FI63115B - Foerfarande foer undersoekning av ytkvaliteten av material i fasttillstaond och anordning foer genomfoerande av foerfarandet - Google Patents
Foerfarande foer undersoekning av ytkvaliteten av material i fasttillstaond och anordning foer genomfoerande av foerfarandet Download PDFInfo
- Publication number
- FI63115B FI63115B FI801850A FI801850A FI63115B FI 63115 B FI63115 B FI 63115B FI 801850 A FI801850 A FI 801850A FI 801850 A FI801850 A FI 801850A FI 63115 B FI63115 B FI 63115B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- pulsed
- light beam
- test material
- point
- examined
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/171—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with calorimetric detection, e.g. with thermal lens detection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
- G01B11/0658—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of emissivity or reradiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/72—Investigating presence of flaws
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
RSFH M (ii)KUUJ*UTUSJULKAISU *71 1 ς JSKa 1 j v ; UTLÄCCNIngsskrift o O I I o C (45) Patentti aydnnetty 11 04 1983 ^ ^ ^ (51) Kv.ik.3/ht.a^ G 01 N 21/71 SUOMI—FINLAND (21) PK-tnaimim 801850 WΗΛ—10·06·80 v / (23) AlkupiM—GlMgtMtsdag 10.06.80 (41) Tullut JulklMkri — MMc off«Kll| 11.12.8l hMMtl. J. r.ktoUril»lllt« (MW—31.12.82
Patent· och r«gitterftyral*an 7 AiwMcm utl*cd odi utUkrtftun pubUcurad (32)(33)(31) F)rydatty «uolkeu*—Baglrd prtorltac (Tl) Mauri Luukkala, Kuusikallionkuja 3 F 100, 02210 Espoo 21,
Valmet Oy, Punanotkonkatu 2, 00130 Helsinki 13, Suomi-Finland(Fl) (72) Mauri Luukkala, Espoo, Jorma Leino, Suomi-Finland(Fl) (lb) Forssen & Salomaa Qy (5b) Menetelmä kiinteän olomuodon omaavien materiaalien pinnan laadun tutkimiseksi sekä laite menetelmän toteuttamiseksi - Förfarande för undersökning av ytkvaliteten av material i fasttillständ och anordning för genomförande av förfarandet
Keksinnön kohteena on menetelmä kiinteän olomuodon omaavien materiaalien, kuten metallien pintavikojen, pintahalkeamien tai muiden sellaisten, pinnoitteiden ominaisuuksien tai paperin pinnanlaadun tutkimiseksi. Keksinnön eräänä erityiskohteena on menetelmä teräksen pintakarkaisukerroksen paksuuden mittaamiseksi. Keksinnön kohteena on myös laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi
Pintahalkeamien toteaminen on erittäin tärkeätä ainetta rikkomattoman koes-tuksen kannalta esim. atomivoimalaitoksissa ja erilaisissa moottoriraken-teissa, akseleissa, laakereissa jne. Pintahalkeamia voidaan havaita useilla menetelmillä, joista voidaan mainita esim. infrapunasäteilyyn perustuvat menetelmät.
Infrapunasäteily kuuluu siihen säteilyspektrin alueeseen, jossa säteilyn aallonpituus alkaa arvosta n. 1 pm ulottuen aina n. 10-20 mikrometriin. Infrapunasäteily eli lämpösäteily on niin pitkäaaltoista, että se on silmälle näkymätöntä. Huoneenlämpötilassa olevat esineet säteilevät ympäris- * X i 63115 töönsä lämpösäteitä, joiden aallonpituus on n. 10 ym. Näkyvän valon aallonpituus vaihtelee arvosta 0,4 ym aina n. 0,8 mikrometriin asti, joten näkyvä valo on huomattavasti lyhytaaltoisempaa. Optiset mikroskoopit käyttävät tätä näkyvää spektriä. Optista mikroskooppia voidaan kutsua myös kuvauslaitteeksi tai kameraksi.
Tunnetuissa kuvauslaitteissa on käytetty järjestelyä, jossa käytetään linssiä muodostamaan kuvaa tavallisen linssioptiikan periaatteiden mukaisesti kuvatasoon. Linssin tulee olla kuitenkin sellaista materiaalia, joka läpäisee vaaditut lämpösäteet, esim. germaniumia tai piitä. Tämän jälkeen asetetaan kuvatasoon infrapunailmaisin, jota siirretään rasterinomaisesti kuvapiste kerrallaan yli kuvatason. Infrapunailmaisimena voidaan käyttää esim. pyrometrisiä detektoreja tai muita ns. infrapuna puolijohdedetekto-reja. Tällainen detektori on puolestaan sähköisesti kytketty elektroniseen vahvistimeen, joka vahvistaa tai muuten prosessoi saatua infrapunasignaalia elektronisesti siten, että voidaan saada TV-ruudun kaltainen kuva jollekin näyttöputkelle. On olemassa myös järjestelmiä, joissa infrapunadetektori on paikallaan kuvatasossa, mutta laitteessa on linssioptiikan lisäksi monimutkainen peilijärjestelmä, joka "pyyhkii" tai "keilaa" kuvaa juova kerrallaan yli detektorin. Kaikki edellämainitut kuvausjärjestelmät käyttävät kappaleen omaa staattista lämpötilaa infrapunasäteilyn lähteenä, mikä on yhteinen epäkohta aikaisemmin tunnetuissa kuvausjärjestelmissä.
Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin kiinteän olomuodon omaavien materiaalien pinnanlaadun tutkimusmenetelmiin. Keksinnön eräänä yksityiskohtaisena päämääränä on aikaansaada menetelmä, joka mahdollistaa materiaalin pinnan tutkimisen eri syvyyksillä materiaalin pinnasta.
Keksinnön päämäärät saavutetaan menetelmällä, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että tutkittavaan materiaaliin kohdistetaan näkyvän valon aallonpituus alueella oleva pulssitettu valosuihku, jolloin ainakin osa mainitusta valosuihkusta absorboituu tutkittavan materiaalin pinnalle ja aiheuttaa tutkittavan materiaalin pintalämpötilan nousemisen, jolloin syntyneen periodisen lämpötilavaihtelun johdosta tutkittavan materiaalin lämmennyt pinta lähettää pulssimaista infrapunasäteilyä, ja että tutkittavan materiaalin lähettämä pulssimainen infrapunasäteily vastaanotetaan infrapuna-säteilylle herkällä laitteella.
vil' ’ 3 63115
Keksinnön mukaisen menetelmän muut tunnuspiirteet on esitetty patenttivaatimuksissa 2-5.
Patenttivaatimuksessa 6 on esitetty keksinnön eräs edullinen sovellutus-muoto, joka mahdollistaa teräksen pintakarkaisukerroksen paksuuden mittaamisen nopeasti ja luotettavalla tavalla.
Keksinnön päämääränä on aikaansaada myös laite keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi. Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että laite käsittää laservalolähteen, laitteen laservalolähteestä lähtevän valosäteen pulssittamiseksi, linssijärjestelmän pulssitetun laservalosuihkun polttotason aikaansaamiseksi tutkittavan materiaalin pintaan ja infrapunadetektorin tutkittavan materiaalin pinnasta lähtevän pulssimaisen infrapunasäteilyn havaitsemiseksi.
Keksinnön mukaisen laitteen muut tunnuspiirteet on esitetty patenttivaatimuksissa 8 ja 9.
Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella voidaan havaita esim. me-tallinäytteiden pintasäröjä tai halkeamia, erilaisten pinnoitteiden ominaisuuksia, tutkia painopaperin pinnanlaatua ja mitata esim. teräksen pintakarkaisukerroksen paksuutta. Keksinnön mukaisen menetelmän etu on siinä, että näytettä ei tarvitse koskea, vaan laservalosuihkulla pyyhitään yli mitattavan pinnan. Keksintö perustuu näytteen pinnan termisten ominaisuuksien muutoksiin ja esim. halkeaman kohdalla esiintyvän lämpötilannousun havaitsemiseen infrapunadetektorilla. Lämpötilannousu pinnalla aiheutetaan kontrolloidulla tavalla laservalosuihkulla, jolloin valosuihku absorboituu näytteen pintaan ja muuttuu lämmöksi.
Esillä oleva keksintö pohjautuu näin ollen ilmiöön, jota voidaan kutsua foto-termiseksi ilmiöksi. Tämä tarkoittaa valon aiheuttamaa lämpenemistä. Kun tarkastellaan tilannetta, jossa tietyllä taajuudella katkottu valosuihku osuu tutkittavan näytteen pinnalle, osa tästä valosta sirottuu pois, mutta osa valosta absorboituu näytteen pinnalle. Fysiikan lakien mukaan se osa valonenergiasta, joka absorboituu näytteen pinnalle, muuttuu lämmöksi. Lämmöksi muuttuminen tapahtuu muutamassa nanosekunnissa. Tällä tavalla syntynyt lämpöpulssi diffundoituu fysiikan lakien mukaan osittain näytteen pinnan alle, mutta osa lämpöenergiasta jää näytteen pinnalle, jolloin näyt- : .. \v.
*' 4'· \ 63115 teen pintalämpötila nousee. Näytteen pinnan lämpötilannousu riippuu lähinnä valotehosta ja pinnan valon absorptio-ominaisuuksista ja termisistä ominaisuuksista. Termisiin ominaisuuksiin kuuluu lähinnän lämmön johtavuus, ominaislämpö ja tiheys. Koska saapuva valo on pulssitettua tietyllä taajuudella, näytteen pintakin lämpenee samalla pulssitaajuudella. On selvää, että jos valosuihku on fokusoitu pieneksi pisteeksi näytteen pintaan, pintakin lämpenee juuri samassa pisteessä. Riippuen näytteen pinnan termisistä ominaisuuksista pinnan periodinen lämpeneminen on erilainen eri kohdissa pintaa. Jos lämpeneminen havaitaan jollakin detektorilla, voidaan saada "terminen kartta" pinnasta.
Näytteen pinnan lämpötilannousu voi olla hyvinkin useita asteita huoneenlämpötilan yläpuolella, mikäli käytetään laseria, jolla on riittävän suuri teho. Laserin käyttö on erityisen helppoa, koska laserin valosuihku on helposti ohjattavissa ja koska sen valosuihkua on helppo fokusoida yhdelläkin linssillä. Hyvän käsityksen lämpötilannoususta käy selville esim. siitä tosiasiasta, että esim. yhden watin argon laser polttaa paperiin reiän.
Jos argon laserin valo vielä fokusoidaan, lämpötilannousu saattaa tulla hyvinkin suureksi. Lämpötilannousuun vaikuttaa suuresti kuitenkin kappaleen termiset ominaisuudet. Tämän johdosta esim. paperi saattaa syttyä palamaan johtuen paperin huonosta lämmönjohtavuudesta, kun sen sijaan esim. 5 mm:n paksuinen teräslevy ei tunnu juuri lämpenevän laisinkaan. Joka tapauksessa tätä näkyvän valon muuttuminen lämpöpulssiksi on ns. fototerminen ilmiö.
Näytteen pintalämpötilan periodinen nousu voidaan havaita eri tavoilla, kuten esim. pyrosähköisillä infrapunadetektoreilla, joihin kuuluva vahvis-tinelektroniikka on viritetty samalle taajuudelle kuin tulevan laservalon modulaatiotaajuus. Täten detektori näkee vain valopisteen aiheuttaman foto-termisen signaalin ja vaimentaa muita satunnaisia lämpötilavaihteluita. Keksinnön ydinajatus onkin juuri se, että lämpötilavaihtelut havaitaan näytettä koskematta infrapunadetektorilla. Periodinen lämpötilavaihtelu aiheutetaan näytteeseen kontrolloidulla tavalla haluttuun pisteeseen näkyvän valon aallonpituudella toimivalla laserilla.
Fototermisen infrapunamikroskoopin käyttö mm. halkeamien etsintään perustuu nimenomaan siihen, että halkeaman terävä särmä kuumenee enemmän kuin ympäristö, koska halkeaman kohdalla lämpö ei pääse leviämään samalla tavalla kuin ehyessä kohdassa. Jos lasersädettä keilataan näytteen yli rasterin-omaisesti juova tai piste kerrallaan, saadaan TV-ruudun kaltainen kuva ' · ’λ \ * 63115 halkeamasta näyttöputkelle.
Ns. absoluuttisesti mustan kappaleen lähettämä koko säteilyn määrä W puoli-avaruuteen on Stefan-Boltzmannin lain mukaan: W = σ (T4 - T 4) (a)
O
Kaavassa (a) T on kappaleen lämpötila, Tq on ympäristön lämpötila ja o ns. Stefan-Boltzmann vakio.
Tätä säteilylakia voidaan käyttää approksimoimaan esim. metallin pinnan ja siinä olevan halkeaman säteilemää lämpösäteilyä. Termisen epäjatkuvuuden kohdalla, kuten halkeaman kohdalla, säteilyn määrä kasvaa siis verrannollisena lämpötilan neljänteen potenssiin ja aiheuttaa siten hyvän säteilykont-rastin taustaan nähden kameran muodostamassa kuvassa. Suoritetuissa mittauksissa on kuitenkin osoittautunut, että lämpötilannousut ovat verraten pieniä, yleensä vain n. pari astetta, jolloin lämpötilan prosentuaalinen muutos on vain n. yhden prosentin suuruusluokkaa, jonka johdosta säteilyn määrän kasvu on lähes lineaarinen särön kohdalla.
Myös muut termiset muutokset tai epäjatkuvuudet näytteiden pinnalla vaikuttavat syntyvään infrapunasäteilyyn. Kokeissa on osoittautunut, että esim. teräksen pintakarkaisukerros on huonompi lämmönjohde kuin karkaisematon pinta ja karkaisukerroksen paksuus voidaan arvioida fototermisen infrapunasignaalin suuruudesta.
Käytännön sovellutuksissa infrapunadetektorin antama signaali viedään ns. vaihelukkovahvistimeen, joka muodostaa saadun signaalin sekä laservalosuih-kusta suoraan saadun referenssisignaalin tulon. Vaiheilmaisun käyttö optisissa mittauksissa on luonnollisesti sinänsä tunnettua tekniikkaa.
Käytännössä on usein vaikeaa keilata sekä lasersuihkua että infrapunadetekto-ria jonkin pinnan yli, jonka johdosta usein menetellään siten, että itse näyte sijoitetaan mikrometripöydälle, jota sopivan sähkö-mekaanisen ohjauslaitteen avulla siirretään fokusoidun laservalon polttotasossa rasterin-omaisesti piste kerrallaan samalla kun kuvaputkinäytön kuvapiste liikkuu synkronisesti mekaanisen siirroksen kanssa. Tällaista mikrometripöytää kutsutaan usein x-y-pöydäksi. Tällä tavalla saadaan kuvaputkinäytölle kaksiulotteinen näytteen pinnan termisistä ominaisuuksista. Riippuen o. > \ \ y ' 6 63115 siirroksen suuruudesta verrattuna kuvaputken kuvapisteen siirtymään voidaan saada aikaan halutun suuruinen suurennos. Jos näyte siirtyy esim. 1 mm, mutta kuvapiste 10 mm, on suurennos tällöin kymmenkertainen.
Säätämällä valonkatkojan tai intensiteettimodulaattorin taajuutta voidaan myös säädellä lämpöpulssin tunkeutumissyvyyttä ja siten mm. arvioida esim. kerrospaksuuksien syvyyttä tai pinnan alla olevien vikojen suuruutta. On huomattava, että lämpöpulssi etenee diffuusiolakien mukaan, mikä on sinänsä tunnettua fysiikasta. Metallin pintaa analysoitaessa n. 10 Hz;n taajuus on osoittautunut hyvin käyttökelpoiseksi.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa näkyvä valo muuttuu näkymättömäksi infrapunasäteilyksi fototermisen ilmiön kautta, jonka johdosta ei voida käyttää esim. hiilidioksidilaseria, joka säteilee 10,7 mikrometrin valoa, toisin sanoen infrapunasäteilyä, sillä tällaisessa tapauksessa tuleva laserin valo sirottuu ja heijastuu suoraan infrapunailmaisimeen tehden mm. halkeamien havaitsemisen mahdottomaksi. Samaten näytteen pinnan kuumentaminen esim. sähkövastuksilla ei tuo toivottua tulosta, sillä lämpötilan nousu on staattista eikä tietylle taajuudelle viritettyä vahvistinta elektronisessa vahvistimessa voida käyttää. Staattisessa kuumennuksessa ei myöskään havaittavia lämpötilaeroja mm. halkeamien kohdalle synny, sillä lämpötilaerot tasoittuvat nopeasti.
Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.
Kuvio 1 esittää kaaviomaisena sivukuvana keksinnön mukaisen mittausmenetelmän periaatetta.
Kuvio 2 esittää kaaviomaisena sivukuvana keksinnön mukaisen fototermisen infrapunakameran ja mikroskoopin rakennetta.
Kuvion 1 mukaisesti tuleva moduloitu laservalo 10 kuumentaa periodisesti halutun kohdan näytteen 11 pinnasta ja näytteen 11 kuumenneen kohdan lähettämä infrapunasäteily 12 havaitaan sopivalla tavalla asennetulla infrapuna-detektorilla 13. Infrapunadetektorin 13 eteen on asennettu germanium ikkuna 14, joka päästää läpi vain lämpösäteet ja heijastaa pois näkyvän valon.
‘vv.. A
7 631 1 5
Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa valolähteestä 20, joka yleensä on laser, lähtevä valosäde 21 kulkee säädettävällä taajuudella toimivan valon katkojan 22 tai intensiteettimodulaattorin kautta fokusointilinssille 23, jonka polttotasoon on asennettu sähköisesti ohjattavan x-y-pöydän 24 liikuttama näyte 25. Valosuihkun 21 lämmittämän näytteen 25 pinnan lähettämä moduloitu infrapunasäteily 26 kerätään infrapunadetektorilla 27, joka on kytketty vahvistin- ja ilmaisulaitteen 28 kautta kuvaputkinäyttöön 29. Kuvaputkinäytössä 29 kuvapiste liikkuu synkronisesti sähköisesti ohjatun x-y-pöydän 24 siirroksen kanssa rasterinomaisesti juova kerrallaan. Kuvaputki-näytön 29 asemesta voi luonnollisesti olla myös esim. piirturi tai muu tulostuslaite. Infrapunadetektorin 27 edessä on usein germanium ikkuna 30 varmistamassa sitä, että vain terminen infrapunavalo 26 pääsee detektoriin 27 asti eikä näkyvä valo. Mikäli näkyvä valo pääsisi osumaan detektoriin 27, olisi vaarana detektorin 27 lämpeneminen siten, että tuloksena saataisiin virhesignaaleja.
Kuten edellä on jo mainittu, näytteen 25 pinnan valon absorptiokyky saattaa vaihdella myös pinnan värin vaihdellessa. Usein on kuitenkin niin, että mn. metallien pinta on varsin homogenista väriltään. Mikäli värivaihteluja esiintyy, kuten esim, geologisissa näytteissä, ne voidaan ottaa erikseen huomioon.
Valon intensiteettimodulaattoreita on olemassa useita eri tyyppejä. Yksinkertaisin on hammaspyörä, jonka hampaiden lomitse valosuihku 21 kulkee, jolloin valosuihku 21 tulee katkotuksi hampaan kohdalla. Jos hammaspyörään asennetaan sähkömoottori, jonka nopeutta voidaan säätää, on tällöin olemassa käytettävissä "säädettävällä taajuudella toimiva valon intensiteetti-modulaattori".
Rasterinomaista liikettä suorittavia ns. x-y-pöytiä 24 on saatavissa useita eri tyyppisiä, x-y-pöydät 24 muodostuvat mikrometripöydistä, joissa mikro-metrin nuppia kiertää pieni askelmoottori, jonka askeleen suuruutta voidaan sähköisesti ohjata. Tällainen sähkömoottorilla 31 varustettu x-y-pöytä 24 on kuvattu myös kuviossa 2. Askeleen suuruus voi olla esim. 1 mikrometriä ja koko siirtymä esim. n. 20 mn.
Edellä on esitetty ainoastaan keksinnön periaate ja sen eräs edullinen suoritusmuoto. Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintöä voidaan modifioida lukuisilla eri tavoilla oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn .kteftfeirinölli-sen ajatuksen puitteissa.
Claims (9)
1. Menetelmä kiinteän olomuodon omaavien materiaalien, kuten metallien pin-tavikojen, pintahalkeamien tai muiden sellaisten, pinnoitteiden ominaisuuksien tai paperin pinnanlaadun tutkimiseksi, tunnettu siitä, että tutkittavaan materiaaliin (25) kohdistetaan näkyvän valon aallonpituusalueella oleva pulssitettu valosuihku (21), jolloin ainakin osa mainitusta valosuihkusta absorboituu tutkittavan materiaalin (25) pinnalle ja aiheuttaa tutkittavan materiaalin (25) pintalämpötilan nousemisen, jolloin syntyneen periodisen lämpötilanvaihtelun johdosta tutkittavan materiaalin (25) lämmennyt pinta lähettää pulssimaista infrapunasäteilyä (26), ja että tutkittavan materiaalin (25) lähettämä pulssimainen infrapunasäteily (26) vastaanotetaan infrapunasäteilylle herkällä laitteella (27).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tutkittavaa materiaalia (25) liikutetaan x-y-tasossa rasterinomaisesti, jolloin pulssitettu valosuihku (21) kuumentaa tutkittavan materiaalin (25) valopisteittäin, ja että tutkittavan materiaalin (25) lähettämä pulssimainen infrapunasäteily (26) vastaanotetaan infrapunasäteilylle herkällä laitteella (27) valopiste kerrallaan, jolloin saadaan kuva tutkittavan materiaalin (25) pinnan termisistä ominaisuuksista piste kerrallaan.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tutkittava materiaali (25) pidetään paikallaan ja pulssitetulla valosuihkulla (21) keilataan tutkittavan materiaalin (25) pintaa piste kerrallaan, ja että tutkittavan materiaalin (25) lähettämä pulssimainen infrapunasäteily (26) vastaanotetaan infrapunasäteilylle herkällä laitteella (27), jolloin tutkittavan materiaalin (25) pinnan termisistä ominaisuuksista saadaan kuva piste kerrallaan.
4. Jonkin patenttivaatimuksien 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pulssitettuna valosuihkuna (21) käytetään pulssitettua laser-valosuihkua, joka fokusoidaan siten, että tutkittava materiaali (25) sijaitsee laservalosuihkun polttotasossa.
5. Jonkin patenttivaatimuksien 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pulssitetun valosuihkun (21) intensiteetin modulaatiojaksolukua muutetaan halutulla tavalla tutkittavan materiaalin (25) pinnalle syntyneen läm^öyulssin . . . ik? ·· tunkeutumissyvyyden säätämiseksi. 5 63115
6. Menetelmä teräksen pintakarkaisukerroksen paksuuden mittaamiseksi, tunnet tu siitä, että tutkittavaan materiaaliin (25) kohdistetaan näkyvän valon aallonpituusalueella oleva pulssitettu valosuihku (21) , jolloin ainakin osa mainitusta valosuihkusta (21) absorboituu tutkittavan materiaalin (25) pinnalle ja aiheuttaa tutkittavan materiaalin (25) pinta-lämpötilan nousemisen, jolloin syntyneen periodisen lämpötilavaihtelun johdosta tutkittavan materiaalin (25) lämmennyt pinta lähettää pulssimaista infrapunasäteilyä (26), ja että tutkittavan materiaalin (25) lähettämä pulssimainen infrapunasäteily (26) vastaanotetaan infrapunasäteilylle herkällä laitteella (27).
7. Laite patenttivaatimuksen 1,2,3,4,5 tai 6 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, jolla laitteella tutkitaan kiinteän olomuodon omaavien materiaalien, kuten metallien pintavikoja, pintahalkeamia tai muita sellaisia, pinnoitteiden ominaisuuksia, paperin pinnan laatua tai hiiletysteräksen pintakarkaisukerroksen paksuutta, tunnettu siitä, että laite käsittää laservalolähteen (20), laitteen (22) laservalolähteestä (20) lähtevän valonsäteen (21) pulssittamiseksi, linssijärjestelmän (23) pulssitetun laservalo-suihkun (21) polttotason aikaansaamiseksi tutkittavan materiaalin (25) pintaan ja infrapunadetektorin (27) tutkittavan materiaalin (25) pinnasta lähtevän pulssimaisen infrapunasäteilyn (26) havaitsemiseksi.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että infrapunadetektori (27) on kytketty vaiheherkän vahvistimen (28) ja ilmai-sulaitteen kautta kuvaputkinäyttöön (29).
8 6311 5
9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää pöytälaitteen (24) tutkittavaa materiaalia (25) varten, ja että pöytälaite (24) on sovitettu liikutettavaksi x-y-tasossa rasterinomai-sesti piste kerrallaan. a >r 10 6311 5
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI801850A FI63115C (fi) | 1980-06-10 | 1980-06-10 | Foerfarande foer undersoekning av ytkvaliteten av material i fasttillstaond och anordning foer genomfoerande av foerfarandet |
| CA000379400A CA1164242A (en) | 1980-06-10 | 1981-06-09 | Procedure for examining the surface quality of materials in solid state of aggregation and means for carrying out the procedure |
| PCT/FI1981/000044 WO1981003704A1 (en) | 1980-06-10 | 1981-06-09 | Procedure for examining the surface quality of materials in solid state of aggregation,and means for carrying out the procedure |
| JP56502070A JPS57500846A (fi) | 1980-06-10 | 1981-06-09 | |
| DE8181901711T DE3166151D1 (en) | 1980-06-10 | 1981-06-09 | Procedure and apparatus for examining the surface quality of solid materials |
| EP81901711A EP0053167B1 (en) | 1980-06-10 | 1981-06-09 | Procedure and apparatus for examining the surface quality of solid materials |
| BR8108642A BR8108642A (pt) | 1980-06-10 | 1981-06-09 | Procedimento para exame de qualidade superficial de materiais e estado solido de aglomeracao, e um dispositivo para realizar o procedimento |
| AU72939/81A AU546814B2 (en) | 1980-06-10 | 1981-06-09 | Procedure for examining the surface quality of materials in solid state of aggregation, and means for carrying out the procedure |
| IT22247/81A IT1168095B (it) | 1980-06-10 | 1981-06-10 | Procedimento per esaminare le condizioni superficiali di materiale allo stato solido di aggregazione e mezzi per realizzare il procedimento |
| DK54682A DK54682A (da) | 1980-06-10 | 1982-02-09 | Fremgangsmaade til undersoegelse af overfladekvaliteten af materialer i fast aggregatform og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI801850 | 1980-06-10 | ||
| FI801850A FI63115C (fi) | 1980-06-10 | 1980-06-10 | Foerfarande foer undersoekning av ytkvaliteten av material i fasttillstaond och anordning foer genomfoerande av foerfarandet |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI801850A FI801850A (fi) | 1981-12-11 |
| FI63115B true FI63115B (fi) | 1982-12-31 |
| FI63115C FI63115C (fi) | 1983-04-11 |
Family
ID=8513553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI801850A FI63115C (fi) | 1980-06-10 | 1980-06-10 | Foerfarande foer undersoekning av ytkvaliteten av material i fasttillstaond och anordning foer genomfoerande av foerfarandet |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0053167B1 (fi) |
| JP (1) | JPS57500846A (fi) |
| AU (1) | AU546814B2 (fi) |
| BR (1) | BR8108642A (fi) |
| CA (1) | CA1164242A (fi) |
| DK (1) | DK54682A (fi) |
| FI (1) | FI63115C (fi) |
| IT (1) | IT1168095B (fi) |
| WO (1) | WO1981003704A1 (fi) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI64465C (fi) * | 1982-03-15 | 1983-11-10 | Mauri Luukkala | Foerfarande och apparat foer att maeta ytornas egenskaper av fasta tillstaondets materialer |
| FI64243C (fi) * | 1982-06-17 | 1983-10-10 | Mauri Luukkala | Foerfarande och apparat foer maetning av tvaerbundenhetsgradeni plast |
| US4521118A (en) * | 1982-07-26 | 1985-06-04 | Therma-Wave, Inc. | Method for detection of thermal waves with a laser probe |
| US4522510A (en) * | 1982-07-26 | 1985-06-11 | Therma-Wave, Inc. | Thin film thickness measurement with thermal waves |
| US4481418A (en) * | 1982-09-30 | 1984-11-06 | Vanzetti Systems, Inc. | Fiber optic scanning system for laser/thermal inspection |
| US4578584A (en) * | 1984-01-23 | 1986-03-25 | International Business Machines Corporation | Thermal wave microscopy using areal infrared detection |
| FI850870A0 (fi) * | 1985-03-04 | 1985-03-04 | Labsystems Oy | Foerfarande foer maetning av sedimentation. |
| DE3820862A1 (de) * | 1988-06-21 | 1989-12-28 | Soelter Hans Joachim Dipl Phys | Verfahren und vorrichtung zur kontaktlosen untersuchung von oberflaechen und inneren strukturen eines festen pruefkoerpers |
| DE4030801C2 (de) * | 1990-09-28 | 1998-02-05 | Siemens Ag | Meßanordnung zur berührungslosen Bestimmung der Dicke und/oder thermischen Eigenschaften von Folien und dünnen Oberflächenbeschichtungen |
| FR2682757A1 (fr) * | 1991-10-21 | 1993-04-23 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif et methode de controle non destructif et continu de l'epaisseur de profiles. |
| DE4206499C2 (de) * | 1992-03-02 | 1994-03-10 | Haeusler Gerd | Verfahren und Vorrichtung zur Abstandsmessung |
| DE4343076C2 (de) * | 1993-12-16 | 1997-04-03 | Phototherm Dr Petry Gmbh | Vorrichtung zum photothermischen Prüfen einer Oberfläche eines insbesondere bewegten Gegenstandes |
| EP0803062B2 (de) † | 1995-01-13 | 2005-01-26 | OptiSense Gesellschaft für Optische Prozessmesstechnik mbH & Co. KG i.G. | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der schichtdicke, der leitfähigkeit und/oder der schichtkontaktgüte von auf substraten aufgetragenen schichten |
| US5709471A (en) * | 1996-02-29 | 1998-01-20 | The Aerospace Corporation | Method for thermally testing with a laser the edge of a sapphire window |
| DE19808536A1 (de) * | 1998-02-28 | 1999-09-02 | Ramseier Rubigen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen einer Ausgangsschichtdicke sowie Verwendung der Vorrichtung |
| GB2348279A (en) * | 1999-03-20 | 2000-09-27 | C A Technology Limited | Coating thickness measurement by remote non-contact photothermal method |
| FI112881B (fi) * | 1999-12-09 | 2004-01-30 | Metso Paper Inc | Menetelmä ja sovitelma päällystekerroksen profiilin määrittämiseksi |
| FI113088B (fi) * | 2000-02-10 | 2004-02-27 | Metso Automation Oy | Menetelmä ja laite paperirainan lämpötilan mittaamiseksi |
| CN102353649A (zh) * | 2011-06-30 | 2012-02-15 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种基于二元化光谱分技术的乙醇气体浓度遥测方法 |
| DE102014212402A1 (de) * | 2014-06-27 | 2015-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Bauteilelements |
| CN110400311A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-01 | 中北大学 | 基于脉冲激光热成像的高温合金表面缺陷特征提取方法 |
| CN111239154A (zh) * | 2020-01-18 | 2020-06-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种横向差动暗场共焦显微测量装置及其方法 |
| CN113406009B (zh) * | 2021-06-23 | 2023-07-04 | 电子科技大学 | 一种基于光声信号匹配滤波的金属材料热扩散率测量方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1315654A (en) * | 1969-05-21 | 1973-05-02 | Pilkington Brothers Ltd | Detection of faults in transparent material using lasers |
| FR2247699A1 (en) * | 1973-10-11 | 1975-05-09 | Anvar | Surface roughness measuring process - compares two different wavelength laser lighted images at third wavelength |
| GB1474191A (en) * | 1974-01-21 | 1977-05-18 | Nat Res Dev | Measurement of surface roughness |
| JPS6036013B2 (ja) * | 1977-09-30 | 1985-08-17 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 金属表面の欠陥検査方法 |
| DE2952885C2 (de) * | 1978-06-20 | 1986-01-30 | Sumitomo Metal Industries, Ltd., Osaka | Vorrichtung zur berührungslosen Ultraschallfehlerprüfung |
-
1980
- 1980-06-10 FI FI801850A patent/FI63115C/fi not_active IP Right Cessation
-
1981
- 1981-06-09 CA CA000379400A patent/CA1164242A/en not_active Expired
- 1981-06-09 JP JP56502070A patent/JPS57500846A/ja active Pending
- 1981-06-09 WO PCT/FI1981/000044 patent/WO1981003704A1/en active IP Right Grant
- 1981-06-09 AU AU72939/81A patent/AU546814B2/en not_active Ceased
- 1981-06-09 BR BR8108642A patent/BR8108642A/pt unknown
- 1981-06-09 EP EP81901711A patent/EP0053167B1/en not_active Expired
- 1981-06-10 IT IT22247/81A patent/IT1168095B/it active
-
1982
- 1982-02-09 DK DK54682A patent/DK54682A/da not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8108642A (pt) | 1982-04-27 |
| AU7293981A (en) | 1981-01-07 |
| EP0053167B1 (en) | 1984-09-19 |
| FI801850A (fi) | 1981-12-11 |
| IT8122247A1 (it) | 1982-12-10 |
| IT8122247A0 (it) | 1981-06-10 |
| JPS57500846A (fi) | 1982-05-13 |
| AU546814B2 (en) | 1985-09-19 |
| IT1168095B (it) | 1987-05-20 |
| CA1164242A (en) | 1984-03-27 |
| EP0053167A1 (en) | 1982-06-09 |
| WO1981003704A1 (en) | 1981-12-24 |
| FI63115C (fi) | 1983-04-11 |
| DK54682A (da) | 1982-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI63115B (fi) | Foerfarande foer undersoekning av ytkvaliteten av material i fasttillstaond och anordning foer genomfoerande av foerfarandet | |
| US6422741B2 (en) | Method for nondestructive/noncontact microwave detection of electrical and magnetic property discontinuities in materials | |
| US4243327A (en) | Double-beam optical method and apparatus for measuring thermal diffusivity and other molecular dynamic processes in utilizing the transient thermal lens effect | |
| Lamaignère et al. | Parametric study of laser-induced surface damage density measurements: toward reproducibility | |
| US4578584A (en) | Thermal wave microscopy using areal infrared detection | |
| US4704576A (en) | Microwave measuring and apparatus for contactless non-destructive testing of photosensitive materials | |
| US8622612B2 (en) | Method and apparatus for determining the thermal expansion of a material | |
| WO1983003303A1 (en) | Procedure and means for examining the surface quality of materials in solid state | |
| EP1563285B1 (en) | Method and system for measuring the thermal diffusivity | |
| US7937240B2 (en) | Method and device for characterizing, using active pyrometry, a thin-layer material arranged on a substrate | |
| CN108844914A (zh) | 一种基于金属探针的太赫兹超分辨成像装置及成像方法 | |
| NO164133B (no) | Framgangsm te og apparat for karakterisering og konv stoffer, materialer og objekter. | |
| CN111122599A (zh) | 一种大口径反射薄膜元件吸收型缺陷快速成像的方法 | |
| Bliss et al. | Dielectric mirror damage by laser radiation over a range of pulse durations and beam radii | |
| US4596461A (en) | In-line, concurrent electromagnetic beam analyzer | |
| CN106441124A (zh) | 基于激光感生热电电压的时间响应测量薄膜厚度的新方法 | |
| CN111579491B (zh) | 一种平面式激光诱导击穿光谱扫描仪 | |
| Fornier et al. | Characterization of optical coatings: damage threshold/local absorption correlation | |
| Fotiou et al. | Photothermal deflection densitometer with pulsed-UV laser excitation | |
| Mateos-Canseco et al. | Thermal imaging by scanning photothermal radiometry | |
| Horn | Reflectometry | |
| RU2664685C1 (ru) | Способ измерения толщины тонкопленочных покрытий на теплопроводных подложках | |
| Freese et al. | Pre-pulse identification of localized laser damage sites in thin films using photoacoustic spectroscopy | |
| RU2073851C1 (ru) | Устройство для бесконтактного неразрушающего контроля материалов | |
| JPS63293454A (ja) | 高熱伝導性薄板の熱拡散率測定方法およびその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: VALMET OY Owner name: LUUKKALA, MAURI |