Устройство для измерения толщины диэлектрических покрытий металлов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит источник 1 излучения, волноводно-лучевые переходы 2 и 3, уголковый СВЧ-переход 4, образованный двумя отрезками линии передачи и отражателем, в качестве которого используется исследуемое диэлектрическое покрытие 12 металла, СВЧ-детектор 5 излучения, селективный усилитель 6, экстрематор 7, блок 8 выборки и хранения напряжения, делитель 9 напряжения, индикатор 10 и блок 11 управления частотой. Точность измерения толщины диэлектрических покрытий металлов достигается за счет обеспечения учета неточности установки плоскости поляризации относительно плоскости падения для падающей СВЧ-волны. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК др G 01 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4267215/24-09 (22) 23.06.87 (46) 07.09.89. Бюл. 1 ЗЗ (71) Институт прикладной физики

АН БССР (72) С.А.Тиханович, В.А.Конев и Н.В.Любецкий (53) 621.317.39:531.7(088.8) (56) H3E. EblcI!I, учеб. заведений.

Радиоэлектроника, 1968, 11! 6, с. 643.

Приборы для неразрушающего контроля материалов и иэделий. Кн.1./под ред. В.В,Клюева; Изд. 2-е, 1986, с. 228. (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ METAJIJIOB (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения—

;„SU„„1506381 А 1 повышение точности измерения. Устройство содержит источник 1 излучения, волноводно-лучевые переходы 2 и 3, угопковый СВЧ-переход 4, образованный двумя отрезками линии передачи и отражателем, в качестве которого испольэу тся исследуемое диэлектрическое покрытие 12 ме"алла, СВЧ-детектор 5 излучения, селективный усилитель 6, экстрематор 7, блок 8 выборки и хранения, делитель 9 напряжения, гн!дикатор 10 и блок 11 i.! рав ния частотой. Точность изме,ения толщины диэлектрических покрытий металлов достигается за счет обеспечения учета неточности установки плоскости поляризации относительно плоскости падения для падающей СВЧ-волны. I ил °

1506387

Изобретение от((осится к 3(эмерите31ь3;Ой технике и может быть испо. -:. зав1и о « авиационной и радиотехнической прамьилле3шости для неразрушающег.э

5 кан Гpo!IH тОлщины диэлек рическнх покрытий металлов, например, лакокрасо 3нь(х покрытий металлическ((х изделий..

Цсль изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения толщины ди лсктрических покрытий металлов. 15

Устройство содержит источник 1 излучения, первый 2 и второй 3 волноводно-лучевые перехс3ды, уголковый

СБЧ-переход 4, образованный двумя отрезками линии передачи! СБ 1-детек- 20, тор 5 излучения, селективный усш(итель 6, экстрематор 7, блок 8 выборки и хранения напряжения, делитель

9 напряжений, индикатор 10 и блок

11 управления частотой.

Устройство работает следующим образом.

Линейно-поляр3 зованные амплитудно- модулированные СВЧ-колебания 30 переменной .астоты от источника 1 иолу Зенпй направо(33ются в первый полноводно-лучевой переход 2, в коJ

Top(м преîliрàзуктся в основной т(lï волны полого диэлектрического лучегода, пр33чем источник 1 излучения и вог1новодно-лучевой переход 2 уста !»«ли!313(отсг3 "аким образом, что плоскость псляризаци! СБЧ-волны составляет 45 с плоскостью падения, После 40 о волноваг.,но-лучевого перехода 2 СБЧволна напрапляе ся в СБЧ-переход 4, который уст;3навливаетея на иссл,(дуемое диэлектрическое покрытие 12 металла, Отраженная от диэлектр Зчсс- 45 кого покрытиг металла СБЧ-«олна, в общем случае эллиптической поляризации, поступ». т ва второй волноводна-лучевой переход 3, где преобразуется в основной тип волны металли50 ческаго волновода и дете <тируется

СВЧ-детектором 5. Второй волноводнолучевой переход 3 ro«3 pl!vs относитель., .о но плоскс3сти падения на угол — ч5 и обеспечивает прн! м составляюшей эллиптически поляризованной СВЧ-волны, интенсивность которой пропорциональна малой оси эллипс» по."яриэации. Прадетектирогзанный сигнал посту.

33»ет н» селективный усил(!тель 6, где ус;,; ив:н тся и подается одновременно

Н» E3õoJ. экстреь3;3тора 7 и блск» 8 выборки и гор»пени» напряжения, При изменении ч»стоты СВ31-колебаний изменяется величина прадpòåêTèðoванного сигнала и в соответствии с сигналами экстрематора 7 и блока 11 управления частотой, поступающими соответственно 3(а первый и второй входы блока 8 выборки и хранения напряжения, последняя выделяет и запоминает 3(аг(ряжения 3 соответству(ощие зг(ачени(о сигнала на фиксированной частоте f, и его ыинг(ыа3(ьному значе.3( нию за время изменения частоты. Укаванн(,3» сигналы поступают на входь3 делителя 9 н»пряжений, где асуп(ествляется их деление.

Резус(3..тиру(ощ(1й! сиги»л индицируется индикатором 10. Этот сигнал пропорционален отношени(о напряжений, соотс ветствующих эллиптичности отраженной

СВЧ-волны (tg() и отношению амплитуд

P- и $-кампо ент падающей СБЧ-волны (tg(t „ ). Справедливость этого Ут«ерждейи3. связана с тем, что поляризационные параметры отраженной СВЧ«олны, измеренные на частоте, соответствующей минимуму кросспогяризационной составляющ3ей отраженной СБЧE3oJ!!III, совпадают с попяризационными х»рактеристик»ми падающей СВЧ-волны.

Толщина д3(электрического покрытия металл» .Зависит от указанного отно3(ен3(я н I!!pE3JIEevEI!! следу(ощим образом:

% 1 COS((, tB 33

2li 11, 1-ll,/llz sill Г(3, tg((д

EJIe,3! — длина СВЧ-волны в свободном простр»нстве;

П, И П,, —,оИЭ!3ЕК1РИЧЕСЗСИЕ ПОСтаЯННЫЕ воздуха и диэлектрического покрытия металла соответстJ3 P I I! O

4, †-угол падения СВЧ-волны.

Таким образом, определяемая вел!чина с1 может быть либо вычислен» по измеренному отношению Щ/tg!(J„,,! в соответствии с выражением (1), либо определена по показаниям заранее откалиброван! ого индикатора.

Положительный эффект достигается за счет того, что в предлагаемом техническом решении измерено отношение tgII/tg((J ос,,соответственно реальному значению 18 „!, в общем случае отличному от 1. При опреде е1506387 нии величины d с помощью известного устройства измерение tgg/tg(1 „ невозможно, ввиду чего предполагалось

tg11«„„<=1. Учет неточности установки

В плоскости по «яриэации относительно плоскости падеч««я дг ..«п; да««««е«3 ГВЧволны позволяет повыс «ть точность измерения. передачи, введен экстрематор, вход которого соединен с выходом селективного усилителя, а вь«ход — с вторым входом блока выборки и хранения на« ряжений, третий вхоц которого соединен с вторым выходом блока управле. ния частот.

Состав««тель А.Ль«сов

Техред И.1оданич Коррек та р H . Борисов а

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 5431/47 Тираж 714 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕ11Т СССР

113035, москва, Ж-35, Рау«««ская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.,Óæãîðîä, ул. Гагарина,!О!

Ф о р и у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения тол«ц««ны диэлектрических покрытий металлов, содержащее блок управления частотой, первый выход которого соединен с источником излучения, выход которого соединен с перным волноводно-лу евым переходом, вто ой волноводно-лученои переход, оси симметрии которых пе->есекаются под углом 90, при этом плоскость поляризации н первом волно— водно-лучевом переходе составляет о угол 45 с плоскостью падения, а плоскость поляризации во втором волноводно-лучевом переходе состаьляет о угол-45 с т«лоскостью падения, причем оба волноводно-лучевых перехода связаны оптически друг с другом посредством исследуемого диэлектрического покрытия металла, при этом выход 3О второго волноводно-лучевого перехода соединен последовательно с СВЧ-детектором и селект««внь«м усилителем, выход которого соединен с первым входом блока выборки и хранения напряжения, вь«хо,ль« которого соединены с первым и вторым входами делителя напряжений, выход которого соед.гиен с входом индикатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с .:елью повьпдения точности измерения, дополнительно введен уголковый переход, входь« которого соединень« соосно с первым и вторым волноводно-лучевым«« переходами соответственно, уголковый переход образован двумя отрезками линии передачи, входы которых являются входами уголкового перехода, и отражателем, качестве которого испсль"-.óeòñÿ исследуемсе диэлектрическое покры-« тие металла, установленное под углом

45 к осям симметрии отрезкон линии