DE3050708C2 - Einrichtung zur Messung der Dicke einer nicht-magnetischen Schicht auf einer magnetischen bzw. magnetisierbaren Unterlage - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

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e) der Gegenkörper besteht aus einer Eisenplatte (6), die die magnetischen Eigenschaften der Unterlage (4a) nachbildet;

f) die Antriebseinrichtung (5; 24a, 24) verändert die Breite des Spaltes zwischen Eisenplatte (6) und Gegenpol (Ib) solange, bis sich in diesem Spalt di. gleiche magnetische Wechselwirkung wie in dem Spalt zwischen Meßpol (la) und Unterlage (4a) ergibt; und

g) die Anzeigeeinrichtung (9; '9) stellt bei Beginn des Abreißens des Permanentmagneten (1) die zugehörige Breite des Spaltes zwischen Gegenpol (Ib) und Eisenplatte (6) dar, die dem Abstand zwischen Meßpol (la) und Unterlage (4a) entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Elektrc motor (5) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Federmotor (24,24a) ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet

(1) an einem Waagebalken (2) befestigt ist, und daß die Antriebseinrichtung (5; 24, 24a) beim Abheben des Meßpols (\a) von der Oberfläche der nicht-magnetischen Schicht (4b) angehalten wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einem beim Verschwenken des Waagebalkens

(2) betätigten Schalter (10) zum Anhalten des Elektromotors (5).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen an dem Waagebalken (2) befestigten, in ein Hemmwerk (28, 29) des Federmotors (24, 24a^ eingreifenden Stift (30).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Taster (12) für das Herunterdrücken des abgehobenen Permanentmagnetenil).

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenplatte (6) zum Abziehen des Permanentmagneten vom Gegenpol (Ib) des Permanentmagneten (1) weg schwenkbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ein Rollenzählwerk (9) oder ein elektronisches Digitalzählwerk ist.

10. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (1) frei in einer Flüssigkeit schwebend in einem volumenveränderlichen Behälter (16) angeordnet ist an dessen uberem Ende die Eisenplatte (6) angebracht ist, und daß der Behälter (16) eine Auslaßöffnung (18) für die verdrängte Flüssigkeit aufweist.

11. Einrichtung np.ch Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (18) beim Umschlagen des Magneten (1) von dem Meßpol (la) gegen die Eisenplatte (6) verschlossen wird.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder

11, dadurch gekennzeichnet, daß an die Aüslaßöffnung (18) eine mit einer Skala versehene Glaskapillare (19) angeschlossen ist

13. Einrichtung nach einem der Anspräche 10 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (16) ein Faltenbalg ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (1) an einem Schwimmkörper (15) angebracht ist

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Glaskapillare (19) ein dünner Draht (32) für das Herunterdrücken des Permanentmagneten (1) verläuft.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Dicke einer nicht-magnetischen Schicht auf einer magnetischen bzv/. magnetisierbaren Unterlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Zur Messung der Dicke von nicht-magnetischen Schichten auf einer magnetischen bzw. magnetisierbaren Unterlage, z. B. Eisenteilen oder Eisenblechen, kann die abstandsabhängige elektromagnetische Wechselwirkung zwischen einer in Anlage an die nicht-magnetische Schicht gebrachten Meßsonde und der Unterlage benutzt werden. Eine solche, in der DE-PS 28 55 912 beschriebene Einrichtung weist einen Vergleichskörper, der die elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaften des Grundmaterials nachbildet, eine elektromechanische Antriebseinrichtung zur änderung des Abstandes zwischen Vergleichskörper und einer Kompensationssonde, bis sich die gleiche elektromagnetische Wechselwirkung wie zwischen Meßsonde und Grundmaterial ergibt, weiterhin eine die elektromechanische Antriebseinrichtung ansteuernde Auswerteinrichtung für die Differenz der Ausgangssignale der beiden Sonden sowie eine mit der elektromechanischen Antriebseinrichtung gekoppelte Anzeigeeinrichtung für den Abstand zwischen Vergleichskörper und Kompensationssonde auf. Nach diesem Prinzip kann auch die Dicke von isolierenden Überzügen auf einem elektrisch leitenden Grundmaterial bestimmt werden.

Als Alternative zu diesen »elektronischen« Geräten sind einfache mechanische Schichtdickenmesser entwikkelt worden,.die die Haftkraft des Permanentmagneten ausnutzen. Dabei wird eine Feder solange gespannt, bis der auf die Meßstelle aufgelegte Permanentmagnet ab-

reißt. Die dazu erforderliche Federkraft stellt ein Maß für die Dicke der nicht-magnetischen Schicht auf der magnetischen bzw. magnetisierbaren Unterlage dar, die nach entsprechender Eichung in mm oder μΐη angegeben werden kann, wie es aus der DE-OS 29 12 704 bekannt ist.

Eine Einrichtung der angegebenen Gattung geht aus der DE-OS 16 73 844 hervor und weist einen beweglichen Permanentmagneten, aessen Meßpol der nichtmagnetischen Schirht zugewandt ist, einen gegenüber dem Gegenpol des Permanentmagneten angeordneten, den Permanentmagneten anziehenden Gegenkörper, eine Antriebseinrichtung für die Verstellung des Grundkörpers, bis zwischen Gegenkörper und Gegenpol einerseits sowie Meßpol und Unterlage andererseits einander entsprechende Kräfte vorliegen, und eine Anzeigeeinrichtung auf, die aus der Lage des Gegenkörpers beim Abreißen des Permanentmagneten die Schichtdikke ermittelt.

Bei dieser bekannten Einrichtung wird die dem Abreißen entgegenwirkende Kraft nicht durch eine Spiralfeder son^sr" °"*w^öder durch ^ie °uf d°ii ?ern»2nsntir»2-gneten einwirkende Auftriebskraft in einer Flüssigkeit oder durch einen zusätzlichen »Haftmagneten« erzeugt, der durch eine Scheibe aus nicht-magnetischen Material von dem Permanentmagneten getrennt ist Hierbei wird die für das Abreißen des Permanentmagneten erforderliche Kraft durch eine Differenzmessung ermittelt, nämlich aus der Differenz zwischen einer bestimmten Anziehungskraft und einer Anziehungskraft, die einem bestimmten, bekannten Abstand des Permanentmagneten von der Oberfläche der Unterlage zugeordnet ist

Die Einheit aus Permanentmagnet, Abstandsplatte und magnetischen Gegenkörper wird solange auf die Unterlage und die zu messende nicht-magnetische Schicht zu bewegt, bis die von der Unterlage auf den Permanentmagneten wirkende Anziehungskraft größer wird als die Anziehungskraft zwischen Permanentmagnet und Haftmagnet also der Permanentmagnet von der Zwischenplatte nach unten fällt Der entsprechende Abstand zw^chen Platte und nicht-magnetischer Schicht stellt dann ein Maß für die Dicke der nicht-magnetischen Schicht dar.

Der Vorteil dieser nach dem Prinzip der Messung der Haftkraft arbeitenden Handgeräte liegt im wesentlichen in ihrem unkomplizierten Aufbau. Dieser Vorteil muß jedoch mit erheDÜchen Nachteile«! erkauft werden. So wird der erhaltene Meßwert sehr stark von der Geschicklichkeit des Benutzers beeinflußt. Kleine Bewegungen oder Erschütterungen während der Messung verursachen ein vorzeitiges Abreißen des Permanentmagneten, wodurch sich eine große Meßunsicherheit ergibt.

Weiterhin wird bei der Eichung eines solchen Gerätes eine bestimmte Feldstärke des Permanentmagneten zugrunde gelegt. Ändert sich diese Feldstärke nur geringfügig, so stimmt die durchgeführte Eichung nicht mehr, wobei eine Nachjustierung wegen des extrem unlinearen Zusammenhangs zwischen Schichtdicke und Haftkraft nicht möglich ist. Zu einer solchen Änderung der Feldstärke des Permanentmagneten oder auch des JHaftmagneten bei dem Schichtdickenmesser nach der DE-OS 16 73 844 kann es jedoch relativ rasch kommen, bspw. unter dem Einfluß von magnetischen Fremdfeläern, durch Temperaturänderungen, durch eine Alterung des Permanentmagneten oder durch Erschütterungen und Schwingungen, so daß diese Fehlerquelle nie ganz ausgeschlossen werdfiii kann.

Ein weiterer Nachteil dieser Schichtdickenrneßgeräte liegt darin, daß jeder Permanentmagnet seine eigene charakteristische Kurve hat, d. h., für jedes Gerät muß der Zusammenhang zwischen Abreißkraft und Schichtdicke neu ermittelt und die entsprechende Skala individuell angefertigt werden. Dies ist insbesondere bei der Serienfertigung sehr unwirtschaftlich.

Da, wie erwähnt die Beziehung zwischen Haftkraft und Schichtdicke extrem unlinear ist, wird das Ablesen

ίο des Meßwertes für Ungeübte recht schwierig. Und schließlich ist eine digitale Anzeige des Meßwertes praktisch unmöglich, da dies einen linearen Zusammenhang zwischen Haftkraft und Schichtdicke voraussetzt Gerade eine solche digitale Anzeige wird jedoch heute von vielen Benutzern erwünscht da nur so ein eindeutiges, !eicht abzulesendes Meßergebnis erhalten wird. Außerdem ist die digitale Ausgabe des Meßwertes Voraussetzung für eine gegebenenfalls erforderliche Weiterverarbeitung der Meßwerte, wie es bspw. bei der Meßwertprotokollierung durch einen Drucker der Fall ist

Der Erfindung liegt deshalb die Av'^abe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung der DicKt einer nicht-magnetischen Schicht auf einer magnetischen bzw. magnetisierbaren Unterlage der angegebenen Gattung zu schaffen, die aufgrund einer linearen Beziehung zwischen der Dicke der zu messenden Schicht und der Anzeige einen einfachen Aufbau hat und deshalb die problemlose digitale Darstellung des Meßergebnisses ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgendem, prinzipiellen Unterschied zwischen den üblichen Verfahren zur Messung der Haftkraft einerseits und dem hier beschriebenen »Kompensationsverfahren« andererseits: Die Verfahren zur Messung der Haftkraft benutzen ein einseitiges wirkendes Prinzip, was physikalisch auch dadurch zum Ausdruck kommt daß keinf präzise Messung mehr möglich ist, wenn sich die Eigenschaften des als Meßmagnet dienenden Permanentmagneten, die Federkraft, der Auftrieb oder die Eigenschaften des »Haftmagneten« bei äußeren Einflüssen, bspw. eine Änderung der Temperatur, des Drucks, der Dichte, bei Alterungseffekten usw. ändern.

Benutzt man nun ein echtes Kompensationsprinzip, d. h., verändert man die Breite des Spaltes zwischen Eisenplatte und Gegenpol solange, bis sich in diesem Spalt die gleiche magnetische Wechselwirkung wie in dem Spalt zwischen Meßpo! und Unterlage ergibt, so dient der Magnet nicht mehr zur Erzeugung der Haftkraft, sonder" als eine Art »Nullindikator«, bei dessen Lageänderung die Schichtdicke aus dem Abstand zwischen Gegenpol und Eisenplatte ermittelt werden kann. Die Erfassung der hier interessierenden physikalischen Größe, nämlich des magnetischen Feldes, erfolgt also, symmetrisch zum Permanentmagneten, auf beiden Seiten, so daß bspw. bei e.ner Änderung der Feldstärke des Permanentmagneten Meßpol und Gegenpol in gleicher Weise beeinflußt werden, also die Messung und insbesondere ihre Genauigkeit nicht beeinträchtigt werden.
Aufgrund dieses Kompensationsverfahrens ist die Be-Ziehung zwischen der Dicke der nicht-magnetischen Schicht und dem abgegriffenen Meßwert, nämlich dem Spalt zwischen Eisenplatte und Gegenpol des Permanentmagneten, linear, so daß der erhaltene Meßwert

direkt, also ohne jede mathematisch/physikalische Umformung, digital angezeigt werden kann.

Außerdem kann eine einmal erarbeitete Skala bei allen Geräten verwendet werden, ohne daß für jedes Gerät eine individuelle Skala angefertigt werden muß; dies vereinfacht insbesondere die Serienfertigung wesentlich.

Die erwähnte Gleichheit der Magnetfelder tritt in der Regel nicht bei Gleichheit des Abstandes zwischen Eisenplatte und Gegenpol einerseits bzw. Meßpol und Unterlage andererseits auf, da sich eine starke Beeinflussung durch die Größe der Eisenplatte ergibt. Das exakte Maß wird nur bei Gleichheit der Magnetfelder in den beiden Spalten erhalten.

Fur die technische Realisierung dieses Grundgedankens stehen mehrere Verfahren zur Verfügung. Bei den einfachen, nach dem Haftkraftprinzip arbeitenden Verfahren wird der Permanentmagnet an einem Ende eines Waagebalkens angebracht, so daß der Meßpol durch eine Schwenkbewegung von der Meßstelle abgezogen wird, wenn die Anziehungskraft der Eisenplatte größer wird als die Anziehungskraft der Unterlage. Der Waagebalken dient hierbei zur Kompensation des Gewichtes des Permanentmagneten, so daß man mit einem solchen Schichtdickenmesser auch über Kopf arbeiten kann.

Als Antriebseinrichtung kann hierbei ein Elektromotor oder ein Federmotor dienen. Die Ausführungsform mit dem Federmotor hat den Vorteil, daß keine äußere Energiequelle erforderlich ist, da in beiden Fällen die Anzeige mittels eines Rollenzählwerkes erfolgen kann, dessen Antriebskraft ebenfalls durch den Federmotor geliefert wird.

Bei einer weiteren, ebenfalls keine äußere Energiequelle erfordernden Ausführungsform befindet sich der Permanentmagnet frei schwebend in einer Flüssigkeit im Innern eines Faltenbalges, dessen oberes Ende durch die Eisenplatte verschlossen wird. Auch hierbei dient die Flüssigkeit zur »Schwerekompensation« des Permanentmagneten, so daß bspw. fehlerfreie Messungen an Decken möglich sind. Wird nun dieser Faltenbalg zusammengedrückt, um den Abstand zwischen Eisenplatte und Gegenpol zu verringern, so tritt aus dem Faltenbalg eine Flüssigkeitsmenge aus, die ein direktes Maß für den Abstand Gegenpol/Eisenplatte darstellt. Die ausgetretene Flüssigkeitsmenge kann bspw. in einer Flaskapillare angezeigt werden, die mit einer entsprechenden geeichten Skala versehen und an eine öffnung in der Eisenplatte angeschlossen ist Wenn der Permanentmagnet gegen die Eisenplatte umschlägt, wird die Austnttsöffnung verschlossen, so daß der Meßwert erhalten bleibt und auch noch später abgelesen werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F ι g. 1 eine nach dem Haftkraftprinzip arbeitende Ausfuhrungsform mit einem Elektromotor als Antriebseinrichtung.

F i g. 2 eine weitere, nach dem Haftkraftprinzip arbeitende Ausführungsform mit einem Federmotor als Antriebseinrichtung, und

F i g. 3 eine dritte, nach dem Haftkraftprinzip arbeitende Ausführungsform mit manueller Verstellung.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist ein kleiner, stabförmiger Permanentmagnet J an einem Waagebalken 2 befestigt, der um eine stationäre, horizontale Achse 2a geschwenkt werden kann. Am anderen Ende des Waagebalkens 2 befindet sich eine Masse 3, die das Gewicht des Permanentmagneten 1 kompensiert, so daß der Waagebalken 2 ohne Einwirkung von äußeren Kräften in einem labilen Gleichgewichtszustand gehalten ist.

Der gemäß der Darstellung in Fig. 1 untere Pol des Permanentmagneten I₁ bei dieser Ausführungsform der Südpol, dient als Meßpol la, der auf eine Meßstelle 4 aufgelegt wird; diese Meßstelle ist die Oberfläche eines Körpers, der auf einer magnetischen bzw. magnetisierbaren Unterlage 4a eine nicht-magnetische Schicht 46 aufweist, deren Dicke ermittelt werden soll.

Der andere Pol des Permanentmagneten 1. also bei dieser Ausführungsform der Nordpol, dient als Gegenpol Xb der einer Platte 6 aus magnetischem bzw. magnetisierbarem Material, zweckmäßigerweise einer Eisenplatte, gegenüberliegt.

Diese Eisenplatte 6 ist am unteren Ende einer Gewindespindel 8 angebracht, die über zwei Kegelzahnräder 7 von einem Elektromotor 5 gedreht werden kann. In Abhängigkeit von der Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors 5 bewegt sich also die Gewindespindel 8 gemäß der Darstellung in F i g. 1 nach oben oder nach unten.

Die Abtriebswelle des Elektromotors 5 ist außerdem mit einem üblichen Rollenzählwerk 9 gekoppelt, das entsprechend der Drehung der Abtriebswelle des Elektromotors 5 verstellt wird. Die von dem Rollenzählwerk 9 angezeigte Zahl stellt also ein Maß für die Drehung der AbtrieDswelle des Elektromotors 5 und damit für die Verstellung der Eisenplatte 6 in Richtung auf den Gegenpol 16 dar.

Zur Messung der Dicke der nicht-magnetischen Schicht 4b wird der Meßpol la auf die Meßstelle 4. also auf eine Stelle der Oberfläche der nicht-magnetischen Schicht 4b, aufgelegt und der Elektromotor 5 in Betrieb gesetzt, so daß sich die Eisenplatte 6 dem Gegenpol \b nähen. Unmittelbar nach Durchlaufen eines Zustandes. bei dem in dem Kompensationsspait zwischen dem Gegenpol 16 und der Eisenplatte 6 das gleiche Magnetfeld herrscht wie zwischen der Unterlage 4a und dem Meßpol la, klappt der Permanentmagnet 1 bei weiterer Verringerung des Abstandes zwischen der Eisenplatte 6 und Gegenpol \b nach oben, und der Meßpol la wird von der Meßstelle 4 abgehoben. Bei der dadurch hervorgerufenen Bewegung des linken Endes des Waagebalkens 2 nach oben wird ein elektrischer Schalter 10 betätigt, der den Elektromotor 5 anhält. Die nun von dem Rollenzählwerk 9 angezeigte Zahl entspricht einer bestimmten Dicke der nicht magnetischen Schicht 4b. so daß nach

so entsprechender Eichung der Einrichtung die Dicke auch direkt in mm angezeigt werden kann.

Um die Einrichtung wieder in den Bereitschaftszustand für die nächste Messung zu bringen, wird von Hand ein Taster 12 heruntergedrückt, der auf das linke Ende des Waagebalkens 2 wirkt und den Waagebalken 2 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn um die Achse 2a verschwenkt so daß der Meßpol la wieder auf die Meßstelle 4 aufgelegt wird. Solange dieser Taster 12 gedruckt bleibt läuft der Elektromotor, gesteuert über einen Umschalter 13. rückwärts, so daß sich die Eisenplatte 6 von dem Gegenpol \b entfernt und auch das Rollenzählwerk 9 wieder auf den Nullpunkt zurückgestellt wird.
An dem Rollenzählwerk 9 ist ein Ste'Iknopf 14 vorgesehen, mit dem eine Korrektur des Nullpunktes des RoI-lenzählwerks 9 durchgeführt werden kann.

Der Meßmagnetpol la durch eine Kappe 17 geschützt die am Gehäuse befestigt ist Dadurch ergibt

ου /uö

sich gleichzeitig auch ein staubdichter Verschluß des gesamten Gerätes.

Fig.2 zeigt eine Ausführungsform, die sich von der Ausführungsform 1 im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß statt des Elektromotors 5 ein Federmotor für die Verstellung der Eisenplatte 6 und des Rollenzählwerks 9 verwendet wird. Im folgenden sollen deshalb nur noch die Teile erläutert werden, die bei der Ausfuhr rungsforra nach F i g. 1 nicht vorgesehen sind.

Ein Hebel 22 ist an einem Ende um eine Achse 22a schwenkbar gelagert. Um die gleiche Achse dreht sich ein Federgehäuse 24, in dem sich eine Spiralfeder 24a befindet, die in F i g. 2 gestrichelt dargestellt ist. Das andere Ende des Hebels 22 weist eine Taste 226 auf, an der eine Druckfeder 22c angebracht ist. Durch Herunterdrücken der Taste 22b gegen die Kraft der als Rückstellfeder wirkenden Druckfeder 22c wird der Hebel 22 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn um die Achse 22a geschwenkt, wodurch über ein Gesperre 23 die Spiralfeder 24a aufgezogen wird. Das Gesperre 23 weist eine Sperrklinke 23a auf, deren Spitze in einer Verzahnung 236 einrastet. Die Sperrklinke 23a wird in der oberen Ruhestellung des Hebels 22 durch einen Stift 23caus der Verzahnung 236 herausgenommen, so daß sich die Spiralfeder 24a wieder abspulen kann. Bei dieser Abspulbewegung der Spiralfeder 24a treibt das Federgehäuse über die Kegelräder 7 das Rollenzählwerk 9 an. Gleichzeitig wird von dem Federgehäuse 24 über eine spiralförmige Schnecke 25 und zwei Hebel 26 und 27 die Eisenplatte 6 bewegt, die an einem Ende schwenkbar gelagert ist.

Um den gleichmäßigen Ablauf der Spiralfeder 25a zu gewährleisten, ist auf der Antriebsachse des Zählwerkes 9 ein Hemmregler angebracht, der ein Ankerrad 28 und einen Anker 29 aufweist.

Während des Meßvorgangs nähert sich die von der Spiralfeder 24a über die Schnecke und das Hebelsystem verstellte Eisenpiatte 6 dem Gegenpoi \b des Permanentmagneten. Sobald das Magnetfeld im Kompensationsspalt größer als das Magnetfeld im Meßspalt ist und der Gegenpol \b von der Eisenplatte 6 angezogen wird, wird der Waagebalken 2 geschwenkt, so daß ein an dem Gegengewicht 3 befestigter Stift 30 in den Anker 29 des Hemmreglers eingreifen und diesen blockieren kann, so daß sich auch das Rollenzählwerk 9 nicht weiter verstellt. Dadurch kann ein der Dicke der nicht-magnetischen Schicht 4b entsprechender Wert am Rollenzählwerk 9 direkt abgelesen werden.

Um die Einrichtung in den Bereitschaftszustand für die nächste Messung zu bringen, muß der Hebel 22 mittels der Taste 226 wieder heruntergedrückt werden. Damit kommt ein an dem Hebel 22 befestigter Stift 31 in Anlage an den Hebel 27. wodurch die Eisenplatte 6 weit von dem Gegenpol Xb des Permanentmagneten 1 weg geschwenkt wird.

Dadurch wird die Anziehungskraft zwischen dem Meßpol la und der Unterlage 4a größer als die Anziehungskraft zwischen dem Gegenpol 16 und der Eisenplatte 6. so daß der Waagebalken 2 mit dem Magneten 1 gemäß der Darstellung in F i g. 2 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn um die Achse 2 geschwenkt wird und der Meßpol la wieder auf der Meßstelle 4 aufliegt

Die Eisenplatte 6 sollte soweit wie konstruktiv möglich, von dem Gegenpol 16 weggeschwenkt werden, da sich dadurch Meßfehler vermeiden lassen, die durch das Durchlaufen innerer Schleifen der Hysteresekurve verursacht werden können.

F i g. 3 zeigt eine ebenfalls nach dem Haftkraftprinzip arbeitende Ausführungsform, bei der jedoch der Permanentmagnet 1 nicht an einem Waagebalken befestigt ist, sondern mit Hilfe eines kleinen Schwimmkörpers 15 schwebend in einer Flüssigkeit gehalten ist. Der Schwimmkörper 15 mit dem Permanentmagneten 1 befindet sich im Innern eines Melallfaltenbalges 16, dessen oberes Ende durch die Eisenplatte 6 verschlossen wird, während an seinem unteren Ende die Kappe 17 vorgesehen ist. In der Mitte der Eisenplatte 6 befindet sich eine kleine Bohrung 18, die sich in einer Glaskapillare 19 weiter fortsetzt. Der Faltenbalg 16 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt.

Wird die Kappe 17 auf die Meßstelle 4 aufgelegt, so wird der Permanentmagnet 1 angezogen und haftet auf der der Meßstelle 4 gegenüberliegenden Seite der Kappe 17. Durch Ausüben eines leichten Drucks zieht sich der Faltenbalg 16 zusammen, so daß sich der Gegenpol 16 des Permanentmagneten 1 der Eisenplatte 6 immer mehr nähert. Gleichzeitig verringert sich dadurch aber auch das Volumen des Faltenbalges, so daß die Flüssigkeit durch die öffnung 18 in der Eisenplatte 6 nach oben in die Glaskapillare 19 steigt. Wenn das Magnetfeld im Luftspalt zwischen der Eisenplatte 6 und dem oberen Gegenpol 16 gleich dem Magnetfeld in der nicht-magnetischen Schicht 46 ist, bewegt sich der Permanentmagnet 1 nach oben und verschließt dadurch die kleine öffnung 18 in der Eisenplatte 6, die den Zugang zu der Glaskapillare 19 ermöglicht. Dadurch bleibt die Höhe der Flüssigkeitssäule in der Glaskapillaren 19 auf einem bestimmten, festen Wert, der als Maß für die Dicke der nicht-magnetischen Schicht 46 nach entsprechender Eichung sofort abgelesen werden kann.

Zu diesem Zweck kann an der Glaskapillaren 19 eine entsprechende Skala vorgesehen werden.

Um diese Einrichtung in den Bereitschaftszustand für die nächste Messung zu bringen, wird ein langer, dünner Draht 32, der vom oberen Ende durch die gesamte Glaskapiiiare 19 verläuft, etwas heruniergedrQcki. so daß er durch die Bohrung 18 gegen den Gegenpol 16 stößt und den Permamentmagneten 1 nach unten drückt; dadurch löst sich der Permanentmagnet 1 wieder von der Eisenplatte 6 und bleibt auf der Meßstelle 4 haften.

Aufgrund der Federwirkung des Faltenbalges 16 kann dann die Flüssigkeit aus der Glaskapillaren 19 wieder zurück in den Faltenbalg 16 fließen.

Das obere Ende des Drahtes 32 ist mit einem Knopf 33 versehen, um die Handhabung zu erleichtern. Zweckmäßigerweise befindet sich zwischen dem oberen Ende der Glaskapillaren 19 und dem Knopf eine Feder 34. die beim Ausüben eines Drucks auf den Knopf 33 zusammengedrückt wird und nach Beendigung dieses Drucks den Knopf 33 und damit den Draht 32 nach oben schiebt, so daß der Draht 32 nicht die Bohrung 18 versperrt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Messung der Dicke einer nichtmagnetischen Schicht auf einer magnetischen bzw. magnetisierbaren Unterlage

a) mit einem beweglichen Permanentmagneten, dessen Meßpol der nicht-magnetischen Schicht zugewandt ist,

b) mit einem gegenüber dem Gegenpol des Permanentmagneten angeordneten, den Permanentmagneten anziehenden Gegenkörper,

c) mit einer Antriebseinrichtung für die Verstellung des Gegenkörpers, bis zwischen Gegenkörper und Gegenpol einerseits sowie Meßpol und Unterlage andererseits einander entsprechende Kräfte vorliegen,

d) mit einer Anzeigeeinrichtung, die aus der Lage des Gegenkörpers beim Abreißen des Permanentma^neten die Schichtdicke ermittelt,