[实用新型]镀层厚度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于工业检测技术领域，特别是利用X射线荧光的镀层厚度测量装置。

背景技术

镀膜技术在现在工业中占有极其重要的地位，已广泛应用于电子、航天、仪表等高技术工业。随着镀膜技术的发展，镀层的质量检查，也已被列为标准化的一门科学技术。在镀层质量检测中，镀层厚度和层中各元素的比例分配是控制镀膜性质的两个重要参数，测定这两个参数对于电子、光学、半导体、超导等高科技材料的研究发展具有重要意义。镀层厚度测量方法通常分为破坏性和非破坏性两大类。破坏性测厚法如点滴法、液流法、电量法等，由于对样品的破坏性和费事费力等缺陷，在许多精密测量中正被舍弃。无损法测量由于具有不破坏样品、简便迅速测定厚度等特点，正被广泛应用。无损法一般有磁性法、涡流法、超声测厚法、X射线荧光(XRF)测厚等方法。磁性法只能测磁性材料(钢铁、镍)表面的非导磁性镀层(搪玻璃、搪瓷、塑料、油漆)，测量范围为500μm-20mm左右；涡流法是利用高频交变电流在探测头的线圈中产生高频交变电场，当探测头与镀层接触时，探测头下面的导体产生电涡流，并对探测头中线圈产生反馈作用，通过测量反馈作用的大小可导出镀层的厚度，但此方法只能测量非磁性产品；超声测厚法主要有共振法和脉冲反射法，是根据测量超声波通过镀层的时间差来确定镀层的厚度，测量设备较为复杂，从测量精度上来说，可满足生产中一定的要求，但其测量范围一般为0.5mm-5mm，对于μm级镀层，基本上是不可检测的。X射线荧光测厚法是利用初级辐射源发出的射线照射样品，使样品受激后发出X射线荧光，然后通过对X射线的能量分析和强度测量，确定所测样品厚度及对样品进行相应的定量分析的一种无损分析方法。由于XRF在测量准确性，可重复性等方面的优越性，使它得到了广泛应用。但目前利用X射线荧光原理进行镀层测厚的装置中，较多的采用了上照式的结构方式，即X射线光源和检测器位于被测样品的上面，由于不同的被测物具有不同的高度，所以上照式的检测结构方式需要利用复杂的三维移动机构进行定位以及利用辅助光源如激光自动对焦进行检测距离上的调整，因此结构较为复杂。

发明内容

本实用新型发明的目的是提供一种镀层厚度测量装置，该镀层厚度测量装置利用X射线荧光来检测镀层厚度，具有准确、快速、无损、可同时检测多种元素及多镀层厚度等优点。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：

一种镀层厚度测量装置，该镀层厚度测量装置包括：

高压电源，用于提供高压电源；

X射线管，设置于整个镀层厚度测量装置下方，与所述高压电源相连接，由高压电源激发发射出X射线，所述X射线的发射方向向上；

准直器，设置在所述X射线管与被测物质之间，将X射线准直；

射线安全联锁机构，设置在X射线管与准直器之间；

射线检测器，用于接收X射线照射到被测物质后发出的荧光信号，并将该荧光信号转化为电信号；

中压电源；与所述射线检测器相连接，提供给所述射线检测器工作电源；

前置放大器、主放大器、多道分析器与中央控制电路顺序连接，所述电信号依次通过所述前置放大器、主放大器、多道分析器后到达中央控制电路，由中央控制电路采集；

计算机，与所述中央控制电路相连接，接收所述中央控制电路采集的电信号并进行数据处理与计算，获得被测物质的测量结果；

低压电源，分别与所述前置放大器和主放大器相连，提供所述前置放大器、主放大器、多道分析器、中央控制电路和计算机的工作电源。

所述射线安全联锁机构包括：

检测室光电开关传感器，设置在检测室，与所述中央控制电路相连接，用以将检测到的检测室的门开关状况信号传递给所述中央控制电路；

外壳光电开关传感器，设置在所述镀层厚度测量装置的外壳部分，与所述中央控制电路相连接，用以将检测到的所述镀层厚度测量装置的外壳开关状况信号传递给所述中央控制电路；

X射线管温度传感器，设置在X射线管，与所述中央控制电路相连接，用以将检测到的X射线管的温度信号传递给所述中央控制电路；

执行机构，与所述中央控制电路相连接，由中央控制电路控制，所述执行机构还与所述高压电源相连接；

螺线管，与所述执行机构相连接，由所述执行机构驱动。

所述射线检测器为Si-PIN半导体射线检测器。

所述的镀层厚度测量装置还包括：滤光片，设置于被测物质与所述射线检测器之间，供所述荧光信号通过。

所述的镀层厚度测量装置还包括：工业相机，所述的工业相机位于被测物质的正下方，直接通过图像监测被测物质的测量位置。