元器件表面缺陷新型检测装置

　　1　老式检测装置

　　原来的缺陷检测装置如图1所示。此种老式检测装置由激光振荡器发射激光L1,同时用反射镜(或用多面回转反射镜)对所发射的激光进行反射,并使反射光L2作曲折形振荡,再用扫描透镜对反射光L2进行聚焦,然后将聚焦的光L3射入被测元器件,如图2所示,对被测元器件的表面进行曲折形扫描。与此同时,将被测元器件的乱反射光射入乱反射受光器。当聚焦的光L3照射到被测元器件的表面缺陷时,利用光量比较判断器对其反射光的强度和分布的变化进行判断检测。

　　可是,这种缺陷检测装置在检测微细伤痕、裂纹、裂缝以及平行于扫描方向的细长缺陷X时,如图2所示,聚焦光点L3的直径及扫描间隔S1就要减小。由于受到反射镜等的频率限制,因而便成为检测时间缩短的障碍。再者,在一般情况下元器件表面存在的微细缺陷不太明显,而且往往为杂散的分布状态。如果检测幅度太小,就难以检测出这些微细缺陷的实况。

　　为此,相断开发研制出次摆线扫描N探伤检测装置如图3所示。这种次摆线扫描N探伤检测装置确实能够测出不同缺陷,能够缩短扫描时间,能使曲折动作的相互间隔S2>S1。可是,这种检测装置的缺点是结构复杂,装置整体大型化,不利于推广应用。

　　2　新型检测装置

　　新型缺陷检测装置的构成如图4所示。光源用激光振荡器,反射镜的状态须与激光振荡器的光线形成45°倾角的反射面。在反射镜的中心部位形成透光部。也可以用半透半反镜。通过反射镜而在激光振荡器的前方配置第一光学系的回转棱镜。回转棱镜具有反射面a和反射面b。其中,反射面a与激光Q1的光线形成45°倾角。而反射面b则与反射面a相对而形成90°倾角。因此,若使激光Q1反转180°,形成平行于激光Q1相反方向的反射光Q2,同时回转棱镜绕与激光Q1相一致的轴线S回转,而反射光Q2则绕轴线回转。其反射光Q2入射反射镜,反射镜的反射光Q3入射聚光透镜,通过聚光透镜前方配置的凹透镜而形成使反射光Q3回转半径缩小的平行光Q4。此平行光Q4向第二光学系的反射镜入射,反射镜与平行光Q4相对形成45°倾角。其反射光Q5入射扫描透镜。反射镜与原来的相同,以中央部为中心,按固定周期进行摇动,假如入射反射镜的平行光Q4不再回转,那就和原来同样,反射光Q5便形成曲折扫描。由扫描透镜射出的光Q6照射到被测元器件上,用乱反射受光器感受其反射光。受光器的输出信号输入判断部,对缺陷的反射光变化进行脉冲检测。

　　3　应用示例

　　将此装置射出的光照射到被测的元器件上,于是平行光Q4经由回转棱镜回转,随着反射镜的振动,被测元器件上就相应形成如图3所示的次摆线扫描。而且,按此扫描检测脉冲,便可获得随不同缺陷而不同的脉冲模式。如图5(a)所示,P1表示大的缺陷。又如图6(a)所示,与光的回转周期相对的脉冲宽度tw增大。如图5(b)所示,P2表示小的缺陷。若分布密度高时,则如图6(b)所示,光的回转周期中便形成多数短脉冲连续形式。如图5(c)所示,伤痕和裂纹交错在一起的不同缺陷。图6(c)所示为在一次光线回转周期中出现两个脉冲。并且,这些脉冲模式能够区别被测元器件表面微细伤痕或裂纹离散分布的脉冲,标明其离散点。