Способ измерения толщины покрытия Советский патент 1987 года по МПК G01B11/06 

113

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины окис- ных пленок.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений, достигаемое благодаря одновременной регистрации потоков инфракрасного излучения одной и той же точки предварительно нагретого объекта в двух определенным образом выбранных направлениях.

На чертеже представлена схема установки для реализации способа.

На схеме обозначены электропечь 1, контролируемый объект 2, термостолбики 3 и 4, наборы 5 и 6 диафрагмы, цифровой вольтметр 7 и термопара 8. Термостолбики установлены таким образом, что на один из них попадает излучение точки А объекта, направленное нормально его поверхности, а на другой - излучение точки А, направленное под углом 160° к поверхности.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно производят градуировку установки на образцах с известной толщиной о.кисной пленки. Для :это- го каждый образец нагревается в электропечи 1 до температуры, лежащей в диапазоне 130-430°С, и с помощью термостолбиков измеряют величины потоков излучения образца под углом 90 и 160° - Е1 и Е If . По измеренным значениям EU, к Е10 строится градуированный график зависимости отношения EC/J-/Et от толщины покрытия.

Контролируемый объект 2 нагревают до температуры, лежащей в диапазоне 130-430°С, в электропечи 1. От нагретого объекта поток инфракрасного излучения попадает на термостолбики 3 и 4, В термостолбиках „потоки излучения Etf и Ец1 преобразуются в термо- ЭДС, значения которых регистрируются цифровым вольтметром 7. По отношениям интенсивностей потоков Ei и Е(,( и по градуировочному графику определяют толщину покрытия исследуемого образца.

Выбор диапазона температуры нагрева объекта объясняется тем, что при температуре ниже 130 С интенсивность излучения покрытия становится соизмеримой с излучением от окружающих предметов, а при температуре вьше

82

происходит сильное окисление металлической поверхности и образование дополнительной окисной пленки на поверхности металла, которая влияет

на результаты измерений интенсивности излучения.ч

Диапазон углов регистрации излучения получен экспериментально. При углах 1/, меньщих 80 и ЮО, интенсивность излучения Egi изменяется в зависимости от величины угла медленнее, чем при углах « , меньших 146 и больших 174°. Это связано с кристаллическим строением металлов, возникающими при этом эффектами поляризаций и влиянием шероховатости.

Необходимость одновременности измерений интенсивностей изучения связана с тем, что вследствие охлаждения образца интенсивность излучения зависит от времени, прошедшего с начала охлаждения. Образец остывает на воздухе со средней скоростью 20 град/с. При различии по времени, прошедшего с начала измерения, 5 с интенсивность излучения уменьшается в среднем в 10 раз. При этом погрешность измерения толщины покрытия, вызванная неодновременным измерением интенсивности, возрастает в 9 раз.

Одновременно с повышением точности измерения способ позволяет повысить производительность измерений, так как он не предполагает дополнительной обработки объекта. i Формула изобретения

Способ измерения толщины покрытия, заключающийся в том, что регистрируют потоки излучения контролируемого объекта, определяют отношение зарегистрированных потоков и по этому отношению и известной зависимости отношения потоков от толщины покрытия судят о толщине покрытия, отличающий- с я тем, что, с целью пoвьшJeния точности и производительности измерений, контролируемый объект предварительно нагревают до температуры, леащей в диапазоне от 130 до 430°С, и одновременно регистрируют потоки инракрасного излучения одной и той же очки поверхности объекта в двух на- правлениях, одно из которых образует с поверхностью объекта угол от 80 до 100°, а другое - угол от 150 до 170°.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения толщины окисных пленок. Целью изобретения является повышение точности и производительности измерений, достигаемое благодаря одновременной регистрации потоков инфракрасного излучения одной и той же точки предварительно нагретого объекта в двух определенным образом выбранных направлениях. Контролируемый объект 2 нагревают в электропечи 1 и регистрируют потоки инфракрасного излучения точки А его поверхности в двух направлениях. Определяют отношение зарегистрированных потоков и по этому отношению, пользуясь известной зависимостью его величины от толщины покрытия, определяют искомую толщину. 1 ил. S /7/7//77/7/7/777 ° , . ЯУ Q