DE2461805A1

DE2461805A1 - Measuring individual thicknesses of laminated layers - uses eddy currents with probe coil above layers

Info

Publication number: DE2461805A1
Application number: DE19742461805
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl Ing Ott
Original assignee: Helmut Fischer GmbH and Co
Current assignee: Helmut Fischer GmbH and Co
Priority date: 1974-12-30
Filing date: 1974-12-30
Publication date: 1976-08-19

Abstract

The measuring system is used to determine the thickness of the separate layers of a sandwich structure (32, 33, 34) with several overlying layers, using eddy currents. A probe coil (31), supplied with a constant high frequency current, is positioned over the sandwich structure and the coil voltage, which in amplitude and phase represents the thickness of the layers, is supplied via an amplifier to two circuits providing a direct voltage, representing the amplitude, and a direct voltage, representing the phase respectively. The direct phase voltage is supplied to two function generators for the sine and cosine functions, each connected to a multiplier for combining with the direct amplitude voltage. The multiplication products are supplied to an oscillograph displaying the coil impedance in the complex plane.

Description

Meßverfahren für die Einzeldicken von Schichtsystemen nach dem Wirbelstromverfahren Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren, mit dem die Dicken der einzelnen übereinander liegenden Schichten von Schichtsystemen zerstörungsfrei, schnell und genau gemessen werden können. Sie bedient sich dazu des Wirbelstromverfahrens.Measurement method for the individual thicknesses of layer systems according to the eddy current method The invention relates to a measuring method with which the thicknesses of the individual on top of each other Layers of layer systems measured non-destructively, quickly and accurately can be. To do this, it uses the eddy current method.

Die meisten Konstruktionen werden heute mit Schichten versehen, welche dekorative, schützende oder funktionelle Aufgaben erfüllen müssen. Die Schichtwerkstoffe, häufig Edelmetalle, sind dabei meist teuer, so daß beim Beschichten sehr darauf zu achten ist, zwar die zur Sicherstellung der Forderungen, die an die Schichtgestellt werden, notwendige Mindestschichtdicke aufzubringen, jedoch jeden unnötigen Verbrauch von Schichtwerkstoff sicher zu vermeiden. Dies wird ermöglich durch Anwendung von Schichtdickenmeßverfahren, denen damit eine erhebliche wirtschaftl iche Bedeutung zukommt.Most constructions today are provided with layers, which have to perform decorative, protective or functional tasks. The coating materials, often noble metals, are usually expensive, so that when coating is very important attention is to be paid to ensuring the demands made on the shift to apply the necessary minimum layer thickness, but any unnecessary consumption of layer material to be safely avoided. This is made possible by using Layer thickness measurement methods, which are of considerable economic importance comes to.

Häufig läßt sich die geforderte Eigenschaft nicht mit einer einzelnen Schicht sondern nur mit einem Schichtsystem, also mit mehreren bereinanderliegendeSchichten erfüllen, die in aufeinanderfolgenden Beschichtungsvorgängen aufgebracht werden. Sin bekanntes Schichtsystem ist eine Kupferzwischenschicht auf Stahlgrundwerkstoff mit einer Nickeldeckschicht.Often the required property cannot be achieved with a single one Layer but only with a layer system, i.e. with several layers one on top of the other meet, which are applied in successive coating processes. A well-known layer system is a copper intermediate layer on a steel base material with a nickel top layer.

Während für alle technisch wichtigen Einzelschichten auf einem Grundwerkstoff Schichtmeßverfahren bekannt sind, steht bis jetzt kein zerstörungsfreies, den Anforderungen der Praxis gerecht werdendes Schichtdickenmeßverfahren für Schichtsysteme zur Verfügung.While for all technically important individual layers on one base material Layer measurement methods are known, there is no non-destructive, the requirements up to now Layer thickness measurement methods for layer systems that meet practical requirements are available.

Bekannt sind Schichtdickenmeßgeräte nach dem WirbeZgoiBei tahren für einfache Schichten auf Grundwerkstoff. Sie arbeiten wie folgt: Wird nach Fig. 1 in bekannter Weise eine kreisförmige, mit Hochfrequenzstrom erregte Spule 1 auf die zu messende Schcht 2 aufgesetzt, die zunächst als elektrisch nichtleitend angenommen werde, so ist infolge der im elektrisch leitenden Grundwerkstoff 3 induzierten Wirbelströme und deren Rückwirkung auf die Spule 1 deren Impedanz eine Funktion der Frequenz, der Leitfähigkeit des Grundwerkstoffes und der Schichtdicke. Bei einer Messung sind Frequenz und Leitfähigkeit des Grundwerkstoffes konstante Größen, die bei einer einmaligen Gerätekalibrierung berücksichtigt werden können. Trägt man nach Fig. 2 in bekannter Weise die normierte Spulenimpedanz in der komplexen Impedanzebene auf, so wird jeder Impedanzwert in dieser Ebene als Punkt dargestellt. Der Impedanzpunkt bewegt sich bei Schichtdickenänderungen auf der Kurve 11 der Fig. 2 und zwar bei zunehmender Schichtdicke in Pfeilrichtung. Frequenzänderungen des Sondenstromes und Leitfähigkeitsänderungen des Grundwerkstoffes haben eine Bewegung des Impedanzpunktes auf Kurve 12 zur Folge und zwar bei steigender Frequenz oder Leitfähigkeit in Pf eilrichtung. Wird die Spule mit konstantem Strom erregt, so ist die Spannung an der Spule der Impedanz proportional, so daß auch für die Spulenspannung die Darstellung der Fig. 2 gilt.Layer thickness gauges are known according to the WirbeZgoiBei drive for simple layers on base material. They work as follows: According to Fig. 1 in a known manner a circular coil 1 excited with high frequency current the Schcht 2 to be measured put on, which was initially assumed to be electrically non-conductive is due to the eddy currents induced in the electrically conductive base material 3 and its reaction on the coil 1, the impedance of which is a function of the frequency, the conductivity of the base material and the layer thickness. When measuring are Frequency and conductivity of the base material are constant values, which at a one-time device calibration can be taken into account. If one carries according to Fig. 2 the normalized coil impedance in the complex impedance plane in a known manner every impedance value in this level is shown as a point. The impedance point moves with changes in layer thickness on the curve 11 of FIG increasing layer thickness in the direction of the arrow. Frequency changes of the probe current and conductivity changes of the base material have a movement of the impedance point on curve 12 with increasing frequency or conductivity in Pf express direction. If the coil is excited with a constant current, the voltage is on the coil is proportional to the impedance, so that the representation for the coil voltage of Fig. 2 applies.

Die Spannung an der Spule ist somit ein Maß für die Schichtdicke. Der Nullpunkt der Impedanzebene bzw.-der Spannungsebene ist nun allerdings ein unzweckmäßiger Bezugspunkt zur Messung der Spulenspannung, da die schichtdickenabhängige Kurve 11 nicht durch den Nullpunkt geht. Man addiert deshalb eine weitere komplexe Spannung13 und mißt die Spulenspannung vom Punkt14 aus.The voltage on the coil is therefore a measure of the layer thickness. The zero point of the impedance level or the voltage level is, however, an inexpedient one Reference point for measuring the coil voltage, as the layer thickness-dependent curve 11 does not go through the zero point. One therefore adds another complex voltage13 and measures the coil voltage from point 14.

Die so erhaltene Spannung15 wächst bei dünnen Schichten iinear mit der Schichtdicke an, bei größeren Schichtdicken logarithmisch.The stress15 obtained in this way grows linearly with thin layers the layer thickness, for larger layer thicknesses logarithmically.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines bekannten Wirbelstromschichtdickenmessgerätes für Einfachschichten. Sin Hochfrequenzgenerator 21 speist die aus Kondensator'22, Spule 23 der Meßsonde , 'Widerstand 24 und Kondensator 25 bestehende Brückenschaltung. Der Kondensator 22 ist so dimensioniert, daß die Sondenspule 23 im S-chichtdickenmßbereich mit konstantem Strom gespeist wird. Am Verbindungspunkt von Widerstand 24 und Kondensator 25 entsteht die Additionsspannungt die in Fig. 2 zwischen dem Nullpunkt der Impedanzebene und dem Punkt 14 verläuft. Die Brückenausgangsspannung wird einem. Differenzverstärker 26 zugeführt, dessen Ausgangsspannung einer Gleichrichterschaltung 27.3 shows the block diagram of a known eddy current layer thickness measuring device for single layers. Sin high-frequency generator 21 feeds the capacitor'22, Coil 23 of the measuring probe, resistor 24 and capacitor 25 existing bridge circuit. Of the Capacitor 22 is dimensioned so that the probe coil 23 is in the layer thickness range is fed with constant current. At the junction of resistor 24 and capacitor 25 the addition voltage arises in FIG. 2 between the zero point of the impedance plane and the point 14 runs. The bridge output voltage becomes a. Differential amplifier 26, the output voltage of which is fed to a rectifier circuit 27.

Diese Ausgangsspannung gelangt über den einstellbaren Widerstand 28 zum Anzeigeinstrument 29, dessen elektrischer Nullpunkt über den Einstellwiderstand 30 eingestellt werden kann.This output voltage reaches the adjustable resistor 28 to display instrument 29, the electrical zero point of which via the setting resistor 30 can be set.

Die einstellbaren Widerstänkde 28 und 30 erlauben eine Zuordnung der Skalenanzeige des Anzeigeinstrumentes 29 zu den Schichtdicken der bei der Eichung des Gerätes verwendeten Vergleichsproben bekannter Schichtdicke.The adjustable resistances 28 and 30 allow an assignment of the Scale display of the display instrument 29 for the layer thicknesses during the calibration reference samples of known layer thickness used in the device.

Der Nachteil eines derartigen Gerätes besteht darin, daß es nur eine einzige Information, nämlich den Betrag einer Spannung aus der komplexen Ebene auswertet; damit können nicht die beiden Informationen, die zur Bestimmung der beiden Schichtdicken von Schichtsystemen notwendig sind, gewonnen werden.The disadvantage of such a device is that there is only one only information, namely evaluates the amount of a voltage from the complex plane; This means that the two pieces of information required to determine the two layer thicknesses cannot be used of layer systems are necessary.

Die Erfindung-vermeidet diesen Nachteil und gewinnt aus der komplexen Impedanzebene der Sondenspule anstatt einer Information, wie bei den bekannten Verfahren, zwei Informationen, welche zur Definition der zwei zu messenden Schichtdicken des Schichtsystems gerade hinreichend und notwendig sind.The invention avoids this disadvantage and gains from the complex Impedance level of the probe coil instead of information, as in the known methods, two pieces of information that are used to define the two layer thicknesses of the Shift system are just sufficient and necessary.

Ausgangspunkt der Erfindung ist Fig. 4. Fig. 4a zeigt schematisch, wie eine Spule 31 auf ein Schichtsystem, bestehend aus Grundwerkstoff 34, Zwischenschicht 33 und Deckschicht 32 aufgesetzt ist. Ist die Frequenz des Hochfrequenzstromes, der die Spule 31 erregt, konstant und ist weiterhin der Spulenstrom konstant, so zeigt Fig. 4b in der komplexen Impedanzebene den Verlauf der Spulenimpedanz als Funktion der Dicke der Zwischenschicht 33 und der Dicke der Deckschicht 32. Man hat folgende charakteristische Punkte in der komplexen Impedanzebene: Ist die Dicke der Zwischenschicht 33 und der Deckschicht 32.The starting point of the invention is Fig. 4. Fig. 4a shows schematically like a coil 31 on a layer system consisting of base material 34, intermediate layer 33 and cover layer 32 is placed. Is the frequency of the high frequency current, which excites the coil 31 is constant and the coil current continues to be constant, see above 4b shows the course of the coil impedance in the complex impedance plane as Function of the thickness of the intermediate layer 33 and the thickness of the top layer 32. Man has the following characteristic points in the complex impedance plane: is the thickness of the intermediate layer 33 and the cover layer 32.

Null, so findet man den Impedanzpunkt des Grundwerkstoffes 35. Ist die Dicke der Deckschicht 32 Null und die Dicke der Zwischenschicht 33 unendlich, so findet man den Impedanzpunkt des Zwischenschichtwerkstoffes 37. Ist die Dicke der Deckschicht unendlich, bei beliebiger Zwischenschichtdicke, so findet man den Impedanzpunkt des Deckschichtwerkstoffes 36.Zero, one finds the impedance point of the base material 35. Actual the thickness of the top layer 32 is zero and the thickness of the intermediate layer 33 is infinite, this is how to find the impedance point of the interlayer material 37. Is the thickness of the top layer infinitely, with any intermediate layer thickness, this is how you find the Impedance point of the cover layer material 36.

Zwischen diesen ausgezeichneten Punkten verlaufen folgende Grenzkurven: Die Grenzkurve 38 gilt für Dicke Null der Zwischenschicht33, die Impedanz verläuft zwischen Grundwerkstoffpunkt 35 und Deckwerkstoffpunkt 36. Die Grenzkurve 39 gilt für unendlich dicke Zwischenschicht 33, die Impedanzkurve verläuft zwischen Deckwerkstoffpunkt 36 und Zwischenschichtwerkstoffpunkt 37. Die Grenzkurve 40 gilt für Dicke Null des Deckwerkstoffes 32, die Impedanzkurve verläuft zwischen dem Werkstoffpunkt der Zwischenschicht 37 hnd dem Grundwerkstoffpunkt 35.The following limit curves run between these marked points: The limit curve 38 applies to zero thickness of the intermediate layer 33, the impedance runs between base material point 35 and cover material point 36. The limit curve 39 applies for infinitely thick intermediate layer 33, the impedance curve runs between the covering material point 36 and interlayer material point 37. The limit curve 40 applies to zero thickness of the Cover material 32, the impedance curve runs between the material point of the intermediate layer 37 and base material point 35.

Zwischen den Grenzkurven 38, 39 und 40 liegen nun diejenigen Impedanzkurven, welche für endliche, von den beschriebenen Grenzen verschiedene Dicken von Zwischenschicht 33 und Deckschicht 32 gelten.Man erhält so eine zweiparametrige Kurvenschar, der Parameter für die Kurvenschar 41 ist die Zwischenschichtdicke, der Parameter für die Kurvenschar 42 ist die Deckschichtdicke. Die Zuordnung zwischen Spulenimpedanz und den beiden Dickenparametern ist umkehrbar eindeutig, d.h.Between the limit curves 38, 39 and 40 there are now those impedance curves which for finite interlayer thicknesses different from the limits described 33 and top layer 32 apply. This gives a two-parameter family of curves, the The parameter for the family of curves 41 is the intermediate layer thickness, the parameter for the family of curves 42 is the thickness of the cover layer. The mapping between coil impedance and the two thickness parameters is reversibly unique, i.e.

jedem Impedanzpunkt in der komplexen Impedanzebene entspricht eine und nur genau eine Kombination von Zwischenschichtdicke und Deckschichtdicke. Blird dieser Impedanzpunkt gemessen, so können dadurch die Dicken von 7wischenschicht 33 und Deckschicht 32 unabhängig voneinander bestimmt werden.each impedance point in the complex impedance plane corresponds to one and only exactly one combination of intermediate layer thickness and top layer thickness. Blird If this impedance point is measured, the thickness of the interlayer can be measured 33 and cover layer 32 can be determined independently of one another.

on Vorteil ist es, zur Ivessungs der Spulenimpedanz und zur Auswertung im Sinne der Schichtdickenbestirllmung ein Verfahren zu benützen, welches von demjenigen, der die Messung durchführt, keine umfangreiche Auswertearbeit, insbesondere keine Rechenarbeit erfordert. Dies wird erreicht dadurch, daß man die Spulenimpedanz erfindungsgemäß auf dem Bildschirm eines Kathodenstrahloszillographen darstellt, dessen horizontaler Bildschirmachse man die X- Achse und dessen vertikaler Bildschirmachse die Y- Achse der komplexen Impedanzebene zuordnet.It is advantageous to measure the coil impedance and to evaluate it A process in terms of determining the layer thickness to use which does not require extensive evaluation work by the person who carries out the measurement, in particular, does not require any arithmetic work. This is achieved by having the Coil impedance according to the invention on the screen of a cathode ray oscillograph represents whose horizontal screen axis is the X-axis and its vertical one Screen axis assigns the Y-axis to the complex impedance plane.

Vor der Bildschirmebene ordnet man erfindungsgemäß weiterhin die vorausberechnete und auf transparenter Unterlage dargestellte Impedanzkurve nach Art der Fig. 4b an, so daß der dem Impedanzpunkt zugeordnete Leuchtpunkt des Oszillographen direkt als Zeiger zur Ablesung der beiden gesuchten Schichtdicken verwendet werden kann.According to the invention, the precalculated level is still arranged in front of the screen level and impedance curve shown on a transparent base according to the type of FIG. 4b so that the light point of the oscilloscope assigned to the impedance point is directly can be used as a pointer to read off the two sought-after layer thicknesses.

Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung ermöglicht die Darstellung der Impedanzebene auf dem Bildschirm des Kathodenstrahloszillographen. Wichtig für diese Art der Auswertung ist die Tatsache, daß es heute möglich ist, für definierte Geometrien der Sondenspule den Verlauf der Sondenspulenimpedanz abhängig von den Parametern Zwischenschichtdicke und Deckschichtdicke genau vorherzuberechnen.The arrangement shown in Fig. 5 enables the representation of the Impedance level on the CRT screen. Important for this The type of evaluation is the fact that it is possible today for defined geometries the probe coil determines the course of the probe coil impedance depending on the parameters Precisely calculate the intermediate layer thickness and the top layer thickness in advance.

In Fig. 5 ist 51 ein Hochfrequenzgenerator, der eine einstellbare und nach Einstellung frequenz- und amplitudenkonstante Spannung erzeugt. 52 ist ein Spannungs- Stromwandler, der aus der erzeugten Spannung einen-eingeprägten Strom macht.In Fig. 5, 51 is a high frequency generator which is an adjustable and after setting frequency and amplitude constant voltage is generated. 52 is a voltage-current converter that converts the generated voltage into an impressed current power.

Dieser eingeprägte Strom 64 fließt in die Sondenspule 65.This impressed current 64 flows into the probe coil 65.

Die Sondenspule sei nach Fig. 4a auf das Schichtsystem aufgesetzt; da eingeprägter Strom vorausgesetzt wurde, ist der Strom 64 auch bei unterschiedlichen Spulenimpedanzen immer der gleiche, die Spannung b6 an der Sonde damit nach ;unplitude und Phase der Sondenspulenimpedanz proportional. Die Sondenspannung 66 wird einem Differenzverstärker 55 ngeführt. Auf den anderen eingang des Differenzverstärkers 53 wird eine Kompensationsspannung 67 geschaltet, welche zum Ausgleich von Störkomponenten in der Sondenspannung 66 dient.The probe coil is placed on the layer system according to FIG. 4a; since an impressed current was assumed, the current 64 is also different Coil impedances are always the same, the voltage b6 at the probe thus follows; unplitude and phase proportional to the probe coil impedance. The probe voltage 66 becomes a Differential amplifier 55 led. To the other input of the differential amplifier 53 a compensation voltage 67 is switched, which for compensation of interfering components in the probe voltage 66 is used.

Die am Ausgang des Differenzverstärkers 53 stehende Wechselspannung ist damit streng proportional der Sondenspulenimpedanz.The alternating voltage at the output of the differential amplifier 53 is therefore strictly proportional to the probe coil impedance.

Um die Sondenimpedanz oder, was gleichbedeutend ist, die Sondespulenspannung auf dem Kathodenstrahloszillographen darstellen zu können, benötigt man zwei Gleichspannungen: für die horizontale Ablenkung eine Gleichspannung, welche der Amplitude der Spannung 68 und dem Cosinus des Phasenwinkels zwischen der Spannung 68 und der Ausgangsspannung des Generators 5r propo rtional ist; für die vertikale Ablenkung benötigt man eine Gleichspannung, welche der Amplitude der Spannung 68 und dem Sinus des Phasenwinkels zwischen der Spannung 68 und der Ausgangsspannung des Generators 51 proportional ist. Man gewinnt diese Spannungen erfindungsgenäß auf folgendem Wege: In der Gleichrichterschaltung wird der Betrag der Spannung, 68 ohne Berücksichtigung der Phasenlage gewonnen. In der Phasendiskriminatorschaltung 55 wird eine Spannung gewonnen, die der Phasenlage der Spannung 68 bezüglich der Spannung des Generators 51 proportional ist. Die Phasenschieberschltung 56 dient lediglich zum Ausgleich eventuell vorhandener Grundphasenverschiebungen in der Spannung 68, die in den Anordnungen 52 und 53 entstehen können. 57 ist ein Funktionsgeneartor für die Sinusfunktion, 58 ein Funktionsgenerator für die Cosinusfunktion. Die Ausgangsspannungen der Funktionsgeneratoren werden in zwei Multiplikatoren 59 und 60 mit dem in der Schaltung 54 gewonnenen Betrag der Spannung 68 multipliziert, so daß am Ausgang des Multiplikators 59 direkt diezur Ansteuerung der vertikalen und am Ausgang des Multiplikators 50 die zur Ansteuerung der horizontalen AblaSrplatten des Kathodenstrahloszillographen erforderlichen Spannungen zur Verfügung stehen. In Fi. 5 sind für den Wathodenstrahloszillograpgen 61 symbolisch nur die horizontalen Ablenkplatten 63 und die vertikalen Ablenkplatten 62 gezeichnet; in das Signalverarbeitungssystem nicht eingehende Vorverstärker sind weggelassen worden. Die Anordnung enthält relativ wenige Hochfrequenzbaugruppen; hinter den Schaltungen 54 und 55 kommen nur Baugruppen, welche mit Gleichspannung angesteuert werden und die demnach auch nur Gleichspannungssignale liefern und damit -in Aufbau, Abgleich und Betrieb relativ unkritisch sind.About the probe impedance, or what is equivalent, the probe coil voltage To be able to display on the cathode ray oscillograph, two DC voltages are required: for the horizontal deflection a direct voltage, which is the amplitude of the voltage 68 and the cosine of the phase angle between voltage 68 and the output voltage the generator 5r is proportional; for vertical deflection you need one DC voltage, which is the amplitude of voltage 68 and the sine of the phase angle between the voltage 68 and the output voltage of the generator 51 is proportional is. According to the invention, these voltages are obtained in the following way: In the rectifier circuit the amount of the voltage 68 is obtained without taking the phase position into account. In the phase discriminator circuit 55, a voltage is obtained that corresponds to the phase position the voltage 68 is proportional to the voltage of the generator 51. The phase shift circuit 56 is only used to compensate for any basic phase shifts that may exist in tension 68 that may arise in assemblies 52 and 53. 57 is a Function generator for the sine function, 58 a function generator for the cosine function. The output voltages of the function generators are converted into two multipliers 59 and 60 multiplied by the amount of voltage 68 obtained in circuit 54, so that at the output of the multiplier 59 directly to control the vertical and at the output of the multiplier 50 that for controlling the horizontal discharge plates The voltages required by the cathode ray oscilloscope are available. In Fi. 5 are for the wathode beam oscillograph 61 symbolic only the horizontal baffles 63 and vertical baffles 62 drawn; Pre-amplifiers not entering the signal processing system are omitted been. The arrangement contains relatively few high-frequency assemblies; behind the Circuits 54 and 55 come only assemblies which are controlled with direct voltage and which therefore only supply DC voltage signals and thus -in structure, Adjustment and operation are relatively uncritical.

Die Vorteile der Erfindung werden in folgenden Punkten gesehen: 1. Aus der komplexen Impedanzebene der Sondenspule werden die beiden Informationen gewonnen, die theoretisch daraus gewinnbar sind und im Sinne einer Messung zweier Schichtdicken eines Schichtsystems ausgewertet 2. Die beiden Informationen über die Schichtdicken werden in einer Weise angezeigt, daß in Verbindung mit vorbereiteten Auswertediagrammen die beiden Schichtdicken direkt abgelesen werden können 3. Der Ubergang von einem Meßproblem auf ein anderes ist durch einfaches Auswechseln der vor den Bildschrim des Kathodenstrahloszillographen gebrachten Auswertediagramme möglich 4. Die benötigten Auswertediagrainme sind nach dem heutigen Stand der Wirbelstromtheorie und Digitalrechnertechnik mit vertretbarem Aufwand zu erstellen 5. Die Anordnung macht nur von wenigen Hochfrequenzbaugruppen Gebrauch, ein wesentlicher Teil der' Signalverarbeitung erfolgt im Gleichspannungsbereich 6. Die Anordnung läßt sich so aufbauen, daß sie als Zusatreinheit zu den üblichen Kathodenstrahloszillograpen verwendet werden kann, was eine sehr wirtschaftliche Meßeinrichtung ergibtThe advantages of the invention are seen in the following points: 1. The two pieces of information are derived from the complex impedance plane of the probe coil obtained, which can theoretically be obtained from it and in the sense of a measurement of two Layer thicknesses of a layer system evaluated 2. The two pieces of information about the layer thicknesses are displayed in such a way that in connection with prepared Evaluation diagrams, the two layer thicknesses can be read directly 3. The The transition from one measurement problem to another is possible by simply exchanging the Evaluation diagrams brought in front of the screen of the cathode ray oscilloscope possible 4. The required evaluation diagrams are based on the current state of eddy current theory and digital computer technology to be created with reasonable effort 5. The arrangement makes use of only a few high-frequency assemblies, a substantial part of the ' Signal processing takes place in the DC voltage range 6. The arrangement can be set up in such a way that they can be used as an additional unit to the usual cathode ray oscillographs can be used, which results in a very economical measuring device

Claims

Claims 1. Measuring method and arrangement for its implementation for the individual thicknesses of layer systems according to the eddy current process characterized by that on the layer system, consisting of intermediate layer (33) and top layer (32) a probe coil (65) fed with a constant high-frequency current is attached, that of the coil voltage (66), which in amount and phase the information about contains the individual thicknesses, after reinforcement in a circuit arrangement (54) the amount and in another circuit arrangement (55) the phase relation a fixed reference voltage are formed in such a way that one is proportional to the amount and a phase-proportional DC voltage can be generated that that of the phase position proportional DC voltage two function generators (57) and (58) for the sinusoidal and cosine function is supplied that the output voltage of each of the two Function generators (57) and <58) each in a downstream multiplier (59) and (60) are multiplied by the output voltage of the amount-forming arrangement (54) is, so that at the outputs of the multipliers (59) and (60) DC voltages are available on the deflector plates of a cathode ray oscillograph (61) are switched, so that the impedance point of the probe coil (65) in the represents complex plane.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that before the Cathode ray oscilloscope screen displayed on a transparent surface Diagram is brought, which lines of constant interlayer thickness (41) at variable top layer thickness and lines of constant top layer thickness (42) with variable Interlayer thickness, as well as the boundary points 35, 3s and 37, so that the pictured Impedance point directly indicating the thickness of the intermediate layer and the top layer.

3. Arrangement according to one or more of claims 1 and 2.

gekennzeuchnet that in the differential amplifier (53) außder the probe coil voltage (66) is fed a comparison voltage (67) whose Amplitude and phase position can be set separately and independently of one another, see above that interference from the ohmic resistance of the probe coil (65) and / or from inductive or capacitive components of the probe coil (65) arise in their Effect on the display can be compensated.

L e r s e i t e