Ультразвуковой способ измерения толщины покрытий изделий

Ультразвуковой способ измерения толщины покрытий изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что располагают между преобразователем и покрытием звукопроводящий слой, излучают им% .« eCSCs ly Jf,. рг II .. пульсы ультразвуковых колебаний и принимают эхо-сигналы от поверхности покрытия, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в звукопроводящем слое выполняют эталонный отражатель, принимают эхо-сигналы от него, ощ5еделяют суммарный спектр принятых эхо-сигналов и по величине первого частотного минимума суммарного спектра определяют толщину покрытия, а время t задержки между эхо-сигналами выбирают из выражения t 1/2fo ,; где fg - максимальная частотная сосi тавляющая излучающего им (Л пульса. С ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1200119 д 5р 4 С 01 В 17/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :--:.::. lJI

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3756278/25-28 (22) 20.06.84 (46) 23.12.85 Бюл.9 47 (7i) Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского (72) А.В. Захаров и Ю.А.Тимошенков (53) 620. 179. 16(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 389401, кл. G 01 В 17/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР я" 868351, кл. G 01 В 17/02, 1981. (54)(57) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЙ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в том, что располагают между преобразователем и покрытием звукопроводящий слой, излучают импульсы ультразвуковых колебаний и принимают эхо-сигналы от поверхности покрытия, отличающийся

- тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в звукопроводящем слое выполняют эталонный отражатель, принимают эхо-сигналы от него, определяют суммарный спектр принятых эхо-сигналов и по величине первого частотного минимума суммарного спектра определяют толщину покрытия,.а время 1 задержки между эхо-сигналами выбирают иэ .выражения

1/2 S,, где E — максимальная частотная составляющая излучающего импульса.

1200119 пЗ и

2 о

Изобретение относится к области ультразвуковой толщинометрии и может быть использовано при измерении тонких покрытий изделий, например покрытий, полученных напылением метал" лов в вакууме.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений в сторону малых

- толщин, в частности меньших 100 мкм, благодаря измерению толщины с помощью 10 первого частотного минимума суммарного спектра части излучаемого ультразвукового импульса и принятого с заданной задержкой относительно него эхо-сигнала, отраженного от поверх- 15 ности покрытия, что позволяет получить частотный минимум в мегагерцевом диапазоне частот.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего 20 предлагаемый способ; на фиг.2 — график зависимости положения частотного минимума Й „„, от толщины d никелевого покрытия, нанесенного на подложку нз

СЛЮДЫ. 25

Устройство, реализующее ультразвуковой способ измерения толщины покрытий изделий, содержит генератор 1 коротких импульсов, электрически связанные с ним широкополосные идентичные преобразователи 2, установленные на звукопроводящий слой 3 толщиной

111 и звукопроводящий слой 4 толщиной hq.

Устройство также содержит после35 довательно соединенные широкополосный усилитель 5, вход которого соединен с преобразователями 2, временной селектор 6 и анализатор 7 спектра. На фиг.1 обозначены также контролируемое изделие 8 и его покры-: тие 9.

Высота эвукопроводящих слоев выбирается таким образом, чтобы соблюдалось условие где h>, h< — толщина эвукопроводящих слоев 3 и 4, м; с, с„ - скорость распростране ния ультразвуковых колебаний в материале эвукопроводящих слоев

3 и 4, м/с;

Š— максимальная чатотная составляющая излучаемого импульса, Гц.

Ультразвуковой способ измерения толщины покрытий изделий заключается в следующем..

Располагают. между преобразователями 2 и покрытием 9 изделия 8 звукопроводящий слой 3, акустически контактирующий с покрытием 9, и звукопроводящий слой 4, акустически контактирующий с воздухом и образующий своей свободной поверхностью эталонный отражатель. Излучают при помощи генератора 1 и преобразователей

2 ультразвук. Ультразвуковые колебания отражаются от поверхности покрытия 9 и свободной поверхности звукопроводящего слоя 4, поступают на преобразователи 2 и в виде электрического сигнала усиливаются усилителем 5. Затем эти принятые сигналы при помощи селектора 6 отделяются от сигналов помех и подаются на анализатор 7 спектра. При помощи анализатора 7 определяют суммарный спектр принятых сигналов и фиксируют его первый частотный минимум. С помощью первого частотного минимума определяют толщину покрытия 9, например, по тарировочным графикам, аналогичным графику, приведенному на фиг.2.

Погрешность ультразвукового способа измерения толщины покрытий изделий составляет порядка 4Х.

1200119 ю,а

Фиа2

Заказ 7856/46 Тирам 650 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4

Составитель В. Гондаревский

Редактор А.Шишкина Техред Ж.Кастелевич Корректор M.Самборская