на единицу, включая через дешифрач тор 14 первый из nipin-диодов 4 в режим пропускания. ЦАП 9 начинает формировать спадающее пилообразное напряжение (фиг. За). Теперь СВЧрезонатор 2 взаимодействует с полимерной пленкой 22 и в момент t совпадения частоты СВЧ-генератора 1 с изменяющейся частотой СВЧ-резонатора 1 срабатывает регистратор 10, триггер 7 сбрасывается в единичное состояние, информация из формирователя 11, поступающая через ЦАП 12, запоминается в первой ячейке блока

16 (фиг. 38), сче;чик-формирователь

11 переводится в нулевое состояние, счетчик 13 изменяет свое состояние на единицу и дешифратор 14 переключает все nipin-диоды в режим запирания. Реверс счетчика 8 переключается в режим суммирования и начинается формирование нарастающего напряжения.

Далее процесс продолжается автоматически аналогичным образом с последовательным поцключением остальных nipin-диодов.

Если за время опроса всех nipinдиодов от первого до последнего (фиг. 3f). толщина полимерной пленки

22 не изменилась, то на выходах всех блоков 16 содержится одно и тоже чапряжение„ пропорциональное длительности раэностного сигнала ht, = "1 4 °

Если в какой-либо момент времени толщина пленки 22 в месте распо4 ложения соответствующего nipin-диода изменится, то в соответствующей ячейке блока 16 будет зарегистрировано напряжение U, пропорциональное и т.д. Таким образом, на выходах блока 16 постоянно присутствуют напряжения, несущие информацию о толщине полимерной пленки 22 и ее однородности. Эти напряжения могут быть поданы на индикатор, регистрирующий прибор.

Напряжения с выходов nipin-диодов

4 поступают на первые входы масштабных усилителей 17, преобразуются ими и поступают через мультиплексор

18 в блок 19. Сигналы с его выхода поступают на вход преобразователя 20 температура — напряжение, через который подаются на вход опорного напряжения второго ЦАП 12. Таким образом, напряжения, поступающие с

Формула из обретения

Датчик для контроля толщины полимерной пленки, содержащий,СВЧ-резонатор и отверстие связи, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрспцения контроля толщины рукавной полимерной пленки, СВЧ-резонатор выполнен.-тороидальным, отверстие связи расположено на внутренней боковой поверхности СВЧ-резонатора, на которой выполнены дополнительные отверстия связи, при этом все отверстия связи расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси СВЧ-резонатора, и в каждом из них установлены введенные nipin-диоды.

I

4 выхода ЦАП 12 в блок 16, оказываются скорректированными в сс этветствии с разбросом параметров nipin-диодов 4

Б и, кроме того, учитываются изменения этих параметров при изменении температуры пленки 22 или окружающей среды.

1350570! (( (I

-I (!

1 !

Составитель А. Лысов

Техред Л.Олийнык

Редактор Л. Гратилло

КорректоР Г. Решетник

Заказ 5279/44 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 (1

11 1!

1

111 (1

1