Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для одновременного контроля в ходе технологического процесса двух параметров диэлектрических пленок на металлическом основании. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых величин. Способ контроля толщины и диэлектрической проницаемости диэлектрика включает одновременное облучение исследуемого диэлектрика на металлическом основании излучением в СВЧ и ВЧ диапазонах, причем частоту ВЧ излучения выбирают из условия, что толщина схемы-слоя меньше толщины металлического основания, измерение изменений величин продетектированных сигналов на ВЧ и СВЧ в отсутствии диэлектрика на металлическом основании и в его присутствии и определение толщины и диэлектрической проницаемости по измеренным величинам по расчетным соотношениям. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2012871
Класс(ы) патента: G01N22/00
Номер заявки: 4723041/09
Дата подачи заявки: 20.07.1989
Дата публикации: 15.05.1994
Заявитель(и): Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры; Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете им.Н.Г.Чернышевского
Автор(ы): Авдеев А.А.; Коротин Б.Н.; Писарев В.В.; Тупикин В.Д.; Усанов Д.А.
Патентообладатель(и): Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры; Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете им.Н.Г.Чернышевского
Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, для одновременного контроля в ходе технологического процесса двух параметров толщины и диэлектрической проницаемости, диэлектрических пленок, наносимых на металлическое основание.
Цель изобретения - обеспечение одновременного контроля толщины и величины диэлектрической проницаемости в широком диапазоне измеряемых значений.
На чертеже приведена конструкция устройства, реализующего способ контроля параметров диэлектрика на металлическом основании.
Устройство содержит корпус 1 измерительного датчика, диод 2 Ганна; детекторный СВЧ-диод 3, катушку 4 индуктивности ВЧ-генератора, настроечный поршень 5, фторопластовую заглушку 6.
Способ осуществляется следующим образом.
Измерительный датчик представляет собой волноводный СВЧ-генератор, собранный по схеме автодинного детектора. Поверх волновода вблизи переднего фланца расположена катушка индуктивности ВЧ-генератора, при этом ВЧ-генератор становится нечувствительный к толщине металлического основания.
Толщину и диэлектрическую проницаемость определяют из соотношений
d= bкΔUк1 /1/
ε = abк·ΔUUi2 /2/ где d - толщина исследуемого диэлектрика,
ε - диэлектрическая проницаемость исследуемого диэлектрика,
n - степень используемого полинома,
aij - коэффициенты полиномов, описывающих калибровочную совокупность значения диэлектрической проницаемости, как функции продетектирования сигнала и толщины,
bк - коэффициенты полинома, описывающего калибровочную зависимость величины продетектированного сигнала от толщины,
ΔU1 - изменение величины продетектированного сигнала на ВЧ,
ΔU2 - изменение величины продетектированного сигнала на СВЧ.
Перед началом измерения производится калибровка измерительного датчика, заключающаяся в определении коэффициентов aij и bк.
Для определения коэффициентов bк берется комплект из не менее n-образцов, /n - показатель степени используемого полинома, т. е. чтобы найти bк/ где к= 1 ÷ n/, необходимо решить систему уравнения, в которой количество уравнений должно быть не менее количества неизвестных/. В данном случае n выбирается равной 5, количество образцов равно 7. Образцы должны быть с известной заранее толщиной и равные по толщине.
Измерительный датчик устанавливается на металлическое основание, фиксируется величина продетектированного сигнала на ВЧ, затем на металлическое основание кладется первый калиброванный образец, на образец устанавливается измерительный датчик, вновь фиксируется величина продетектированного сигнала на ВЧ, вычисляется Δ U1, записывается уравнение
d1= bкΔUк1
Также проводятся измерения по всем остальным образцам и заполняется система уравнений
dq= bкΔUк1q, q= 1, . . . 7 /3/
Методом наименьших квадратов вычисляются коэффициенты bк.
Для определения коэффициентов aij сначала определяют коэффициенты Ci μ системы
εζμ= CΔUi2ζμ /4/
где n= 5; ζ = 7; μ = 7.
Для определения необходимо семь комплектов по семь образцов в каждом.
В каждом отдельном комплекте толщина образцов постоянная, а диэлектрическая проницаемость разная. В каждом комплекте одинаковый набор по ε , т. е.
ε11 = ε12 = ε13 = ε14 = ε15 = ε16 = ε17 ε21 = ε22 = ε23 = ε24 = ε25 = ε26 = ε27 и т. д.
/ ζ - порядковый номер образца в комплекте, μ - порядковый номер комплекта/.
Между собой комплекты различаются по толщине образцов. Системы /4/ заполняются так же, как и системы /3/, после чего методом наименьших квадратов вычисляются коэффициенты C . После этого из коэффициентов C и известных d /при μ= const d равны между собой, т. е. d - толщины образцов в комплектах/ заполняется система
C= aijdji<μ> /5/
Коэффициенты aij также находятся методом наименьших квадратов.
После определения bк и aij калибровка измерительного датчика закончена и можно начинать измерение исследуемых образцов. Для этого определяют режимы работы по постоянному току на СВЧ и ВЧ присутствие и в отсутствие исследуемого образца, определяют изменения ΔU1 и Δ U2и по соотношениям 1 и 2 находят толщину и диэлектрическую проницаемость исследуемого образца.
В качестве примера по калибровочным образцам с ε = 1-14 и d= 0,001-10 мм были определены bк и aij.
Используя коэффициенты bк и aij для образца с толщиной 1 мм и диэлектрической проницаемостью 9, получены результаты: d= 0,99 мм, ε = 9,02.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет проводить измерения в более широком диапазоне непосредственно в технологическом процессе. (56) Конев В. А. , Михнев В. А. Двухпараметровый контроль листовых материалов диэлектрическими волновыми датчиками. "Дефектоскопия", 1989 , N 1, с. 51-56.
Авторское свидетельство СССР N 1831121, кл. G 01 N 22/00, 1988.
Формула изобретения: СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ, включающий облучение исследуемого образца излучением СВЧ и ВЧ и измерение величин продетектированных сигналов, отраженных от образца, отличающийся тем, что, с целью обеспечения одновременного контроля толщины и величины диэлектрической проницаемости в широком диапазоне измеряемых значений, облучение в СВЧ- и ВЧ-диапазонах осуществляют одновременно, причем частоту ВЧ-излучения выбирают из условия обеспечения величины скин-слоя, меньшей толщины металлического основания, дополнительно измеряют величины продетектированных сигналов в отсутствии диэлектрика и в его присутствии определяют толщину и диэлектрическую проницаемость по соотношениям
d= bкΔUк1;
ε = abк·ΔUUi2,
где n - степень используемого полинома;
aij - коэффициенты полиномов, описывающих калибровочную совокупность значений диэлектрической проницаемости, как функции продетектированного сигнала и толщины;
bк - коэффициент полинома, описывающего калибровочную зависимость величины продетектированного сигнала от толщины;
ΔU1 , ΔU2 - изменения величин продетектированных сигналов соответственно в ВЧ- и СВЧ-диапазонах.