Способ контроля качества поверхности материалов

о п 1-о-:А-:н:и.в ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскиа Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 250479,Бюллетень %15Дата опубликования описания 280479 а 01 И 29/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) ЗаяВИтЕЛЬ Институт электроники АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВИзобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля поверхности материалов с помощью ультразвука.Известен способ контроля шероховатости поверхности изделий, заключающийся в том, что на контролируемую поверхность устанавливают с обеспечением акустического койтакта пьеэокерамический искатель, возбуждают его радиоимпульсами генератора с высокоомным выходом и определяют резонансную частоту искателя путем подстройки частоты радионмпульсов до получения максимального значения5 амплитуды их огибающей 11.Измеренное таким образом значение резонансной частоты искателя сравнивают с резонансной частотой при установке искателя поверхности с извест- ао ной шерОховатостью.Недостатком данного способа контроля качества поверхности является низкая точность контроля, особенно при высоком классе обработки поверхности, что характерно для полупроводниковых подложек больших интегральных схем. Это связано с тем, что контроль по известному способу осуществляют на сравнительно низких ЗО резонансных частотах пьезокерамических искателейНаиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсяспособ контроля качества поверхностного слоя материала, заключающийсяв том, что в материале возбуждаютповерхностно-продольные волны, фиксируют воздействие на них поверхностных дефектов, судят о дефектностиповерхностного слоя 2,Однако данный способ контролякачества поверхности применяетсялишь при наличии на контролируемойповерхности ограниченного количествадефектов. При значительном числе дефектов поверхности акустические импульсы многократно отражаются от каж-.дого из них, а также складываютсяпри одновременном воздействии наприемный электроакустический преобразователь,Цель изобретения - повышение точности контроля.Это достигается тем, что снимаютамплитудно-частотную характеристикуволн, прошедших через материал, и почастоте минимума первой производнойэтой характеристики судят о качествеповерхности . При снятии амплитудно658468 аз 2046/39 Тираж 1089 ПодписноеПатент,г.ужгород,ул.Проектная,4 ЙИИПИ Закилиал ППП частотной характеристики частоту варьируют в пределах, определяемых величиной предполагаемых максимальных размеров поверхностных дефектов.На Фиг. 1 представлена схема для реализации способа; на Фиг, 2 - зависимость амплитуды принимаемого5 сигнала от частоты; на Фиг. 3 - выходное напряжение с дифференцирующего устройства.Схема содержит пьезопластины 1 и 2, периодические системы 3,4 электродов, 0 генератор 5 высокой частоты, генератор б пилообразного напряжения, приемный блок 7, дифференцирующее уст- . ройство 8 и осциллограф 9. Позицией 10 обозначено контролируемое изделие. 15Способ заключается в следующем.На возбуждающие электроды подают переменное напряжение с выхода генератора 5, модулируемого с помощью ге нератора б пилообразного напряжения.Вследствие пьезоэлектрического эффекта в пьезопластине 1 возникает система периодических механических переменных напряжений . Благодаря акустическому контакту между пластинкой и поверхностью механические напряжения в пластинке возбуждают поверхностные акустические волны на поверхности. Выходной сигнал генератора пилообразного напряжения 6 используетсятакже для .развертки картины, получающейся на экране электронно-лучевойтрубки 9 по горизонтали, т,е. в направлении оси частот. Прием поверхностных волн осуществляется электроакустическим преобразователем, подключенным ко входу приемного блока 7,осуществляющего усиление и детектировани е си гн ела,Выходное напряжение блока 7 изменяется по закону, представленному нафиг. 2. Далее этот сигнал дифференциру ет с я в устройст ве 8, получен ный н а его выходе импульс напряжения дА/д 1, показанный на фиг.З,поступает на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки 9 для развертки луча в вертикальном направлении. Факим образом измеряют частоту минимума первой производной амплитудно- частотной характеристики. Данная частота позволяет судить о соответствующей ей длине волны, соизмеримой с максимальными размерами поверхностных дефектов. Чем выше данная частота, тем выше качество исследуемой поверхности.С целью повышения эффективности работы электроакустические преобразователи могут быть выполнены однонаправленными.Формула изобретения1. Способ контроля качества поверхности материалов, заключающийся в том, что в материале возбуждают поверхностные акустические волны и фиксируют воздействие на них поверхностных дефектов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, снимают амплитудно- частотную характеристику волн, прошедших через материал, и по частоте минимума первой производной этой характеристики судят о качестве поверхностии2. Способ по п. 2, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что при снятии амплитудно-частотной характеристики. частоту варьируют в пределах, определяемых величиной предполагаемых максимальных размеров поверхностных дефектов,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 418791, кл . С 01 М 29/04, 1972 .2 . Авторское свидетельство СССР Р 461348, кл. С 01 М 29/04, 1973.