Диссертация (1095072), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Одномерный штрих-кодможет быть считан в любом положении, при использовании такого сканерасовершенно нет необходимости ориентировать сканирующий луч строгоперпендикулярно нанесенным штрихам. Некоторые модели имидж-сканеровтакже позволяют делать черно-белые фотографии. Эти фотографии затемвозможно использовать для различных приложений, как, например, дляподтверждения доставки, обзора и проверки товаров и т. д. Такие устройствасканируют штрих-коды быстрее, чем вышеописанные модели лазерных сканеров,а также распознают плохо нанесенные, мелкие, а также поврежденные этикетки.Еще одна отличительная особенность данного типа сканеров – они болееустойчивы к механическим повреждениям в силу особенности их конструкции сотсутствием подвижных частей.- Радиосканеры применяются там, где необходимо осуществлять вводинформации на некотором расстоянии от компьютера.
По способу считываниябывают лазерные и ПЗС бесконтактные. Радиус их действия – около 50 м отрадиобазы, к которой можно подключать сразу несколько сканеров. В этом случаесканеры должны перед штриховым кодом передавать свой номер в качествепрефикса для собственной идентификации. Наиболее часто используемая в такихустройствах частота работы 433 МГц, но уже производят и сканеры, передающиеданные по протоколу Bluetooth.- cканеры с памятью являются отдельной группой сканеров, решающихузконаправленную задачу.
Обычно их применяют там, где с целью удешевленияоборудования можно обойтись без применения терминалов.Существуют сложные модели сканеров, которые сочетают в себе разныеспособы считывания.461.4 Особенности окисления металлических материалов при лазерномвоздействииС окислением материалов, инициируемых лазерным излучением, связаномножество технологических применений лазеров [7, 8, 31, 43, 58, 110].Образование оксидных соединений на металлической поверхность представляетсобой процесс, состоящий из нескольких стадий, скорости химических реакций,происходящих в течение процесса, ограничивается скоростью переноса кислородав приповерхностном слое.На металлической поверхности, которая находится в соприкосновении схимически активным газом, а в процессе маркировки при обычных условиях, этогазывоздуха,ивпервуюочередь,кислород,приоблучениивысококонцентрированными источниками излучения имеется возможность дляобразования продуктов реакций в количествах, вполне достаточных, для того,чтобы существенным образом изменить картину взаимодействия излучения смишенью.
Существует широкий круг задач, в которых поверхностные химическиепревращения не связаны с монохроматичностью излучения, т.е. имеютнерезонансный характер и обусловлены лазерным нагревом мишени.Характерным примером такого механизма взаимодействия, получившегоназвание «термохимического», является нагрев окисляющегося металла [7, 8, 59].Процесс окисления, как известно, начинается с адсорбции кислорода извоздуха, который, с свою очередь приводит к тому, что атомы кислорода и металласближаются настолько, что становится возможным переход валентных электроновот металла к кислороду [60].
При этом в соответствии с реакцией Ме + О2 ↔ МеОна металлической поверхности формируется оксидная пленка толщиной внесколько десятых нанометра [61].При изучении влияния импульсов лазерного излучения на химическичистую металлическую поверхность основном фактором становится эффективноестимулирование реакции окисления. Нарастание оксидной пленки в течениепроцесса определяется в основном изменением температуры в зоне реакций во47временном интервале действия излучения лазера [59].
При этом окончательнаятолщина образовавшегося оксидного соединения значительно сильнее зависит отмаксимальнойтемпературыповерхности,чемотобщейдлительностивоздействия. В свою очередь, толщина и химический состав образовавшегося наповерхности оксида будут придавать тот или иной цвет сформированнойоксидной пленки [92].Как уже было рассмотрено выше, лазерное излучение при воздействии наповерхность обрабатываемого материала, частично отражается от неѐ, частичнопроникает на незначительную глубину. Энергия этих лучей практическиполностью поглощаетсяэлектронамив приповерхностном слоеметаллатолщиной 10–6 – 10-7 м. Это приводит к повышению температуры электронов, в товремя как изменения температуры ионов кристаллической решѐтки сохраняютсянезначительными [62].Интенсивность отражения лазерного излучения при воздействии наповерхностьтвѐрдоготелаопределяетсятакимихарактеристиками,каккоэффициент отражения и длина волны излучения.
Коэффициент отражениязависит от материала, длина волны определяется устройством лазерной установки.Нагрев поверхности материала обеспечивает поглощенное лазерное излучение.Параметры разогретого участка поверхности в материале сначала определяютсяглубиной проникновения лазерного излучения в вещество, а продолжаютизменяться за счет явления теплопроводности.При повышении температуры материала происходит изменение егооптических и теплофизических свойств, материал подвергается тепловомурасширению, а также возникают фазовые переходы, которые могут происходитькак в твердом состоянии, так и может иметь место плавление металлическогоматериала.Впроцессенагреваактивируютсядиффузионныепроцессы,химические реакции на поверхности материала и в его приповерхностных слоях.Таким образом, нагреву материала при воздействии лазерным излучениемсопутствуют не только обычные явления, но и высокие скорости нагревания (до481010 К/с), охлаждения (до 108 К/с) и большие градиенты температуры (до 106 К/см)[62].Стоит отметить, что основные особенности химических реакций, которыеактивируются тепловым воздействием от источника лазерного излучения, будутсвязанысусловиями,определяемымипеременнойтемпературойприограниченной общей продолжительности процесса.
При соблюдении условия,когда указанные величины несоизмеримо меньше размеров облучаемогообразца, можно считать, что он является полубезграничной средой. Кроме того,можно принять источник тепла как поверхностный, когда слой, прогретыйблагодаряявлениютеплопроводности,значительнобольшеглубиныпроникновения излучения. Такая частный случай может быть реализован дляметаллических материалов.Особенности окисления при лазерном воздействии заключается в том, чтохимические реакции происходят под действием теплового источника переменноймощности в неизотермических условиях. Причиной этому является зависимостьпоглощающей способности от толщины окисной пленки, ее состава и температурымишени.
Тем не менее, большая часть традиционных исследований кинетикиокисления металлов выполнена для протекания окислительных реакций визотермических условиях [49].Величина степени воздействия на обрабатываемую поверхность материаловпри лазерном излучении формируют такие параметры лазерного излучения, как:плотность энергии, длина волны и длительность импульса лазерного луча.
Важноучитывать, что толщина поверхностного слоя материала, подвергающегосявоздействию лазерного излучения, обратно пропорционально коэффициентупоглощения облучаемого вещества [27, 46].Исходя из условий незначительного термического воздействия на поверхностьобрабатываемого металлического материала, в процессе окисления происходитнарастание оксидной пленки без абляции (рисунок 1.15), поэтому предпочтительнееиспользовать лазеры с короткой длиной волны и наносекундной длительностьюимпульса [46].49Формирование различных структур в области воздействия лазерного лучабудет зависеть от распределения температурных полей и градиенте скоростейохлаждения по глубине зоны термического влияния. Структурные превращения,протекающие при взаимодействии лазерного луча с поверхностью материала, восновном определяются не максимальной температурой, а термическим циклом,состоящим из процессов нагрева, выдержки при определенной температуре иохлаждения [59].Рисунок 1.15 – Окисленный образец из нержавеющий сталиИзменение температуры материала может быть произведено в широкихпределах за счет вариации параметров режимов лазерной обработки.
Можновыделитьосновныетехнологическиепараметрыобработкиимпульснымлазерным излучением по степени влияния на величину изменения температур ираспределение температур по поверхности обрабатываемого материала ирасположитьихвследующейпоследовательности:мощностьлазерногоизлучения, скорость перемещения луча лазера, пространственное распределениеплотности мощности излучения на поверхности обрабатываемого материала.Металлографические исследования шлифов, изготовленных в поперечномсечении зоны лазерного проникновения в хромоникельмолибденовой стали40ХНМА, (рисунок 1.16) показали, что при обработке без оплавленияповерхности область термического влияния состоит их нескольких слоев,микротвердость каждого из которых в различной степени отличается от исходной.50Формирование таких структур металлических материалов в зоне лазерноговоздействия объясняется особым характером распределения температурных полей иразличием в скорости охлаждения по глубине области термического влияния [59,63].Кроме особенностей формирования различных структур в подложке,необходимо отметить наличие термических напряжений, возникающих подвоздействиемлазерногоизлучения.Напряжения,вызванныеизменениямитемператур, являются неизбежным следствием лазерного нагрева [62].Рисунок 1.16 – Структура хромоникельмолибденовой стали 40ХНМА вобласти лазерного воздействия после термоупрочнения (300: 1 – закаленнаязернистая структура мартенситного типа; 2 – область неполной закалки;3 – переходная зона; 4 – исходная структура)Необходимо отметить, что на обработанной поверхности возможнообразование трещин, появление которых зависит от большого числа факторов: отматериалов пленки и подложки, от качества обработки и очистки подложки, оттолщины пленки, от плотности светового потока и числа импульсов облучения наединицу поверхности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
