Устройство для визуализации электрических неоднородностей плоских объектов Советский патент 1990 года по МПК G03B41/00 

Изобретение относится к методам исследования или анализа материалов и изделий путем исследования характеристик газового разряда, в частности к устройствам для визуализации в поле токов высокой частоты.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет снижения фонового свечения разрядов в периферийных каналах.

Цель достигается за счет того, чтс неоднородность поля у края пластины компенсируется повышением пробивного напряжения и достигаются одинаковые условия зажигания разряда в центральных и периферийных микроканалах, т.е. устраняемся фоновое свечение по периметру пластины, что повышает качество визуализации поверхности объекта.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит оптический регистратор 1, расположенный над прозрачной обкладкой 2 конденсатора, на внутренней поверхности прозрачной обкладки 2 размещена непрозрачная ди- ,электрическая пластина 3 со сквозными микроканалами 4, заполненными инертным газом при пониженном давлении. Непрозрачная диэлектрическая пластина 3 с обеих сторон покрыта тонкой оптически прозрачной диэлектрической пленкой 5, герметизирующей микроканалы 4 (согласно одному из васд

ОЭ

со ю го

риантов выполнения пластины диэлектрическая пленка 5 может наноситься в несколько приемов, что и показано на чертеже). В качестве второй обкладки конденсатора используют плоский проводящий объект 6 с поверхностными неоднородностями 7.

Устройство работает следующим образом.

В процессе визуализации оптический регистратор 1 вместе с прозрачной обкладкой 2 конденсатора перемещают по исследуемой поверхности объекта 6, а на обкладку 2 конденсатора и объект 6 подают напряжение с генератора токов высокой частоты (не показан). При этом в микроканалах 4, попадающих на участки поверхности объекта 6 с неоднородностями 7, зажигается светящийся разряд, не распространяющийся на соседние микроканалы из-за непрозрачности материала диэлектрической пластины 3, что позволяет достичь высокой разрешающей способности устройства (/v диаметра микроканалов), а применение для заполнения микроканалов инертного газа при пониженном давлении (100 мм рт.ст.) позволяет снизить необходимую величину приложенного напряжения. Наличие краевой зоны (с повышенным, по сравнению с центром пластины 3, давлением инертного газа в микроканалах) по периметру диэлектрической пластины 3 устраняет свечение разрядов в периферийных микроканалах, обусловленное неоднородностью поля, вносимой краями прозрачной обкладки 2 конденсатора, так как и в неоднородном поле имеет место зависимость пробивного напряжения от давления (аналогичная закону Пашена в однородном поле), хотя ее конкретный вид (как и вольт-амперной характеристики1 разряда) определяется формой электродов (включая шероховатость) и поэтому ее гораздо легче определить экспериментально, чем рассчитать. Наибольшее давление газа в микроканалах должно быть выбрано так, чтобы напряжение пробоя газа в микроканалах было ниже напряжения зажигания разряда (коронного или скользящего) в воздухе у края диэлектрической пластины 3.

Устройство может быть реализовано, например, следующим образом.

Можно предложить разные варианты практической реализации.

Герметизируют всю поверхность ластины (диэлектрической пленкой 5)- при определенном (минимальнбм) давлении, помещают ее на бездефектную поверхность объекта, подносят сверху прозрачной электрод до касания поверхности пленки 5, подают напряжение и отмечают краевую зону с

фоновым свечением, затем снимают электрод и часть диэлектрической пленки 5 над краевой зоной, повышают давление инертного газа и вновь герметизируют краевую зону. Процесс

5 может быть повторен для более узкой краевой зоны.

Пластину 3 с микроканалами 4 и нанесенной с одной стороны диэлектрической пленкой 5 помещают на поверхQ ность объекта, выполненного в виде плоского прозрачного электрода (диэлектрическая пластина с прозрачным токопроводящим покрытием), с другой стороны к пластине подносят второй

5 прозрачный электрод, подают на электроды напряжение и подвергают пластину неоднородному по поверхности нагреву (например, лучом лазера) через прозрачный электрод; регулируя

Q (с помощью оптической системы) распределение интенсивности луча лазе- , ра, т.е. распределение температуры по поверхности пластины, получают необходимое распределение давления инертного газа в микроканалахj результат контролируют по распределению свечения через прозрачный электрод.

)

5

Применение предлагаемого устройства позволяет по сравнению с прототипом повысить качество визуализации за счет снижения фонового свечения в краевых микроканалах, а также повысить информативность получаемых изображений за счет выравнивания условий зажигания разряда в центральных и периферийных микроканалах .

Формула изобретения

Устройство для визуализации электрических неоднородностей плоских объектов, содержащее источник напря- жения, соединенный с разрядным конденсатором, одна обкладка которого выполнена прозрачной, диэлектрическую пластину со сквозными каналами,

515397226

помещенную между обкладками конден- кой пластине выполнена краевая зона,

расположенная по ее периметру с шириной не менее двух толщин пластины, давление инертного газа в микрокана г. лах которой возрастает по направлению

сатора, оптический регистратор, расположенный с внешней стороны прозрачной обкладки, отличающееся

тем, что, с целью повышения точности контроля за счет снижения фонового свечения разрядов в периферийных каналах, на диэлектрическ краю пластины, а напряжение пробоя в газе меньше, чем напряжение пробоя в воздухе.

к краю пластины, а напряжение пробоя в газе меньше, чем напряжение пробоя в воздухе.

Изобретение относится к методам исследования или анализа материалов и изделий путем исследования характеристик газового разряда и может быть использовано для неразрушающего контроля материалов и изделий. Применение устройства позволяет повысить точность оценки поверхности объекта. Устройство для визуализации электрических неоднородностей плоских объектов содержит источник напряжения, соединенный с его выводными клеммами разрядный конденсатор с прозрачной обкладкой и помещенной между поверхностью объекта и прозрачной обкладкой непрозрачной диэлектрической пластиной со сквозными микроканалами, заполненными инертным газом. Диэлектрическая пластина содержит краевую зону шириной не менее двух толщин пластины, причем давление инертного газа в микроканалах краевой зоны возрастает по направлению к краю пластины. 1 ил.

5

S

I

tob

w