JPH04231801A - コーティング厚さ測定計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導電体基板上の薄い非導
電体コーティングの厚さを測定する計器に関し、特に渦
電流の原理に基づくコーティング厚さを測定する計器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの産業分野において、導電体基板上
の薄い非導電体コーティングの厚さを非破壊にて測定す
ることが要求されている。そのような応用例は金属面電
解薄膜、ペイント又はエナメル、パウダーコーティング
、自動車製造、ボイラー製造又は保護層が製品に付加さ
れる他の同様な製造を含む。そのような保護的、装飾的
層の厚さを正確に測定できることは、過剰な厚さで浪費
することなく層に十分な厚さが付加されることを可能と
する。

【０００３】そのようなコーティングの厚さを測定する
１つの方法は、ＡＣ励起誘導コイルがコーティング表面
の予め決められた距離内に置かれることによる渦電流法
として知られ、コイルと導電体基板間の全距離は、予め
決められた距離とコーティング厚さとの合計である。コ
イルのインピーダンスは導電体基板にコイルが接近する
ことにより変化するので、コーティングの厚さはコイル
のインピーダンスを測ることにより測定できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】コイルのインピーダン
スを測る１つの方法は、誘導回路がコイルを横断する電
圧に比例してコイルを通して流れる電流に与える位相遅
れを測定することにより、その位相遅れはコイルのイン
ピーダンスを増加する。電流と電圧間の位相差を測定す
ることは、しかしながら、複雑であり、多くのエラー源
に影響されやすい。それ故より簡単で正確な小形の携帯
用厚さ測定計器を作るため、コイルのインピーダンスを
測定する他の方法を考案することが望まれる。

【０００５】ある従来のコーティング厚さ測定計器は、
パイプ等の外表面のように凸表面上のコーティング厚さ
の測定を可能とする設計である。これらの計器は凸表面
上も同様に、コーティング厚さの測定に使用できる一方
、計器はそれとは対照な凹コーティング表面上に計器が
置かれるように設計されており、凸コーティング表面に
関して計器の位置決めと安定性を維持することは難かし
い。結果として、測定の精度と再現性には、不利な影響
が及ぼされる。従ってこの問題を克服することのできる
コーティング厚さ測定計器の開発も又望まれている。

【０００６】従来のコーティング厚さ測定計器は、通常
計器を校正するため２点校正手段を必要とする。第１の
校正測定はコーティングされていない基板上で行われ、
第２の校正測定は次に既知のコーティング厚さを有する
標準基板上で行われる。この２点校正手段及びその実行
に必要な計器は、ある欠点と障害を抱えている。例えば
計器は標準基板上のコーティング厚さに関連する数値デ
ータを入力する適切なデータ入力ボタン及び同等品を含
まなければならず、もちろん、これらの追加はコストと
計器の複雑性を増加する。更に１点校正にて校正できる
計器と比較して、２点校正手段を実行するのに、より多
くの時間が必要とされる。このように、設計上簡単、即
ち容易に使用でき、早くというより即座に校正できるコ
ーティング厚さ測定計器の提供が望まれる。

【０００７】ある場合において、例えば磁性物質の粒子
を含むコーティングのように、電磁波を吸収するコーテ
ィングの厚さを決定することが望まれる。使用されるコ
ーティング厚さ測定計器の特別な形式により、電磁波を
吸収するコーティングの能力は、測定されたコーティン
グ厚さの精度に不利な影響を及ぼす。例えばコーティン
グ厚さ測定計器が渦電流法に基づいている場合、ＡＣに
励起された誘導コイルのインピーダンスは、もしコーテ
ィングが電磁波を吸収する傾向にあるならば、影響を及
ぼされ、従ってコーティング厚さに対して得られる測定
結果は、コーティングの真の厚さを正確に表わすことが
できない。それ故、例えば磁性粒子を含むコーティング
のような電磁波を吸収するコーティングの厚さを正確に
測定することのできるコーティング厚さ測定計器を作る
ことが望まれる。

【０００８】同一プローブを使用して、磁性及び非磁性
基板上のコーティングの厚さを測定できるコーティング
厚さ測定計器も又望まれる。同様に、ユーザーにたった
２つのボタン操作にて複数の磁性及び非磁性材質の１つ
を選択させ、それにより種々の形式の基板上のコーティ
ングの厚さが同一計器の使用により容易に測定できるこ
とを可能とするコーティング厚さ測定計器を供給するこ
とは、非常に有利である。

【０００９】本発明の目的は、それで、導電体基板上に
置かれる薄い非導電体コーティングの厚さを測定する改
善されたコーティング厚さ測定計器を提供することであ
る。本発明の他の目的は、簡単な構成で容易に携帯でき
るコーティング厚さ測定計器を提供することである。本
発明の他の目的は、増大する多様性に対応するプローブ
組を有するコーティング厚さ測定計器を提供することで
ある。本発明の付加的目的は、デジタル表示のためにす
でにデジタル状態である測定された周波数を変換するこ
とにより、コーティングの厚さを更に容易に計測するこ
とのできるコーティング厚さ測定装置を提供することで
ある。

【００１０】本発明の更にもう１つの目的は、従来技術
に関する多くの欠点を無くした経済的構成のプローブ組
を有するコーティング厚さ測定計器を提供することであ
る。本発明の他の目的は、高精度厚さ測定に到達するた
めに発振周波数を測定するコーティング厚さ測定計器を
提供することである。本発明の更に他の目的は、優れた
デジタル構成で、信頼性を増し、簡単操作なコーティン
グ厚さ測定計器を提供することである。本発明の他の目
的は、単一プローブを使用して、強磁性及び非強磁性の
基板上のコーティングを測定するコーティング厚さ測定
計器を提供することである。

【００１１】本発明の他の目的は、基板材質に対して単
に一度の“零調整”だけを必要とするコーティング厚さ
測定装置を提供することである。本発明の他の目的は、
磁性及び非磁性基板上のコーティング厚さを容易に測定
するために、たった２つのボタン操作により複数の磁性
及び非磁性材質の何れか１つの選択を可能とするコーテ
ィング厚さ測定計器を提供することである。本発明の他
の目的は、言わば、例えば磁性粒子を含むコーティング
のような電磁波を吸収するコーティングの厚さを正確に
測定できるコーティング厚さ測定計器を提供することで
ある

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、誘導コ
イルを、コイルのインピーダンスによって変化する発振
周波数を有するＬＣ発振器と一体化することにより、渦
電流法による導電体基板上の薄い非導電体コーティング
の厚さを測定することにより、前記目的が実現できる。 コイルと測定中の導電体基板間の全距離は、オフセット
とコーティング厚さとの合計であり、コイルのインピー
ダンスは導電体基板に接近することにより変化する。コ
イルを発振器に一体化する結果として、コイルのインピ
ーダンスは発振周波数により容易に決定できる。この周
波数及び対応する厚さは、デジタルマイクロプロセッサ
により計算できる。この厚さは順次にデジタル表示器に
表示され、信頼性の増加と共に、優れたデジタル処理が
なされる。

【００１３】一方、金属又は非金属基板上のコーティン
グの厚さは、コンデンサに印加される電圧により変化す
る発振周波数を有するＲＣ又はＬＣ発振器に、コンデン
サを一体化させることにより測定できる。コンデンサに
印加される電圧は、基板に対するコンデンサの接近によ
り変化する。このように、コンデンサがコーティングに
対して置かれる時、コンデンサに印加される電圧変化に
より生じる発振器の周波数変化を測定することにより、
コーティングの厚さは確かめられる。

【００１４】少なくとも前記目的を達成するためのコー
ティング厚さ測定計器は、１つの測定変換器と特に有利
なプローブ配置を含む。更に特別に、このプローブ配置
は、プローブハウジングに位置するプローブ組を含む。 プローブハウジングの底面には、凸表面上のコーティン
グ厚さの測定を促進するためのＶ形溝が供給される。プ
ローブハウジングの外周囲表面は、２つの弓形の表面に
より空間的に離れた２つの実質的平らな表面を含む。こ
の平らな表面とプローブハウジングの底面は、直角端部
を規定するため交差する。プローブハウジングの底面が
凹表面に置かれる時、プローブハウジングは直角端部に
より規定される２つの空間的に離れた線に沿った凸表面
に接触する。結果として計器の位置は、凹表面上のコー
ティング厚さを測定している間安定となる。１つの実施
例において、少なくとも測定変換器の部分を含むプロー
ブ組は、水平面に傾斜する２つの平行な吊りレバーによ
りプローブハウジングに取り付けられる。この吊りレバ
ーは自在なヒンジ（蝶番）によりプローブ組に結合でき
る。他の実施例において、プローブ組は各々がプローブ
組の反対側に結合される１対の腕を含む２つの平行な吊
りレバーによりプローブハウジングに取り付けられる。

【００１５】

【実施例】最初に図１を参照すれば、本発明によるコー
ティング厚さ測定計器は、オペレータの手で快適に持つ
ことができ、主要部品として計器ハウジング１２、プロ
ーブハウジング１４、表示窓１５及び２つの選択ボタン
１３と１７を有して構成されていることが判る。図示さ
れていないが、測定動作ボタンもプローブハウジングに
含まれる。 コーティング厚さ測定計器は電池電源内臓形である。取
りはずし可能なカバー３は、電池を収容する部分をカバ
ーするためハウジング１２の一方側に置かれる。計器に
は更に、使用者のベルト、ポケット等にて計器が便利に
運べるように、クリップ止めの運搬ケースが提供される
。

【００１６】プローブハウジング１４内に収容されるプ
ローブ組（図示せず）は、比較的繊細で壊れやすい。そ
れ故計器が使用されない時、プローブ組は、事故による
破損と不適切な取扱いによる測定用ボタンの動作を防ぐ
ように保護されることが望まれる。その保護は通常Ｕ形
保護カバーを供給することによりできる。その保護カバ
ー５は、底面部９５と２つの翼９６（片側だけ図示する
）とを含み、底面部９５に結合され、延びる。各翼９６
の内部表面は、計器ハウジング１２の片側に作られるそ
れぞれの案内溝９７に結合する内部に延びる突起部（図
示せず）を有する。翼９６の内部表面から内部に延びる
突起部は、それぞれの案内溝９７に摩擦接合され、それ
により保護カバー５が手動にて動かされない間、設定位
置に保護カバー５を維持する。

【００１７】図２に示されるように、保護カバー５は、
プローブハウジング１４の下に横たわる底面部９５とプ
ローブ組（図２に図示せず）が、プローブハウジング１
４内に置かれるように、できるだけ左側に動かされる。 その位置で、カバー５はプローブ組２６を事故による破
損から保護する機能を提供する。

【００１８】他方計器が基板上のコーティング厚さを測
定するために使用される時、保護カバー５は図２に示さ
れるようにできるだけ右に移動できる。保護カバー５と
案内溝９７は、図２に示されるように、保護カバー５が
最も右側の位置にある時、保護カバー５の最下部先端９
８が実質的にプローブハウジング１４の底面部５２と同
一水平面にあるように設計される。このように、保護カ
バー５はコーティング厚さの測定中、計器を安定にする
ため、及び厚さが測られるコーティングが置かれる水平
な表面の垂直方向にプローブ組を維持するため、支持脚
部としての動作の追加機能を果たす。

【００１９】保護カバー５は他の材質でも良いが好まし
くは射出成形のプラスチック材質から成る。図１と図２
から本発明によるコーティング厚さ測定計器は、計器を
小形かつ携帯容易に作ることのできる簡単な構成である
。構造の簡素化はコストの低減にも有用である。同時に
計器の主なるデジタル処理により高度な精度と信頼性が
達成できる。

【００２０】図３に示すように、コーティング厚さ測定
装置は、表示窓１５（図１参照）にて表示される表示部
１０と対応するマイクロプロセッサユニット８を基本と
し、更にＬＣ発振器４を含む。コーティング厚さ測定計
器のプローブは、適合する良く知られた形式のＬＣ発振
器の誘導回路である。好ましい実施例によれば、この誘
導回路は単純な空気コアのソレノイド形コイルである。 “空気コア”の語意はコアが非磁性、非金属材質から成
るコイルから引用される。実際上電線は、非磁性、非金
属棒に巻かれている。測定中、プローブを収容するプロ
ーブ構成は、コイルと導電体基板の分離が、プローブ構
成とコーティング厚さとの幾何学的関数であるように、
コーティングの表面に接触して置かれる。

【００２１】前記したように、コイルのインピーダンス
は導電体基板に接近するに連れて変化し、ＬＣ発振器４
の発振周波数は対応して変化する。この周波数はマイク
ロプロセッサユニット８の１部であるカウンタ６により
決定される。例えば、マイクロプロセッサユニット８が
タイミングループの初めにカウンタ６をリセットし、予
め決められたパルス数がオーバーフロー信号により示さ
れる時、発生するまでの経過時間を測定するようにタイ
ミングループはコンピュータユニット８にプログラムさ
れる。パルスは適切な容量のカウンターが使用されるよ
うに、予め計測され分割される。測定発振数は、所望の
精度を達成できるよう十分大きくあるべきである。計器
は以下の説明で明白となる方法において、計器の操作中
機能する図４に描かれる信号発振器を含む。スイッチＳ
Ｗ３は信号発信器と対応してその音量を変える。

【００２２】コーティング厚さ測定の所望の精度を達成
するため、コーティング表面に相関するプローブの測定
位置は、各測定毎に、正確に再現可能であるべきである
。プローブ位置の再現性の必要性は、一定圧力と、プロ
ーブ先端とコーティング表面間の対応する一定位置関係
とを、維持する一定圧力先端を、プローブに供給するこ
とにより、注目されてきた。過去においてプローブ組（
計器ハウジングを一体化した）は、２つの重大な欠点を
有し問題を抱えていた。１つは電線の破損であり、他の
１つはプローブの正確な位置に関する問題であった。 電線の破損は、プローブコイルを装置の残りの部分に接
続する電線が、プローブ先端の自在な繰り返し動作によ
り破損する時発生する。正確なプローブ位置の点では、
プローブとコーティング表面間の正確な位置関係を維持
する共通機構として、特別に構成された耐久性表面が使
用されてきた。しかしながら、そのような耐久性表面は
コーティング厚さ測定計器が使用される一般的製造環境
で共通なごみ、ほこり、化学的液体及び蒸気により破損
され、問題が発生する。

【００２３】図５を参照すれば、本発明のプローブ組は
、電線破損や正確なプローブ位置決めを避けて設計され
ていることが判る。一定先端圧力、コーティング表面に
対するプローブの垂直位置決め、及び垂直平面上プロー
ブ組の移動は、ハウジング１２内に順番に取り付けられ
る２つの実質的平行な吊りレバー１８の上にプローブ組
２６を取り付けることにより達成される。好ましくは、
各支持レバー１８の一端部１９は、自身がハウジング１
２の壁部１３に強固に固定される取り付けブロック２３
に適切な方法で固定して取り付けられる。吊りレバー１
８は、プローブ先端２４に上向きの力が印加されない時
、各吊りレバー１８の縦軸が死点位置（即ち計器の縦方
向平面に垂直な水平平面）に約４度の角度を形成するよ
うに、傾斜してハウジング１２内に好ましくは取り付け
られる。

【００２４】各吊りレバー１８の他の端部は、好ましく
は自在ヒンジ４０に結合される。ヒンジ４０は好ましく
は厚さ約５ミリの薄いポリプロピレンフィルムから成る
。ヒンジ４０は吊りレバー１８の各々の端部２１間に挟
まれ、取り付けブロック４２は吊りレバー１８に付着さ
れる。他端部で、ヒンジ４０はプローブ組２６の層間で
挟まれてプローブ組２６に固定される。

【００２５】スイッチ機構４５は、ハウジング１２内に
位置し、ハウジング１２に置かれる支持壁部４４に固定
され、取り付けブロック２３の構成部分として形成され
る。スイッチ機構４５はそこから延び、下部吊りレバー
と関連する取り付けブロック４２の上部表面と接触する
アクチュエータ（発動物）４６を有することができる。 動作中、プローブ組２６が上方に動く時、アクチュエー
タ４６も回路に接近して上方に動き、それにより検出回
路が作動する。一方、アクチュエータ４６は上方吊りレ
バー１８の１部分又は下方吊りレバー１８の他の部分に
対して遊びを構成することができる。

【００２６】吊りレバー１８は、プローブ組２６の縦軸
が実質的にプローブハウジング１４の縦軸に平行である
ようにプローブ組２６に取り付けられる。このように各
吊りレバー１８の縦軸は、吊りレバー１８が図５に示す
ように死点位置から４度傾斜している時、プローブ組２
６の縦軸に約９４度の角度を好ましくは形成する。吊り
レバー１８は傾斜をもって取り付けられ、プローブ先端
２４がコーティングされた表面に対して押される時、実
質的に縦方向にプローブ組２６の上下への移動の確認を
助けるように一端部で固定して取り付けられる。又その
配置は計器がコーティングの厚さ測定に動作される時、
プローブ組２６が実質的に縦方向に位置づけられること
を確認することを助ける。 プローブ組２６の実質的な縦方向の動きと実質的に縦方
向の位置決めは、正確な測定を得るために望ましい。プ
ローブ組２６が縦方向から移動し始めると、プローブ先
端２４の異なる部分は、コーティングされた表面に接触
し、それにより測定の精度に影響を及ぼす。

【００２７】何れかの適切な方法でハウジングに固定さ
れる吊りレバーに取り付けられるプローブ組は、上方へ
の力がプローブ組に印加される時、弓形の経路に移動す
る傾向となることは有用である。弓形の移動経路は、プ
ローブ組をプローブ組が最初に位置する縦平面から横方
向に移動するように働らき、それによりプローブ組が移
動の縦方向の経路に従うのを防ぐ。プローブ組の横方向
の移動は、プローブ組の先端部に位置する検出棒がコー
ティングされた基板を横断して移動するに連れて引きず
られ、それによりコーティング基板の望まない結合と同
様、検出プローブに望まない疲労を引き起こす。

【００２８】このプローブ組が横方向に位置を変える傾
向は、少なくとも部分的に、プローブ組がそれに力が印
加される時、弓形の移動経路を通過する事実による。プ
ローブ組の横方向の移動は、一端部１９において吊りレ
バー１８を固定して取り付け、かつ死点又は水平位置か
ら約４度の角度で下方に吊りレバーを傾けることにより
、実質的に防ぐことができる。その配置の結果として、
プローブ組２６を上方に動かすようにプローブ先端２４
に力が加えられる時、吊りレバー１８の固定取り付けは
、吊りレバー１８を僅か曲げ、それにより有効長を減少
させる。吊りレバー１８の有効長を短縮することは、プ
ローブ組２６が最初に位置する縦平面から僅か水平に内
側にプローブ組２６を移動させる。しかしながら、最初
に４度傾斜した位置から吊りレバー１８の通常の上方移
動経路は、プローブ組２６をプローブ組２６が最初に位
置する縦平面から僅か水平に外側に（プローブ組により
通過される正確な移動経路により）移動させるので、こ
れらの内側又は外側の移動は互いに打ち消す傾向にあり
、プローブ組２６は実質的に縦平面に移動する。

【００２９】自在ヒンジ４０は、プローブ組２６が上方
に動く時、吊りレバー１８に比例して僅かに回転するこ
とを可能とし、それによりプローブ組が縦平面に動くこ
とを確認することを助ける。好ましくは最も低い吊りレ
バーは、ハウジング１２の底で平な表面２２にもたれる
。平な表面２２は、最下部レバー１８がもたれる安定表
面を供給するために吊りレバー１８が傾けられると実質
的同一角度で（即ち好ましい実施例において約４度で）
傾けられる。

【００３０】プローブ組２６がハウジング１２内に取り
付けられる方法の第２の実施例が図７−図９に示される
。最初に図９を参照して、２つの吊りレバー６０，　６
８はプローブ組２６をハウジング内に取り付けるために
供給されることが判る。吊りレバー６０，　６８は以下
の説明で明白となる方法でプローブ組２６に結合される
。上部吊りレバー６０は、２つの平行な腕６１，　６３
を含み、一端で好ましくは取り付け板６２と一体となり
形成される。軸栓７７，　７９は結合され、各腕６１，
　６３の反対端部と好ましくは一体となって形成される
。同様に下部吊りレバー６８は２つの平行な腕６７，　
６９を含む。各腕６７，　６９の一端は上方取り付けブ
ラケット６２の下方端を受けて、そこに位置する溝７５
を有する拡大された上方部分７４を有する取り付け板７
０と一体となって形成される。各腕６７，　６９の反対
端も結合され、好ましくはそれぞれ軸栓８３，　８１に
一体となって形成される。

【００３１】軸栓７７，　７９は上部吊りレバー６０の
腕６１，　６３と一体となり、プローブ組２６に形成さ
れる盲穴又は軸受に適合する。軸受７８の１つだけを図
９に示すが、他の軸受も図９で示される軸受７８の正反
対の位置にある。同様に軸栓８１，　８３は下部吊りレ
バー６８の腕６９，　６７と一体となり、プローブ組２
６に形成される盲穴又は軸受８２に適合する。図９は軸
受８２を１つだけ示すが、他の軸受も図９で示される軸
受８２の正反対の位置にある。上部軸受７８は、下部軸
受８２の軸上の上に位置する。好ましくは４つの軸受７
８，　８２が、プローブ組２６の縦軸を含む平面に実質
的に整列する。各軸栓７７，　７９，　８１，　８３は
、プローブ組２６が上部及び下部吊りレバー６０，　６
８に対して動くことのできるようそれぞれの軸受７８，
　８２内に自由に回転できる。

【００３２】図８はプローブ組２６が上部及び下部吊り
レバー６０，　６８に関連してハウジング１２内に取り
付けられる様子を示す。図７に戻ると、ハウジング１２
の内部は、吊りレバー６０，　６８を受けて固定され適
合され構成されていることが判る。特にハウジング１２
の内部には、ハウジング１２内の領域に閉じられるカバ
ー９３から下方に延びるフランジ９２と結合して働らく
２つの限定ブロック９０，　９１を含む。限定ブロック
９０，　９１及び下方に延びるフランジ９２は、下部取
り付け板７０に対応する上部取り付け板６２の位置を維
持するよう働らき、それにより縦方向への取り付けブロ
ック６２，　７０の実質的な全ての動きを保持する。同
様に限定ブロック９０，　９１及び下方に延びるフラン
ジ９２は、ハウジング１２の壁部に対して、上部及び下
部取り付け板６２，　７０を押し、それにより取り付け
ブロック６２，　７０が水平方向に動かないように防ぐ
。結果として上記取り付け構造における上部、下部支持
レバー６０，　６８は、あたかも固定されて取り付けら
れているように動作する。即ち力がプローブ組２６に印
加される時、支持レバー６０，　６８は、あたかもこれ
らのレバーがハウジング１２の内壁部に強固に固定され
ていると同様に、実質的に反応する。

【００３３】下方に延びるフランジ９２は、吊りレバー
６０，　６８とプローブ組２６とに接近できるよう取り
はずし可能なカバー９５に付けられる。カバー９５は、
要求があれば複数の取りはずし可能部分に分割できる。

【００３４】電気的スイッチの形をしたスイッチ機構８
５は、カバー９３又は複数の分割カバー部の１つに固定
されている。アクチュエータ８６はスイッチ機構８５の
部分を形成する。アクチュエータ８６は好ましくはプロ
ーブ組２６の周囲表面から外側に延びる突起部８７の表
面に置かれる。 アクチュエータ８６はプローブ組２６の上方移動に応じ
て上方に移動し、回路を閉じ、検出回路を作動させる。 アクチュエータ８６はプローブ組２６の動きに応答する
限り、図７で示され、上記したとは異なって位置づける
ことができ、それにより検出回路を作動する。

【００３５】スイッチ機構８５の動作点は外側に延びる
突起部８７に位置する調整ネジ８８を供給することによ
り調整できる。アクチュエータ８６は、ネジ８８の回転
がアクチュエータ８６の縦方向に動くようにネジ８８に
接触する。このように図７に示すようにネジ８８を上方
に動かすことにより、アクチュエータ８６はスイッチ機
構８５の動作点に近づくように動かすことができ、プロ
ーブ組２６の小さい動きによりスイッチ機構８５を作動
させることができることが判る。逆に図７で示すように
、ネジ８８が下方に動くよう回転させると、アクチュエ
ータ８６はスイッチ機構８５の動作点から遠ざかって動
き、それによりプローブ組２６はスイッチ機構８５を作
動させる前に、より大きい距離が動かされなければなら
ない。

【００３６】図９に示されるように対を成す腕６１，　
６３と６７，　６９は各吊りレバー６０，　６８を規定
し、それぞれの取り付けブラケット６２，　７０に結合
され、それ故取り付けブラケット６２，　７０がハウジ
ング１２内で縦方向の初期位置で取り付けられ、腕６１
，　６３，　６７，　６９は水平又は死点位置に対して
４度下方に傾いている。固定位置決めと、吊りレバー６
０，　６８を規定する腕６１，　６３，　６７，６９の
傾斜特質の結果として、図７−９に示されるプローブ組
２６は、プローブ組の先端部２４が、コーティング厚さ
が測定される対象物の表面に加えられる時実質的に縦平
面に動かすことができる。プローブ組２６は図５の実施
例により上記した同一理由により縦平面に動かすことが
できる。即ち、プローブ組２６が上方に動いている間、
最初に位置した平面からプローブ組２６の外側への横移
動は、補償され、腕６１，　６３，　６７，　６９が実
質的に固定して取り付けられて引き起こされる腕６１，
　６３，　６７，６９の曲げによるプローブ組の内側の
横方向の動きにより実質的に打ち消される。

【００３７】図７に示される位置において、プローブ組
２６は、プローブ組が表面に対して押されなかったとい
う事実の結果として休止位置にある。プローブ組２６が
コーティング厚さを測定する表面に対して押されなかっ
た時、プローブ組２６は好ましくはプローブハウジング
７４に位置し、それ故アクチュエータ８６はプローブ組
２６から延びる突起部８７の上部表面に接触する。プロ
ーブ組２６が次に表面に対して押され時、プローブ組２
６の上方への動きはアクチュエータ８６を上方に又動か
し、計器の動作を制御するスイッチ機構８５を動作させ
る。

【００３８】簡単、明白のために、図５及び図７−９に
示される実施例は、プローブハウジング１４とプローブ
組２６をカバーするハウジング１２に結合する図１と図
２に示される保護カバー５無しで示された。しかし、好
ましくは保護カバー５は計器の両方の実施例に供給され
る。電線破損に関する前記問題を避けるために、図６に
示されるコイル２から延びる１対の電線は接着され、さ
もなければ吊りレバーの１つの上部表面に何か適切な方
法で取り付けられる。結果として、電線は吊りレバーと
移動し、それにより電線の繰り返し自在な効果を最小に
する。電線の吊りレバーへの取り付けは、本発明の全て
の実施例と結合して有利に使用できる。

【００３９】発振器４の周波数変化のコーティング厚さ
に対する関係は、プローブ組２６の幾何学構造の特色に
よる。図６にその拡大詳細を示す。プローブ組２６の特
徴は図６に示され、図５及び図７−図９に示される両実
施例に関するプローブ組２６の特徴を表わす。コーティ
ング厚さに対する周波数における変化の関係に影響を及
ぼす最も重要なパラメータは、コイル２の直径ｒ、コイ
ル２の巻き数、コイルの高さｌ、寸法ｂに及ぼす電線の
サイズ（太さ）、及び巻線の材質である。更にその関係
は基板の材質成分により異なる。軟鋼のような磁性基板
に関してその関係は４つの多項式で近似され、

【００４
０】 Ｙ＝Ａ０　＋Ａ１　Ｆ＋Ａ２　Ｆ２　＋Ａ３　Ｆ３　＋
Ａ４　Ｆ４　ここで係数Ａ０−４　はプローブの幾何学
構造及び基板の磁気的、電気的特性で決定する。同様に
、アルミニウムのような非磁性基板に関して、その関係
は４つの多項式で近似され、

【００４１】 Ｙ＝Ｂ０　＋Ｂ１　Ｆ＋Ｂ２　Ｆ２　＋Ｂ３　Ｆ３　＋
Ｂ４　Ｆ４　ここで基板の電気特性は係数Ｂ０−４　の
種々な組で決定する。式の基本形は、しかしながら同一
のままである。６回巻の単一層巻線コイルは、サイズ（
太さ）２６番の銅線を使用し、係数Ａ０−４　は経験的
に決定され、軟鋼基板に対して以下のように表わされ、
ここでＦはＫＨＺにおける周波数変化を表わし、Ｙはミ
クロンオーダーの厚さを表わす。

【００４２】 Ｙ＝７３４６．２６−（１１．５５２０）Ｆ＋（７．７
４６５９×１０−３）Ｆ２　−（２．４９２２６×１０
−６）　×Ｆ３＋（３．０７６２９×１０−１０）Ｆ４
非磁性アルミニウム基板に関しては以下の係数Ｂ０　−
Ｂ４　が代用される。 Ｙ＝１００９０．４４−（２６．９６５）Ｆ　＋（３．
０１９５　×１０−２）Ｆ２　−（１．６０３７４×１
０−５）Ｆ３　＋（３．２５４７３×１０−９）Ｆ４　
２つの前記典型的式から得られる曲線は、図１０にプロ
ットされる。Ａ０−４　とＢ０−４　の全組み合せは、
各所望の基板材質に対する厚さゲージを作っている間、
マイクロプロセッサユニット８のＲＯＭ部（図４参照）
に記憶される。

【００４３】他に、基板材質のグループが係数Ａ０−４
　又はＢ０−４　の同一組を実質的に所有する時、各基
板材質のグループに関連する係数は、マイクロプロセッ
サユニット８のＲＯＭ部に記憶される。従って、基板材
質の１つの選択又は記憶部に記憶される基板材質のグル
ープの１つを選択することにより、選択された基板材質
又は基板材質の選択されたグループに対応する係数Ａ０
−４　又はＢ０−４　は、ＲＯＭから呼び出されコーテ
ィング厚さを決定するため前記に示される適切な等式に
おける測定された周波数変化と共に使用される。

【００４４】厚さ計算が基本となる発振周波数の変化は
、アナログ領域で発生し、一方計算自身は、デジタル領
域で達成される。アナログ領域からデジタル領域への変
換は、カウンタ６が詳細に示される図１１を参照して示
されるように、直接的方法で実行される。

【００４５】カウンタ６において、ＬＣ発振器の正弦波
出力信号は、リミッタ２８で操作可能増巾度に制限され
、同一周波数の方形波を作るシュミットトリガー３０に
より形成される。この方形波はカウンタ３２の計数入力
に順次に導かれる。カウンタ６は更にリセット機能を有
し、入力はマイクロプロセッサにより制御され、カウン
タ３２は、各測定に前もってリセットされ、予め計られ
たパルスの予め決められた数を計数することができる。

【００４６】カウンタ６は好ましくは図３の好ましい実
施例において示されるマイクロプロセッサに、付属品と
して一体となるか、又は付加される。他の実施例におい
て、カウンタは又、マイクロプロセッサに波形器の周波
数出力の見本を取らせることによりソフトウェアにて完
全に実現できる。マイクロプロセッサは計器の内側に置
かれる単一チップユニットである。カウンタ６から得ら
れる発振周波数を用いて、マイクロプロセッサユニット
８は、Ｆが零調又は校正手段で部分的に決定される前記
方程式を使用してコーティング厚さを計算する。この校
正手段又は零調は、プローブ先端２４が、コーティング
が堆積される導電体基板表面の裸部分に接触している時
に、表面輪郭、温度、発振周波数決定要素、（即ち基準
周波数）を補償して実行される。

【００４７】反対に基板が裸部分が無いようにコーティ
ングにより完全に囲まれている時、基準周波数は、基板
材質と同様な材質の裸表面と接触してプローブ先端２４
に置かれることにより決定できる。この校正又は基準周
波数は次にリチウムバッテリーにより電力供給される装
置のランダム・アクセス・メモリー（不揮発性メモリ）
（図４参照）に記憶される。このように本発明のコーテ
ィング厚さ測定計器の校正は、単に１点校正手段のみを
要求する。

【００４８】前記説明により、本発明による計器は単純
な零調整の後、コーティングの厚さを測定する用意がで
きることが判る。このように本発明の計器は、従来のコ
ーティング厚さ測定計器が計器校正のため２点校正手段
を要求するのに対して、絶大な利点を有する。２点校正
手段は通常裸基板上の計器を零調して校正し、次に基板
上のコーティングの厚さを測定する前又は後に計器に標
準基板上の既知のコーティング厚さを入力することが計
器に要求される。

【００４９】簡単な零調手段は、本発明の計器の使用に
より可能であり、２点校正手段より短時間で校正でき、
かつ標準基板上のコーティングに関する計器への少なく
とも入力データ又は情報の必要が無いので、２点校正手
段よりもちろん更に容易に実行できる。加えて、本発明
の計器が２点校正を必要としないので、計器は、データ
入力ボタン、他のハードウェア、及び標準基板上のコー
ティングに関する少なくとも入力データ又は他の情報と
一体となる回路を共に製造する必要が無い。従って、本
発明のコーティング厚さ測定計器は、極めて簡単かつ安
価に作ることができる。

【００５０】マイクロプロセッサユニット８は強磁性又
は非強磁性基板上のコーティングの厚さを計算するルー
チンでプログラムされ、図１の選択スイッチ１７のよう
な何等か適切な入力装置により、ユーザーにより選択さ
れる与えられた測定のために特別なルーチンが呼び出さ
れる。カウンタ６が１度リセットされ、基板の形式が選
択されると、マイクロプロセッサは周波数計数が数えら
れる既知の期間中、カウンタを計数可能とする。経過時
間により予め決められたパルス計数を割ることにより、
周波数は決定され、順次に周波数Ｆにおける変化を決定
するため校正又はレファレンス周波数と比較する。厚さ
は次に適切な方程式により計算される。計算結果は出力
ポートを通ってデジタル表示器１０上で頂度良く表示さ
れる。同一結果は同様に分離した出力ポートを通してデ
ータ集合部又は他の周辺装置に出力される。

【００５１】図１２と図１３を参照すると、本発明によ
るコーティング厚さ測定計器のプローブハウジング１４
の詳細が示され、図によれば計器は、プローブハウジン
グ１４がパイプ等の外側表面のような凸表面上のコーテ
ィングを容易に測定できる構造であり、一方同時にパイ
プ等の内側表面のような凹表面のコーティング厚さの測
定を促進する構造である。

【００５２】図１３に示すようにプローブハウジング１
４は、ハウジング１２と１体となって形成される幾らか
の伸長した拡張部５０により規定される。この拡張部５
０は、好ましくはハウジング１２の幅方向で中心を合わ
されている。Ｖ字形切れ目５４は、プローブハウジング
１４の反対側で拡張部５０の底面５２に形成される。各
Ｖ字形切れ目５４は、傾斜表面５３，　５３で規定され
、各切れ目５４は拡張部５０の底面５２に対して開いて
いる。Ｖ字形切れ目５４は、凸表面上のコーティングの
厚さを測定するため使用される時、プローブを案内する
のに使用する。例えばパイプの外側表面上のコーティン
グの厚さを測定するために、計器は傾斜表面部５３，　
５３がパイプの外周囲に両脚を広げて立つように位置づ
けられる。計器はパイプの長さに沿って動かすことがで
き、Ｖ字形切れ目５４は、プローブ先端２４の位置がパ
イプの長さに沿って１点から次の１点にパイプの外側表
面に関して一定に保たれることを確認する。又、Ｖ字形
切れ目は、計器の位置を安定にさせ、それにより正確な
測定の達成に貢献する。

【００５３】図１２に戻ると、実質的円形のスルーホー
ル２５は、拡張部５０を通って伸び、ハウジング１２の
内部と通信することが判る。図１２及び図１３において
図示されないが、プローブ２６は穴２５を通って伸びる
。拡張部５０の外表面は２つの対向する平な表面１５，
　１５と、２つの対向する、好ましくは円形でない弓形
表面５６，　５６とにより規定される。この弓形の外表
面５６，　５６は好ましくは長円又は卵形の一部の形状
を有する。

【００５４】平な表面１５，　１５と弓形表面５６，　
５６は凸表面上のコーティングの厚さの測定を促進する
ように設計される。更に特別に中空パイプの内部表面の
ような凹表面上のコーティング厚さを測定する時、コー
ティング厚さ測定計器１０は、拡張部５０の底面５２が
その厚さが測定されるコーティングが置かれる凹表面に
面し、かつ平な表面１５，　１５が例えばパイプの縦軸
に実質的に平行であるように、位置づけられる。

【００５５】計器１０が凹表面に対して動かされるに連
れて、プローブ組２４は、凹表面に接触し、拡張部５０
の底面５２がその厚さが測られるコーティングが置かれ
る凹表面に接触するまで、プローブハウジング１４にお
いて、実質的縦上方向に移動する。結果として、直角端
部５１は平な表面１５，　１５と、プローブハウジング
１４の底面５２との交線により規定され、コーティング
が置かれる凹表面に対して接触し、休止する。

【００５６】このようにプローブハウジング１４と凹表
面との接触は、もし拡張部５０の外表面が、円形又は他
の正確な形状であるならば、この場合のように２点とい
うより２つの空間的に離れた線により規定される。プロ
ーブハウジング１４が２つの空間的に離れた点（即ち２
つの空間的に離れた線に沿った）より更に凹表面で接触
するので、計器の安定性は増加し、計器は凹表面上での
揺れを実質的に防いでいる。結果としてプローブ先端２
４の位置は、凹表面に対して一定のままとなり、測定精
度は高上する。

【００５７】弓形外表面５６の形状は、表面の形状に関
係なく、コーティングされた表面上に置かれる計器が、
より安定性を得るため最大となるようにプローブハウジ
ング１４の接触領域が置かれるので更に利点を有する。 図１２及び図１３に示されるようにプローブハウジング
の有利な構成は、図５と図７−図９に示す各々のプロー
ブ組取り付けに接触して使用できる。

【００５８】コーティング厚さの計器の構成を詳細に記
して、計器の模範的操作を、種々の動作モードと共に以
下に記す。種々の計器の動作状態を手始めに以下に詳細
を記す。種々な動作モードを記した後、ユーザーの立場
から計器の一般的動作の説明を次に始める。動作方法及
びここに記される動作モードは例としてのものである。 更に、記される動作を実現するためのマイクロプロセッ
サ８のプログラムはプログラミングの技術分野において
通常の技術を有する者の応用のみを含む。

【００５９】〔１〕電源オフ状態 始め：電源を切る。 動作：電源切状態でＬＣＤはブランク（何も表示されな
い状態）である。電源切の間計器は不揮発性メモリにお
いて保持される。 選択された材質の等級。 最後の零校正。 動作モード（例えば許容モード）。 終り：プローブを押し下げ、電源入とする。

【００６０】〔２〕電源オン状態 始め：電源切りからプローブを押し下げる。 動作：初期化を実行させ、自己診断させる。自己診断が
異常の時以下のエラーコードを（ＬＣＤ上に）　表示す
る。 ”ＥＲＲ１ＸＸ”　ＥＰＲＯＭのチェックサムエラーで
、ＸＸは８ビットチェックサムを示し、”ＥＲＲ２”は
揮発性ＳＲＡＭエラーを示し、”ＥＲＲ３ＸＸ”は不揮
発性ＳＲＡＭチェックサムエラーで、ＸＸは８ビットチ
ェックサムを示し、”ＥＲＲ４”は発振器異常を示し、
発信音１回（低音にて）とする。 終り：測定開始のためプローブを持ち上げる。時間経過
後電源切となる。

【００６１】〔３〕測定開始状態 始め：電源投入、アイドルＴ・モード、アイドル、アイ
ドル材質、アイドル零からプローブを持ち上げる。 動作：測定準備する。 終り：電池電圧低い時ローバッテリーへ、電池電圧低く
ない時材質等級へ行く。

【００６２】〔４〕ローバッテリー状態始め：測定開始
からローバッテリー。 動作：ＬＣＤ上に”ＬＯＷ　ＢＡＴＴ”と表示する。 終り：測定へ行く。

【００６３】〔５〕材質等級状態 始め：測定開始からローバッテリー以外。 動作：現在の材質等級（例えば”ＳＴＥＥＬ”）をＬＣ
Ｄ上に表示する。 終り：測定へ行く。

【００６４】〔６〕測定状態 始め：ローバッテリー、材質等級。 動作：プローブ発振器の測定を実行する。 終り：プローブを解放し、測定完了前にプローブ組解放
へ、無効基板材質と零モードでない時無効へ、有効測定
と許容モードでない時と零モードでない時は有効へ、有
効測定と許容モードは有効許容へ、有効測定と零モード
は有効零へ、無効基板材質と零モードは零へ行く。

【００６５】〔７〕プローブ解放状態 始め：測定から初期プローブ解放。 動作：現在選ばれた材質等級をＬＣＤ上に表示する。 終り：アイドルＴ・モードへ行く。

【００６６】〔８〕無効状態 始め：測定から無効基板材質。 動作：ＬＣＤ上に”−−−−”と表示する。 終り：アイドルＴ・モードへ行く。

【００６７】

〔９〕有効状態 始め：測定から有効測定と非許容モード。 動作：ＬＣＤ上に測定結果を表示し、発信音を２度発す
る。 終り：アイドルへ行く。

【００６８】〔１０〕有効許容状態 始め：有効測定と許容モード。 動作：有効測定と格納された許容値とを比較し、結果が
±１０％以内の時、発振音を２回発し、“Ｔ”と表示し
、結果が１０％を越える時、（高音で）発信音１回発し
、上向き矢印を表示し、結果が−１０％より少ない時、
（低音で）発信音１回発し、下向き矢印を表示する。 終り：アイドルＴＧ・モードへ行く。

【００６９】〔１１〕アイドルＴ・モード状態始め：プ
ローブ解放から、無効、有効許容。 動作：低電力消費モードへ入る。１０ｍｓｅｃ毎に起き
、プローブスイッチ、“＋”及び“−”ボタンを調べる
。 終り：“＋”ボタン動作はアイドル材質へ、プローブを
押し下げると測定開始へ、“＋””−”同時動作は、Ｔ
・モードオフへ、時間経過は出力下げへ行く。

【００７０】〔１２〕アイドル材質状態始め：アイドル
許容から“＋”ボタン動作。 動作：次の材質等級をＬＣＤ上に表示する。 終り：“＋”ボタン動作にてアイドル材質へ、プローブ
押し下げで測定開始へ、“−”ボタン動作にて零へ、時
間経過で出力下げへ行く。

【００７１】〔１３〕零状態 始め：“−”ボタン動作からアイドル材質。 動作：ゼロモードへ設定する。他に”ＺＥＲＯ　ＯＮ”
　を表示し、電流材質等級をＬＣＤ上に表示する。 終り：プローブ動作にて測定開始へ、時間経過で出力下
げへ、“−”又は“＋”ボタン動作でアイドル材質へ行
く。

【００７２】〔１４〕有効零 始め：測定から有効測定と、零モード。 動作：零モードをクリアーする。ＬＣＤ上に”０，０”
　を表示する。 終り：アイドルＴ・モードへ行く。

【００７３】〔１５〕Ｔ・モード切 始め：アイドルＴ・モードから“＋”と“−”ボタン同
時動作とする。 動作：許容モードをクリアーする。 終り：アイドルへ行く。

【００７４】〔１６〕アイドル状態 始め：Ｔ・モード切、有効。 動作：低電力消費モードに入る。１０ｍｓｅｃ毎に起き
、プローブスイッチ“＋”と“−”ボタンを調べる。 終り：“＋”ボタン動作はアイドル材質へ、プローブ押
し下げは測定開始へ、“＋”と“−”ボタン同時動作は
Ｔ・モードオンへ、時間経過は電源切へ行く。

【００７５】〔１７〕Ｔ・モードオン状態始め：アイド
ルから“＋”と“−”ボタン同時動作。 動作：許容モードを設定する。 終り：アイドルＴ・モードへ行く。

【００７６】〔１８〕出力下げ状態 始め：１分間動作無し。 動作：電源切の前に後片付けをする。 終り：電源切へ行く。

【００７７】ユーザーの立場からすると、計器の通常操
作は以下の様である。厚さ測定計器はプローブが押し下
げられるまで、出力下げ状態を保ち、プローブが押し下
げられた時、初期化／テストルーチンが実行される。同
時に、前の材質等級、零校正値及び動作モードは電源切
状態の間不揮発性メモリーに保持され、後に有効となる
。電池がテストルーチン中低いと判断される場合、表示
”ＬＯ　ＢＡＴ”が表示され、オペレータに警報を出す
。他の場合、前の材質等級は例えば、鋼は、オペレータ
による確認のため表示される。ハウジング１２上の“＋
”とラベルされたボタン１７を押すことにより、測定可
能な材質のリストの次の１つ（又は測定可能な材質の表
示）が選択され、表示され、そしてＮＥＷＭＡＴフラッ
グが設定される。

【００７８】“＋”ボタン１７を押すと、発信音が聞こ
え、“−”ボタン１３を押すと、同様に発信音が聞こえ
る。一度基板材質に対応する適切な材質等級が選択され
ると、動作の一般モードはプローブを再び押すことによ
り、動作の通常モードはプローブを再度押し下げること
により入力される。他に動作許容モードも以下に記すが
、選択される。

【００７９】一度プローブが押されると、計器はオペレ
ータにプローブ位置調整の時間を与えるため休止し、同
時に選択された材質等級を表示する。新しい材質が選択
された時、オペレータへの促進”ＺＥＲＯ　ＦＩＲＳＴ
”が表示される。これは測定は計器が新しく零調される
まで実行できないということを示す。プローブの零調の
詳細も又以下に記す。

【００８０】新しい材質等級が選択されない時、計器は
次に動作の許容モードが選択されたか否かを調べる。そ
うでない時、通常測定が行われ、表示され、測定の完了
は２つの連続発信音によりオペレータに知らされる。加
えて、測定完了フラッグが厚さ測定が、間違い無く完了
したことを示す。計器はコーティングの下に横たわる基
板が金属であり（プローブ発振周波数感知効果を有する
）、測定はそれ故有効であることを確認する。非金属基
板が示される時、数値の代わりにダッシュが表示される
。

【００８１】許容モードにおいて、計器は順次の測定が
特別許容内かどうか例えば前の測定の±１０％内かどう
かを決定する。順次の測定が許容内の時、２つの発振音
の聴覚の指示がオペレータに与えられる。順次の測定が
仕様許容外である時、上向き又は下向き矢印が表示され
、測定されたコーティングが厚過ぎ又は薄過ぎを示し、
単一発振音が与えられる。

【００８２】一度新しい等級が選ばれると、計器はラベ
ル“−”のボタン１３を押すことにより零調される。計
器が動作の通常モードであり、新しい材質等級が選ばれ
たと仮定すると、表示”ＺＥＲＯ　ＯＮ”　は代わりに
選択された材質等級を表示する。零調整は次に裸の基板
材質上にプローブを置くことにより進められる。基板材
質が金属であると検出される場合、零の読み取りがなさ
れ、”０．０”　が表示される。他の場合”ＺＥＲＯ　
ＯＮ”　は第２の材質等級と交互に表示される。計器の
厚さが通常動作モードでない場合で動作の許容モードに
代わる場合“−”ボタン１３を押すことにより順次の測
定が比較される基準測定を表示させる。

【００８３】“＋”と“−”ボタン１７，　１３を同時
に押すことにより、計器が現在通常モードで測定がされ
る場合、許容モードに入るように、又は計器が現在許容
モードの場合、許容モードから出るように作動する。プ
ローブが押されず、製造するものにより決定されないあ
る時間何の動作も検知されない場合、装置はひとりでに
閉まり、選択された材質等級、最後の零校正値及び動作
モードは出力下げルーチン中、不揮発メモリに保持され
る。

【００８４】図１４に示されるように、本発明の他の実
施例によるコーティング厚さ測定計器は、上記実施例と
数点において同様である。この異なる実施例によるコー
ティング厚さ測定装置は、表示器１１０　と相関するマ
イクロプロセッサユニット１０８　により制御される。 計器の部品を囲む計器ハウジングは、図１及び図２に示
される計器ハウジングと同様である。

【００８５】同様に、計器はプローブハウジングに置か
れるプローブ組を保護するための図１及び図２に示され
ると同様な保護カバーを含むことができる。

【００８６】図１４に示す実施例によるコーティング厚
さ測定計器のプローブ組は、ＬＣ又はＲＣ発振器１０４
　のコンデンサ部である。ＲＣ又はＬＣ発振器にコンデ
ンサを一体化することにより、コンデンサ容量は発振器
の発振周波数を測定することにより、容易に決定できる
。コンデンサ容量が基板へのコンデンサの接近により変
化するので、コンデンサの厚さは（即ちコンデンサと基
板間の距離は）、プローブがコーティングに対して置か
れ、その周波数と、プローブが裸基板に対して置かれる
時の発振器の周波数を代表する基準周波数とを比較する
時、発振器の周波数を決定することにより測定できる。 発振器１０４　の周波数は、マイクロプロセッサユニッ
ト１０８　の部分であるカウンタ１０６　により決定で
きる。

【００８７】例として、マイクロプロセッサ１０８　が
タイミングループの始めにカウンタ６をリセットし、オ
ーバーフロー信号により示されるように予め決められた
パルス数が発生するまで経過する時間を測定するように
、タイミングループがマイクロプロセッサユニット１０
８　にプログラムされる。パルスは予め測ることができ
るか又は合理的な容量のカウンタが使用できるように分
けられる。しかしながら、測定される発振数は、所望の
精度を達成できるに十分大きくあるべきである。

【００８８】図１５に戻ると、プローブハウジング（図
示せず）内に置かれるプローブ組が示されていることが
判る。１つの配置において、プローブ組１２６　は実質
的に円筒外被１２４　内に２つのコンデンサ板１２８，
　１３０を含む。２つのコンデンサ板１２８，　１３０
は半円形状で、予め決められた距離で互いに空間的に離
れている。

【００８９】プローブ組の他の配置を図１６に示す。こ
の他の配置において、プローブ組２２６　は、外殻リン
グ形状コンデンサ板２２８　と内殻リング形状コンデン
サ板２３０　とを含む。この２つのコンデンサ板２２８
，　２３０は、予め決められた距離により互いに空間的
に離れ、実質的に円筒体２２４　内に位置する。

【００９０】図１７はプローブ組１２６　がプローブハ
ウジング１１２　内に取り付けられる様子を示す。簡素
化のため図１５に示されるプローブ組１２６　を以下に
参照して説明するが、図１６に示される他のプローブ組
も同様に図１７に示されるように取り付けることもでき
る。

【００９１】プローブハウジング１１２　内のプローブ
組１２６　を組み込む構造は、吊りレバー１６０　を含
む。吊りレバー１６０　は好ましくは取り付け板１６２
　と一体となって完全に形成される１対の腕１６１，　
１６３を含む。取り付け板１６２　は、如何なる適切な
方法でもプローブ組１１２　の壁部の内側表面に強固に
固定できる。各腕１６１，　１６３の端部は軸栓１８１
　と結合し、好ましくは一体となって完全に形成される
。図１７は腕１６３　と一体となる軸栓１８１　を示す
が、他の腕１６１　も結合し、完全に形成される同様な
軸栓を有する。２つの盲穴又は軸受１７８　は、図１７
には１つのみ示されるが、プローブ組１２６　に形成さ
れる。２つの盲穴又は軸受１７８　は、実質的に正反対
の位置に置かれる。軸栓１８１　は、プローブ組１２６
　が反対位置の軸栓１８１　の中心を通過する軸の廻り
に回転できるように軸受１７８　に緩く適合される。

【００９２】単に一対の腕１６１，　１６３上にプロー
ブ組１２６　を取り付けることに関連する利点の１つは
、計器が平らな表面上のコーティングの厚さを測定する
のに用いられる時、プローブ組は軸栓１８１　の廻りに
旋回又は回転でき、それによりコンデンサ板の平な表面
が実質的に平なコーティング表面に平行のままとなるこ
とを確認することを助けることである。

【００９３】図示されないが、プローブ組１１２　は、
上記と同様な方法で又は図１２又は図１３に示すように
構成することができる。又、吊りレバー１６０　は上向
きの力がプローブ組１２６　に印加されない時、各腕１
６１，　１６３の縦軸は、死点（即ち計器の縦平面に垂
直な水平平面）で約４度の角度を形成するように傾斜し
て、プローブハウジング１１２　内に好ましくは取り付
けられる。このような配置に関する利点は、図５，７及
び８に示される実施例の点と同様である。

【００９４】上記スイッチ機構及び図５及び図７で示さ
れたスイッチ機構と類似のスイッチ機構が、図１７で示
す実施例と結合して使用できる。ある場合、接触及び基
板とコーティングを横断する移動による破損から、コン
デンサ板を保護するためコンデンサ板の上に薄いコーテ
ィングを供給することが望ましい。しかしながら、望む
ならば保護フィルムは省略できる。

【００９５】使用中、計器はその厚さが測られるコーテ
ィングに対して置かれる。コンデンサとその上にコーテ
ィングが置かれる基板間の全距離は、コーティング厚さ
に等しい。もちろん薄い保護フィルムがコンデンサの上
に置かれる時、フィルムの厚さは、コーティングの厚さ
が決定される時考慮されねばならない。コンデンサ１２
８，　１３０間又はコンデンサ２２８，　２３０間に印
加される電圧は、コーティング材料の誘電定数同様、基
板にコンデンサが接近することにより変化する。コンデ
ンサがＬＣ発振器の部品を形成しているので、コンデン
サの容量変化は、発振器の発振周波数における変化を引
き起こす。従って発振器の周波数における変化とコーテ
ィングの厚さの関係が存在する。この関係は、前記同様
な多項式により近似され、即ち Ｙ＝Ａ０　＋Ａ１　Ｆ＋Ａ２　Ｆ２　＋Ａ３　Ｆ３　＋
Ａ４　Ｆ４　　　ここでＡ０−４　はコーティング材質
の誘電定数により決定され、項Ｆは周波数における変化
を表す。

【００９６】係数Ａ０−４　は、各コーティング材質に
対して、又は特別なコーティング材質又は既知の厚さを
有するコーティング材質のグループの周波数変化を測定
することによる類似な誘電定数を所有するコーティング
材質のグループに対して経験的に決定される。各コーテ
ィング材質又はコーティング材質のグループに対する係
数Ａ０−４　の完全な組は次に厚さ計器の製造中、マイ
クロプロセッサユニット１０８（図１４参照）　のＲＯ
Ｍ部に記憶できる。コーティング材質の１つ又はメモリ
に記憶されるコーティング材質のグループを選択して、
選択されたコーティング材質の又はコーティング材質の
グループに関連する係数Ａ０−４　は、ＲＯＭより呼び
出され、コーティング厚さを決定するため、前記方程式
における測定された周波数変化と共に使用される。

【００９７】厚さ計算の基本となる発振周波数変化は、
計算自身がデジタル領域にて実行される一方、アナログ
領域で発生する。アナログからデジタルへの変換は誘導
コイル実施例に関して前記した同一方法で、カウンタ１
０６　を使用して実行される。基板上に置かれたコーテ
ィングが非導電体材質である時、コーティング厚さ測定
前に、計器の零調のため、コーティングが置かれる基板
の裸の部分に対してプローブ組が置かれ、それにより基
準周波数が決定されることは必要である。他方、基板と
同様の材質の裸表面に対してプローブ組を置くことによ
り、計器は零調できる。

【００９８】他方、基板上のコーティングが導電体材質
である時、導電基板を構成する材質の特別な形式に関係
なく、導電材質が導電板を横断して電場を短絡する傾向
があるので、基準周波数を得るため計器を零調すること
は必要でない。換言すれば、最も導電性のある材質の基
準周波数は実質的に同じである。

【００９９】定数Ａ０−４　の前記経験的決定の代わり
として、２点校正手段は、コーティング厚さ測定計器の
他の形式に関して指摘した２点校正手段に類似して使用
できる。コーティング厚さを測定するためコンデンサを
使用する図１４−１７に示される計器の動作と、それと
関連する動作モードは、コーティング厚さを測定するた
め誘導コイルを利用した実施例に関して前記した計器の
動作及びそれと関連する動作モードと類似する。動作方
法と動作モードは変えられることは、有用である。

【０１００】本技術分野における通常技術を有する者に
よって、本発明による同一考え方及び本質的特性により
、他の特別な形式も実施可能である。ここで開示した実
施例は、それ故、全ての点が例証され限定的でないと見
なされる。本発明の要旨は、前記詳細説明よりむしろ添
付される請求項により示され、請求項の均等物の意味と
範囲から生じる全ての変更は請求項に含まれるものとす
る。

【０１０１】

【発明の効果】本発明のコーティング厚さ測定計器は、
このように簡単かつ小形構成であると見なされるばかり
でなく、使用するのに極めて簡単である。計器の動作の
全てを制御する３つのスイッチに関して、オペレータは
２つのスイッチだけ気に取めていれば良く、第３番目の
スイッチはプローブ組自身と一体となっている。２つの
スイッチのうち、１つの操作を通して、オペレータは交
互に選択的にＬＣＤ上に種々基板材質を表示できる。そ
の上に置かれるか又は置かれるであろうコーティング厚
さが測られる基板に対応する基板材質に到達して、プロ
ーブは押され、材料の選択が示される。選択スイッチの
動作上、前記係数Ａ０−４　又はＢ０−４　も又、選択
された基板材質に関連し、適切な方程式にて使用される
ＲＯＭより検索される。

【０１０２】プローブをＬＣ発振器４の部分として持つ
ことにより、多くの追加利点が得られる。プローブのイ
ンピーダンスは発振器の周波数を検出することにより簡
単に数値を求めることができ、その精度はプローブイン
ピーダンスに関する他のパラメータを測定することによ
り得られる精度より良い。周波数がデジタルで計数でき
るので、プローブ出力をデジタル化する必要はない。結
果として発振器４をマイクロプロセッサ８と結合し、デ
ジタル表示器１０に厚さ測定値を表示することは簡単で
ある。マイクロプロセッサ８は強磁性及び非強磁性基板
の如何なるコーティング厚さをも計算するようプログラ
ムできるので、同一プローブが両方に使用できる。加え
て、本発明のプローブ設計は、電線破損及び表面摩耗に
対する耐久の問題を避け、電池の電力は、オペレータが
手動で計器のスイッチを切ることに頼らずに保存できる
。

【０１０３】更にプローブハウジングの設計は、凸表面
と同様凹表面上のコーティング厚さの正確な測定を促進
する。プローブの吊り部配置は、簡単かつ正確で、各測
定毎に正確な再生可能な位置決めを可能とする。更に計
器の能力は１点校正手段により校正でき、構成と計器の
動作を簡素化し、計器製造コストも減少する。

【０１０４】渦電流方法で動作するコーティング厚さ測
定計器の使用が、特別なコーティングの厚さ測定に最適
でない時、ある状況が時々発生する。例えば電磁波を吸
収できるコーティングは、渦電流法で動作する計器を使
用することにより得られる正確な測定に不利な影響を及
ぼす。その理由は、コーティングの電磁波吸収能力は、
ＡＣ励起誘導コイルにより作られる磁場に影響を及ぼす
からである。前記電磁波吸収能力を所有するコーティン
グの例は、磁気粒子を含むコーティングである。本発明
のコーティング厚さ測定計器の他の実施例は、電磁波を
吸収するコーティングの厚さを正確に測定できることで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により構成される手持形コーティング厚
さ測定計器の斜視図である。

【図２】図１の手持形コーティング厚さ計器の正面図で
ある。

【図３】本発明の一実施例によるコーティング厚さ測定
計器のブロック図である。

【図４】図３の回路構成要素がプローブ組に対応してハ
ウジング内に配置される様子を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施例によるプローブハウジングに
取り付けられるプローブ組の部分断面図である。

【図６】プローブ組の部分拡大図である。

【図７】本発明の他の実施例によるプローブハウジング
に取り付けられるプローブ組の断面図である。

【図８】プローブハウジングに取り付けられる図７のプ
ローブ組の上方から見た斜視図である。

【図９】図７に示されるプローブ組の特徴を示す分解図
である。

【図１０】特別なプローブの磁性又は非磁性基板の周波
数変化と厚さとの関係を示すグラフである。

【図１１】図３及び図４で示されるカウンタのブロック
図である。

【図１２】プローブハウジングの底面図である。

【図１３】プローブハウジングの左側面図である。

【図１４】本発明の他の実施例によるコーティング厚さ
測定計器のブロック図である。

【図１５】図１４のブロック図に示される実施例のプロ
ーブ組の一配置例の底面斜視図である。

【図１６】図１４のブロック図に示される実施例のプロ
ーブ組の他の配置例の底面斜視図である。

【図１７】プローブハウジングに取り付けられた図１５
及び図１６のプローブ組の上方斜視図である。

【符号の説明】

３…カバー ５…保護カバー １２…ハウジング １３，　１７…選択ボタン １４…プローブハウジング １５…表示窓

Claims (44)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上のコーティングに接触するプロ
   ーブ組と、該コーティングの厚さに対応する有用な出力
   を供給するために該プローブ組と結合する変換手段と、
   該プローブ組を囲み底面と周囲外面とを有するプローブ
   ハウジングであって、該底面と該周囲外面は該プローブ
   ハウジングが凹表面に面する該プローブハウジングの該
   底面で該凹平面に接触する時に、該プローブハウジング
   が２点以上で該凹平面と接触することを可能とする手段
   を含み、その手段により該プローブ組と該プローブハウ
   ジングの位置が安定となるプローブハウジングとを具備
   する基板上のコーティング厚さ測定計器。
2. 【請求項２】　　該２点以上が少なくとも１つの線を含
   む請求項１に記載の計器。
3. 【請求項３】　　該プローブハウジングを少なくとも１
   つの線に沿った凹表面に接触可能とさせる該手段は、２
   つの空間的に離れた直角エッジを規定するために、該プ
   ローブハウジングの底表面と交差し、かつ該直角エッジ
   は該プローブハウジングが２つの空間的に離れた線に沿
   って凹表面に接触可能とさせるようになっている該プロ
   ーブハウジングの該外周囲表面を含む請求項２に記載の
   計器。
4. 【請求項４】　　該プローブハウジングを少なくとも１
   つの線に沿った凹表面に接触可能とさせる該手段は、弓
   形表面により互いに空間的に離れる２つの対向する平な
   表面により規定される該プローブハウジングの外周囲表
   面を含む請求項２に記載の計器。
5. 【請求項５】　　該プローブハウジングが、該プローブ
   ハウジングの底面に開いて形成される２つの対向するＶ
   形溝を有する請求項１に記載の計器。
6. 【請求項６】　　計器ハウジングと、プローブ組と、基
   板上のコーティングの厚さに対応する有用な出力を供給
   する該プローブ組と結合する変換手段と、該計器ハウジ
   ングにおける該プローブ組を取り付け、該プローブ組が
   該基板に接触し上向に力を加えられる時、該プローブ組
   を実質的に垂直面の動きにおいて動かすことを可能とす
   る取り付け手段とを備える該基板上コーティングの厚さ
   を測定する計器。
7. 【請求項７】　　該取り付け手段が、該計器ハウジング
   の内壁に強固に取り付けられ、該計器ハウジングの縦方
   向平面に垂直な水平面に対して予め決められた角度で、
   該計器ハウジングの底に下方に向って傾斜する２つの吊
   りレバーを含む請求項６に記載の計器。
8. 【請求項８】　　該プローブ組に対して各々の該吊りレ
   バーに蝶番として結合するヒンジ手段を含む請求項７に
   記載の計器。
9. 【請求項９】　　該予め決めれた角度が約４度である請
   求項７に記載の計器。
10. 【請求項１０】　　該プローブ組が、該計器ハウジング
    の縦軸に実質的に平行である縦軸を有し、該プローブ組
    の該縦軸が各吊りレバーの縦軸と９０度より大きい角度
    を形成する請求項７に記載の計器。
11. 【請求項１１】　　該吊りレバーの各々が、２つの空間
    的に離れた平行な腕を含み、各々の腕が第１の端部で該
    計器ハウジングの内壁部に強固に固定され、反対端部に
    固定される軸栓を有し、各軸栓は該プローブ組において
    形成される軸受に位置し、それぞれの軸受内で自在に動
    かすことが可能である請求項７に記載の計器。
12. 【請求項１２】　　該プローブ組の該軸受は、２つ正反
    対位置に対を成して配置され、該軸受の対は該プローブ
    組の縦方向において互いに空間的に離れて配置される請
    求項１１に記載の計器。
13. 【請求項１３】　　該変換手段が該プローブ組の下端部
    の回りに巻かれる電線を含み、該電線の延長線が該吊り
    レバーの１つに固定される請求項７に記載の計器。
14. 【請求項１４】　　発振器の−部分を形成する誘導回路
    を含むプローブであって該発振器は出力周波数端子にて
    測定中に出力周波数信号を作り、該プローブは該コーテ
    ィングから予め決められた距離だけ離れて、誘導回路を
    配置するプローブと、測定中該出力周波数信号の周波数
    を決定し、厚さ測定に到達する該コーティングの厚さを
    計算するために該プローブと結合するデジタル計算手段
    とを備える導電体基板上の非導電体コーティングの厚さ
    を測定する計器。
15. 【請求項１５】　　該デジタル計算手段が同一プローブ
    を使用して強磁性及び非強磁性基板上のコーティングを
    該計器が測定することを可能とする選択手段を更に備え
    る請求項１４に記載の計器。
16. 【請求項１６】　　該誘導回路が空気コイル誘導回路で
    ある請求項１４に記載の計器。
17. 【請求項１７】　　該発振器がＬＣ発振器である請求項
    １４に記載の計器。
18. 【請求項１８】　　該デジタル計算手段が、方程式を用
    いて演算ロジックユニットにて該コーティング厚さを演
    算する請求項１４に記載の計器。
19. 【請求項１９】　　該厚さ測定を表示するための該デジ
    タル計算手段に結合する表示手段を更に備える請求項１
    ４に記載の計器。
20. 【請求項２０】　　該デジタル計算手段が、該周波数を
    決定するため該出力周波数端子に結合する周波数計数手
    段と、該厚さを計算するため該周波数計数手段と結合す
    る処理ユニット手段とを含む請求項１４に記載の計器。
21. 【請求項２１】　　該デジタル計算手段が、該基板の裸
    部分に対して又は該基板と実質的に同様である材質の裸
    部分に対して位置する該プローブを得る該出力周波数信
    号の基準周波数を用いて、該コーティングの厚さを計算
    する請求項１４に記載の厚さを測定する計器。
22. 【請求項２２】　　デジタル計算の実行のため、誘導コ
    イルを有するＬＣ発振器とデジタル計算手段とを使用し
    て、（１）該コーティングの予め決められた距離内に該
    発振器の誘導コイルを置く段階と、 （２）該デジタル計算手段を使用して、該発振器の発振
    周波数を決定する段階 と、 （３）該デジタル計算手段を使用して、発振器の該周波
    数に基づいて該コーティングの厚さを計算する段階とを
    備える導電体基板上の非導電体コーティングの厚さを測
    定する方法。
23. 【請求項２３】　　動作モードを選択する第１段階を更
    に備え、それにより該厚さ測定計器が同一プローブを使
    用して強磁性及び非強磁性の両方の基板上のコーティン
    グを測定できる請求項２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】　　該コーティング厚さを計算する該段
    階がルックアップテーブルの助けを借りないで、分析的
    に実行される請求項２２に記載の方法。
25. 【請求項２５】　　該発振器の発振周波数を決定する該
    段階が、予め決められた発振数が発生するまでの経過時
    間を測定することにより実行される請求項２２に記載の
    方法。
26. 【請求項２６】　　該予め決められる発振数が、該発振
    周波数における無作為な変化が、該厚さ決定に重大な影
    響を及ぼさないように十分大きい請求項２５に記載の方
    法。
27. 【請求項２７】　　該誘導コイルを置く該段階を含み、
    該誘導コイルが該基板の裸部分又は基準周波数を得るた
    め該基板と同様である材質の裸の部分の予め決められた
    距離内に在る時、発振器の発振周波数を決定し、ステッ
    プ（２）において決定された周波数と該レファレンス周
    波数間の周波数の差を決定し、周波数における該差を使
    用して、該コーティングの厚さを計算することを特徴と
    する請求項２２に記載の方法。
28. 【請求項２８】　　計算段階の結果をデジタル表示する
    段階を含む請求項２２に記載の方法。
29. 【請求項２９】　　該前記段階を繰り返す段階を含み、
    複数のＮ回だけ段階（１）−（３）を決定し計算し毎回
    計算された厚さを記憶する請求項２２の方法。
30. 【請求項３０】　　Ｎが少なくとも１０であり、該格納
    され、計算された厚さの統計分析を実行する段階を含む
    請求項２９に記載の方法。
31. 【請求項３１】　　該記憶され、計算された厚さをプリ
    ンタに出力する段階を含む請求項２９に記載の方法。
32. 【請求項３２】　　該記憶され計算された厚さをコンピ
    ュータに出力する段階を含む請求項２９に記載の方法。
33. 【請求項３３】　　基準値として該計算された厚さを記
    憶する該段階を含み、該前記段階を繰り返し、段階（１
    ）−（３）を決定しかつ計算し、得られる計算された厚
    さが該基準値のプリセット許容範囲内か、それを越える
    か、又はそれ未満かを表示する請求項２２に記載の方法
    。
34. 【請求項３４】　　磁性又は非磁性基板材質、又は磁性
    又は非磁性基板材質のグループを表わす表示を記憶する
    第１記憶手段と、該表示を含む情報を表示する表示手段
    と、該表示の各々に対応するデータであって、該それぞ
    れの表示により表わされる磁性又は非磁性基板上のコー
    ティングの厚さを決定するために使用するデータを記憶
    するための第２記憶手段と、該表示手段上に表示される
    表示を選択的に変更する第１スイッチ手段と、該表示の
    １つと該選択された表示に関連するデータとを選択する
    第２スイッチ手段と、該選択された表示により表わされ
    る該基板と同様であり、該選択された表示により表わさ
    れる基板材質のグループの仲間である基板上に置かれる
    コーティングの厚さを決定する決定手段とを具備する磁
    性又は非磁性基板材質上のコーティングの厚さを測定す
    るコーティング厚さ測定計器。
35. 【請求項３５】　　該決定は、プローブを含み、該プロ
    ーブは発振器の部分を形成する誘導回路を含み、該発振
    器は出力周波数ターミナルで測定中、出力周波数信号を
    作り、該プローブは該コーティングから予め決められた
    距離だけ離れて該誘導回路を位置づけて配置される請求
    項３４に記載の該コーティング厚さ測定計器。
36. 【請求項３６】　　該決定手段が、測定中該出力周波数
    信号の周波数を決定するためと、該周波数と該選択され
    た表示により表わされる該基板材質と対応する該第２記
    憶手段において記憶される該データとに基づいて該コー
    ティングの厚さを計算するために、該プローブと結合す
    るデジタル計算手段も又含む請求項３５に記載の該コー
    ティング厚さ測定計器。
37. 【請求項３７】　　出力周波数端子で測定中に出力周波
    数信号を作る発振器の部分を形成するコンデンサを含む
    プローブと、測定中該出力周波数信号の該周波数を決定
    するため、及び厚さ測定を作る該コーティングの厚さを
    計算するために、該プローブと結合するデジタル計算手
    段とを備える基板上のコーティング厚さを測定する計器
    。
38. 【請求項３８】　　該発振器がＬＣ発振器又はＲＣ発振
    器である請求項３７に記載の計器。
39. 【請求項３９】　　該コンデンサが２つに空間的に離れ
    た実質的半円形状コンデンサを含む請求項３７に記載の
    計器。
40. 【請求項４０】　　該コンデンサが２つに空間的に離れ
    た実質的にリング形状のコンデンサを含む請求項３７に
    記載の計器。
41. 【請求項４１】　　デジタル表示手段が該厚さ測定を表
    示するために、該デジタル計算手段に結合する請求項３
    ７に記載の計器。
42. 【請求項４２】　　該デジタル計算手段が、該周波数決
    定のために該出力周波数端子に結合する周波数計数手段
    と、該厚さを計算するために該周波数計数手段に結合す
    る処理ユニット手段とを含む請求項３７に記載の計器。
43. 【請求項４３】　　動作の完了を示すための発信音を含
    む請求項１４に記載の計器。
44. 【請求項４４】　　該発信音の音量を調整するための手
    段を含む請求項４３に記載の計器。