SU1672200A1 - Current conductive coating thickness measuring device - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к средствам неразрушающего контрол , и может быть использовано в производстве микроэлектронных и электровакуумных приборов. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерени  в сторону уменьшени  толщин токопровод щих покрытий за счет повышени  чувствительности устройства к изменению магнитного сопротивлени  в зазоре вихретокового преобразовател . Устройство содержит ВЧ-генератор, блок обработки сигналов, трехобмоточный электромагнитный вихретоковый преобразователь с ферромагнитным сердечником, выполненным в виде двух ферритовых колец, соприкасающихс  друг с другом, имеющих по одной щелевой прорези, возбуждающа  обмотка которого подключена к выходу ВЧ-генератора, а две включенные встречно измерительные обмотки подключены к входу блока обработки сигналов, и снабжено конденсатором, подключенным параллельно входам возбуждающей обмотки. 1 ил.The invention relates to a measurement technique, namely to means of non-destructive testing, and can be used in the manufacture of microelectronic and vacuum devices. The aim of the invention is to extend the measurement range in the direction of reducing the thickness of the conductive coatings by increasing the sensitivity of the device to changes in the magnetic resistance in the gap of the eddy current transducer. The device contains an RF generator, a signal processing unit, a three-winding electromagnetic eddy current transducer with a ferromagnetic core, made in the form of two ferrite rings in contact with each other, each having a single slit slot, the exciting winding of which is connected to the output of the RF generator, and the two connected opposite The measuring windings are connected to the input of the signal processing unit, and provided with a capacitor connected in parallel with the inputs of the exciting winding. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к средствам неразрушающего контрол , и может быть использовано в производстве микроэлектронных и электровакуумных приборов, а также в машиностроении и металлообработке .The invention relates to a measuring technique, namely to means of non-destructive testing, and can be used in the production of microelectronic and vacuum devices, as well as in mechanical engineering and metalworking.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерени  в сторону уменьшени  толщин за счет повышени  чувствительности устройства к изменению магнитного сопротивлени  в зазоре вихре- токового преобразовател .The aim of the invention is to extend the measurement range in the direction of decreasing thicknesses by increasing the sensitivity of the device to changes in the magnetic resistance in the gap of the eddy current transducer.

На чертеже показана структурна  схема устройстваThe drawing shows a block diagram of the device

Устройство содержит ВЧ-генератор 1, блок 2 обработки CHI налов (БОС) и вихрето- ковыи преобразователь 3, включающий в себ  соприкасающиес  друг с другом по образующей первое 4 и второе 5 высокочастотные ферритовые кольца с щелевыми прорез ми 6 и 7, расположенными по радиусу на образующей симметрично по отношению к линии соприкосновени  колец 4 и 5 возбуждающую обмотку 8, вторично включенные первую 9 и вторую 10 измерительные обмотки, размещенные соответственно на первом 4 и втором 5 ферритовых кольцах, и конденсатор 11, включенный параллельно входам возбуждающей пбмотки 8, котора  подключена кThe device contains an RF generator 1, a CHI treating unit (BFB) processing unit 2, and a vortex converter 3, which include high-frequency ferrite rings in contact with each other along the radius of the first 4 and second 5 5. on the generatrix, symmetrically with respect to the line of contact between rings 4 and 5, the exciting winding 8, the first 9 and second 10 measuring windings for the second time, placed respectively on the first 4 and second 5 ferrite rings, and the capacitor 11, connected in parallel with the input am excitation pcbotki 8, which is connected to

О V,About V,

МM

N: с сN: s with

выходу ВЧ-генератора 1. а вход GUC 2 подключен к выходам первой 9 и второй 1и измерительных обмоток.the output of the RF generator 1. and the input of the GUC 2 is connected to the outputs of the first 9 and second 1 and measuring windings.

Устройство работает следующим зом.The device works as follows.

К возбуждающей обмотке Гз подводитс  питающее напр жение 1-50 В с частотой 1-15 МГц от ВЧ-генератора 1. В измерительных обмотках 9 и 10 наводитс  ЭДС. При отсутгтрии контролируемого образца и прорез х 5 и 7 выходное напр жение ранно нулю, так как измерительные обмотки 9 и 1U имеют одинаковые электротехнические параметры и рключены встречно. При размещении образца с провод щим покрытием о- прорези 7 в покрытии под действием ЭЛРКТ- ромпгчигного РОЛЯ навод тс  вихревые то ки, которые обусловливает иом-мкнш. магнитного согтитивлени  м.тнитной системы преобразовател . При этом ЭДС. наводима  в измерительной кзтушке 10, изменриг свое значение, и е :хсдноз напр жение приобретает значение, отличное or t улч обратно пропорциональное сопротив- л-- ию покрыти , а следовательно, пропорциональное его толщине.A supply voltage of 1-50 V with a frequency of 1-15 MHz is supplied to the exciting winding Gz from the RF generator 1. An EMF is induced in the measuring windings 9 and 10. In the absence of a controlled sample and slot x 5 and 7, the output voltage is wound to zero, since the measuring windings 9 and 1U have the same electrical parameters and are switched on counter. When the sample is placed with a conductive coating, the o-slot 7 in the coating under the action of the ELRKT-rompgigy ROL causes eddy currents that are caused by i-mc. magnetic coupling of the MT system of the converter. In this case, the emf. induced in measuring meter 10, changed its value, and e: xsdnos voltage takes on a value different from or t ulch inversely proportional to the resistance of the coating and, therefore, proportional to its thickness.

Частота сигнал ВЧ-генератора 1 должна бчть выбрана таким образом, чтобы поле проникало на глубину в 10-100 раз большую, че i толщина измер емого покрыти , что позвол ет г,читать амплитуду электромагнитного пол  внутри образца посто нной.The frequency of the RF generator 1 must be chosen so that the field penetrates to a depth of 10-100 times greater than the thickness of the coating being measured, which allows r to read the amplitude of the electromagnetic field inside the sample constant.

Дл  настройки входного контура (возбуждающа  обмотка 8 - ВЧ-генератор 1) на резонанс токов, обеспечивающего повышение чувствительности устройства, параллельно возбуждающей обмотке В подключен конденсатор 11, емкость которого и обеспечиа -ет резонанс. Дл  наилучшего согласовани  генератора с нагрузкой его выходное сопротивление должно быть соизмеримо со водным сопротивлением ЦРПИ возбуждающа  обмотка 8 - конденсатор 11 на рабочей частоте.To adjust the input circuit (exciting winding 8 - RF generator 1) to the resonance of the currents, which increases the sensitivity of the device, parallel to the exciting winding B, a capacitor 11 is connected, the capacitance of which provides resonance. In order to best match the generator with the load, its output impedance should be commensurate with the water resistance of the CRDI and the excitation winding 8 - capacitor 11 at the operating frequency.

Дл  увеличени  чувствительное и уст ройсюа его возбуждающую обмочу целесообразно выполн ть в виде одного п ти витков, что позвол ет расположить ее в месте соприкосновени  колец без увеличени  полей рассеивани ,In order to increase the sensitive and dry device, it is advisable to carry out the exciting curtain in one or five turns, which allows it to be positioned at the point of contact of the rings without increasing the dispersion fields,

Дл  получени  максимального уровн  ЭДС, наводимой в измерительных пбмотках f .p получени  максимального To obtain the maximum level of emf induced in the measuring currents f .p to obtain the maximum

сигнал.) измерительные обмотки иметь такое число витков, чтобы обеспечи- палс  резонанс на частоте ВЧ-генератора 1 на собственной межвитковой емкости обмоток 9 и 10.signal.) the measuring windings have such a number of turns so as to ensure the resonance at the frequency of the RF generator 1 on the own interturn capacitance of the windings 9 and 10.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  измерени  толщин токо- npi РОДЯЩИХ покрытий на диэлектрической подложке, содержащее ЧЧ-генератор, блокThe invention The device for measuring the thickness of the current-npi PLANTING coatings on a dielectric substrate, containing an HH-generator unit обработки сигналов итрехобмогочный электромагнитный вихретоковыи преобразопа- те/ib с ферритовым сердечником, возбуждающа  обмотка которого подключена к выходу ВЧ-генератора, з днеof signal processing, a tremble-type electromagnetic eddy current transducer / ib with a ferrite core, the exciting winding of which is connected to the output of the RF generator, at the bottom включенные встречно измерительные обмотки подключены к входу блока обработки сигналов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени  в сторону уменьшени  толщин покрытий , оно снабжено подключенным параллельно входам возбуждающей обмотки конденсатором, ферромагнитный сердечник выполнен в виде двух высокочастотных ферритовых колец, соприкасающихс  друг с другом по образующей и имеющ,А каждое по одной щелевой прорези , расположенной по радиусу на образующей симметрично по отношению к линии соприкосновени  колец, измерительные обмотки расположены на указанных ферритовых кольцах, а возбуждающа  об- могка выполнена авидеодного-плти от ков, намотанных на оба копьца в месте их соприкосновени .The connected measuring windings are connected to the input of the signal processing unit, characterized in that, in order to extend the measurement range in the direction of reducing the thickness of the coatings, it is provided with a capacitor connected in parallel to the inputs of the exciting winding, the ferromagnetic core is made in the form of two high-frequency ferrite rings in contact with each other along the generatrix and having, And each with one slit slot, located radially on the generatrix symmetrically with respect to the line of contact of the rings, measured ritelnye winding arranged on said ferrite rings, and exciting ob- mogka formed avideodnogo-plti from Cove wound koptsa both at the point of contact. TJTj