RU185095U1 - Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок, нанесенных на подложку конечной толщины - Google Patents
Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок, нанесенных на подложку конечной толщины Download PDFInfo
- Publication number
- RU185095U1 RU185095U1 RU2018126419U RU2018126419U RU185095U1 RU 185095 U1 RU185095 U1 RU 185095U1 RU 2018126419 U RU2018126419 U RU 2018126419U RU 2018126419 U RU2018126419 U RU 2018126419U RU 185095 U1 RU185095 U1 RU 185095U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- signal
- control
- electromagnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного оперативного измерения удельной электрической проводимости, а также диэлектрической и магнитной, проницаемостей тонких пленок и наноматериалов.Устройство состоит из генератора 1, выход которого подключен к входу излучателя электромагнитного сигнала 2, на пути следования электромагнитного сигнала к объекту контроля 3 расположен разветвитель сигнала 4, первый выход которого электромагнитно соединен с приемником опорного сигнала 5, выход которого подключен к первому входу измерителя амплитуды и фазы 6, второй вход которого подключен к выходу приемника отраженного от объекта контроля сигнала 7, а третий вход подключен к выходу приемника сигнала прошедшего через объект контроля 8, в свою очередь выход измерителя амплитуды и фазы 6 подключен к входу блока обработки 9 и входу блока управления 10, выход которого подключен к генератору 1.По сравнению с аналогами устройство дает возможность получить вдвое больше информации об электромагнитных параметрах объекта контроля, что позволяет одновременно измерять электромагнитные параметры наноматериала и подложки, на которую он нанесен, это повышает точность измерения и расширяет функциональные возможности существующих методов. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для создания устройств бесконтактного оперативного измерения удельной электрической проводимости, диэлектрической и магнитной проницаемостей тонких пленок. Проблема актуальна в связи с развитием нанотехнологий, где необходимо оперативно контролировать электромагнитные параметры сред и материалов в процессе их производства при этом, исключая влияние подложки на результаты измерения.
Аналогами заявляемой полезной модели являются бесконтактные устройства определения электромагнитных параметров материалов, содержащие кювету для контролируемой среды, помещаемую в индуктивный или емкостный датчики, входы которых соединены с питающим генератором, а выходы с блоком обработки (Пат. RU 2528130 С1 МПК G01N 22/04, G01R 27/26, опубл. 10.09.2014, Пат .RU 156519 МПК G01R 27/00, В82B 1/00, опубл. 10.11.15).
Об электромагнитных параметрах сред в перечисленных устройствах судят по изменениям емкости или индуктивности чувствительного элемента датчика, вызванных влиянием контролируемой среды.
Недостатком известных устройств является ограниченные функциональные возможности, связанные с тем, что производится контроль одного из трех заявленных параметров, а также недостаточная точность измерений. Это затрудняет их применение в устройствах бесконтактного контроля тонких пленок, где требуется контролировать все три параметра.
Прототипом заявляемого изобретения является устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких пленок и наноматериалов (патент на полезную модель №156519, опубл. 10.11.2015.), содержащее генератор, выход которого подключен ко входу излучателя электромагнитного сигнала и блоку обработки, где на пути следования электромагнитного сигнала к объекту контроля введен разветвитель сигнала, второй выход которого электромагнитно соединен с приемником опорного сигнала, выход которого подключен к первому входу измерителя амплитуды и фазы, второй вход которого подключен к выходу приемника отраженного от объекта контроля сигнала, а выход измерителя амплитуды и фазы подключен к входу блока обработки и входу блока управления, выход которого подключен к генератору.
Недостатком прототипа является недостаточная точность измерений при контроле пленок, имеющих низкую проводимость и малый коэффициент отражения для выбранной длины волны излучения. Это связанно с тем, что отраженный сигнал несет в себе информацию не только о контролируемом материале, но и о подложке, так как прошедший через пленку зондирующий сигнал отражается также и от подложки, накладывается на сигнал, отраженный от поверхности пленки и искажает тем самым информационную картину процедуры измерения.
Поставлена задача: повысить точность измерения путем учета электромагнитных параметров подложки конечной толщины, на которую нанесена исследуемая тонкая пленка.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор, выход которого подключен к входу излучателя электромагнитного сигнала, на выходе которого находится разветвитель сигнала, один из выходов которого электромагнитно соединен с приемником опорного сигнала, выход которого подключен к измерителю амплитуды и фазы, выход которого соединен с блоком обработки и с блоком управления, выход которого подключен к управляющему входу генератора, второй выход разветвителя направлен на испытуемый образец и электромагнитно соединен с приемником отраженного от объекта контроля сигнала, выход которого соединен со вторым входом измерителя амплитуды и фазы, причем в устройство дополнительно введен приемник сигнала прошедшего через объект контроля, вход которого электромагнитно соединенный с разветвителем, выход которого соединен с третьим входом измерителя амплитуды и фазы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где приведена структурная схема предложенного устройства.
Устройство состоит из генератора 1, выход которого подключен к входу излучателя электромагнитного сигнала 2, на пути следования электромагнитного сигнала к объекту контроля 3 расположен разветвитель сигнала 4, первый выход которого электромагнитно соединен с приемником опорного сигнала 5, выход которого подключен к первому входу измерителя амплитуды и фазы 6, второй вход которого подключен к выходу приемника отраженного от объекта контроля сигнала 7, а третий вход подключен к выходу приемника сигнала прошедшего через объект контроля 8, в свою очередь выход измерителя амплитуды и фазы 6 подключен к входу блока обработки 9 и входу блока управления 10, выход которого подключен к генератору 1.
Устройство работает следующим образом. Генератор 1 формирует переменное напряжение, которое с помощью излучателя электромагнитного сигнала 2 преобразуется в электромагнитный сигнал. На выходах разветвителя формируются опорный сигнал Фo, поступающий на приемник опорного сигнала 5, и зондирующий сигнал Ф1, часть которого отражается от объекта контроля 3, и, приобретая информацию о его параметрах, поступает на приемник отраженного сигнала 7, с выхода которого передается на измеритель амплитуды и фазы 6, а часть проходит сквозь объект контроля и также приобретая информацию о его параметрах, поступает на приемник сигнала прошедшего через объект контроля 8, с выхода которого передается на измеритель амплитуды и фазы 6. Данные об амплитудах и фазах опорного Фo, отраженного Ф2 и прошедшего сквозь объект контроля Ф3 сигналов поступают на блок обработки 9 и являются исходными для вычисления проводимости, диэлектрической и магнитной проницаемостей объекта контроля. Вычисление осуществляется согласно способу №2610878, опубл. 01.03.2017. Параллельно данные об амплитуде и фазе передаются в блок управления 10, в котором последовательно выбираются две частоты работы генератора ω1 и ω2, исходя из критерия максимальной разницы амплитуд и фаз. Это дает возможность составить систему уравнений относительно трех искомых параметров.
Следует отметить, что в зависимости от частоты, на которой работает устройство, конструкция излучателя и приемников электромагнитных сигналов может быть выполнена в виде катушек, антенн или щелевых излучателей. Также важно отметить, что устройство может функционировать как при отражении электромагнитного сигнала от объекта контроля, так и при прохождении сигнала через него. В последнем случае изменятся формулы для расчета конечных параметров.
Предложенная конструкция устройства дает возможность получить вдвое больше информации об электромагнитных параметрах объекта контроля, что позволяет одновременно измерять электромагнитные параметры наноматериала и подложки, на которую он нанесен, это повышает точность измерения и расширяет функциональные возможности существующих методов.
Claims (1)
- Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких пленок, нанесенных на подложку конечной толщины, содержащее генератор, выход которого подключен к входу излучателя электромагнитного сигнала, на выходе которого находится разветвитель сигнала, один из выходов электромагнитно соединен с приемником опорного сигнала, выход которого подключен к измерителю амплитуды и фазы, выход которого соединен с блоком обработки и с блоком управления, выход которого подключен к управляющему входу генератора, второй выход разветвителя направлен на испытуемый образец и электромагнитно соединен с приемником отраженного от объекта контроля сигнала, выход которого соединен со вторым входом измерителя амплитуды и фазы, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введен приемник сигнала, прошедшего через объект контроля, вход которого электромагнитно соединенный с разветвителем, а выход которого соединен с третьим входом измерителя амплитуды и фазы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126419U RU185095U1 (ru) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок, нанесенных на подложку конечной толщины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018126419U RU185095U1 (ru) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок, нанесенных на подложку конечной толщины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185095U1 true RU185095U1 (ru) | 2018-11-21 |
Family
ID=64558119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018126419U RU185095U1 (ru) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок, нанесенных на подложку конечной толщины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185095U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6675645B1 (en) * | 1998-08-14 | 2004-01-13 | Mts Systems Corporation | Electromagnetic method of and apparatus for electromagnetic parameters of material (thin films and bulks) monitoring |
| US20060164104A1 (en) * | 2003-06-13 | 2006-07-27 | Mitsuo Tada | Measuring apparatus |
| RU156519U1 (ru) * | 2015-07-08 | 2015-11-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок и наноматериалов |
| RU168724U1 (ru) * | 2016-06-07 | 2017-02-17 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок |
| RU2626573C1 (ru) * | 2016-10-19 | 2017-07-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Устройство бесконтактного измерения электромагнитных параметров тонких пленок |
-
2018
- 2018-07-17 RU RU2018126419U patent/RU185095U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6675645B1 (en) * | 1998-08-14 | 2004-01-13 | Mts Systems Corporation | Electromagnetic method of and apparatus for electromagnetic parameters of material (thin films and bulks) monitoring |
| US20060164104A1 (en) * | 2003-06-13 | 2006-07-27 | Mitsuo Tada | Measuring apparatus |
| RU156519U1 (ru) * | 2015-07-08 | 2015-11-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок и наноматериалов |
| RU168724U1 (ru) * | 2016-06-07 | 2017-02-17 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок |
| RU2626573C1 (ru) * | 2016-10-19 | 2017-07-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Устройство бесконтактного измерения электромагнитных параметров тонких пленок |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dziczkowski | Elimination of coil liftoff from eddy current measurements of conductivity | |
| Pasadas et al. | Inspection of cracks in aluminum multilayer structures using planar ECT probe and inversion problem | |
| RU156519U1 (ru) | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок и наноматериалов | |
| Cerro et al. | An accurate localization system for nondestructive testing based on magnetic measurements in quasi-planar domain | |
| CN103675094A (zh) | 一种无损探伤装置 | |
| RU185095U1 (ru) | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок, нанесенных на подложку конечной толщины | |
| RU2626573C1 (ru) | Устройство бесконтактного измерения электромагнитных параметров тонких пленок | |
| RU168724U1 (ru) | Устройство бесконтактного контроля электромагнитных параметров тонких плёнок | |
| US9335151B2 (en) | Film measurement | |
| US4237419A (en) | Method and apparatus for non-destructive testing using a plurality of frequencies | |
| Pokatilov et al. | Inhomogeneity correction in calibration of electrical conductivity standards | |
| Bernieri et al. | Characterization of a tmr sensor for ec-ndt applications | |
| RU2532858C2 (ru) | Способ измерения толщины неферромагнитного электропроводящего покрытия стали | |
| JP2966933B2 (ja) | コイン検査方法及び装置 | |
| RU2644628C1 (ru) | Измеритель эталонных спектров волнения морской поверхности | |
| RU2610878C1 (ru) | Способ бесконтактного измерения электромагнитных параметров материалов | |
| Ribeiro et al. | Eddy current inspection of a duralumin plate | |
| Zhang et al. | Analytical calculation of induced voltages of uniform eddy current probes above a moving conductor | |
| RU2697473C1 (ru) | Способ измерения электропроводности тонких металлических пленок | |
| RU2350899C1 (ru) | Способ определения толщины диэлектрического покрытия | |
| SU1758450A1 (ru) | Устройство дл контрол температуры внутренних слоев детали | |
| SU458749A1 (ru) | Способ измерени импеданса плазмы | |
| RU2695030C1 (ru) | Устройство двухзондового измерения фазовых сдвигов распределённой RC-структуры | |
| CN107270808B (zh) | 一种可同时测量金属工件位移及厚度的涡流传感器及方法 | |
| SU885868A1 (ru) | Устройство дл измерени параметров листовых диэлектриков |