Способ измерения толщины покрытия Советский патент 1983 года по МПК G01B15/02 

1О Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, к области исследования материалов с помощью отраженного излучения и предназначено для измерентга толщины покрытия. Известен способ измерения толщины покрытия, включающий операции облучени Покрытия и регистрации характеристического «излучения покрытия из области облучения lj. Недостатком этого способа является малый диапазон контролируемых толщин покрытий. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ изк ерения толщины покрытия, заключаю щийся в TOW, что контролируемое изделие облучают со стороны покрытия по током гамма-квантов, регистрируют интенсивность излучения, рассеянного подлсхяской, и интенсивность характеристического излучения покрытия, и по отношению зарегистрированных интенсивностей излучения судят о толщине покры тия. Этот способ обесйечивает более высокую чувствительность к изменению толщины покрытия и значительно больши диапазон контролируемых толщин покрытия 2. Однако точность измерения в данном способе недостаточна; из-за существенного влияния параметров подложки;, ее толщины, плотности, эффективного атомного нсждера. Обусловлено это тем, что в области облучения покрытия источником излучения характеристическое излучение покрытия возбуждается как . источником взпученвя,так и рассеянным в подложке излучением с энергией выше К-скачка поглощения покрытия, причем относительный вклад характеристического излучения покрытия, возбуждаемого рассеянным, в суммарный поток характе ристичесжого излучения покрытия зависит от параметров подложки, так как от параметров подложки зависит количество рассеянного в подложке в направлении покрытия излучения. Целью изобретения является повышение точности измерений. Цель дост)1гается тем что согласно способу измерения толщины покрытия, заключающемуся в том, что контролируе мое изделие облучают со стороны покры тияг потоком гамма-квантов, регистриру ют интенсивность излучения, рассеянного подложкой, и интенсивность характерист ческого излучения покрытия, и по отнощ нию зарегистрированных интенсивностей 32 излучений судят о толщине покрытия, регистрацию интенсивностей излучений от подложки и покрытия производят вне области облучения покрытия, а инте сивность излучения, рассеянного от подложки, регистрируют для энергий выше К-края скачка поглощения покрытия-. На фиг. 1 показано сущность процесса измерения покрытия; на фиг. 2 - график зависимости толщины оловянного пок$ытия от отношения измеренных потоков для радиоизотопа Амершгай-241. Способ измерения толщины покрытия осуществляют следующим образсм. Потоком первичного излучения источника 1, например, радиоизотопа Америций 241, облучают контролируемое издейИе с стороны оловянного покрытия. 2, нанесеннвого на алюминиевую подложку 3, Поток первичногч) излучения радиоизотопа возбуждает в покрытии характеристическое излучение и, проходя далее, подложку 3, рассеивается ее материалом. Часть рассеянного в подложке 3 первичного, излучения распространяется в направлении покрытия 2. Таким образом. Применительно к покрытию 2 есть две области: область 4 облучения первичным излучением и область 5 облучения только вторичным излучением, конкретно излучением, образовавшимся в подложке 3. Расстояние между этими областями летко регулировать, изменяя толщину экранов. 6. Далее при помощи детектрра 7 измеряйт величину потока прошедшего через об- . ласть 5 покрытия излучения Mpot эне гией выше 29,2 кэВ (для Америция-.241), т.е. выше энергии К-края скачка поглощения дая олова, при псмощи детектора 8 - величину Потока характеристического излучения покрытия из олова , измеряют отношение Nyap и Мрас с. помощью блока 9 и.по полученному результату определяют толщину оловянного покрытия, для чего предварительно снимают график зависимости NyQp/NpQ от толщины покрытия (фиг. 2) по этало НЬ1М образщам (график имеет вид линейрной функции). Теоретически повышение точности может, быть пояснено следукщими рассуждениями:X4,t С) где - Плотность потока квантов, входящеххз в область 5 из Йодложки 3;.

ii - коэффшшент оспабпешга чения W рас для материала

покрытия; 7 - тотдива покрытвя.

Вепвчида N зависит от тогаиины покрытия, а также от топпшны рассеивающей к поглощающей спосзобностей подложки.)

- IN

,р- Ь)

,

где К - коэффиаиевгг, учитывающий э4 фективиость возбуждения характерйстическо1х излучения покрытия рассеяийым излучением; 15 V( - коэффициент 01слабпения матер алом покрытия характеристизеокого излучений этого покрытия.

Сравнивая выражения (I) и (2) видео что вне области облучения покрытия первичным излучением выходящие из сюкрытия первый и второй потоки излучения одинаковым образом зависбт от рассеивающей и поглощающей споообвостей пооложки. В силу этого отношение N vtip / /М{)а. не зависит от свойств подложки, что повышает точность измерения толщины покрытия., .

Таким образом, благодаря устранению влияния параметров шздложки va. резуль тат измерения при высокой чувствительвэсти способа к иа енению тЬппшиы покрытия, так как завйсвмость Нрое о Т9ЛЩШШ носит убывающий характер, а NYIJ - возрастающий, тбчвость измерения повышается.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТО/Ь ЩИНЫ ПОКРЫТИЯ, заключающийся в тсал, что контролируемое изделие об«у- чают со стороны покрытия потоком гам ма-квантрв, регистр1 уют ишенсивносгь излучения-, рассеянного подложкой, и ивтенсивность хй|1актервстического взлучения гожрытвя, н по отношению зарегистрированвоых интенсивностей излучений судят о толщине покрытия, о т л Вч а ю п и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, регист рапйю интенсивностей излучений от подложки и покрытия производят вне облао-: ти облучения покрытия, а интенсивнйсть излучения, рассеянного от подложки, регистрируют для энергий выше К-края (Л скачка поглощения покрЕ тия. О5 СО

аг ол ае ff. г.&

Фие.а