CN112432601A - 传感器设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传感器设备，其用于作为涂覆过程的部分检查盘的涂层。所述传感器设备包括用于确定施加到盘的涂层的层厚度的第一光学传感器系统，并且包括旋转装置。本发明的特征在于，第一光学传感器系统设计成同时识别至少一个第一基于位置的测量值和一个第二基于位置的测量值，第一和第二基于位置的测量值描述传感器系统和盘的表面之间的距离。据此，传感器系统配置成使得盘的涂覆区域的第一基于位置的测量值和盘的未涂覆区域的第二基于位置的测量值被识别。此外，第一光学传感器系统包括从中心区域延伸到边缘的至少一个线性引导件。此外，提供了控制和分析装置，用于通过第一和第二基于位置的测量值来计算在第一基于位置的测量值的位置处的盘的层厚度。此外，本发明涉及一种用于盘的涂层，包括检查涂层以确定施加到盘的涂层的层厚度。

Description

传感器设备
技术领域
本发明涉及一种用于作为涂覆过程的部分检查盘的涂层的传感器设备，该传感器设备包括用于确定施加到盘的涂层的层厚度的第一光学传感器系统并且包括用于旋转盘的旋转装置，并且本发明涉及一种用于盘、特别是制动盘的涂覆方法，该方法包括检查涂层以确定施加到盘的涂层的层厚度。
背景技术
颗粒物污染在当前围绕最小化城市中心的废气排放的讨论中扮演着重要角色，这些排放部分地源于交通工具。组分PM 10和PM 2.5被认为是对人类健康有害的物质，它们在这里特别相关。
除了诸如发电站或加热器中的燃烧过程之类的许多原因之外，道路交通也造成了大城市地区中的颗粒物污染。这里的主要原因是内燃发动机、轮胎的磨损以及还有由制动系统产生的磨损。
减少制动过程期间产生的排放的一个选择是在制动盘上提供碳化物涂层。与常规的制动盘相比，这里可减少高达90%的磨损并因此减少颗粒物质。
在此时，存在两种用于此目的的常用方法。第一种方法称为HVOF(高速氧燃料)火焰喷涂，并且第二种方法称为激光熔覆。在这两种施加方法中，施加尽可能均匀且无缺陷的层是至关重要的。
在下文中，更详细地讨论激光熔覆。在该过程中，通过激光加热盘的载体区域，并且通过供应同样被激光熔融的粉末或丝来产生熔池。由此累积了(build up)附加层，它与载体材料一起熔融。通常，该层在多个循环中累积，即以多层方式累积。总的来说，这种盘主要以这种方式从内到外以螺旋形状设置有多个层。
获得尽可能均匀且无任何缺陷的层厚度对涂层的质量至关重要。在这方面，有必要检查涂覆过程，并在第二步骤中潜在地修复任何缺陷。这导致制造过程的优化，并且因此获得尽可能均匀且最佳的层厚度。总体上，这节省了材料和时间，因为不均匀的层厚度原本必须在随后的磨削过程中去除或平整，这是耗时的。
在用于制动盘的激光涂覆方法中，通常提供一种系统，在该系统中，待涂覆的制动盘通过其毂孔接纳在容座中并旋转。激光涂覆设备布置成相对于制动盘静止，但是可在制动盘的径向方向上移动。在涂覆过程期间，制动盘以相对应的速度旋转，使得例如可通过涂覆设备对盘进行螺旋形涂覆，该涂覆设备从内向外径向地移动。
发明内容
本发明基于提供一种适于高效地监测盘的涂覆过程的传感器设备和涂覆方法的目的。
根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的传感器设备和通过具有权利要求15的特征的涂覆方法来解决。
本发明的有利实施例可见于从属权利要求、说明书和附图及其解释中。
在根据本发明的传感器系统中，规定第一光学传感器系统设计成同时识别至少一个第一基于位置的测量值和一个第二基于位置的测量值。在所述系统中，第一和第二基于位置的测量值描述第一传感器系统和盘的表面之间的距离。
此外，第一传感器系统配置成识别盘的涂覆区域的第一基于位置的测量值和盘的未涂覆区域的第二基于位置的测量值。第一光学传感器系统还包括至少一个线性引导件，其从盘的中心区域延伸到边缘区域。此外，提供控制和分析装置，用于通过第一和第二基于位置的测量值来计算在第一基于位置的测量值的位置处的盘的层厚度。
本发明的基本概念是，已认识到在相对厚且光学上不透明的层上绝对测量层厚度是极其困难的。此外，不同的材料性质在测量中起作用，材料性质可根据所选涂层而各自不同。这些性质尤其包括用于某波长的材料的磁化性质、电导率或渗透行为，诸如基于波长或光谱的层边界的折射性质。
通常，考虑到这种性质的对应方法可用于识别层厚度，但所述方法具有显著缺点，所述缺点是它们具有相对低的测量频率和大的测量点直径。这意味着该方法进行得相对慢，并且不会提供高精度的空间分辨率。
因此，根据本发明，提出进行微差测量以确定层厚度。这意味着，为了确定层厚度，识别第一基于位置的测量值和第二基于位置的测量值。然后识别两个基于位置的测量值之间的差，并由此得出关于层厚度的结论。通过高精度空间分辨率，也可以这种方式编辑(compiled)表面轮廓，使得甚至可检测到形貌缺陷。
如描述的，这里使用的第一光学传感器系统包括线性引导件，以便将传感器系统从盘的内部区域或中心区域引导至边缘区域。考虑到盘被另外旋转，因此可到达盘上要被涂覆的任何点。
使用两个基于位置的测量值之间的差的另一个优点是，当识别层厚度时，可减少或减去盘的摆动行为，这种摆动行为在某些情况下可能由于非最佳夹紧而发生。两个基于位置的测量值的摆动行为通过两个测量值之间的差而在数值上被减去。
有利的是，第一光学传感器系统包括用于识别第一基于位置的测量值的第一光学传感器和用于识别第二基于位置的测量值的第二光学传感器。
光学传感器的使用提供了这样的优点：可获得相对高的测量频率，使得可快速且即时地识别涂层厚度。这对于减少包括涂层检查在内的整体生产时间来说是特别值得的。因此，也可执行在线(inline)过程，其中在盘被涂覆的同时识别层厚度。在非常慢的低频测量方法中，这只能离线(offline)进行，即在涂覆已经完成后进行。
原则上，两个光学传感器可布置在相对于盘的任何点处。例如，第一和第二光学传感器因此有可能布置在盘的相对侧上的相对位置。结果，通过被涂覆侧上的第一传感器，与固定点(例如第一光学传感器系统)的距离被识别。以类似的方式，该距离同样由在盘的相对侧上的第二光学传感器识别。通过与先前测量值的比较，附加层厚度因此可通过考虑的距离之间的差来计算。通过这种定位，也再次产生通过定位两个传感器来补偿盘的摆动的优点。
另一种选择是将第一和第二光学传感器布置在相同侧上(特别是在盘的第一侧上)使得彼此径向偏移的位置。在这种情况下，盘和第一光学传感器系统之间的距离相对于盘的相同侧被识别。如果第一光学传感器针对于涂覆区域，并且第二光学传感器针对于未涂覆区域，则可通过传感器与固定点或固定平面的距离的差来识别层厚度。在这种情况下，摆动也会被补偿，因为摆动行为将同时对第一和第二光学传感器两者的两个测量值产生影响。
在另一个实施例中，可提供第三和第四光学传感器，它们布置在盘的第二侧上使得彼此径向偏移的位置。换句话说，这两个传感器与第一和第二径向间隔开的传感器相对。在这种情况下，例如，如果盘的两侧同时被涂覆，则可进行同时测量。此外，这种布置提供附加的测量精度，因为除了比较针对相同侧的测量值之外，还可参考针对相对侧的测量值。以这种方式进一步提高测量精度。
例如，共焦彩色传感器可用于第一、第二、第三和/或第四光学传感器。所述传感器具有高时间分辨率，使得涂层的在线测量或检查也是可能的。
这种类型的传感器的另一个优点是它具有相对高的空间分辨率，使得可非常精确地计算或识别某一位置处的层厚度。
在另一个实施例中，用于同时识别至少一个第一基于位置的测量值和第二基于位置的测量值的第一光学传感器系统可包括布置在盘的第一侧上以用于在盘的径向方向上的测量的第一三角测量传感器。例如，以这种方式使用的三角测量传感器可具有几毫米的测量宽度。其被布置或引导成使得传感器的部分扫描涂覆区域，而另一部分扫描未涂覆区域。因此，两个基于位置的测量值同样被识别，这两个测量值可类似于使用两个光学传感器而彼此被比较(set against)，以便确定层厚度的增加。
在该实施例的发展中，第一光学传感器系统可包括第二三角测量传感器，其布置在盘的第二侧上与第一三角测量传感器相对的位置。在这种情况下，可同时识别四个测量值，这四个测量值可类似于使用四个单独的光学传感器而彼此被比较，以便确定层厚度的增加以及竖向轮廓。
还有利的是，每个传感器包括线性引导件和/或调节装置。线性引导件优选地径向布置，使得通过所述引导件，传感器可从盘的内部区域朝向外部区域移动。通过盘本身的另外旋转，可因此扫描盘的任何点。可另外提供的调节装置用于将传感器调节成距盘的待测量侧的最佳距离。
如果多个传感器布置在盘的相同侧上，则这些传感器可包括公共的线性引导件和/或调节装置。
如果一个传感器扫描涂覆区域，并且另一个传感器在相同侧上扫描盘的未涂覆区域，这种配置特别合适。这样，为了改进测量过程，两个传感器可设置在相同的线性引导件和相同的调节装置上。
在本发明的上下文中，盘的涂覆区域特别地可被理解为已经设置有至少一个涂层的区域。相比之下，未涂覆区域可理解为或者尚未涂覆或者具有比打算被扫描的涂覆区域更低的涂层厚度或更少的涂层数量的区域。
有利的是，包括线扫描相机的第二光学传感器系统设置在盘的一侧或两侧上，该第二光学传感器系统包括基本上在盘的一侧的整个半径上延伸的测量区域。已可能的是，使用第一光学传感器系统扫描盘的整个表面；然而，尤其是由于高空间分辨率，这花费相对长的时间。在这方面，根据本发明，优选的是，通过第一传感器系统仅在某些点处或以带状方式进行扫描，并且进行扫描仅是为了确定层厚度。为了允许进一步的缺陷检测，潜在地也为了预选要由第一光学传感器系统扫描的区域，第二光学传感器系统可设置有线扫描相机。这可例如包括亮/暗场照明，其以旋转方式交替地切换。结果，有可能非常快速地捕获表面的图像，该图像可用于检测缺陷。
基于潜在地检测到的任何缺陷，然后可通过第一传感器设备更精确地确定层厚度，并且可验证或排除缺陷。
优选地，还提供了用于识别盘的中心相对于第一和/或第二光学传感器系统的位置的装置。这种装置用于为第一和/或第二光学传感器系统限定参考点。如果盘的中心点可被识别，则第一和/或第二光学传感器系统的相对位置因此可通过用于识别中心的位置的装置来确定，从而可产生可靠的数据。
为了实现甚至更高的精度，还可提供用于识别盘的角向位置的装置。连同精确的角向位置和零点，结合第一和/或第二光学传感器系统，测量值的位置因此可被精确地确定。
优选的是，控制和分析装置设计成连续地和/或不连续地识别基于位置的测量值。存在多种选择来最终识别基于位置的测量值。一种选择是所谓的在线方法，在该方法中，基于位置的测量值并因此层厚度与盘的涂覆并行地被确定。另一种选择是首先涂覆盘的一侧或其区域，并且然后识别所施加的层厚度。
原则上，这里有可能使用第一传感器设备来扫描盘表面或盘上的任何可能的点；然而，这根据所使用的传感器系统会花费相对长的时间。因此，例如，盘可以螺旋形方式被扫描，扫描线之间有间隙。然而，其它曲线形状也可能用于扫描。此外，是通过基于位置的测量值进行连续扫描，还是以点状方式扫描确定的特定区域，可根据确切的应用领域来确定。
根据本发明的传感器设备可特别好地用于制动盘的涂覆装置。如上面已经解释的，这里有利的是，施加高强度涂层使得由于磨损而产生的颗粒物质的量减少。根据本发明的传感器设备可用于确保涂层足够均匀且足够厚。
在用于盘、特别是制动盘的要求保护的涂覆方法中，包括检查涂层以确定施加到盘的涂层的层厚度，使用第一光学传感器系统同时识别至少一个基于位置的测量值和一个第二基于位置的测量值。第一和第二基于位置的测量值描述第一光学传感器系统和盘的表面之间的距离，其中盘的涂覆区域的第一基于位置的测量值和盘的未涂覆区域的第二基于位置的测量值被识别。通过第一和第二基于位置的测量值来计算在第一基于位置的测量值的位置处的盘的层厚度。为了有可能检查盘上的任何点，在检查涂层的同时，盘可通过旋转装置旋转，并且第一光学传感器系统可通过至少一个线性引导件移动，该线性引导件从盘的中心区域延伸到边缘区域。
附图说明
在下文中参考附图基于示意性实施例更详细地解释本发明，在附图中：
图1是根据本发明的传感器设备的第一实施例的示意图；
图2是根据本发明的传感器设备的第二实施例的示意图；和
图3是根据本发明的传感器设备的第三实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的传感器设备100的第一实施例。根据本发明的传感器设备包括由两部分构成的第一光学传感器系统110。该传感器系统110的每个部分布置在盘50的相对侧上，盘50可特别地是制动盘。如已经描述的，根据本发明的传感器设备100的目的是确定盘50的涂层的层厚度。
第一光学传感器系统110的每个子单元包括光学传感器111、112。这些传感器111、112中的每个被紧固到线性引导件131、132，并且另外包括调节器141、142。
确定距盘50的对应侧的距离的共焦彩色传感器在这里可用作光学传感器111、112。
此外，提供了第二光学传感器系统20，其可设计成例如线扫描相机的形式。选择该线扫描相机，使得可监测从盘50的中心点到外径向端的区域。
此外，在盘50的中心区域，即中间区域，还提供了附加的线扫描相机60。这用于确定盘50的精确中心点，使得可相对于固定点指定通过第一光学传感器系统110和第二光学传感器系统20识别的测量值。例如，该固定点是盘50的紧固点。
这里未示出的是旋转装置，其使得旋转盘50成为可能，使得在测量过程期间，两个传感器系统110和20可保持静止或者仅在径向方向上移动。
在下文中，将给出关于两个传感器系统110、20的功能的进一步的细节。
如已经描述的，第一光学传感器系统110具有两个光学传感器111和112，它们在盘50的相对侧上布置在基本上相对的位置。通过两个调节器141、142，两个光学传感器111、112被带到距盘50的表面的最佳距离，使得可进行精确、可靠和高效的测量。然后，通过两个传感器111、112确定距盘50的相关距离。
在根据图1的实施例中，如果涂层51已经被施加到盘50的一侧，则重复该测量。有可能根据两个光学传感器111、112在不同时间点的识别距离来确定涂层的厚度，一次有涂层，并且一次没有涂层。
通过第一光学传感器系统110，有可能确定盘50的涂层的层厚度。然而，由于所使用的传感器，为了产生整个层厚度分布的高精度分辨率而分隔出盘50上的每个点是不经济的。盘50优选地以螺旋形状或曲折形状被扫描。然而，带形或圆形扫描也是可能的，其中在每种情况下，以距中心不同的距离扫描多个圆。
为了进行测量，通过旋转装置来旋转盘50，并且两个传感器111、112通过线性引导件131、132移位。
提供第二光学传感器系统20以使得进一步提高测量精度并确定在盘50的整个表面上的潜在涂层缺陷成为可能。如已经描述的，这由线扫描相机组成，该相机布置成使得它可从盘50的中心到外边缘捕获图像或识别测量值。在盘的旋转期间，例如，由第二光学传感器系统20使用亮/暗缺陷识别(recognition)来连续地识别值。然后，所述值可用于缺陷识别和质量控制，以便确定涂层是否不成功或在某些点处有缺陷。
图2示出根据本发明的传感器设备200的另一个实施例。
在该图中，来自图1的相同部件用相同的参考标记表示，并且不再被描述。
根据本发明的传感器设备200由于第一光学传感器系统210的构造略有不同而不同于来自图1的设备100。
在这里所示的实施例中，该设备由总共四个光学传感器211、212、213、214组成。这里，两个光学传感器211、212和两个光学传感器213、214各自被设置在盘50的相同侧上。布置在盘50的相同侧上的两个传感器211、212和两个传感器213、214共用公共线性引导件231、232和公共调节器241、242。
利用所示实施例，在线测量是可能的。这意味着，即使在涂覆盘50的过程期间，所施加的层厚度也可被识别。为此，定位在盘50的相同侧上的两个光学传感器211、212和两个光学传感器213、214布置成使得光学传感器211、213扫描涂覆区域，并且与其相邻的光学传感器212、214扫描未涂覆区域。结果，可根据两个测量值之间的差来识别层厚度。
参考图3，最后描述根据本发明的传感器设备300的第三实施例。这里也是，传感器设备300仅仅由于第一光学传感器系统300的精确配置而不同于上述配置。
在这种情况下，第一光学传感器系统300包括布置在盘50的相对侧上的两个光学传感器311、312。光学传感器311、312是三角测量传感器。这些传感器各自依次布置在包括对应的调节器341、342的线性引导件331、332上。三角测量传感器311、312构造成使得它们可监测其中提供了涂层51和其中未提供涂层的盘50的区域。这使得通过由传感器311、312识别的测量值来识别层厚度成为可能。
由于传感器111、112、211、212、213、214、311、312布置在盘50的两侧上并且由其识别的测量值被整体用于确定层厚度而导致的根据本发明的传感器设备100、200、300的另一个优点是，由于盘50的非最佳夹紧而发生的摆动可使用识别的测量值来减去。
使用根据本发明的传感器设备，有可能快速且高效地获得用于识别层厚度的高精度值。

Claims (15)

1. 一种用于作为涂覆过程的部分检查盘(50)的涂层的传感器设备(100, 200, 300)，
包括用于确定施加到所述盘(50)的所述涂层(51)的层厚度的第一光学传感器系统(110, 210, 310)，并且包括用于旋转所述盘的旋转装置，
其特征在于，
所述第一光学传感器系统(110, 210, 310)设计成同时识别至少一个第一基于位置的测量值和一个第二基于位置的测量值，
所述第一基于位置的测量值和所述第二基于位置的测量值描述所述第一传感器系统(110, 210, 310)和所述盘的表面之间的距离，
所述第一传感器系统(110, 210, 310)配置成识别所述盘(50)的涂覆区域的所述第一基于位置的测量值和所述盘(50)的未涂覆区域的所述第二基于位置的测量值，
所述第一光学传感器系统(110, 210, 310)包括从所述盘(50)的中心区域延伸到边缘区域的至少一个线性引导件(131, 132, 231, 232, 331, 332)，并且
提供控制和分析装置，用于通过所述第一基于位置的测量值和所述第二基于位置的测量值来计算在所述第一基于位置的测量值的位置处的所述盘(50)的层厚度。
2. 根据权利要求1所述的传感器设备(100, 200)，
其特征在于
所述第一光学传感器系统(110, 210)包括用于识别所述第一基于位置的测量值的第一光学传感器(111, 211)和用于识别所述第二基于位置的测量值的第二光学传感器(112,212)。
3. 根据权利要求2所述的传感器设备(100, 200)，
其特征在于，
所述第一光学传感器(111)和所述第二光学传感器(112)布置在所述盘(50)的相对侧上的相对位置。
4.根据权利要求2所述的传感器设备(200)，
其特征在于，
所述第一光学传感器(211)和所述第二光学传感器(212)布置在所述盘(50)的第一侧上使得彼此径向偏移的位置。
5.根据权利要求4所述的传感器设备(200)，
其特征在于，
提供第三光学传感器(213)和第四光学传感器(214)，所述第三光学传感器(213)和所述第四光学传感器(214)布置在所述盘的第二侧上使得彼此径向偏移的位置。
6. 根据权利要求1所述的传感器设备(100, 200)，
其特征在于，
至少所述第一光学传感器(111, 211)和所述第二光学传感器(112, 212)设计为共焦彩色传感器。
7.根据权利要求1所述的传感器设备(300)，
其特征在于，
用于同时识别所述至少一个第一基于位置的测量值和所述第二基于位置的测量值的所述第一光学传感器系统(310)包括布置在所述盘的第一侧上以用于在所述盘(50)的径向方向上的测量的第一三角测量传感器(311)。
8.根据权利要求7所述的传感器设备(300)，
其特征在于，
所述第一光学传感器系统(300)包括第二三角测量传感器(312)，所述第二三角测量传感器(312)布置在所述盘(50)的第二侧上与所述第一三角测量传感器(311)相对的位置。
9. 根据权利要求1所述的传感器设备(100, 200, 300)，
其特征在于，
每个传感器(111, 112, 211, 212, 213, 214, 311, 312)包括线性引导件(131,132, 231, 232, 331, 332)和/或调节装置(141, 142, 241, 242, 341, 342)。
10. 根据权利要求1所述的传感器设备(100, 200, 300)，
其特征在于，
布置在所述盘(50)的相同侧上的传感器(111, 112, 211, 212, 213, 214, 311,312)包括公共线性引导件(131, 132, 231, 232, 331, 332)和/或调节装置(141, 142,241, 242, 341, 342)。
11. 根据权利要求1所述的传感器设备(100, 200, 300)，
其特征在于，
包括线扫描相机的第二光学传感器系统(20)设置在所述盘(50)的一侧或两侧上，并且包括基本上在所述盘(50)的一侧的整个半径上延伸的测量区域。
12. 根据权利要求1所述的传感器设备(100, 200, 300)，
其特征在于，
提供用于识别所述盘(50)的中心相对于所述第一光学传感器系统(110, 210, 310)的位置的装置。
13. 根据权利要求1所述的传感器设备(100, 200, 300)，
其特征在于，
提供用于识别所述盘(50)的角向位置的装置。
14.一种用于制动盘的涂覆设备，
其特征在于，
根据权利要求1所述的传感器设备(100, 200, 300)。
15.一种用于盘、特别是制动盘的涂覆方法，
包括检查所述涂层以确定施加到所述盘(50)的所述涂层(51)的层厚度，
其中，至少一个第一基于位置的测量值和一个第二基于位置的测量值由第一光学传感器系统(110, 210, 310)同时识别，
其中，所述第一基于位置的测量值和所述第二基于位置的测量值描述所述第一光学传感器系统(110, 210, 310)和所述盘(50)的表面之间的距离，
其中，所述盘(50)的涂覆区域的所述第一基于位置的测量值和所述盘(50)的未涂覆区域的所述第二基于位置的测量值被识别，
其中，通过所述第一基于位置的测量值和所述第二基于位置的测量值来计算在所述第一基于位置的测量值的位置处的所述盘(50)的层厚度，
其中，在检查所述涂层的同时，所述盘能够通过旋转装置来旋转，并且
其中，所述第一光学传感器系统(110, 210, 310)能够通过至少一个线性引导件(131,132, 231, 232, 331, 332)移动，所述至少一个线性引导件(131, 132, 231, 232, 331,332)从所述盘(50)的中心区域延伸到边缘区域。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114483841A (zh) * 2022-03-18 2022-05-13 辽宁工程技术大学 一种电梯制动器磨损监测系统及方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021208263A1 (de) 2021-07-29 2023-02-02 HPL Technologies GmbH Beschichtungsvorrichtung zur Oberflächenveredelung von einem Werkstück, sowie ein Werkstück mit einer Veredelungsschich
CN114518072B (zh) * 2022-02-22 2023-08-29 江苏铁锚玻璃股份有限公司 应用于透明件厚度检测的装置及其使用方法
CN114887792A (zh) * 2022-05-05 2022-08-12 青岛华仕达机器股份有限公司 一种制备钢用管喷涂缠绕式布线装置
CN115283170B (zh) * 2022-08-31 2023-05-16 岚图汽车科技有限公司 一种在线塑料翼子板的涂装工装及其涂装前后检测方法
CN116603661B (zh) * 2023-05-04 2023-12-29 江门丽宫国际食品股份有限公司 一种广陈皮仿形喷施控制方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10104684A1 (de) * 2001-02-02 2002-08-08 Creat Stefan Kipp Kg Schichtdickenmeßverfahren an einem Werkstück
JP2006181566A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Allied Material Technology Corp スリット式塗布方法、スリット式塗布工程の膜厚リアルタイム監視方法およびその装置
DE102005009262A1 (de) * 2005-02-25 2006-08-31 Syspilot Industrie Consulting Gmbh Verfahren zur Messung der Schichtdicke
US20090061075A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-05 Ruglio Anthony G Method and apparatus for measuring coating thickness with a laser
CN102252640A (zh) * 2010-05-10 2011-11-23 赫尔穆特费希尔有限责任公司电子及测量技术研究所 用于测量待测量大面积表面上的薄层厚度的方法和设备
CN107525479A (zh) * 2016-06-17 2017-12-29 赫克斯冈技术中心 针对特定光学测量来确定物体性质
US20180172430A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-21 Kennametal Inc. Method of non-destructive testing a cutting insert to determine coating thickness

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06103172B2 (ja) * 1988-08-03 1994-12-14 日本電気株式会社 レジスト膜厚検査装置
US5838448A (en) * 1997-03-11 1998-11-17 Nikon Corporation CMP variable angle in situ sensor
JP4486217B2 (ja) * 2000-05-01 2010-06-23 浜松ホトニクス株式会社 厚み計測装置、及びそれを用いたウエットエッチング装置、ウエットエッチング方法
CA2605970A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-09 National Research Council Of Canada Method of on-line thickness measurement of applied coatings
US7177740B1 (en) * 2005-11-10 2007-02-13 Beijing University Of Aeronautics And Astronautics Method and apparatus for dynamic measuring three-dimensional parameters of tire with laser vision
US7777897B1 (en) * 2007-08-03 2010-08-17 Ventek, Inc. Veneer roughness detection
WO2009131892A2 (en) * 2008-04-21 2009-10-29 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for measuring substrate edge thickness during polishing
GB0910736D0 (en) 2009-06-22 2009-08-05 Pilkington Group Ltd Improved film thickness measurement
WO2012006613A2 (en) * 2010-07-09 2012-01-12 Tribis Engineering, Inc. Tribometer
JP2012225848A (ja) 2011-04-21 2012-11-15 Toyota Motor Corp 膜厚分布測定装置および塗膜形成装置
FR2994734B1 (fr) * 2012-08-21 2017-08-25 Fogale Nanotech Dispositif et procede pour faire des mesures dimensionnelles sur des objets multi-couches tels que des wafers.
DE102012111008B4 (de) * 2012-11-15 2014-05-22 Precitec Optronik Gmbh Optisches Messverfahren und optische Messvorrichtung zum Erfassen einer Oberflächentopographie
CN106257996B (zh) * 2013-12-09 2019-08-16 赫氏公司 测量装置及其测量方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10104684A1 (de) * 2001-02-02 2002-08-08 Creat Stefan Kipp Kg Schichtdickenmeßverfahren an einem Werkstück
JP2006181566A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Allied Material Technology Corp スリット式塗布方法、スリット式塗布工程の膜厚リアルタイム監視方法およびその装置
DE102005009262A1 (de) * 2005-02-25 2006-08-31 Syspilot Industrie Consulting Gmbh Verfahren zur Messung der Schichtdicke
US20090061075A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-05 Ruglio Anthony G Method and apparatus for measuring coating thickness with a laser
CN102252640A (zh) * 2010-05-10 2011-11-23 赫尔穆特费希尔有限责任公司电子及测量技术研究所 用于测量待测量大面积表面上的薄层厚度的方法和设备
CN107525479A (zh) * 2016-06-17 2017-12-29 赫克斯冈技术中心 针对特定光学测量来确定物体性质
US20180172430A1 (en) * 2016-12-21 2018-06-21 Kennametal Inc. Method of non-destructive testing a cutting insert to determine coating thickness

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114483841A (zh) * 2022-03-18 2022-05-13 辽宁工程技术大学 一种电梯制动器磨损监测系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202111280A (zh) 2021-03-16
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