Спосіб об’ємного контролю матеріалів, прозорих в інфрачервоному (іч) діапазоні випромінювання

Спосіб контролю якості матеріалів, прозорих в ІЧ діапазоні випромінювання, що включає реєстрацію температурного поля зразка за допомогою тепловізійної системи, який відрізняється тим, що зразок додатково опромінюють ультразвуковими коливаннями від УЗ товщиноміра, а реєстрацію температурного поля здійснюють після ІЧ опромінювання через тест-систему, яка виконана у вигляді ґратки з плівкового матеріалу, що відбиває ІЧ випромінювання, яка нанесена на підкладку з матеріалу, що пропускає ІЧ випромінювання, при цьому спочатку отримують зображення від еталонного зразка, а потім - від зразка, що контролюється, потім отримані зображення та показники товщиноміра порівнюють. Запропонована корисна модель належить до засобів неруйнівного контролю і може бути використана на підприємствах електронної та оптоелектронної промисловості для контролю якості оптичних матеріалів, прозорих в інфрачервоному спектрі. Матеріали, прозорі в ІЧ діапазоні, при їх виготовленні можуть мати дефекти у вигляді бульбашок, границь зерен між кристалами, кристали з різною орієнтацією. Ці дефекти безпосередньо впливають на якість цих матеріалів, а виготовлені з них оптичні елементи інфрачервоної техніки будуть вносити похибки в отримане ІЧ зображення. Існуючі методи оптичного контролю та відомі пристрої для їх реалізації дозволяють контролювати якість зразків без їх руйнування [1-3]. Вимірювана величина сигналу фотодетектора цих пристроїв дозволяє отримати інформацію стану досконалості кристалічної структури та наявності і розподілу домішок. Загальним недоліком відомих аналогів є те, що можливо оцінити кристал лише за одним параметром (або якість структури, або наявність та розподіл домішок). Найбільш близьким технічним рішенням є винахід [4], в якому реєстрацію температурного поля здійснюють після ІЧ опромінювання через тест систему, яка виконана у вигляді ґратки з плівкового матеріалу, що відбиває ІЧ випромінювання з кількістю пар ліній 0,5-5 на мм, яка нанесена на підложку з матеріалу, що пропускає ІЧ випромінювання, спочатку тільки через об'єктив системи і визначають величину розподільної здатності тепловізійної системи, а потім між тест-системою та об'єктивом вводять зразок, що контролюється, реєструють температурне поле і знову визначають величину розподільної здатності і по різниці між цими величинами оцінюють якість зразка. Недоліком найближчого аналога є те, що місце знаходження дефекту для масивних зразків не повністю визначене, через те, що немає координат по товщині зразка. Задачею запропонованої корисної моделі є реалізація процесу контролю зразків з визначенням місця знаходження дефектів по товщині зразка. Поставлена задача досягається тим, що розроблено спосіб контролю якості матеріалів, прозорих в ІЧ діапазоні випромінювання, який включає реєстрацію температурного поля зразка з допомогою тепловізійної системи, згідно корисної моделі, зразок додатково опромінюється ультразвуковими коливаннями від УЗ товщиноміра, а реєстрацію температурного поля здійснюють після ІЧ опромі (19) UA (11) 49480 (13) U (21) u200912693 (22) 07.12.2009 (24) 26.04.2010 (46) 26.04.2010, Бюл.№ 8, 2010 р. (72) ВЕНГЕР ЄВГЕН ФЕДОРОВИЧ, КАЧУР НАТАЛІЯ ВОЛОДИМИРІВНА, КІНДРАСЬ ОЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ, ЛОКШИН МИХАЙЛО МАРКОВИЧ, МАСЛОВ ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, ПЕКАР ГРИГОРІЙ СОЛОМОНОВИЧ, СИНГАЇВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ФЕДОРОВИЧ (73) ВЕНГЕР ЄВГЕН ФЕДОРОВИЧ, КАЧУР НАТАЛІЯ ВОЛОДИМИРІВНА, КІНДРАСЬ ОЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ, ЛОКШИН МИХАЙЛО МАРКОВИЧ, МАСЛОВ ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, ПЕКАР ГРИГОРІЙ СОЛОМОНОВИЧ, СИНГАЇВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ФЕДОРОВИЧ 3 нювання через тест-систему, яка виконана у вигляді ґратки з плівкового матеріалу, що відбиває ІЧ випромінювання, яка нанесена на підложку з матеріалу, що пропускає ІЧ випромінювання. Спочатку отримується зображення від еталонного зразка, а потім від зразка, що контролюється. Отримані зображення та показники товщиноміра порівнюються. Позитивний ефект запропонованої корисної моделі пояснюється тим, що спосіб має: - можливість визначення місця знаходження дефекту по товщині зразка. - завдяки поглинанню енергії ультразвукових коливань дефектами структури, вони нагріваються і стають більш контрастними на тепловізійному зображенні. Схема пристрою для реалізації способу приведена на фігурі. Спосіб реалізується таким чином. На фігурі наведено схему реалізації способу. ІЧ випромінювання від джерела (1) проходить через прозорі віконця між плівковими лініями ґратки (2) та об'єкт (3) та реєструється тепловізійною системою (4). Додатково перпендикулярно до ІЧ випромінювання зразок опромінюється ультразвуковими коливаннями від УЗ товщиноміра (5) через чутливий датчик (6). Спочатку отримується зображення від еталонного зразка, а потім від зразка, що контролюється. Отримані зображення та показники товщиноміра порівнюються. Переміщуючи датчик товщиноміра (6) вздовж зразка отримуємо місце знаходження дефекту по координаті z, а ультразвукове випромінювання дозволяє підвищити контрастність зображення дефекту на тепловізорі. Новизна запропонованої корисної моделі полягає в тому, що він містить в собі нові прийоми і 49480 4 операції контролю прозорих в ІЧ діапазоні матеріалів. Приклад реалізації Для реалізації запропонованої технічного рішення було виготовлено тест-об'єкт на пластинці кварцу, на яку у вакуумі напилено алюміній, а потім використали фотолітографію для отримання малюнка ґратки. Контроль якості проводили на зразках кристалів штучного корунду у вигляді призматичних пластин з полірованими сторонами товщиною 50мм. Джерелом 14 освітлення була скляна пластина 100×200мм2 з напиленим в вакуумі шаром легованого SnO2 через яку пропускали електричний струм а також джерело інфрачервоного світла (лампа розжарювання з скляним балоном червоного кольору). Для реєстрації тепловізійного зображення ґратки було використано експериментальний тепловізор з германієвим об'єктивом. В якості джерела ультразвукового випромінювання взято прилад фірми ULTRACON. Точність визначення координати z 1мм. Література. 1. В.П. Маслов, Т.С. Мельник, В.А. Одарич, Эллипсометрический способ контроля качества полирования деталей, а.с. СРСР 1366878 від 15.01.88 бюл. №2. 2. Е.В. Берников, С.С. Гапонов, В.И. Туринов, Способ ИК-дефектоскопии, российский патент №92007717 опуб. 27.02.1995. 3. В.Г. Костишин, Л.М. Летюк, О.Е. Бугакова, Е.А. Ладыгин, A.M. Мусалитин, Оптический способ контроля кристаллов со структурой граната, российский патент №2093922 опуб. 20.10.1997. 4. Є.Ф. Венгер, М.М. Локшин, I.Л. Марічева, В.П. Маслов, Н.В. Качур, А.Б. Ляпіна Спосіб контролю матеріалів, прозорих в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні випромінювання, патент України на корисну модель №38990 від 26.01.2009р. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 49480 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601