CN112663015A - 靶材凹坑测试装置及其反馈控制走靶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种靶材凹坑测试装置及其反馈控制走靶方法，包括：测距仪、驱动机构和靶托；所述测距仪驱动连接在所述驱动机构上；所述靶托设置于所述测距仪的检测范围内；所述测距仪检测所述靶托上靶材的台阶面的弧度以及凹坑的缝隙宽度、缝隙深度；所述反馈控制系统根据检测结果调整激光或者靶材的角度，以及判断是否需要对靶材进行更换。本发明能够根据检测到的缝隙深度时判断是否需要对靶材进行更换，提高超导带材的镀膜质量。检测到的缝隙宽度以及台阶面弧度还可以调整激光，使得对带材镀膜控制更为的精准有效。

Description

靶材凹坑测试装置及其反馈控制走靶方法
技术领域
本发明涉及超导材料镀膜领域，具体地，涉及一种靶材凹坑测试装置及其反馈控制走靶方法。
背景技术
专利文献CN201711451135.X公开了一种脉冲激光镀膜装置，要想得到优质的薄膜性能，最重要的控制点之一就在于：靶的成分，靶面平整。
对于带材镀膜的直接和最终表征方法就是测试带材的临界电流Ic，包括Ic的大小和均匀度。单位长度上，带材的Ic越大，均匀度越小，薄膜性能的质就越好。反之带材的Ic越小，均匀度越大，薄膜性能的质就越差。
对靶材的宏观尺寸有着非常严格的要求。因为脉冲激光光束打到靶材表面会形成光斑，在靶面上打出羽辉，从而将靶的材料通过溅射的方式镀制到带材上。如果靶面是平的，打出的羽辉将完全垂直于靶面和带材。由于溅射做不到完全均匀，靶材在使用一段时间后，在靶的表面上呈现波浪形式的凹坑。此时再打出的羽辉就不能做到完全垂直于靶面和带材，因此会有不均匀的情况出现。
在实际生产过程中，造成靶材表面不平的原因有很多，靶材密度的变化、整体碎裂或局部碎裂，脉冲激光密集的打一个区域等等。如果靶表面的不平，脉冲激光打上去，会导致羽辉的倾倒，造成超导带材性能的大幅降低。
如图1所示，有时靶材即将被打穿，但肉眼在靶面凹坑很难判断下一炉长带制备过程中，靶材是否会被打穿。一旦长带制备到一半，靶材被打穿，剩下的整根长带将报废。一根长带的损失价值是一个新靶材的十倍，因此大家通常会很保守，在凹坑不大的时候就弃用靶材了，这样又会造成靶材利用率的不足，导致大量的浪费。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种靶材凹坑测试装置及其反馈控制走靶方法。
根据本发明提供的一种靶材凹坑测试装置，包括：测距仪1、驱动机构2和靶托 4；
所述测距仪1驱动连接在所述驱动机构2上；
所述靶托4设置于所述测距仪1的检测范围内；
所述测距仪1检测所述靶托4上靶材3的台阶面的弧度以及凹坑的缝隙宽度、缝隙深度；
所述反馈控制系统根据检测结果调整激光或者靶材3的角度，判断是否需要对靶材进行更换。
优选地，根据检测结果判断是否需要对靶材进行更换的方法包括：
在凹坑的缝隙深度大于预设值的情况下更换所述靶材3。
优选地，根据检测结果调整激光或者靶材3的角度的方法包括：
根据凹坑的宽度，调整激光的入射位置，或者调整激光的入射角度、靶材3的转动角度，从而避开所述凹坑。
优选地，根据检测结果调整激光或者靶材3的角度的方法包括：
调整下一炉带材镀膜时的走靶轨迹，从而避开所述凹坑。
优选地，根据检测结果对靶材截面做积分,得到本次消耗的靶材量,推算工程电流密度、镀膜效率；若镀膜效率低了，能及时警报，对激光光路采取维护措施。
优选地，所述靶托4连接在转靶机构8上，所述转靶机构8能够驱动所述靶托4旋转；
所述转靶机构8设置于转靶底座9上。
优选地，所述驱动机构2安装在导轨底座6上；
所述驱动机构2和所述靶托4设置于底座5上。
根据本发明提供的一种靶材凹坑测试装置的反馈控制走靶方法，包括：
检测靶托4上靶材3的台阶面的弧度以及凹坑的缝隙宽度、缝隙深度；
所述反馈控制系统根据检测结果调整激光或者靶材3的角度，判断是否需要对靶材进行更换。
优选地，根据检测结果调整激光或者靶材3的角度，判断是否需要对靶材进行更换的方法包括：
根据凹坑的宽度，调整激光的入射位置，或者调整激光的入射角度、靶材3的转动角度，从而避开所述凹坑；
根据凹坑的宽度，调整下一炉带材镀膜时的走靶轨迹，从而避开所述凹坑。
优选地，根据检测结果对靶材截面做积分,得到本次消耗的靶材量,推算工程电流密度、镀膜效率；若镀膜效率低了，能及时警报，对激光光路采取维护措施。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
能够监测靶材的质量，例如靶材的密度不均。
本发明能够根据检测到的缝隙深度时判断是否需要对靶材进行更换，提高超导带材的镀膜质量。
能够找到靶材表面变化剧烈区，下一炉生产中避免使激光打到该区域。
能够动态的安排靶材的使用，能够使靶材的消耗均匀化，靶材的利用率达到最大化。
能够避开靶表面毛糙区域，提高超导带材的镀膜质量。
根据检测结果对靶材截面做积分,得到本次消耗的靶材量,推算工程电流密度、镀膜效率。若镀膜效率低了，能及时警报，对激光光路采取维护措施。提高生产稳定性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为测距仪的输出结果示意图；
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图2所示，根据本发明提供的一种靶材凹坑测试装置，包括：测距仪1、驱动机构2和靶托4。
测距仪1驱动连接在驱动机构2上，在驱动机构2的运动方向上可移动。靶托4设置于测距仪1的检测范围内。测距仪1检测靶托4上靶材3的台阶面的弧度以及凹坑的缝隙宽度、缝隙深度，反馈控制系统根据检测结果调整激光或者靶材3的角度，判断是否需要对靶材进行更换。
如图1所示，具体的，根据检测结果控制镀膜的温度以及判断是否需要对靶材进行更换的方法包括：
1、在凹坑的缝隙深度大于预设值的情况下更换靶材3，避免靶材被打穿。
2、根据凹坑的宽度，调整激光的入射位置，或者调整激光的入射角度、靶材3的转动角度，从而避开所述凹坑。
3、根据凹坑的宽度，调整下一炉带材镀膜时的走靶轨迹，从而避开所述凹坑。
4、根据检测结果对靶材截面做积分,得到本次消耗的靶材量,推算工程电流密度、镀膜效率；若镀膜效率低了，能及时警报，对激光光路采取维护措施。
在本实施例中，测距仪1包括激光测距仪。驱动机构2包括带驱动电机的导轨，测距仪1通过测距仪支架7安装在驱动机构2上。靶托4连接在转靶机构8上，转靶机构 8能够驱动靶托4旋转，调整镀膜角度。转靶机构8设置于转靶底座9上，驱动机构2 安装在导轨底座6上，同时，转靶底座9和导轨底座6设置在同一底座5上。
本发明还提供一种靶材凹坑测试装置的反馈控制走靶方法，包括：
检测靶托4上靶材3的台阶面的弧度以及凹坑的缝隙宽度、缝隙深度。
反馈控制系统根据检测结果调整激光或者靶材3的角度，判断是否需要对靶材进行更换。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种靶材凹坑测试装置，其特征在于，包括：测距仪（1）、驱动机构（2）和靶托（4）；
所述测距仪（1）驱动连接在所述驱动机构（2）上；
所述靶托（4）设置于所述测距仪（1）的检测范围内；
所述测距仪（1）检测所述靶托（4）上靶材（3）的台阶面的弧度以及凹坑的缝隙宽度、缝隙深度；
所述反馈控制系统根据检测结果调整激光或者靶材（3）的角度，判断是否需要对靶材进行更换。
2.根据权利要求1所述的靶材凹坑测试装置，其特征在于，根据检测结果判断是否需要对靶材进行更换的方法包括：
在凹坑的缝隙深度大于预设值的情况下更换所述靶材（3）。
3.根据权利要求1所述的靶材凹坑测试装置，其特征在于，根据检测结果调整激光或者靶材（3）的角度的方法包括：
根据凹坑的宽度，调整激光的入射位置，或者调整激光的入射角度、靶材（3）的转动角度，从而避开所述凹坑。
4.根据权利要求1所述的靶材凹坑测试装置，其特征在于，根据检测结果调整激光或者靶材（3）的角度的方法包括：
调整下一炉带材镀膜时的走靶轨迹，从而避开所述凹坑。
5.根据权利要求1所述的靶材凹坑测试装置，其特征在于，根据检测结果对靶材截面做积分,得到本次消耗的靶材量,推算工程电流密度、镀膜效率；若镀膜效率低了，能及时警报，对激光光路采取维护措施。
6.根据权利要求1所述的靶材凹坑测试装置，其特征在于，所述靶托（4）连接在转靶机构（8）上，所述转靶机构（8）能够驱动所述靶托（4）旋转；
所述转靶机构（8）设置于转靶底座（9）上。
7.根据权利要求1所述的靶材凹坑测试装置，其特征在于，所述驱动机构（2）安装在导轨底座（6）上；
所述驱动机构（2）和所述靶托（4）设置于底座（5）上。
8.一种靶材凹坑测试装置的反馈控制走靶方法，其特征在于，包括：
检测靶托（4）上靶材（3）的台阶面的弧度以及凹坑的缝隙宽度、缝隙深度；
所述反馈控制系统根据检测结果调整激光或者靶材（3）的角度，判断是否需要对靶材进行更换。
9.根据权利要求8所述的靶材凹坑测试装置的反馈控制走靶方法，其特征在于，根据检测结果调整激光或者靶材（3）的角度，判断是否需要对靶材进行更换的方法包括：
根据凹坑的宽度，调整激光的入射位置，或者调整激光的入射角度、靶材（3）的转动角度，从而避开所述凹坑；
根据凹坑的宽度，调整下一炉带材镀膜时的走靶轨迹，从而避开所述凹坑。
10.根据权利要求9所述的靶材凹坑测试装置的反馈控制走靶方法，其特征在于，根据检测结果对靶材截面做积分,得到本次消耗的靶材量,推算工程电流密度、镀膜效率；若镀膜效率低了，能及时警报，对激光光路采取维护措施。
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