I
Изобретение относится к радиационной пирометрии и может быть использовано для измерения распределения температуры по поверхности, например полупроводниковых изделий.
Известен резистор теплового потока, содержащий теплопоглощающий элемент и два теплоприемника, причем упомянутый злемент выполнен в виде пластины из материёьпа, который деформируется относительно первоначального состояния, сохраняет деформируемое состояние в определенном диапазоне температур и возвращается в первоначальное состояние при определенном изменении температуры IJ .
Недостатком этого резистора является невысокая точность измерения, обусловленная низкой разрешающей способностью теплопоглошающего элемента.
Известно устройство, реализующее способ измерения распределения температур рассеиваемых источником тепла, которое материализует пространство, окружающее источник тепла, путем введения теплопоглощающего элемента, например сетки, изготовленной из материала с большой теплопроводимостью и осуществления пелетермографии в
инфракрасной области спектра по всей поверхности сетки 2.
Недостатком данного устройства является невысокая точность измерений,
5 обусловленная дискретностью анешиэа поля температур поглощающим элементом/ выполненным в виде сетки.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения распределения температуры поверхности, содержащее оптическую систему, которая собирает инфракрасное излучение и направляет его на термоупругий элемент, например
tS слой жидкости, помещенной в кювету, деформируемой в зависимости от интенсивности этого излучения, а так же блок регистрации тепловой деформации .
20 Существенным недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная влиянием внешних воздействий (ударная вибрация, акустические волны) на распределение
25 поля поверхностных смещений термоупругого элемента, кроме того на точность измерения влияет разрешающая способнЬ ть по температуре, обусловленная текучими свойствами термоуп30 ругого элемента. Цель изобретения - повьаиение точности измерения распределения температуры поверхности за счет увеличения разрешающей способности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве измерения температуры поверхности, содержащем оптическую систему, термоупругий элемент, чувствительный к инфракрасному излучению и блок регистрации поля тепловой деформации, упомянутый термоупругий элемен Выполнен из сегнетоэлектрического материала с мелкодоменной структурой и помещен в термокамеру. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство для измерения распределения температуры поверхности содержи оптическую систему 1, термоупругий элемент 2, помещенный в термокамеру 3, блок 4 регистрации поля тепловой Деформации, в который входит источник 5 монохроматического света, поворотноа зеркало б, светоделитель 7, опорное зеркало 8, линза 9, голограмма 10 термоупругого элемента, поворотное зеркало 11 и линза 12. Рассмотрим основные функции, выпол няемые каждым из структурных элементов устройства. Оптическая система 1 представляет собой линзу, п)оэрачную для инфракрас ного излучения. Она собирает это излу чение от поверхности объекта. Термоупругий элемент 2 установлен в фокусе системы 1 и представляет собой тонкую, порядка 1 мм, сегнетоэлек трическую пластину с мелкодоменной структурой. Домены имеют размер поряд ка десятых долей мм и обладают большой подвижностью друг относительно друга. Термокамера 3 позволяет поддерживать стабильной температуру, равную .температуре РСюри (температура фазово го перехода сегнетоэлектрика), в которой подвижность доменов максимальна. Блок 4 регистрации поля тепловой деформации представляет собой оптическую систему, образованную измерительным и опорным каналами. Измерительный канал образован последовател но установленными и оптически связан ными источником 5, поворотным зеркалом б, светоделителем 7, поворотным зеркалом 11, линзой 12, термоупругим элементом 2, от которого отраженный свет попадает на регистрирующий элемент, который представляет собой голограмму 10 термоупругого элемента 2. Опорный канал образован последова тельно установленными и оптически связанными источником 5, поворотным зеркалом б, светоделителем 7, опорным зеркалом 8, от которого oтpaжeн ный свет попадает на голограмму 10. Работает предлагаемое устройство следующим образом. Перед измерением термокамерой 3 оздают температуру фазового перехоа для данного типа сегнетоэлектриеского материала, из которого выполнен- термоупругий элемент. В течение всего измерения температура в термокамере 3 поддерживается постоянной, что позволяет обеспечить максимально Возможные значения.подвижности доменов и коэффициента теплового расшиения. Оптическая система 1 формирует тепловое изображение объекта, которое накладывается на термоупругий элемент 2. Распределенное тепловое поле изображения вызывает пропорциональное температуре распределение поля тепловой деформации элемента 2, которое визуализируется блоком 4 регистрации следующим образом. Деформация элемента 2 вызывает изменение отраженной им фазы световой волны, относительно фазы этой волны, отраженной от недеформированного термоупругого элемента 2. Это приводит к появлению интерференционных полос на голографическом изображении термоупругого элемента 2, восстанавливаемого голограммой 10, по которым судят о распределении поля тепловш деформаций, которое пропорционально распределению поля теьшератур. При этом количественная величина тепловой деформации в любой точка температу ного элемента 2 определяется числом интерференционных полос, исходящих иэ этой точки. Так как цена деления интерференционных полос составляет 0,2-0,3 мк, это обеспечивает высокую чувствительность измерения тепловой деформации термоупругого элемента 2, что повышает точность измерения температуры поверхности объекта. Формула изобретения Устройство .для измерения распределения температуры поверхности, содержащее последовательно установленные оптическую систему, термоупругий эле ч. мент, чувствительный к инфракрасному излучению и блок регистрации поля тепловой деформации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет увеличения разрешающей способности, устройство снабжено термокамерой, в которой установлен термоупругий элемент, выпол-: ненный из сегнетоэлектрического материала с мелкодоменной структурой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент СЗИА 3905228, кл. G 01 К 17/00, 1976. 2.Заявка Франции № 2354546, кл. G 01 К 11/00, 1977. 3.Заявка Франции № 2081937, .кл. G 01J 5/00, 1972 (прототип).
