Устройство для измерения толщин токопроводящих покрытий Советский патент 1991 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам неразрушающего контроля, и может быть использовано в производстве микроэлектронных и электровакуумных приборов, а также в машиностроении и металлообработке.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения в сторону уменьшения толщин за счет повышения чувствительности устройства к изменению магнитного сопротивления в зазоре вихре- токового преобразователя.

На чертеже показана структурная схема устройства

Устройство содержит ВЧ-генератор 1, блок 2 обработки CHI налов (БОС) и вихрето- ковыи преобразователь 3, включающий в себя соприкасающиеся друг с другом по образующей первое 4 и второе 5 высокочастотные ферритовые кольца с щелевыми прорезями 6 и 7, расположенными по радиусу на образующей симметрично по отношению к линии соприкосновения колец 4 и 5 возбуждающую обмотку 8, вторично включенные первую 9 и вторую 10 измерительные обмотки, размещенные соответственно на первом 4 и втором 5 ферритовых кольцах, и конденсатор 11, включенный параллельно входам возбуждающей пбмотки 8, которая подключена к

О V,

М

N: с с

выходу ВЧ-генератора 1. а вход GUC 2 подключен к выходам первой 9 и второй 1и измерительных обмоток.

Устройство работает следующим зом.

К возбуждающей обмотке Гз подводится питающее напряжение 1-50 В с частотой 1-15 МГц от ВЧ-генератора 1. В измерительных обмотках 9 и 10 наводится ЭДС. При отсутгтрии контролируемого образца и прорезях 5 и 7 выходное напряжение ранно нулю, так как измерительные обмотки 9 и 1U имеют одинаковые электротехнические параметры и рключены встречно. При размещении образца с проводящим покрытием о- прорези 7 в покрытии под действием ЭЛРКТ- ромпгчигного РОЛЯ наводятся вихревые то ки, которые обусловливает иом-мкнш. магнитного согтитивления м.тнитной системы преобразователя. При этом ЭДС. наводимая в измерительной кзтушке 10, изменриг свое значение, и е :хсдноз напряжение приобретает значение, отличное or t улч обратно пропорциональное сопротив- л-- ию покрытия, а следовательно, пропорциональное его толщине.

Частота сигнал ВЧ-генератора 1 должна бчть выбрана таким образом, чтобы поле проникало на глубину в 10-100 раз большую, че i толщина измеряемого покрытия, что позволяет г,читать амплитуду электромагнитного поля внутри образца постоянной.

Для настройки входного контура (возбуждающая обмотка 8 - ВЧ-генератор 1) на резонанс токов, обеспечивающего повышение чувствительности устройства, параллельно возбуждающей обмотке В подключен конденсатор 11, емкость которого и обеспечиа -ет резонанс. Для наилучшего согласования генератора с нагрузкой его выходное сопротивление должно быть соизмеримо со водным сопротивлением ЦРПИ возбуждающая обмотка 8 - конденсатор 11 на рабочей частоте.

Для увеличения чувствительное и уст ройсюа его возбуждающую обмочу целесообразно выполнять в виде одного пяти витков, что позволяет расположить ее в месте соприкосновения колец без увеличения полей рассеивания,

Для получения максимального уровня ЭДС, наводимой в измерительных пбмотках f .p получения максимального

сигнал.) измерительные обмотки иметь такое число витков, чтобы обеспечи- пался резонанс на частоте ВЧ-генератора 1 на собственной межвитковой емкости обмоток 9 и 10.

Формула изобретения Устройство для измерения толщин токо- npi РОДЯЩИХ покрытий на диэлектрической подложке, содержащее ЧЧ-генератор, блок

обработки сигналов итрехобмогочный электромагнитный вихретоковыи преобразопа- те/ib с ферритовым сердечником, возбуждающая обмотка которого подключена к выходу ВЧ-генератора, з дне

включенные встречно измерительные обмотки подключены к входу блока обработки сигналов, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения в сторону уменьшения толщин покрытий, оно снабжено подключенным параллельно входам возбуждающей обмотки конденсатором, ферромагнитный сердечник выполнен в виде двух высокочастотных ферритовых колец, соприкасающихся друг с другом по образующей и имеющ,А каждое по одной щелевой прорези, расположенной по радиусу на образующей симметрично по отношению к линии соприкосновения колец, измерительные обмотки расположены на указанных ферритовых кольцах, а возбуждающая об- могка выполнена авидеодного-плти от ков, намотанных на оба копьца в месте их соприкосновения.

TJ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам неразрушающего контроля, и может быть использовано в производстве микроэлектронных и электровакуумных приборов. Целью изобретения является расширение диапазона измерения в сторону уменьшения толщин токопроводящих покрытий за счет повышения чувствительности устройства к изменению магнитного сопротивления в зазоре вихретокового преобразователя. Устройство содержит ВЧ-генератор, блок обработки сигналов, трехобмоточный электромагнитный вихретоковый преобразователь с ферромагнитным сердечником, выполненным в виде двух ферритовых колец, соприкасающихся друг с другом, имеющих по одной щелевой прорези, возбуждающая обмотка которого подключена к выходу ВЧ-генератора, а две включенные встречно измерительные обмотки подключены к входу блока обработки сигналов, и снабжено конденсатором, подключенным параллельно входам возбуждающей обмотки. 1 ил.