JP2012520990A - 金属製の物体に設けられた金属層の厚さを測定するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
によるu(t)であり、
Bcoil(t)は、コイルの表面全体について積分されたコイルの軸方向の磁界である。C1は、コイルの巻き数に依存する定数である。
と記述することができ、
tは、磁界の変動が生じてから経過した時間であり、
ρ1は、層の抵抗率であり、
C3およびC2は、定数である。
と割り出すことができ、
u(t)は、磁界の変動が生じてから時間tが経過した時刻の測定電圧である。
上記の数式3から、層の抵抗率の平方根を、
と割り出すことができ、
u(t3)は、時刻t3における測定電圧であり、
t2は、層に電流が誘導されたときの時刻であり、
定数2/(C1・C2)は、既知の抵抗率を有する均質な材料について時刻t3において測定を行い、数式3を適用することによって割り出すことができる。
として計算することができる。
ここで、t2は、層に電流が誘導されたときの時刻であり、tδは、電流が層と物体との間の境界に達するまでに要する時間である。
によって層の抵抗率の平方根を割り出すことができる。
によって記述され、ρ2は、物体の抵抗率である。数式9および10を組み合わせることによって、層と同じ抵抗率の均質な物体についての時間関係が成り立つ。
に従って割り出すことができ、tδは、誘導電流が層と物体との間の境界に浸透するときの時点である。時点tδを、測定される磁界の変化の積分と時間の平方根との間の関係が、線形から逸脱するときの時点として割り出すことができる。
Iu(tδ)は、時刻tδにおける測定電圧の積分である。
に従って、積分された測定信号Iu(t4)と、測定の時刻t4と、層の抵抗率ρ1および物体の抵抗率ρ2とにもとづいて計算される。
Claims (15)
- 金属製の物体(1)上に設けられ、該金属製の物体の抵抗率(ρ2)とは異なる抵抗率(ρ1)を有している金属層(2)の厚さを測定するための方法であって、
前記金属層の近傍に磁界を生じさせることと、
前記金属層の表面に電流が誘導されるよう、前記磁界に変動を生じさせることと、
前記誘導電流が前記金属層を伝搬するのに要する時間よりも長い期間にわたって、前記誘導電流に起因する前記金属層外部の磁界の変化を測定することと、
前記金属層の厚さと前記磁界の変化の測定値との間の数学的関係にもとづいて、前記金属層の厚さ(d)を割り出すこととを含む、方法。 - 前記変動が、前記磁界がその以前の値とは大きく異なる値へと急激に変化させられるステップ関数として生じる、請求項1に記載の方法。
- 前記変動が、前記磁界を急激にゼロへと低下させることによって生じる、請求項1または2に記載の方法。
- 前記磁界の変化が、前記金属層(2)の近くに配置されるコイル(5)の電圧を測定することによって測定される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記磁界の変化の測定値が、前記金属層と同じ抵抗率を有する均質な物体についての磁界の変化の予想値から逸脱するときを検出することと、
前記検出にもとづいて、前記誘導電流が前記金属層に伝搬して前記金属層と前記金属製の物体との間の境界に達するまでの時間を推定することと、
前記金属層の厚さと、前記誘導電流が前記金属層と前記金属製の物体との間の境界に達するまでの時間との間の数学的関係にもとづいて、前記金属層の厚さ(d)を割り出すこととを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 測定される磁界の変化を積分することと、
前記金属層の厚さと前記磁界の変化の測定値の積分との間の数学的関係にもとづいて、前記金属層の厚さ(d)を割り出すこととを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記測定される磁界の変化の積分と時間の平方根との間の関係が線形から逸脱するときに積分値(Iu(tδ))を割り出すことと、
該割り出された積分値にもとづき、該割り出された積分値に比例するものとして前記金属層の厚さを推定することとを含む、請求項5又は6に記載の方法。 - 前記測定される磁界の変化の積分と時間の平方根との間の関係が線形から逸脱するときの時刻(tδ)、すなわち電流が前記境界を通過するときの時刻を割り出すことと、
該割り出された時刻にもとづき、前記誘導電流が前記金属層と前記金属製の物体との間の境界に達するまでに要する時間を推定することとを含む、請求項5又は6に記載の方法。 - 前記磁界の変動が前記金属層を通過して伝搬する前に測定される磁界の変化にもとづいて、前記金属層の抵抗率を割り出すことを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 金属製の物体(1)上に設けられ、該金属製の物体の抵抗率(ρ2)とは異なる抵抗率(ρ1)を有する金属層(2)の厚さを測定するための装置であって、
前記金属層の近傍に磁界を生じさせ、前記金属層の表面に電流が誘導されるように前記磁界に変動を生じさせるように配置される第1のデバイス(4、7)と、
前記誘導電流が前記金属層を伝搬するのに要する時間よりも長い期間にわたって、前記誘導電流に起因する前記金属層外部の磁界の変化を測定するように配置される第2のデバイス(5、8)と、
前記測定される磁界の変化を受信し、前記金属層の厚さと前記磁界の変化の測定値との間の数学的関係にもとづいて、前記金属層の厚さ(d)を割り出すように構成される演算ユニット(9)とを備えることを特徴とする、装置。 - 前記第1のデバイスが、時間変化する電流が供給されるコイル(4)を備えており、該コイルに供給される電流を急激に変化させることによって前記変動を生じさせるように配置される、請求項10に記載の装置。
- 前記第2のデバイスが、コイル(5)を備えており、該コイルの電圧を測定することによって該コイルを横切る磁界の変化を測定するように配置される、請求項10または11に記載の装置。
- 前記演算ユニット(9)が、
前記磁界の変化の測定値が、前記金属層と同じ抵抗率を有する均質な物体についての磁界の変化の予想値から逸脱するときを検出し、
前記検出にもとづいて、前記誘導電流が前記金属層を伝搬して前記金属層と前記金属製の物体との間の境界に達するまでに要する時間を推定し、
前記金属層の厚さと、前記誘導電流が前記金属層と前記金属製の物体との間の境界に達するまでに要する時間との間の数学的関係にもとづいて、前記金属層の厚さ(d)を割り出すように構成される、請求項10〜12のいずれか一項に記載の装置。 - 測定される磁界の変化を積分するように配置される積分器(17)を備えており、
前記演算ユニット(9)が、
前記測定される磁界の変化の積分を受信し、
前記金属層の厚さと前記磁界の変化の測定値の積分との間の数学的関係にもとづいて、前記金属層の厚さ(d)を割り出すように構成されている、請求項10〜13のいずれか一項に記載の装置。 - 前記演算ユニット(9)が、前記磁界の変動が前記金属層を通過して伝搬する前に測定される磁界の変化にもとづいて、前記金属層の抵抗率を割り出すように構成されている、請求項10〜14のいずれか一項に記載の装置。
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