Датчик для контроля толщины полимерной пленки Советский патент 1987 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться для контроля технологических характеристик материалов, в частности толщины полимерных пленок, изготавливаемых методом непрерывного литья.

Цель изобретения - упрощение контроля ТОЛЩИНЕ рукавной полимерной пленки,

На фиг, 1 приведена конструкция датчика для контроля толщины полимерной пленки5 на фиг, 2 - структурная электрическая схема устройства с датчиком для контроля толщины полимерной пленки на фиг 3 - осщ-шлограммы, поясняющге работу датхшка.

Устройство содержит СВЧ генера- тор Ij СВЧ резонаторр датчикj выполненный в виде СВЧ- резонатора 2 тороидальной формы с отверстиями 3 связи, расположенными на внутренней боковой поверхности СВЧ™резок;атора 2, в каждом о гверстии связи установлены nipin-диоды -4, модулятор 5, состоящий из кварцевого генератора 6, триггера 7э реверсивного- двоичного счетчика Sj цифроанапогового преобразователя (ЦАП) 9,, регистратор 10 момента наступления резонанса, формирователь 11 разностного сиг- Нала, вьшолненньш на базе двоичного счетчика, цифровой регистратор длительности измерительных сигналов, состоящий из ЦАП 12, коммутатора измерительных сигналов, состоящего из двоичного счетчика 13j дешифратора 14, к выходу которого подключены источники 15 тока для питания nipin- диодовэ и блок 16 выборки и хранения предназначенный для запоминания аналоговых сигналов,, поступающих с выхода ЦАП 12, ,Цля коррекции влияния разброса параметров rEipiп-д,иoдoв и температуры на результат измерения толщины.в регистратор введены масштабные усилители 175 аналоговый мул Гипликсор. 18 J управляемьй счетчик 13, блок 19 выборки и храненияJ преобразователь 20 температура - напряжение, датчиками которого являются nipin-диоды 4j потенциометр 21

предназначен для установки начального диодов от первого до последнего

значения толщины пленки 22, детектор 23.

В начальный момент времени триггер 7 находится в единичном, а дво(фиг. 3f) толщина полимерной пл 22 не изменилась, то на выходах всех блоков 16 содержится одно и напряжение,, пропорциональное дли

5

0

5

0

5

0

0

ичные счетчики 8 и 13 и формирователь 11 в нулевом состояниях, выходы дешифратора 14 в высокоимпедансном состоянии, все nipin-диоды - в режиме запирания и СВЧ-резонатор 2 не взаимодействует с полимерной пленкой 22; счетчик 8, тактируемый . кварцевым генератором 6, работает в режиме суммирования и управляет иди 9, формирующим нарастанщее пилообразное напряжение (фиг„ За), модулирующее по частоте СВЧ-генератор 1. В момент, когда частота СВЧ-генера- тора 1 совпадает с резонансной частотой СВЧ-резонатора 2, не взаимодействующего с пленкой 22, сигнал на выходе детектора 23 принимает экстремальные значения (фиг. Зв) и срабатывает регистратор 10 (фиг, 3с). Триггер 7 перебрасывается в нулевое состояние (фиг. 3d), переключая реверс счетчика 8 в режим вычитания. Одновременно второй счетчик-формирователь 11 начинает счет (фиг. Зе), третий счетчик 13 изменяет свое состояние на единицу, включая через дешифрат тор 14 первый из nipin-диодов 4 в режим пропускания. ЦАП 9 начинает формировать спадающее пилообразное напряжение (фиг. За), Теперь СВЧ- резонатор 2 взаимодействует с полимерной пленкой 22 и в момент t совпадения частоты СВЧ-генератора 1 с изменяющейся частотой СВЧ-резонатора 1 срабатывает регистратор 10, триггер 7 сбрасывается в единичное состояние, информация из формирователя 11, поступающая через ЦАП 12, запоминается в первой ячейке блока, 16 (фиг 3f) 5 сче гчик-формирователь 11 переводится в нулевое состояние, счетчик 13 изменяет свое состояние на единицу и дешифратор 14 переключает все nipin-диоды в режим запирания. Реверс счетчика 8 переключается в режим суммирования и начинается формирование нарастающего напряжения .

Далее процесс продолжается автоматически аналогичным образом, с последовательным подключением остальных nipin-диодов.

Если за время опроса всех nipin(фиг. 3f) толщина полимерной пленки 22 не изменилась, то на выходах всех блоков 16 содержится одно и тоже напряжение,, пропорциональное длитель3ности разностного сигнала iit,

Если в какой-либо момент времени t толщина пленки 22 в месте расположения соответствующего nipin-диода изменится, то в соответствующей ячейке блока 16 будет зарегистрировано напряжение U, пропорциональное

выхода ЦАП 12 в блок 16, оказываются скорректированными в ct ответствии с разбросом параметров nipin-диодов 4 и, кроме того, учитываются изменения этих параметров при изменении температуры пленки 22 или окружающей среды.

Ч

t4 t, и Т.Д. Таким образом, Q Формула изобретения

на выходах блока 16 постоянно присутствуют напряжения, несущие инфор- .мацию о толщине полимерной пленки 22 и ее однородности. Эти напряжения могут быть поданы на индикатор, ре- g гистрирующий прибор.

Напряжения с выходов nipin-диодов 4 поступают на первые входы масштабных усилителей 17, преобразуются ими и поступают через мультиплексор 20 18 в блок 19. Сигналы с его выхода поступают на вход преобразователя 20 температура - напряжение, через который подаются на вход опорного напряжения второго ДАЛ 12. Таким об- 25 разом, напряжения, поступанлцие с

Датчик для контроля толщины полимерной пленки, содержащий .СВЧ-резона- тор и отверстие связи, отличающийся TeMj что, с целью упрощения контроля толщины рукавной полимерной пленки, СВЧ-резонатор выполнен-тороидальным, отверстие связи расположено на внутренней боковой поверхности СВЧ-резонатора, на которой вьшолнены дополнительные отверстия связи, при этом все отверстия связи расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси СВЧ-резонатора, и в каждом из них установлены введенные nipin-диоды.

4

выхода ЦАП 12 в блок 16, оказываются скорректированными в ct ответствии с разбросом параметров nipin-диодов 4 и, кроме того, учитываются изменения этих параметров при изменении температуры пленки 22 или окружающей среды.

Датчик для контроля толщины полимерной пленки, содержащий .СВЧ-резона- тор и отверстие связи, отличающийся TeMj что, с целью упрощения контроля толщины рукавной полимерной пленки, СВЧ-резонатор выполнен-тороидальным, отверстие связи расположено на внутренней боковой поверхности СВЧ-резонатора, на которой вьшолнены дополнительные отверстия связи, при этом все отверстия связи расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси СВЧ-резонатора, и в каждом из них установлены введенные nipin-диоды.

фиг. /

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и упрощает контроль толщины рукавной полимерной пленки (ГШ). На выходах блока 16 выборки и хранения постоянно присутствуют напряжения, несущие информацию о толщине ПП 22 и ее однородности. Напряжения с выходов nipin-диодов 4 поступают на первые входы масштабных усилителей 17, преобразуются ими и поступают через мультиплексор 18 в блок 19 выборки и хранения. Сигналы с его выхода поступают на преобразователь 20 температура - напряжение и дадее на вход опорного напряжения ЦАП 12. Т. обр,, напряжения, поступающие с выхода ЦАП 12 в блок 16, . оказываются скорректированныьш в соответствии с разбросом параметров диодов 4 и, кроме того, учтены изменения этих параметров при изменении т-ры ПП 22 или окружающей среды. 3 нл.с g (Л со ел о ел