光密度計(jì)量化薄膜沉積

康涅狄格州布盧姆菲爾德- 你可能沒(méi)有注意到，但精密涂層的柔韌材料最近已經(jīng)出現(xiàn)了。現(xiàn)在，小吃食品在商店貨架上的防腐劑含量較少，因?yàn)榻饘倩拇涌梢愿玫氐挚寡鯕夂退?。窗戶上的太?yáng)能絕緣薄膜提高了能源效率。電子產(chǎn)品證明更可靠，因?yàn)橹圃焐虒⑵浣M件運(yùn)送到防靜電袋中。Custom Fabrication and Services Co.，Inc。的過(guò)程控制工程師John Waszak并未聲稱這些改進(jìn)的功勞。他說(shuō)，這是因?yàn)檎婵斟兡ぜ夹g(shù)的不斷發(fā)展。但是，他認(rèn)為，他的公司的計(jì)算機(jī)集成LED讀出光學(xué)監(jiān)視器讓業(yè)界邁出了一大步。

光學(xué)監(jiān)視器包括一組真空和耐熱的廣譜燈和光電探測(cè)器以及處理器和輸出顯示器。完整的安裝包括與車間兼容的工作站，該工作站運(yùn)行專門開(kāi)發(fā)的軟件，以最大限度地發(fā)揮實(shí)時(shí)，連續(xù)過(guò)程數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)。

人工智能長(zhǎng)期以來(lái)一直是開(kāi)發(fā)人員從事高性能計(jì)算和基于云的系統(tǒng)的工具。人工智能改變了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方式，電子郵件掃描方式，甚至是我們與手機(jī)和設(shè)備交互的方式。雖然AI和機(jī)器學(xué)習(xí)總是感覺(jué)像是一個(gè)生活在實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)之外的遙遠(yuǎn)工具，但機(jī)器學(xué)習(xí)正在基于微控制器的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，事實(shí)上，它已經(jīng)存在!

要理解使系統(tǒng)工作的挑戰(zhàn)，請(qǐng)考慮它所處理的條件。金屬化發(fā)生在真空室中，能夠吞咽100,000英尺的塑料薄膜卷。該薄膜以1800英尺/分鐘的速度在一條“船”下面展開(kāi)，其中金屬絲被加熱到汽化溫度。

先前在原位監(jiān)測(cè)沉積金屬厚度的嘗試避免了苛刻的汽化室。腔室內(nèi)的光纖將通過(guò)金屬化薄膜傳輸?shù)墓庖龑?dǎo)到外部光電探測(cè)器。透射的光與涂層厚度相關(guān)。但這些系統(tǒng)很脆弱，價(jià)格昂貴且難以對(duì)齊。腔室內(nèi)的灰塵限制了可見(jiàn)光傳感的精確度。

Custom Fabrication于1988年開(kāi)始在替代系統(tǒng)上開(kāi)展工作。解決方案包括將光源和探測(cè)器放入腔室內(nèi)，并切換到近紅外探測(cè)波長(zhǎng)。

經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致Waszak采用目前的光密度計(jì)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)采用環(huán)氧樹脂封裝的電子模塊線性陣列，散布著散熱片。大面積光電二極管可防止傳感器在高傳輸水平下飽和。精密運(yùn)算放大器最小化偏移和漂移專用的5,000小時(shí)鹵素?zé)艨商峁┞?，廣譜照明。根據(jù)應(yīng)用的最佳傳感波長(zhǎng)，用戶可以選擇硅，鍺或砷化銦光電二極管。

來(lái)自內(nèi)部探測(cè)器的信號(hào)通過(guò)屏蔽電纜穿過(guò)腔室，通過(guò)專門設(shè)計(jì)的64通道模擬I / O板連接到外部計(jì)算機(jī)。專用計(jì)算機(jī)處理所有數(shù)據(jù)操作以進(jìn)行實(shí)時(shí)過(guò)程監(jiān)控。它的輸出轉(zhuǎn)到LED顯示屏，分別顯示每個(gè)光電傳感器的讀數(shù)。

計(jì)算機(jī)還可以將傳感器數(shù)據(jù)傳送到位于NEMA-12外殼中的單獨(dú)的車間工作站/圖形顯示器。該工作站運(yùn)行Custom Fabrication的光學(xué)監(jiān)控過(guò)程軟件(OMP)軟件，用于完整的真空沉積自動(dòng)化。

三個(gè)主要程序構(gòu)成OMP。一個(gè)程序接受并存儲(chǔ)各種客戶產(chǎn)品的“配方信息”。另一個(gè)處理累積的過(guò)程數(shù)據(jù)到MIS計(jì)算機(jī)的傳輸。它在監(jiān)控和控制程序中，系統(tǒng)的功能變得明顯。

有了它，用戶可以實(shí)時(shí)地以數(shù)字或圖形方式查看過(guò)程數(shù)據(jù)。他們可以設(shè)置閾值警報(bào)值，顯示疊加在最小值和最大值上的當(dāng)前傳感器輸出，或構(gòu)建完整卷筒的“地圖”，顯示沿其長(zhǎng)度的任何不合規(guī)格區(qū)域。該程序?qū)⑸赏暾呐挝臋n，根據(jù)過(guò)程變化規(guī)定腔室維護(hù)，并通過(guò)按鈕自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)。

完整的光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)為制造商提供了多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括更高的生產(chǎn)率，更少的浪費(fèi)和更高的靈敏度 - 低至0.03%的傳輸。簡(jiǎn)而言之，更好地控制其產(chǎn)品和流程。“如果沒(méi)有這個(gè)系統(tǒng)，你就無(wú)法生產(chǎn)精密金屬化薄膜，”Waszak說(shuō)道。

對(duì)于我們其他人來(lái)說(shuō)，無(wú)論是易于使用的袋子能夠?yàn)槲⒉t，低輻射玻璃或低頻食品提供更廣泛的應(yīng)用，該系統(tǒng)都能轉(zhuǎn)化為整體降低能耗。這是你會(huì)注意到的。