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3.关于红外线膜厚计

3-4.红外线膜厚计的测量原理

3-4-1.红外线膜厚计的测量原理

红外线波长从2μm到20μm的领域,发生固有的特性吸收。在1-2.近红外,中红外光谱的原理中也讲述过。这种特性吸收是由分子的各原子间化学结合力和各原子的质量形成的固有独特的表现。例如,图4表示水(H2O)和聚乙烯(-CH2-CH2-n的)红外吸收光谱。可以观察到水在1.9μm和2.9μm的-OH基,聚乙烯在2.3μm和3.4μm的-CH基出现吸收。

图4 水、聚乙烯的红外吸收光谱

同时,图5用不同厚度水膜的红外吸收光谱表示膜厚度的差异怎么呈现在光谱上。

图5 膜厚度不同的水膜红外吸收光谱

这样,由于物质材质的差异在红外线领域产生各种吸收。因此选择最适合的波长带,测量吸收量,从理论上讲可以测量从0.1μm极薄涂层到数mm的厚涂层。所以我们很容易明白,在只测量对象物膜厚的加工业界中,可以选择最合适波长带的红外线方式比起其他测量原理的测厚仪有很多优势。

测厚仪的实际应用,如图6所示,预先输入测试曲线即吸光度和膜厚的关系,用测试曲线实时地将实际测定的吸光度换算为厚度值。

图6 膜厚和吸光度的关系(测试曲线)

并且,为了尽量减少传感器的光源变动和光学系的污垢,及测量对象物的颜色和混浊等与膜厚变化没有直接关系的外在影响,采用3波长方式不仅特性吸收波长,还采用在吸收波长的长波长、短波长的两侧使用比较波长的方法。



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