LED式固態(tài)薄膜厚度在線測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、薄膜厚度的在線檢測(cè)對(duì)于薄膜生產(chǎn)企業(yè)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，因?yàn)楸∧さ暮穸仁潜ＷC薄膜質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。本文通過(guò)傳統(tǒng)測(cè)厚法的分析，結(jié)合紅外光譜分析技術(shù)，提出了一種新的測(cè)量薄膜厚度的方法：LED固態(tài)紅外薄膜厚度測(cè)量方法。本方法采用參比法的測(cè)量方式，固定光路的結(jié)構(gòu)，由兩路經(jīng)過(guò)調(diào)制后紅外光脈沖，同時(shí)照射薄膜的同一位置，透過(guò)薄膜后由紅外接收器接收，輸出和薄膜厚度相關(guān)的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路對(duì)得到的電壓信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理后，通過(guò)AD采樣，得到兩路信號(hào)

2、的變化，計(jì)算出薄膜的厚度。該方法的特點(diǎn)是：采用參比法的測(cè)量方式可以有效的消除環(huán)境、溫度等共模干擾；同時(shí)采用高速調(diào)制的紅外光源，克服了薄膜高速、連續(xù)化生產(chǎn)過(guò)程中厚度測(cè)量的相位差問(wèn)題，提高了測(cè)量精度和可靠性；再次，采用兩路固態(tài)LED單色光源，無(wú)調(diào)制盤，無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，增加了系統(tǒng)的可靠性。
　　本研究在提出的LED固態(tài)紅外薄膜厚度測(cè)量方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了薄膜厚度在線測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)分為兩部分：測(cè)量環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)采集處理環(huán)節(jié)。測(cè)量環(huán)節(jié)主要包括光源、

3、光源調(diào)制電路、紅外傳感器及傳感器穩(wěn)壓電路、前置放大器、濾波器；數(shù)據(jù)采集和處理主要由16位A/D轉(zhuǎn)換器AD976和DSP TMS320F2812完成。本文著重對(duì)測(cè)量環(huán)節(jié)的硬件電路的功能、原理及設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了探討，分析了關(guān)鍵器件LED發(fā)光管和紅外傳感器的特性，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路和穩(wěn)壓電路；由于LED發(fā)光管的功率較小，針對(duì)弱信號(hào)檢測(cè)，設(shè)計(jì)了前置放大器和濾波器。在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)了相應(yīng)的軟件，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的功能。最后分析了影響精度的系