LED式固態(tài)薄膜厚度在線測量系統(tǒng)研究.pdf

1、薄膜厚度的在線檢測對于薄膜生產(chǎn)企業(yè)是一個亟待解決的問題，因為薄膜的厚度是保證薄膜質(zhì)量的一個重要指標。本文通過傳統(tǒng)測厚法的分析，結(jié)合紅外光譜分析技術，提出了一種新的測量薄膜厚度的方法：LED固態(tài)紅外薄膜厚度測量方法。本方法采用參比法的測量方式，固定光路的結(jié)構(gòu)，由兩路經(jīng)過調(diào)制后紅外光脈沖，同時照射薄膜的同一位置，透過薄膜后由紅外接收器接收，輸出和薄膜厚度相關的電壓信號，經(jīng)過信號處理電路對得到的電壓信號進行預處理后，通過AD采樣，得到兩路信號

2、的變化，計算出薄膜的厚度。該方法的特點是：采用參比法的測量方式可以有效的消除環(huán)境、溫度等共模干擾；同時采用高速調(diào)制的紅外光源，克服了薄膜高速、連續(xù)化生產(chǎn)過程中厚度測量的相位差問題，提高了測量精度和可靠性；再次，采用兩路固態(tài)LED單色光源，無調(diào)制盤，無機械運動，增加了系統(tǒng)的可靠性。
　　本研究在提出的LED固態(tài)紅外薄膜厚度測量方法的基礎上，設計了薄膜厚度在線測量系統(tǒng)。系統(tǒng)分為兩部分：測量環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)采集處理環(huán)節(jié)。測量環(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。本文著重對測量環(huán)節(jié)的硬件電路的功能、原理及設計思想進行了探討，分析了關鍵器件LED發(fā)光管和紅外傳感器的特性，設計了相應的驅(qū)動電路和穩(wěn)壓電路；由于LED發(fā)光管的功率較小，針對弱信號檢測，設計了前置放大器和濾波器。在硬件設計的基礎上，編寫了相應的軟件，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的功能。最后分析了影響精度的系