Способ контроля качества поверхности материалов

 

о п 0-с-:л-":н-=и-в

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союэ Советскив

Социалистических

Республик о1> 658468

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0702.77 (2)) 2451081/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 2504.79.Бюллетень ¹15

Дата опубликования описания 2804i79 (5!) N. Кл.

G 01 N 29/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УЛК 620.179. . l6 (088. 0) (72) Авторы изобретения

В. М. Колешко и A. В. Гулай (71) ЗаяВИтЕЛЬ Институт электроники АН Белорусской ССР (5 4 ) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля поверхности материалов с помощью ультразвука.

Известен способ контроля шероховатости поверхности изделий, заключающийся .в том, что на контролируемую поверхность устанавливают с обеспечением акустического койтакта пьеэокерамический искатель, воэбуж— дают его радиоимпульсами генератора с высокоомным выходом и определяют резонансную частоту искателя путем подстройки частоты радиоимпульсов до получения максимального значения !

5 амплитуды их огибающей (1) .

Измеренное таким образом значение резонансной частоты искателя сравнивают с резонансной частотой при установке искателя поверхности с известной шерОховатостью.

Недостатком данного способа контроля качества поверхности является низкая точность контроля, особенно при высоком классе обработки поверхности, что характерно для полупроводниковых подложек больших интегральных схем. Это связано с тем, что контроль по известному способу осуществляют на сравнительно низких резонансных частотах пьезокерамических искателей °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ контроля качества поверхностного слоя материала, заключающийся в том, что в материале возбуждают поверхностно-продольные волны, фиксируют воздействие на них поверхностных дефектов, судят о дефектности поверхностного слоя (2).

Однако данный способ контроля качества поверхности применяется лишь при наличии на контролируемой поверхности ограниченного количества дефектов. При значительном числе дефектов поверхности акустические импульсы многократно отражаются от каж-. дого из них, а также складываются при одновременном воздействии на приемный электроакустический преобразователь.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Это достигается тем, что снимаютамплитудно-частотную характеристику волн, прошедших через материал, и по частоте минимума первой производной этой характеристики судят о качестве поверхности . При снятии амплитудно658468

11дИИПИ Заказ 2046/39 Тираж 1089 Подписное

Филиал ППП Патент,r.Óæãoðoä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4 частотной характеристики частоту варьируют в пределах, определяемых величиной предполагаемых максимальных размеров поверхностных дефектов.

На фиг. 1 представлена схема для реализации способа; на фиг. 2 — зависимость амплитуды принимаемого

5 сигнала от частоты; на фиг. 3 — выходное напряжение с дифференцирующего устройства.

Схема содержит пьезопластины 1 и 2, периодические системы 3,4 электродов, 10 генератор 5 высокой частоты, генератор 6 пилообразного напряжения, приемный блок 7, дифференцирующее устройство 8 и осциллограф 9. Позицией

10 обозначено контролируемое изделие. }5

Способ заключается в следующем.

На возбуждающие электроды подают переменное напряжение с выхода генератора 5, модулируемого с помощью ге нератора 6 пилообразного напряжения.

Вследствие пьезоэлектрического эффекта в пьезопластине 1 возникает система периодических механических переменных напряжений . Благодаря акустическому контакту между пластинкой и поверхностью механические напряжения в пластинке возбуждают поверхностные акустические волны на поверхности.

Выходной сигнал генератора пило- ЗО образного напряжения 6 используется также для развертки картины, получающейся на экране электронно-лучевой трубки 9 по горизонтали, т. е. в направлении оси частот. Прием поверхностных волн осуществляется электроакустическим преобразователем, подключенным ко входу приемного блока 7, осуществляющего усиление и детектировани е си гн ела.

Выходное напряжение блока 7 изменяется по закону, представленному на фиг. 2. Далее этот сигнал дифференциру ет ся в устройст ве 8, полученный на его выходе импульс напряжения4А d7, показанный на фиг.З,поступает на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки 9 для развертки луча в вертикальном направлении. Таким образом измеряют частоту минимума первой производной амплитудночастотной характеристики. Данная частота позволяет судить о соответствующей ей длине волны, соизмеримой с максимальными размерами поверхностных дефектов. Чем выше данная частота, тем выше качество исследуемой поверхности.

С целью повышения эффективности работы электроакустические преобразователи могут быть выполнены однон аправл енными . формула изобретения

1. Способ контроля качества поверхности материалов, заключающийся в том, что в материале возбуждают поверхностные акустические волны и фиксируют воздействие на них поверхностных дефектов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля, снимают амплитудночастотную характеристику волн, прошедших через материал, и по частоте минимума первой производной этой характеристики судят о качестве поверхн ости °

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что при снятии амплитудно-частотной характеристики. частоту варьируют в пределах, определяемых величиной предполагаемых максимальных размеров поверхностных дефектов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 418791 кл . G 01 N 29/04, 1972 .

2 . Авторское свидетельство СССР

Р 461348, кл. G 01 N 29/04, 1973.