Устройство для определения дефектов в прозрачных полимерных пленках Советский патент 1988 года по МПК G01N21/41 

1

Изобретение относится к определению дефектов в прозрачньрс 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.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности уст-, ройства.,. .

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная оптическая и электронная схемы устройства; на фиг.З - дополнительный фотоприемньй канал.

Устройство для определения дефектов в прозрачных полимерных пленках содержит источник излучения,например гелий-неоновый лазер 1, фокусирующую линзу 2, сканирующее устройство 3, исследуемый образец - пленку 4, собирающую линзу 5, по периметру которой установлены фотоприемники 6 (их 4), образующие дополнительный фотоприемный канал, а в фокусе расположен нож Фуко 7, фотопрнемник 8, расположенный на пути основного оптического канала, первый программируемый усилитель 9, входом подключенный к фотоприемнику основного канала, второй программируемый усилитель 10, входом подключенный к фотоприемникам дополнительного канала, аналоговый сзт матор 11, к двум входам которого подключены выходы двух програм- мируемых усилителей, аналого-цифровой сумматор 12, первый вход которого соединен с выходом аналогово- го сумматора 11, блок 13 памяти., входом подключенный через ключ 14 к вы0 ходу аналогового сумматора, выходом к второму входу аналого-цифрового сумматора 12, компараторы 15, 16 и 17 напряжения,входы которых подключены к выходу аналого-цифрового суммато5 ра 12, а)ифметико-Логичес сое устройство 18, к входам которого подключены выходы компараторов 15, 16 и 17 напряжений, а к выходам - цифровые индикаторы 19, 20 и 21,

0

Устройство работает следующим образом.

.Пучок излучения от лазера 1 фокусируется длиннофокусной линзой 2 на

5 исследуемой пленке 4. Сканирующее устройство 3 разворачивает пучок света, вследствие чего осуществляется сканирование пучком излучения поверхности пленки. Пучок излучения, прQ падая на дефект, рассеивается и дифрагирует. Линза 5 собирает излучение как рассеянное на дефекте, так и прошедшее через пленку без искажений. Основной пучок, прошедший без искажений, 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 рефрагирующёе 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 вkoд 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 записьгоает в память видеосигнал с бездефектных участков пленки перед каждым циклом измерения. Сигнал, записанный в памяти блока 13, поступает на второй вход аналого10

15

20

25

30

Устройство (фиг.2) содержит гел неоновый лазер- 1, пластинку Д/4 22 полупрозрачное зеркало 23, фотоприемник 24 опорного канала, фокусирующую линзу 2, сканирующее устройство 3, фотоприемники 6 дополнитель ного канала, собирающую линзу 5, но Фуко 7, цилиндрическую линзу 25, фо топриемник 8 основного канала, программируемый усилитель 9 основного канала, программируемый усилитель дополнительного канала, усилитель опорного канала, аналоговый суммат 11, блок 13 памяти, аналого-цифрово сумматор 12, компараторы 15, 16 и 17 напряжения, арифметико-логическо устройство 18 и знаковые игздикато- ры 19, 20 и 21.

Вход программируемого усилителя соединен с фотоприемником 8, вход программируемого усилителя 10 п од- 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 ч рез ключ 14 блока 13 памяти, выходом соединенного с вторым входом ан лого-цифрового сумматора 12. Выход сумматора 12 соединен с первым вхо дом каждого компаратора 15, 16 и 1

цифрового сумматора 12, где происхо- напряжения,к второму входу которых

0

5

0

5

0

Устройство (фиг.2) содержит гелий- неоновый лазер- 1, пластинку Д/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, фо-- топриемник 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 игздикато- ры 19, 20 и 21.

Вход программируемого усилителя 9 соединен с фотоприемником 8, вход программируемого усилителя 10 п од- ключен к фотоприемникам дополнительного канала, вход усилителя 26 подключен к фотоприемнику 24 опорного канала. Выходы первых двух усилителей 9, 10 подключены к входам аналогового 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

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,гелий- неоновый 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

дит вычитание из видеосигнала аналогового сумматора сигнала с бездефектного участка пленки. В результате на выходе аналого-цифрового сумматора получается сигнал, очищенный от сигналов ворсистых пылинок, фоновой засветки, особенностей поверхности пленки и поступающий на, вХоды компараторов 15, 16 и 17, задающих уровни напряжения для больших, средних и малых дефектов. Например, компаратор 15 пропускает только больщие дефекты, компаратор 16 - средние и больщие дефекты, компаратор 17 - малые и больщие. Сигнал с выхода компараторов поступает на вхо арифметико-логического устройства 18, где осуществляет-ся сортировка и цифровая обработка сигнала и с помощью знаковых индикаторов 19, 20, 21 высвечивается количество дефектов больших,средних и малых за время контроля пленки.

0

5

0

5

подсоединен выход усилителя 26 опорного канала. Выход каждого компаратора подключен к входам арифметико- логического устройства 18, выходы которого соединены с знаковыми индикаторами 19, 20 и 21.

На фиг.З показано расположение, например, четырех фотоприемников 6 дополнительного канала, установленных по периметру собирающей линзы 5. В центре линзы показана проекция 27 на линзу зоны сканирования луча на пленке.

Фотоцриемники 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 цилИ Ндрической линзы 25 оптический сигнал с каждой точки пленки 4 растянут в полоску, равную длине, фотодиода, что значительно

снижает влияние неравномерности фоточувствительности различных точек фотоприемника НА равномерность видеосигнала.

Полупрозрачное зеркало 23 разделяет пучок в пропорции 1:10, при этом одна .часть излучения проецируется на фотоприемник 24 опорного канала.Пластинка 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, вьтолненный на ОУ К553УД5, корректирует уровни срабатывания компараторов 15, 16 и 17. Эт коррекция связана с изменением интенсивности лазерного излучения в процессе работы, так как изменение интенсивности излучения ведет к изменению амплитуды сигнала от -дефекта 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 адресов К176ИЕ2, на двух регистрах сдвига К176ИР2, организующих режим записи и считывания информации с ОЗУ; 10-ти триггерах К176ТМ2, логических элементах К176ЛЕ5.

Аналого-цифровой сумматор 12 выполнен на цифроаналоговом преобразователе К576ПА1Б, пяти ОУ К544УД2Б и компараторе К544САЗ.Компараторы напряжения, задающие уровни с помощью потенциометров, характеризующих де- фекты большой, средней и малый, выполнены на микросхемах K52tOA3.

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

0

5

0

5

0

5

0

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

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

Формулаизобретения

Устройство для определения дефектов в прозрачных полимерных пленках, содержащее источник излучения и расположенные по ходу излучения фокусирующую линзу, сканирующее устройство и фотоприемник, а также N компа- раторов, соединенных с арифметиче- ско-логическим устройством, выход которого соединен с цифровыми индикаторами количества дефектов, о т л и- чающееся 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 дополни- тельньцс фотоприемников установлены по периметру собирающей линзы, при этом первьй фотоприемник соединен с первым программируемым усилителем, а дополнительные фотоприемники соединены со вторым программируемым усилителем, программируемых усилиг- 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 есо входом,выход ана- логово-цифрового сумматора соединен с входами N компараторов.