SU1462102A1 - Толщиномер покрытий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах бесконтактного измерени  толщины покрытий с использованием флуоресцентного излучени  материала покрыти . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей толщиномера и повышение точности измерений толщины покрыти  на основани х переменной толщины путем учета эффекта дополнительного возбуждени  флуоресцентного излучени  покрыти  рассе нным в основании излучением при изме

Description

(Л

Од

N9

рении толщины различных покрытий на основани х переменной толщины. Спектрометрический детектор 6 регистрирует одновременно реперное излучение, поступающее непосредственно от источника 2, флуоресцентное излучение покрыти  и рассе нное основанием излучение . В момент заполнени  тайМерно- го счетчика 20 с его выхода поступае командный импульс в блок 21 управа лени . В зависимости от состо ни 

1

Изобретение относитс  к измери- тельной технике и может быть исполь- зовано в устройствах бесконтактного измерени  толщины покрытий с исполь- зованием флуоресцентного излучени  материала покрыти .

Цель изобретени  - расширение функ циональных возможностей толщиномера и повьш ение точности измерений толщины покрытий на основани х переменной толщины путем учета эффекта дополнительного возбуждени  флуоресцентного излучени  покрыти  рассе нным в основании излучением при изме- рении толщины различных покрытий на основани х переменной толщины

На чертеже представлена структурна  схема толщиномера покрытий.

Толщиномер покрытий содержит располагаемые по одну сторону от объекта 1 контрол  источник 2 излучени  в контейнере 3 с коллимирующими отверсти ми 4 и 5 дл  реперного и рабочего пучков, детектор 6 излучени , последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор 7 и счетчик 8, образующие канал рассе нного излучени , последовательно, соединенные второй дифференциальный дискриминатор 9, схему 10 антисовпадений, вто- счетчик 11, цифровой компаратор 12, трехвходовый элемент И 13, образующие канал реперного излучени , последовательно соединенные третий дифференциальный дискриминатор 14, вторую схему 15 антисовпадений, третий счетчик 16, второй цифровой компаратор 17, второй трехвходовый элемент И 18 и регистрирующее устройство 19, образующие канал флуоресцентблока установки режима работы устройство позвол ет уменьшать либо увеличивать среднюю частоту следовани  импульсов таймерного канала на величину , пропорциональную средней частоте следовани  импульсов канала рас- се нного излучени , и тем самым обеспечить автоматическую коррекцию эффекта дополнительного возбуждени  дл  широкого круга условий измерени  . 1 ил.

ного излучени , входы каналов рассе нного , реперного и флуоресцентного излучени  соединены с выходом детектора 6, последовательно соединенные таймерный счетчик 20 и блок 21 управлени , выход которого подключен к вторым входам трехвходовых элементов К 13 и 18 реперного.и флуорес- центного каналов, блоки 22 и 23 предварительной установки чисел репёрно- . го и флуоресцентного каналов, кодовые входы которых подключены к соответствующим входам цифровых компара- . 5 торов 12 и 17 соответствующих каналов , вторые входы схем 10 и 15 антисовпадений реперного и флуоресцентного каналов подключены к выходам цифровых компараторов 12 и 17 соответст- 0 вующих каналов, третий вход трехвхо- дового элемента И 18 канала флуоресцентного излучени  подключен к выходу дифференциального дискриминатора 14 своего канала, входы обнулени  5 счетчиков 11 и 16 реперного и флуоресцентных каналов подключены к выходу счетчика 8 рассе нного излучени , он также снабжен блоком 24 делени , блоком 25 сложени , третьим 0 трехвходовым элементом И 2Ь и блоком 27 установки режима работы; блп 24 делени  подключен входом к выход- дифференциального дискриминатора 9 канала реперного излучени , а выхо- ,дом - к третьему, входу трехвходового элемента И 3 канала реперного излучени , выход которого подключен к первому входу блока 25 сложени , второй вход которого подключен к выходу третьего трехвходового элемен40

та И 26J а выход - к входу таймеркого счетчика 20, входы третьего трехвходового элемента И 26 подключены соответственно к выходу блока 27 установки режима работы, к выходу блока 21 управлени  и к выходу схемы

10антисовпадекий канала реперного излучени .

Толщиномер работает следующим образом .

Спектрометрический детектор 6 регистрирует одновременно реперное излучение , поступающее непосредственно от источника 2 через коллимирую- щее отверстие 4 реперного пучка, флуоресцентное излучение покрыти  и рассе нное основанием излучение объекта 1 контрол , возникающее при облучении его рабочим пучком источника 2. Импульсы с выхода детектора поступают на входы амплитудных дифференциальных дискриминаторов 9,7 и 14, выдел ющих из всего потока импульсов соответственно потоки импульсов реперного, рассе нного и флуоресцентного каналов. С выхода дифференциального дискриминатора 9 импульсы канала реперного излучени  посто нно подаютс  через блок 24 делени  на первый вход элемента И 13 и второй вход схемы 10 антисовпаде- НИИ, с выхода дифференциального дискриминатора 14 канала флуоресцентного излучени  - на вход элемента И 18 и схемы 15 антисовпадений. С выхода дифференциального дискриминатора 7 импульсы посто нно поступают на вход счетчика 8 рассе нного излучени , который работает в циклическом режиме и в момент полного заполнени  обнул етс  сам и выдает сигналы на входы безусловного .обнулени  счетчиков

11и 16. В этот момент на выходах превышени  цифровых компараторов 12 и 17 устанавливаетс  потенциал логического нул  (поскольку в блоках 22 и 23 предварительной установки записаны некоторые превышающие нуль числа ) , который одновременно запрещает по третьим входам элементов И 13

и 18 прохождение импульсов в каналах реперного и флуоресцентного излучений соответственно на первый вход С блока 25 сложени  и вход регистрирующего устройства 19. При этом на первые входы схем 10 и 15 антисовпадений поступает разрешающий сигнал, вследствие чего импульсы канала реперного излучени  начинают поступать

0

5

0

5

0

0

5

0

5

на счетный вход счетчика 11 и третий .вход третьего элемента И 26, а импульсы канала флуоресцентного излучени  - на счетный вход счетчика 16. В момент времени, когда число импульсов , занесенное в счетчик 11, превысит число, установленное в блоке 22, на выходе превышени  цифрового компаратора 12 установитс  потенциал логической единицы, который запретит прохождение импульсов реперного канала с выхода дискриминатора 9 в счетчик 11 и на третий вход элемента И 26, но разрешит по третьему входу элемента И 13 их прохождение на вход блока 25 сложени . Аналогичным образом в момент превьш1ени  числа импульсов в счетчике 16 над числом, установленным , в блоке 23, на выходе : цифрового компаратора 17 установитс  потенциал логической единицы, запрещающий прохождение импульсов флуоресцентного канала с дискриминатора 14 на вход счетчика 16 и разрешающий по третьему входу элемента И 18 их прохождение в регистрирующее устройство . В момент очередного заполнени  счетчика В на его выходе возникает сигнал обнулени  и цикл работы блоков повтор етс .

Элементы И 13,18 и 26 наход тс  в нормально закрытом состо нии по. второму входу от блока 27 управлени . При нажатии пусковой кнопки блок 27 управлени  выдает разрешающий сигнал (потенциал логической единицы) на вторые входы элементов И 13,18 и 26, с выходов которых соответствующие потоки импульсов начинают поступать в блок 25 сложени , таймерный счетчик 20 и регистрирующее устройство 19 дл  счета импульсов и обработки информации . Б момент заполнени  таймер- ного счетчика 20 с его выхода поступает командный импульс в блок 21 управлени , который возвращаетс  в исходное состо ние и одновременно закрывает по второму входу элементы Л 13,18 и 26.

При установке блока 27 в режим Вычитание элемент И 26 посто нно закрыт по первому входу. В этом случае импульсы флуоресцентного канала поступают в регистрирующее устройство 19 от дифференциального дискриминатора 14 (а импульсы реперного канала в таймерный счетчик 20 от дискриминатора 9) Б течение времени из514

мерени  (времени заполнени  таймерно- го cчeт.икa 20) отдельными порци ми соответствии с описанной выфе циклической работой блоков (отпирание элементов И 13 и 18 по третьему

входу).

Средн   частота следовани  импульсов канала флуоресцентногоизлучени , поступающих на вход регистрирующего устройства 19 с выхода элемента И 18, будет равна Mij + 1

. (1)

I ., И-га- I

(2)

де

Пд,П,

п,

М,г.Чэ

средн   частота следовани  имульсов реперного канала в режиме аботы Вычитание, поступающих в аймерный счетчик 20 через блок 25 ложени  с выхода элемента И 13„ бует равна

J, + 1

к

-средние частоты следовани  импульсов с выходов дифференциальных дискриминаторов 9,7 и 14 соответственно;

-числа, установленные в блоках 22 и-23 предварительной установки;

емкость счетчика 8;

коэффициент делени 

блока 24,

При установке блока 27 в режим Сложение элемент И 26 будет по первому входу посто нно открыт. Это разрешит в моменты времени, соответствующие закрытому по третьему входу состо нию элемента И 13 (открытому состо нию схемы 10 антисовпадений), прохождение импульсов с выхода дискриминатора 9 через схему 10 антисовпадений , элемент И 26 на второй вход блока 25 сложени  и далее в таймерный счетчик 20.

Таким образом, в режиме работы Сложение средн   частота следовани  импульсов, поступающих в таймерный счетчик, будет равна

Ка К

го «

.,

.(3)

контейнере с коллимирующими отверс- 30 ти ми дл  реперного и рабочего пуч- ков, детектор излучени , последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор и счетчик, образующие канал рассе нного излучени , после- 35 довательно соединенные второй дифференциальный дискриминатор, схему ан- тисовпадений, второй счетчик, цифровой компаратор, трехвходовьш элемент И, образующие канал реперного. 40 излучени , последовательно соединенные третий дифференциальньм дискриминатор , вторую схему антисовпадений третий счетчик, второй цифровой ком паратор, второй трехвходовьш эле- 45 мент И и регистрирующее устройство, образующие канал флуоресцентного излучени , входы каналов, рассе нного, реперного и флуоресцентного излучений соединены с выходом детектора, 50 последовательно соединенные таймерный счетчик и блок управлени , выход которого подключен к вторым входам трехвходовых элементов И реперного и флуоресцентного каналов, блоки

При этом средн    частота импульсов, 55 предварительной установки чисел репоступающих в регистрирующее устройство 19, не изменитс  и выражение (1) станетс  справедливь и в режиме работы устройс тва Сложение.

перного и флуоресцентного каналов, кодовые выходы которых подключены к соответствующим входам цифровых компараторов соответствующих канало

102

Из выражений (1), (2) и (3) следует , что, установив необходимый режим работы блока 27, достаточный коэффициент делени  блока 24 и требуемые

0

5

0

значени  чисел М,, и К,, в блоках 22 и 23 (все перечисленные параметры могут быть определены ранее, например, по результатам предварительных измерений ) , можно добитьс  одновременного устранени  вли ний перекрыти  аппаратурных пиков и дополнительного возбуждени  дл  различных условий измерений (состав покрыти , энерги  квантов источника излучени , геометри  измерений и энергетическое разрешение детектора излучени ), а также расширени  функциональной возможности то-лщиномера при одновременном обеспечении повышенной точности измерений толщины покрытий на основани х переменной толщины.

Формула

изобретени 

Толщиномер покрытий, содержащий располагаемые по одну сторону от объ- . екта контрол  источник излучени  в

контейнере с коллимирующими отверс- 30 ти ми дл  реперного и рабочего пуч- ков, детектор излучени , последовательно соединенные дифференциальный . дискриминатор и счетчик, образующие канал рассе нного излучени , после- . 35 довательно соединенные второй дифференциальный дискриминатор, схему ан- тисовпадений, второй счетчик, цифровой компаратор, трехвходовьш элемент И, образующие канал реперного. 40 излучени , последовательно соединенные третий дифференциальньм дискриминатор , вторую схему антисовпадений, третий счетчик, второй цифровой компаратор , второй трехвходовьш эле- 45 мент И и регистрирующее устройство, образующие канал флуоресцентного излучени , входы каналов, рассе нного, реперного и флуоресцентного излучений соединены с выходом детектора, 50 последовательно соединенные таймерный счетчик и блок управлени , выход которого подключен к вторым входам трехвходовых элементов И реперного и флуоресцентного каналов, блоки

предварительной установки чисел реперного и флуоресцентного каналов, кодовые выходы которых подключены к соответствующим входам цифровых компараторов соответствующих каналов.

114b

вторые входы схем антнсовпадений ре- перного и флуоресцентного каналов подключены к выходам цифровых компараторов соответствующих каналов, третий вход трехвходового элемента И канала флуоресцентного излучени  подключен к выходу дифференциального дискриминатора своего канала, входы обнулени  счетчиков реперного и флуо- ресцентного каналов подключены к выходу счетчика рассе нного излучени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повьшени  точности измерений, толщиномер снабжен блоком делени , блоком сложени , третьим трехвходовым элементом И и блоком

28

установки режима работы, блок делени  подключен входом к выходу дифференциального дискриминатора канала реперного излучени , а выходом - к третьему входу трехвходового элемента И канала реперного излучени , выход которого подключен к первому входу блока сложени , второй вход которого подключен к выходу третьего трехвходового элемента И, а выход - к входу таймерного счетчика , входы третьего трехвходового элемента И подключены соответственно к выходу блока установки режима рабоТЪ:, к выходу блока управлени  и к выходу схемы антисовпадений канала реперного излучени .

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Толщиномер покрытий, содержащий располагаемые по одну сторону от объекта контроля источник излучения в контейнере с коллимирующими отверстиями для реперного и рабочего пучков, детектор излучения, последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор и счетчик, образующие канал рассеянного излучения, после- . довательно соединенные второй дифференциальный дискриминатор, схему антисовпадений, второй счетчик, цифровой компаратор, трехвходовый элемент И, образующие канал реперного, излучения, последовательно соединенные третий дифференциальный дискриминатор, вторую схему антисовпадений, третий счетчик, второй цифровой компаратор, второй трехвходовый элемент И и регистрирующее устройство, образующие канал флуоресцентного излучения, входы каналов, рассеянного, реперного и флуоресцентного излучений соединены с выходом детектора, последовательно соединенные таймерный счетчик и блок управления, выход которого подключен к вторым входам трехвходовых элементов И реперного и флуоресцентного каналов, блоки предварительной установки чисел реперного и флуоресцентного каналов, кодовые выходы которых подключены ' к соответствующим входам цифровых компараторов соответствующих каналов, поступающих в регистрирующее устройство 19, не изменится и выражение (1) станется справедливым и в режиме работы устройства Сложение.

   вторые входы схем антисовпадений реперного и флуоресцентного каналов подключены к выходам цифровых компараторов соответствующих каналов, третий вход трехвходового элемента И канала флуоресцентного излучения подключен к выходу дифференциального дискриминатора своего канала, входы обнуления счетчиков реперного и флуоресцентного каналов подключены к выходу счетчика рассеянного излучения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений, толщиномер снабжен блоком деления, блоком сложения, третьим трехвходовым элементом И и блоком установки режима работы, блок деления подключен входом к выходу дифференциального дискриминатора кана_с ла реперного излучения, а выходом О к третьему входу трехвходового элемента И канала реперного излучения, выход которого подключен к пер вому входу блока сложения, второй 10 вход которого подключен к выходу третьего трехвходового элемента И, а выход - к входу таймерного счетчика, входы третьего трехвходового элемента И подключены соответствен15 но к выходу блока установки режима работы, к выходу блока управления и к выходу схемы антисовпадений канала реперного излучения.