Устройство для определения дефектов в прозрачных полимерных пленках

Устройство для определения дефектов в прозрачных полимерных пленках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к определению дефектов в прозрачных изделиях , а именно к устройствам для определения дефектных образований и включений в прозрачных полимерных пленках, используемых в качестве подложки магнитных лент, фотопленок, липких лент и т.д. Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства. Устройство содержит источник излучения 1, например,гелийнеоновый лазер, фокусирующую линзу 2, сканирующее устройство 3, фотоприемник 8, компараторы напряжений 15, 16, 17, арифметико-логическое устройство 18, индикаторы 19, 20, 21, а также два программируемых усилителя 9, 10, аналоговый сумматор 11, аналого-цифровой сумматор 12, (Л

С0ЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН

038 A i (19) (11) (11 4 G 0 1 N 2 1 / 4 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

3 ф ),., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ), :.: ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Физический энциклопедический словарь. М.: Сов. энциклопедия, 1983, с.743.

С.Миямото и др. Устройство обнаружения дефектов пленки с использованием лазера. — "Кэйсо", т.24, 1981, У 2, с.71-75. (перевод с японского языка 1Р Г-40302).

Фие. g, (21) 4053563/23-25 (22) 09.04.86 (46) 30.03.88. Бюл. У 12 .(71) Алтайский политехнический институт им. И.И.Ползунова и я1осткинский филиал Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектного института химико-фотографической промышленности (72) Л.В.Михайлов, Т.Г.Михайлова, П.И. Госьков, В.Н.Тараканов, А.С.Дьяченко, В.И.Рязанцев и Е.А. Губанов (53) 535.24(088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ПРОЗРАЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНКАХ (57) Изобретение .относится к определению дефектов в прозрачных изделиях, а именно к устройствам для определения дефектных образований и включений в прозрачных полимерных пленках, используемых в качестве подложки магнитных лент, фотопленок, липких лент и т.д. Цель изобретения— повышение разрешающей способности устройства. Устройство содержит источник излучения 1, например. гелийнеоновый лазер, фокусирующую линзу

2, сканирующее устройство 3, фотоприемник 8, компараторы напряжений

15, 16, 17, арифметико-логическое устройство 18, индикаторы 19, 20, 21, а также два программируемых усилителя 9, 10, аналоговый сумматор

11, аналого-цифровой сумматор 12, 13850 блок памяти 13, выходом подключенный через ключ. 14 к выходу аналогового сумматора. Оптическая схема устройства содержит собирающую линзу 5, в фокусе которой расположен нож Фуко 7, а по периметру которой установлены фотоприемники 6, кроме того, оптическая схема содержит пластинку

Л/4, полупрозрачное зеркало, отраженные лучи от которого улавливаются фотоприемником опорного канала и усиливаются усилителем, и цилиндрическую линзу. Пучок излучения от лазера 1 фокусируется линзой 2 на исследуемой пленке 4. Сканирующее уст ройство 3 разворачивает пучок света по ширине перемещающейся пленки. Пу

38 чок света, попадая на дефект, рассеивается и дифрагирует. Основной пучок, прошедший без искажений, фокусируется линзой 5 на ноже Фуко 7.

Рассеянные на дефекте лучи, отклонившись, пройдут мимо ножа Фуко 7, сфокусируются линзой 25 и попадут на фотоприемник 8. Сигналы с фотоприемников 8, 6 и 24 усиливаются, обрабатываются в сумматорах 11, 12 и поступают на входы компараторов 15, 16 и 17, задающйх уровни напряжений для больших, средних и малых дефектов, а затем через арифметико-логическое устройство 18 на цифровые индикаторы 19, 20 и 21, которые высвечивают количество дефектов. 3 ил.

Изобретение относится к определению дефектов в прозрачных изделиях, а именно к устройствам для определения дефектных образований и включе5 нии в прозрачных полимерных пленках, используемых в качестве подложки магнитных лент, фотопленок, липких лент и т.д. . Целью изобретения является повышение разрешающей способности устройства.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 — структурная оптическая и электронная схемы 15 устройства; на фиг.3 — дополнительный фотоприемный канал.

Устройство для определения дефектов в прозрачных полимерных пленках содержит источник излучения, например ге- 20 лий-неоновый лазер 1,фокусирующую линзу 2, сканирующее устройство 3, исследуемый образец — пленку 4, собирающую линзу 5, по периметру которой установлены фотоприемники 6 25 (их 4), образующие дополнительный фотоприемный канал, а в фокусе расположен нож Фуко 7, фотоприемник 8, расположенный на пути основного оптического канала, первый программируемый 30 усилитель 9, входом подключенный к фотоприемнику основного канала, второй программируемый усилитель 10, входом подключенный к фотоприемни4 кам дополнительного канала, аналоговый сумматор 11, к двум входам которого подключены выходы двух програм- мируемых усилителей, аналого-цифровой сумматор 12, первый вход кото" рого соедийен с выходом аналогового сумматора 11, блок 13 памяти,,входом подключенный через ключ 14 к выходу аналогового сумматора, выходом к второму входу аналого-цифрового сумматора 12, компараторы 15, 16 и 17 напряжения, входы которых подключены к выходу аналого-цифрового суммато-. ра 12, арифметико-логическое устройство 18, к входам которого подключены выходы компараторов 15, 16 и 17 напряжений, а к выходам — цифровые индикаторы 19, 20 и 21.

Устройство работает следующим образом.

:Пучок излучения от лазера 1 фокусируется длиннофокусной линзой 2 на исследуемой пленке 4. Сканирующее устройство 3 разворачивает пучок света, вследствие чего осуществляется сканирование пучком излучения поверхности пленки. Пучок излучения, попадая на дефект, рассеивается и дифрагирует.. Линза 5 собирает излучение как рассеянное на дефекте, так и прошедшее через пленку без искажений.

Основной пучок, прошедший без иска1385038 жений, фокусируется линзой 5 на ноже

Фуко 7. Рассеянные на дефекте лучи, отклонившись, проходят мимо ножа Фу- ко 7. В плоскости изображения дефектов расположен фотоприемник 8 основного канала, преобразующий оптический сигнал в электрический.

Расположенные по периметру собирающей линзы 5 фотоприемники 6 регистрируют излучение, дифрагирующее и рефрагирующее на мелких дефектах (фоновая засветка) и от ворсистых пылинок.

Видеосигнал с фотоприемника 8 основного канала усиливается с коррекцией программируемым усилителем 9, управляемым от постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

Видеосигнал с фотоприемника 6 дополнительного канала усиливается вторым программируемым усилителем, осуществляющим коррекцию также с помощью ПЗУ, и поступает на в1од аналогового сумматора 11. Сумматор 11 вычитает из видеосигнала основного канала видеосигнал дополнительного канала. Полученный разностный сигнал усиливается и поступает на вход аналого-цифрового сумматора 12. Блок

13 памяти заиисьгвает в "память" видеосигнал с бездефектных участков пленки перед каждым циклом измерения.

Сигнал, записанный в "памяти" блока

13, поступает на второй вход аналогоцифрового сумматора 12, где происходит вычитание из видеосигнала аналогового сумматора сигнала с бездефектного участка пленки. В результате на выходе аналого-цифрового сумII

40 матора получается сигнал, очищен— ный от сигналов ворсистых пылинок, фоновой засветки, особенностей поверхности пленки и поступающий на

45 входы компараторов 15, 16 и 17, задающих уровни напряжения для больших, средних и малых дефектов. Например, компаратор f 5 "пропускает" только большие дефекты, компаратор 16 средние и большие дефекты, компаратор 17 — малые и большие. Сигнал с выхода компараторов поступает на вход арифметико-логического устройства

18, где осуществляется сортировка и цифровая обработка сигнала и с помощью знаковых индикаторов 19, 20, 21 высвечивается количество дефектов больших, средних и малых за время контроля пленки.

Устройство (фиг.2) содержит гелийнеоновый лазер- 1, пластинку Я/4 22, полупрозрачное зеркало 23, фотоприемник 24 опорного канала, фокусирующую линзу 2, сканирующее устройство 3, фотоприемники 6 дополнительного канала, собирающую линзу 5, нож

Фуко 7, цилиндрическую линзу 25, фотоприемник 8 основного канала, программируемый усилитель 9 основного канала, программируемый усилитель 10 дополнительного канала, усилитель 26 опорного канала, аналоговый сумматор

11., блок 13 памяти, аналого-цифровой сумматор 12, компараторы 15, 16 и

17 напряжения, арифметико-логическое устройство 18 и знаковые индикаторы 19, 20 и 21.

Вход программируемого усилителя 9 соединен с фотоприемником 8, вход программируемого усилителя 10 под— ключен к фотоприемникам дополнитель— ного канала, вход усилителя 26 подключен к фотоприемнику 24 опорного канала ° Выходы первых двух усилителей 9, 10 подключены к входам анало— гового сумматора 11, выход которого соединен с первым входом аналого— цифрового сумматора 12 и с входом через ключ 14 блока 13 памяти, выходом соединенного с вторым входом аналого-цифрового сумматора 12. Выход сумматора 12 соединен с первым входом каждого компаратора 15, 16 и 17 напряжения,к второму входу которых подсоединен выход усилителя 26 опорного канала. Выход каждого компаратора подключен к входам арифметикологического устройства 18, выходы которого соединены с знаковыми индикаторами 19, 20 и 21.

На фиг.3 показано расположение, например, четырех фотоприемников 6 дополнительного канала, установлен— ных по периметру собирающей линзы

5. В центре линзы показана проекция

27 на линзу зоны сканирования луча на пленке.

Фотоприемники могут быть выполнены протяженными на основе арсенида галлия. Максимум чувствительноСти таких фотоприемников приходится на

0,63-0,7 мкм. Фотоприемники работают в режиме обратносмещенного фотодиода ° С помощью цилиндрической линзы 25 оптический сигнал с каждой точки пленки 4 растянут в полоску, равную длине фотодиода, что значительно

1385038 6 снижает влияние неравномерности фоточувствительности различных точек фотоприемника на равномерность видеосигнала.

Полупрозрачное зеркало 23 разделя5 ет пучок в пропорции 1:10, при этом одна .часть излучения проецируется на фотоприемник 24 опорного канала.Пластинка /4 22 линейную поляризацию лазерного излучения превращает в. кру говую.Это позволяет избавиться от влияния поляризационных эффектов в контролируемой пленке на точность регистрации дефектов, так как пленка часто представляет собой поляроид с линейной поляризацией.

Усилитель 26, выполненный на ОУ

К553УД5, корректирует уровни срабатывания компараторов 15, 16 и 17. Эта 20 коррекция связана с изменением интенсивности лазерного излучения в процессе работы, так как изменение интенсивности излучения ведет к изменению амплитуды сигнала от дефекта. 25

Программируемые усилители 9, 10 вы-, полнены на базе ПЗУ К572РФ2, счетчиков перебора адресов К176ИЕ2, ОУ

К544УД2.

Аналоговый сумматор 11 выполнен на ОУ К544УД2.

Блок 13 памяти выполнен на 8-ми

ОЗУ К176РУ2, на двух счетчиках перебора адресбв К176ИЕ2, на двух регистрах сдвига К176ИР2, организующих режим записи и считывания информации с ОЗУ; 10-ти триггерах K176TN2, .логических элементах К176ЛЕ5.

Аналого-цифровой сумматор 12 выполнен на цифроаналоговом преобразователе К576ПА1Б, пяти ОУ К544УД2Б

40 и компараторе К544САЗ.Компараторы напряжения, задающие уровни с помощью потенциометров, характеризующих дефекты большой, средней и малый, выполнены на микросхемах К5210АЗ.

Арифметико-логическое устройство ,содержит три одновибратора, выполненных на логических элементах

К176ЛА7, три регистра сдвига К176ИР10, и схемы совпадений К176ЛА9.

Устройство повышает разрешающую способность и позволяет контролировать дефекты от 10-20 мкм и выше, регистрировать ворсистые пылинки, осевшие на поверхность пленки. Возможен контроль количества дефектов не только лавсановых пленок, но и любых прозрачных материалов, в том числе и стекла.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Устройство для определения дефектов в прозрачных полимерных пленках, содержащее источник излучения и рас-. положенные по ходу излучения фокусирующую линзу, сканирующее устройство и фотоприемник, а также N компа- раторов, соединенных с арифметическо-логическим устройством, выход которого соединен с цифровыми индикаторами количества дефектов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в устройство введены два программируемых усилителя, аналоговый и аналого-цифровой сумматоры, блок памяти, ключ, N дополнительных фотоприемников и собирающая линза, в фокусе которой расположен нож Фуко, установленная между сканирующим устройством и первым фотоприемником, N дополнительных фотоприемников установлены по периметру собирающей линзы, при этом первый фотоприемник соединен с первым программируемым усилителем, а дополнительные фотоприемники соединены со вторым программируемым усилителем, выходы программируемых усили— телей соединены соответственно с первым и вторым входами аналогового сумматора, выход которого соединен с первым входом аналогово-цифрового сумматора и через ключ и блок памяти — с вторым его входом, выход аналогово-цифрового сумматора соединен с входами N компараторов.

1385038

Составитель С. Голубев

Редактор М. Бандура Техред. М. Ходанич

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1407/41 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4