KR20190067716A - 자화 가능한 기재상의 비자성 층의 두께를 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자화 가능한 기재상의 비자성 층의 두께를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 투자율이 알려지지 않은 경우, 측정 프로브(11)를 가지고, 제1 및 제2 코일(36, 37)을 갖는 포트 코어(31)을 구비하고, 공통 기하 축(16) 상에 놓이고, 제1 및 제2 코일(36, 37)은 제1 코일 쌍(38)을 형성하며, 공통 축(16)에 베어링 칼로트(21)를 가지고, 프로브 헤드(17)는 기재(52) 상의 층(51)의 측정을 위해 층(51) 상에 위치되고, 여기서, 제1 코일 쌍 (38)에 의해 포트 코어 (31)에 의해 야기된 필드 집속으로 제 1 상호 작용 체적이 검출되고, 제2 상호 작용 체적은 제1 및 제2 코일 (42,43)을 갖는 제2 코일 쌍(44)에 의해 검출되고, 제2 코일 쌍(44)은 포트 코어 (31) 외부에 배치되고 포트 코어 (31)에 의한 필드 집속 없이 기하 축(16)을 공통으로 하고 있으며, 검출된 제1 및 제2 기재 체적을 평가 장치 (13)에서 처리하고, 측정 대상 층 (51)이 적용되는 기재 (52)의 투자율을 보상하기 위해 서로 비교하고, 기재 (52)의 투자율의 영향에 의해 보정된 측정 층 (51)에 대해 층 두께가 출력된다.
Description
본 발명은 투자율이 알려지지 않은 자화 가능한 기재상의 비자성 층의 두께를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
박막층의 두께를 측정하기 위한 측정 프로브는 DE 33 31 407 C2에 공지되어있다. 이러한 측정 프로브는, 연질 철로 제조된 포트 코어를 포함하고 기하학적 축에 대해 회전 대칭으로 형성된 프로브 헤드를 갖는다. 상기 포트 코어는 내부 코어 상에 제1 및 제2 코일을 수용한다. 단부 면에서, 내부 코어는 상기 층이 측정되고 있는 자화 가능한 기재의 층 상에 베어링면을 갖는 측정 폴로서 형성된다. 이 측정 프로브의 결과로 자기 유도 측정 방법을 통해 자화 가능한 기재 상의 비자성 층을 결정할 수 있다.
박막층의 두께를 측정하기 위한 측정 프로브는 DE 10 2005 054 593 A1에 공지되어 있으며, 상기 측정 프로브는 제 1 및 제 2 코일을 갖는 포트 코어를 수용하는 프로브 헤드를 갖는다. 이 제 1 및 제 2 코일은 공통 기하 축에 있는 코일 쌍을 나타낸다. 또한 베어링 코어는 포트 코어와 기하 축에 제공된다. 프로브 헤드는 신축적으로 탄성을 갖도록 형성된 유지 요소, 특히 하우징에 대향하는 멤브레인 상에 장착된다. 측정 대상 층의 표면에 측정 프로브를 배치하는 동안, 프로브 헤드는 하우징의 종축을 따라 측정 프로브의 하우징에 약간 잠기게 된다. 프로브 헤드에 의해 결정된 측정 신호는 층 두께를 결정하고 출력하기 위해 평가 유닛으로 전송된다. 이러한 측정 프로브는 비자성 층의 두께의 자기 유도 측정에 사용할 수 있다. 즉, 자화 가능한 기재 상의 비자성 층의 두께 측정이 수행된다.
박막층을 측정하기 위한 측정 장치뿐만 아니라 이러한 장치를 갖는 박막층을 측정하는 방법은 DE 41 19 903 A1에 공지되어있다. 이 장치는 공통 코어에 동축으로 배치된 제 1 및 제 2 코일 장치를 갖는 프로브를 포함한다.
또한, DE 43 25 767 A1에 개시된 층 두께 측정 장치는 코어를 포함하며, 이 코어는 다른 것의 뒤에 하나씩 정렬된 제 1 및 제 2 전자기 코일을 수용한다. 유사한 구조가 DE 24 10 047 A1에 공지되어 있다.
이러한 자기 유도 측정에 대비하여 측정 프로브는 자화 가능한 기재에 맞게 조정된다. 이러한 조정은 측정용 프로브를 조정용 코팅없이 제공된 기재와 층이 제공된 기재에 직접 위치시키는 수단에 의해 수행된다.
예를 들어, 자동차 산업에서 시트상의 라커(lacquer)의 층 두께 측정과 같은 많은 사용 상황에서, 정확한 투자율은 아니지만 일반적으로 사용되는 기재는 실제로 알려져 있다. 따라서 측정 대상 재료의 기재의 투자율이 조정에 사용된 기재의 투자율에서 벗어나는 경우 부정확한 측정을 초래할 수 있다.
또한, 이미 코팅된 기재의 층 두께를 측정하는 것은, 측정 전에 코팅없이 기재 위에 직접 측정 프로브를 놓고 조정할 필요 없이, 점점 더 필요하게 된다.
본 발명의 목적은 코팅된 자화 가능한 기재 상의 비자성 층의 층 두께의 자기 유도 측정을 위한 방법 및 측정 프로브를 제안하는데, 이의 투자율은 조정에 사용된 기재로부터 벗어나거나 또는 알려지지 않았음에도 불구하고, 층 두께 측정에서 측정 오차를 야기하지 않는다.
이 목적은 측정 프로브가 사용되는 방법에 의해 해결되는데, 이는 포트 코어가 할당되고 공통 기하 축에 배치된 제 1 및 제 2 코일을 갖는 제 1 코일 쌍과, 포트 코어 외부에 상기 제 1 코일 쌍에 할당된 제 1 및 제 2 코일을 갖는 제 2 코일 쌍을 가지며, 제 1 상호 작용 체적은 필드 집속과 함께 상기 제 1 코일 쌍에 의해 검출되고, 상호 작용 체적은 필드 집속없이 상기 제 2 코일 쌍에 의해 검출되며, 제 1 및 제 2 코일 쌍의 제 1 및 제 2 상호 작용 볼륨, 특히 제 1 및 제 2 코일 쌍의 제 1 및 제 2 측정 신호는, 평가 장치에서 코팅된 자성 기재의 투자율의 보상과 비교되고, 기재의 투자율 영향에 의해 조정된 층 두께가 출력된다. 이 방법은 기재의 투자율의 보상의 결과로서 높은 정도의 측정 정확도를 가능하게 한다. 또한, 사용 된 기재에 대한 이전의 정확한 지식없이 층 두께 측정이 수행될 수 있다. 특히, 미지의 자화 가능한 기재 상의 비자성 층의 두께를 측정하는 방법이 제공된다. 코팅된 기재의 투자율의 영향은, 또한 합금 구성 요소를 벗어나거나, 예를 들어 측정 프로브의 조정이 수행된 조정 표준과 비교하여 생산 및 처리 절차를 일탈함으로써 보상될 수 있다. 이는 제거될 조정 표준과 비교하여 측정 대상의 검사 대상 기재의 투자율 편차를 가능하게 한다. 측정 대상의 측정 될 기재에는 측정 프로브의 조정이 필요하지 않다.
측정 과정 중에 검출된 상호 작용 체적은 바람직하게는 평가 장치에서 평가되고 조정된 층의 두께는 식 
에 따라 결정된다. 여기서, 크기 dmess는 내부 코일 쌍의 제 1 및 제 2 코일의 정규화된 계수율(count rates) 
로부터 측정된 층 두께이다. 이 
크기는 외측 및 내측 코일 쌍의 층 두께 편차 
로부터 나타나는 2 차원 투자율 보상 함수이며, 이는 포트 코어 내의 제 1 코일 쌍 또는 내부 코일 쌍의 정규화된 계수율 
의 함수로서 소정의 투자율에 대해 검출된다. 특히, 투자율에 대한 지식은 더 이상 필요하지 않다. 결과적으로, 올바른 층 두께를 출력하기 위해 투자율 보상 함수에 의해 기재의 실제 투자율의 영향을 제거할 수 있게 된다.
정규화된 계수율은 정규화된 전압의 평가로 이해되어야 하며, 
가 적용된다. 여기서, U0는 프로브가 기재 상에 직접 배치되고 측정될 층이 기재 상에 존재하지 않을 때 발생하는 전압이다. U∞는 측정 프로브가 올려질 때 발생하는 전압이며, 이 간격은 측정 프로브가 자화 가능한 기재에 의해 더 이상 영향을 받지 않을 정도로 크다. U는 기재에서 측정할 층들과 같이 규칙적인 간격으로 발생하는 전압이다. 그 결과 정규화된 전압 Un은 항상 0과 1 사이에 있게 된다.
대안적으로, 측정 과정 중에 검출된 상호 작용 체적은 평가 장치에서 그 효과가 평가되어 상기 조정된 층 두께가 식 
에 따라 결정될 수 있다. 여기서 크기 dmess는 내부 코일 쌍의 정규화된 계수율로부터 측정된 층 두께이다. 크기 
는 외측 및 내측 코일 쌍의 정규화된 계수율 
의 편차로부터 나타나는 2 차원 투자율 보상 함수이며, 이는 제 1 코일 쌍의 정규화된 계수율 
의 함수로서 기재의 가변 투자율에 대해 검출된다. 따라서, 이러한 대안적인 실시 예에서, 투자율 보상은 층 두께 편차 및 정규화된 계수율의 편차에 기초하여 발생할 수 있다. 특히, 투자율에 대한 지식은 더 이상 필요하지 않다.
평가 장치에서의 측정 과정에 대한 또 다른 대안의 평가는 정규화된 계수율의 편차에 기초하여 배타적으로 발생한다는 것을 제공한다. 측정 과정 중에 감지된 상호 작용 체적이 평가되고 조정된 층 두께가 공식 
에 따라 결정된다. 여기서 크기 
는 공식 
에 따라 결정된다. 크기 
는 내부 코일 쌍의 제1 및 제2 코일의 측정된 정규화된 계수율 
이다. 크기 
는 외측 및 내측 코일 쌍의 정규화된 계수율 
의 편차에 대한 2 차원 투자율 보상 함수이다. 조정된 계수율로, 조정된 층 두께는 초기에 수행된 제조 조정으로부터 직접 계산될 수 있다. 특히, 투자율에 대한 지식은 더 이상 필요하지 않다.
또한, 바람직하게는 제 1 및 제 2 코일 쌍에 대한 제1 베이스 조정이 몇몇 상이한 투자율에 대해 조정된다. 결과적으로, 층 두께 편차는 기재의 투자율 변화에 의해 체계적으로 검출되어 조정에 사용될 수 있다. 내부 코일 쌍에 대해 확립된 층 두께 편차는 투자율 보상을 위한 제 1 필요한 정보 성분을 나타낸다. 보상을 위한 제 2 필요한 정보 성분은 층 두께 보상 기능에 대한 투자율 편차에 의해 틀리게 측정된 제 1 및 제 2 코일 쌍의 층 두께의 층 두께 편차를 나타낸다. 층 두께에 대한 투자율 영향은 이들 2 개의 정보 성분을 결합함으로써 제거될 수 있다.
바람직하게는, 제 1 및 제 2 코일 쌍은 측정될 기재에서 각각의 상호 작용 체적을 검출하기 위해, 즉 발생된 전압을 검출하기 위해 순차적으로 제어되고 작동된다. 대안적으로, 제 1 및 제 2 코일 쌍은 또한 동시에 동작될 수 있다.
본 발명의 기초가 되는 대상은 포트 코어를 수용하는 프로브 헤드를 갖는 측정 프로브를 갖는 자화 가능한 기재 상의 비자성 층의 두께를 측정하기 위한 측정 프로브에 의해 더 해결된다. 포트 코어는 공통 기하 축 상에 배치되어 제 1 코일 쌍을 형성하는 제 1 및 제 2 코일을 갖고, 공통 축에 배열된 베어링 칼로트 (calotte)를 갖는다. 제 1 및 제 2 코일을 갖는 제 2 코일 쌍이 상기 기하 축을 공동으로 포트 코어의 외측에 배열된다. 이러한 측정 장치의 결과로서, 제 1 코일 쌍의 전력선이 집속된 필드 코스 (course)를 가질 수 있게 되어, 기재에서, 특히 포트 코어의 영역 내에 집중되는 상호 작용 체적이 생성된다. 따라서, 높은 전계 밀도를 갖는다. 제 2 코일 쌍은 필드 집속 (field focusing)없이 동작하여 상호 작용 체적 또한 프로브 헤드 외부에 놓여 지므로 기재 물질의 상호 작용 체적이 확실히 더 커진다. 이것은 상호 작용 체적의 차이가 제 1 및 제 2 코일 쌍에 의해 결정될 수 있고 기재의 다양한 자기 특성이 검출되고 보상될 수 있게 한다.
본 발명 및 본 발명의 추가의 유리한 실시 예 및 전개는 도면들에 도시된 예들을 사용하여 다음에 보다 상세히 도시되고 설명된다. 설명 및 도면들로부터 취해질 특징들은 본 발명에 따라 개별적으로 또는 임의의 조합으로 적용될 수 있다. 여기에 표시된다:
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정 프로브의 개략 단면도,
도 2는 도 1에 따른 측정 프로브의 본 발명에 따른 프로브 헤드의 개략적인 확대도,
도 3은 기재의 3 가지 상이한 투자율에 대한 프로브 헤드의 내부 코일 쌍의 정규화된 계수율 xn의 함수로서 층 두께 추이를 나타내는 도면,
도 4는 도 3의 투자율 μr1 및 μr3의 결과적인 층 두께 편차 Δd를 나타내는 개략도,
도 5는 기재의 3 가지 상이한 투자율에 대한 내부 또는 외부 코일 쌍의 정규화된 계수율 xn의 함수로서 층 두께 추이를 나타내고, 투자율 μr1 및 μr3의 결과적인 층 두께 편차 Δdia를 나타내는 개략도,
도 6은 제1 코일 쌍의 정규화된 계수율의 함수로서 도 5에 따른 소정의 투자율에 대한 2개의 코일 쌍들 사이의 층 두께 편차 Δdia를 나타내는 개략도.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정 프로브의 개략 단면도,
도 2는 도 1에 따른 측정 프로브의 본 발명에 따른 프로브 헤드의 개략적인 확대도,
도 3은 기재의 3 가지 상이한 투자율에 대한 프로브 헤드의 내부 코일 쌍의 정규화된 계수율 xn의 함수로서 층 두께 추이를 나타내는 도면,
도 4는 도 3의 투자율 μr1 및 μr3의 결과적인 층 두께 편차 Δd를 나타내는 개략도,
도 5는 기재의 3 가지 상이한 투자율에 대한 내부 또는 외부 코일 쌍의 정규화된 계수율 xn의 함수로서 층 두께 추이를 나타내고, 투자율 μr1 및 μr3의 결과적인 층 두께 편차 Δdia를 나타내는 개략도,
도 6은 제1 코일 쌍의 정규화된 계수율의 함수로서 도 5에 따른 소정의 투자율에 대한 2개의 코일 쌍들 사이의 층 두께 편차 Δdia를 나타내는 개략도.
도 1에는 측정 프로브 (11)의 단면도가 개략적으로 도시되어 있다. 이 측정 프로브 (11)의 구성은 원칙적으로 DE 10 2005 054 593 A1에 공지되어 있으며, 이는 전체적으로 참조된다. 측정 프로브 (11)는 측정 대상물 (20)의 기재 (52) 상의 층 (51)의 두께의 비파괴 측정을 위해 사용된다. 이 측정 프로브 (11)는 적어도 하나의 연결 라인 또는 제어 라인 (12)을 통해 평가 장치 (13)에 연결되고, 평가 장치 (13)는 검출된 측정 신호를 처리하고 디스플레이에 출력할 수 있다. 측정 프로브 (11)는 예를 들어 원통형으로 형성된 하우징 (14)을 갖는다. 프로브 헤드 (17)는 비자성 하우징 (14)의 종축 (16)에 배치되고, 프로브 헤드 (17)는 유지 요소 (18)에 의해 지지된다. 이 유지 요소 (18)는 탄력적인 탄성 유지 요소로서, 특히 멤브레인 또는 스프링 요소로 형성된다. 프로브 헤드 (17)는 측정 대상물 (20) 상에 측정 프로브 (11)를 배치할 때 프로브 헤드 (17)가 하우징 (14) 내로 약간 잠수할 수 있도록 종축 (16)을 따라 안내 요소 (23)에 의해 이동 가능하게 안내될 수 있다. 안내 요소 (23)에 의해 하우징에 고정된 마운트 (24) 상에 경사가 없는 방식으로 안내되는 것이 바람직하다. 프로브 헤드 (17)의 전기적 라인 (25)은 라인 (12)의 부속물 (27)에 연결되고, 부속물 (27)는 또한 바람직하게는 마운트 (24)에 고정된다.
프로브 헤드 (17)는 종축 (16)에 위치하며 측정 대상물 (20)을 향하는 베어링 칼로트 (21)를 구비한다.
프로브 헤드 (17)는 또한 측정 프로브 (11)의 다른 편향된 구조 설계에 도입 될 수 있다.
도 2에는 도 1에 따른 측정 프로브 (11)의 프로브 헤드 (17)의 개략적인 확대도가 도시되어있다. 이 프로브 헤드 (17)는 포트 코어 (31)를 포함한다. 이 포트 코어 (31)는 바람직하게는 연철 재료로 형성된다. 포트 코어 (31)에 있어서, 베어링 칼로트 (21)를 자유 단부에 위치시키고 있는 코어 (33)가, 포트 코어 (31)의 베이스(32)로부터 연장된다. 베어링 칼로트 (21)는 경화된 핀 (34)을 가질 수 있다.
제 1 및 제 2 코일 (36, 37)은 포트 코어 (31) 내에 배치된다. 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)은 공통 종축 (16) 상에 동축으로 정렬되어 제 1 코일 쌍 (38)을 형성한다. 제 1 코일 쌍 (38)은 내부 코일 쌍에 해당한다.
또한, 제 1 및 제 2 코일 (42,43)은 포트 코어 (31)의 반경 방향 주위 벽 (41) 외부에 제공된다. 제 1 및 제 2 코일 (42, 43)은 서로 동축으로 배치되고 바람직하게는 종 방향 축(16)에 대해 정렬된다. 제 1 및 제 2 코일 (42, 43)은 제 2 코일 쌍 (44)을 형성하고, 외부 코일 쌍에 해당한다.
외부 코일 쌍 (44) 및 포트 코어 (31)는 하우징 (14)에 의해 둘러싸여 있다. 하우징 (14)은 외부 코일 쌍 (44)의 자기장에 영향을 미치지 않는다.
코일 (36, 37, 42, 43)은 몇 개의 권선을 포함하고 코일 바디 상에 감겨진 적어도 하나의 전기 전도체를 포함한다.
프로브 헤드 (17)는 측정을 수행하기 위해 베어링 칼로트 (21)와 함께 코팅된 측정 대상물 (20) 상에 놓인다. 베어링 칼로트 (21)는 자화 가능한 기재 (52) 상의 비자성 층 (51)에 접촉한다. 제 1 코일 쌍 (38)에 의해 생성된 전력선은 포트 코어 (31)의 결과로서 필드 집속을 가지며, 이에 의해 제 1 바람직하게 집중된 상호 작용 체적(46)이 생성된다. 제 2 코일 쌍 (44)은 전력선의 필드 집속을 경험하지 않으므로, 제 1 상호 작용 볼륨 (46)과 비교하여 확대된 기재(52)의 상호 작용 체적 (47)이 생성된다.
층 두께의 측정을 수행하기 위해, 제 1 코일 시스템의 제 1 코일 (36)은 예를 들어 저주파 전류로 주기적으로 에너지가 공급된다. 이 제 1 코일 (36)은 1 차 코일로도 지칭된다. 그 결과, 제 1 코일 (36) 및 제 1 코일 (36)의 통전 전류의 주파수 및 진폭에 의존하는 크기 및 제1및 제2 코일 (36, 37)의 상호작용 체적에 의존하는 커플링에 따른 크기의 전압이, 제 2 코일 (37) 또는 2 차 코일에 유도된다. 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)의 커플링은 차례로 두 개의 코일 (36, 37)을 관통하는 자계 흐름 (B)에 의존한다. 또한, 자계 흐름은 통전 전류와 함께 즉, 코일 (36, 37)의 주변 재료의 자기 저항에 의해 정의된다. 측정 프로브 (11)이 자화 가능한 기재 (52) 상에 배치되면, 자계 B는 증가된다. 왜냐하면, 필드 코스를 비교할 때 기재 (52)가, 프로브 헤드 (17)가 기재 (52)로부터 들어 올려지는 경우와 비교하여, 공기보다 자기 저항이 분명히 낮기 때문이다. 이는 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)의 커플링 인자의 증가로 유도 전압의 증가로 이어진다. 프로브 헤드 (17)와 기재 (52) 사이의 거리가 증가되면, 2 차 코일 내의 유도 전압이 감소된다. 따라서, 측정 가능한 유도 전압은 기재 (52)까지의 거리, 즉 층 (51)의 층 두께에 의존하고, 조정을 통하여 층 두께 측정에 사용될 수 있다. 동일하게 제 2 코일 쌍 (44)에도 유사하게 적용된다.
제 1 코일 쌍 (38)이 제공된 필드 집속 및 제 2 코일 쌍 (44)이 제공되지 않는 필드 집속의 결과로서, 기재 (52)의 다양한 상호 작용 체적 (46, 47)이 검출된다. 제 1 및 제 2 코일 쌍 (38, 44) 상의 이러한 결과적인 차이는 기재 (52)의 다양한 자화 특성을 측정할 때 검출될 수 있고, 기재 (52)의 투자율의 보상을 위해 사용될 수 있다. 층 (51)의 두께는 층 (51)으로 코팅된 기재 (52)의 투자율에 대한 실제 지식을 가지고 결정될 수 있다. 이는 아래에서 설명된다.
도 3은 정의된 기재에 따라 정규화된 측정 신호 xn의 함수로서 층 두께 d에 대해 다양한 특성 곡선 55, 56, 57이 그려진 다이어그램을 보여준다. 특성 곡선 (55)은 측정 프로브 (11)를 예를 들어 μr3과 같은 한정된 기재에 대한 조정에 의해 결정되고, 계수의 형태로 측정 프로브 (11) 또는 평가 장치 (13)에 저장된다. 이 측정 프로브 (11)를 지금부터 기재 (52)에서의 투자율을 벗어난 측정에 사용하면, 특성 곡선 코스가 변경된다. 예를 들어, 투자율 μr1에 대해 특성 곡선 56이 나오고, 투자율 μr2에 대해 특성 곡선 57이 나온다. 여기서, μr1은 μr2보다 작고 μr2는 μr3보다 작은 것을 적용한다. 목표 층 두께 (dsoll)가 조정된 기재 (52)에서 70㎛와 같으면, 예를 들어, 0.48의 측정 값이 그 결과이다. 투자율 μr1을 갖는 기재 (52)의 투자율의 변화에 기인하여 측정값 0.56이 대신 결정된다. 그러나, 사용된 조정 특성 곡선 (55)에서 두께의 계산은 100㎛와 동일한 dmess의 잘못된 층 두께를 초래한다. 따라서, 전술한 층 두께 편차 Δd(μr)는 기재의 투자율 변화의 결과이다. 이는 미리 결정된 다양한 투자율과 함께 조정에서 체계적으로 결정되고 검출될 수 있다. 결과적으로, 조정된 층 두께의 결정과 함께 투자율의 보상을 위해 제 1 필요 정보 성분이 검출된다.
도 4에서, 층 두께 편차 (Δd)가 정규화된 측정 신호 (xn)의 함수로서 도시된 도면이 도시된다. 이러한 층 두께 편차는 도 4의 투자율 μr1 및 μr2에 대해 설명된다. 결과적으로, 특성 곡선 (55)에 따른 원래의 조정의 경우에, X 축 상에 있는 라인이 나오고, 투자율 μr2에 대해서는 특성 곡선 57이 나오고, μr1에 대해서는 특성 곡선 56이 나타난다. 이 다이어그램은 제 1 코일 쌍 (38)과의 층 두께 편차를 도시한다. 이로부터, 도 3에 따른 값 0.56에서 시작하는 투자율 μr1에 대해, 예를 들어, 28㎛의 층 두께 편차가 나타나고, μr2의 경우, 예를 들어 11㎛의 층 두께 편차가 나타난다. 이것은 수정되어야 한다.
제 1 및 제 2 코일 쌍 (38, 44)이 이제는 개별적으로 고려된다면, 도 5에 따른 다이어그램에 도시된 바와 같이 상이한 특성 곡선 코스가 나타난다. 제 1 또는 내부 코일 쌍 (38)에 대한 특성 곡선 (55, 56 및 57)은 차례로 제 2 코일 쌍 (44) 또는 외부 코일 쌍의 대응하는 특성 곡선 (65, 66 및 67)으로부터 멀어진다. 또한, 예를 들어, 코일 쌍 (44)에 대한 xn이 0.35이고, 코일 쌍 (38)에 대한 xn이 0.56 인 두 측정 지점의 비교의 결과로서, 내부 및 외부 코일 쌍들 (38, 44)은 예를 들어 38㎛의 
차이를 야기한다 (도 6의 점 68 참조).
제 1 코일 쌍 (38)과 제 2 코일 쌍 (44)의 상이한 의존성으로부터의 투자율을 규정하기 위해, 제 1 및 제 2 코일 쌍 (38, 44)의 차이 
는 도 6에 따라 제 1 코일 쌍 (38)의 정규화된 계수율의 함수로서 고려될 수 있다. 기재 (52)의 투자율의 이러한 의존성 
은 투자율의 보상을 위한 제 2 필요 정보 성분에 대응하고, 예를 들면, 
와 같이 내부 코일 쌍 (38)의 정규화된 계수율 xn의 함수로서 설명된다. 이 함수는 μr에 따라 풀 수 있으며 층 두께 편차의 함수로 삽입될 수 있다. 결과적으로, 투자율의 파라미터는 제거될 수 있고, 원하는 층 두께 편차 Δd는 여전히 이용 가능한 파라미터
와 
의 함수일 뿐이다. 이로부터 2-파라미터 투자율 보상 함수 
가 나타난다.
이로부터 조정된 층 두께 
가 나타난다. 따라서, 조정된 층 두께는 투자율 영향에 의해 수정된 층 두께이며, 상기 층 두께는 기재 (52)의 정확한 투자율이 알려지거나 측정될 필요 없이 측정 될 수 있다.
이러한 측정 신호의 평가 및 검출의 결과로서, 소정의 투자율로 조정된 측정 프로브 (11)는 미지의 층 두께와 미지의 기재 (52)를 갖는 측정 대상물 (20) 상에 배치될 수 있게 된다. 평가 장치 (13)는 제 1 및 제 2 코일 쌍 (38, 44)의 정규화된 계수율 xn를 결정한다. 이것으로부터, 대응하는 잘못된 층 두께 d1 또는 da가 측정 프로브 (11)의 층 두께 조정 함수를 통해 계산되고, 이것으로부터 층 두께 편차 
의 내부 크기가 계산된다. 2 차원 투자율 보상 함수 
로부터 측정 값에 필요한 수정을 추가하여 투자율 영향을 보상할 수 있다.
Claims (7)
- 투자율이 알려지지 않은 자화 가능한 기재 (52) 상의 비자성 층 (51)의 두께를 측정하는 방법으로서, 프로브 헤드 (17)를 가지며, 공통 기하 축 (16) 상에 놓여 있고 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)이 제 1 코일 쌍 (38)을 형성하는 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)을 갖는 포트 코어 (31)를 가지며, 공통 축 (16)에 베어링 칼로트 (21)를 가지는, 측정 프로브 (11)를 이용한 상기 방법에 있어서,
상기 기재 (52) 상의 상기 층 (51)의 두께를 측정하기 위해 상기 프로브 헤드 (17)가 상기 층 (51) 상에 배치되고,
제 1 상호 작용 체적은 상기 포트 코어 (31)에 의해 야기되는 필드 집속으로 상기 제 1 코일 쌍 (38)에 의해 검출되고,
제 2 상호 작용 체적은 상기 포트 코어 (31)에 의한 필드 집속 없이 상기 포트 코어 (31) 외부에 상기 기하학적 축 (16)을 공동으로 배치되고 제 1 및 제 2 코일 (42, 43)을 갖는 제 2 코일 쌍 (44)에 의해 검출되며,
검출된 제 1 및 제 2 상호 작용 체적은 평가 장치 (13)에서 처리되고, 측정되는 층 (51)이 적용되는 기재 (52)의 투자율을 보상하기 위해 서로 비교되고, 기재(52)의 투자율의 영향에 의해 조정된 측정 층 (51)에 대한 층 두께가 출력되는 상기 방법. - 제1항에 있어서,
상기 측정의 과정에서 검출된 상호 작용 체적들이 평가되어 상기 조정된 측정 층의 두께가 공식에 따라 결정되며,
크기 dmess는 상기 제 1 코일 쌍 (38)의 상기 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)의 정규화된 계수율로부터 측정된 층 두께이며,은 제 1 코일 쌍 (38)의 정규화된 계수율
의 함수로서 기재 (52)의 가변 투자율에 사용되는 코일쌍들(38, 44) 사이의 층 두께 편차
로부터 나온 2 차원 투자율 함수이며, 바람직하게는 상기 각각의 투자율은 필요하지 않는 상기 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 측정의 과정에서 검출된 상호 작용 체적이 평가되고, 상기 조정된 층 두께가 공식에 따라 결정되며,
크기 dmess는 상기 제 1 코일 쌍 (38)의 상기 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)의 정규화된 계수율로부터 측정된 층 두께이며,은 제 1 코일 쌍 (38)의 정규화된 계수율
의 함수로서 기재 (52)의 가변 투자율에 사용되는 코일쌍들(38, 44) 사이의 층 두께 편차
로부터 나온 2 차원 투자율 함수이며, 바람직하게는 상기 각각의 투자율은 필요하지 않는 상기 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 측정의 과정에서 검출된 상호 작용 체적이 평가되고, 상기 조정된 층 두께가 공식에 따라 결정되며,
크기는 식
에 따라 결정되고, 크기
는 상기 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)의 측정된 정규화된 계수율이며,
는 제 1 코일 쌍 (38)의 정규화된 계수율
의 함수로서 기재 (52)의 가변 투자율에 사용되는 정규화된 계수율들의 편차
로부터 나온 2 차원 투자율 보상 함수이며, 바람직하게는 상기 각각의 투자율은 필요하지 않는 상기 방법.
- 이전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 및 제 2 코일 쌍 (38, 44)에 대한 제 1 베이스 조정은 기재 (52)의 여러 상이한 투자율에 대한 층 두께를 결정하기 위한 측정을 수행하기 전에 수행되는 상기 방법. - 이전 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상호 작용 체적을 검출하기 위해 제 1 및 제 2 코일 쌍 (38, 44)이 차례로 또는 동시에 제어되는 상기 방법. - 청구항1 내지 청구항6 중 어느 하나의 방법을 수행하기 위한, 자화 가능한 기재 (52) 상의 비자성 층 (51)의 두께를 측정하는 장치로서, 프로브 헤드 (17)를 가지며, 공통 종축 (16) 상에 놓여 있고 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)이 제 1 코일 쌍 (38)을 형성하는 제 1 및 제 2 코일 (36, 37)을 갖는 포트 코어 (31)를 가지며, 공통 종축 (16)에 배치된 베어링 칼로트 (21)를 가지는, 측정 프로브 (11)를 이용한 상기 장치에 있어서, 제 1 및 제 2 코일 (42, 43)을 갖는 제 2 코일 쌍 (44)이 상기 포트 코어 (31) 외부에 상기 종축 (16)을 공동으로 제공되고, 코일들(42, 43)은 상기 종축(16)에 동축으로 정렬된 상기 장치.
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