[发明专利]基于光学透明导电介质材料的电涡流探头及薄膜厚度测量系统和方法

权利要求书

1.一种采用非接触式薄膜厚度无损测量系统测量薄膜/涂层厚度的方法，其特征在于，所述非接触式薄膜厚度无损测量系统，包括固定夹具（6）、光谱共焦传感器（5）、螺旋调节器（7）和基于光学透明导电介质材料的电涡流探头，固定夹具（6）用于固定光谱共焦传感器（5），螺旋调节器（7）置于固定夹具（6）和集线夹具（1）之间，用于调节光谱共焦传感器（5）和基于光学透明导电介质材料的电涡流探头之间的间距与平行度，从而调节系统量程与工作距离；其中：

所述光谱共焦传感器（5）的信号发射面与基于光学透明导电介质材料的电涡流探头的信号发射面相互平行，且相应的波回路共线；

所述基于光学透明导电介质材料的电涡流探头，包括绝缘透明探头（3）和固定在绝缘透明探头（3）一侧的集线夹具（1），所述绝缘透明探头（3）由导电透明线圈（4）嵌入光学透明材料中构成，所述导电透明线圈（4）是由扁状导线绕制而成，导电透明线圈（4）两边的出线接头（2）由绝缘透明探头（3）侧向伸出并与集线夹具（1）相连；在集线夹具（1）上还设有装夹定位器，用于定位安装角度和安装距离，并配合精密螺旋测微仪调节系统量程与工作距离；所述光学透明材料为绝缘材料；扁状导线采用导电透明材料制成；

测量时，包括以下步骤：

1）分别进行基于光学透明导电介质材料的电涡流探头和光谱共焦传感器的数值标定；

2）以固定夹具的下表面作为参考面，通过精密定位装夹器标定并校准，得到光谱共焦传感器到参考面的距离为l₁，基于光学透明导电介质材料的电涡流探头到参考面的距离为l₂；

3）利用光谱共焦传感器测得的光谱共焦传感器信号参考点到待测薄膜/涂层被测点外表面之间的位移为S₁，利用基于光学透明导电介质材料的电涡流探头测得的电涡流探头信号参考点到待测薄膜/涂层被测点下方金属层之间的位移为S₂；

4）通过信号融合、几何关系结合数据补偿，计算薄膜/涂层的厚度d为：

d = （l₂ + s₂）-（l₁ + s₁）。

2.根据权利要求1所述的采用非接触式薄膜厚度无损测量系统测量薄膜/涂层厚度的方法，其特征在于，所述导电透明线圈（4）采用扁平化绕线方式，导电透明线圈（4）中心轴线与绝缘透明探头（3）上下表面保持垂直。

3.根据权利要求1所述的采用非接触式薄膜厚度无损测量系统测量薄膜/涂层厚度的方法，其特征在于，所述扁状导线的横截面为矩形。