Способ акустического контроля материалов на наличие микротрещин Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для контроля пластин кремния при производстве микросхем.

Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля материалов за счет обеспечения возможности регистрации сигналов в широком спектре частот,

На чертеже представлено устройство, реализующее способ акустического .контроля материалов на наличие микротрещин.

Устройство содержит, например, два канала из последовательно соединенных приемного преобразователя 1 акустических колебаний, усилителя 2 высокой частоты, смесителя 3, усилителя 4 промежуточной частоты, детектора 5 промежуточной частоты, фильтра 6 промежуточной частоты, усилителя 7, детектора 8 и фильтра 9, к выходу детектора 5 подключен измерител

10 уровня несущей частоты. Кроме тог устройство содержит общие для двух каналов последовательно соединенные излучающий преобразователь 11 гиперзвуковых колебаний, высокочастотный генератор 12 и гетеродинный генератор 13, выход которого подключен к одному из входов смесителя 3.

Устройство работает в двух режимах -.настройки и измерения.

В режиме настройки сигнал высокочастотного генератора 12 подается на преобразователь 11 акустических колебаний, который возбуждает в .исследуемом образце материала объемные гиперзвуковые колебания.

Распространяясь по образцу, колебания достигают.преобразователей 1 и преобразуются ими в электрический сигнал. Эффективность взаимного преобразования акустической и электрической энергии достигает максимума на частоте основного акустического резонанса преобразователей, поэтому в режиме настройки определяют оптимальное значение частоты высокочастотного генератора 12. Синхронно с высокочастотным генератором 12 пере- страибается и гетеродинный генератор

13 так, чтобы разность их частот была постоянной. Принимаемые преобразователями сигналы усиливаются усилителями 2 высокой частоты (это могут быть и резонансные и широкополосные усилители) и подаются на смеь

302184

сители 3,

30

о,, которые выделяют из этих, сигналов и сигнала гетеродина промежуточную частоту,на которой происходит основное усиление сигнала усили5 телями 4. Затем сигналы детектируются детекторами 5 и подаются на измерители 10 уровня несущей частоты. Режим настройки, таким образом, сводится к выбору частоты высокочастотного гене 0 ратора 12 для обеспечения максимального уровня несущей частоты и оптимального отношения сигналов в обоих каналах измерения,

В режиме измерения исследуемьш

5 образец подвергают нагрузке (механической или термической), вызывающей в материале сигналы АЭ. Эти сигналы модулируют гиперзвуковые сигналы. После фильтра 6 промежуточной часто20 ты сигналы акустической эмиссии, представляющие собой подобие пачек синусоидальных импульсов, усиливаются усилителями 7,, повторно детектируются детекторами 8 и фильтруются фильтрами 9 с постоянными времени, обеспечивающими выделение огибающих пачек импульсов, поступают затем на выходы устройства для последующей обработки,

В зависимости от свойств и размеров материала возбуждающий (высокочастотный) и гетеродинный генераторы могут синхронно перестраиваться, сохраняя разность частот между ними

35 равной одной промежуточной частоте. Возможность синхронной перестройки генераторов позволяет принимать сигналы, лежащие в широком спектре частот, что исключает пропуск сигналов

АЭ,

В случае использования фазового метода приема существует возможность исключения влияния паразитной амплитудной модуляции гиперзвуковых колебаний, возникаюищх при обработке

материала, и, следовательно, осуществления контроля качества в процессе производства

ормула изобретения

Способ.акустического контроля материалов на наличие микротрещин, заключающийся в том, что нагружают 55 контролируемы материал, принимают возникаюш ие при этом сигналы акустической эмиссии и по ним судят о возникновении микротрещин, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, в материале возбуждают объемные гиперзвуковые акустические колебания на резонансной частоте преобразователей, регистрируют гиперзву-

ковые сигналы, модулированные сигналами акустической эмиссии, вьщеляют из них гетеродинным методом сигналы акустической эмиссии и по ним судят о возникновении микротрещин.

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано для контроля пластин кремния при производстве микросхем. Целью изобретения является повьш1ение чувствительности и достоверности контроля материалов за счет обеспечения возможности регистрации сигналов в широком спектре частот. На одном из торцов образца возбуждают объемные гиперзвуковые акустические колебания, которые распространяются по образцу и принимаются преобразователем на другом торце. Затем образец подвергают циклической нагрузке. В момент появления микротрещин возникают сигналы акустической эмиссии, которые модулируют гиперзвуковые колебания как по амплитуде, так и по фазе. Из принятых модулированных гиперзвуковых колебаний гетеродинным методом вьщеляют сигналы акустической эмиссии, по которым- судят о наличии микротрещин. 1 ил. S (Л оо о 1чЭ 00

-1

ЧС11у9йСЯЙв

ffdpi imml

I

Редактор О.Юрковецкая

Составитель В.Евстратов

Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 1211/43Тираж 777Подписное

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