СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ


RU (11) 2012871 (13) C1

(51) 5 G01N22/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1994.05.15 
(21) Регистрационный номер заявки: 4723041/09 
(22) Дата подачи заявки: 1989.07.20 
(45) Опубликовано: 1994.05.15 
(71) Имя заявителя: Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры; Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете им.Н.Г.Чернышевского 
(72) Имя изобретателя: Авдеев А.А.; Коротин Б.Н.; Писарев В.В.; Тупикин В.Д.; Усанов Д.А. 
(73) Имя патентообладателя: Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры; Научно-исследовательский институт механики и физики при Саратовском государственном университете им.Н.Г.Чернышевского 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЭЛЕКТРИКА НА МЕТАЛЛИЧЕСКОМ ОСНОВАНИИ 

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. 


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= bкUк1 /1/

= abкUUi2 /2/ где d - толщина исследуемого диэлектрика,

- 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,

U1 - изменение величины продетектированного сигнала на ВЧ,

U2 - 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 U1, записывается уравнение

d1= bкUк1

Также проводятся измерения по всем остальным образцам и заполняется система уравнений

dq= bкUк1q, q= 1, . . . 7 /3/

Методом наименьших квадратов вычисляются коэффициенты bк.

Для определения коэффициентов aij сначала определяют коэффициенты Ci системы

= CiUi2 /4/

где n= 5; = 7; = 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 , т. е.

11 = 12 = 13 = 14 = 15 = 16 = 17 21 = 22 = 23 = 24 = 25 = 26 = 27 и т. д.

/ - порядковый номер образца в комплекте, - 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 Ci . После этого из коэффициентов Ci и известных di /при = const di равны между собой, т. е. di - толщины образцов в комплектах/ заполняется система

Ci= aijdji<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/956.gif" ALIGN=TOP> /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 U1 и U2и по соотношениям 1 и 2 находят толщину и диэлектрическую проницаемость исследуемого образца.

В качестве примера по калибровочным образцам с = 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, = 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= bкUк1;

= abкUUi2,

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;

U1 , U2 - изменения величин продетектированных сигналов соответственно в ВЧ- и СВЧ-диапазонах.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru