KR102646550B1 - 유도성 및 광학 변위 센서들을 이용한 두께 측정 - Google Patents

유도성 및 광학 변위 센서들을 이용한 두께 측정 Download PDF

Info

Publication number
KR102646550B1
KR102646550B1 KR1020217011464A KR20217011464A KR102646550B1 KR 102646550 B1 KR102646550 B1 KR 102646550B1 KR 1020217011464 A KR1020217011464 A KR 1020217011464A KR 20217011464 A KR20217011464 A KR 20217011464A KR 102646550 B1 KR102646550 B1 KR 102646550B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
coil
optical displacement
eddy current
thickness
Prior art date
Application number
KR1020217011464A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210057809A (ko
Inventor
마이클 콘 유 휴스
세바스티앙 틱시어
토비아스 네벨
Original Assignee
허니웰 인터내셔날 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드 filed Critical 허니웰 인터내셔날 인코포레이티드
Publication of KR20210057809A publication Critical patent/KR20210057809A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102646550B1 publication Critical patent/KR102646550B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/08—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness for measuring thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608—Height gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G01B7/10—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance
    • G01B7/105—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance for measuring thickness of coating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/40—Caliper-like sensors
    • G01B2210/44—Caliper-like sensors with detectors on both sides of the object to be measured
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

센서 시스템(100)은 적어도 하나의 코일(120a)을 포함하는 와전류 센서(120)를 포함하며, 코일 양단에 여기 전자기기(121)가 결합된다. 광학 변위 센서(140)는 센서들 사이의 수직 거리가 고정되도록 와전류 센서에 고정된다. 광학 변위 센서는 광학 변위 센서의 측정 축이 코일의 대칭축과 동일 선상에 있도록 코일의 상부에 그리고 그와 동심으로 위치된다. 프로세서(151) 및 메모리(152)를 포함하는 컴퓨팅 디바이스(150)는 와전류 센서 및 광학 변위 센서로부터 센서 데이터를 수신하도록 결합되고, 금속 기판(185)의 적어도 하나의 면 상에 코팅 층(187)을 포함하는 코팅된 기판(180)의 측정으로부터 획득된 센서 데이터를 분석하여 적어도 코팅 층의 두께를 결정하도록 적응된다.

Description

유도성 및 광학 변위 센서들을 이용한 두께 측정
개시된 실시예들은 금속 포일 상의 코팅의 두께를 측정하는 것에 관한 것이다.
푸코 전류(Foucault current)로도 불리는 와전류는 시변 자기장에 의해 전기 도체 내에 유도되는 전류의 루프이다. 도체에 흐르는, 예컨대 코일의 와이어에 흐르는 전류는 자기장을 생성하는 반면, 시변 전류는 전기 전도성 시트(도체) 내에 흐르는 와전류를 유도하는 시변 자기장(와전류 감지를 위한 발생 자기장으로 지칭됨)을 생성하며, 여기서 도체에서의 결과적인 와전류는 발생 자기장의 와전류와는 반대이다. 펄스형 와전류는 전기 전도성 층의 두께뿐만 아니라, 전기 전도성 기판 상에 전기 전도성 코팅 층을 포함하는 코팅된 기판의 두께를 측정하는 데 사용된다.
리튬-이온 배터리들은 애노드 및 캐소드 전극들을 위해 코팅된 기판들을 이용한다. 리튬-이온 배터리들을 제조하는 프로세스는 일반적으로 애노드를 위한 흑연 화합물, 및 배터리 셀 내에서의 이온 흐름 동안 전자 콜렉터로서의 역할을 하는 캐소드를 위한 리튬-금속-산화물 화합물을 포함하는 전기화학적 슬러리를 혼합함으로써 시작된다. 이어서 이러한 슬러리는, 통상 슬롯 다이 코팅(slot die coating)으로 일반적으로 불리는 프로세스를 통해, 전극들을 형성하기 위해 금속 포일들 상에 균일하게 펴발라진다. 리튬-이온 배터리들에서의 전극들을 위한 기판은 일반적으로 (애노드를 위한) 구리 포일 및 (캐소드를 위한) 알루미늄 포일을 포함한다. 금속 기판이 슬러리로 균일하게 코팅된 후에, 코팅된 기판은 슬러리를 건조시키기 위해 오븐에 넣어진다. 일단 애노드 및 캐소드가 건조되어 전극들을 형성하면, 각각의 전극은 캘린더 롤들 사이에서 원하는 두께로 압축된다. 배터리를 형성하기 위해, 분리막(separator)이 금속 용기 내부에 애노드와 캐소드 사이에 배치되고, 전해질이 첨가되고, 전극들이 리드(lead)들에 전기적으로 접속된다.
이러한 '발명의 내용'은 제공되는 도면들을 포함하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'에서 추가로 후술되는 개시된 개념들의 짤막한 모음을 순화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이러한 '발명의 내용'은 청구된 주제의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
개시된 실시예들은 전기 전도성 기판 상에 전기 전도성 코팅 층(예를 들어, 리튬 이온 배터리 응용들을 위한 전극들을 위한 금속 포일의 적어도 하나의 면 상에 전극 코팅)을 포함하는 코팅된 기판의 두께를 측정하기 위한 공지된 펄스형 와전류 방법들이 복잡한 교정, 요구되는 정확도의 결여, 및 수반되는 복잡한 계산으로 인한 느린 측정을 포함한 문제들을 갖고 있음을 인식한다. 또한, 공지된 펄스형 와전류 방법들은 일반적으로 전극이 코일과 물리적으로 접촉할 것을 요구한다. 코팅 두께를 측정하기 위해, 코팅 면은 일반적으로 코일에 맞대어 위쪽에 위치되고, 이에 따라 측정 코일과 물리적으로 접촉하여 유지되거나, 대안적으로 물리적으로 접촉되기 위해 알려진 곳에 있으며, 전극은 코일로부터 고정된 거리에 있을 수 있다.
하나의 개시된 실시예는 적어도 하나의 코일을 포함하는 와전류 센서(당업계에서 유도성 Z-센서로도 알려짐)를 포함하는 센서 시스템을 포함하며, 코일 양단에 여기 전자기기(excitation electronics)가 결합된다. 광학 변위 센서는 와전류 센서와 광학 변위 센서 사이의 수직 거리가 고정된 거리이도록 와전류 센서의 상부에(위에) 있고 와전류 센서와 동심이다. 센서들 사이의 수직 거리는 알려져 있을 수 있거나, 센서 시스템 교정 동안 결정될 수 있다. 관련 메모리를 갖는 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 디바이스는 와전류 센서로부터 그리고 광학 변위 센서로부터 센서 데이터를 수신하도록 결합된다. 컴퓨팅 디바이스는 금속 기판의 적어도 하나의 면 상에 코팅 층을 포함하는 코팅된 기판을 측정하기 위한 것이며, 이는 센서 데이터를 분석하여 적어도 코팅 층의 두께를 결정하는 것에 의한다.
도 1은 전기 전도성 기판(예를 들어, 금속 포일) 상에 전기 전도성 코팅 층(예를 들어, 전극 코팅)을 포함하는 코팅된 기판의 두께를 측정하기 위한 개시된 센서 시스템의 향상된 상면 사시도를 도시하며, 여기서 센서 시스템은 광학 변위 센서 및 와전류 센서를 포함한다.
도 2a는 병진 메커니즘을 포함하는 C-프레임으로서 도시된 스캐너를 추가로 포함하는, 코팅된 기판의 두께를 측정하기 위한 예시적인 센서 시스템의 상면 사시도를 도시하며, 여기서 와전류 센서 및 광학 변위 센서는 스캐너 내에 포함된다.
도 2b는 상부 헤드 및 하부 헤드와, C-프레임을 스캐닝하도록 구성된 병진 스테이지로서 도시된 병진 메커니즘을 도시하는 스캐너의 더 상세한 도면을 도시한다. 이러한 배열에서, 상부 헤드 및 하부 헤드 둘 모두가 광학 변위 센서 및 와전류 센서를 포함한다.
도 3은 금속 포일의 양쪽 면 상에 코팅들을 갖는 코팅된 기판을 도시하고 있으며, 코팅된 기판의 위 및 아래의 센서들까지의 거리들이 도시되어 있다.
도 4a는 상이한 코팅 두께들에 대한 임피던스 대 z-레인지(range)의 플롯을 도시한다.
도 4b는 Pa 대 코팅 두께의 플롯을 도시하며, 여기서 Pa는 다항식의 제1 항을 나타내는 수이다.
도 5는 도 1에 도시된 센서 시스템을 사용한, 100 ㎑에서의 임피던스의 상대 위상각(도 단위) 대 금속 포일 기판 상에 있는 전극 코팅까지의 레인지(거리)(mm 단위)를 도시한다.
도 6은 도 1에 도시된 측정 시스템에 대한 전극 코팅의 상면(top)으로부터의 레인지(거리)의 함수로서의 100 ㎑에서의 임피던스(옴 단위)의 크기를 도시한다.
도 7은 도 1에 도시된 측정 시스템을 사용한, 상이한 양의 캐소드 코팅 재료를 갖는 단일 포일에 대한 100 ㎑에서의 임피던스를 도시한다.
도 8은 임피던스 대 전극까지의 레인지(mm 단위)를 플로팅하는 애노드 코팅 재료에 대한 교정의 예를 도시한다.
개시된 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 설명되며, 첨부 도면들에서 비슷한 도면 부호들이 도면들 전체에 걸쳐 유사하거나 동등한 요소들을 지시하는 데 사용된다. 도면들은 일정한 축척으로 작성되어 있지 않으며 그들은 단지 소정의 개시된 태양들을 예시하기 위해 제공된다. 몇몇 개시된 태양들이 예시를 위해 예시적인 응용들과 관련하여 아래에 설명된다. 다수의 특정 상세 사항, 관계 및 방법이 개시된 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은 전기 전도성 기판 상의 전기 전도성 코팅 층(예를 들어, 전극 코팅)의 두께를 측정하기 위한 개시된 센서 시스템(100)의 향상된 상면 사시도를 도시하며, 여기서 센서 시스템(100)은 적어도 하나의 광학 변위 센서(140), 및 적어도 하나의 코일(120a)을 포함하는 적어도 하나의 와전류 센서(120)를 포함한다. 광학 변위 센서(140)는 광학 변위 센서(140)의 측정 축이 코일(120a)의 대칭축과 동일 선상에 있도록 코일(120a)의 상부에 그리고 그와 동심으로 위치된다. 상부 코팅(187) 및 배면 코팅(186)으로서 도시된, 적어도 하나의 면 상에서 그 위에 코팅을 갖는 금속 포일(185)을 일반적으로 포함하는 금속 기판을 포함하는 코팅된 기판(180)이 도시되어 있다.
광학 변위 센서(140)는 코일(120a)의 상부에 있고 그와 동심이다. 동심이라는 것은 광학 변위 센서(140)의 측정 축이 코일(120a)의 대칭축과 동일 선상에 있음을 의미한다. 몇몇 경우들에서, 코일은 도 1에 도시된 바와 같이 원형 형상이 아닐 수 있는데, 예컨대 타원형 형상 또는 어떤 다른 형상일 수 있다. 코일(120a)이 타원형 형상인 경우, 와전류 측정은 더 짧은 축 차원에서 더 양호한 공간 분해능을 가질 것이다.) 와전류 센서(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 단일 코일(120a)로 구성될 수 있거나, 와전류 센서는 여기 신호를 수신하는 별개의 여기 코일 및 코팅된 기판(180)에서 흐르도록 유도된 와전류에 의해 생성된 자기장을 수신하는 소위 픽업 코일을 포함하는 2개의 코일로 실현될 수 있다.
광학 변위 센서(140)의 기준 평면과 와전류 센서(120)의 코일(120a)의 기준 평면 사이의 수직(z-축) 거리를 고정(일정하게 유지)하기 위한 부착 구조체(161)가 존재한다. 코일(120a)은 부착 구조체에 물리적으로 부착되는데, 전형적으로 당업계에 공지된 바와 같이 코일(120a) 기계적 안정성을 제공하는 코일 폼(coil form) 둘레에 감긴다. 코일 폼은 일반적으로 중공 중심을 갖도록 유전체 재료(전형적으로 세라믹) 폼을 포함한다. 실제로, 코일 폼은 (코일(120a) 위를 포함하여) 코일을 넘어 수직으로 연장되며 나사산 형성된 나사 구멍들을 가질 수 있으며, 따라서 광학 변위 센서(140)는 코일 폼 내로 나사결합되어 코일(120a)의 상부 위로 고정된 거리에 위치될 수 있다. 코일 폼들은 일반적으로 지정된 직경 포머(former) 상에 코일의 지정된 수의 턴(turn)들을 유지하기 위해 사용된다. 코일 폼은 코일 폼 "튜닝 슬러그(tuning slug)"와 함께 사용될 수 있거나 사용되지 않을 수 있다. 코일 폼 내의 튜닝 슬러그는 코일(120a)의 더 적은 턴들로 더 큰 인덕턴스를 야기한다.
센서 시스템(100)은 코일(120a) 양단에 결합된 것으로 도시된 여기 전자기기(121)를 포함한다. 여기 전자기기(121)는 일반적으로 펄스형 전압 소스보다는 펄스형 전류 소스를 포함한다. 일반적으로 코일(120a)에 의해 생성되는 자기장이 동일하고, 코일(120a)을 통과하는 전류를 동일하게 유지함으로써 제어될 수 있기를 원한다. 코일(120a)에서 동일한 전류를 유지하는 데 필요한 전압은 상호 인덕턴스로 인해 코일(120a) 부근의 도체들의 배열에 따라 변할 것이다.
위에서 언급된 바와 같이, 코일(120a)은 일반적으로 유전체 재료를 일반적으로 포함하는 코일 폼 둘레에 감길 것이다. 이러한 코일 폼 피처가 도 1에 부착 구조체(161)로서 일반적으로 도시되어 있다. 코일 폼은 센서 시스템 배열에 기계적 안정성을 제공할 것이다. 코일(120a)의 치수 안정성 및 전기적 특성의 안정성을 향상시키기 위해, 코일(120a)은 열적으로 안정화될 수 있다.
양호한 전기 절연체이면서 양호한 기계적 안정성 및 양호한 열 전도도를 갖는 소결된 Al2O3과 같은 재료로부터 코일 폼을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 와전류 측정의 정확도는 코일(120a)이 전극에 더 가까워질 수 있을수록 개선된다(대략 5 mm 레인지가 일반적으로 쉽게 달성 가능하다). 또한, 공간 분해능은 코일(120a)이 더 작을 수 있을수록 개선될 것이다. 정확한 광학 변위 센서들(140)은 전형적으로 25 내지 30 mm의 레인지를 가질 것이다. 따라서, 광학 변위 센서(140)는 보통 도 1에 도시된 바와 같이 코일(120a) 위에 배치된다. 일반적으로, 이러한 측정들은 동일 선상에 있을 것인데, 왜냐하면 이러한 라인을 따라 대표적인 패치(patch)의 특성들을 측정하려고 시도하고 있기 때문이다. 코일(120a)의 측정 영역이 광학 변위 센서(140)의 측정 영역보다 크다는 것이 인식된다.
그러나, 일반적으로 평균적 및 대표적 측정들에 관심이 있다. 따라서, 전극 이동과 함께 그리고 전극 시트를 포함할 수 있는 코팅된 기판을 가로질러 광학 변위 센서(140) 및 와전류 센서(120)를 스캐닝하기 위한 후술되는 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같은 스캐너를 사용함으로써 평균화가 공간적으로 행해진다.
레이저 삼각 측량 센서, 또는 다른 타입의 변위 센서, 예컨대 크로매틱 공초점 변위 센서를 포함할 수 있는 광학 변위 센서(140). 전류 소스와 같은 여기 전자기기(121)는 그것이 복소 임피던스(임피던스의 크기 및 위상 둘 모두)를 측정하는 것을 가능하게 하도록 전류 소스 이상일 수 있다. 대안적으로, 이러한 기능들은 분리될 수 있고, 따라서 여기 전자기기(121)는 전류 소스로서 기능하는 1차 코일을 여기시킬 수 있고, 컴퓨팅 디바이스 및 2차 코일을 갖는 별개의 박스가 임피던스 및 위상 측정, 전압 또는 전류 및 위상의 측정에 등가인 측정에서 코팅된 기판(예를 들어, 전극) 전극으로부터의 응답을 측정할 수 있다.
센서 시스템(100)은 금속 기판(185)의 적어도 하나의 면 상의 전극 코팅의 두께를 정확히 측정할 수 있는데, 이는 금속 기판(전형적으로 9 내지 20 μm 두께의 포일)의 z-위치를 정확히 측정하도록 동작되는 와전류 센서(120)에 의해 가능하게 되며, 여기서 코팅된 기판은 금속 기판(185) 상에 애노드 또는 캐소드 코팅을 갖는 리튬-이온 배터리를 위한 것일 수 있다. 전극 코팅은 전형적으로 약 75 μm 두께이지만, 최대 250 μm 두께일 수 있다. 와전류 센서(120)는 선택적으로 적합한 펄스 신호를 제공하도록 구성된 여기 전자기기(121)에 의해 펄스형 센서로서 동작될 수 있다.
리튬 이온 배터리의 제조에서, 복합 전극들이 먼저 제조된다. 위의 '배경기술'에서 설명된 바와 같이, 이러한 전극들은 일반적으로 금속 포일 기판(보통 알루미늄 또는 구리)을 코팅으로 코팅함으로써 제조된다. 예를 들어, 애노드는 주로 흑연을 포함할 수 있고 캐소드는 리튬 금속 산화물(예를 들어, LiCoO2)을 포함할 수 있다. 이러한 전극 재료들 각각에 결합제들 및 전도도 증진제들이 첨가될 수 있다. 슬러리가 모든 성분들로 제조되고 이어서 포일에 포일의 하나의 면 상에 또는 양쪽 면 상에 적용된다. 이어서 코팅이 건조되고 캘린더링(calendering)될 수 있다. 배터리 전극들의 생산자들은 이러한 두께를 제어하기 위해 애노드 또는 캐소드 코팅의 두께를 아는 것에 관심이 있다. 또한, 리튬 배터리 전극들의 생산자들은 양면 코팅된 금속 기판의 전체 전극 코팅 두께뿐만 아니라, 전극 코팅의 면들 각각의 두께를 아는 것에 관심이 있을 수 있다.
금속 기판 상의 코팅의 두께를 측정하는 한 가지 방법은 적어도 하나의 코일(120a)을 포함하는 와전류 센서(120)와 함께 배치된, 도 1에 도시된 광학 변위 센서(140)를 사용하는 것이다. 그러나, 와전류 센서들은 통상적으로 1 ㎒ 이하의 주파수들에서 동작하며 여기서 측정 스킨 깊이는 50 μm 초과이지만, 위에서 언급된 바와 같이 리튬 배터리를 위한 금속 포일을 포함하는 때의 금속 기판의 두께는 일반적으로 20 μm 미만의 두께이다. 스킨 깊이가 금속 포일의 두께보다 클 때, 두께 측정들은 금속 포일 두께에 있어서의 작은 변동들에 의해 크게 영향을 받을 수 있다. 13 mm의 측정 레인지에서 40 mm 직경의 코일을 갖는 와전류 센서로 측정된 17 μm 두께의 구리 포일의 테스트 계산에서, 구리 포일 두께의 1% 변동조차도 측정 레인지에 있어서의 10 μm 초과의 변화를 초래하여 계산된 전극 코팅 두께에 있어서의 10 μm 초과의 변화를 초래하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 전극 코팅 두께 측정 에러는 아마도 배터리 전극 생산자들에게 용인될 수 없을 정도로 충분히 크다. 개시된 태양들은 코팅이 전기적으로 전도성이 아닌 것으로 가정하는 것이 아니라, 대신에 금속 기판(포일)까지의 그리고 코팅의 표면(전극 표면)까지의 거리들을 계산하면서 코팅의 전도도를 또한 고려함으로써 이러한 문제를 해결한다.
금속 기판 상의 전극 코팅에 대한 캘리퍼(caliper)(두께)의 측정 외에, 배터리 생산자들은 또한 전극 코팅의 전기 전도도와 같은 다른 제품 품질들을 결정하는 데 관심이 있을 수 있다. 센서 시스템(100)이 제공하는 통합 전기 전도도 및 두께 측정은 현재 이용 가능하지 않은 것으로 여겨진다. 가장 일반적으로 사용되는 공지된 측정 기술들은 금속 포일의 각각의 면 상의 코팅을 개별적으로 측정할 수 없다.
전술한 바와 같이, 센서 시스템(100)은 그들 사이의 z-축을 따른 거리(수직 오프셋)가 고정되도록 (전형적으로 코일 폼을 사용하여) 서로 부착된, 외측에 위치된 와전류 센서(120)의 코일(120a) 위의 광학 변위 센서(140)에 기초한다. 코팅된 기판(전극)의 상부 표면까지의 레인지는 광학 변위 센서(140)에 의해 측정될 수 있는데, 즉 광학 변위 센서(140)의 기준 평면으로부터의 레인지일 수 있다. 교정들이 이러한 배열로 행해질 것이고, 센서 디바이스들은 교정들이 계속 유효하도록 서로에 대하여 이동하지 않아야 한다. 와전류 센서는 전극 코팅(들)(187 및 186), 및 위에서 언급된 바와 같이 금속 포일일 수 있는 금속 기판(185)의 두께들, 전기 전도도들 및 그들까지의 레인지의 함수인 측정을 제공한다.
광학 변위 센서(140)는 다이오드-레이저 삼각 측량 센서를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 광학 변위 센서 타입들을 사용하는 것이 또한 가능하다. 삼각 측량 디바이스와 같은 광학 변위 센서(140)는 도 1에 상부 코팅(187)으로서 도시된 전극 코팅의 상부 표면까지의 레인지(수직 거리)를 정확히 측정할 수 있다. 이러한 레인지 측정을 1 μm 미만(전형적으로 0.5 μm 2 표준 편차(2σ))의 정확도로 만들 수 있는 상업적 광학 변위 센서 제품들이 이용 가능하다.
일 실시예에서, 종래의 와전류 센서가 사용되는데, 여기서 여기 전자기기(121)로부터의 단일 주파수가 멀티-턴 코일을 포함할 수 있는 코일(120a)을 여기시키는 데 사용되고, 코팅된 기판(180)의 응답이 여기에 사용되는 동일한 코일(120a) 상에서 또는 거의 일치하는 2차 코일 상에서 모니터링된다. 응답 위상 및 크기가 측정될 수 있다. 사용되는 여기 주파수는 일반적으로 50 ㎑ 내지 1,000 ㎑(1 ㎒)의 범위일 것이다.
다른 실시예에서, 코팅된 기판(180)의 전기 전도도와 같은, 단지 코팅 층 두께보다 더 많은 코팅된 기판(180)에 관한 정보가 요구되는 경우, 펄스형 와전류 기술이 이용될 수 있다. 구형파 펄스 전압과 같은 반복적인 펄스형 신호가 (예를 들면, 5 내지 15 마이크로초의 펄스 지속 시간 동안) 여기 전자기기(121)에 의해 와전류 센서의 코일(120a)에 인가될 수 있고, 이어서 코팅된 기판(180)의 응답이 코일(120a)에 의해 또는 다른 코일에 의해, 일반적으로 코일(120a) 또는 다른 코일에 결합된 아날로그-디지털 컨버터(ADC)로 측정되며, 여기서 ADC는 도 1에 도시된 컴퓨팅 디바이스(150)의 프로세서(151)에 결합되는 그의 출력을 갖는다.
와전류 센서에 대한 응답 함수의 수신은 전극 코팅된 금속 포일에 자기장을 또한 제공하는 1차 코일에서, 또는 응답 함수를 수신하는 데 또한 사용될 수 있는 2차(픽업) 코일에서 이루어질 수 있다. 대안적으로, 구형파 펄스들을 인가하는 대신에, 여기 전자기기(121)가 스위핑된 주파수를 1차 코일에 인가하고 주파수의 함수로서 응답을 측정하는 것이 또한 가능하다. 코팅 층 두께들을 획득하기 위해, 일반적으로 도 1에 컴퓨팅 디바이스(150)로서 도시된, 관련 메모리(152)를 갖는 마이크로프로세서와 같은 프로세서(151)로 계산들이 행해진다. 측정된 응답은 전극까지의 레인지 및 각각의 층(예를 들어, 상부 코팅(187) 및 금속 기판(185))의 두께 및 전기 전도도의 함수이다.
측정된 결과들로부터 다수의 상이한 파라미터들을 결정하는 것이 가능하다. 센서 데이터로부터 이들 파라미터 모두를 추출하려고 시도하는 경우, 결과는 임의의 개별 파라미터에 대해 낮은 정확도를 가질 것으로 예상된다. 따라서, 예상 값들의 범위 내에서 피팅이 수행될 수 있고, 레이저 삼각 측량 디바이스와 같은 광학 변위 센서(140)가 도 1에 상부 코팅(187)으로서 도시된 코팅 층의 상부 표면까지의 레인지(거리)를 제공하는 데 사용될 수 있다. 금속 포일 재료를 포함할 수 있는 금속 기판(185)의 전기 전도도는 잘 알려져 있거나(예컨대, 구리의 벌크 전기 전도도는 잘 알려져 있음), 개시된 두께 측정 이전에 결정될 수 있을 것으로 또한 예상된다. 금속 기판(185)을 위한 대체로 비교적 얇은 금속 포일들로 인해, 배면 코팅(186)이 두께 계산들에서 고려될 필요가 있을 수 있다는 점에 또한 유의해야 한다. 이러한 개시된 태양의 주요 신규성은 전극 코팅까지의 레인지를 결정하기 위한 광학 변위 센서(140)의 사용이며, 이는 공지된 기술은 일반적으로 고정된 스탠드오프(standoff)를 이용하는 반면, 개시된 시스템들에서 일반적으로 시트 형태의 코팅된 기판이 z-방향으로 이동하도록 허용되는데, 즉 일정하게 유지될 필요가 없는 와전류 센서로부터 전극(코팅)의 상부 표면까지의 레인지이고, 광학 변위 센서(140)에 대한 그의 레인지(스탠드오프)를 측정한다는 것을 의미한다는 점에 또한 유의한다.
원하는 파라미터들(특히 코팅 층(187 및 186) 두께들)뿐만 아니라 코팅된 기판(180)의 전기 전도도를 계산하는 한 가지 접근법은 최소 제곱법을 사용하여 측정된 파형을 예상 결과들에 피팅하는 것이다. 그러나, 이론과의 상세한 비교를 행하는 대신에, 필요한 정보의 대부분은 일반적으로 이론적 계산들에 기초하여 3차원 룩업 테이블과 비교될 수 있는 간단한 파형 측정들(예를 들어, 피크, 피크 타이밍, 및 제로 크로싱 시간)에 의해 획득될 수 있다. 이것은 두께 계산 시간을 크게 가속화할 수 있다.
금속 기판(185) 상의 적어도 상부 코팅(187)을 포함하는 코팅 층들에 대한 정확한 두께 측정을 행하기 위해 일반적으로 중요한 것은 일반적으로 포일을 일반적으로 포함하는 금속 기판(185)과 상부 코팅(187)과 같은 코팅 사이의 전기 전도도들에 있어서 상당한 차이가 존재하는 것이다. 이것은 금속 포일 기판들이 일반적으로 매우 높은 상대적 전기 전도도들을 갖고 전극 코팅들이 일반적으로 흑연보다 훨씬 더 큰 전기 전도도들을 갖지 않기 때문에 어렵지 않아야 한다. 따라서 이러한 전기 전도도들에 있어서 일반적으로 적어도 500배의 차이가 존재할 가능성이 있다. 낮은 전극 코팅 층 전기 전도도의 극한에서, 와전류 측정은 이에 따라 본질적으로 밑에 있는 금속 포일의 와전류 측정일 것이며, 측정은 상부 코팅(187)의 상부 표면에 대한 광학 변위 센서(140) 측정과 와전류 센서(120)로부터 전술한 바와 같이 일반적으로 금속 포일을 포함하는 금속 기판(185)의 상부 표면으로의 유도 측정의 조합일 것이다.
전술한 바와 같이, 와전류 센서(120)는 일반적으로 부착 구조체(161)에 의해 광학 변위 센서(140)에 기계적으로 결합되고, 광학 변위 센서(140)로부터의 투사된 레이저 빔은 와전류 센서(120)의 코일(120a)과 동심이다. 와전류 센서(120)의 코일(120a)과 광학 변위 센서(140) 사이의 높이(z-축) 오프셋이 고정되는 것이 일반적으로 중요하다. 이것을 보장하기 위해, 와전류 센서(120)의 코일(120a)과 광학 변위 센서(140)는 통상적으로 부착 구조체(161)에 의해 서로 기계적으로 부착되며, 그들은 각각 심지어 온도 제어될 수 있다. 와전류 센서(120)의 코일(120a)과 광학 변위 센서(140) 사이의 μm의 z-축 이동은 일반적으로 μm 레인지 측정 에러를 유발할 것이다.
위에서 언급된 바와 같이, 광학 변위 센서(140)는 상부 코팅 전극 코팅의 상면까지의 레인지를 측정하고, 유도성 센서는 이상적으로 금속 포일을 일반적으로 포함하는 금속 기판(185)의 상면에 대해 간접적으로 측정(계산)한다. 금속 포일과 같은 금속 기판(185)의 상면에 대해 측정하기 위해, 일반적으로 금속 기판(185)의 두께를 알 필요가 있다. 그러나, 전극 코팅 재료가 또한 전기 전도성이기 때문에, 와전류 센서 측정들은 전극 코팅 두께의 정확한 판독들을 생성할 수 있는 것을 가능하게 하기 위해 일반적으로 코팅의 전기 전도도를 고려해야 한다. 센서 시스템(100) 및 이러한 센서 시스템을 사용하는 방법은 얇은 금속 포일을 포함하는 금속 기판(185) 상의 전기 전도성 코팅의 두께의 정확한(전형적으로 대략 1 μm) 측정들을 행할 수 있다.
개시된 센서 시스템들은 모든 측정에 대해 복잡한 다중-성분 곡선 피팅을 필요로 하기보다는 개선된 측정 정확도 및 속도를 제공함으로써 (리튬-이온 배터리를 위한 전극과 같은) 전기 전도성 기판 상의 전기 전도성 코팅의 두께를 측정할 때 전술한 문제들을 극복하며, 개시된 방법들은 대신에 비교적 간단한 계산들을 이용하면서, 일반적으로 각자의 와전류 및 광학 변위 센서들과 전원 장치들을 포함하는 기성품 하드웨어가 사용될 수 있는 것을 가능하게 한다.
도 2a는 병진 메커니즘(아래에 설명되는 도 2b의 병진 메커니즘(195) 참조)을 포함하는 C-프레임으로서 도시된 스캐너(190)를 추가로 포함하는, 코팅된 기판의 두께를 측정하기 위한 예시적인 센서 시스템(200)의 상면 사시도를 도시하며, 여기서 와전류 센서의 코일(120a) 및 광학 변위 센서(140)는 스캐너(190)의 상부 헤드(191)로서 도시된 헤드 내에 포함된다.
도 2b는 상부 헤드(191) 및 하부 헤드(192)와, C-프레임(198)을 스캐닝하도록 구성된 병진 스테이지로서 도시된 병진 메커니즘(195)을 도시하는 센서 시스템(200) 내의 스캐너(190)의 더 상세한 도면을 도시한다. 병진 스테이지로서 일반적으로 알려져 있는 것 외에 C-프레임(198)을 이동시키는 상이한 방법들이 알려져 있다. 이러한 배열에서, 상부 헤드(191) 및 하부 헤드(192) 둘 모두는 상부 헤드(191) 내의 광학 변위 센서(140a) 및 코일(120a)과 하부 헤드(192) 내의 광학 변위 센서(140b) 및 코일(120b)로서 도시된 광학 변위 센서 및 와전류 센서를 포함한다. 상부 헤드(191) 내의 와전류 센서의 코일(120a)과 하부 헤드(192) 내의 와전류 센서의 코일(120b)은 일반적으로 2개의 와전류 센서 사이의 간섭을 회피하기 위해 상이한 주파수들에서 동작된다.
이제, 도 2a 및 도 2b에 도시된 스캐너(190)와 같은 스캐너를 갖는 개시된 시스템을 사용하는 방법이 설명된다. 리튬 배터리 생산자들과 같은 시트 재료 생산자들은 일반적으로 제품의 전체 캘리퍼(두께)를 알기를 항상 원할 것이다. 그리고 양면 광학 측정이 그것을 생성할 수 있다. 스캐닝 C-프레임(198)을 사용할 수 있는데, 그 이유는 에러를 회피하기 위해 광학 측정들이 잘 정렬되는 것이 중요하기 때문이다. C-프레임(198)에 의해, 상부 및 하부 헤드들(191, 192)은 그들이 독립적으로 이동하지 않기 때문에 잘 정렬된다. 전체 C-프레임은 그것이 병진 스테이지와 같은 병진 메커니즘(195) 상에 장착될 때 일반적으로 시트의 형태인 코팅된 기판(180)을 스캐닝한다.
일반적으로 상부 헤드(191)와 하부 헤드(192) 사이의 거리를 알 필요가 있다. 이것은 공지된 두께 기준 타일에 대한 기계적 설계 및 주기적 표준화로 행해질 수 있거나, 그것은, 또한 주기적 표준화와 함께, 홀-효과(Hall- effect), 거대-자기저항(giant-magnetoresistance, GMR) 또는 플럭스게이트 센서와 같은 자기 z-센서로 (덜 강직성의 프레임을 갖는 경우에) 측정될 수 있다.
도 3은 상부 코팅(187) 및 하부 코팅(186)으로서 도시된 금속 포일(185')의 양쪽 면 상에 코팅들을 갖는 코팅된 기판(180)을 도시하고 있으며, 코팅된 기판(180)의 위 및 아래의 센서들까지의 거리들이 코팅 두께들을 계산하기 위한 방정식(코팅된 기판(180)의 전체 두께(Ztot)는 Ztot - O1 -O2와 동일함)과 함께 도시되어 있다. 이에 따라, 아래에 설명되는 바와 같이, 광학 변위 센서(140a)에 의해 계산된 O1 거리와 조합된 코일(120a)로서 도시된 와전류 센서로부터의 상부 코팅(187) 두께 및 금속 포일(185') 두께를 획득할 수 있다.
예를 들어, 그것이 코팅된 기판(시트)을 스캐닝할 때 약 0.1 μm 초과만큼 변하지 않는 치수들을 갖는 도 2a 및 도 2b에 198로서 도시된 바와 같은 C-프레임이 제공될 수 있다. 그러나, C-프레임의 치수들은 온도에 따라 변할 수 있다. 따라서, 주기적으로, 예를 들어 20분마다, 센서 시스템을 사용하여 알려진 두께 tk를 측정할 수 있으며, 여기서 Ztot = tk + O1 + O2이다. 스캐너의 상부 헤드 및 하부 헤드 둘 모두에서 코일을 제공하는, 자기적으로 기초하는 홀 효과, GMR, 또는 플럭스게이트 센서와 같은, 코팅된 기판을 통해 측정할 수 있는 센서를 이용함으로써. 전체 두께, 및 포일 및 하나의 면 상의 코팅의 두께들을 알면, 다른 면 상의 코팅의 두께를 계산할 수 있다. 대안적으로, 2개의 와전류 센서를 가질 수 있고 각각의 면 상의 코팅들의 두께들을 직접 측정할 수 있다.
도 4a는 상이한 코팅 두께들에 대한 임피던스 대 z-레인지의 플롯을 도시한다. 임피던스 값들은 와전류 센서에 의해 제공되고, z-레인지는 광학 변위 센서(140)에 의해 제공된다. 곡선들은 t1, t2 및 t3으로서 도시된 포일의 상이한 두께들에 대해 도시된다. 아래에 설명되는 바와 같이, 항들 P1, P2 및 P3은 다항식들이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 P1은 P1A, P1B, P1C이고 그렇다면 다항식에 대한 전체 식이 기재될 때 임피던스 = P1(z) = P1A z2 + P1B z + P1C이다.
도 4b는 t1, t2 및 t3에서의 데이터 포인트들을 보여주는 PA 대 코팅 두께의 플롯을 도시한다. 위에서 언급된 바와 같이, PA는 다항식 내의 제1 항이고, PB 및 PC에 대해 유사한 곡선들이 구성될 수 있다.
이하에서 적어도 하나의 코일(120a)을 포함하는 와전류 센서(120) 및 광학 변위 센서(140)를 포함하는 개시된 센서 시스템을 사용하여, 전기 전도성 포일 기판을 포함할 수 있는 금속 기판(185) 상의 도 1에 상부 코팅(187)으로서 도시된 전기 전도성 코팅 층의 두께를 측정하는 단일 주파수 방법이 설명된다. 수행되는 와전류 센서(120) 측정은 일반적으로 임피던스의 크기뿐만 아니라 그의 위상을 고려할 필요가 있는 것에 의해 다소 복잡하게 된다. 금속 포일의 두께가 일정하다면 크기만을 사용하는 것이 가능하지만, 일반적으로는 금속 포일의 두께를 결정하기 위해 위상 정보를 사용할 필요가 있다.
센서 시스템(100)을 사용하여 측정을 행하기 위해, 일반적으로 먼저 각자의 와전류 센서(120) 및 광학 변위 센서(140)를 교정한다. 광학 변위 센서(140)에 대해, 제조자의 교정을 사용하거나, 측정 레인지를 통해 병진된 타겟에 대해 교정하는 것과 같은, 알려진 레인지에서 타겟에 대해 교정할 수 있다. 기준 측정은 간섭계 또는 광학 인코더에 의해 제공될 수 있다. 임피던스의 크기 및 위상의 측정이 측정 타겟(여기서 코팅된 기판(180)의 상부 코팅(187))까지의 레인지뿐만 아니라, 금속 포일을 포함할 수 있는 비교적 높은 전기 전도도 금속 기판(185)의 두께에 의존하기 때문에 와전류 센서 교정은 약간 더 어렵다.
교정은 먼저 리튬 배터리 응용들에 대해 전극 전류 콜렉터로서 사용될 수 있는 금속 포일로 수행될 수 있다. 즉, 코팅된 기판(180) 샘플은 와전류 센서(120)의 코일(120a)에 평행하게 배치되고, 코일(120a) 임피던스(크기 및 위상) 및 레인지가 기록되는 동안 측정 레인지에 전체에 걸쳐 위아래로 이동될 수 있다. (상부 코팅(187)의 상면까지의) 레인지는 광학 변위 센서(140)로 측정될 수 있거나, 전극의 배면 표면과 기계적으로 접촉하는 선형 가변 변위 변압기로도 불리는 선형 가변 차동 변압기(LVDT)와 같은 다른 센서가 사용될 수 있다. 광학 변위 센서(140)가 사용되는 경우, 정확한 레인지 측정들을 획득하기 위해 알려진 두께의 (착색되고 캘린더링된 비닐과 같은) 확산 산란 재료를 금속 포일의 다른 세속 반사 표면 상에 배치하는 것이 도움이 될 수 있다.
그 다음에 측정들은 일반적으로 금속 포일의 제2 및 제3 층에 대해 반복된다. 대안적으로, 올바른 조성의 금속 포일의 더 미세한 계조(gradation)들이 이용 가능한 경우, 그들이 일반적으로 사용되어야 한다. 이 단계에서, 가장 중요한 정보는 상부 코팅(187)까지의 레인지 및 금속 포일 두께의 함수로서 위상각(도 단위)을 보여주는 도 5에 도시되어 있다.
이러한 관계는 본질적으로 전극 코팅의 두께보다는 존재하는 금속 포일 기판의 두께에 전적으로 의존한다는 것을 알 수 있다. 이 경우에, 금속 포일/전류 콜렉터는 10 μm 두께 구리로 구성되었다. 측정은 구매 가능한 임피던스 측정 기구인 HP4277 LCZ 미터 및 광학 변위 센서(140)로서의 엠티아이 인스트루먼츠 마이크로트랙(MTI Instruments Microtrack) 3 레이저 삼각 측량 디바이스로 행해졌다. 금속 포일의 다수의 두께를 갖는 코팅된 기판 샘플들이 이용 가능하지 않았기 때문에, 전극 샘플을 사용하고 그것 뒤에 동일한 두께의 포일의 층들을 배치하는 것에 의한 효과가 시뮬레이션되었다.
위상 대 레인지 데이터로부터, 포일 두께를 결정하기 위해 전극(상부 코팅)까지의 레인지 및 위상각의 측정들을 행할 수 있다. 이것을 행하는 간단한 방법은 레인지의 함수로서 위상을 표현하는 다항식을 구성하는 것이다. 먼저 다항식이 각각의 위상 대 레인지 곡선에 피팅된다(예를 들어, 3개의 상이한 포일 두께가 있는 경우 3개의 곡선, 그리고 그것이 2차 다항식인 경우 각각의 곡선에 대해 3개의 성분이 존재할 것임. 이 경우에, 두께 1은 다항식 P1에 의해 표현될 것이고, 두께 2는 P2에 의해 표현될 것이고, 기타 등등일 것이다. 각각의 다항식은 그들이 2차 다항식이기 때문에 3개의 항을 가질 것이다: P1=P1Az 2+P1Bz+P1C. 그 다음에 임의적인 두께에 대한 다항식을 구성할 수 있다. 다항식 내의 항들 각각에 라인 또는 곡선을 피팅함으로써 이것을 행할 수 있다. 이것을 다항식 곡선으로 예시하기 위해 아래에 설명되는 도 4b를 참조한다.
이에 따라 PA는 임의적인 두께 t에 대한 다항식 내의 제1 항이다. 이 그래프 상에 3개의 점을, 즉 y 축 상의 PA1, PA2, 및 PA3과 x 축 상의 대응하는 두께들을 둘 수 있다. PB 및 PC에 대한 대응하는 곡선들을 만들 수 있다. 이 정보로, 임의의 두께(t)에 대한 위상 대 레인지 곡선을 그릴 수 있다. 이것은 중요한데, 그 이유는 레인지 및 위상의 측정을 행하는 경우 이것이 2D 그래프 상의 점을 정의할 것이고 이어서 이러한 방정식들의 패밀리를 풀어서 측정된 포일(금속 기판) 두께인 고유 t를 제공할 수 있기 때문이다. 이것은 위의 설명에서 위상 대 레인지로서 제시되며 여기서 y 축은 임피던스 대 레인지로 라벨링되고, 프로세스는 동일하고, 단지 그래프 상의 라벨만이 상이하다는 점에 유의한다.
이어서, 유사한 방식으로, 각각의 임피던스 대 레인지 곡선을 다항식(2차 다항식이 일반적으로 충분함)에 피팅한 다음에, 그들 사이에 곡선들을 금속 포일 두께의 함수로서 보간함으로써 임의적인 금속 포일 두께들에 대해 임피던스 대 베어-포일(bare-foil)까지의 레인지 곡선들이 생성될 수 있다. 이러한 교정은 머신 상에서 수행될 수 있거나, 그것은 공장 또는 다른 곳에서 수행될 수 있고, 도 1에 도시된 것과 같은 컴퓨터 디바이스의 메모리에 또는 보드 상에 저장될 수 있다.
머신 상에서는 포일 두께가 때때로 변할 수 있는 생산 현장에서를 의미한다. 머신 상에서 수행된다면, 측정 레인지를 통해 코팅된 기판 샘플을 정확히 병진시키기 위한 어떤 종류의 배열이 일반적으로 구성된다. 측정될 전극과 같은 코팅된 기판이 양면인 경우, 교정은 비슷한 포일 두께를 갖는 단일 면 코팅된 전극으로 수행되어야 한다. 포일 두께들의 교정은 측정의 반대측에 있는 코팅으로 행해져야 한다. 유사하게, 추가적인 포일 층들이 임의적인 포일 두께에 대해 교정하기 위해 포일의 상부에 추가될 수 있다. 이것은 전극의 배면 상의 코팅이 교정에 작은 영향만을 미치기 때문에 작동한다. 배면 코팅의 두께에 있어서의 작은 변동들은 교정 결과들을 크게 변화시키지 않는다.
다음에, 일반적으로 전극 코팅의 효과를 결정하기 위해 측정들이 수행되어야 한다. 가장 간단한 경우에, 금속 포일에 대해 사용되었던, 그러나 대신에 코팅된 기판(180) 샘플을 사용하는 동일한 교정 절차를 수행할 수 있다. 이하의 설명은 리튬 이온 배터리들을 위한 전극들에 대한 것이다. 그러나, 개시된 기술은 다른 배터리 타입들을 위한 전극들 또는 연료 전지들을 위한 전극들과 같은 다른 유사한 제품들에 적용된다.
애노드들과 캐소드들에 대한 개시된 두께 측정을 위한 절차는 본질적으로 동일할 수 있다. 캐소드에 대해, 포일 표면에 대한 임피던스 측정은 캐소드 코팅의 양에 둔감하다는 것이 밝혀졌다. 이것은 단지 캐소드 전도도가 일반적으로 애노드 코팅에 비해 더 낮기 때문이다. 몇몇 공개된 값들은 애노드 코팅이 약 105 S/m의 전기 전도도를 가질 수 있고 캐소드 코팅이 일반적으로 거의 대략 1 S/m의, 애노드에 비해 더 낮은 전도도를 가질 수 있다는 것이다. 몇몇 경우들에서, 캐소드 전도도는 1 S/m보다 높을 수 있으며, 만약 그렇다면 애노드 두께 결정(들)을 위한 절차가 일반적으로 사용될 수 있다.
그렇다면, 리튬-이온 배터리의 두께 측정에 대해, 측정은 비교적 용이해지며, 광학 변위 센서(140)가 상부 코팅(187)까지의 레인지를 측정하는 데 사용된다. 일반적으로 금속 포일을 포함하는 금속 기판(185)의 두께는 임피던스 위상과 상부 코팅(187)까지의 레인지의 관계로부터 (필요한 것으로 간주되는 경우) 계산된다. 이어서 금속 포일까지의 레인지가 임피던스의 크기로부터 결정될 수 있다. 상부 전극 코팅의 두께는 단순히 이러한 2개의 값의 차이이다. 만약 금속 포일 두께가 변하면, 그러한 곡선들의 패밀리가 있을 것이고 위상 측정은 어느 것을 사용할지를 결정하는 데 사용될 수 있다는 점에 유의한다.
예를 들어, 전술한 바와 같이 금속 포일의 교정들을 나타내기 위해 2차 다항식을 사용할 수 있다. 각각의 금속 포일 두께는 그 자신의 교정 곡선을 가질 수 있다(명확하게 하기 위해, 위상에 대한 교정 곡선 및 임피던스에 대한 교정 곡선이 존재함). 이어서 임의의 금속 포일 두께에 대한 다항식을 계산하기 위한 관계를 구성하는 것은 비교적 간단하다(전술한 도 4a 및 도 4b에 도시된 다항식 참조). 간단한 경우에, 단지 관계가 선형이라고 가정할 수 있거나, 임의의 금속 포일 두께에 대한 곡선을 더 정확히 예측하기 위해 곡선을 두께 데이터에 피팅할 수 있다.
금속 포일 두께가 변화하는 경우, 임피던스 위상 정보를 사용하여 금속 포일의 두께를 먼저 측정할 수 있다. 포일의 다양한 두께들이 위상 대 레인지 플롯 상에 곡선들의 패밀리를 생성하는 것처럼, 그들은 또한 임피던스 대 레인지 차트 상에 곡선들의 패밀리를 생성할 것이다. 임피던스 대 레인지 차트에 대한 교정은 공지된 양의 코팅에 관한 측정과 포일 단독의 측정 간의 차이인 다항식으로서 표현될 수 있다. 이것은 임의적인 포일 두께 상의 애노드 코팅의 임의적인 두께에 대한 교정 곡선들을 얻기 위해 임의적인 포일 두께를 나타내는 다항식에 추가될 수 있다. 이어서 (예컨대 광학 변위 센서(140)로부터의 레이저 전압/변위에 대한) 와전류 센서로부터의 임피던스-크기의 교정 곡선들의 패밀리로부터, 금속 포일의 측정의 응답을 나타내는 다항식을 계산할 수 있다. 이러한 기술은 일반적으로 낮은 전기 전도도의 캐소드 코팅 층들에 대해서만 작동한다는 점에 유의한다. 더 높은 전도도를 갖는 캐소드 층들에 대해, 후술되는 애노드 코팅 층에 대한 절차가 사용될 수 있다.
애노드 코팅 층에 대해, 임피던스 곡선이 코팅 두께에 따라 시프트되기 때문에 측정은 약간 더 복잡하다. 이것을 다루기 위해, 다항식들을 금속 포일 곡선에 그리고 포일 + 전극 코팅 곡선에 피팅할 수 있다. 캘린더링 프로세스에서 포일 두께가 감소될 것이기 때문에 작은 보정들이 적용될 필요가 있을 수 있다는 점에 유의한다. 이에 따라 전극 구조체를 압축하는 프로세스에서, 포일뿐만 아니라 코팅도 얇아질 수 있는 것이 가능하다. 이것은 일반적으로 중요한 관심사가 아닌데, 왜냐하면 전술된 바와 같이 포일 두께에 대한 변화들을 다루는 절차가 개시되어 있기 때문이다. 그러한 피팅들이 도 6에 도시되어 있으며, 여기서 전극 코팅의 상면까지의 레인지는 레이저 기반 광학 변위 센서(140)로 측정되었다. 임피던스는 다시 HP4277 LCZ 미터로 측정되었다.
도 7은 도 1에 도시된 센서 시스템(100)을 사용한, 그 위에 상이한 양들의 캐소드 코팅 재료를 갖는 단일 포일에 대해 100 ㎑에서 측정된 임피던스를 도시한다. 전극의 상부 표면까지의(상부 코팅(187)의 상부 표면까지의) 레인지 측정은 광학 변위 센서(140)에 의해 수행되었다. 그러나, 광학 변위 센서(140)로부터 전극 코팅이 얼마나 두꺼운지를 알지 못하기 때문에, 금속 포일까지의 거리를 획득하는 것을 가능하게 하는 와전류 센서를 사용하여 전극 코팅의 두께를 획득한다.
하나의 금속 포일 샘플이 사용되었고 전극 코팅은 연속적인 측정들을 위해 제거되었다. 감소된 샘플은 전극 코팅으로부터 대략 10 μm가 제거된 코팅된 기판 샘플이다. 전극의 표면(코팅의 상면)이 측정되었지만, 일반적으로 포일까지의 거리에 관심이 있다. 코팅의 두께는 알려져 있었다. 교정의 목적을 위해, 마이크로미터로 두께를 측정하고 일반적으로 또한 알고 있는 포일 두께를 뺄 수 있으며, 따라서 광학 변위 센서(140)로부터 얻어진 측정치에 두께가 추가되었다. 일반적으로 포일까지의 거리 또는 전극 표면까지의 거리의 면에서 작업한다. 코팅 두께는 둘(전극 표면과 금속 포일) 사이의 차이이다.
포일에 대한 그리고 코팅에 대한 임피던스 대 레인지의 교정 곡선들을 구성할 수 있다. 샘플들을 더 많이 가질수록, 특히 샘플들이 생산 라인에서 생산될 예상 레인지를 커버하는 레인지에 걸치는 경우, 교정 곡선들은 더 양호할 것이다. 따라서, 애노드 코팅 층 측정을 위해, 일반적으로 각각 와전류 센서(120)의 코일(120a) 및 광학 변위 센서(140)로부터 임피던스 대 전극 코팅까지의 레인지 플롯(아래에 설명되는 도 8 참조) 상의 점을 찾은 다음에, 측정된 교정 곡선으로부터의 거리에 기초하여 두께를 계산하는 것이 필요하다.
도 8은 임피던스 대 전극까지의 레인지(mm)를 플로팅하는 애노드 코팅 재료에 대한 교정의 예를 도시한다. 도 8은 애노드에 대한 것이고 도 7은 캐소드에 대한 것이기 때문에, 도 8은 전술한 도 7과는 다르게 보인다는 점에 유의한다. 도 8에서 포일로서 도시된 포일, 및 샘플인 것으로서 도시된 76 μm 두께의 전극 코팅을 갖는 포일의 응답을 보여주는 파선들이 제공되며, 이들 둘 모두는 굵게 나타내어져 있다. 전극 코팅 내의 포일의 응답에 대한 굵은 파선들은 전술한 도 6에 도시된 각자의 다항식들의 플롯이다. 70 μm CAL 및 80 μm CAL로서 도시된, 70 및 80 μm 두께의 전극 교정 코팅들이 어떻게 보이는지를 묘사하는 다른 파선들이 나타내어져 있다. 교정 라인들은 전극 코팅 두께의 함수로서의 다항식 계수들의 보간/외삽에 기초한 계산된 곡선들이다.
전술한 바와 같이, 금속 포일 두께가 크게 변하는 경우, 이것이 또한 일반적으로 보정될 것이다. 하나의 예시적인 기술은 전극 코팅에 의해 야기된 차이가 전극 코팅 두께에 기초하여 고정된다고 가정하는 것일 것이다. 이어서 베이스라인 금속 포일 두께 교정을 사용하여 임의적인 금속 포일 두께들에 대한 관계를 도출하고 이어서 전극 코팅 차이를 이것에 더할 수 있다. 코팅 두께 Pcoat = 전체 전극 두께(Pelectrode) - 금속 포일 두께(Pfoil)이다. Pfoil은 위상도에서 발견되는 두께에 따라 달라질 것이지만, 임의의 포일 두께에 대한 다항식을 만드는 것에 의해 설명될 수 있다. 이어서 이러한 관계를 이용하여 코팅을 갖는 이러한 포일 두께를 나타내는 다항식을 만들 수 있다. 몇몇 교정 다항식들이 주어지면 임의적인 다항식을 계산하는 방법을 보여주는 위에서 설명된 도 4b를 참조한다.
애노드 코팅 층 측정에서 전기 전도도에 대한 상당한 감도가 있을 수 있다는 점에 유의한다. 그러나, 전기 전도도와 캘리퍼(두께) 사이에는 교차 감도가 존재한다. 전극 코팅이 더 많이 캘린더링될수록 전기 전도성이 또한 더 클 것이다. 전기 전도도를 보정할 필요가 있다면, 전술한 바와 같이 이 기술을 이용하고 2개의 상이한 주파수에서의 측정들에 기초하여 전기 전도도를 추정하는 옵션을 갖는다. 이 방법은 또한 전극 코팅의 두께 및 전기 전도도를 더 정확히 결정하기 위해 펄스형 와전류 방법을 이용함으로써 확장될 수 있다.
전술한 주파수들, 100 ㎑ 및 1 ㎒는 이러한 측정을 행하는 데 유용한 것으로 실험적으로 발견된 주파수들이다는 점에 또한 유의한다. 제품이 테스트된 것들과는 상이한 전기 전도도들 또는 두께들을 갖는 경우 다른 주파수들이 더 유용할 수 있다. 최대 감도를 얻기 위해, 하나의 주파수, 말하자면 100 ㎑에서 위상을 측정하고 다른 주파수, 말하자면 1 ㎒에서 임피던스의 크기를 측정하기를 원할 수 있는 것이 또한 가능하다.
개시된 태양들은 개시된 측정들이 전극 코팅 두께들에 있어서의 CD(횡단 방향) 및 MD(머신 방향) 변동들을 결정하기 위해 스캐너에서 유용하게 이용되는 것을 고려함으로써 더욱 확장될 수 있다. 이어서 이러한 변동들은 캘리퍼 제어를 위해 사용될 수 있다.
다양한 개시된 실시예들이 위에서 설명되었지만, 그들은 제한이 아닌 단지 예로서 제시되었음을 이해하여야 한다. 본 명세서에 개시된 주제에 대한 수많은 변경들이 본 개시의 사상 또는 범위로부터 벗어남이 없이 본 개시에 따라 이루어질 수 있다. 또한, 특정한 특징이 여러 구현들 중 단지 하나의 구현에 대하여 개시되었을 수 있지만, 그러한 특징은 임의의 주어진 또는 특정한 응용에 요구되고 유리할 수 있기 때문에 다른 구현들의 하나 이상의 다른 특징들과 조합될 수 있다.

Claims (10)

  1. 센서 시스템(100)으로서,
    적어도 하나의 코일(120a)을 포함하는 와전류 센서(120) - 상기 코일 양단에 여기 전자기기(excitation electronics)(121)가 결합됨 -;
    광학 변위 센서(140) - 상기 광학 변위 센서(140)는 상기 광학 변위 센서와 상기 와전류 센서 사이의 수직 거리가 고정되도록 상기 와전류 센서에 고정되고, 상기 광학 변위 센서는 상기 광학 변위 센서의 측정 축이 상기 코일의 대칭축과 동일 선상에 있도록 상기 코일의 상부에 그리고 상기 코일과 동심으로 위치됨 -; 및
    상기 와전류 센서 및 상기 광학 변위 센서로부터 센서 데이터를 수신하도록 결합되고, 금속 기판(185)의 적어도 하나의 면 상에 전기 전도성 재료를 포함하는 코팅 층(187)을 포함하는 코팅된 기판(180)을 측정할 때 획득된 상기 센서 데이터를 분석하여 적어도 상기 코팅 층의 두께를 결정하도록 적응된, 프로세서(151) 및 메모리(152)를 포함하는 컴퓨팅 디바이스(150)를 포함하는, 센서 시스템(100).
  2. 금속 기판(185) 상에 코팅 층(187)을 포함하는 코팅된 기판(180)의 두께를 측정하는 방법으로서,
    적어도 하나의 코일(120a) 및 상기 코일 양단에 결합된 여기 전자기기(121)를 포함하는 와전류 센서(120), 광학 변위 센서(140) - 상기 광학 변위 센서(140)는 상기 광학 변위 센서와 상기 와전류 센서 사이의 수직 거리가 고정되도록 상기 와전류 센서에 고정되고, 상기 광학 변위 센서는 상기 광학 변위 센서의 측정 축이 상기 코일의 대칭축과 동일 선상에 있도록 상기 코일의 상부에 그리고 상기 코일과 동심으로 위치됨 -, 및 상기 코일에 그리고 상기 광학 변위 센서의 출력에 결합된, 프로세서(151) 및 메모리(152)를 포함하는 컴퓨팅 디바이스(150)를 포함하는 센서 시스템(100)을 제공하는 단계;
    상기 와전류 센서 및 상기 광학 변위 센서가 각각 상기 코팅된 기판의 측정으로부터 수신되는 센서 데이터를 생성하는 단계;
    상기 컴퓨팅 디바이스가 상기 와전류 센서 및 상기 광학 변위 센서로부터 수신된 상기 센서 데이터를 분석하여 적어도 상기 코팅 층의 두께를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 코팅 층은 전기 전도성 재료를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 여기 전자기기는 상기 코일에 반복적인 펄스형 전류 신호를 제공하고, 상기 센서 데이터의 상기 분석은 상기 수신 센서 데이터를 수신된 파형 또는 상기 수신된 파형으로부터의 도출된 통계로서 교정 값들과 비교함으로써 상기 와전류 센서에 의해 감지된 파형을 분석하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020217011464A 2018-09-24 2019-09-24 유도성 및 광학 변위 센서들을 이용한 두께 측정 KR102646550B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862735583P 2018-09-24 2018-09-24
US62/735,583 2018-09-24
US16/569,214 US11143495B2 (en) 2018-09-24 2019-09-12 Thickness measurement with inductive and optical displacement sensors
US16/569,214 2019-09-12
PCT/US2019/052541 WO2020068711A1 (en) 2018-09-24 2019-09-24 Thickness measurement with inductive and optical displacement sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210057809A KR20210057809A (ko) 2021-05-21
KR102646550B1 true KR102646550B1 (ko) 2024-03-12

Family

ID=69884100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217011464A KR102646550B1 (ko) 2018-09-24 2019-09-24 유도성 및 광학 변위 센서들을 이용한 두께 측정

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11143495B2 (ko)
EP (1) EP3857163A4 (ko)
JP (1) JP7203961B2 (ko)
KR (1) KR102646550B1 (ko)
CN (1) CN112789478B (ko)
CA (1) CA3113260A1 (ko)
WO (1) WO2020068711A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9335296B2 (en) 2012-10-10 2016-05-10 Westinghouse Electric Company Llc Systems and methods for steam generator tube analysis for detection of tube degradation
JP6895918B2 (ja) * 2018-03-23 2021-06-30 古河電気工業株式会社 磁気ディスク用アルミニウム合金基板、ディスク駆動装置、及び磁気ディスク用アルミニウム合金基板の製造方法
US11935662B2 (en) 2019-07-02 2024-03-19 Westinghouse Electric Company Llc Elongate SiC fuel elements
CA3151605C (en) 2019-09-19 2023-04-11 Westinghouse Electric Company Llc Apparatus for performing in-situ adhesion test of cold spray deposits and method of employing
US11519710B2 (en) * 2020-02-26 2022-12-06 Honeywell Limited High accuracy and high stability magnetic displacement sensor in the presence of electromagnetic interferences
US11740356B2 (en) * 2020-06-05 2023-08-29 Honeywell International Inc. Dual-optical displacement sensor alignment using knife edges
CN114152183B (zh) * 2021-11-15 2023-05-26 中北大学 一种连续变曲率工件涂层厚度的涡流测量校正方法
US20230253542A1 (en) 2022-02-07 2023-08-10 Honeywell International Inc. Traceability of Battery Electrodes with Fiducial Markers
US20230391571A1 (en) 2022-06-06 2023-12-07 Honeywell International Inc. Machine Direction Position Profile Measurement in Sheet Manufacturing Systems
US20240159685A1 (en) 2022-11-11 2024-05-16 Honeywell International Inc. Compact-Cross Direction C-Frame Scanner

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2112944A (en) * 1982-01-05 1983-07-27 James C Taylor Calibration of thickness gauges
US5355083A (en) 1988-11-16 1994-10-11 Measurex Corporation Non-contact sensor and method using inductance and laser distance measurements for measuring the thickness of a layer of material overlaying a substrate
US4977853A (en) * 1989-06-01 1990-12-18 E. I. Du Pont De Nemours And Company Non-contact wet or dry film thickness measuring device
US5328517A (en) * 1991-12-24 1994-07-12 Mcdonnell Douglas Corporation Method and system for removing a coating from a substrate using radiant energy and a particle stream
JPH06229709A (ja) * 1993-01-29 1994-08-19 Mazda Motor Corp 膜厚計測装置
US5781008A (en) 1994-01-28 1998-07-14 Amepa Engineering Gmbh Instantaneous slag thickness measuring device
DE19631438C2 (de) * 1996-08-03 1999-10-07 Micro Epsilon Messtechnik Wirbelstromsensor
SE517293C2 (sv) * 1999-06-30 2002-05-21 Abb Ab Förfarande och anordning för induktiv mätning av geometrisk dimension och elektrisk egenskap med motriktade magnetfält
JP2002148012A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Ulvac Japan Ltd 膜厚測定装置及び膜厚測定方法
US6608495B2 (en) * 2001-03-19 2003-08-19 Applied Materials, Inc. Eddy-optic sensor for object inspection
US6966816B2 (en) * 2001-05-02 2005-11-22 Applied Materials, Inc. Integrated endpoint detection system with optical and eddy current monitoring
US6593738B2 (en) 2001-09-17 2003-07-15 Boris Kesil Method and apparatus for measuring thickness of conductive films with the use of inductive and capacitive sensors
JP4451111B2 (ja) * 2003-10-20 2010-04-14 株式会社荏原製作所 渦電流センサ
SE527091C2 (sv) * 2003-12-31 2005-12-20 Abb Ab Metod och anordning för beröringsfri mätning av tjocklek och elektriska ledningsförmåga hos ett mätobjekt
US8691323B2 (en) * 2006-03-06 2014-04-08 Nalco Company Method and apparatus for monitoring and controlling the application of performance enhancing materials to creping cylinders
DE102011107771B4 (de) * 2011-04-15 2013-10-17 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Dickenmessung eines Messobjekts
US8760669B2 (en) 2011-09-30 2014-06-24 Honeywell Asca Inc. Method of measuring the thickness of a moving web
CN102519372A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 常州工学院 锂电池电极的激光测厚装置及其工作方法
US9266694B2 (en) 2012-06-08 2016-02-23 Honeywell International Inc. Noncontact caliper measurements of sheet products using intersecting lines in sheet manufacturing or processing systems
CN103234449B (zh) * 2013-05-09 2015-12-09 清华大学 减小提离波动影响的导体膜厚度测量方法及装置
CN104154852B (zh) * 2014-08-20 2017-11-28 中国科学技术大学 基于电涡流传感器的导电膜厚度测量系统及方法
US9753114B2 (en) * 2014-11-03 2017-09-05 Honeywell Limited Gap and displacement magnetic sensor system for scanner heads in paper machines or other systems
CN107796317B (zh) * 2017-11-28 2018-11-06 华中科技大学 一种薄膜在线激光测厚系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3857163A1 (en) 2021-08-04
JP7203961B2 (ja) 2023-01-13
EP3857163A4 (en) 2022-06-29
CN112789478A (zh) 2021-05-11
KR20210057809A (ko) 2021-05-21
CA3113260A1 (en) 2020-04-02
WO2020068711A1 (en) 2020-04-02
US20200096308A1 (en) 2020-03-26
US11143495B2 (en) 2021-10-12
CN112789478B (zh) 2023-10-20
JP2022500660A (ja) 2022-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102646550B1 (ko) 유도성 및 광학 변위 센서들을 이용한 두께 측정
US6449568B1 (en) Voltage-current sensor with high matching directivity
JP7142736B2 (ja) 電磁干渉の存在下での高精度かつ高安定性の磁気変位センサ
US20020149360A1 (en) Eddy current test method and appratus for selecting calibration standard to measure thickness of micro thin film metal coating on wafer products by using noncontact technique
US5363052A (en) Permittivity spectroscopy apparatus and method
US9091664B2 (en) Pulsed eddy current sensor for precision measurement at-large lift-offs on metallic surfaces
US7898265B2 (en) Microwave paint thickness sensor
CN111023960B (zh) 一种基于透明导电薄膜电极材料的非接触式漆膜厚度无损检测系统及检测方法
KR20230066595A (ko) 반경 방향으로 이중 장착된 센서들을 갖는 비접촉식 전기 파라미터 측정 장치
JP2009115747A (ja) ペーストの導電性能測定方法および導電性能測定装置
Horibe et al. Measurement capability of scanning microwave microscopy: Measurement sensitivity versus accuracy
RU130089U1 (ru) Устройство калибровки сверхвысокочастотного антенного измерительного комплекса ближней зоны
Xu et al. Enhanced accuracy in dielectric response material characterization by air reference method
US11488801B1 (en) Three-dimensional (3D) imaging system and method for nanostructure
KR100820311B1 (ko) 평행판 전극을 이용한 고전압 발생원 교정용 장치와 이를이용한 방법
CN113720508B (zh) 基于双激光扫描的支柱瓷绝缘子应力监测装置及方法
WO2019058118A1 (en) INSTRUMENT AND METHOD FOR MEASURING SURFACE PROFILE
US20110095199A1 (en) Method to measure current using parallel plate type ionization chamber with the design of guard electrode
Morán-Meza et al. A substitution method for nanoscale capacitance calibration using scanning microwave microscopy
Pan et al. Analysis of uncertainties in the measurement of the space charge distribution in dielectrics
CN114383493B (zh) 一种非接触式金属表面非导电覆盖层厚度测量方法
US12000697B2 (en) Surface profile measuring instrument and method
Hill et al. A study of permittivity measurement reproducibility utilizing the agilent 4291B
Stec et al. Fast and accurate extraction of complex permittivity from surface imaging with SPDR scanner and hand-held VNAs
CA2779226C (en) Pulsed eddy current sensor for precision lift-off measurement

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant