導電性の材料から成る層の厚さを無接触に突き止めるための方法
部品（１７）の導電性材料から成る層（２０）の厚さを無接触で突き止めるための方法において、コイル体（１３）とコイル（１４）とから成るセンサが測定すべき部品（１７）の近傍に位置決めされる。この方法は誘導および渦電流原理の組み合わせに基づいている。コイル（１４）に第１の交流電流周波数ｆ１および第２の交流電流周波数ｆ２が供給されかつそのインダクタンス変化が評価される複数の測定および評価ステップにより、層（２０）の厚さが突き止められる。その際コイル体（１３）、従ってまたコイル（１４）と部品（１７）との距離は第２の交流電流周波数ｆ２が供給されるコイル（１４）のインダクタンス値から導出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明はＤＥ１９６５２７５０Ｃ２から公知の、導電性の材料から成る層、殊にクロム層の厚さを無接触に突き止めるための方法から出発している。この方法は誘導および渦電流原理の組み合わせに基づいている。この測定法を実施するために、コイルおよびコイル体から成っているセンサがばねを用いて測定すべき部品の表面に対して押し付けられる。コイルに交流電流が流れかつそのインダクタンス変化が評価されるという複数の測定および評価ステップにより層の厚さが突き止められることになる。その際、例えば部品の材料特性の変動によるまたは汚れまたは摩耗によって生じる、コイルと部品との間の距離の差異が原因で発生する測定エラーは、正規値を導入して低減することができる。これにより測定されたインダクタンス値と相応の層厚との間の一義的な対応付けも保証される。
【０００２】
発明の利点
独立請求項の特徴部分に記載の構成を有する導電性の材料から成る層の厚さを突き止めるための本発明の方法は、無接触測定が可能になるという利点を有している。これにより測定対象に優しい、高速な方法が用意される。更にセンサおよび／または表面損傷の危険性が取り除かれる。
【０００３】
更に従来の接触測定の場合には検査されるべき層を備えた測定対象はばね弾性的に支承されたコイル体上に載置されかるコイル体に向かって圧着されて、測定対象とコイル体との面平行な接触接続が保証されるようにされる。その際コイルに導かれているコイル接続ワイヤは自然と一緒に運動され、それ故に繰り返される測定後には著しい摩耗によって破断する可能性がある。本発明の無接触測定ではコイル体の運動、ひいてはコイル接続ワイヤの破断が回避される。
【０００４】
無接触測定では基本的に、測定対象の無視することができない製造偏差が問題になる可能性がある。零にはならない製造偏差に基づいて空隙、すなわちコイル体と、ひいてはコイルと測定対象との間の距離が測定の度に変動する可能性がある。ここから生じる測定結果の歪みは本発明により大幅に低減され、その結果測定対象を測定サイクルの度にコイル体に圧着して、距離の変動が回避されるようにする必要はない。
【０００５】
その際本発明の方法は、従来技術から提供されるすべての有利な特徴も持っている。殊に大量生産において製造される成層部品は連続的に循環的に行われる測定方法において検査されるようにすることができる。
【０００６】
従属請求項および明細書に記載された構成によって、独立請求項に記載された方法を有利に発展および改善することができる。
【０００７】
図面
次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【０００８】
図１には測定装置の構成が略示されている。
【０００９】
図２において、測定コイルのインダクタンスＬの特性が突き止めるべき層の厚さａに関して、種々異なっている距離についておよび突き止めるべき層の下方にある材料の種々異なっている材料特性αもしくはβについて図示されている。
【００１０】
図３には、図２に使用されている、測定コイルと測定対象との間種々異なっている距離の比が図示されている。
【００１１】
図４にはコイルインダクタンスの、空隙（コイル体−測定対象間距離）、層厚および使用される周波数に対する依存性が示されている。
【００１２】
図５には、コイルのインダクタンスおよびコイル体−測定対象間距離についてコイルインダクタンスおよび特性量が図示されている。
【００１３】
図６には、複数の較正特性曲線を有する較正特性曲線群が示されており、ここでそれぞれ個々のものは具体的な、相互に異なっている距離ｄに対して該当している。
【００１４】
実施例の説明
本発明の測定方法はいわゆるインダクタンス−渦電流測定原理に基づいている。この方法を実施するための装置の１形態はＤＥ１９６５２７５０Ｃ２から公知である。図１にはこのために使用されるセンサ１０の構造が図示されている。この公報において部品１７はコイル体１３上に載置され、これに対して本発明の方法では無接触の測定が可能である。センサ１０は基体１２の切り欠き１１に配置されておりかつコイル体１３から成っており、コイル体に交流電流が流れるコイル１４が取り付けられている。コイル１４は例えばフラットコイルまたはリングコイルとして実現されていてよい。コイル体１３は有利には非導電性でかつ非強磁性材料、例えば合成樹脂から成っており、かつほぼ摩擦なく切り欠き１１にガイドされる。監視すべき部品１７はガイド体１８に挿入され、該ガイド体が部品１７とコイル１４を相互に位置整定する。ばね１９を用いてコイル体１３、従ってコイル１４は部品１７の表面に対して圧縮されるが、このことは本願発明の方法では必要ない。表面は突き止めるべき層２０を有している。部品１７は例えば噴射弁の管部であり、その場合には層２０はクロム層である。コイル１４に交流電流が流れると、交番磁場が生成される。この磁場はクロム層並びにその下方にある、部品１７の強磁性の材料から成る材料層をも貫通する。
【００１５】
その場合クロム層には渦電流効果のみが作用し、一方部品１７の強磁性材料においては誘導および渦電流効果が有効である。次に、それぞれの別の部分が存在しないとした場合に生じるはずのそれぞれの測定効果について詳細に検討したい。コイル１４に交流電流が貫流しかつコイル１４の交番磁場が良導電性だが非強磁性の材料のみを検出する、すなわちクロム層１０だけがコイル１４の交番磁場によって捕捉検出されると、いわゆる渦電流効果だけが作用する。良導電性だが非強磁性の材料において形成される渦電流に基づいてコイル１４のインダクタンスの低減が生じる。
【００１６】
次に交流電流が貫流するコイル１４の磁場の、コイルに対向している強磁性材料、すなわち部品１７の材料に対する作用について説明する。交流電流が貫流するコイル１４の交番磁場は部品１７の材料を捕捉検出する。導電性であってかつ強磁性の材料においては強磁性効果も渦電流効果も作用することを指摘しておく。渦電流効果が測定コイル１４のインダクタンスの低減を引き起こす一方、本明細書ではインダクティブ効果とも称される強磁性効果が測定コイル１４のインダクタンスを高めるように働く。２つの効果のいずれが優勢であるかは主に、コイル１４を貫流する交流電流の周波数と、部品１７の材料特性とに依存している。これら２つの測定効果がクロム層を有する部品１７に対してどのように作用するかを考えると、クロム層が厚くなればなるほど磁場はますます弱く形成され、ひいてはコイル１４のインダクタンスはますます弱くなる。図２にはα１で、クロム層の増加していく厚さに関して測定コイル１４のインダクタンスの低下していく特性経過を示している相応の測定曲線が図示されている。
【００１７】
しかし層厚ａに関するインダクタンスＬの測定曲線の特性経過は部品１７の材料特性、すなわち例えば電気抵抗、材料の透磁性およびコイル体１３もしくはコイル１４と測定されるべき表面との間の距離に依存している。例えば汚れまたはコイル体１３の摩耗が原因で測定コイル１４とクロム層との間の距離が変化すると、層厚ａに関してインダクタンスＬの特性経過に種々様々な曲線が生じる。図２には、種々の信号経過特性例が描かれている。ここで特性曲線α１，α２，α３およびα４は、測定コイル１４と監視すべきであるクロム層との間の距離が種々様々であるが、部品１７の材料特性は同じであるとした場合の、インダクタンスＬの経過特性を層厚ａに関して示している。この場合図３にはコイル１４と監視すべきであるクロム層との間の距離αの大きさが図示されている。距離がα１からα４にかけてますます大きくなることが分かる。特性曲線β１ないしβ４の方は、部品１７の材料特性が第２の場合の、測定コイルと監視すべきクロム層との間の距離の変化を表している。図２の線図から、測定されたインダクタンス値Ｌに多数の可能な層厚を割り当てることができることが分かる。インダクタンスの代わりにコイル１４の交流電流抵抗値が評価されるようにすることもできる。
【００１８】
従来技術から、求められたインダクタンス値から正規化を実施して、一義的に割り当て可能な測定値を提供しかつ上述した測定エラーが生じないようにすることが公知である。このために全体として３つの測定が実施される、つまり測定対象によるそれぞれ１回の前測定および後測定と専ら導電性の材料から成る層に対する正規化のための１回の測定。正規化のための測定はそれぞれの実例に対して実施される必要はない。そうではなくて原則的には、正規化のための測定はセンサ交代の際にだけ実施されかつ場合によっては測定装置を時間的に間をおいて較正することで十分である。
【００１９】
そこで本発明の方法により、無接触測定も可能になる。無接触測定における基本的な問題は、コイル体１３、ひいてはコイル１４と測定対象との間の距離の変動である。本明細書においてコイル体１３−測定対象間距離は短縮形「距離」または「エアギャップ」とも称される。零とは異なっている、測定対象としての部品の製造偏差が距離の変動に関わってくる。実際には製造偏差は例えば噴射弁管部の場合０．２ｍｍである。測定装置が０．１ｍｍの最小許容偏差を有していると仮定して、距離、すなわちコイル体１３と部品１７との間のエアギャップがサンプル毎に０．１ｍｍないし０．３ｍｍ変動する可能性がある。ここでは最小距離は０．１ｍｍでかつ最大距離は０．３ｍｍである。層厚を無接触に突き止めるために従来技術から公知の測定および評価ステップによる方法が実施されると、上に説明した距離変動は有利な測定条件の場合にはほんの僅かだけ測定精度を悪くする可能性がある。けれども前および後測定を含めて、それぞれの測定において正規化のための測定が付加的に実施されなければならない。２周波数測定法の以下に行う説明によって、変動するエアギャップにも拘わらず層厚をどのようにして満足できる程度に正確に突き止めることができ、しかもその場合にそれぞれの測定サイクルにおいてセンサにおける正規部品を位置決めしたり、正規化のための測定を実施する必要もないのかを明らかにする。
【００２０】
本発明の、層の厚さを突き止めるための方法は、従来技術から公知であるように、複数の測定および評価ステップにおいて実施される。部品１７の成膜の前に所謂第１の前測定においてコイル１４のインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１が求められる。ここでインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１の第１のインデックス「０」は成膜（層）の厚さを意味し（０＝成膜されていない）、第２のインデックス「ｄ」はコイル体１３との間の距離の瞬間値（ｄはこれから突き止めるべきもの）、および最後に第３のインデックス「ｆｌ」はコイル１４に供給する交流電流周波数ｆｌ（ｆｌは調整設定される）を意味している。測定期間の間コイル１４は部品１７の、コイル１４の方を向いているまだ成膜されていない表面（測定面）に配向されており、その際コイル体１３と部品１７の表面との間に距離ｄが形成される。距離の正確な値ｄはこの時点でまだ分かっておらずかつそれ故にこれから求められなければならない。測定は成膜されていない部品１７の材料に対してだけ行われる。コイル１４に供給される交流電流周波数ｆｌは高周波領域の周波数であり、適当な値は例えば４ＭＨｚである。インダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１の大きさは更に、部品１７の性質、殊にその磁気および電気的な特性に依存している。部品１７のこの性質は大量生産において変動する可能性がある。それ故にインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１はそれぞれ個々の部品１７に対する測定方法の開始時に求められるべきでありかつデータメモリに対応付けされて記憶しておくべきものである。
【００２１】
第１の高周波の前測定は正規値を求めるために用いられる。次にこれに対して補足的に、従来技術の方法とは異なって、第２の交流電流周波数ｆ２を用いた第２の前測定が実施される。第２の交流電流周波数ｆ２は低周波領域の周波数であり、適当な値は例えば５ｋＨｚである。第１および第２の前測定は同じ装置により実際には同時に実施される。というのは、交流電流周波数ｆｌから交流電流周波数ｆ２への変化は秒の僅か分数部分で実施されるからである。ここから結果として得られるインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１はコイル体１３と部品１７との間の距離ｄを求めるために用いられる。
【００２２】
図４に基づいて、種々様々な目的のための種々の周波数領域からの２つの周波数の選択について説明する。図４から、コイル１４の測定されたインダクタンスＬの、コイル体１３と測定対象との間の距離、層厚ａおよび使用の交流電流周波数ｆに対する依存性が読み取れる。曲線対１，２，３および４は距離値がｄ＝０ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍおよび０．３ｍｍと種々異なっている場合のインダクタンスねの特性経過を示している。それぞれの距離値ｄにおいて成膜のない場合の測定およびａ＝７μｍのクロムが成膜されている場合の測定が実施され、その際図４において成膜されていない場合の測定を表している曲線にはポイントまたは類似のマークが曲線上に施されている。それぞれ成膜されてないおよび７μｍのクロムが成膜されている部品１７において距離ｄが異なっている４つの場合の広範な周波数領域に関するコイル１４のインダクタンス値の経過特性は、主として低周波領域、例えば３０ｋＨｚの領域において、距離が変わると測定ストロークが大きくなりかつ高周波領域、例えば３ＭＨｚにおいて層厚が変化すると測定ストロークが大きくなることを示している。
【００２３】
例として層厚変化が原因で生じる、距離ｄ＝０ｍｍの場合の測定ストローク５および距離ｄ＝０．３ｍｍの場合の測定ストローク６が図示されている。
【００２４】
センサ交換を容易にするために、第２の前測定から求められたインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１を直接距離値に変換せずに、まずアルゴリズムを用いてディメンジョンのない特性値Ｋに変えることが有意味でありかつ有用である。それからこの特性値Ｋは既に調べられかつ記憶されている距離特性曲線を用いて具体的な距離値ｄに変換される。特性値Ｋは式（１）を用いて求められる：
【数１】
ここで
Ｌ０，ｄ，ｆ２＝第２の前測定のインダクタンス値,
Ｌ０，ｍｉｎ，ｆ２＝コイル１３と測定対象との間の最小の距離におけるインダクタンス値,
Ｌ０，ｍａｘ，ｆ２＝コイル１３と測定対象との間の最大の距離におけるインダクタンス,
値Ａ＝一定の係数。
【００２５】
コイル１４の両極のインダクタンス値Ｌ０，ｍｉｎ，ｆ２およびＬ０，ｍａｘ，ｆ２は、コイル体１３と部品１７または一般に測定対象との間の最小もしくは最大の距離ｄにおいて結果生じるものである。例えば最小距離は０．１ｍｍをとることができ、最大距離は０．３ｍｍをとることができる。図５にはコイル１４のインダクタンスＬおよび式（１）から求められた特性値Ｋが距離ｄに関してプロットされている。インダクタンス７もしくは距離特性曲線８から分かるように、インダクタンスもしくは特性値は最小距離のところで最大でありかつ距離が大きくなるにつれて徐々に低下していく。
【００２６】
第２の前測定において距離ｄの値が最大距離であるとき、勿論Ｌ０，ｄ，ｆ２−Ｌ０，ｍａｘ，ｆ２は消失しかつ特性値は零に等しい。距離特性曲線がいったん調べられた後では、それは常に特性値Ｋを距離ｄの値に変換するために用いることができる。殊に、センサ１０、従ってまたコイル１４の交換時でさえ、測定技術的に重要な、幾何学的なコイルサイズがある程度の範囲内でしか異なっていないときには、新しい距離特性曲線を調べる必要はない。このような場合、Ｌ０，ｍａｘ，ｆ２およびＬ０，ｍｉｎ，ｆ２を求めるための測定だけを実施しかつ値を記憶することで十分である。一定の係数Ａは任意の正の数であってよく、実際にはＡは１０の倍数、例えば１００である。
【００２７】
引き続いて部品１７は相応の成膜装置においてクロム層を備えられる。その後に、上述した前測定と、部品１７の同じ箇所で実施される第３の、すなわち所謂後測定が行われる。その際測定装置は、前測定および後測定における距離ｄが同じ大きさであるように構成されていなければいけない。その際測定コイル１４のインダクタンス値Ｌｘ，ｄ，ｆ１が生じ、その際第１のインデックス「ｘ」は層厚ａの突き止めるべき値を表し、第２のインデックス「ｄ」はコイル体１３と成膜された部品１７との間の距離を表しかつ第３のインデックス「ｆｌ」はコイル１４に供給される交流電流周波数を表している。インダクタンス値Ｌｘ，ｄ．ｆ１の大きさはとりわけ、クロム層の厚さおよび部品１７の材料特性によって定められる。２つの求められたインダクタンス値Ｌ０，ｄ、ｆ１もしくはＬｘ，ｄ，ｆ１がそれぞれ一義的に同一の部品１７に対応付けできることが保証されなければならない。
【００２８】
これら２つのインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１もしくはＬｘ，ｄ，ｆ１は次いで、アルゴリズムを用いて正規値に、すなわち相応の層厚ａに対応付けることが可能であるディメンジョンのない特性数に変換される。この正規値はここでは測定値Ｍｅと称される。この正規値形成を実施することができるように、インダクタンス値Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１およびＬ０，ＡＢ，ｆ１が求められるもしくはこれら値は予め測定されかつ記憶されている。インダクタンス値Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１は、測定対象においてクロム層に対してだけ１回の測定が実施されるときに得られ、その際コイル体１３と測定対象との間の距離ｄの値はＡＢである。その際測定対象の表面は、それが実際にコイル１４の全体の磁場を遮蔽する程度の厚さのクロム層を有していなければならず、そうしておけば測定対象の強磁性の基本材料において誘導効果も渦電流効果も作用するおそれはない。場合によっては測定対象においてクロムに代わって別の導電性だが、非強磁性の材料を代替として使用してもよかろう。インダクタンス値Ｌ０，ＡＢ，ｆ１は、強磁性材料から成る測定対象においてだけ１回の測定が実施されるときに得られ、その際コイル体１３と測定対象との間の距離ｄの値はＡＢである。２つのインダクタンス値Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１およびＬ０，ＡＢ，ｆ１に対して高周波の交流電流周波数ｆｌが使用される。次に式（２）に相応して正規値または測定値Ｍｅが次のように求められる：
【数２】
ここで
Ｌｘ，ｄ，ｆ１＝後測定のインダクタンス値、
Ｌ０，ｄ，ｆ１＝第１の前測定のインダクタンス値、
Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１＝導電性材料から成る測定対象に対してのみの１回の測定におけるコイル１４のインダクタンス値、ここでコイル体１３と測定対象との間の距離ｄはＡＢであり、
Ｌ０，ＡＢ，ｆ１＝強磁性材料から成る測定対象に対してのみの１回の測定におけるコイル１４のインダクタンス値、ここでコイル体１３と測定対象との間の距離ｄはＡＢであり、
Ｂ＝一定の係数である。
【００２９】
一定の係数Ｂは任意の正の数であってよく、実際にはＢは１０の倍数、例えば１０００である。コイル体１３と測定対象との間の距離ｄの可能な値ＡＢとして、コイル体１３と測定対象との間の最小および最大の距離の合計の１／２を選択することができる。典型的な値は実際にはＡＢ＝０．２ｍｍである。一定の係数ＢおよびＡＢおよび測定されたインダクタンス値に対するこれらの具体的な値により、上に示した式（２）に従って−従来技術の唯一の較正曲線を用いるこれまでの測定方法とは異なって−具体的な、相互に相異している距離ｄに対してそれぞれ当てはまる複数の較正曲線が調べられる。その際パラメータとして距離が用いられる。例えば１２の較正曲線全体が、図６に示された較正曲線群を形成している。それぞれ個々の較正曲線は所定の距離値を表しておりかつこれらの距離値に対して層厚ａの徳江畏敬かを正規値の領域に関して示している。測定値Ｍｅが層厚ａに変換されると勿論、距離パラメータ値は距離ｄの求められた値に対して最も僅かな偏差を有しているところの較正曲線が選択される。理想の場合最小の偏差は零に等しい。
【００３０】
この測定方法は、測定すべき部材が−サンプルに関連して−十分に一定であるとき、使用することができる。この変わりなさをチェックすることが望ましい。
【００３１】
誘導的な交流電流−層厚測定において、測定装置は、これが接触するまたは電磁入力結合によって変化する（アース問題が考慮されるべきである）とき、誘導または容量結合インピーダンスによる測定信号の歪みが生じないように構成されていなければならない。重要な接触エラーが生じているかどうかは、測定装置の構造形式および搬送波周波数に依存している。その際次のような傾向がある：搬送波周波数が高ければ高いほど、接触エラーの発生の危険は大きくなる。（これらの関係はＤＥ１９６５２７５０Ｃ２およびその他の特許明細書に記載されている、同じ物理的な基本原理により動作する測定方法に対しても言えることである）。
【００３２】
最後に以下の点を付記しておく：測定装置およびセンサの直接的な接触だけが測定エラーを引き起こすのではなく、間接的な接触もその原因になる。間接的な接触に対する例：測定装置からセンサへのリードケーブルは金属プレート上またはその近傍にある。この金属プレートが接触すると、接触箇所がケーブル位置から比較的離れているときでも、測定エラーを引き起こす可能性がある。場合によってはこの種の測定エラーの発生は公知のメソッドを用いて妨げられるようにする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】測定装置の構成の略図
【図２】種々異なっている距離についておよび突き止めるべき層の下方にある材料の種々異なっている材料特性αもしくはβについての測定コイルのインダクタンスＬの特性図
【図３】図２に使用されている、測定コイルと測定対象との間の種々異なっている距離の比を示す図
【図４】コイルインダクタンスの、空隙（コイル体−測定対象間距離）、層厚および使用される周波数に対する依存性を示す図
【図５】コイルのインダクタンスおよびコイル体−測定対象間距離についてコイルインダクタンスおよび特性量を示す図
【図６】複数の較正特性曲線を有する較正特性曲線群の図
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明はＤＥ１９６５２７５０Ｃ２から公知の、導電性の材料から成る層、殊にクロム層の厚さを無接触に突き止めるための方法から出発している。この方法は誘導および渦電流原理の組み合わせに基づいている。この測定法を実施するために、コイルおよびコイル体から成っているセンサがばねを用いて測定すべき部品の表面に対して押し付けられる。コイルに交流電流が流れかつそのインダクタンス変化が評価されるという複数の測定および評価ステップにより層の厚さが突き止められることになる。その際、例えば部品の材料特性の変動によるまたは汚れまたは摩耗によって生じる、コイルと部品との間の距離の差異が原因で発生する測定エラーは、正規値を導入して低減することができる。これにより測定されたインダクタンス値と相応の層厚との間の一義的な対応付けも保証される。
【０００２】
発明の利点
独立請求項の特徴部分に記載の構成を有する導電性の材料から成る層の厚さを突き止めるための本発明の方法は、無接触測定が可能になるという利点を有している。これにより測定対象に優しい、高速な方法が用意される。更にセンサおよび／または表面損傷の危険性が取り除かれる。
【０００３】
更に従来の接触測定の場合には検査されるべき層を備えた測定対象はばね弾性的に支承されたコイル体上に載置されかるコイル体に向かって圧着されて、測定対象とコイル体との面平行な接触接続が保証されるようにされる。その際コイルに導かれているコイル接続ワイヤは自然と一緒に運動され、それ故に繰り返される測定後には著しい摩耗によって破断する可能性がある。本発明の無接触測定ではコイル体の運動、ひいてはコイル接続ワイヤの破断が回避される。
【０００４】
無接触測定では基本的に、測定対象の無視することができない製造偏差が問題になる可能性がある。零にはならない製造偏差に基づいて空隙、すなわちコイル体と、ひいてはコイルと測定対象との間の距離が測定の度に変動する可能性がある。ここから生じる測定結果の歪みは本発明により大幅に低減され、その結果測定対象を測定サイクルの度にコイル体に圧着して、距離の変動が回避されるようにする必要はない。
【０００５】
その際本発明の方法は、従来技術から提供されるすべての有利な特徴も持っている。殊に大量生産において製造される成層部品は連続的に循環的に行われる測定方法において検査されるようにすることができる。
【０００６】
従属請求項および明細書に記載された構成によって、独立請求項に記載された方法を有利に発展および改善することができる。
【０００７】
図面
次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【０００８】
図１には測定装置の構成が略示されている。
【０００９】
図２において、測定コイルのインダクタンスＬの特性が突き止めるべき層の厚さａに関して、種々異なっている距離についておよび突き止めるべき層の下方にある材料の種々異なっている材料特性αもしくはβについて図示されている。
【００１０】
図３には、図２に使用されている、測定コイルと測定対象との間種々異なっている距離の比が図示されている。
【００１１】
図４にはコイルインダクタンスの、空隙（コイル体−測定対象間距離）、層厚および使用される周波数に対する依存性が示されている。
【００１２】
図５には、コイルのインダクタンスおよびコイル体−測定対象間距離についてコイルインダクタンスおよび特性量が図示されている。
【００１３】
図６には、複数の較正特性曲線を有する較正特性曲線群が示されており、ここでそれぞれ個々のものは具体的な、相互に異なっている距離ｄに対して該当している。
【００１４】
実施例の説明
本発明の測定方法はいわゆるインダクタンス−渦電流測定原理に基づいている。この方法を実施するための装置の１形態はＤＥ１９６５２７５０Ｃ２から公知である。図１にはこのために使用されるセンサ１０の構造が図示されている。この公報において部品１７はコイル体１３上に載置され、これに対して本発明の方法では無接触の測定が可能である。センサ１０は基体１２の切り欠き１１に配置されておりかつコイル体１３から成っており、コイル体に交流電流が流れるコイル１４が取り付けられている。コイル１４は例えばフラットコイルまたはリングコイルとして実現されていてよい。コイル体１３は有利には非導電性でかつ非強磁性材料、例えば合成樹脂から成っており、かつほぼ摩擦なく切り欠き１１にガイドされる。監視すべき部品１７はガイド体１８に挿入され、該ガイド体が部品１７とコイル１４を相互に位置整定する。ばね１９を用いてコイル体１３、従ってコイル１４は部品１７の表面に対して圧縮されるが、このことは本願発明の方法では必要ない。表面は突き止めるべき層２０を有している。部品１７は例えば噴射弁の管部であり、その場合には層２０はクロム層である。コイル１４に交流電流が流れると、交番磁場が生成される。この磁場はクロム層並びにその下方にある、部品１７の強磁性の材料から成る材料層をも貫通する。
【００１５】
その場合クロム層には渦電流効果のみが作用し、一方部品１７の強磁性材料においては誘導および渦電流効果が有効である。次に、それぞれの別の部分が存在しないとした場合に生じるはずのそれぞれの測定効果について詳細に検討したい。コイル１４に交流電流が貫流しかつコイル１４の交番磁場が良導電性だが非強磁性の材料のみを検出する、すなわちクロム層１０だけがコイル１４の交番磁場によって捕捉検出されると、いわゆる渦電流効果だけが作用する。良導電性だが非強磁性の材料において形成される渦電流に基づいてコイル１４のインダクタンスの低減が生じる。
【００１６】
次に交流電流が貫流するコイル１４の磁場の、コイルに対向している強磁性材料、すなわち部品１７の材料に対する作用について説明する。交流電流が貫流するコイル１４の交番磁場は部品１７の材料を捕捉検出する。導電性であってかつ強磁性の材料においては強磁性効果も渦電流効果も作用することを指摘しておく。渦電流効果が測定コイル１４のインダクタンスの低減を引き起こす一方、本明細書ではインダクティブ効果とも称される強磁性効果が測定コイル１４のインダクタンスを高めるように働く。２つの効果のいずれが優勢であるかは主に、コイル１４を貫流する交流電流の周波数と、部品１７の材料特性とに依存している。これら２つの測定効果がクロム層を有する部品１７に対してどのように作用するかを考えると、クロム層が厚くなればなるほど磁場はますます弱く形成され、ひいてはコイル１４のインダクタンスはますます弱くなる。図２にはα１で、クロム層の増加していく厚さに関して測定コイル１４のインダクタンスの低下していく特性経過を示している相応の測定曲線が図示されている。
【００１７】
しかし層厚ａに関するインダクタンスＬの測定曲線の特性経過は部品１７の材料特性、すなわち例えば電気抵抗、材料の透磁性およびコイル体１３もしくはコイル１４と測定されるべき表面との間の距離に依存している。例えば汚れまたはコイル体１３の摩耗が原因で測定コイル１４とクロム層との間の距離が変化すると、層厚ａに関してインダクタンスＬの特性経過に種々様々な曲線が生じる。図２には、種々の信号経過特性例が描かれている。ここで特性曲線α１，α２，α３およびα４は、測定コイル１４と監視すべきであるクロム層との間の距離が種々様々であるが、部品１７の材料特性は同じであるとした場合の、インダクタンスＬの経過特性を層厚ａに関して示している。この場合図３にはコイル１４と監視すべきであるクロム層との間の距離αの大きさが図示されている。距離がα１からα４にかけてますます大きくなることが分かる。特性曲線β１ないしβ４の方は、部品１７の材料特性が第２の場合の、測定コイルと監視すべきクロム層との間の距離の変化を表している。図２の線図から、測定されたインダクタンス値Ｌに多数の可能な層厚を割り当てることができることが分かる。インダクタンスの代わりにコイル１４の交流電流抵抗値が評価されるようにすることもできる。
【００１８】
従来技術から、求められたインダクタンス値から正規化を実施して、一義的に割り当て可能な測定値を提供しかつ上述した測定エラーが生じないようにすることが公知である。このために全体として３つの測定が実施される、つまり測定対象によるそれぞれ１回の前測定および後測定と専ら導電性の材料から成る層に対する正規化のための１回の測定。正規化のための測定はそれぞれの実例に対して実施される必要はない。そうではなくて原則的には、正規化のための測定はセンサ交代の際にだけ実施されかつ場合によっては測定装置を時間的に間をおいて較正することで十分である。
【００１９】
そこで本発明の方法により、無接触測定も可能になる。無接触測定における基本的な問題は、コイル体１３、ひいてはコイル１４と測定対象との間の距離の変動である。本明細書においてコイル体１３−測定対象間距離は短縮形「距離」または「エアギャップ」とも称される。零とは異なっている、測定対象としての部品の製造偏差が距離の変動に関わってくる。実際には製造偏差は例えば噴射弁管部の場合０．２ｍｍである。測定装置が０．１ｍｍの最小許容偏差を有していると仮定して、距離、すなわちコイル体１３と部品１７との間のエアギャップがサンプル毎に０．１ｍｍないし０．３ｍｍ変動する可能性がある。ここでは最小距離は０．１ｍｍでかつ最大距離は０．３ｍｍである。層厚を無接触に突き止めるために従来技術から公知の測定および評価ステップによる方法が実施されると、上に説明した距離変動は有利な測定条件の場合にはほんの僅かだけ測定精度を悪くする可能性がある。けれども前および後測定を含めて、それぞれの測定において正規化のための測定が付加的に実施されなければならない。２周波数測定法の以下に行う説明によって、変動するエアギャップにも拘わらず層厚をどのようにして満足できる程度に正確に突き止めることができ、しかもその場合にそれぞれの測定サイクルにおいてセンサにおける正規部品を位置決めしたり、正規化のための測定を実施する必要もないのかを明らかにする。
【００２０】
本発明の、層の厚さを突き止めるための方法は、従来技術から公知であるように、複数の測定および評価ステップにおいて実施される。部品１７の成膜の前に所謂第１の前測定においてコイル１４のインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１が求められる。ここでインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１の第１のインデックス「０」は成膜（層）の厚さを意味し（０＝成膜されていない）、第２のインデックス「ｄ」はコイル体１３との間の距離の瞬間値（ｄはこれから突き止めるべきもの）、および最後に第３のインデックス「ｆｌ」はコイル１４に供給する交流電流周波数ｆｌ（ｆｌは調整設定される）を意味している。測定期間の間コイル１４は部品１７の、コイル１４の方を向いているまだ成膜されていない表面（測定面）に配向されており、その際コイル体１３と部品１７の表面との間に距離ｄが形成される。距離の正確な値ｄはこの時点でまだ分かっておらずかつそれ故にこれから求められなければならない。測定は成膜されていない部品１７の材料に対してだけ行われる。コイル１４に供給される交流電流周波数ｆｌは高周波領域の周波数であり、適当な値は例えば４ＭＨｚである。インダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１の大きさは更に、部品１７の性質、殊にその磁気および電気的な特性に依存している。部品１７のこの性質は大量生産において変動する可能性がある。それ故にインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１はそれぞれ個々の部品１７に対する測定方法の開始時に求められるべきでありかつデータメモリに対応付けされて記憶しておくべきものである。
【００２１】
第１の高周波の前測定は正規値を求めるために用いられる。次にこれに対して補足的に、従来技術の方法とは異なって、第２の交流電流周波数ｆ２を用いた第２の前測定が実施される。第２の交流電流周波数ｆ２は低周波領域の周波数であり、適当な値は例えば５ｋＨｚである。第１および第２の前測定は同じ装置により実際には同時に実施される。というのは、交流電流周波数ｆｌから交流電流周波数ｆ２への変化は秒の僅か分数部分で実施されるからである。ここから結果として得られるインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１はコイル体１３と部品１７との間の距離ｄを求めるために用いられる。
【００２２】
図４に基づいて、種々様々な目的のための種々の周波数領域からの２つの周波数の選択について説明する。図４から、コイル１４の測定されたインダクタンスＬの、コイル体１３と測定対象との間の距離、層厚ａおよび使用の交流電流周波数ｆに対する依存性が読み取れる。曲線対１，２，３および４は距離値がｄ＝０ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍおよび０．３ｍｍと種々異なっている場合のインダクタンスねの特性経過を示している。それぞれの距離値ｄにおいて成膜のない場合の測定およびａ＝７μｍのクロムが成膜されている場合の測定が実施され、その際図４において成膜されていない場合の測定を表している曲線にはポイントまたは類似のマークが曲線上に施されている。それぞれ成膜されてないおよび７μｍのクロムが成膜されている部品１７において距離ｄが異なっている４つの場合の広範な周波数領域に関するコイル１４のインダクタンス値の経過特性は、主として低周波領域、例えば３０ｋＨｚの領域において、距離が変わると測定ストロークが大きくなりかつ高周波領域、例えば３ＭＨｚにおいて層厚が変化すると測定ストロークが大きくなることを示している。
【００２３】
例として層厚変化が原因で生じる、距離ｄ＝０ｍｍの場合の測定ストローク５および距離ｄ＝０．３ｍｍの場合の測定ストローク６が図示されている。
【００２４】
センサ交換を容易にするために、第２の前測定から求められたインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１を直接距離値に変換せずに、まずアルゴリズムを用いてディメンジョンのない特性値Ｋに変えることが有意味でありかつ有用である。それからこの特性値Ｋは既に調べられかつ記憶されている距離特性曲線を用いて具体的な距離値ｄに変換される。特性値Ｋは式（１）を用いて求められる：
【数１】
ここで
Ｌ０，ｄ，ｆ２＝第２の前測定のインダクタンス値,
Ｌ０，ｍｉｎ，ｆ２＝コイル１３と測定対象との間の最小の距離におけるインダクタンス値,
Ｌ０，ｍａｘ，ｆ２＝コイル１３と測定対象との間の最大の距離におけるインダクタンス,
値Ａ＝一定の係数。
【００２５】
コイル１４の両極のインダクタンス値Ｌ０，ｍｉｎ，ｆ２およびＬ０，ｍａｘ，ｆ２は、コイル体１３と部品１７または一般に測定対象との間の最小もしくは最大の距離ｄにおいて結果生じるものである。例えば最小距離は０．１ｍｍをとることができ、最大距離は０．３ｍｍをとることができる。図５にはコイル１４のインダクタンスＬおよび式（１）から求められた特性値Ｋが距離ｄに関してプロットされている。インダクタンス７もしくは距離特性曲線８から分かるように、インダクタンスもしくは特性値は最小距離のところで最大でありかつ距離が大きくなるにつれて徐々に低下していく。
【００２６】
第２の前測定において距離ｄの値が最大距離であるとき、勿論Ｌ０，ｄ，ｆ２−Ｌ０，ｍａｘ，ｆ２は消失しかつ特性値は零に等しい。距離特性曲線がいったん調べられた後では、それは常に特性値Ｋを距離ｄの値に変換するために用いることができる。殊に、センサ１０、従ってまたコイル１４の交換時でさえ、測定技術的に重要な、幾何学的なコイルサイズがある程度の範囲内でしか異なっていないときには、新しい距離特性曲線を調べる必要はない。このような場合、Ｌ０，ｍａｘ，ｆ２およびＬ０，ｍｉｎ，ｆ２を求めるための測定だけを実施しかつ値を記憶することで十分である。一定の係数Ａは任意の正の数であってよく、実際にはＡは１０の倍数、例えば１００である。
【００２７】
引き続いて部品１７は相応の成膜装置においてクロム層を備えられる。その後に、上述した前測定と、部品１７の同じ箇所で実施される第３の、すなわち所謂後測定が行われる。その際測定装置は、前測定および後測定における距離ｄが同じ大きさであるように構成されていなければいけない。その際測定コイル１４のインダクタンス値Ｌｘ，ｄ，ｆ１が生じ、その際第１のインデックス「ｘ」は層厚ａの突き止めるべき値を表し、第２のインデックス「ｄ」はコイル体１３と成膜された部品１７との間の距離を表しかつ第３のインデックス「ｆｌ」はコイル１４に供給される交流電流周波数を表している。インダクタンス値Ｌｘ，ｄ．ｆ１の大きさはとりわけ、クロム層の厚さおよび部品１７の材料特性によって定められる。２つの求められたインダクタンス値Ｌ０，ｄ、ｆ１もしくはＬｘ，ｄ，ｆ１がそれぞれ一義的に同一の部品１７に対応付けできることが保証されなければならない。
【００２８】
これら２つのインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１もしくはＬｘ，ｄ，ｆ１は次いで、アルゴリズムを用いて正規値に、すなわち相応の層厚ａに対応付けることが可能であるディメンジョンのない特性数に変換される。この正規値はここでは測定値Ｍｅと称される。この正規値形成を実施することができるように、インダクタンス値Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１およびＬ０，ＡＢ，ｆ１が求められるもしくはこれら値は予め測定されかつ記憶されている。インダクタンス値Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１は、測定対象においてクロム層に対してだけ１回の測定が実施されるときに得られ、その際コイル体１３と測定対象との間の距離ｄの値はＡＢである。その際測定対象の表面は、それが実際にコイル１４の全体の磁場を遮蔽する程度の厚さのクロム層を有していなければならず、そうしておけば測定対象の強磁性の基本材料において誘導効果も渦電流効果も作用するおそれはない。場合によっては測定対象においてクロムに代わって別の導電性だが、非強磁性の材料を代替として使用してもよかろう。インダクタンス値Ｌ０，ＡＢ，ｆ１は、強磁性材料から成る測定対象においてだけ１回の測定が実施されるときに得られ、その際コイル体１３と測定対象との間の距離ｄの値はＡＢである。２つのインダクタンス値Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１およびＬ０，ＡＢ，ｆ１に対して高周波の交流電流周波数ｆｌが使用される。次に式（２）に相応して正規値または測定値Ｍｅが次のように求められる：
【数２】
ここで
Ｌｘ，ｄ，ｆ１＝後測定のインダクタンス値、
Ｌ０，ｄ，ｆ１＝第１の前測定のインダクタンス値、
Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１＝導電性材料から成る測定対象に対してのみの１回の測定におけるコイル１４のインダクタンス値、ここでコイル体１３と測定対象との間の距離ｄはＡＢであり、
Ｌ０，ＡＢ，ｆ１＝強磁性材料から成る測定対象に対してのみの１回の測定におけるコイル１４のインダクタンス値、ここでコイル体１３と測定対象との間の距離ｄはＡＢであり、
Ｂ＝一定の係数である。
【００２９】
一定の係数Ｂは任意の正の数であってよく、実際にはＢは１０の倍数、例えば１０００である。コイル体１３と測定対象との間の距離ｄの可能な値ＡＢとして、コイル体１３と測定対象との間の最小および最大の距離の合計の１／２を選択することができる。典型的な値は実際にはＡＢ＝０．２ｍｍである。一定の係数ＢおよびＡＢおよび測定されたインダクタンス値に対するこれらの具体的な値により、上に示した式（２）に従って−従来技術の唯一の較正曲線を用いるこれまでの測定方法とは異なって−具体的な、相互に相異している距離ｄに対してそれぞれ当てはまる複数の較正曲線が調べられる。その際パラメータとして距離が用いられる。例えば１２の較正曲線全体が、図６に示された較正曲線群を形成している。それぞれ個々の較正曲線は所定の距離値を表しておりかつこれらの距離値に対して層厚ａの徳江畏敬かを正規値の領域に関して示している。測定値Ｍｅが層厚ａに変換されると勿論、距離パラメータ値は距離ｄの求められた値に対して最も僅かな偏差を有しているところの較正曲線が選択される。理想の場合最小の偏差は零に等しい。
【００３０】
この測定方法は、測定すべき部材が−サンプルに関連して−十分に一定であるとき、使用することができる。この変わりなさをチェックすることが望ましい。
【００３１】
誘導的な交流電流−層厚測定において、測定装置は、これが接触するまたは電磁入力結合によって変化する（アース問題が考慮されるべきである）とき、誘導または容量結合インピーダンスによる測定信号の歪みが生じないように構成されていなければならない。重要な接触エラーが生じているかどうかは、測定装置の構造形式および搬送波周波数に依存している。その際次のような傾向がある：搬送波周波数が高ければ高いほど、接触エラーの発生の危険は大きくなる。（これらの関係はＤＥ１９６５２７５０Ｃ２およびその他の特許明細書に記載されている、同じ物理的な基本原理により動作する測定方法に対しても言えることである）。
【００３２】
最後に以下の点を付記しておく：測定装置およびセンサの直接的な接触だけが測定エラーを引き起こすのではなく、間接的な接触もその原因になる。間接的な接触に対する例：測定装置からセンサへのリードケーブルは金属プレート上またはその近傍にある。この金属プレートが接触すると、接触箇所がケーブル位置から比較的離れているときでも、測定エラーを引き起こす可能性がある。場合によってはこの種の測定エラーの発生は公知のメソッドを用いて妨げられるようにする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】測定装置の構成の略図
【図２】種々異なっている距離についておよび突き止めるべき層の下方にある材料の種々異なっている材料特性αもしくはβについての測定コイルのインダクタンスＬの特性図
【図３】図２に使用されている、測定コイルと測定対象との間の種々異なっている距離の比を示す図
【図４】コイルインダクタンスの、空隙（コイル体−測定対象間距離）、層厚および使用される周波数に対する依存性を示す図
【図５】コイルのインダクタンスおよびコイル体−測定対象間距離についてコイルインダクタンスおよび特性量を示す図
【図６】複数の較正特性曲線を有する較正特性曲線群の図
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性材料から成る部品（１７）に被膜されている、導電性の材料から成る層（２０）の厚さを無接触に突き止めるための方法であって、
交流電流が流れかつコイル体（１３）に取り付けられている少なくとも１つの測定コイル（１４）を用いて該測定コイルのインダクタンス値変化を評価するという形式の方法において、
強磁性の材料から成る測定対象としての部品（１７）に対してだけの測定においてコイル（１４）のインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１が求められ、ここでコイル（１４）には第１の交流電流周波数ｆ１が供給されかつコイル体（１３）と測定対象との間の距離はｄであり
〔正規値算出のための第１の前測定〕、
強磁性の材料から成る測定対象としての部品（１７）に対してだけの測定においてコイル（１４）のインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ２が求められ、ここでコイル（１４）には第２の交流電流周波数ｆ１が供給されかつコイル体（１３）と測定対象との間の距離はｄであり
〔距離算出のための第２の前測定〕、
求められたインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１がディメンジョンのない特性値Ｋに変換され
〔特性値決定〕、
前記特性値Ｋが距離特性曲線を用いて距離ｄの値に変換され
〔距離決定〕、
突き止めるべき層（２０）に対する測定の際にコイル（１４）のインダクタンス値Ｌｘ，ｄ，ｆ１が求められ、ここでコイル（１４）には第１の交流電流周波数ｆ１が供給されかつコイル体（１３）と測定対象との間の距離はｄであり
〔正規値算出のための後測定〕、
求められたインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１およびＬｘ，ｄ，ｆ１がディメンジョンのない測定値Ｍｅに変換され
〔正規値決定〕、
測定値Ｍｅは距離ｄの求められた値を考慮して較正曲線群を用いて層厚値ａに変換される
〔層厚決定〕
という上記測定ステップが実施される方法。
【請求項２】
ディメンジョンのない特性値Ｋが次式（１）を用いて求められ：
【数１】
ここで
Ｌ０，ｄ，ｆ２＝第２の前測定のインダクタンス値、
Ｌ０，ｍｉｎ，ｆ２＝コイル（１３）と測定対象との間の最小の距離におけるインダクタンス値、
Ｌ０，ｍａｘ，ｆ２＝コイル１３と測定対象との間の最大の距離におけるインダクタンス値、
Ａ＝一定の係数
である
請求項１記載の方法。
【請求項３】
係数Ａは１００である
請求項２記載の方法。
【請求項４】
ディメンジョンのない測定値Ｍｅは次式（２）を用いて求められる：
【数２】
ここで
Ｌｘ，ｄ，ｆ１＝後測定のインダクタンス値、
Ｌ０，ｄ，ｆ１＝第１の前測定のインダクタンス値、
Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１＝導電性材料から成る測定対象に対してのみの１回の測定におけるコイル（１４）のインダクタンス値、ここでコイル体１３と測定対象との間の距離ｄはＡＢであり、
Ｌ０，ＡＢ，ｆ１＝強磁性材料から成る測定対象に対してのみの１回の測定におけるコイル（１４）のインダクタンス値、ここでコイル体（１３）と測定対象との間の距離ｄはＡＢであり、
Ｂ＝一定の係数
である
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
一定の係数Ｂは１０００である
請求項４記載の方法。
【請求項６】
第１の交流電流周波数ｆ１は高周波領域の周波数、例えば４ＭＨｚである
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
第２の交流電流周波数ｆ２は低周波領域の周波数、例えば５ｋＨｚである
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
距離ｄの値ＡＢとして、コイル体（１３）と測定対象との間の最小距離と最大距離との和の１／２が選択される
請求項４から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
較正曲線群は複数の較正曲線を有しており、該較正曲線はそれぞれ、具体的な、相互に異なっている距離に該当している
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
較正曲線群から、測定値Ｍｅを層厚値ａに変換するために、距離パラメータ値が求められた距離ｄに対して最小の偏差を有している較正曲線が選択される
請求項９記載の方法。
【請求項１】
強磁性材料から成る部品（１７）に被膜されている、導電性の材料から成る層（２０）の厚さを無接触に突き止めるための方法であって、
交流電流が流れかつコイル体（１３）に取り付けられている少なくとも１つの測定コイル（１４）を用いて該測定コイルのインダクタンス値変化を評価するという形式の方法において、
強磁性の材料から成る測定対象としての部品（１７）に対してだけの測定においてコイル（１４）のインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１が求められ、ここでコイル（１４）には第１の交流電流周波数ｆ１が供給されかつコイル体（１３）と測定対象との間の距離はｄであり
〔正規値算出のための第１の前測定〕、
強磁性の材料から成る測定対象としての部品（１７）に対してだけの測定においてコイル（１４）のインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ２が求められ、ここでコイル（１４）には第２の交流電流周波数ｆ１が供給されかつコイル体（１３）と測定対象との間の距離はｄであり
〔距離算出のための第２の前測定〕、
求められたインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１がディメンジョンのない特性値Ｋに変換され
〔特性値決定〕、
前記特性値Ｋが距離特性曲線を用いて距離ｄの値に変換され
〔距離決定〕、
突き止めるべき層（２０）に対する測定の際にコイル（１４）のインダクタンス値Ｌｘ，ｄ，ｆ１が求められ、ここでコイル（１４）には第１の交流電流周波数ｆ１が供給されかつコイル体（１３）と測定対象との間の距離はｄであり
〔正規値算出のための後測定〕、
求められたインダクタンス値Ｌ０，ｄ，ｆ１およびＬｘ，ｄ，ｆ１がディメンジョンのない測定値Ｍｅに変換され
〔正規値決定〕、
測定値Ｍｅは距離ｄの求められた値を考慮して較正曲線群を用いて層厚値ａに変換される
〔層厚決定〕
という上記測定ステップが実施される方法。
【請求項２】
ディメンジョンのない特性値Ｋが次式（１）を用いて求められ：
【数１】
ここで
Ｌ０，ｄ，ｆ２＝第２の前測定のインダクタンス値、
Ｌ０，ｍｉｎ，ｆ２＝コイル（１３）と測定対象との間の最小の距離におけるインダクタンス値、
Ｌ０，ｍａｘ，ｆ２＝コイル１３と測定対象との間の最大の距離におけるインダクタンス値、
Ａ＝一定の係数
である
請求項１記載の方法。
【請求項３】
係数Ａは１００である
請求項２記載の方法。
【請求項４】
ディメンジョンのない測定値Ｍｅは次式（２）を用いて求められる：
【数２】
ここで
Ｌｘ，ｄ，ｆ１＝後測定のインダクタンス値、
Ｌ０，ｄ，ｆ１＝第１の前測定のインダクタンス値、
Ｌ∞，ＡＢ，ｆ１＝導電性材料から成る測定対象に対してのみの１回の測定におけるコイル（１４）のインダクタンス値、ここでコイル体１３と測定対象との間の距離ｄはＡＢであり、
Ｌ０，ＡＢ，ｆ１＝強磁性材料から成る測定対象に対してのみの１回の測定におけるコイル（１４）のインダクタンス値、ここでコイル体（１３）と測定対象との間の距離ｄはＡＢであり、
Ｂ＝一定の係数
である
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
一定の係数Ｂは１０００である
請求項４記載の方法。
【請求項６】
第１の交流電流周波数ｆ１は高周波領域の周波数、例えば４ＭＨｚである
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
第２の交流電流周波数ｆ２は低周波領域の周波数、例えば５ｋＨｚである
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
距離ｄの値ＡＢとして、コイル体（１３）と測定対象との間の最小距離と最大距離との和の１／２が選択される
請求項４から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
較正曲線群は複数の較正曲線を有しており、該較正曲線はそれぞれ、具体的な、相互に異なっている距離に該当している
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
較正曲線群から、測定値Ｍｅを層厚値ａに変換するために、距離パラメータ値が求められた距離ｄに対して最小の偏差を有している較正曲線が選択される
請求項９記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００８−５０６９３３（Ｐ２００８−５０６９３３Ａ）
【公表日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２０８００（Ｐ２００７−５２０８００）
【出願日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０５２９２５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００５６７２
【国際公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０５２９２５
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００５６７２
【国際公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]