SU1469349A1 - Толщиномер покрытий и способ его настройки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей и повышение точности измерений путем обеспечени  оперативной перестройкой толадно- мера на измерение покрытий иного состава, чем то, на которое он / строен , и повышение производительности настройки путем оптимальной настройки каналов флуоресцентного и реперного излучени  по образцам с различной толщиной основани . Импульсы с выхода генератора подают на вход таймерного счетчика, облучают в этом режиме кoнтpoлиpye ыe образцы без покрыти  и производ т измерени  при фиксированном интервале времени и при нулевой толщине покрыти . В режиме Измерение измен ют состо ние блока предварительной установки числа канала реперного излучени  (при подаче в таймерный канзл импульсов реперного излучени ) до момента независимости показаний регистрирующего устройства при поочередном облучении не менее двух образцов с покрыти ми равной толщины и основани ми различной толщины. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. ш

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть применено в устройствах бесконтактного измерени  толщины покрытий с использованием флуоресцентного излучени  материала покрыти .

Целью изобретени  в части толщиномера  вл етс  расширение функцио- напьт.х возможностей и повышение точности измерений путем обеспечени  оперативной перенастройки толщиномера на измерение покрытий иного соста- ва, чем то, на которое он настроен, и повышение производительности настройки путем оптимальной настройки каналов флуоресцентного и реперного излучени  по образцам с различной толрданой основани .

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого толщиномера покрытий.

Толщиномер содержит pacnonaraeNbie по одну сторону от объекта 1 контро- .л  источник 2 излучени  в контейнере 3 с коллимирующими отверсти ми 4 и 5 дл  реперного и рабочего пучков, детектор 6 излучени , последовательно

р

00 4 СО

10

31469349

соединенные дифференциальный дискриминатор 7 и счетчик 8, образующие канал рассе нного излучени , последовательно соединенные второй дифференциальный дискриминатор 9, схему 10 антисовпадений, второй счетчик 11, цифровой компаратор 12, трехвхо- довый элемент И 13, образующие канал реперного излучени , последовательно соединенные третий дифференциальный да1скриминатор 14, вторую схему 15 антисовпадений, третий счетчик 16, второй цифровой компаратор 17, второй трехвходовый элемент И 18 и регистрирующее устройство 19, образующие канал флуоресцентного излучени , входы каналов рассе нного, ре- перного и флуоресцентного излучений соединены с выходом детектора 6, последовательно соединенные таймер- ный счетчик 20 и блок 2 управлени , выход которого подключен к вторым входам трехвходовых элементов И 13 и 18 реперного и флуоресцентного ка- 25

«5

20

налов, блоки 22 и 23 предварительной установки чисел реперного и флуоресцентного каналов, кодовые выходы которых подключены к соответствующим входам цифровых компараторов 12 и 0 17 соответствуюпщх каналов, вторые входы схем 10. и 15 антисовпадений ре- перного и флуоресцентных каналов подключены к выходам цифровых компараторов 12 и 17 соответствующих ка- „ налов, третьи входы трехвходовых элементов И 13 и 18 каналов реперного и флуоресцентного излучени  под- ютючены к выходам дифференциальных дискриминаторов 9 и 14 своих кана- Q лов, входы обнулени  счетчиков Пи 16 реперного и флуоресцентных каналов подключены к выходу счетчика 8 рассе нного излучени , а также последовательно соединенный генератор 24 импульсов стабильной частоты и переключающее устройство 25, второй вход которого подключен к выходу трехвходового элемента И 13 канала реперного излуче1ни , а выход - к входу таймерного счетчика 20,

Толщиномер работает следующим образом .

Спектрометрический детектор 6 регистрирует одновременно реперное излучение , поступающее непосредственно от источника 2 через отверстие 4 реперного пучка, флуоресцентное излучение покрыти  26 и рассе нное осно45

50

55

т п м с ло ци н л  ва то ры вх ни ве ус го вх ст ви из сч ка на ме за чи вы то ло ет ка сч вх на

9

4

ванием 27 излучение, возникающее при облучении контролируемого образца 1 рабочим Пучком 3 источника 2. Импульсы с выхода детектора 6 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 .

5

«5

0

0 „ Q

5

0

5

С а,1хода дифференциального дискри- инатора 9 импульсы канала реперного излучени  посто нно подаютс  на первьш вход элемента И 13 и второй вход схемы 10 антисовпадений, с выхода дифференциального дискриминатора 14 канала флуоресцентного излучени - на вход элемента И 18 и cxe№i 15 антисовпадений . С ш,1хода 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 входа безусловного обнулени  счетчиков 11 и 16. В этот момент на выходах превьшени  цифровых компараторов 12 и 17 устанавливаетс  потенциал логического нул  (поскольку в блоках 22 к 23 предварительной установки записаны некоторые превьшающие 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 переключающего устройства 25 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 на счетньй вход счетчика II, а импульсы канала флуоресцентного излучени  - на счетный вход счетчика 16. В момент времени, когда число импульсов, занесенное в счетчик 1I, превьшает число, установленное в блоке 22, на выходе превьш1е.ни  фигового компаратора 12 устанавливаетс  потенциал логической единицы, который запрещает прохождение импульсов реперкого канала с выхода дискриминатора 9 в счетчик 11, но разрешает по третьему входу элемента И 13 их прохождение на первый вход регистрирующего уст-ройства 25. Аналогичным образом, в момент превышени  числа импульсов в счетчике 16 над числом, установленным в блоке 23, на выходе цифрового компаратора 17 устанавливаетс  п тенциап логической epfiHHUf,if запрещащий прохох дение импульсов флуоресценного канала с дискриминатора 14 на вход счётчика 16 и разрешаютдай по третьему входу элемента И 18 их про кожде тае в регистрирующее устройство . В момент очередного заполнени  счетчика 8 на его выходе возникает сигнал обнулени , и цикл работы повтор етс .

Элементы И 3 и 18 наход тс  в нормально закрытом состо нии по второму входу от блока 21 управлени . При нажатии пусковой кнопки блок 21 управлени  обнул ет таймерный счетчик 20 и выдает разрешающий сигнал (потенциал логической единицы) на вторые входы элементов И 13 и 18, с выходов которых соответствующие потоки импульсов начинают поступать на регистрирующее устройство 19, первьш вход переключающего устройства 25 и, в случае нахождени  устройства 25 в состо нии пропускани  сигналов с первого входа на выход (режим Измерение ), далее в таймерный счетчик дл  счета импульсов и обработки ин- формации. В 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 И 13 и 18. Следующее измерение начинаетс  с нажати  пусковой кнопки, при этом работа отмеченных блоков повтор етс  режим Измерение предлагаемого толщиномера совпадает с работой устройства-прототипа, т.е. средние частоты импульсов, поступа- ютщх в таймерный счетчик 20 и регистрирующее устройство 19, отличаютс  от средних частот следовани  импульсов с выходов дифференциальных дискриминаторов 9 и 14 соответственно на величины, пропорциональные средней частоте следовани  импульсов с выхода дискриминатора 7 канала рассе нного излучеш1  (коэффициенты пропорциональности задаютс  состо ни ми блоков 22 и 23 предварительной установки числа), так что показани  ре1469349

гистрирующего устройства не завис т от вариации толщины основани  при измерении ТОЛЕДИНЫ покрыти  фиксированного элементного состава.

Дл  измерени  толщины покрыти  другого состава или при изменении условий контрол  (геометрии, типа источника или детектора излучени ) 0 толщиномер должен быть перенастроен.

Настройка предлагаемого устройства осуществл етс  следующим образом .

g Первоначально устанавливают переключающее устройство 25 в состо ние пропускани  сигналов с второго входа на выход (режим Настройка канала флуоресцентного излучени ), тем са2Q мым импульсы с выхода генератора 24 подают на вход таймерного счетчика 20, облучают в этом режиме контролируемые образцы без покрыти , и на ну30

35

0

жима  пусковую кнопку, измер ют 25 левую толщину покрыти  в режиме фиксированного интервала времени, поскольку емкость таймерного счетчика 20 и частота следовани  импульсов генератора 24 посто нны. Измен ют состо ние блока 23 предварительной установки числа канала флуоресцентного излучени  (состо ние блока 22 при этом может быть любым) до момента независимости показашоЧ в пределах статической флуктуации регистрирующего устройства 19 при поочередном облучении не менее двух, контролируемых образцов без покрыти  с основани ми различной толщины и добиваютс  тем самым устранени  обуслов- - ленного перекрытием аппаргтурнь х пиков вклада рассе нного излучени , интенсивность которого зависит от толщины образца, в канал фпуоресцентно- 5 го излучени . Затем устанааливают переключающее устройство 25 в режим пропускани  импульсов с первого входа (режим Измерение), тем caNi.iM от-. ключают генератор импульсов стабкль- Q ной частоты и подают на нход таймерного счетчика импульсы канала рапер- ного излучени , измен ют состо ние блока 22 предварительной установки числа канала реперного излучени  5 блока 23 определено и фиксировано ) до момента независимости показаний регистрирующего устройства при поочередном облучении не менее двух контролируеьых образцов с покрыти ми равной толщины и основани ми различной толщины, после чего при необходимости градуируют толщиномер обычным образом путем измерени  эталонных образцов с известными значени ми толщины покрыти . При такой установке состо ни  блока 22 достигаетс  одновременное устранение вклада рассе нного излучени  .в репер IQ ный канал, обусловленного перекрытием аппаратурных пиков реперного и рассе нного излучений, и вклада, обу- словпенного дополнительным возбуждением флуоресцентного излучени  покры- 15 ти  рассе нным в основании излучением , поскольку эффект дополнительного возбуждени  может быть автоматически компенсирован только изменением средней частоты следовани  импульсов таймерного (реперного) канала.

20

Выполнение операций настройки в указанных последовательности и услови х позвол ет все мешающие факторы (степень перекрыти  аппаратурных пиков флуоресцентного и рассе нного излучений, степень перекрыти  аппаратурных пиков реперного и рассе нного излучений, эффект дополнительного возбуждени ),  вл ющиес  переменными параметрами измер емой функции (на-, бора импульсбв в регистрирующем устройстве за врем  измерени ) и вли - к цие на ее численный результат, разделить на независиьые друг от друга группы и осуществить поочередную коррекцию их вли ни  в один прием, а не методом последовательного приближени , облегчив и ускорив тем процесс настройки,

Claims (1)

1. Формула изобрете ни  I

   I, Толщиномер покрытий содержащий располагаемые по одну сторону от объекта контрол  источник излучени  в контейнере с коллимируклцими отверсти ми дп  реперного и рабочего пучков , детектор излучени , последовательно соединенные дифференциальный дискриминатор и счетчик, образующие канал рассе нного излyчeн ш, последовательно соединенные второй дифференциальный дискриминатор, схему антисовпадений, второй счетчик, цифровой компаратор, трехвходовый элемент И, образующие канал реперного излучени , последовательно соединен25

   14693498

   ные третий дифференциальный дискриминатор , вторую схему антисовпадений, третий счетчик, второй цифровой компаратор , второй трехвходовый элемент И и регистрирующее устройство, образующие канал флуоресцентного излучени , входы каналов рассе нного, реперного и флуоресцентного излучений соединены с выходом детектора, последовательно соединенные таймер- ный 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 ком- . параторов соответствующ -1Х каналов, вторые входы схем антисовпадений реперного и флуоресцентных каналов подключены к выходам цифровых компараторов соответствующих каналов, третьи входы трехвходовых элементов И каналов реперного и флуоресцентного излучений подключены к выходам дифференциальных дискриминаторов своих каналов, входы обнулени  счетчиков реперного и флуоресцентных каналов подключены к выходу счетчика рассе нного излучени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и повышени  точноЬти измерений, он снабжен последовательно соединенными генератором импульсов стабильной частоты и переключающим устройством, второй вход которого подключен к выходу трехвходового элемента И канала реперного излучени , а выход - к входу таймерного счетчика,

   2, Способ настройки толщиномера покрытий, заключающийс  в том, что выбирают не менее двух контролируе- M)tx образцов с равными значени ми толщины покрыти  и различной толщи- ной основани , направл ют на них последовательно излучение источника толщиномера, производ т счет электрических импульсов в каналах реперного и флуоресцентного излучений, по величине которых корректируют состо ние блоков предзарительной установкз-т числа в реперном и .флуоресцентном каналах, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности процесса настройки, до облучени  выбранных образцов с по30

   35

   40

   45

   56

   55

   крытием излучением источника толщиномера подают на вход таймерного счетчика импульсы от генератора стабильной частоты, выбирают не менее двух контрольных образцов без покрыти  с ос- новани ми различной толщины, поочередно облучают их излучением источника толрщномера, измен ют состо ние блока предварительной установки числа в канапе флуоресцентного излучени  с одновременной регистрацией до момента сравнени  результатов измерений

   934910

   от выбранных контрольных образцов без покрыти , подают на вход таймерного счетчика импульсы канала репер- ного излучени , поочередно облучают выбранные образцы с покрытием излучением источника толщиномера, измен ют состо ние блока предварительной установки числа в канале реперного из- IQ лужени  с одновременной регистрацией электрических импульсов до момента сравнени  результатов измерений от выбранных образцов с покрытием.