Способ определения толщины слоев
Изобретение относится к радиационной технике. Способ заключается в просвечивании исследуемого объекта каким-либо видом радиационного излучения, определении интенсивности падающего на объект излучения и излучения, прошедшего через объект, при этом проводят вдоль одной прямой больше чем одно просвечивание излучениями разного вида, составляют систему уравнений относительно толщин слоев, решают систему уравнений, в результате находят толщину каждого слоя. Технический результат: расширение области применения.
Изобретение относится к области радиационной техники и может быть применено в различных разделах данной области.
На практике часто возникает необходимость определить линейные размеры какого-либо объекта. Это можно осуществить разными способами. В простейшем случае линейные размеры объекта можно определить, используя измерительную линейку. Недостатком указанного способа является то, что он применим к объектам простой формы [1]. Известен способ измерения толщины с использованием бета-излучения (патент 2011164 РФ от 15.04.1994), при котором регистрируется отраженное излучение. Из-за малой проникающей способности бета-излучения этот способ может быть применен только для измерения толщины однослойного покрытия. Способ не применим для исследования многослойных объектов из-за поглощения отраженного излучения первыми слоями. Известен способ определения толщины слоев многослойной полимерной пленки (патент США 4243882 от 06.06.81), при котором многослойная полимерная пленка многократно просвечивается инфракрасным излучением. Все длины волн при каждом просвечивании различны. Число просвечивании должно быть не меньше, чем число слоев. После проведения численного расчета находят толщину каждого слоя. Этот способ может быть применен только для исследования многослойных пленок при условии, что каждый слой прозрачен для инфракрасного излучения. Способ основан на подборе длин волн излучений таким образом, чтобы в одном случае излучение сильно ослаблялось первым слоем и слабо ослаблялось вторым. Реализация этого способа сложна для двухслойного образца и практически невозможна для многослойного образца, на что обращают внимание сами авторы (см. стр.2, п.50-55). Авторы поставили задачу обеспечить измерение толщин слоев многослойного объекта при условии, что слои имеют значительную толщину и не прозрачны для оптического и инфракрасного излучения. Эту задачу в настоящее время можно выполнить при просвечивании объекта различными видами радиационного излучения, например рентгеновским излучением, гамма-излучением и нейтронным излучением. В качестве прототипа был выбран способ определения толщины однородного однослойного объекта, основанный на просвечивании объекта узким пучком коллимированного радиационного излучения, в частности, рентгеновского или гамма-излучения [2]. Этот способ наиболее близок к заявленному по назначению и по совокупности существенных признаков. При реализации указанного метода для проведения просвечивании применяют рентгеновское излучение или гамма-излучение в силу того, что данные виды излучения обладают высокой проникающей способностью (для различных материалов слой десятичного ослабления для гамма-квантов, энергия которых равна 1 МэВ, колеблется в пределах от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров [3]). Измеряется интенсивность излучения, прошедшего через объект, интенсивность падающего излучения находится расчетным путем или в результате измерений. После проведения численного расчета определяется толщина слоя [2]. Методы регистрации рентгеновского излучения и гамма-излучения разработаны достаточно хорошо и они достаточно эффективны и надежны [4]. Недостатком данного метода является то, что он применим к определению толщины слоя в случае, когда исследуемый объект однороден. Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка прототипа и расширение области его применения на случай, когда исследуемый объект состоит из нескольких слоев различных материалов, коэффициенты линейных ослаблений излучения которых различны. Указанная цель достигается следующим образом. Вдоль одной прямой производят больше чем одно просвечивание радиационными излучениями разного вида, определяют интенсивность падающего на объект излучения и излучения, прошедшего через объект, составляют систему уравнений относительно толщин слоев, решают систему уравнений, в результате находят толщину каждого слоя. Если используются монохроматические источники излучения разных энергий, то число источников должно быть не меньше числа слоев исследуемого объекта. Если источники имеют спектр излучений, то их число можно уменьшить, регистрируя интенсивность каждой линии источника отдельно. Рассмотрим пример конкретного исполнения. При просвечивании объекта, состоящего из n слоев различных материалов, узким пучком монохроматического излучения интенсивность излучения, прошедшего через объект, определяется по формуле![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/594332.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/956.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8804.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8804.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/594333.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8805.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/594334.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/594335.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/59/594336.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/956.gif)
(i изменяются от 1 до N), значения находят из справочника [3]. Систему решают относительно l1, l2... ln, в результате находят толщину каждого слоя. Сопоставительный анализ показал, что заявляемое устройство не имеет идентичного в данной области техники. Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими решениями в данной области и в смежных областях позволяет заключить, что предложенный способ по совокупности признаков обладает новизной и обеспечивает решение задачи в рамках поставленной цели. Источники информации
1. БСЭ, т.14. - М.: Советская Энциклопедия, 1973, с.456. 2. Таточенко Л.К. Радиоактивные изотопы в приборостроении. - М.: изд-во Главного управления по использованию атомной энергии при Совете Министров СССР, 1960, с.226. 3. Машкович В. П. Справочник. Защита от ионизирующих излучений. - М.: Энергоатомиздат, 1982, с.87-98, 154-161. 4. Иванов В.И. Дозиметрия ионизирующих излучений. - М.: Атомиздат, 1964, с.88-100.
Формула изобретения
Похожие патенты:
Изобретение относится к оптической контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины остаточных пленок в окнах малых (~1 мкм) размеров, полученных любым способом в произвольной многослойной структуре на подложке с известными оптическими характеристиками Сущность изобретения заключается в измерении стандартным методом эллипсометрии эллипсометрических параметров в нулевом порядке дифракции для по крайней мере четырех рядом расположенных участков структуры со сформированными в ней окнами, имеющих различное соотношение площадей "исходная многослойная структура-окна", с последующим вычислением с их помощью толщины остаточной пленки в окнах по специальному алгоритму
Рентгеновский толщиномер // 2189008
Изобретение относится к области рентгеновской измерительной техники
Устройство для измерения толщины // 2184934
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к рентгеновским толщиномерам, и может быть использовано при измерении толщины из различных металлических листовых изделий, получаемых на прокатных станах, а также толщины бумаги, картонной и резиновых лент как в статике, так и динамике
Способ определения толщины слоя барьерного покрытия оболочки твэла из конструкционных материалов // 2181189
Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано для контроля толщины слоя циркония или его сплавов или для дефектоскопии материалов различных изделий
Рентгеновский измеритель толщины // 2179706
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины лент и полос из различных материалов как в статике, так и в динамике
Рентгеновский толщиномер // 2172930
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения толщины объектов
Рентгеновский измеритель толщины // 2159408
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля толщины лент, полотен и т.п
Способ измерения толщины стенок деталей // 2158900
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения толщины стенок, образованных криволинейными поверхностями (цилиндрическими, сферическими и др.) в деталях сложной несимметричной формы
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения толщины покрытий на подложках
Устройство для измерения твэл // 2154315
Изобретение относится к области неразрушающего контроля тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов, изготовленных в виде трехслойных труб различного профиля и предназначено для автоматического измерения координат активного слоя, разметки границ твэлов, измерения равномерности распределения активного материала по всей площади слоя в процессе изготовления
Изобретение относится к способам определения толщины неметаллических материалов и может быть использовано для определения толщины пленки нефтепродукта, разлитой на водной поверхности
Изобретение относится к дистанционным пассивным способам измерения толщины пленки нефтепродукта, включая и саму нефть, и может быть использовано для устранения неоднозначности при измерении толщины пленки в миллиметровом диапазоне длин волн
Рентгеновский толщиномер // 2210059
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к рентгеновским толщиномерам, и может быть использовано при измерении толщины металлических лент, полос на прокатном стане, а также толщины бумажной, картонной и резиновой лент как в статике, так и динамике
Изобретение относится к взрывным работам, точнее - к области изготовления детонирующих шнуров
Изобретение относится к рентгеновской измерительной технике
Рентгеновский измеритель толщины // 2215260
Изобретение относится к рентгеновской измерительной технике
Рентгеновский измеритель толщины // 2215991
Изобретение относится к рентгеновской измерительной технике
Изобретение относится к области поверочной контрольно-измерительной и инспекционной техники, в частности к средствам автоматизированной диагностики рентгеновских толщиномеров, и может быть использовано при контроле листового и фасонного проката в динамике
Рентгеновский измеритель параметров проката // 2221220
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к рентгеновскому методу измерения толщины проката и химического состава его материала, и может быть использовано при контроле листового, трубного и другого проката непосредственно на станах холодной и горячей прокатки в динамике
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве переносного измерителя толщины слоя нефти