Устройство для измерения толщины прозрачной пленки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскнх

Соцнапнстнчесинк

Республик (11) 879293 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29. 01. 79 (21) 2720177/18-28 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 0 311.81. Бюллетень М 41 (51) м. к.з

G 01 В 11/06

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 539.215.4 (088. 8) Дата опубликования описания 07. 13.. 81 (72) Авторы изобретения

A.Í. Кулюкин и В.A. Целиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОЗРАЧНОЙ

ПЛЕНКИ

Изобретение относится к устройствам для измерения толщины прозрачной пленки и может найти применение в энергетике и химической технологии.

Известно устройство, содержащее источник светового пучка с длиной волны, равной длине волны поглощения вещества пленки,, непроницаемую поверхность с пленкой и измеритель интенсивности отраженного от пленки света. Толщину пленки определяют по доле поглощенного излучения P ).

Недостатком этого устройства является малая точность при измерении толщины пленок, движущихся по внут- 15 ренней поверхности каналов с ограниченным доступом к поверхности раздела и среды и имеющих замкнутую образующую, например, труб из-эа возмущений, которые вносят в поток облучающая и 20 регистрирующая аппаратура, так как облучение пленки и регистрацию отраженного пучка производят со стороны пленки.

Наиболее близким к данному иэоб- 25 ретению техническим решением является устройство для измерения толщины прозрачных пленок, содержащее марку и узел отсчета положения иэображения марки (2) . 30

Основным недостатком указанного устройства является невозМожность измерений толщин пленки, движущейся по каналу с ограниченным доступом к поверхности раздела пленки и среды.

Цель изобретения — измерение толщин пленки, движущейся по каналу с ограниченным доступом к поверхности раздела пленки и среды.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя световодами, марка выполнена в виде источника монохроматического излучения, один из световодов вмонтирован эаподлицо со смачиваемой поверхностью канала, другой световод установлен между маркой и первым световодом под углом полного внутреннего отражения на границе раздела пленки и среды, а отсчетный узел выполнен в виде координатно-чувствительного фотоприемника.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, например OKI, первый световод 2, второй световод 3, укрепленный эаподлицо со смачиваемой по- верхностью канала 4, прозрачную плен" ку 5, среду б, окружающую пленку, Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской .

Революции авиационный институт им. Серго брджеиикидэе.

879293

В данном устройстве используют материал световодов оптической системы, имеющий показатель преломления,равный показателю преломления нещестна пленки, что исключает преломление лучей при переходе границы раздела световода и пленки.

Предлагаемое устройство позволяет измерять амплитуду и скорость движения волн по поверхности жидкой пленки по времени пересечения впадиной волны пучка света заданной толщины, а также оценивать форму поверхности и толщину пленки н диапазоне от 0,01 до 5 мм (например, слоя жидкости, движущегося по внутренней

15 поверхности трубы при кольценбм режиме течения двухфазной смеси) с точностью до + 5%, причем нижняя граница диапазона измерений ограничена разрешающей способностью ячейки фото2О приемника, а верхняя - линейной протяженностью фотоприемника. е

248 j flP где Cf

E толщина пленки, м; координата регистрации отраженного пучка, мр — величина угла полного внут- 30 реннего отражения íà границе раздела пленки и среды, град;

h — толщина световода,м.

Маркой является источник парал- $5 лельного пучка монохроматического излучения с длиной волны, меньшей минимальной толщины пленки более чем в

5 раз и не равной длине волны погло- . щения нещества пленки, что позволяет 40 применять при измерении толщины пленки не более чем в 10 раз максимальную величину толщины пленки, что обеспечивает высокую чувствительность измерений и в то же время позволяет счирать параллельным отраженный от по- 45 верхности пленки и среды пучок света в широком диапазоне измерения толщины пленки. координатно-чувствительный фотоприемник 7, блок 8 регистрирующей и обрабатывающей аппаратуры.

Устройство работает. следующим образом.

Свет от источника 1, иэлученный под углом полного внутреннего отраже- ния на границе раздела .среды и пленки, rio световодам 2,3 падает на границу раздела среды 6 и прозрачной пленки 5, находящейся на смачиваемой . поверхности канала 4.

Световой пучок претерпевает полное внутреннее отражение на границе раздела пленки и среды вследствие того, что показатель преломления пленки 5 больше показателя преломления среды 6. Отраженный от границы раздела пучок света по световоду 3 попадает в ту или иную ячейку координатно-чувствительного фотоприемника 7, в зависимости от толщины пленки. Толщина пленки вычисляется н блоке 8 по формуле

Формула изобретения

Устройство для измерения толщины прозрачной пленки, содержащее марку . и увел отсчета положения иэображения марки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения толщин пленки, движущейся по каналу с ограниченным доступом к поверхности раздела пленки и среды, оно снабжено двумя снетонодами, марка выполнена в виде источника монохроматического излучения, один иэ светбнодон вмонтирован эаподлицо со стачиваемой поверхностью канала, другой снетовод установлен между маркой и первым световодом под углом полного внутреннего отражения на границе раздела пленки и среды, а отсчетный узел выполнен в виде координатно-чувствительного фотоприемника.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 377610, кл. G 01 В 9/00, 1973.

2. Авторское свидетелЬстно СССР

Р 24639, кл. G 01 В 19/38, 1930.

679293

Составитель A. Куликов

Техред A.Áàáèíåö Корректор С. Шекмар

Редактор И. Гохфельд

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9697/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4