DE2115437C3 - Verfahren zur berührungslosen Leitfähigkeitsmessung - Google Patents
Verfahren zur berührungslosen LeitfähigkeitsmessungInfo
- Publication number
- DE2115437C3 DE2115437C3 DE2115437A DE2115437A DE2115437C3 DE 2115437 C3 DE2115437 C3 DE 2115437C3 DE 2115437 A DE2115437 A DE 2115437A DE 2115437 A DE2115437 A DE 2115437A DE 2115437 C3 DE2115437 C3 DE 2115437C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrically conductive
- conductive layer
- force
- conductivity
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/023—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance where the material is placed in the field of a coil
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
- G01N27/9006—Details, e.g. in the structure or functioning of sensors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Leitfähigkeit einer elektrisch leitenden Schicht, insbesondere
einer Metallbelegung von Kondensatorfolien, bei dem die elektrisch leitende Schicht in das
Magnetfeld der Induktivität eines Schwingkreises eingebracht wird und bei dem die magnetischen
Kraftlinien die Schicht durchdringen.
Ein derartiges Verfahren ist aus der Zeitschrift für
angewandte Physik, Bd. 25, H. 3, 1968, S. 146 bis 148,
bekannt Dort wird eine zylindrische Probe mit einer axialen Bohrung in axialer Richtung von magnetischen
Kraftlinien durchdrungen. Durch die entstehenden Wirbelströme wird das Magnetfeld in der axialen
Bohrung gegenüber dem Magnetfeld außerhalb der Spule phasenverschoben. Diese Phasenverschiebung
wird gemessen, daraus wird der spezifische Widerstand errechnet. Zur Messung der Leitfähigkeit einer ebenen
Schicht Ut dieses Verfahren nicht geeignet.
Die DD-PS 52 727 läßt elektrisch leitfähige Teile durch ein Wechselfeld gleiten, wobei die magnetischen
Kraftlinien die Teile durchdringen, und benutzt die entstehende elektromotorische Kraft, um die Teile nach
Leitfähigkeit zu sortieren.
Bekannt sind außerdem Verfahren zur Leitfähigkeitsmessung, die eine mechanische Kontaktierung verwenden.
Die Nachteile solcher Verfahren liegen in den Kontaktschwierigkeiten und in der Gefahr der Beschädigung
insbesondere von dünnen Folien. Auch die automatische und schnelle Kontaktierung macht hierbei
Schwierigkeiten.
Die Aufgabe, die dieser Erfindung zugrunde liegt, ist eine berührungslose Leitwertmessung, die zur Überwa-
chung des Leitwertes einer elektrisch leitenden Schicht, insbesondere bei deren Herstellung, geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektrisch leitende Schicht von den magnetischen
Kraftlinien in mindestens zwei räumlich begrenzten Durchtrittsbereichen, die eine definierte
Lage zueinander einnehmen, in einander entgegengesetzten Richtungen durchdrungen wird, und daß eine
durch die Wirbelströme in der elektrisch leitenden Schicht hervorgerufene Verkleinerung der Schwin- ι ο
gungsamplitude als Maß für die elektrische Leitfähigkeit ausgewertet wird.
Die Wirbelströme nehmen bei diesem Meßverfahren auch in einer elektrisch leitenden Schicht großer
Ausdehnung mit gleichzeitig wachsenden Entfernungen von zwei Durchtrittsbereichen gleicher magnetischer
Feldstärke mit entgegengesetzter Durchtrittsrichtung schneller als mit dem Quadrat des Abstandes vom
Mittelpunkt des näheren Durchtrittsbereichs ab. Aus der Maxwellschen Gleichung
ή/= -φ ds
ergibt sich, daß auf einem Weg um zwei derartige Durchtrittsbereiche kein Wirbelstrom entsteht. Abgesehen
davon läßt sich die Verteilung der Wirbelströme in Abhängigkeit von den Abmessungen und der gegenseitigen
Lage der Durchtrittsbereiche berechnen.
Mit diesem Verfahren werden die Vorteile erzielt, daß
die Leitwertmessung ohne Beschädigung der elektrisch leitenden Schicht erfolgt, daß Fehler durch Kontaktwiderstände
vermieden werden, daß auch die Leitfähigkeit von beidseitig mit elektrisch nichtleitenden
Schichten überzogenen elektrisch leitenden Schichten ohne Beschädigung der elektrisch nichtleitenden
Schicht gemessen werden kann, daß das Verfahren nur einen beschränkten Bereich einer Folie erfaßt und sich
daher zur huf enden Überwachung der Leitfähigkeit einer elektrisch leitenden Schicht, ζ. B. in einer
Fertigungsstraße, und zur automatischen Steuerung von Fertigungsschritten eignet
Eine genauere Begrenzung des vom Wirbelstrom umfaßten Bereichs der elektrisch leitenden Schicht auf
den Zwischenraum zwischen den Durchtrittsbereichen erreicht man dadurch, daß ein erster Durchtrittsbereich
von einem zweiten umschlossen wird bzw. dadurch, daß ein erster Durchtrittsbereich von einer Gruppe weiterer
Durchtrittsbereiche umschlossen wird und daß die magnetischen Kraftlinien den ersten Durchtrittsbereich
in einer und die Gruppe weiterer Durchtrittsbereiche in der entgegengesetzten Richtung durchdringen, oder
daß eine erste Gruppe getrennter Durchtrittsbereiche von einer zweiten Gruppe getrennter Durchtrittsbereiche
umschlossen wird und daß die magnetischen Kraftlinien die erste Gruppe von Durchtrittsbereichen
in einer und die zweite Gruppe in der entgegengesetzten Richtung durchdringen.
Eine besonders gleichmäßige Verteilung der Wirbelströme erreicht man dadurch, daß ein erster Durchtrittsbereich
im wesentlichen die Form einer kreisrunden f>o Scheibe oder eines Ringes und der zweite im
wesentlichen die Form eines konzentrisch den ersten Bereich umschließenden Ringes besitzt Diese Formen
der Durchtrittsbereicne werden dadurch erreicht, daß
die niagiKtiiche SchicJi* zwischen zwei Ha!bich«len
einer Schalenkernspule hindurchgeführt wird und die Hilbtclwlen so gewihit und angeordnet werden, daß
der magnetische Weg üb' - die zum Hindurchführen der elektrisch leitendien Schicht erforderlichen Luftspalte
einen deutlich größeren magnetischen Leitwert aufweist als die Summe aller anderen für die magnetischen
Kraftlinien denkbaren Wege. Diese Gestaltung des Verfahrens erlaubt auf Grund ihrer genauen Begrenzung
des von den Wirbelströmen erfaßten Bereichs die Messung des spezifischen Leitwertes und seiner
Verteilung über eine elektrisch leitende Schicht
Eine besonders günstige, weitere Ausbildung des Verfahrens ist es, daß bei konstanter spezifischer
Leitfähigkeit des Materials der elektrisch leitenden Schicht die Leitfähigkeit als Maß für die Schichtdicke
ausgewertet wird.
Eine rationelle Durchführung von Serienmessung folgt daraus, daß die elektrisch leitende Schicht in einer
Richtung bewegt wird, die eine zu den magnetischen Kraftlinien senkrecht stehende Komponente enthält
und daß dabei laufend Messungen durchgeführt werden.
Die Änderung der Leitfähigkeit in eirjr ausgewählten
Richtung auf der zu messenden Schicht läßt einfach registrieren, indem die Meßwerte von einem Koordinatenschreiber
in Abhängigkeit von der Bewegung in der ausgewählten Richtung aufgezeichnet werden.
Eine derartige Aufzeichnung läßt sich dahingehend auswerten, daß aus örtlich begrenzten Einbrüchen in der
Leitfähigkeitskurve Kratzer oder Risse in der elektrisch leitenden Schicht lokalisiert und bewertet werden.
Eine Messung der für selbstheilende Kondensatoren erwünschten Mikrorißstruktur ermöglicht das Verfahren,
indem bei der Herstellung einer beidseitig lackierten Metallfolie durch Vergleich der Meßwerte
einer elektrisch leitenden Schicht vor und nach dem Lackauftrag auf der zweiten Seite der Metallfolie die
durch das Lackieren entstandene Mikrorißstruktur bewertet wird.
Zur rationellen Steuerung der Aufdampfungsra'e bei
der Bedampfung von Kondensatorfolien ist es zweckmäßig, daß durch laufende Messungen an einer
mefUbedampften Kondensatorfolie die Aufdampfrate
im Bedampfer automatisch geregelt wird.
Eine typische Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens ist dadurch gegeben, daß der
Schwingkreis über einen elektrischen Widerstand mit einem auf Resonanzfrequenz eingestellten Wechselspannungsgenerator
verbunden ist und daß der elektrische Widerstand in der Größenordnung des Resonanzwiderstandes des Schwingkreises liegt Die
genannte Bemessung des Vorwiderstandes ergibt einen besonders großen Meßbereich.
Für die relativ dünnen Belegungen von Kondensatorfolien
empfiehlt es sich, daß der Schwingkreis als Parallelresonanzkreis ausgebildet ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Beispiels näher erläutert
Fig. 1 zeigt eine Schalenkernspule, durch die eine Folie erfindungsgemäß hindurchgeführt wird, in geschnittener
und teil·, eise gebrochener Ansicht;
Fig.2 zeigt die Draufsicht auf die Folie ohne die obere Schalenkernhälfte, wobei die Stromlinien der
Wirbelströme eingezeichnet sind.
Zwischen die Schalenkernhälften | und 2 mit den
Schwingkreisspulen 3 und 4 ist eine elektrisch leitende Folie 5, die mit zwei r.ichtleitenden Schichten 6 und 7
bedeckt ist, eingelegt und wird in Richtung A bewegt. Durch einen Strom in den Spulen 3 und 4 werden
magnetische Kraftlinien erzeugt die gleichzeitig in den Zapfen ·, 9, die den Durchtrittsbereich 14 bestimmen,
der Schalenkernhllften 1 un<i I in Richtung ßund in den
Außenwänden 10, 11, die den Durchtrittsbereich 16 bestimmen, in Richtung C verlaufen. Diese magnetischen
Kraftlinien rufen in der elektrisch leitenden Schicht 5 Wirbelströme hervor, deren Stromlinien in
Richtung D verlaufen. Die elektrisch leitende Schicht 5 weist eine Stufe 12 auf, die beim Durchlaufen des
Magnetfeldes der Schwingkreisspule 15 einen Sprung der Leitfähigkeit hervorrufen wird.
Ein Riß 13, der einen vom Wirbelstror flossenen Bereich auftrennt, ergibt eine E
und/oder Aufteilung des Wirbelstroms und ve dadurch während seines Durchlaufs die Anzei^
Leitwert, bis der Wirbelstrom wieder in Rief Stromlinien D fließen kann.
Claims (14)
1. Verfahren zur Messung dar Leitfähigkeit einer elektrisch leitenden Schicht, insbesondere einer
Metallbelegung von Kondensatorfolien, bei dem die elektrisch leitende Schicht in das Magnetfeld der
Induktivität eines Schwingkreises eingebracht wird und bei dem die magnetischen Kraftlinien die
Schicht durchdringen, dadurch gekenn- ι ο zeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (5)
von den magnetischen Kraftlinien in mindestens zwei räumlich begrenzten Durchtrittsbereichen (14,
IS), die eine definierte Lage zueinander einnehmen, in einander entgegengesetzten Richtungen (B, C)
durchdrungen wird, und daß eine durch die Wirbelströme in der elektrisch leitenden Schicht (5)
hervorgerufene Verkleinerung der Schwin.gungsamplitude als Maß für die elektrische Leitfälligkeit
ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Durchtrittsbereich (14) von
einem zweiten (16) umschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Durchtrittsbereich von einer
Gruppe weiterer Durchtrittsbereiche umschlossen wird und daß die magnetischen Kraftlinien den
ersten Durchtrittsbereich in einer und die Gruppe weiterer Durchtrittsbereiche in der entgegengesetzten
Richtung durchdringen.
4. Verfahren nach A.isprucl: 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe getrennter Durchtrittsbereiche
von einer zweiten 'Truppe getrennter Durchtrittsbereiche umschlossen wird und daß die
magnetischen Kraftlinien die erste Gruppe von Durchtrittsbereichen in einer und die zweite Gruppe
in der entgegengesetzten Richtung durchdringen.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Durchtrittsbereich (14) im
wesentlichen die Form einer kreisrunden Scheibe oder eines Ringes und der zweite (16) im
wesentlichen die Form eines den ersten Bereich konzentrisch umschließenden Ringes besitzt
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht (5) zwischen
zwei Halbschalen (Y, 2) einer Schalenkernspule hindurchgeführt wird und die Halbschalen (1, 2) so
gewählt und angeordnet werden, daß der magnetische Weg über die zum Hindurchführen der
elektrisch leitenden Schicht erforderlichen Luft· spalte einen deutlich größeren magnetischen Leitwert
aufweist, als die Summe ailer anderen für die magnetischen Kraftlinien denkbaren Wege.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei konstanter spezifischer
Leitfähigkeit des Materials der elektrisch leitenden Schicht die Leitfähigkeit als Maß für die
Schichtdicke ausgewertet wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
elektrisch leitende Schicht in einer Richtung (A) bewegt wird, die eine zu den magnetischen
Kraftlinien senkrecht stehende Komponente enthält, und daß dabei laufend Messungen durchgeführt
werden. f>?
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte von einem Koordinatenschreiber
in Abhängigkeit von der Bewegung in einer ausgewählten Richtung (A) aufgezeichnet
werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß aus örtlich begrenzten Einbrüchen in
der Leitfähigkeitskurve Kratzer oder Risse (13) in der elektrisch leitenden Schicht lokalisiert und
bewertet werden.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung einer beidseitig lackierten Metallfolie
durch Vergleich der Meßwerte einer elektrisch leitenden Schicht (15) vor und nach dem Lackauftrag
auf der zweiten Seite der Metallfolie die durch das Lackieren entstandene Mikrorißstruktur bewertet
wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
durch laufende Messungen an einer metallbedampften Kondensatorfolie die Aufdampfrate im Bedampfer
automatisch geregelt wird.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis über einen elektrischen Widerstand mit einem auf
Resonanzfrequenz eingestellten Wechselspannungsgenerator verbunden ist und daß der elektrische
Widerstand in der Größenordnung des Resonanzwiderstandes des Schwingkreises liegt
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis als Parallelresonanzkreis
ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2115437A DE2115437C3 (de) | 1971-03-30 | 1971-03-30 | Verfahren zur berührungslosen Leitfähigkeitsmessung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2115437A DE2115437C3 (de) | 1971-03-30 | 1971-03-30 | Verfahren zur berührungslosen Leitfähigkeitsmessung |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2115437A1 DE2115437A1 (de) | 1972-10-12 |
| DE2115437B2 DE2115437B2 (de) | 1977-09-01 |
| DE2115437C3 true DE2115437C3 (de) | 1978-04-27 |
Family
ID=5803272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2115437A Expired DE2115437C3 (de) | 1971-03-30 | 1971-03-30 | Verfahren zur berührungslosen Leitfähigkeitsmessung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2115437C3 (de) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4000458A (en) * | 1975-08-21 | 1976-12-28 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method for the noncontacting measurement of the electrical conductivity of a lamella |
| DE2746568A1 (de) * | 1977-10-17 | 1979-04-26 | Kraftwerk Union Ag | Wirbelstrompruefsonde zur pruefung ferromagnetischer werkstoffe |
| DE3815010A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Leybold Ag | Schaltungsanordnung fuer den kombinierten einsatz einer induktiven und einer kapazitiven einrichtung fuer die zerstoerungsfreie messung des ohmschen wiederstands duenner schichten |
| DE4022563A1 (de) * | 1990-04-11 | 1991-10-17 | Flachglas Ag | Verfahren zur kontaktlosen messung des elektrischen widerstands eines untersuchungsmaterials |
| CN114062440B (zh) * | 2021-11-17 | 2023-04-07 | 广州市果欧电子科技有限公司 | 一种金属腻子的检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
1971
- 1971-03-30 DE DE2115437A patent/DE2115437C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2115437A1 (de) | 1972-10-12 |
| DE2115437B2 (de) | 1977-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0170723B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messempfindlichkeitserhöhung von berührungsfrei arbeitenden Wegmesssensoren | |
| WO2007104497A1 (de) | Anordnung und verfahren zur zerstörungsfreien prüfung von langgestreckten körpern sowie deren schweiss- und bondverbindungen | |
| DE1573906A1 (de) | Einrichtung fuer zerstoerungsfreie Werkstoff-Pruefungen nach der Wirbelstrommethode | |
| DE2049976B2 (de) | Verfahren zur messung der dicke von schichten im bauwesen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahren | |
| DE2735214C2 (de) | Meßkopf zum kontinuierlichen Messen der magnetischen Eigenschaften eines sich bewegenden Materialbandes | |
| DE3815009C2 (de) | ||
| DE2115437C3 (de) | Verfahren zur berührungslosen Leitfähigkeitsmessung | |
| DE2701857C2 (de) | ||
| DE1959406A1 (de) | Wirbelstrommessvorrichtung | |
| DE2855511C2 (de) | ||
| DE102005040857B3 (de) | Verfahren zum Bestimmen von Eigenschaften eines beschichteten Substrats | |
| DE69935610T2 (de) | Verwendung eines elektrischen messelements | |
| DE4026917A1 (de) | Sensor zur lageerfassung eines laengs einer achse beweglichen koerpers | |
| DE3824948C2 (de) | ||
| DE2925924C2 (de) | Sondenanordnung zum Abtasten der Oberfläche eines magnetisierten ferromagnetischen Prüfteils | |
| DE158105C (de) | ||
| DE3127455C2 (de) | Spulenanordnung zur Wirbelstromprüfung von Objekten mit ebenen oder gekrümmten Oberflächen | |
| EP0042881B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung eines metallischen Prüfteils | |
| DE4310893C2 (de) | Verfahren und Prüfsonde zum zerstörungsfreien Prüfen der Oberflächen elektrisch leitfähiger Werkstoffe | |
| DE2245396A1 (de) | Detektor zur bestimmung der leitfaehigkeit eines schmalen fluessigkeitsbereiches in einer kapillaren saeule | |
| DE102016112266A1 (de) | Anordnung zum Charakterisieren des Füllstandes eines elektrisch leitfähigen Materials in einem Behälter | |
| DE3823267C2 (de) | ||
| DE2556643C3 (de) | Differenz-Durchlauf-Wirbelstromumsetzer | |
| DE1808103A1 (de) | Verfahren zum UEberwachen des Widerstands eines metallischen Duennfilms waehrend seiner Oxydation | |
| DE878242C (de) | Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Leitfaehigkeit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |