紅外干涉測厚儀是一種基于干涉原理的非接觸式厚度測量儀器,它利用紅外光源與被測物體之間的相互作用,準確測量其表面或薄膜的厚度。其核心原理為光的干涉現(xiàn)象,通過檢測光波的相位變化來確定厚度值。
1. 光的干涉現(xiàn)象
光干涉是指兩束或多束光波在相遇時發(fā)生疊加的現(xiàn)象。如果兩束光波的相位相同或相差一定的倍數(shù),它們會發(fā)生相長干涉,反之則會發(fā)生相消干涉。利用這一特性,干涉儀能夠通過測量兩束光的干涉條紋來推算物體的厚度。
紅外干涉測厚儀使用的是紅外光,其波長較長,適用于測量非透明材料和透明薄膜材料,能夠穿透這些材料的表面,獲取其反射或透過的信息。
2. 干涉測量的過程
工作過程通常分為以下幾個步驟:
光源發(fā)射:通過紅外光源發(fā)射一束紅外光。
光的傳播:當紅外光射向被測物體表面時,部分光會被反射回來,部分光會透過材料。
反射與透射:反射光和透射光在材料的表面發(fā)生干涉現(xiàn)象,形成干涉條紋。
干涉條紋的變化:通過檢測這些干涉條紋的變化,測厚儀能夠獲得物體表面的厚度信息。通常,干涉條紋的周期性變化與材料的厚度成一定關(guān)系。
3. 厚度計算
通過精確檢測干涉條紋的變化,結(jié)合已知的光波波長和干涉條件,計算出材料的厚度。這一過程涉及到相位差、光程差等物理量的精準計算,確保測量結(jié)果的高精度和可靠性。
紅外干涉測厚儀具有許多優(yōu)勢,使其在工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中得到廣泛應(yīng)用。以下是其主要特點:
1. 高精度測量
精度通??梢赃_到微米甚至納米級別,適用于精密薄膜的厚度測量。與傳統(tǒng)的接觸式測量工具相比,能夠提供更為準確的結(jié)果。
2. 非接觸式測量
優(yōu)勢之一是其非接觸式測量特性。由于不需要與被測物體直接接觸,這種測量方式避免了機械磨損、測量誤差以及表面污染等問題,非常適合用于高精度和敏感材料的測量,特別是在精密制造業(yè)中。
3. 實時測量
另一大優(yōu)勢是其實時測量功能。在生產(chǎn)過程中,能夠?qū)崟r反饋測量結(jié)果,幫助生產(chǎn)工藝人員及時調(diào)整加工參數(shù),確保產(chǎn)品質(zhì)量。這對于精密薄膜和涂層的生產(chǎn)尤為重要。
4. 適應(yīng)性強
能夠適應(yīng)多種材料的測量,包括金屬、陶瓷、玻璃以及各種涂層材料等。其紅外光的穿透能力使得其在透明材料和薄膜的測量中具有明顯優(yōu)勢,能夠測量多層結(jié)構(gòu)的薄膜厚度。
5. 無損檢測
由于采用非接觸方式,因此它不會對被測物體造成任何損傷。與傳統(tǒng)的物理切割、接觸式測量不同,能夠?qū)崿F(xiàn)真正的無損檢測,尤其適用于對表面要求高、材質(zhì)脆弱或難以接觸的工件。
6. 高速度
測量速度通常較快,能夠在較短時間內(nèi)獲取測量數(shù)據(jù),尤其適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中的在線監(jiān)測與質(zhì)量控制。
紅外干涉測厚儀憑借其高精度、非接觸式、實時測量等特點,已成為許多高精密行業(yè)中不的測量工具。它在薄膜、涂層、金屬、玻璃等材料的測量中發(fā)揮著重要作用,并且在許多領(lǐng)域中提供了無損檢測、快速反饋和高精度的測量解決方案。