Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
Messung der Schichtdicke einer auf einer Oberfläche aufgebrachten Beschichtung
und ein Verfahren zur Erzeugung eines Höhenprofils einer auf einer
Oberfläche
aufgebrachten Beschichtung sowie zur Durchführung dieser Verfahren geeignete
Vorrichtungen zu schaffen, bei denen die Schichtdicken von auf unterschiedlichsten
Materialien aufgebrachten Beschichtungen gemessen werden können, wobei
die Ermittlung der Schichtdicke bzw. die Erstellung eines Höhenprofils
möglichst schnell,
präzise
und kostengünstig
erfolgen soll.
Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch
den erfindungsgemäßen Einsatz
optischer, Ultraschall- oder mechanischer Sensoren können die
unterschiedlichsten Arten von Beschichtungen auf ebenso unterschiedlichsten
Materialien vermessen werden. Hierbei lässt sich die Schichtdicke in besonders
einfacher und dennoch sehr präziser
Art und Weise durch die Bildung der Differenz der Abstände der
Sensoren von der Beschichtung bzw. von der Oberfläche des
beschichteten Materials ermitteln.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es, durch Versuche zu ermitteln, welche Parameter notwendig bzw.
sinnvoll sind, um bei bestimmten Oberflächen- und Be schichtungsmaterialien
eine bestimmte Dicke und/oder Struktur der Beschichtung zu erzielen.
Eine
besonders einfache Vorgehensweise ist möglich, wenn in einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung der Abstand von dem ersten Sensor zu der
Oberfläche
und der Abstand von dem zweiten Sensor zu der Beschichtung gleichzeitig
gemessen werden. Mit diesem Verfahren ist eine sehr hohe Genauigkeit
erzielbar, wobei auf die Messanordnung einwirkende Vibrationen oder
dergleichen keine Rolle spielen, da sie beide Sensoren gleichermaßen betreffen
und sich damit aufheben.
Wenn
die Schichtdicke der auf der Oberfläche aufgebrachten Beschichtung
an mehreren Stellen ermittelt werden soll, beispielsweise um ein Schichtdickenprofil
zu erzeugen, so ist es vorteilhaft, wenn zur Ermittlung der Abstände der
beiden Sensoren von der Oberfläche
und der Beschichtung eine Relativbewegung zwischen der Oberfläche mit
der Beschichtung und den beiden Sensoren stattfindet.
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass zur Messung des Abstands des ersten Sensors von der Oberfläche ein Teil
der Oberfläche
vor dem Aufbringen der Beschichtung abgedeckt wird. Dies ermöglicht dem
ersten Sensor eine einfache Möglichkeit
zur Messung des Abstandes desselben zu der Oberfläche, wenn vor
der Messung die Abdeckung wieder entfernt wird.
In
einer alternativen Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein,
dass zur Messung des Abstands des ersten Sensors von der Oberfläche ein Teil
der Beschichtung nach dem Aufbringen der Beschichtung von der Oberfläche entfernt
wird. Dabei kann auf das oben beschriebene Abdecken verzichtet werden.
Des
weiteren kann vorgesehen sein, dass als Sensoren optische Sensoren
verwendet werden, welche Licht mit unterschiedlichen Frequenzen
aussenden und empfangen, wobei die Frequenz des ersten Sensors die
Beschichtung durchdringt, und wobei die Frequenz des zweiten Sensors
die Beschichtung nicht durchdringt. Eine solche Vorgehensweise ermöglicht die
Messung des Abstands des Sensors von der Oberfläche des beschichteten Materials,
ohne dass die Beschichtung entfernt oder das Material vor dem Beschichten
abgedeckt werden muss. Die geeigneten Frequenzen hängen dabei
vom Material der Beschichtung und von dem zu beschichtenden Material
ab.
Eine ähnliche
Lösung,
bei der ebenfalls auf eine Abdeckung des zu beschichteten Materials
bzw. eine Entfernung der Beschichtung verzichtet werden kann, kann
darin bestehen, dass als Sensoren optische Sensoren verwendet werden,
wobei die Strahlung des ersten Sen sors unter einem derartigen Winkel
auf die Beschichtung auftrifft, dass sie die Beschichtung durchdringt,
und wobei die Strahlung des zweiten Sensors unter einem derartigen
Winkel auf die Beschichtung auftrifft, dass sie an der Beschichtung
totalreflektiert wird.
Falls
eine teilweise Zerstörung
der Beschichtung hingenommen werden kann, so kann außerdem vorgesehen
sein, dass als Sensoren mechanische Sensoren verwendet werden, wobei
der erste Sensor mit einer derartigen Kraft auf die Beschichtung
gedrückt
wird, dass er die Beschichtung bis zu der Oberfläche durchdringt, und wobei
der zweite Sensor mit einer derart geringeren Kraft auf die Beschichtung gedrückt wird,
dass er die Beschichtung nicht durchdringt.
Eine
weitere Möglichkeit
einer zerstörungsfreien
Messung der Schichtdicke kann darin bestehen, dass die Oberfläche mit
einem Ultraschall-Sensor gemessen wird, und dass die Beschichtung
mit einem optischen oder mechanischen Sensor gemessen wird. Hierbei
ist die Frequenz des Ultraschall-Sensors auf den Werkstoff des zu
beschichtenden Materials abzustimmen.
Eine
alternative Lösung
der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 10.
Diese
alternative Vorgehensweise hat den Vorteil, dass lediglich ein Sensor
erforderlich ist, um die Schicht dicke zu messen bzw. um ein Schichtdickenprofil
zu erzeugen.
Eine
konkrete Vorgehensweise kann dabei darin bestehen, dass der Abstand
des Sensors von der Oberfläche
mit demselben Sensor ermittelt wird wie der Abstand des Sensors
von der Beschichtung, wobei vorzugsweise zuerst der Abstand des
Sensors von der Oberfläche
gemessen wird, wobei anschließend
die Oberfläche
beschichtet wird, und wobei anschließend der Abstand des Sensors
von der Beschichtung gemessen wird. Dabei ist es lediglich erforderlich,
sicherzustellen, dass sich die Oberfläche während der Beschichtung nicht
bezüglich
ihrer räumlichen
Anordnung verändert
bzw. dass die zu beschichtende Oberfläche bei beiden Messungen exakt
dieselbe Position einnimmt. Selbstverständlich wäre es auch möglich, bei
einer bekannten Ortsveränderung
der zu beschichtenden Oberfläche
eine Kompensationsrechnung vorzunehmen.
Alternativ
hierzu könnte
der Abstand des Sensors von der Oberfläche auch mathematisch ermittelt
werden.
Sämtliche
bislang beschriebenen Verfahren lassen sich besonders vorteilhaft
zur Messung der Schichtdicke einer beschichteten Oberfläche eines Kraftfahrzeugs
verwenden.
Eine
weitere alternative Lösung
der Aufgabe ist in Anspruch 15 angegeben.
Dieses
Verfahren lässt
sich in vorteilhafter Weise bei einer beschichteten transparenten
Folie einsetzen, da hier die beiden optischen Sensoren jeweils die
Abstände
derselben von den den Sensoren zugewandten Seiten der Beschichtung
messen, wodurch, wenn die beiden Sensoren exakt denselben Abstand
von der Folie aufweisen, die Schichtdicke wiederum in sehr einfacher
Weise aus der Differenz der gemessenen Abstände der beiden Sensoren von der
Beschichtung ermittelt werden kann.
Ein
besonderer Vorteil sämtlicher
Verfahren besteht darin, dass sie automatisierbar sind und eine zerstörungsfreie
sowie berührungslose
Prüfung
ermöglichen.
Ein
Verfahren zur Erzeugung eines Höhenprofils
einer auf einer Oberfläche
aufgebrachten Beschichtung ist in Anspruch 16 angegeben. Mit diesem Verfahren
lässt sich
auf sehr einfache Weise ein Höhenprofil
einer Beschichtung erzeugen.
Vorrichtungen
zur Durchführung
der erfindungsgemäßen Verfahren
sind in den Ansprüchen 17
und 19 angegeben. Mit diesen Vorrichtungen lassen sich die beschriebenen
Verfahren in einfacher Weise ausführen, wobei sämtliche
der genannten Vorrichtungen transportabel ausge legt werden können, sodass
ein vielfältiger
Einsatz derselben möglich
ist.
Mit
den gemäß bevorzugter
Ausführungsformen
verwendeten optischen Sensoren, also insbesondere mit Laserstrahlung
arbeitenden Sensoren, lässt
sich eine sehr hohe Messgenauigkeit erzielen. Ein weiterer besonders
hervorzuhebender Vorteil optischer Sensoren besteht darin, dass
sie keine Kalibrierung erfordern.
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Dabei
zeigt:
1 eine
erste Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Messung der Schichtdicke einer auf einer Oberfläche aufgebrachten
Beschichtung;
2 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung aus 1;
3 eine
zweite Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Messung der Schichtdicke einer fahrens zur Messung der Schichtdicke
einer auf einer Oberfläche
aufgebrachten Beschichtung;
4 eine
dritte Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Messung der Schichtdicke einer auf einer Oberfläche aufgebrachten
Beschichtung;
5 eine
detailliertere Darstellung des Verfahrens gemäß 4; und
6 eine
Vorrichtung zur Durchführung
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Erzeugung eines Höhenprofils
einer auf einer Oberfläche
aufgebrachten Beschichtung.
In 1 ist
ein zu beschichtendes Material 1 dargestellt, welches eine
Oberfläche 2 aufweist,
auf der eine Beschichtung 3 aufgebracht wurde. Bei der Beschichtung 3 kann
es sich beispielsweise um für eine
Hohlraumkonservierung oder eine Nahtabdichtung bei einem Kraftfahrzeug
dienende Schicht handeln, die Beschichtung 3 kann jedoch
auch eine Lackschicht oder eine galvanisch auf die Oberfläche 2 des
Materials 1 aufgebrachte Schicht sein. Bei dem Material 1 kann
es sich um ein Metallblech, um eine Kunststoffplatte oder um jedes
andere Material handeln, das mit einer beliebigen Beschichtung 3 versehen
werden kann. Beispielsweise könnte
auch die Schichtdicke von pulverlackier ten Möbeln mit dem beschriebenen
Verfahren ermittelt werden.
Oberhalb
der Beschichtung 3 ist eine Vorrichtung 4 angeordnet,
welche dafür
vorgesehen ist, die Dicke der auf die Oberfläche 2 aufgebrachten
Beschichtung 3, die nachfolgend als Schichtdicke bezeichnet
wird, zu messen. Die Vorrichtung 4 weist zwei Sensoren 5 und 6 auf,
die im vorliegenden Ausführungsbeispiel
beide als optische Sensoren ausgebildet sind und mit nicht dargestellten,
jedoch an sich bekannten Einrichtungen zur Aussendung eines jeweiligen
Laserstrahls 5a und 6a sowie entsprechenden Einrichtungen
zum Empfangen des reflektierten Laserstrahls 5a bzw. 6a versehen
sind. Hierbei wird, wie nachfolgend detailliert beschrieben, mittels
des ersten Sensors 5 der Abstand von dem ersten Sensor 5 zu
der Oberfläche 2 gemessen,
wohingegen mittels des zweiten Sensors 6 der Abstand von
dem zweiten Sensor 6 zu der Beschichtung 3 gemessen wird.
In
der Draufsicht gemäß 2 ist
dargestellt, wie es ermöglicht
wird, dass der von dem ersten Sensor 5 ausgesendete Laserstrahl 5a bis
zu der Oberfläche 2 gelangt
und an derselben reflektiert wird, sodass der erste Sensor 5 in
der Lage ist, seinen Abstand von der Oberfläche 2 zu messen. Hierzu
kann ein mit dem Bezugszeichen 2a bezeichneter Bereich der
Oberfläche 2 vor
dem Aufbringen der Beschichtung 3 abgedeckt und anschließend, d.h.
nach dem Aufbringen der Beschich tung 3, kann die nicht
dargestellte Abdeckung entfernt werden. Alternativ wäre es auch
möglich,
in dem mit 2a bezeichneten Bereich der Oberfläche 2 den
entsprechenden Teil der Beschichtung 3 nach dem Aufbringen
derselben von der Oberfläche 2 zu
entfernen, um es dem oberhalb des Bereichs 2a angeordneten
Sensor 5 zu ermöglichen, den
Abstand desselben von der Oberfläche 2 zu messen.
Der nicht beschichtete Teil 2a der Oberfläche 2 kann
beispielsweise eine Breite von 10 mm aufweisen.
Wenn
sowohl mittels des ersten Sensors 5 der Abstand von dem
ersten Sensor 5 zu der Oberfläche 2 als auch mittels
des zweiten Sensors 6 der Abstand von dem zweiten Sensor 6 zu
der Beschichtung 3 gemessen wurde, kann die Schichtdicke
aus der Differenz des gemessenen Abstands zwischen der Oberfläche 2 und
dem ersten Sensor 5 und des gemessenen Abstands zwischen
der Beschichtung 3 und dem zweiten Sensor 6, also
aus der Differenz der beiden Messungen, ermittelt werden. Diese
Differenzberechnung erfolgt analog, wodurch eventuelle Vibrationen
gedämpft
werden.
Wie
in 1 und 2 ebenfalls erkennbar ist, werden
der Abstand des ersten Sensors 5 von der Oberfläche 2 und
der Abstand des zweiten Sensors 6 von der Beschichtung 3 gleichzeitig
gemessen, wobei die beiden Sensoren 5 und 6 relativ
zu der Oberfläche 2 und
der darauf angebrachten Beschichtung 3 bewegt werden.
Hierzu
dient im vorliegenden Fall eine Führungsschiene 7, auf
der die beiden Sensoren 5 und 6 gemeinsam geführt sind
und von einem nicht dargestellten Antrieb entlang derselben bewegt
werden können.
Vorzugsweise weisen die beiden Sensoren 5 und 6 einen
relativ geringen Abstand voneinander auf, was die Genauigkeit der
Messung erhöht.
Der Abstand der beiden Sensoren 5 und 6 beträgt im vorliegenden
Fall ca. 10 mm. Durch die Fixierung des Abstands zwischen den beiden
Sensoren 5 und 6 heben sich äußere, auf die Sensoren 5 und 6 einwirkende
Einflüsse,
wie beispielsweise Vibrationen, auf. Neben Vibrationen werden durch
den geringen Abstand der beiden Sensoren 5 und 6 auch
eventuelle Biegungen oder sonstige Unebenheiten des Materials 1 im
wesentlichen eliminiert.
Des
weiteren sollte sichergestellt werden, dass die Führungsschiene 7 möglichst
parallel zu der Oberfläche 2 des
Materials 1 verläuft
bzw. umgekehrt, dass die Oberfläche 2 des
Materials 1 möglichst
parallel zu der Führungsschiene 7 angeordnet wird.
Der Abstand der Sensoren 5 und 6 von der Oberfläche 2 beträgt vorzugsweise
30 bis 80 mm, wobei in Ausnahmefällen
selbstverständlich
auch andere Abstände
sinnvoll sein können.
Hierbei ist darauf zu achten, dass die beiden Sensoren 5 und 6 auf ein
und derselben Höhe
angeordnet sind, was mittels der Führungsschiene 7 und
der gemeinsamen Befestigung der Sensoren 5 und 6 an
derselben im Prinzip gewährleistet
ist.
Die
Sensoren 5 und 6 werden vorzugsweise mit konstanter
Geschwindigkeit über
die Oberfläche 2 bewegt,
wobei kontinuierlich die oben genannten Abstände der Sensoren 5 und 6 von
der Oberfläche 2 bzw.
der Beschichtung 3 gemessen werden, um auf diese Weise
ein Schichtdickenprofil zu erstellen. Der Verlauf solcher mit der
Messung erlangter Schichtdickenprofile kann mittels Fourier-Analysen
bestimmt werden. Durch Fourier-Analysen können außerdem Rauschanteile in den
gemessenen Abständen
unterdrückt
werden. Die Abstandsdaten können
für jeden der
Sensoren 5 und 6 mit einem Speichermedium, beispielsweise
einem Datenlogger, aufgezeichnet werden.
Die
Sensoren 5 und 6 können auch in zweidimensionaler
Richtung über
die Beschichtung 3 bewegt werden, um eine Verteilung der
Schichtdicke über
die Fläche
des Materials 1 zu erreichen. Des weiteren können auch
mehrere der Sensoren 5 und 6 nebeneinander angeordnet
sein, um eine Sensoren-Reihe oder ein Sensoren-Array zu bilden und
damit mehrere Messungen gleichzeitig durchzuführen.
Alternativ
ist es theoretisch auch möglich, das
Material 1 mit der auf der Oberfläche 2 desselben angebrachten
Beschichtung 3 zu bewegen und die Sensoren 5 und 6 starr
auszuführen
und an ein und demselben Ort zu halten.
Statt
der oben beschriebenen optischen Sensoren 5 und 6 können auch
mechanische Sensoren verwendet werden, wobei in einem solchen Fall der
erste Sensor 5 mit einer derartigen Kraft auf die Beschichtung 3 gedrückt wird,
dass er die Beschichtung 3 bis zu der Oberfläche 2 durchdringt,
und der zweite Sensor 6 mit einer geringeren Kraft auf
die Beschichtung 3 gedrückt
wird, so dass er die Beschichtung 3 nicht durchdringt.
Auch in diesem Fall könnte die
Dicke der Beschichtung 3 durch die Differenz der beiden
durch die Sensoren 5 und 6 gemessenen Abstände ermittelt
werden.
Eine
weitere, nicht dargestellte Ausführungsform
der Vorrichtung 4 zur Durchführung des Verfahrens zur Messung
der Schichtdicke der auf der Oberfläche 2 aufgebrachten
Beschichtung 3 kann darin bestehen, dass für den ersten
Sensor 5, der den Abstand zu der Oberfläche 2 misst, ein Ultraschall-Sensor
eingesetzt wird, wohingegen der zweite Sensor 6, der zur
Messung des Abstandes desselben von der Beschichtung 3 dient,
als optischer oder mechanischer Sensor ausgebildet ist.
Es
ist auch möglich,
lediglich einen der beiden Sensoren 5 und 6 einzusetzen,
wobei in diesem Fall mittels des einen Sensors 5 oder 6 der
Abstand desselben von der Beschichtung 3 gemessen und die Schichtdicke
aus der Differenz des gemessenen Abstands des Sensors von der Beschichtung 3 und
eines bekannten Abstands des Sensors von der Oberfläche 2 ermittelt
wird. Um diesen bekannten Abstand desjenigen Sensors, der zur Messung
seines Abstands von der Beschichtung 3 eingesetzt wird,
zu erlangen, kann vor dem Aufbringen der Beschichtung 3 auf
die Oberfläche 2 der
Abstand des Sensors von der Oberfläche 2 gemessen werden.
Nach dem Aufbringen der Beschichtung 3 kann anschließend die oben
beschriebene Messung des Abstands des Sensors von der Beschichtung 3 erfolgen
und die Differenz gebildet werden. Alternativ hierzu kann der Abstand
des Sensors von der Oberfläche 2 auch
mathematisch ermittelt werden. Um sicherzustellen, dass sich die
Oberfläche 2 während des
Aufbringens der Beschichtung 3 nicht bewegt und bei beiden
Messungen exakt dieselbe Position einnimmt, können beispielsweise magnetische
oder pneumatische Fixiereinrichtungen eingesetzt werden.
Bei
transparenten Beschichtungen kann des weiteren für den ersten Sensor 5,
der den Abstand desselben von der Oberfläche 2 misst, ein optischer Sensor
verwendet werden, wohingegen zur Messung des Abstands der Beschichtung 3 als
zweiter Sensor 6 ein Ultraschall-Sensor verwendet wird. Prinzipiell sind
sämtliche
sinnvolle Kombinationen der Sensoren 5 und 6 aus
optischen, Ultraschall- und mechanischen Sensoren vorstellbar. Es
könnten
auch zwei Ultraschall-Sensoren 5 und 6 zum Einsatz
kommen.
In 3 ist
eine alternative Ausführungsform der
Vorrichtung 4 dargestellt, die wiederum die beiden Sensoren 5 und 6 aufweist,
die, wie unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben,
auch in diesem Fall die Laserstrahlen 5a und 6a aussenden. Hierbei
ist der erste Sensor 5 so angeordnet, dass der von demselben
ausgesandte Laserstrahl 5a unter einem derartigen Winkel,
vorzugsweise ca. 90°, auf
die Beschichtung 3 auftrifft, dass er die Beschichtung 3 durchdringt,
an der Oberfläche 2 reflektiert wird
und damit den Abstand des ersten Sensors 5 von der Oberfläche 2 misst.
Der zweite Sensor 6 ist dagegen so angeordnet, dass der
von demselben ausgesandte Laserstrahl 6a unter einem derartigen Winkel
auf die Beschichtung 3 auftrifft, dass er an der Beschichtung 3 totalreflektiert
wird, wodurch der zweite Sensor 6 wie auch bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß der 1 und 2 die
Entfernung desselben von der Beschichtung 3 misst. Hierbei
ist eine Kompensation des Winkels erforderlich, was jedoch bei der
bekannten Anordnung des zweiten Sensors 6 relativ zu dem
ersten Sensor 5 problemlos bewerkstelligt werden kann.
Eine
sehr ähnliche
Ausführungsform
zu dem in 3 beschriebenen Verfahren kann
darin bestehen, dass als Sensoren 5 und 6 wiederum
optische Sensoren verwendet werden, welche Licht mit unterschiedlichen
Frequenzen aussenden und empfangen. Dabei sollte die Frequenz des
Laserstrahls 5a des ersten Sensors 5 so ausgewählt werden,
dass er die Beschichtung 3 durchdringt und damit den Abstand
des ersten Sensors 5 von der Oberfläche 2 misst, wohingegen
die Frequenz der Laserstrahlung 6a des zweiten Sensors 6 so
ausgewählt
werden sollte, dass er die Beschichtung 3 nicht durchdringt
und damit den Abstand des zweiten Sensors 6 von der Beschichtung 3 misst.
Dabei können
Frequenzen im UV-, IR- oder auch im sichtbaren Bereich zum Einsatz
kommen.
Das
letztgenannte sowie das unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschriebene
Verfahren lassen sich so zusammenfassen, dass der erste Sensor 5 so
ausgebildet ist, dass er den Abstand zu der Oberfläche 2 misst,
obwohl auf derselben die Beschichtung 3 angebracht ist,
d.h. die Beschichtung 3 ist bezüglich des ersten Sensors 5 durchlässig. Dagegen
ist der zweite Sensor 6 so ausgebildet, dass er seinen
Abstand von der Beschichtung 3 misst.
In
den 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform
der Vorrichtung 4 dargestellt, die speziell dafür ausgelegt
ist, die Schichtdicke einer auf einer Oberfläche 2 einer als das
Material 1 eingesetzten transparenten Folie 1' aufgebrachten
Beschichtung 3 zu messen. Dabei sind auf beiden Seiten
der Folie 1' jeweils
zwei jeweilige Laserstrahlen 5a und 6a aussendende
optische Sensoren 5 und 6 angeordnet, die so ausgerichtet
werden, dass sie sich exakt gegenüberliegen. Die transparente
Folie 1' sollte möglichst
exakt in der Mitte zwischen den beiden Sensoren 5 und 6 angeordnet
bzw. eingespannt werden, wobei dann, wie in 5 zu erkennen
ist, der erste Sensor 5 seinen Abstand von der Beschichtung 3 misst,
indem die von demselben ausgestrahlte Laserstrahlung 5a die
transparente Folie 1' durchdringt und
am Übergang
von der transparenten Folie 1' zu der Beschichtung 3 reflektiert
wird. Der zweite Sensor 6 misst die gegenüberliegende
Seite der Beschichtung 3, da die von ihm ausgestrahlte
Laserstrahlung 6a die Beschichtung 3 ebenfalls
nicht durchdringt, sondern reflektiert wird. Die Schichtdicke der
auf der Folie 1' aufgebrachten
Beschichtung 3 kann wiederum durch die Differenz der beiden Messwerte
ermittelt werden.
In 6 ist
eine Vorrichtung 4 dargestellt, die zur Durchführung eines
Verfahrens zur Erzeugung eines Höhenprofils
der auf der Oberfläche 2 des
Materials 1 aufgebrachten Beschichtung 3 dient.
Wiederum sind hierbei die beiden Sensoren 5 und 6 vorgesehen,
die als optische Sensoren ausgebildet und hintereinander angeordnet
sind und entlang der Führungsschiene 7 relativ
zu der Oberfläche 2 bzw.
der Beschichtung 3 bewegt werden. Die beiden Sensoren 5 und 6 messen
kontinuierlich den Abstand derselben zu der Beschichtung 3 und
das Höhenprofil der
Beschichtung 3 kann durch eine Ermittlung der Differenz
der beiden Abstände
und eine Integration derselben ermittelt werden. Hierbei wird, in ähnlicher Weise
wie bei 3 beschrieben, der Messwert
des zweiten Sensors 6 winkelabhängig korrigiert. Auch hier
können
Rauschanteile durch Fourier-Analysen unterdrückt werden.
Außer bei
den mit mechanischen Sensoren durchgeführten Verfahren können sämtliche
Abstände
sowohl unmittelbar nach dem Aufbringen der Beschichtung 3,
also im Nasszustand derselben, als auch nach einem Trocknungs- und/oder Einbrennprozess
bestimmt werden. Auch das Erstellen eines Schichtdickenprofils im
Nasszustand ist möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren
kann zur Messung von Schichtdicken mit einer Dicke von 1 μm bis 1.000 μm eingesetzt
werden.
Prinzipiell
sind die einzelnen Merkmale sämtlicher
Verfahren und Vorrichtungen auch auf die anderen hierin beschriebenen
Verfahren und Vorrichtungen anwendbar, wenn nicht grundsätzliche
Bedenken dagegen sprechen.