超声波传感器实现在线薄膜厚度的检测技术应用

当一个方向的长度比其它两个方向的长度小时，这种结构称之为薄膜。如今，微电子薄膜，光学薄膜，抗氧化薄膜，巨磁电阻薄膜，高温超导薄膜等在工业生产和人类生活中的不断应用，在工业生产的薄膜，其厚度是一个非常重要的参数，直接关系到该薄膜材料能否正常工作。

通常情况下，薄膜的厚度指的是基片表面和薄膜表面的距离，而实际上，薄膜的表面是不平整，不连续的，且薄膜内部存在着针孔、微裂纹、纤维丝、杂质、晶格缺陷和表面吸附分子等。如大规模集成电路的生产工艺中的各种薄膜，由于电路集成程度的不断提高，薄膜厚度的任何微小变化，对集成电路的性能都会产生直接的影响。除此之外，薄膜材料的力学性能，透光性能，磁性能，热导率，表面结构等都与厚度有着密切的联系。因此在生产工艺中对膜厚进行在线精确检测， 是保证产品质量和提高生产效率的重要手段。

对于薄膜厚度的准确测量，取决于使用什么样的厚度传感器，目前在线薄膜厚度的检测技术主要有几种方式：

1、贝它探头，是用于薄膜检测的传感器，使用贝它放射源作为信号源，技术成熟。但是需要办理放射源使用许可证，进出口手续比较复杂。有半衰期的使用年限限制，且检测精度会随着放射源的衰减而降低。

2、红外探头，利用特定红外线波段在特定的塑料薄膜中被强烈吸收的原理测量薄膜的厚度。该传感器检测稳定，不受坏境变化影响，但对添加剂及颜色的变化敏感，在同一生产线上要生产多种产品不能适应。

3、X线探头，利用X线管通电产生X线作为信号源来检测塑料薄膜的厚度。有诸多优点：飞放射性物质；低能量无需使用许可证；测量范围广；测量精度高；各种塑料都可测量，不受添加剂和色母料的影响。

目前膜厚测量仪器向高精度、自动化方向发展， 已达到很高的水平， 其测量精度对一般膜层为被测膜厚的±2％～±5％， 对于较薄膜为±2nm， 并具有微区测量功能、测量速度快、自动化程度高。特别是随着科技的进步和精密仪器的应用，除了上述的检测技术方式外薄膜厚度的测量方法还可以用超声波传感器来对薄膜厚度进行检测，工采网推荐的MaxBotix 超声波传感器 － MB7480是高性能超声波精度 测距仪可在空气中提供高精度，高分辨率的超声波测距。

超声波传感器用于工业过程薄膜厚度监控的解决方案

超声波传感器 － MB7480系列适用于自动化／过程控制应用的高性价比解决方案，其中精确的测距，低电压操作，节省空间，需要低成本和IP67耐候性。该传感器组件允许其他更昂贵的精密测距仪的用户在不牺牲性能的情况下降低系统成本。传感器输出可与现有PLC设备配合使用，也适用于长距离电缆敷设的应用。

超声波传感器MB7480 特点：

IP67防尘防水标准封装

体积小低成本方案

高分辨率

传感器直接报告距离读数

实时标定，抗声音和电子噪音

可测距离长达5米

超声波传感器MB7480产品参数：

1、检测距离：50cm～5m

2、波束角：11°

3、供电电压：10V－32V

4、采样速率：7．5Hz

5、工作温度：－40℃～ ＋65℃

6、输出方式：4～20mA模拟电流