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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, die bzw.
das elektrischen Strom verwendet, um bestimmte Eigenschaften einer
Zieloberfläche
zu messen, die ein Substrat mit einer isolierenden Beschichtung
darauf aufweist, und ist besonders gut geeignet, um Eigenschaften
von natürlich
vorkommendem Gewebe zu messen, und genauer, um Eigenschaften des
Stratum corneum zu messen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Seit
Jahren versuchen Fachleute, Messungen verschiedener Eigenschaften
von Zieloberflächen
vorzunehmen. Wie hier verwendet, umfasst eine Zieloberfläche ein
Substrat mit einer oder mehreren sinnlich, elektrisch oder anderweitig
funktional unterscheidbaren Schichten, die darauf übereinander
angeordnet sind. Das Substrat kann zwischen anderen Komponenten
des betrachteten Systems angeordnet sein oder kann die innere Komponente
des betrachteten Systems sein. Mindestens eine darüber liegende
Schicht ist auf dem Substrat angeordnet und kann eine Schutzfunktion
oder eine andere Funktionalität
bereitstellen. Die jeweilige Schutzschicht ist die nach außen weisende
Schutzschicht, die freiliegt, wenn die Zieloberfläche in Gebrauch ist.
Um gemäß der vorliegenden
Erfindung unterscheidbar und messbar zu sein, ist es nur notwendig,
dass die über
der Zieloberfläche
liegende Schicht einen größeren elektrischen
Widerstand als das Substrat hat und relativ dünn ist, wie nachstehend erörtert.
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Die
Messungen der vorliegenden Erfindung sind für Zieloberflächen, die
natürliches
Gewebe umfassen, anwendbar. Wie hier verwendet, umfasst natürliches
Gewebe Gewebe, das aus dem Reich der Menschen und Tiere, dem Reich
der Pflanzen und dem der Mineralien stammt.
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Eine
Zieloberfläche
von besonderem Interesse ist die menschliche Haut. Die Messung verschiedener Eigenschaften
der menschlichen Haut ist wichtig, da das Stratum corneum, d. h.
die äußerste Schicht
der menschlichen Haut, mehrere Funktionen bereitstellt. Zum Beispiel
bietet das Stratum corneum eine Sperrschicht zwischen dem Inneren
des Körpers
und der Außenwelt.
Die Bewahrung dieser Sperrschicht ist wichtig, um das Eindringen
von Chemikalien, Bakterien und Viren in den Körper zu verhindern. Das Stratum
corneum reguliert auch die Ausscheidung von Feuchtigkeit aus dem
Körper.
Jedoch muss die Messung der Barriereeigenschaften der menschlichen
Haut hygienisch, nicht-invasiv und bei Personen unterschiedlichen
Alters und Gesundheitszustands anwendbar sein.
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Die
Barriereeigenschaften der Haut werden in der Regel durch transepidermalen
Wasserverlust gemessen. Diese Messung ist jedoch auf komplexe Ausrüstung angewiesen
und kann von nicht damit in Zusammenhang stehenden Gesundheits- und Umweltfaktoren,
wie Feuchtigkeit, Alkoholaufnahme, Parkinson-Krankheit und bestimmten
Kopfschmerzen beeinflusst werden. Transepidermaler Wasserverlust
ist ausführlicher
in Kap. 9, Handbook of Non-invasive Methods and the Skin, Hrsg.
Serup und Jemec, veröffentlicht von
CRC Press© 1995,
erörtert.
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Gleichermaßen gehört zu anderen
Zieloberflächen,
die von Interesse sind, die Haut von Haustieren, wie Hunden und
Katzen. Der Zustand der Haut des Haustiers kann die allgemeine Gesundheit
und Ernährung des
Haustiers anzeigen. Dieses Merkmal ist besonders wichtig, da das
Haustier seine gesundheitlichen Probleme oder Bedürfnisse
nicht direkt mitteilen kann.
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US-Patent Nr. 5,738,107 ,
erteilt am 14. Apr. 1998 an Martinsen et al., offenbart ein Verfahren
zum Messen des Feuchtigkeitsgehalts der Haut durch Platzieren von
drei Elektroden in Kontakt mit der Haut. Es wird eine Spannung mit
einer Frequenz von weniger als 50 kHz an die Elektroden angelegt.
Die Suszeptanz wird dann unter den Elektroden gemessen. Noch andere
Versuche in der Technik messen direkt den Phasenwinkel. Veranschaulichend
sind
US-Patent Nr. 3,665,302 ,
erteilt am 23. Mai 1972 an Lees et al.;
US-Patent Nr. 4,758,778 , erteilt am
19. Juli 1988 an Kristinsson; und
GB
22988923 , veröffentlicht
am 18. Sept. 1996 (Central Research Laborstory Ltd.). Jedoch beruht
jeder dieser Versuche auf Wechselstrom und komplizierten Messungen
des Phasenwinkels.
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US-Patent Nr. 6,085,115 ,
erteilt am 4. Juli 2000 an Weaver et al., offenbart eine Biopotenzialmessung, die
den Widerstand der Haut für
elektrische Felder senkt. Die äußerliche
Anwendung eines den Widerstand senkenden Mittels wird auch gelehrt,
um unerwünschte
Spannungen, die mit den Biopotenzialmessungen konkurrieren, zu vermindern.
Die Biopotenzialmessung wird an einer Hautoberflächenstelle vorgenommen, die durch
starke Impulse eines elektrischen Feldes elektroporiert wird. In
diesem Verfahren wird Elektroporation als ein Hilfsmittel zum Verbessern
der Qualität
der Biopotenzialmessungen verwendet und gibt keine Eigenschaften
der Haut an.
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WO 0001301 A1 ,
veröffentlicht
am 13. Januar 2000 an Szopinski, lehrt Messung von Widerstand/Impedanz
von Haut. Sowohl Wechsel- als auch Gleichstrom können verwendet werden, um Wechselstromimpedanz
bzw. Gleichstromwiderstand zu ergeben. Jedoch beruht jede dieser
Lehren auf einer Widerstands-/Impedanzmessung zum Bestimmen von
Hauteigenschaften. Widerstandsmessungen hängen vom Wert der angelegten
Spannung und einer Reihe anderer Faktoren ab und können somit
ungenau sein. Impedanzmessverfahren sind genauer, aber sie erfordern
aufgrund beteiligter hoher Frequenzen komplexe Ausrüstung.
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US-Patent Nr. 5,239,258 ,
erteilt am 24. Aug. 1993 an Kauffman, lehrt ein Verfahren zum Messen
des Frischegrads von Brennstoffen, Ölen und Lebensmittelprodukten,
unter anderem durch Auflösen
einer Probe des zu testenden Materials in einem Lösungsmittel.
Das Lösungsmittel
wird so ausgewählt,
dass es sowohl das Material als auch seine Oxidationsprodukte löst. Dieses
Verfahren ist nicht durchführbar,
wenn man die Integrität
der Probe erhalten möchte.
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Keiner
der Ansätze
im Stand der Technik, der dem Erfinder bekannt ist, lehrt ein Verfahren
zum Messen von Eigenschaften der Haut unter Verwendung relativ hoher
Spannungen, die auf einem Innenübergang durch
das Stratum corneum beruhen oder diesen hervorrufen.
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Außerdem können das
Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weitläufig auf
Messungen der Barriereeigenschaften vieler natürlicher Beschichtungen, die
auf vielen natürlichen
Substraten angeordnet sind, besonders jene, die elektrisch leitfähig sind,
angewendet werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung verwendet
werden, um bestimmte Eigenschaften einer beliebigen dünnen isolierenden Schicht,
die auf der Oberfläche
eines leitfähigen
natürlichen
Substrats angelagert ist, zu messen, z. B. die Durchlässigkeit
der Wachsschicht eines Pflanzenblattes, Barriereeigenschaften einer
Pflanzenwurzel, die Wirksamkeit von chemischen Beschichtungen auf
Pflanzen, die Qualität
von Leder, Wasserdichtigkeit von Stoff, auf leitfähigen Oberflächen verbliebener
Staub/Schmutz, Verunreinigung durch Bakterien, Viren, Schimmel oder
anderes auf leitfähigen
Oberflächen.
Zum Beispiel kann die Erfindung verwendet werden, um Lebensmittelprodukte,
z. B. wie die Außenschichten
von Gemüse,
wie Kartoffeln, Möhren, Äpfeln und
Orangen, zu testen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung ist in dem beiliegenden Satz von Ansprüchen definiert.
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In
einer Ausführungsform
umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Messen der Barriereeigenschaften einer
Zieloberfläche,
die natürliches
Gewebe umfasst. Das Verfahren umfasst die Schritte der Bereitstellung einer
Sonde. Die Sonde weist ein Paar beabstandeter Elektroden, die miteinander
elektrisch verbunden sind, auf, stellt einen Spannungsgenerator
bereit, der in der Lage ist, eine ansteigende Spannung zwischen
den Elektroden zu liefern, und stellt ein Spannungsmessgerät bereit,
das in der Lage ist, die Spannung zwischen den Elektroden anzuzeigen.
Die Elektroden werden in Kontakt mit der Haut eines Testsubjekts
platziert. Eine ansteigende Span nung wird von dem Spannungsgenerator
an die Elektroden geliefert, bis der Strom zwischen den Elektroden
einen vorbestimmten Wert erreicht. Die Spannung, die auftritt, wenn
der Strom den vorbestimmten Wert erreicht, wird notiert.
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In
einer anderen Ausführungsform
umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zum Messen der Barriereeigenschaften
einer Zieloberfläche,
die natürliches
Gewebe umfasst. Die Vorrichtung umfasst eine Sonde. Die Sonde weist
ein Paar beabstandeter Elektroden auf, die miteinander elektrisch
verbunden sind. Die Elektroden können
mit der Haut eines Testsubjekts in Kontakt gebracht werden. Die
Vorrichtung umfasst auch einen Spannungsgenerator, der in der Lage
ist, eine ansteigende Spannung zwischen den Elektroden zu liefern,
und ein Spannungsmessgerät,
das in der Lage ist, die Spannung zwischen den Elektroden anzuzeigen.
Das Spannungsmessgerät
zeigt die Spannung zwischen den Elektroden an, wenn der Strom dazwischen
einen vorbestimmten Wert erreicht.
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Ein
Fachmann erkennt, dass das vorstehend genannte Verfahren und die
vorstehend genannte Vorrichtung auch Anwendbarkeit für Messungen
des Feuchtigkeitsgehalts der Zieloberfläche, der Barriereeigenschaften
und anderer Eigenschaften haben. Zum Beispiel können eine Messung anderer Sperrschichten,
Beschichtungen und Feinschichten auf verschiedenen Substraten gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführt
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein elektrisches Schaltbild einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Sonde gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
einer Sonde gemäß der vorliegenden
Erfindung, die eine erste Elektrode mit mehreren diskreten Kontaktoberflächen, die
um den Umfang einer zweiten Elektrode angeordnet sind, aufweist.
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4A, 4B und 4C sind
grafische Darstellungen von Tests gemäß der vorliegenden Erfindung,
die die Barriereeigenschaften des Stratum corneum menschlicher Haut
bei einem 42-jährigen
Europäer messen,
wobei 4A an der rechten Wange gemessen
wurde, 4B am linken Wangenknochen gemessen
wurde und 4C an der linken Seite der Stirn
gemessen wurde.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bezugnehmend
auf 1 umfasst die Erfindung in einer Ausführungsform
eine Vorrichtung zum Messen von Barriereeigenschaften der Haut oder
anderer Schutzschichten einer Zieloberfläche. Die Vorrichtung umfasst
eine Sonde 10 mit zwei Elektroden 12 zum Inkontaktbringen
mit der zu messenden Oberfläche,
einen Spannungsgenerator zum Liefern eines elektrischen Potenzials
an die Sonde 10, ein Spannungsmessgerät, das die an die Sonde 10 angelegte
Spannung anzeigt, und ein Strommessgerät, das den Strom zwischen den Elektroden 12 anzeigt.
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Die
Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung sind nicht-invasiv.
Mit nicht-invasiv ist gemeint, dass die Vorrichtung nicht in die
Zieloberfläche
eindringt oder keinen Schaden daran verursacht. Die Vorrichtung
und das Verfahren messen auch nicht den elektrischen Widerstand
der Zieloberfläche,
wie es in vielen Lehren des Standes der Technik geschieht. Ebensowenig
wird eine Phasenverschiebung, wie sie bei Wechselstrom auftreten
kann, gemäß der vorliegenden
Erfindung gemessen. Stattdessen misst die vorliegende Erfindung
eine nichtlineare Reaktion auf eine angelegte Spannung.
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Die
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann an einer fixierten Stelle platziert werden. In einer
Ausführungsform
ist die Vorrichtung tragbar und kann in einer Reihe von Positionen
und Ausrichtungen verwendet werden.
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Bezugnehmend
auf 2 und bei ausführlicherer
Untersuchung der Vorrichtung hat die Sonde 10 erste und
zweite Elektroden 12. Jede Elektrode 12 kann mit
der Zieloberfläche
in Kontakt gebracht werden. Jede Elektrode 12 hat ein proximales
Ende in der Nähe
des Spannungsgenerators und ein distales Ende zum Inkontaktbringen
mit der Zieloberfläche.
Vorzugsweise hat das distale Ende der Elektrode 12 eine
Kontaktfläche, die
groß genug
ist, um Schaden an der Zieloberfläche und Unbehagen bei dem Subjekt
zu vermeiden, wenn die Vorrichtung einen Menschen oder ein Tier
testet.
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Die
Menge der Kontaktfläche
hängt von
dem Druck ab, der von der Elektrode 12 ausgeübt werden
soll. Für
die hierin beschriebenen Ausführungsformen
können
die Elektroden 12 einen Kontaktdruck von 0,09 Pa (10 g/m2) bis 0,9 Pa (100 Gramm pro Quadratmeter)
ausüben.
Um Genauigkeit bei der Messung zu gewährleisten, kann ein Kontaktdruck
von 0,5 Pa (50 Gramm pro Quadratmeter) verwendet werden. Falls gewünscht, können die
Elektroden 12 oder die gesamte Sonde 10 mit einer
Feder gespannt werden, um den gewünschten Kontaktdruck bereitzustellen.
Für die
hierin beschriebenen Ausführungsformen
können
die distalen Enden der Elektroden 12 eine Kontaktfläche von
0,5 bis 10 Quadratmillimeter haben. Um Genauigkeit bei der Messung zu
gewährleisten,
kann eine Kontaktfläche
von 2 Quadratmillimetern verwendet werden.
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Vorzugsweise
ist das distale Ende der Elektrode 12 im Querschnitt rund.
Das distale Ende der Elektrode 12 kann an einer stark polierten
veredelten Oberfläche
geerdet werden, um einen korrekten elektrischen Kontakt mit der
Zieloberfläche
zu gewährleisten.
Die Elektroden 12 können
eine konvexe Form am distalen Ende aufweisen. Wenn eine konvexe
Form für
die Elektroden 12 gewählt
wird, können
sie kugelförmig
sein und einen Krümmungsradius
von 0,05 bis 5 Millimeter und spezieller 2 Millimeter aufweisen.
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Die
Elektroden 12 kann man sich als zwei Punkte vorstellen,
die durch einen variablen oder vorbestimmten Abstand getrennt sind.
Der Abstand zwischen den Elektroden 12 sollte größer als
die Dicke der Schicht der Zieloberfläche sein, um zu gewährleisten,
dass der gewünschte
elektrische Weg entsteht. Der gewünschte elektrische Weg gemäß der vorliegenden
Erfindung führt
von einer Elektrode 12 durch die Schicht in das Substrat,
zurück
durch die Schicht und in die andere Elektrode 12. Wenn
die Elektroden 12 zu nah beieinander sind, kann der elektrische
Weg dazwischen nebengeschaltet werden, ohne das Substrat zu erreichen.
Für die
Ausführungsformen,
die hierin beschrieben und beansprucht werden, können die Elektroden 12, wenn
sie die Zieloberfläche
berühren,
mit einem Abstand von weniger als dem, der zum Erreichen eines signifikanten
Spannungsabfalls in dem Zielsubstrat erforderlich ist, voneinander
entfernt sein. Die Elektroden 12 sind in einem Abstand
von 3 bis 8 Millimeter und 5 Millimeter in einer bevorzugten Ausführungsform
beabstandet.
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Bezugnehmend
auf 3 kann die erste Elektrode 12 mehrere
diskrete Kontaktoberflächen
umfassen. Die mehreren Kontaktoberflächen der ersten Elektrode 12 können gleich
oder ungleich von der zweiten Elektrode 12 entfernt sein.
In einer geeigneten Ausführungsform
sind die Kontaktoberflächen
der ersten Elektrode 12 in einer kreisförmigen Geometrie um die zweite
Elektrode 12 herum angeordnet. In dieser Geometrie können die
Kontaktoberflächen
gleichmäßig radial
von der zweiten Elektrode 12 entfernt sein und gleichmäßig um den
Umfang voneinander entfernt sein. Alternativ können die Kontaktoberflächen gleichmäßig radial
von der zweiten Elektrode 12 entfernt sein und ungleichmäßig um den
Umfang voneinander entfernt sein, wenn Sorge besteht, dass die Zieloberfläche nicht
axial widerstandsfähig
für elektrischen
Strom da hindurch ist. Entweder die erste Elektrode 12 oder
die zweite Elektrode 12 kann die Anode/Kathode sein.
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In
noch einer anderen alternativen Ausführungsform kann die zweite
Elektrode 12 die erste vollständig umgeben, getrennt durch
einen gleichmäßigen oder
ungleichmäßigen ringförmigen Abstand.
In noch einer anderen Ausführungsform
kann die zweite Elektrode 12 zwischen zwei Kontaktoberflächen der
ersten Elektrode 12 angeordnet sein, wobei eine Kontaktoberfläche die
zweite Elektrode 12 umgibt, die wiederum die andere Kontaktoberfläche der
ersten Elektrode 12 um gibt. Die Ausführungsformen mit Elektroden 12 oder
Kontaktoberflächen
davon, die andere Elektroden 12 umgeben, können entweder
konzentrische oder exzentrische Geometrien verwenden.
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Nochmals
bezugnehmend auf 1 umfasst die Vorrichtung auch
einen Spannungsgenerator. Der Spannungsgenerator kann Gleichstrom
bereitstellen, obwohl auch Wechselstrom vorgesehen ist. Gleichstrom bietet
den Vorteil, dass keine Kapazitanzwirkungen auftreten, wie dem Fachmann
bekannt ist.
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Bezugnehmend
auf 4A, 4B und 4C kann
der Spannungsgenerator eine Spannung bereitstellen, die von einem
Bezugswert auf einen Grenzwert erhöht werden kann. Der Bezugswert
ist der Anfangswert der Spannung zu der Zeit, wenn die Elektroden 12 mit
der Zieloberfläche
in Kontakt kommen. Der Grenzwert ist der Wert der Spannung zu der
Zeit während
des Tests, wenn der Strom zwischen den Elektroden 12 einen
vorbestimmten Wert erreicht. In der Regel ist der Wert der Grenzspannung
größer als
der Wert der Bezugsspannung. Die Spannung kann in einer ersten Ausführungsform
von 0 bis 200 Volt und in einer zweiten Ausführungsform von 0 bis 30 Volt
steigerbar sein. Die Spannung kann monoton von 0 Volt auf die maximale Spannung,
die während
eines bestimmten Tests angelegt wird, erhöht werden.
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Die
Messungen von
4A–
4C wurden
mit einer monoton ansteigenden Spannungsrate von 1,5 Volt pro Sekunde
mit einem Kontaktdruck der Sonden
10 von 0,5 Pa (50 Gramm
pro Quadratmeter), kugelförmig
geformten distalen Enden mit einem Durchmesser von 5 Millimeter
und Elektroden
12, die in einem Abstand von 8 Millimeter
voneinander entfernt sind, durchgeführt. Für Veranschaulichungszwecke
wurden die Messungen von
4A–
4C nicht
beendet, wenn der Grenzstrom erreicht wurde. Der Grenzstrom und
die damit verbundene Spannung für
die Messungen, die in jeder der
4A–
4C veranschaulicht
sind, sind in Tabelle 1 nachstehend dargestellt: Tabelle 1
| Figur | Grenzstrom
(Mikroampere) | Angelegte
Spannung bei Grenzstrom (Volt) |
| 4A | 1 | 10,2 |
| 4B | 1 | 4,7 |
| 4C | 1 | 6,6 |
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Der
vorbestimmte Strom kann bei 0,1 bis 5 Mikroampere und speziell 1
Mikroampere liegen. Wenn der vorbestimmte Strom zu hoch ist, kann
er die Zieloberfläche
beschädigen
oder Schmerzen daran verursachen. Wenn der vorbestimmte Strom zu
niedrig ist, können
Hintergrundgeräusche
mit der Genauigkeit der Messung interferieren, sofern keine Spezialinstrumente
verwendet werden.
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Wenn
die Spannung monoton erhöht
wird, kann sie mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 10 Volt pro Sekunde
erhöht
werden. In einer geeigneten Ausführungsform
kann die Spannung monoton mit einer Geschwindigkeit von 1,5 Volt
pro Sekunde steigen. Die Spannung kann mit einer Geschwindigkeit
erhöht
werden, die kleiner ist als die Geschwindigkeit der elektrischen
Reaktion der getesteten Oberfläche.
Die Geschwindigkeit der elektrischen Reaktion des Subjekts ist die
Geschwindigkeit der Änderung
von elektrischem Strom durch das Subjekt beim Anlegen einer bestimmten
Spannung, die als Stufenfunktion angelegt wird. Falls gewünscht, kann
die Spannung auf nichtlineare Weise erhöht werden. Zum Beispiel kann
die angelegte Spannung zu Beginn des Tests sehr schnell ansteigen,
dann bei Annäherung
an den Grenzwert langsamer ansteigen. Diese Vorgehensweise bietet
den Vorteil, dass die Gesamttestzeit reduziert werden kann, während eine Genauigkeit
um die Grenzspannung ermöglicht
wird.
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Alternativ
kann die Spannung von einem Bezugswert auf einen oberen Wert erhöht werden.
Der obere Wert kann größer als
der Grenzwert der Spannung sein.
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Wenn
die obere Spannung erreicht wird, wird die Spannung auf einen unteren Wert
reduziert, der gleich oder größer als
die Bezugsspannung ist. Die Spannung wird dann auf eine neue obere
Spannung erhöht,
die größer als
die vorherige obere Spannung sein kann. Die Spannung wird dann reduziert,
bis eine neue untere Spannung erreicht wird, die größer als
die vorherige untere Zwischenspannung ist. Dieser Prozess wird für einen
oder mehrere Zyklen durchgeführt,
bis der Grenzwert mindestens ein Mal erreicht wird. Diese Vorgehensweise
des nichtmonotonen Erhöhens
der Spannung kann eine Hysterese im Strom zwischen den zwei Elektroden 12 verursachen.
Die Hysterese kann weitere Informationen über die Zieloberfläche bereitstellen. Zum
Beispiel kann eine Hysterese den Beginn, die Dauer oder die Relaxationszeit
von Wasserwegen im Stratum corneum, wie nachstehend erörtert.
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Nochmals
bezugnehmend auf 1–2 ist ein
geeigneter Spannungsgenerator im Handel von Agilent Technologies,
Inc., Palo Alto, Ca, USA, unter Modellnummer 33120A erhältlich.
Außerdem
umfasst die Erfindung ein Strommessgerät und ein Spannungsmessgerät, jeweils
mit geeigneter Auflösung
und Reaktionszeit. Ein geeignetes Kombinationsmessgerät im Handel
von Agilent Technologies, Inc. unter Modellnummer 34401A erhältlich.
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Falls
gewünscht,
kann die Vorrichtung ferner einen Referenzsignalgenerator und einen
Signalkomparator umfassen. Der Signalkomparator vergleicht den Wert
des Stroms zwischen den Sonden 10 mit dem Wert des Stroms
des Referenzsignals. Wenn der Strom zwischen den Elektroden 12 einen
vorbestimmten Wert erreicht, wird ein Stoppsignal an den Spannungsgenerator
gesendet. Die an die Elektroden 12 angelegte Spannung steigt
nicht weiter. Dieses Stoppsignal stellt somit ein Sicherheitsmerkmal
für die
Vorrichtung bereit. Wenn das Stoppsignal hoch ist, treten keine
weiteren Erhöhungen
der Spannung und/oder des Stroms an den Elektroden 12 auf,
wodurch Verletzung der Zieloberfläche vermieden wird. Das Stoppsignal
kann aktiviert werden, wenn der an die Elektroden 12 angelegte
Strom den Wert des Stroms des Referenzsignals erreicht. Der an die
Elektroden 12 angelegte Strom kann vom Strommessgerät angezeigt
werden.
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Die
Spannung, die auftritt, wenn der vorbestimmte Strom erreicht wird,
wird notiert. Falls gewünscht, kann
diese Spannung für
einen künftigen
Vergleich aufgezeichnet werden.
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Ohne
an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass beim Anlegen
der Spannung an menschliche und tierische Haut das elektrische Feld
Wasserwege durch das Stratum corneum erzeugt, wenn die Spannung
eine bestimmte Höhe
erreicht. Diese Wasserwege ermöglichen,
dass Ionen aus der Epidermis in das Stratum corneum eindringen.
Ionen wandern durch die Wasserwege zwischen den Elektroden 12 und der
Epidermis. Die Ionen erzeugen einen elektrischen Strom. Dieser Strom
steigt mit der angelegten Spannung. Die Grenzspannung, bei der der
vorbestimmte Strom erreicht wird, wird notiert, wenn der vorbestimmte Strom
erreicht wird. Diese Spannung ist direkt proportional zur Barrierefähigkeit
des Stratum corneum und umgekehrt proportional zum Feuchtigkeitsgrad
in dem SC. Dieses Verfahren beschädigt die Haut oder andere Zieloberfläche nicht.
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Es
wird angenommen, dass die vorliegende Erfindung zum Messen der Dicke
und Festigkeit von Farbe/Wachs/Beize oder Lack auf einem Metallsubstrat
(zum Beispiel einem Kfz-Karosserieteil), der Dicke von dünnen synthetischen
Folien, z. B. Polyolefinen, und synthetischen Vliesstoffen, die
auf einem leitfähigen
Substrat platziert sind, usw. verwendet werden kann.