ES2902016T3

ES2902016T3 - Procedimiento y dispositivo para la medición del grosor de capas no magnetizables sobre un material base magnetizable

Info

Publication number: ES2902016T3
Application number: ES18200758T
Authority: ES
Inventors: Hans-Peter Vollmar; Helmut Wersal
Original assignee: Helmut Fischer GmbH and Co
Current assignee: Helmut Fischer GmbH and Co
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2022-03-24
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: EP3495765B1; JP7304689B2; DE102017129150B4; US20190178620A1; CN110006323B; KR20190067716A; US10928178B2; KR102694070B1; EP3495765A1; DE102017129150A1; CN110006323A; JP2019101029A

Abstract

Procedimiento para la medición del grosor de capas no magnetizables (51) sobre un material base magnetizable (52) cuya permeabilidad no es conocida, con una sonda de medición (11) que presenta una cabeza de la sonda (17), que comprende un núcleo envolvente en forma de cazo (31) con una primera y una segunda bobina (36, 37) que se sitúan sobre un eje longitudinal (16) en común, y en la cual la primera y la segunda bobina (36, 37) forman un primer par de bobinas (38), y la cual, en el eje longitudinal (16) en común, presenta una tapa de fijación (21), - en el cual, para la medición del grosor de la capa (51) sobre el material base (52), la cabeza de la sonda (17) se sitúa sobre la capa (51), - donde mediante el primer par de bobinas (38), con una focalización del campo conseguida mediante el núcleo envolvente en forma de cazo (31), se detecta un primer volumen de interacción, caracterizado porque - mediante un segundo par de bobinas (44) con una primera y una segunda bobina (42, 43), que está dispuesto por fuera del núcleo envolvente en forma de cazo (31) y en común y de forma coaxial con respecto al eje longitudinal (16), sin una focalización del campo mediante el núcleo envolvente en forma de cazo (31), se detecta un segundo volumen de interacción, y - porque el primer y el segundo volumen de interacción detectados se procesan en un dispositivo de evaluación (13) y se comparan uno con otro para compensar una permeabilidad del material base (52) sobre el cual está aplicada la segunda capa (51) que debe medirse, y se emite un grosor de la capa para la capa (51) medida, que está corregido en cuanto a la influencia de la permeabilidad del material base (52).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para la medición del grosor de capas no magnetizables sobre un material base magnetizable

La presente invención hace referencia a un procedimiento para la medición del grosor de capas no magnetizables sobre un material base magnetizable, cuya permeabilidad no es conocida.

Por la solicitud DE 3331407 C2 se conoce una sonda de medición para la medición del grosor de capas delgadas. Una sonda de medición de esa clase presenta una cabeza de la sonda que comprende un núcleo envolvente en forma de cazo de hierro dulce que está diseñado con simetría rotacional con respecto a un eje geométrico. El núcleo envolvente en forma de cazo, en un núcleo interno, aloja una primera y una segunda bobina. En un lado frontal, el núcleo interno está diseñado como polo de medición con una superficie de colocación sobre una capa que debe medirse, de un material base magnetizable. Mediante esa sonda de medición se posibilita la determinación de una capa no magnetizable sobre un material base magnetizable, mediante un procedimiento de medición por inducción magnética.

Por la solicitud DE 102005054593 A1 se conoce también una sonda de medición para la medición del grosor de capas delgadas, que presenta una cabeza de la sonda que aloja un núcleo envolvente en forma de cazo con una primera y una segunda bobina. La primera y la segunda bobina representan un primer par de bobinas que se sitúan sobre un eje geométrico en común. En el núcleo envolvente en forma de cazo y en el eje geométrico está proporcionado además una tapa de posicionamiento. La cabeza de la sonda está montada en un elemento de retención diseñado de forma elásticamente flexible, en particular una membrana, enfrente de una carcasa. Durante la colocación de la sonda de medición sobre la superficie de la capa que debe medirse, la cabeza de la sonda puede introducirse mínimamente en la carcasa de la sonda de medición, a lo largo del eje longitud de la carcasa. Las señales de medición determinadas por la cabeza de la sonda se envían a una unidad de evaluación para determinar y emitir un grosor de la capa. Una sonda de medición de esa clase puede utilizarse para la medición por inducción magnética de los grosores de las capas, es decir que tiene lugar una medición del grosor de capas no magnetizables sobre un material base magnetizable.

Por la solicitud DE 41 19 903 A1 se conoce un dispositivo de medición para la medición de capas delgadas, así como un procedimiento para la medición de capas delgadas, con un dispositivo de esa clase. Ese dispositivo comprende una sonda con un primer y un segundo dispositivo de bobinas que están dispuestos de forma coaxial con respecto a un núcleo en común.

Por la solicitud DE 4325767 A1 se conoce además un dispositivo de medición del grosor de capas, que comprende un núcleo que aloja una primera y una segunda bobina electromagnética dispuestas en hilera una detrás de otra. Una estructura análoga se conoce por la solicitud DE 2410047 A1.

Por la solicitud US 5648721 A se conoce una focalización rotativa del flujo magnético para una sonda de corrientes de Foucault.

En la solicitud DE 600 18 341 T2 se describe un procedimiento para la medición del grosor de una capa de un material ferromagnético que está conformado sobre la superficie de una barra de combustible. La sonda de medición comprende un sensor de corrientes de Foucault en el cual una bobina se excita mediante una corriente alterna. Mediante el sensor tiene lugar la medición de una primera impedancia que representa la variación de la permeabilidad y la variación del grosor, así como la variación de la conductividad de la capa de material ferromagnético.

En la solicitud JP H11 142577 A se describe una medición sin daños de una capa magnética sobre una película de óxido, mediante una sonda. En este caso, un grosor de la capa se determina de manera que un dispositivo de medición, para determinar la permeabilidad, corrige y determina un valor de salida de un dispositivo de medición, en base a un valor de salida.

Por la solicitud DE 19628220 A1 se conocen un procedimiento y un dispositivo para determinar el grosor de capas sobre un sustrato. De este modo se genera un campo alterno electromagnético. El grosor de la capa se calcula en base a los resultados de medición y a información sobre al menos algunas de las propiedades electromagnéticas del sustrato y de la capa.

La solicitud GB 645 777 A hace referencia a un dispositivo de medición para la medición del grosor de capas no magnéticas sobre un material magnético. Ese dispositivo presenta un núcleo magnético en forma de U, en el cual están proporcionadas una primera y una segunda bobina.

Al preparar una medición por inducción magnética de esa clase, las sondas de medición se calibran sobre el material base magnetizable. Una calibración de esa clase tiene lugar mediante un posicionamiento directo de la sonda de medición sobre el material base, que está proporcionado sin un revestimiento para la calibración, y sobre un material base provisto de una capa.

En una pluralidad de aplicaciones, como por ejemplo en una medición del grosor de capas de lacas sobre chapas en la industria automotriz, si bien esencialmente el material base que se utiliza es conocido, sin embargo su permeabilidad exacta no es conocida. Debido a esto pueden presentarse faltas de precisión en la medición, en tanto la permeabilidad del material base del material que debe medirse difiera de la permeabilidad del material base utilizado para la calibración.

Además, cada vez más se necesitan mediciones del grosor de la capa sobre materiales base ya revestidos, sin que exista la posibilidad de colocar y calibrar la sonda de medición antes de las mediciones directamente sobre el material base sin revestimiento.

El objeto de la presente invención consiste en proponer un procedimiento y una sonda de medición para la medición por inducción magnética del grosor de la capa, de capas no magnetizables, sobre un material base magnetizable revestido, cuya permeabilidad difiera de aquella de los materiales base utilizados para la calibración o no sea conocida, sin que de ello resulte un error de medición en la medición del grosor de la capa.

Dicho objeto se soluciona mediante un procedimiento según la reivindicación 1, en el cual se utiliza una sonda de medición que presenta un primer par de bobinas con una primera y una segunda bobina, que están asociadas a un núcleo envolvente en forma de cazo y que se sitúan en un eje geométrico en común, así como al primer par de bobinas, por fuera del núcleo envolvente en forma de cazo, está asociado un segundo par de bobinas con una primera y una segunda bobina, donde mediante el primer par de bobinas con la focalización del campo se detecta un primer volumen de interacción, y mediante el segundo par de bobinas, sin focalización del campo, se detecta un volumen de interacción, y el primer y el segundo volumen de interacción, en particular primeras y segundas señales de medición del primer y del segundo par de bobinas, se comparan en un dispositivo de evaluación, para la compensación de una permeabilidad del material base magnético revestido, y se emite un grosor corregido de la capa en cuanto a la influencia de la permeabilidad del material base. Este procedimiento, mediante la compensación de la permeabilidad del material base, posibilita una precisión de medición elevada. Además, la medición del grosor de la capa puede realizarse sin un conocimiento previo exacto del material base utilizado. En particular se proporciona un procedimiento para la medición de capas no magnetizables sobre un material base magnetizable no conocido. También puede compensarse la influencia de la permeabilidad del material base revestido, por ejemplo debido a componentes de aleaciones diferentes o a procesos de producción y de mecanizado diferentes, en comparación con un patrón de calibración en el que fue realizada la calibración de la sonda de medición. Esto posibilita que se eliminen desviaciones en la permeabilidad del material base que debe controlarse, del objeto a medir, en comparación con el patrón de calibración. No se requiere una calibración de la sonda de medición para el material base que debe medirse, del objeto a medir.

Los volúmenes de interacción detectados durante el proceso de medición preferentemente se evalúan en un dispositivo de evaluación, y el grosor corregido de la capa en particular se determina según la fórmula

d corr = d m 6d -Ad (Adia,x'n)

En este caso, el tamaño dmea es el grosor de la capa medido a partir de la tasa de conteo normalizada de la primera y la segunda bobina del par de bobinas interno. El tamaño

es una función de compensación de permeabilidad bidimensional que resulta de las diferencias del grosor de la capa Adfít = f(|Jik, < *)

del par de bobinas externo e interno, que se detectan para permeabilidades predeterminadas x 2

como función de la tasa de conteo normalizada J1 del primer par de bobinas, así como del par de bobinas interno en el núcleo envolvente en forma de cazo. En particular ya no se requiere el conocimiento de las permeabilidades. Gracias a esto se posibilita que mediante la función de compensación de permeabilidad pueda eliminarse la influencia de la permeabilidad efectiva del material base, para emitir el grosor de la capa no alterado como resultado. Por una tasa de conteo normalizada se entiende la evaluación de la tensión normalizada, donde aplica . De este modo, Uo es aquella tensión que se produce cuando la sonda se coloca directamente sobre el material base y no se encuentra presente una capa que debe medirse sobre el material base. U~ es aquella tensión que se produce al estar elevada la sonda de medición, donde la distancia es tan grande que la sonda de medición ya no es influenciada por el material base magnetizable. U es aquella tensión que se produce en el caso de una distancia regular, como en las capas que deben medirse sobre un material base. De ello resulta que la tensión normalizada Un se encuentra siempre entre los números 0 y 1.

De manera alternativa, los volúmenes de interacción detectados durante el proceso de medición se evalúan ampliamente en un dispositivo de evaluación, de manera que el grosor corregido de la capa se determina según la fórmula

En este caso, el tamaño dmed es el grosor de la capa medido a partir de las tasas de conteo normalizadas del par de bobinas interno. El tamaño

es una función de compensación de permeabilidad bidimensional que = f(nrír,

resulta de las diferencias de las tasas de conteo normalizadas del par de bobinas externo e interno, que se detectan para permeabilidades variables como función de la tasa de conteo normalizada ^X- ■ del primer par de bobinas. En esta forma de ejecución alternativa, de este modo, la compensación de permeabilidad puede tener lugar en base a la desviación del grosor de la capa y a la desviación de la tasa de conteo normalizada. En particular ya no se requiere el conocimiento de las permeabilidades.

En otra evaluación alternativa del proceso de medición en un dispositivo de evaluación se prevé que la misma exclusivamente tenga lugar en base a las desviaciones de la tasa de conteo normalizada. Se evalúan los volúmenes de interacción detectados durante el proceso de medición, y el grosor corregido de la capa se determina según la fórmula

Y-corr

En este caso, el tamaño se determina según la fórmula

xncorr = xnmed Axn (A xff.x i)

El tamaño n es la tasa de conteo normalizada medida de la primera y la segunda bobina del par de bobinas interno. El tamaño

es una función de compensación de permeabilidad bidimensional para las desviaciones de las tasas de conteo normalizadas

del par de bobinas externo e interno. Con la tasa de conteo corregida, el grosor corregido de la capa puede calcularse directamente a partir de la calibración de fábrica previamente realizada. En particular ya no se requiere el conocimiento de las permeabilidades.

Además, preferentemente se prevé que se calibre un primer calibrado base para el primer y el segundo par de bobinas, para varias permeabilidades diferentes. Gracias a esto, desviaciones del grosor de la capa pueden detectarse sistemáticamente mediante la variación de la permeabilidad del material base, y pueden tomarse como base en una calibración. Las desviaciones del grosor de la capa determinadas para el par de bobinas interno representan un primer componente de información necesario para la compensación de permeabilidad. El segundo componente de información necesario para la compensación representa la diferencia del grosor de la capa, de los grosores de la capa medidos de forma alterada y diferente debido a la desviación de permeabilidad, del primer y del segundo par de bobinas, para la función de compensación del grosor de la capa. Asociando esos dos componentes de información puede eliminarse la influencia de permeabilidad en el grosor de la capa.

De manera ventajosa, el primer y el segundo par de bobinas se activan y funcionan de forma consecutiva para detectar los respectivos volúmenes de interacción en el material base que debe medirse, por tanto, para detectar la tensión generada. De manera alternativa, el primer y el segundo par de bobinas también pueden funcionar de forma simultánea.

El objeto que se toma como base para la invención se soluciona además mediante un dispositivo de medición según la reivindicación 8, con una sonda de medición para medir el grosor de capas no magnetizables sobre un material base magnetizable, que presenta una sonda de medición con una cabeza de la sonda, que aloja un núcleo envolvente en forma de cazo con una primera y una segunda bobina que se sitúan sobre un eje geométrico en común y que forman un primer par de bobinas, y con una tapa de posicionamiento dispuesta en el eje en común, así como con un segundo par de bobinas, que está dispuesto por fuera del núcleo envolvente en forma de cazo y que está dispuesto en común con respecto al eje geométrico, así como presenta una primera y una segunda bobina. Mediante un dispositivo de medición de esa clase se posibilita que líneas de fuerza del primer par de bobinas presenten una progresión del campo focalizada, de manera que en el material base se genere un volumen de interacción que en particular está focalizado en el área del núcleo envolvente en forma de cazo y, con ello, presenta una densidad del campo elevada. El segundo par de bobinas funciona sin una focalización del campo, de manera que su volumen de interacción se sitúa también ampliamente por fuera de la cabeza de la sonda y, con ello, comprende un volumen de interacción marcadamente más grande del material base. Esto posibilita que puedan determinarse diferencias en el volumen de interacción mediante el primer y el segundo par de bobinas, y que puedan detectarse y compensarse propiedades magnéticas variables del material base.

A continuación se describen y explican con más detalle la invención así como otras formas de realización y perfeccionamientos ventajosos de la misma, en base a los ejemplos representados en los dibujos. Muestran:

Figura 1 una vista en sección esquemática de una primera forma de ejecución de una sonda de medición, Figura 2 una vista ampliada, de forma esquemática, de una cabeza de la sonda según la invención, de la sonda de medición según la figura 1,

Figura 3 un diagrama para exponer la progresión del grosor de la capa como función de la tasa de conteo normalizada xn del par de bobinas interno de la cabeza de la sonda para 3 permeabilidades diferentes del material base,

Figura 4 un diagrama esquemático para exponer la desviación del grosor de la capa Dd resultante de una permeabilidad Jr1 y |Jr3 de la figura 3,

Figura 5 un diagrama esquemático para exponer la progresión del grosor de la capa como función de la tasa de conteo normalizada xn del par de bobinas interno, así como externo, para 3 permeabilidades diferentes del material base y de la diferencia del grosor de la capa Ddia resultante en el caso de las permeabilidades j ri y Jr3, y

Figura 6 un diagrama esquemático para exponer la diferencia del grosor de la capa Ddia entre los dos pares de bobinas para permeabilidades predeterminadas según la figura 5, como función de la tasa de conteo normalizada del primer par de bobinas.

En la figura 1, de manera esquemática, está representada una vista en sección de una sonda de medición 11. La estructura básica de esta sonda de medición 11 es conocida por la solicitud DE 102005054 593 A1, a la cual se hace referencia en toda su extensión. La sonda de medición 11 se utiliza para la medición sin daños del grosor de capas 51 sobre un material base 52 de un objeto a medir 20. Esa sonda de medición 11, mediante al menos una línea de conexión o línea de control 12, está conectada a un dispositivo de evaluación 13 que trata las señales de medición detectadas y también puede emitirlas en una unidad de visualización. La sonda de medición 11 presenta una carcasa 14 que por ejemplo está diseñada de forma cilíndrica. En un eje longitudinal 16 de la carcasa 14 no magnetizable está dispuesta una cabeza de la sonda 17 que es portada por un elemento de retención 18. Ese elemento de retención 18 está diseñado como un elemento de retención elásticamente flexible, en particular como una membrana o como un elemento de resorte. La cabeza de la sonda 17 puede ser guiada de forma desplazable a lo largo del eje longitudinal 16 mediante un elemento guía 23, de modo que la cabeza de la sonda 17, al colocarse la sonda de medición 11 sobre el objeto a medir 20, puede introducirse mínimamente en la carcasa 14. Preferentemente, la cabeza de la sonda 17 es guiada mediante el elemento guía 23 sin inclinaciones, en un soporte 24 fijo en la carcasa. Las conexiones eléctricas 25 de la cabeza de la sonda 17 están conectadas a una conexión 27 de la línea 12, que preferentemente, del mismo modo, está fijada en el soporte 24.

La cabeza de la sonda 17 presenta una tapa de fijación 21 que se sitúa en el eje longitudinal 16 y que apunta hacia el objeto a medir 20.

La cabeza de la sonda 17 también puede utilizarse en otras configuraciones de sondas de medición 11, diferentes en cuanto a la construcción.

En la figura 2, de forma esquemática, está representada una vista ampliada de la cabeza de la sonda 17, de la sonda de medición 11 según la figura 1. Esa cabeza de la sonda 17 comprende un núcleo envolvente en forma de cazo 31. Ese núcleo envolvente en forma de cazo 31 preferentemente está conformado de un material de hierro dulce. En el núcleo envolvente en forma de cazo 31, desde la base 32 del núcleo envolvente en forma de cazo 31, se extiende un núcleo 33, en cuyo extremo libre está posicionada la tapa de fijación 21. La tapa de fijación 21 puede presentar una espiga templada 34.

En el núcleo envolvente en forma de cazo 31 están dispuestas una primera y una segunda bobina 36, 37. La primera y la segunda bobina 36, 37 están orientadas de forma coaxial en un eje longitudinal 16 en común y forman un primer par de bobinas 38. El primer par de bobinas 38 se denomina también como par de bobinas interno.

Por fuera de una pared circunferencial radial 41 del núcleo envolvente en forma de cazo 31 están proporcionadas además una primera y una segunda bobina 42, 43. La primera y la segunda bobina 42, 43 están dispuestas de forma coaxial una con respecto a otra y preferentemente están orientadas con respecto al eje longitudinal 16. La primera y la segunda bobina 42, 43 forman un segundo par de bobinas 44, que también se denomina como par de bobinas externo.

El par de bobinas externo 44 y el núcleo envolvente en forma de cazo 31 están rodeados por la carcasa 14. La carcasa 14 no influencia el campo magnético del par de bobinas externo 44.

Las bobinas 36, 37, 42, 43 comprenden al menos un conductor eléctrico que comprende varias espiras y que está enrollado sobre un cuerpo de bobina.

La cabeza de la sonda 17 con la tapa de fijación 21, para realizar una medición, se apoya sobre el objeto a medir 20 revestido. La tapa de fijación 21 toca una capa no magnetizable 51 sobre el material base magnetizable 52. Las líneas de fuerza generadas mediante el primer par de bobinas 38, mediante el núcleo envolvente en forma de cazo 31, presentan una focalización del campo, debido a lo cual se genera un primer volumen de interacción 46, preferentemente concentrado, en el material base 52. El segundo par de bobinas 44 no experimenta una focalización del campo de las líneas de fuerza, debido a lo cual se genera un volumen de interacción 47 del material base 52 aumentado en comparación con el primer volumen de interacción 46.

Para realizar una medición de los grosores de la capa, la primera bobina 36 del primer sistema de bobinas se excita por ejemplo con una corriente de baja frecuencia. Esta primera bobina 36 se denomina también como bobina primaria. Debido a esto, en la segunda bobina 37 o bobina secundaria se induce una tensión cuya magnitud depende de la frecuencia y la amplitud de la corriente de excitación de la primera bobina 36, así como del acoplamiento, en función del volumen de interacción de la primera y la segunda bobina 36, 37. A su vez, el acoplamiento de la primera y la segunda bobina 36, 37 depende del flujo magnético B, que pasa por las dos bobinas 36, 37. Por su parte, el flujo magnético, junto con la corriente de excitación, se determina también mediante la resistencia magnética del material del entorno de las bobinas 36, 37. Si la sonda de medición 11 se apoya sobre el material base magnetizable 52, el flujo magnético B aumenta porque el material base 52 opone una resistencia magnética marcadamente menor a la progresión del campo, que el aire, a diferencia de la situación cuando la cabeza de la sonda 17 está elevada desde el material base 52. Esto conduce a un aumento del factor de acoplamiento de la primera y la segunda bobina 36, 37 y, con ello, a un aumento de la tensión inducida. En tanto se incremente la distancia entre la cabeza de la sonda 17 y el material base 52, la tensión inducida se reduce en la bobina secundaria. De este modo, la tensión inducida mensurable depende de la distancia con respecto al material base 52, por tanto, del grosor de la capa, de la capa 51, y mediante una calibración puede utilizarse para la medición del grosor de la capa. Esto aplica de forma análoga también para el segundo par de bobinas 44.

Mediante la focalización del campo proporcionada en el caso del primer par de bobinas 38 y la ausencia de focalización del campo en el caso del segundo par de bobinas 44, se detectan los diferentes volúmenes de interacción 46, 47 del material base 52. Las diferencias resultantes en el primer y el segundo par de bobinas 38, 44 pueden detectarse para propiedades magnetizables variables del material base 52 durante la medición, y pueden usarse para una compensación de la permeabilidad del material base 52. El grosor de la capa 51 puede determinarse sin conocer de manera efectiva la permeabilidad del material base 52 revestido con la capa 51. Esto se explica a continuación:

La figura 3 muestra un diagrama en el cual están marcadas distintas curvas características 55, 56, 57 para grosores de la capa d como función de señales de medición normalizadas xn, en función de un material base definido. Una curva característica 55 está determinada mediante una calibración de la sonda de medición 11 sobre un material base definido, por ejemplo |Jr3, y en la sonda de medición 11, así como en el dispositivo de evaluación 13, está almacenada en forma de coeficientes. La progresión de la curva característica varía si esa sonda de medición 11 se utiliza ahora para la medición sobre un material base 52 con una permeabilidad diferente. Por ejemplo, para una permeabilidad Jr1 resulta la curva característica 56, y para la permeabilidad Jr2 resulta la curva característica 57. De este modo aplica que Jr1 es menor que Jr2, y Jr2 es menor que Jr3. En tanto el grosor de la capa objetivo dobjet sea igual a 70 jm sobre el material base 52 calibrado, resulta de ello por ejemplo un valor de medición de 0,48. Condicionado por la variación de la permeabilidad del material 52, en lugar de ello, en el caso de una permeabilidad j r1 se determina el valor de medición 0,56. El cálculo del grosor con la curva característica de calibración 55 utilizada, sin embargo, resulta en un grosor de la capa alterado, de dmed igual a 100 jm. Con ello, resulta la desviación del grosor de la capa descrito Ad ( j r) debido a la variación de permeabilidad del material base. La misma puede determinarse y detectarse esquemáticamente en una calibración con permeabilidades predeterminadas y diferentes. Debido a esto, se detecta un componente de información necesario para una compensación de la permeabilidad en la determinación de un grosor corregido de la capa.

En la figura 4 está representado un diagrama en el que una desviación del grosor de la capa Ad está marcada como función de la señal de medición normalizada xn. Las desviaciones del grosor de la capa son la permeabilidad j r1 y Jr3 de la figura 4. De ello, para el caso de la calibración original según la curva característica 55, resulta una línea que se sitúa en el eje-X, mientras que para la permeabilidad j r2 resulta la curva característica 57 y para j r1 la curva característica 56. Este diagrama muestra las desviaciones del grosor de la capa en el caso del primer par de bobinas 38. De ello resulta que para una permeabilidad j r1, partiendo del valor 0,56 según la figura 3, resulta una desviación del grosor de la capa de por ejemplo 28 jm, y en el caso de j 2 una desviación del grosor de la capa de por ejemplo 11 jm. Esto debe corregirse.

En tanto ahora el primer y el segundo par de bobinas 38, 44 se consideren de forma separada, resultan progresiones diferentes de la curva característica, tal como está representado en el diagrama según la figura 5. Las curvas características 55, 56 y 57 para el primer, así como para el segundo par de bobinas interno 38, a su vez, difieren de las curvas características 65, 66 y 67 correspondientes del segundo par de bobinas 44, así como del par de bobinas externo. Por ejemplo, de ello resulta también que mediante una comparación de los dos puntos de medición, por ejemplo en el caso de Xn de 0,35 para el par de bobinas 44 y en el caso de Xn de 0,56 para el par de bobinas 38, el grosor de la capa determinado entre el par de bobinas interno y externo 38, 44 dará como resultado una diferencia de Adia de por ejemplo 38 jm (véase el punto 68 en la figura 6).

Para la determinación de la permeabilidad a partir de las distintas dependencias del primer par de bobinas 38 y el segundo par de bobinas 44, según la figura 6, una diferencia Adia del primer y del segundo par de bobinas 38, 44 puede considerarse como función de la tasa de conteo normalizada del primer par de bobinas 38. Esa dependencia Adia con respecto a la permeabilidad del material base 52 corresponde al segundo componente de información necesario para la compensación de la permeabilidad, por ejemplo descrito como función de la tasa de conteo

normalizada xn del par de bobinas interno 38 k ~fÍMrk' n^ . Esa función puede descomponerse según pr y puede introducirse en la función de la desviación del grosor de la capa. Gracias a esto puede eliminarse el parámetro de la permeabilidad, y la desviación del grosor de la capa buscada Ad es tan sólo una función de las

variables de medición accesibles Ad¡a y De ello resulta una función de compensación de permeabilidad Ati= f de dos parámetros.

= d ^med

De ello resulta entonces un grosor corregido de la capa — Ad(A^ dia ',x n ¡lJ ) . El grosor corregido de la capa, con ello, se trata de un grosor de la capa rectificado en cuanto a la influencia de permeabilidad, que puede medirse sin que sea conocida o deba medirse la permeabilidad exacta del material base 52.

Mediante una evaluación y detección de esa clase de las señales de medición se posibilita que la sonda de medición 11, calibrada a una permeabilidad predeterminada, se coloque sobre el objeto a medir 20 con un grosor de la capa no conocido y con un material base 52 no conocido. El dispositivo de evaluación 13 determina las tasas de conteo normalizadas xn del primer y del segundo par de bobinas 38, 44. En base a ello, mediante la función de calibración del grosor de la capa de la sonda de medición 11, se calculan los grosores de la capa alterados di, así como da correspondientes, y a partir de ello el tamaño interno de la diferencia del grosor de la capa Adia. En base a la función de compensación de permeabilidad bidimensional

puede entonces agregarse la corrección requerida al valor de medición, de modo que esté compensada la influencia de permeabilidad.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la medición del grosor de capas no magnetizables (51) sobre un material base magnetizable (52) cuya permeabilidad no es conocida, con una sonda de medición (11) que presenta una cabeza de la sonda (17), que comprende un núcleo envolvente en forma de cazo (31) con una primera y una segunda bobina (36, 37) que se sitúan sobre un eje longitudinal (16) en común, y en la cual la primera y la segunda bobina (36, 37) forman un primer par de bobinas (38), y la cual, en el eje longitudinal (16) en común, presenta una tapa de fijación (21),

- en el cual, para la medición del grosor de la capa (51) sobre el material base (52), la cabeza de la sonda (17) se sitúa sobre la capa (51),

- donde mediante el primer par de bobinas (38), con una focalización del campo conseguida mediante el núcleo envolvente en forma de cazo (31), se detecta un primer volumen de interacción,

caracterizado porque

- mediante un segundo par de bobinas (44) con una primera y una segunda bobina (42, 43), que está dispuesto por fuera del núcleo envolvente en forma de cazo (31) y en común y de forma coaxial con respecto al eje longitudinal (16), sin una focalización del campo mediante el núcleo envolvente en forma de cazo (31), se detecta un segundo volumen de interacción, y

- porque el primer y el segundo volumen de interacción detectados se procesan en un dispositivo de evaluación (13) y se comparan uno con otro para compensar una permeabilidad del material base (52) sobre el cual está aplicada la segunda capa (51) que debe medirse, y se emite un grosor de la capa para la capa (51) medida, que está corregido en cuanto a la influencia de la permeabilidad del material base (52).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque

- se evalúa el volumen de interacción detectado durante el proceso de medición y el grosor corregido de la capa se determina según la fórmula

d corr = d med + ¿d ( M * x in)

- donde el tamaño dmed es el grosor de la capa medido a partir de las tasas de conteo normalizadas de la primera y la segunda bobina (36, 37) del primer par de bobinas (38), y donde

es una función de permeabilidad bidimensional que resulta de las desviaciones del grosor de la capa Adia entre el primer par de bobinas (38) y el segundo par de bobinas (44), la cual se utiliza para permeabilidades variables del material base (52) como función de la tasa de conteo normalizada ^{x 1} M del primer par de bobinas (38).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque

- se evalúa el volumen de interacción detectado durante el proceso de medición y el grosor corregido de la capa se determina según la formula

es una función de permeabilidad bidimensional que resulta de las desviaciones de las tasas de conteo n

normalizadas entre el primer par de bobinas (38) y el segundo par de bobinas (44), la cual se utiliza para permeabilidades variables del material base (52) como función de la tasa de conteo normalizada del primer par de bobinas (38).

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque

donde el tamaño X A n se determina según la fórmula x = *nmed A xn (Axf.xít) y el tamaño se trata de las tasas de conteo normalizadas medidas de la primera y la segunda bobina (36, 37), y donde

es una función de compensación de permeabilidad bidimensional que resulta de las desviaciones de las tasas A-j-JQ

de conteo normalizadas » , la cual se utiliza para permeabilidades variables del material base (52) como función de la tasa de conteo normalizada ^*T|del primer par de bobinas (38).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque no se requiere el conocimiento de la respectiva permeabilidad.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se realiza una primera calibración base para el primer y el segundo par de bobinas (38, 44) antes de realizar mediciones para determinar un grosor de la capa en varias permeabilidades diferentes de materiales base (52).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer y el segundo par de bobinas (38, 44) se activan de forma consecutiva o simultánea para detectar el volumen de interacción.

8. Dispositivo de medición para la medición del grosor de capas no magnetizables (51) sobre un material base magnetizable (52), donde el dispositivo de medición está diseñado para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, con una sonda de medición (11) que presenta una cabeza de la sonda (17) que comprende un núcleo envolvente en forma de cazo (31) con una primera y una segunda bobina (36, 37) que se sitúan sobre un eje longitudinal (16) en común, y la primera y la segunda bobina (36, 37) forman un primer par de bobinas (38), y con una tapa de fijación (21) dispuesta en el eje longitudinal (16) en común, y con un dispositivo de evaluación (13), caracterizado porque por fuera del núcleo envolvente en forma de cazo (31) y en común con respecto al eje longitudinal (16), está proporcionado un segundo par de bobinas (44) con una primera y una segunda bobina (42, 43) que están orientadas de forma coaxial con respecto al eje longitudinal (16).