3 / 9
Рис. 1. Оптическая схема при-
бора:
1
и
2
— источник и приемник из-
лучения;
3
— кювета с исследуе-
мой средой;
4
— лазерный луч от
источника;
5
— лазерный луч, от-
раженный от поверхности среды
процесса — стеклование и кристаллиза-
цию. В зависимости от состава среды
степень влияния этих процессов может
меняться. Изменение состава всегда ве-
дет к изменению механизма застывания
материала. Из этого следует, что фик-
сация характера взаимодействия лазер-
ного излучения с поверхностью веще-
ства, претерпевающего фазовые превра-
щения при застывании, может служить
инструментом определения его техноло-
гических параметров.
Для реализации этого метода был со-
здан прибор, оптическая схема которого показана на рис. 1.
Было установлено, что для точного замера зеркальной составляю-
щей отраженного лазерного излучения необходимо выполнение сле-
дующих условий: излучение не должно экранироваться стенками кю-
веты, т.е. углы падения и отражения не должны быть слишком малы;
диаметр кюветы должен быть достаточным, чтобы лазерное излуче-
ние, падающее на поверхность образца, не попадало в область мениска
у края кюветы; отраженное от дна кюветы и от поверхности лазер-
ное излучение должно полностью восприниматься фоточувствитель-
ной поверхностью приемника излучения; схема расположения прибо-
ров должна обеспечивать минимальные размеры конструкции, так как
зона контроля входит в термостатический блок, расширение которого
снижает диапазон температур исследования. Реализация этих условий
дала возможность определить оптимальные характеристики прибора:
Длина волны лазерного излучения, нм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650
Оптимальный угол расположения источника света и обратный ему
угол расположения приемника отраженного света, град . . . . . . . . . . 27
Угол расположения приемника рассеянного света, град . . . . . . . . . . 90
Диаметр кюветы, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не менее 10
Высота кюветы, мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . от 7 до 8
Толщина исследуемого слоя материала в кювете, мм . . . . . . . . . . . . . не менее 5
Температура охлаждения образцов,
◦
С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до – 50
Для оценки погрешности измерений был разработан способ обра-
ботки экспериментальных данных по методу скользящей средней. Ме-
тод использует функцию управления (изменения) данными на основе
измерений некоторого числа предыдущих точек. Оптимальная функ-
ция управления была выбрана экспериментально и может быть пред-
ставлена в следующем виде:
U
=
k
(
X
(
i
+1)
ср
−
X
i
ср
)
,
102 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 4