導電性基材上の導電性被膜の膜厚の決定方法
本発明は、検査対象の導電性基材（５０）上に形成された導電性被膜の膜厚の決定方法に関する。先ず、空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））が励磁器磁界の周波数（ω）の関数として検出される。それぞれ検査対象の基材（５０）および被膜（５２）と同じ材料からなる基材および被膜を含む複数の被覆された基準対象が準備される。基準対象は異なる既知の膜厚を有する。各基準対象についての基準電圧（Ｕ（ｘ，ｗ））が励磁器磁界の周波数（ω）の関数として渦電流センサにより検出される。引続いて、各基準対象について、周波数（ω）の関数としての基準電圧（Ｕ（ｘ，ｗ））および空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））から、材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））が求められる。その後、各基準対象について、材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））の正規化された振幅が形成される。これから、被膜（５２）の膜厚（ｄ1）の関数として材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））の正規化された振幅を表示する較正曲線が作成される。正規化された振幅が同じようにして検査対象についても求められるこれから、検査対象の被膜（５２）の膜厚（ｄ1）が較正曲線により決定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象の導電性基材上に設けられている導電性被膜の膜厚の決定方法に関する。
【０００２】
多数の材料検査にとって無破壊方法が必要である。例えば、金属部分の表面は、頻繁に腐食、酸化、拡散および他の経年変化を生じさせる環境にさらされている。これは、例えば、機械的および化学的な負荷に基づいて腐食にさらされるガスタービンの羽根車に関しても当てはまる。
【０００３】
この腐食の危険を防止または低減するために、このような基材の表面には１つ又は複数の保護膜が施されている。保護膜も同様に、軽減された程度であるにしても、表面作用にさらされる。しかし、内部作用も経年変化を引き起こし得る。基材と被膜との間の境界層において、例えば拡散および酸化のような物理学的および化学的な反応が起き、それらによって被膜の品質が変化する。
【０００４】
このような被膜が設けられた基材の現在状態を定期的に検査することができるように、無破壊検査方法が必要とされる。
【０００５】
米国特許第６３７７０３９号明細書から、被膜基材の特性を決定するためのシステムが公知である。このシステムにおいては、検査対象が可変周波数を有する交番電磁界に置かれる。それによって検査対象内において渦電流が誘導される。渦電流によって発生された電磁場もしくはその誘起電圧が検出される。とりわけ、誘起電圧の周波数スペクトルが測定される。膜厚を求めることができるように、使用者には膜厚が可測定量として使用可能であるので、膜厚が間接的に決定可能である。
【０００６】
しかしながら、このシステムは、全ての検査対象について、検査対象の物理学的および幾何学的な特性に関する詳細情報を有する広範囲にわたるデータセットを必要とする。２次元または３次元の電磁場計算のもとで、かつ特別に構成された平面型渦電流検出器を用いて、データセットは次によって拡張される。すなわち。周波数、膜厚ならびに膜の電気的および磁気的な特性に依存した渦電流検出器におけるインピーダンスもしくは材料を通して誘起された電圧により拡張される。インピーダンスもしくは電圧は、複素平面内においては、いわゆる格子構造として表示される。この場合に、格子構造はほぼ垂直に交差する２つの曲線群から生じる。この場合に１つの曲線は、他の全てのパラメータについて固定の値と共に第１のパラメータの変化によって生じる。曲線群はそれぞれ第２のパラメータの異なる値によって生じる。格子は、今や、第１のパラメータの与えられた値および第２のパラメータ可変値に関するインピーダンスもしくは電圧の結びつきによって生じる。
【０００７】
微分方程式、すなわちマクスウェルの方程式から電磁界計算が行なわれるために、電圧およびインピーダンスの絶対値は測定データとの結合手段によってしか得られない。それゆえ、完全なデータセットの作成のために、予めテストサンプルにおいて数多くの測定が必要である。ソフトウェアおよびハードウェアが検査対象および被検出量に適合化されなければならない。ソフトウェアおよびハードウェアは一般にシステム提供者によって用意される。適合化されたソフトウェアおよびハードウェアのためには、検査対象の製造者および／または開発者が情報をシステム提供者に予め渡さなければならない。しかしながら、これは、製造元もしくは開発者の視点から望ましくない機密の技術データを、特に開発段階で渡さなければならないということである。
【０００８】
本発明の課題は、比較的少ない測定技術的および構造的費用で実施可能である導電性基材上の導電性被膜の膜厚の決定方法を提供することにある。
【０００９】
この課題は請求項１による対象によって解決される。
【００１０】
本発明による方法は次のステップを有する。
ａ）空気中で渦電流センサに誘起された電圧を励磁器磁界の周波数の関数として検出するステップ、
ｂ）それぞれ検査対象の基材および被膜と同じ材料からなる基材および被膜を含みかつ異なる既知の膜厚を有する複数の被覆された基準対象を準備するステップ、
ｃ）渦電流センサにより各基準対象について基準電圧を励磁器磁界の周波数の関数として検出するステップ、
ｄ）各基準対象について、周波数の関数としての基準電圧および空気中での渦電流センサの誘起電圧から材料誘起電圧を決定するステップ、
ｅ）各基準対象について、周波数の関数として材料誘起電圧の正規化された振幅を形成するステップ、
ｆ）被膜の膜厚の関数として材料誘起電圧の正規化された振幅を表示する較正曲線を作成するステップ、
ｇ）検査対象に関してステップｃ）乃至ｅ）を実行するステップ、
ｈ）検査対象の被膜の膜厚を、正規化された振幅から較正曲線により決定するステップ。
【００１１】
本発明の本質は、一方ではステップｃ）における基準電圧の検出によって、他方ではステップｅ）における材料誘起電圧の正規化によって、例えば渦電流センサの特性または励磁器電流に依存する特性が除去されることにある。これは、構造的に簡単な測定装置の使用を可能にする。通常の構成要素から構成されている渦電流センサを使用することができる。
【００１２】
材料誘起電圧が、複素電圧平面における基準電圧のベクトルと空気中での渦電流センサの誘起電圧のベクトルとの間の差ベクトルであるとよい。それによって、特に渦電流センサの影響が除去される。引続いて複素材料誘起電圧から振幅および／または位相が求められるとよい。
【００１３】
有利な実施態様では、少なくとも１つの被覆されていない基準対象が用意され、この基準対象から渦電流センサにより励磁器磁界の周波数の関数として他の基準電圧が検出される。それによって、基材に起因するものとみなされる影響が補償される。
【００１４】
特に、被覆されていない基準対象について、他の基準電圧と空気中での渦電流センサの誘起電圧とからなる他の材料誘起電圧が求められる。したがって、被覆されていない基準対象についても渦電流センサの影響が除去される。
【００１５】
例えば、被覆されていない基準対象の材料誘起電圧が、複素電圧平面における他の基準電圧のベクトルと空気中での渦電流センサの誘起電圧のベクトルとの間の差ベクトルである。それにより、被覆されていない基準対象について、被覆された検査対象の場合と同じ測定方法が適用される。
【００１６】
ステップａ）において、どの周波数で渦電流センサにおいて共振が発生するかが確定されることが好ましい。このようにして、どの周波数において渦電流センサが線形動作をし、方法に適しているかを確定することができる。
【００１７】
渦電流センサにおいて共振が発生しない周波数について較正曲線が作成されることが合理的である。それによって、渦電流センサが関連量に関して線形動作をすることが保証される。
【００１８】
例えば、方法のために構造の同じ渦電流センサのみが使用される。それによって、渦電流センサの特性の影響が低減される。
【００１９】
しかしながら、方法のために常に同一の渦電流センサが使用されるならば、特に有利である。このようにして渦電流センサの特性量の影響が除去される。
【００２０】
使用される渦電流センサがフレキシブル平面部材および少なくとも１つのコイルを含むとよい。フレキシブル平面部材によって、渦電流センサを検査対象の表面構造に適合させることができる。それによって、被膜と渦電流センサとの間の距離が常に等しい大きさであることが保証される。
【００２１】
一実施態様では、使用される渦電流センサが、励磁器コイルとしてかつ検出器コイルとして使用される少なくとも１つのコイルを有する。これは、特に簡単な低コストの構造様式である。
【００２２】
それに対する代替として、使用される渦電流センサが、少なくとも１つの単独の励磁コイルおよび少なくとも１つの単独の検出器コイルを有してもよい。この場合には励磁器電流の測定への影響が少ない。
【００２３】
使用される渦電流センサにおいて、少なくとも１つのコイルが、フレキシブル平面部材上に設けられている平らな導体帯として形成されているとよい。それによって、渦電流センサを高い精度にて検査対象の表面構造に適合させることができる。
【００２４】
例えば、使用される渦電流センサにおいて、コイルの導体帯が渦巻状に形成されている。それにより特に強い磁界を発生させることができる。
【００２５】
それに対する代替として、使用される渦電流センサにおいて、コイルの導体帯が蛇行状に形成されていてもよい。この場合には接続端子をコイルの外側に配置することができるので、コイルと被膜との間に障害部分が存在しない。
【００２６】
更に、基準対象の基材が検査対象の基材と同一であるとよい。それにより、基材の影響が低減される。同時にそれによって測定への被膜の作用が高められる。
【００２７】
本発明の他の特徴、利点および特別な実施形態は従属請求項の対象である。
【００２８】
以下において、添付図面に関連づけた有利な実施形態に基づく図表示において本発明による方法を更に詳細に説明する。
図１は本発明による方法のための渦電流センサの第１の実施形態の概略的な平面図を示し、
図２は本発明による方法のための渦電流センサの第２の実施形態の概略的な平面図を示し、
図３は本発明による方法のための渦電流センサの第３の実施形態の概略的な平面図を示し、
図４は本発明による方法のための渦電流センサの第４の実施形態の概略的な平面図を示し、
図５は周波数の関数としての複素電圧の位相のダイアグラムを示し、
図６は複素電圧平面における差ベクトルの概略図を示し、
図７は周波数の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅のダイアグラムを示し、
図８は膜厚の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅を表す較正曲線のダイアグラムを示し、
図９は測定値が書き込まれかつそれから膜厚がグラフで決定される図８の較正曲線のダイアグラムを示し、
図１０は渦電流センサおよび検査対象の等価回路図および概略的な断面図を示す。
【００２９】
図１は本発明による方法のために使用可能である渦電流センサの第１の実施形態の概略的な平面図を示す。渦電流センサはフレキシブル平面部材１０を含み、平面部材１０上にコイル１２が設けられている。コイル１２は渦巻状の導体帯として形成されている。平面部材１０上でコイル１２の外側には導体帯の一端に第１の接続端子１４がある。コイル１２の内部には導体帯の他端に第２の接続端子１６がある。コイル１２は励磁器コイルとしてかつ検出器コイルとして設けられている。
【００３０】
図２には渦電流センサの第２の実施形態の平面図が示されている。渦電流センサの第２の実施形態もフレキシブル平面部材１０を含み、平面部材１０上にコイル１２が設けられている。コイル１８は蛇行状の導体帯として形成されている。第１の接続端子１４および第２の接続端子１６はそれぞれコイル１８の蛇行状の導体帯の両端に存在する。接続端子１４，１６はコイル１８の蛇行部分から隔てられている。これは、接続端子１４，１６が検査対象と接触しないように、渦電流センサを検査対象に配置することができるという利点を有する。コイル１８も、励磁器コイルとしてかつ検出器コイルとして設けられている。
【００３１】
図１および図２における渦電流センサの場合には、２つの機能、すなわち励磁器コイルとしての機能と検出器コイルとしての機能とを有する１つのコイルだけが必要であることから、構造費用が僅かである。
【００３２】
図３は本発明による方法のための渦電流センサの第３の実施形態の概略的な平面図を示す。第３の実施形態の渦電流センサは、同様にフレキシブル平面部材１０を有する。平面部材１０上には励磁器コイル２０および検出器コイル２２が設けられている。励磁器コイル２０および検出器コイル２２は渦巻状の導体帯として形成されている。検出器コイル２２は励磁器コイル２０の内部にある。励磁器コイル２０の導体帯の両端に第１の接続端子１４および第２の接続端子１６がある。検出器器コイル２２の導体帯の両端に第３の接続端子２４および第４の接続端子２６がある。
【００３３】
図４には、渦電流センサの第４の実施形態の概略的な平面図が示されている。第４の実施形態の渦電流センサもフレキシブル平面部材１０を含む。平面部材１０上には励磁器コイル２８および検出器コイル３０が設けられている。励磁器コイル２８および検出器コイル３０は蛇行状の導体帯として形成されている。検出器コイル３０は励磁器コイル２８の内部にある。励磁器コイル２８の導体帯の両端に第１の接続端子１４および第２の接続端子１６がある。検出器コイル３０の導体帯の両端に第３の接続端子２４および第４の接続端子２６がある。接続端子１４，１６，２４，２６はコイル２８，３０から隔てられている。それによって、接続端子１４，１６，２４，２６が検査対象に接触しないように、渦電流センサを検査対象に配置することができる。
【００３４】
図１乃至図４に示された４つの渦電流センサの全ては、平面コイルとして構成されていることが好ましい。平面部材１０が４つの実施形態の全てにおいてフレキシブルであるので、渦電流センサは検査対象の表面に幾何学的に適合可能である。コイル１２，１８，２０，２２，２８，３０の導体帯は銅から作られているとよい。平面部材１０は例えばカプトンフィルムから作られているとよい。
【００３５】
本発明による方法の第１のステップにおいて、検査対象に適した渦電流センサが選択される。引続いて、渦電流センサが空気中に存在する場合に電圧Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω）がコイル１２または１８もしくは検出器コイル２２または３０において周波数ωの関数として検出される。その際に共振が発生する周波数も求められる。
【００３６】
この周波数は後での分析の際に使用されない。なぜならば、この周波数では渦電流センサが線形に動作しないからである。
【００３７】
図５は、検出された複素電圧の位相が周波数の関数として表示されているダイアグラムを示す。関数値は位相の正接関数に相当する。第１の特性曲線３２は、渦電流センサが空気中に存在する測定に関する。第２の特性曲線３４は、渦電流センサが特殊合金に配置されている測定に関する。第３の特性曲線３６は、渦電流センサがアルミニウムサンプルに接する状態での測定を表示する。この例では２つの個所で共振が発生する。これに対して４ＭＨｚと６ＭＨｚとの間の周波数範囲は共振がないので、この周波数範囲が特に適している。
【００３８】
次に検査対象の基材と同一の基材を有する複数の基準対象が用意される。基準対象は、それぞれ異なる膜厚を持つ被膜を有している。膜厚は、例えば光学的に測定可能であり、それゆえ既知である。少なくとも１つの基準対象は被覆されていない。基準対象の被膜は、検査対象の被膜と同じ材料から作られている。各基準対象から渦電流センサにより周波数の関数として基準電圧Ｕ（ｘ，ω）が検出される。基準電圧Ｕ（ｘ，ω）と渦電流センサが空気中に存在する場合の電圧Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω）との間において差ベクトルが複素電圧平面で求められる。この差ベクトルは複素材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）に相当する。この材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）から、振幅｜Ｕmat（ｘ）｜および位相φmatが求められる。
【００３９】
図６には、複素電圧平面における前述の電圧ベクトルの概略図が示されている。両直交座標は電圧の実数部もしくは虚数部に対応する。ベクトル（Ｌｕｆｔ，ω）は、渦電流センサが空気に接している状態にある場合の電圧に相当する。基準電圧Ｕ（ｘ，ω）が同様にベクトルとして示されている。上記の両ベクトルの差ベクトルが材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）に相当する。
【００４０】
被覆されていない基準対象から、同様に基準電圧Ｕ（ｂ，ω）が測定され、差ベクトルＵmat（ｂ）が形成され、これから振幅｜Ｕmat（ｂ）｜が求められる。
【００４１】
次のステップにおいて、材料誘起電圧についての正規化された振幅が形成される。そのために振幅｜Ｕmat（ｘ）｜が振幅｜Ｕmat（ｂ）｜で正規化される。それによって、コイルの特性に依存した材料誘起電圧の周波数依存性が取り除かれる。
【００４２】
図７は、材料誘起電圧の正規化された振幅｜Ｕmat（ｘ）｜／｜Ｕmat（ｂ）｜を周波数の関数として示す。各特性曲線は基準対象の被膜の決定された膜厚に相当する。最も下の特性曲線は被覆されていない基準対象に相当する。
【００４３】
更なるステップにおいて、１つ又は複数の較正曲線が作成される。較正曲線は、膜厚の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅を示す。較正曲線は図７による特性曲線場から求められる。そのための共振範囲の外側にある特定の周波数が選択される。この周波数での関数値が既知の膜厚に割り付けられる。
【００４４】
図８には較正曲線の例が示されている。この較正曲線は、４ＭＨｚについての関数値が使用される場合に図７から得られる。図８は、正規化された振幅と膜厚との間に直線関係が存在することを明確に示す。
【００４５】
本来の測定においては、既知の膜厚を有する検査対象が検査される。検査対象は、基材５０も被膜も基準対象におけると同じ材料からなる。測定は基準対象の測定と同様に行なわれる。先ず、同一の渦電流センサにより複素電圧が測定され、引続いて、差ベクトルが求められる。差ベクトルは材料誘起電圧に相当する。この差ベクトルから振幅が形成され、被覆されていない基準対象の振幅｜Ｕmat（ｂ）｜で正規化される。正規化された振幅から、較正曲線により、検査対象の被膜５２の膜厚が求められる。
【００４６】
図９は、検査対象５０の正規化された振幅の求められた数値４０を付加的に有する図８による較正曲線を示す。検査対象５０は未知の膜厚を持つ被膜５２を有する。この例において、正規化された振幅の数値４０は約１．０１７である。較正曲線を用いて、その数値４０から被膜５２の膜厚を図式的に決定することができる。この具体的な例においては、膜厚は１２３μｍである。較正曲線および基礎をなす測定値は電子データ処理装置に記憶することができるので、適切な電子データ処理プログラムにより膜厚を振幅入力後に計算して出力することができる。
【００４７】
図１０には渦電流センサおよび検査対象の等価回路図および概略的な断面図を示す。等価回路図はインダクタンスＬ0、交流電圧Ｕ0および抵抗Ｒ0を含み、これらは直列に接続されていて励磁器回路を形成する。導電性被膜５２は、直列に接続されている抵抗Ｒ1およびインダクタンスＬ1によって表すことができる。基材５０は直列に接続されている抵抗ＲbおよびインダクタンスＬbによって表すことができる。
【００４８】
材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）は、静電容量を無視した場合に、
【数１】
によって与えられる。ただし、Ｍ1は被膜５２における相互インダクタンス、Ｍ2は被覆された基材５０における相互インダクタンス、Ｉ1は被膜５２における電流、Ｉ2は基材５０における電流である。
【００４９】
材料誘起電圧はＵmat（ｘ）は、励磁電流Ｉerrによっても表すことができる。
【数２】
【００５０】
金属材料に関しては、数メガヘルツの周波数範囲においては、
【数３】
が当てはまるので、材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）の表現は簡略化される。
【数４】
【００５１】
被膜５２のない基材５０については、
【数５】
が当てはまる。ただしＭ3は被覆されていない基材５０における相互インダクタンスである。被覆されている基材５０は、被覆されていない基材５０と同じ材料からなるので、材料に依存する変数Ｌb，Ｒbも使用することができる。基材５０と渦電流センサとの間の異なる距離に基づいて、被覆されていない基材５０の相互インダクタンスＭ3は、被膜されている基材５０の相互インダクタンスＭ2と異なる。基材５０の材料および被膜５２の材料が類似の電気的特性を有する場合には、相互インダクタンスＭ1，Ｍ3は僅かしか異ならない。
【００５２】
式（１ｂ）および式（３）から、正規化された材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）／Ｕmat（ｂ）について、
【数６】
が生じる。相互インダクタンスＭ1，Ｍ2，Ｍ3は、渦電流回路と渦電流センサとの間の距離に依存する。したがって、式（４）における相互インダクタンス間の比は１に等しくない。更に、相互インダクタンスはコイルの技術的データに依存するので、較正曲線および本来の測定は同一の渦電流センサにより実施されなければならない。
【００５３】
抵抗値については、
【数７】
が当てはまる。ただし、ρ1は被膜５２の抵抗率であり、ρbは基材５０の抵抗率であり、ｂは導体帯の長さであり、ｗはコイルの幅であり、λbは基材５０への磁場の浸透深さである。したがって、正規化された電圧振幅Ｕmat（ｘ）／Ｕmat（ｂ）については、
【数８】
が得られる。式（７）は、正規化された電圧振幅が第１近似において膜厚ｄ1に比例することをはっきり示す。したがって、較正曲線も特定の材料に関して直線である。
【００５４】
本発明による方法は特に簡単なかつ高速の方法である。本発明による方法の実施のための構造費用は比較的少ない。
【００５５】
変更された基材５０および／または被膜の試作品を短時間で試験することができる。特別なソフトウェアおよび／またはハードウェアを用意することができるように、社内情報を外部の会社に予め渡さなければならないということが必要でない。したがって、検査対象の製造者または開発者は本発明による方法を社内で実施することができるので、機密情報を外部の会社に与える必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による方法のための渦電流センサの第１の実施形態の概略的な平面図
【図２】本発明による方法のための渦電流センサの第２の実施形態の概略的な平面図
【図３】本発明による方法のための渦電流センサの第３の実施形態の概略的な平面図
【図４】本発明による方法のための渦電流センサの第４の実施形態の概略的な平面図
【図５】周波数の関数としての複素電圧の位相のダイアグラム
【図６】複素電圧平面における差ベクトルの概略図
【図７】周波数の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅のダイアグラム
【図８】膜厚の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅を表す較正曲線のダイアグラム
【図９】測定値が書き込まれ、それから膜厚がグラフで求められる図８からの較正曲線のダイアグラム
【図１０】渦電流センサおよび検査対象の等価回路図および概略的な断面図
【符号の説明】
【００５７】
１０ 平面部材
１２ コイル
１４ 第１の接続端子
１６ 第２の接続端子
１８ コイル
２０ 励磁器コイル
２２ 検出器コイル
２４ 第３の接続端子
２６ 第４の接続端子
２８ 励磁器コイル
３０ 検出器コイル
３２ 第１の特性曲線
３４ 第２の特性曲線
３６ 第３の特性曲線
４０ 正規化された振幅の求められた値
５０ 基材
５２ 被膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象の導電性基材上に設けられている導電性被膜の膜厚の決定方法に関する。
【０００２】
多数の材料検査にとって無破壊方法が必要である。例えば、金属部分の表面は、頻繁に腐食、酸化、拡散および他の経年変化を生じさせる環境にさらされている。これは、例えば、機械的および化学的な負荷に基づいて腐食にさらされるガスタービンの羽根車に関しても当てはまる。
【０００３】
この腐食の危険を防止または低減するために、このような基材の表面には１つ又は複数の保護膜が施されている。保護膜も同様に、軽減された程度であるにしても、表面作用にさらされる。しかし、内部作用も経年変化を引き起こし得る。基材と被膜との間の境界層において、例えば拡散および酸化のような物理学的および化学的な反応が起き、それらによって被膜の品質が変化する。
【０００４】
このような被膜が設けられた基材の現在状態を定期的に検査することができるように、無破壊検査方法が必要とされる。
【０００５】
米国特許第６３７７０３９号明細書から、被膜基材の特性を決定するためのシステムが公知である。このシステムにおいては、検査対象が可変周波数を有する交番電磁界に置かれる。それによって検査対象内において渦電流が誘導される。渦電流によって発生された電磁場もしくはその誘起電圧が検出される。とりわけ、誘起電圧の周波数スペクトルが測定される。膜厚を求めることができるように、使用者には膜厚が可測定量として使用可能であるので、膜厚が間接的に決定可能である。
【０００６】
しかしながら、このシステムは、全ての検査対象について、検査対象の物理学的および幾何学的な特性に関する詳細情報を有する広範囲にわたるデータセットを必要とする。２次元または３次元の電磁場計算のもとで、かつ特別に構成された平面型渦電流検出器を用いて、データセットは次によって拡張される。すなわち。周波数、膜厚ならびに膜の電気的および磁気的な特性に依存した渦電流検出器におけるインピーダンスもしくは材料を通して誘起された電圧により拡張される。インピーダンスもしくは電圧は、複素平面内においては、いわゆる格子構造として表示される。この場合に、格子構造はほぼ垂直に交差する２つの曲線群から生じる。この場合に１つの曲線は、他の全てのパラメータについて固定の値と共に第１のパラメータの変化によって生じる。曲線群はそれぞれ第２のパラメータの異なる値によって生じる。格子は、今や、第１のパラメータの与えられた値および第２のパラメータ可変値に関するインピーダンスもしくは電圧の結びつきによって生じる。
【０００７】
微分方程式、すなわちマクスウェルの方程式から電磁界計算が行なわれるために、電圧およびインピーダンスの絶対値は測定データとの結合手段によってしか得られない。それゆえ、完全なデータセットの作成のために、予めテストサンプルにおいて数多くの測定が必要である。ソフトウェアおよびハードウェアが検査対象および被検出量に適合化されなければならない。ソフトウェアおよびハードウェアは一般にシステム提供者によって用意される。適合化されたソフトウェアおよびハードウェアのためには、検査対象の製造者および／または開発者が情報をシステム提供者に予め渡さなければならない。しかしながら、これは、製造元もしくは開発者の視点から望ましくない機密の技術データを、特に開発段階で渡さなければならないということである。
【０００８】
本発明の課題は、比較的少ない測定技術的および構造的費用で実施可能である導電性基材上の導電性被膜の膜厚の決定方法を提供することにある。
【０００９】
この課題は請求項１による対象によって解決される。
【００１０】
本発明による方法は次のステップを有する。
ａ）空気中で渦電流センサに誘起された電圧を励磁器磁界の周波数の関数として検出するステップ、
ｂ）それぞれ検査対象の基材および被膜と同じ材料からなる基材および被膜を含みかつ異なる既知の膜厚を有する複数の被覆された基準対象を準備するステップ、
ｃ）渦電流センサにより各基準対象について基準電圧を励磁器磁界の周波数の関数として検出するステップ、
ｄ）各基準対象について、周波数の関数としての基準電圧および空気中での渦電流センサの誘起電圧から材料誘起電圧を決定するステップ、
ｅ）各基準対象について、周波数の関数として材料誘起電圧の正規化された振幅を形成するステップ、
ｆ）被膜の膜厚の関数として材料誘起電圧の正規化された振幅を表示する較正曲線を作成するステップ、
ｇ）検査対象に関してステップｃ）乃至ｅ）を実行するステップ、
ｈ）検査対象の被膜の膜厚を、正規化された振幅から較正曲線により決定するステップ。
【００１１】
本発明の本質は、一方ではステップｃ）における基準電圧の検出によって、他方ではステップｅ）における材料誘起電圧の正規化によって、例えば渦電流センサの特性または励磁器電流に依存する特性が除去されることにある。これは、構造的に簡単な測定装置の使用を可能にする。通常の構成要素から構成されている渦電流センサを使用することができる。
【００１２】
材料誘起電圧が、複素電圧平面における基準電圧のベクトルと空気中での渦電流センサの誘起電圧のベクトルとの間の差ベクトルであるとよい。それによって、特に渦電流センサの影響が除去される。引続いて複素材料誘起電圧から振幅および／または位相が求められるとよい。
【００１３】
有利な実施態様では、少なくとも１つの被覆されていない基準対象が用意され、この基準対象から渦電流センサにより励磁器磁界の周波数の関数として他の基準電圧が検出される。それによって、基材に起因するものとみなされる影響が補償される。
【００１４】
特に、被覆されていない基準対象について、他の基準電圧と空気中での渦電流センサの誘起電圧とからなる他の材料誘起電圧が求められる。したがって、被覆されていない基準対象についても渦電流センサの影響が除去される。
【００１５】
例えば、被覆されていない基準対象の材料誘起電圧が、複素電圧平面における他の基準電圧のベクトルと空気中での渦電流センサの誘起電圧のベクトルとの間の差ベクトルである。それにより、被覆されていない基準対象について、被覆された検査対象の場合と同じ測定方法が適用される。
【００１６】
ステップａ）において、どの周波数で渦電流センサにおいて共振が発生するかが確定されることが好ましい。このようにして、どの周波数において渦電流センサが線形動作をし、方法に適しているかを確定することができる。
【００１７】
渦電流センサにおいて共振が発生しない周波数について較正曲線が作成されることが合理的である。それによって、渦電流センサが関連量に関して線形動作をすることが保証される。
【００１８】
例えば、方法のために構造の同じ渦電流センサのみが使用される。それによって、渦電流センサの特性の影響が低減される。
【００１９】
しかしながら、方法のために常に同一の渦電流センサが使用されるならば、特に有利である。このようにして渦電流センサの特性量の影響が除去される。
【００２０】
使用される渦電流センサがフレキシブル平面部材および少なくとも１つのコイルを含むとよい。フレキシブル平面部材によって、渦電流センサを検査対象の表面構造に適合させることができる。それによって、被膜と渦電流センサとの間の距離が常に等しい大きさであることが保証される。
【００２１】
一実施態様では、使用される渦電流センサが、励磁器コイルとしてかつ検出器コイルとして使用される少なくとも１つのコイルを有する。これは、特に簡単な低コストの構造様式である。
【００２２】
それに対する代替として、使用される渦電流センサが、少なくとも１つの単独の励磁コイルおよび少なくとも１つの単独の検出器コイルを有してもよい。この場合には励磁器電流の測定への影響が少ない。
【００２３】
使用される渦電流センサにおいて、少なくとも１つのコイルが、フレキシブル平面部材上に設けられている平らな導体帯として形成されているとよい。それによって、渦電流センサを高い精度にて検査対象の表面構造に適合させることができる。
【００２４】
例えば、使用される渦電流センサにおいて、コイルの導体帯が渦巻状に形成されている。それにより特に強い磁界を発生させることができる。
【００２５】
それに対する代替として、使用される渦電流センサにおいて、コイルの導体帯が蛇行状に形成されていてもよい。この場合には接続端子をコイルの外側に配置することができるので、コイルと被膜との間に障害部分が存在しない。
【００２６】
更に、基準対象の基材が検査対象の基材と同一であるとよい。それにより、基材の影響が低減される。同時にそれによって測定への被膜の作用が高められる。
【００２７】
本発明の他の特徴、利点および特別な実施形態は従属請求項の対象である。
【００２８】
以下において、添付図面に関連づけた有利な実施形態に基づく図表示において本発明による方法を更に詳細に説明する。
図１は本発明による方法のための渦電流センサの第１の実施形態の概略的な平面図を示し、
図２は本発明による方法のための渦電流センサの第２の実施形態の概略的な平面図を示し、
図３は本発明による方法のための渦電流センサの第３の実施形態の概略的な平面図を示し、
図４は本発明による方法のための渦電流センサの第４の実施形態の概略的な平面図を示し、
図５は周波数の関数としての複素電圧の位相のダイアグラムを示し、
図６は複素電圧平面における差ベクトルの概略図を示し、
図７は周波数の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅のダイアグラムを示し、
図８は膜厚の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅を表す較正曲線のダイアグラムを示し、
図９は測定値が書き込まれかつそれから膜厚がグラフで決定される図８の較正曲線のダイアグラムを示し、
図１０は渦電流センサおよび検査対象の等価回路図および概略的な断面図を示す。
【００２９】
図１は本発明による方法のために使用可能である渦電流センサの第１の実施形態の概略的な平面図を示す。渦電流センサはフレキシブル平面部材１０を含み、平面部材１０上にコイル１２が設けられている。コイル１２は渦巻状の導体帯として形成されている。平面部材１０上でコイル１２の外側には導体帯の一端に第１の接続端子１４がある。コイル１２の内部には導体帯の他端に第２の接続端子１６がある。コイル１２は励磁器コイルとしてかつ検出器コイルとして設けられている。
【００３０】
図２には渦電流センサの第２の実施形態の平面図が示されている。渦電流センサの第２の実施形態もフレキシブル平面部材１０を含み、平面部材１０上にコイル１２が設けられている。コイル１８は蛇行状の導体帯として形成されている。第１の接続端子１４および第２の接続端子１６はそれぞれコイル１８の蛇行状の導体帯の両端に存在する。接続端子１４，１６はコイル１８の蛇行部分から隔てられている。これは、接続端子１４，１６が検査対象と接触しないように、渦電流センサを検査対象に配置することができるという利点を有する。コイル１８も、励磁器コイルとしてかつ検出器コイルとして設けられている。
【００３１】
図１および図２における渦電流センサの場合には、２つの機能、すなわち励磁器コイルとしての機能と検出器コイルとしての機能とを有する１つのコイルだけが必要であることから、構造費用が僅かである。
【００３２】
図３は本発明による方法のための渦電流センサの第３の実施形態の概略的な平面図を示す。第３の実施形態の渦電流センサは、同様にフレキシブル平面部材１０を有する。平面部材１０上には励磁器コイル２０および検出器コイル２２が設けられている。励磁器コイル２０および検出器コイル２２は渦巻状の導体帯として形成されている。検出器コイル２２は励磁器コイル２０の内部にある。励磁器コイル２０の導体帯の両端に第１の接続端子１４および第２の接続端子１６がある。検出器器コイル２２の導体帯の両端に第３の接続端子２４および第４の接続端子２６がある。
【００３３】
図４には、渦電流センサの第４の実施形態の概略的な平面図が示されている。第４の実施形態の渦電流センサもフレキシブル平面部材１０を含む。平面部材１０上には励磁器コイル２８および検出器コイル３０が設けられている。励磁器コイル２８および検出器コイル３０は蛇行状の導体帯として形成されている。検出器コイル３０は励磁器コイル２８の内部にある。励磁器コイル２８の導体帯の両端に第１の接続端子１４および第２の接続端子１６がある。検出器コイル３０の導体帯の両端に第３の接続端子２４および第４の接続端子２６がある。接続端子１４，１６，２４，２６はコイル２８，３０から隔てられている。それによって、接続端子１４，１６，２４，２６が検査対象に接触しないように、渦電流センサを検査対象に配置することができる。
【００３４】
図１乃至図４に示された４つの渦電流センサの全ては、平面コイルとして構成されていることが好ましい。平面部材１０が４つの実施形態の全てにおいてフレキシブルであるので、渦電流センサは検査対象の表面に幾何学的に適合可能である。コイル１２，１８，２０，２２，２８，３０の導体帯は銅から作られているとよい。平面部材１０は例えばカプトンフィルムから作られているとよい。
【００３５】
本発明による方法の第１のステップにおいて、検査対象に適した渦電流センサが選択される。引続いて、渦電流センサが空気中に存在する場合に電圧Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω）がコイル１２または１８もしくは検出器コイル２２または３０において周波数ωの関数として検出される。その際に共振が発生する周波数も求められる。
【００３６】
この周波数は後での分析の際に使用されない。なぜならば、この周波数では渦電流センサが線形に動作しないからである。
【００３７】
図５は、検出された複素電圧の位相が周波数の関数として表示されているダイアグラムを示す。関数値は位相の正接関数に相当する。第１の特性曲線３２は、渦電流センサが空気中に存在する測定に関する。第２の特性曲線３４は、渦電流センサが特殊合金に配置されている測定に関する。第３の特性曲線３６は、渦電流センサがアルミニウムサンプルに接する状態での測定を表示する。この例では２つの個所で共振が発生する。これに対して４ＭＨｚと６ＭＨｚとの間の周波数範囲は共振がないので、この周波数範囲が特に適している。
【００３８】
次に検査対象の基材と同一の基材を有する複数の基準対象が用意される。基準対象は、それぞれ異なる膜厚を持つ被膜を有している。膜厚は、例えば光学的に測定可能であり、それゆえ既知である。少なくとも１つの基準対象は被覆されていない。基準対象の被膜は、検査対象の被膜と同じ材料から作られている。各基準対象から渦電流センサにより周波数の関数として基準電圧Ｕ（ｘ，ω）が検出される。基準電圧Ｕ（ｘ，ω）と渦電流センサが空気中に存在する場合の電圧Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω）との間において差ベクトルが複素電圧平面で求められる。この差ベクトルは複素材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）に相当する。この材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）から、振幅｜Ｕmat（ｘ）｜および位相φmatが求められる。
【００３９】
図６には、複素電圧平面における前述の電圧ベクトルの概略図が示されている。両直交座標は電圧の実数部もしくは虚数部に対応する。ベクトル（Ｌｕｆｔ，ω）は、渦電流センサが空気に接している状態にある場合の電圧に相当する。基準電圧Ｕ（ｘ，ω）が同様にベクトルとして示されている。上記の両ベクトルの差ベクトルが材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）に相当する。
【００４０】
被覆されていない基準対象から、同様に基準電圧Ｕ（ｂ，ω）が測定され、差ベクトルＵmat（ｂ）が形成され、これから振幅｜Ｕmat（ｂ）｜が求められる。
【００４１】
次のステップにおいて、材料誘起電圧についての正規化された振幅が形成される。そのために振幅｜Ｕmat（ｘ）｜が振幅｜Ｕmat（ｂ）｜で正規化される。それによって、コイルの特性に依存した材料誘起電圧の周波数依存性が取り除かれる。
【００４２】
図７は、材料誘起電圧の正規化された振幅｜Ｕmat（ｘ）｜／｜Ｕmat（ｂ）｜を周波数の関数として示す。各特性曲線は基準対象の被膜の決定された膜厚に相当する。最も下の特性曲線は被覆されていない基準対象に相当する。
【００４３】
更なるステップにおいて、１つ又は複数の較正曲線が作成される。較正曲線は、膜厚の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅を示す。較正曲線は図７による特性曲線場から求められる。そのための共振範囲の外側にある特定の周波数が選択される。この周波数での関数値が既知の膜厚に割り付けられる。
【００４４】
図８には較正曲線の例が示されている。この較正曲線は、４ＭＨｚについての関数値が使用される場合に図７から得られる。図８は、正規化された振幅と膜厚との間に直線関係が存在することを明確に示す。
【００４５】
本来の測定においては、既知の膜厚を有する検査対象が検査される。検査対象は、基材５０も被膜も基準対象におけると同じ材料からなる。測定は基準対象の測定と同様に行なわれる。先ず、同一の渦電流センサにより複素電圧が測定され、引続いて、差ベクトルが求められる。差ベクトルは材料誘起電圧に相当する。この差ベクトルから振幅が形成され、被覆されていない基準対象の振幅｜Ｕmat（ｂ）｜で正規化される。正規化された振幅から、較正曲線により、検査対象の被膜５２の膜厚が求められる。
【００４６】
図９は、検査対象５０の正規化された振幅の求められた数値４０を付加的に有する図８による較正曲線を示す。検査対象５０は未知の膜厚を持つ被膜５２を有する。この例において、正規化された振幅の数値４０は約１．０１７である。較正曲線を用いて、その数値４０から被膜５２の膜厚を図式的に決定することができる。この具体的な例においては、膜厚は１２３μｍである。較正曲線および基礎をなす測定値は電子データ処理装置に記憶することができるので、適切な電子データ処理プログラムにより膜厚を振幅入力後に計算して出力することができる。
【００４７】
図１０には渦電流センサおよび検査対象の等価回路図および概略的な断面図を示す。等価回路図はインダクタンスＬ0、交流電圧Ｕ0および抵抗Ｒ0を含み、これらは直列に接続されていて励磁器回路を形成する。導電性被膜５２は、直列に接続されている抵抗Ｒ1およびインダクタンスＬ1によって表すことができる。基材５０は直列に接続されている抵抗ＲbおよびインダクタンスＬbによって表すことができる。
【００４８】
材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）は、静電容量を無視した場合に、
【数１】
によって与えられる。ただし、Ｍ1は被膜５２における相互インダクタンス、Ｍ2は被覆された基材５０における相互インダクタンス、Ｉ1は被膜５２における電流、Ｉ2は基材５０における電流である。
【００４９】
材料誘起電圧はＵmat（ｘ）は、励磁電流Ｉerrによっても表すことができる。
【数２】
【００５０】
金属材料に関しては、数メガヘルツの周波数範囲においては、
【数３】
が当てはまるので、材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）の表現は簡略化される。
【数４】
【００５１】
被膜５２のない基材５０については、
【数５】
が当てはまる。ただしＭ3は被覆されていない基材５０における相互インダクタンスである。被覆されている基材５０は、被覆されていない基材５０と同じ材料からなるので、材料に依存する変数Ｌb，Ｒbも使用することができる。基材５０と渦電流センサとの間の異なる距離に基づいて、被覆されていない基材５０の相互インダクタンスＭ3は、被膜されている基材５０の相互インダクタンスＭ2と異なる。基材５０の材料および被膜５２の材料が類似の電気的特性を有する場合には、相互インダクタンスＭ1，Ｍ3は僅かしか異ならない。
【００５２】
式（１ｂ）および式（３）から、正規化された材料誘起電圧Ｕmat（ｘ）／Ｕmat（ｂ）について、
【数６】
が生じる。相互インダクタンスＭ1，Ｍ2，Ｍ3は、渦電流回路と渦電流センサとの間の距離に依存する。したがって、式（４）における相互インダクタンス間の比は１に等しくない。更に、相互インダクタンスはコイルの技術的データに依存するので、較正曲線および本来の測定は同一の渦電流センサにより実施されなければならない。
【００５３】
抵抗値については、
【数７】
が当てはまる。ただし、ρ1は被膜５２の抵抗率であり、ρbは基材５０の抵抗率であり、ｂは導体帯の長さであり、ｗはコイルの幅であり、λbは基材５０への磁場の浸透深さである。したがって、正規化された電圧振幅Ｕmat（ｘ）／Ｕmat（ｂ）については、
【数８】
が得られる。式（７）は、正規化された電圧振幅が第１近似において膜厚ｄ1に比例することをはっきり示す。したがって、較正曲線も特定の材料に関して直線である。
【００５４】
本発明による方法は特に簡単なかつ高速の方法である。本発明による方法の実施のための構造費用は比較的少ない。
【００５５】
変更された基材５０および／または被膜の試作品を短時間で試験することができる。特別なソフトウェアおよび／またはハードウェアを用意することができるように、社内情報を外部の会社に予め渡さなければならないということが必要でない。したがって、検査対象の製造者または開発者は本発明による方法を社内で実施することができるので、機密情報を外部の会社に与える必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による方法のための渦電流センサの第１の実施形態の概略的な平面図
【図２】本発明による方法のための渦電流センサの第２の実施形態の概略的な平面図
【図３】本発明による方法のための渦電流センサの第３の実施形態の概略的な平面図
【図４】本発明による方法のための渦電流センサの第４の実施形態の概略的な平面図
【図５】周波数の関数としての複素電圧の位相のダイアグラム
【図６】複素電圧平面における差ベクトルの概略図
【図７】周波数の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅のダイアグラム
【図８】膜厚の関数としての材料誘起電圧の正規化された振幅を表す較正曲線のダイアグラム
【図９】測定値が書き込まれ、それから膜厚がグラフで求められる図８からの較正曲線のダイアグラム
【図１０】渦電流センサおよび検査対象の等価回路図および概略的な断面図
【符号の説明】
【００５７】
１０ 平面部材
１２ コイル
１４ 第１の接続端子
１６ 第２の接続端子
１８ コイル
２０ 励磁器コイル
２２ 検出器コイル
２４ 第３の接続端子
２６ 第４の接続端子
２８ 励磁器コイル
３０ 検出器コイル
３２ 第１の特性曲線
３４ 第２の特性曲線
３６ 第３の特性曲線
４０ 正規化された振幅の求められた値
５０ 基材
５２ 被膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の導電性基材（５０）上に設けられている導電性被膜（５２）の膜厚の決定方法であって、
ａ）空気中で渦電流センサに誘起された電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））を励磁器磁界の周波数（ω）の関数として検出するステップ、
ｂ）それぞれ検査対象の基材（５０）および被膜（５２）と同じ材料からなる基材および被膜を含みかつ異なる既知の膜厚を有する複数の被覆された基準対象を準備するステップ、
ｃ）渦電流センサにより各基準対象について基準電圧（Ｕ（ｘ，ｗ））を励磁器磁界の周波数（ω）の関数として検出するステップ、
ｄ）各基準対象について、周波数（ω）の関数としての基準電圧（Ｕ（ｘ，ω））および空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））から、材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））を決定するステップ、
ｅ）各基準対象について、周波数（ω）の関数として材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））の正規化された振幅を形成するステップ、
ｆ）被膜（５２）の膜厚（ｄ1）の関数として材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））の正規化された振幅を表示する較正曲線を作成するステップ、
ｇ）検査対象に関してステップｃ）乃至ｅ）を実行するステップ、
ｈ）検査対象の被膜（５２）の膜厚（ｄ1）を、正規化された振幅から較正曲線により決定するステップ
を有する導電性基材上の導電性被膜の膜厚の決定方法。
【請求項２】
材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））が、複素電圧平面における基準電圧（Ｕ（ｘ，ω））のベクトルと空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））のベクトルとの間の差ベクトルであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
複素材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））から振幅（｜Ｕmat（ｘ）｜）および／または位相（φmat）が求められることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの被覆されていない基準対象が用意され、この基準対象から渦電流センサにより励磁器磁界の周波数（ω）の関数として他の基準電圧（Ｕ（ｂ，ω））が検出されることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
被覆されていない基準対象について、他の基準電圧（Ｕ（ｂ，ω））と空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））とから他の材料誘起電圧（Ｕmat（ｂ））が求められることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
被覆されていない基準対象の材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））が、複素電圧平面における他の基準電圧（Ｕ（ｂ，ω））のベクトルと空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））のベクトルとの間の差ベクトルであることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
ステップａ）において、どの周波数で渦電流センサにおいて共振が発生するかが確定されることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
渦電流センサにおいて共振が発生しない周波数について較正曲線が作成されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
方法のために構造の同じ渦電流センサのみが使用されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
方法のために常に同一の渦電流センサが使用されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１１】
使用される渦電流センサがフレキシブル平面部材（１０）および少なくとも１つのコイル（１２，１８，２０，２２，２８，３０）を含むことを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
使用される渦電流センサが、励磁器コイルとしてかつ検出器コイルとして使用される少なくとも１つのコイル（１２，１８）を有することを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
使用される渦電流センサが、少なくとも１つの単独の励磁コイル（２０，２８）および少なくとも１つの単独の検出器コイル（２２，３０）を有することを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１４】
使用される渦電流センサにおいて、少なくとも１つのコイル（１２，１８，２０，２２，２８，３０）が、フレキシブル平面部材（１０）上に設けられている平らな導体帯として形成されていることを特徴とする請求項１１乃至１３の１つに記載の方法。
【請求項１５】
使用される渦電流センサにおいて、コイル（１２，１８，２０，２２，２８，３０）の導体帯が渦巻状に形成されていることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
使用される渦電流センサにおいて、コイル（１２，１８，２０，２２，２８，３０）の導体帯が蛇行状に形成されていることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
基準対象の基材が検査対象の基材（５０）と同一であることを特徴とする請求項１乃至１６の１つに記載の方法。
【請求項１】
検査対象の導電性基材（５０）上に設けられている導電性被膜（５２）の膜厚の決定方法であって、
ａ）空気中で渦電流センサに誘起された電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））を励磁器磁界の周波数（ω）の関数として検出するステップ、
ｂ）それぞれ検査対象の基材（５０）および被膜（５２）と同じ材料からなる基材および被膜を含みかつ異なる既知の膜厚を有する複数の被覆された基準対象を準備するステップ、
ｃ）渦電流センサにより各基準対象について基準電圧（Ｕ（ｘ，ｗ））を励磁器磁界の周波数（ω）の関数として検出するステップ、
ｄ）各基準対象について、周波数（ω）の関数としての基準電圧（Ｕ（ｘ，ω））および空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））から、材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））を決定するステップ、
ｅ）各基準対象について、周波数（ω）の関数として材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））の正規化された振幅を形成するステップ、
ｆ）被膜（５２）の膜厚（ｄ1）の関数として材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））の正規化された振幅を表示する較正曲線を作成するステップ、
ｇ）検査対象に関してステップｃ）乃至ｅ）を実行するステップ、
ｈ）検査対象の被膜（５２）の膜厚（ｄ1）を、正規化された振幅から較正曲線により決定するステップ
を有する導電性基材上の導電性被膜の膜厚の決定方法。
【請求項２】
材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））が、複素電圧平面における基準電圧（Ｕ（ｘ，ω））のベクトルと空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））のベクトルとの間の差ベクトルであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
複素材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））から振幅（｜Ｕmat（ｘ）｜）および／または位相（φmat）が求められることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの被覆されていない基準対象が用意され、この基準対象から渦電流センサにより励磁器磁界の周波数（ω）の関数として他の基準電圧（Ｕ（ｂ，ω））が検出されることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
被覆されていない基準対象について、他の基準電圧（Ｕ（ｂ，ω））と空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））とから他の材料誘起電圧（Ｕmat（ｂ））が求められることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
被覆されていない基準対象の材料誘起電圧（Ｕmat（ｘ））が、複素電圧平面における他の基準電圧（Ｕ（ｂ，ω））のベクトルと空気中での渦電流センサの誘起電圧（Ｕ（Ｌｕｆｔ，ω））のベクトルとの間の差ベクトルであることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
ステップａ）において、どの周波数で渦電流センサにおいて共振が発生するかが確定されることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
渦電流センサにおいて共振が発生しない周波数について較正曲線が作成されることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
方法のために構造の同じ渦電流センサのみが使用されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
方法のために常に同一の渦電流センサが使用されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１１】
使用される渦電流センサがフレキシブル平面部材（１０）および少なくとも１つのコイル（１２，１８，２０，２２，２８，３０）を含むことを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の方法。
【請求項１２】
使用される渦電流センサが、励磁器コイルとしてかつ検出器コイルとして使用される少なくとも１つのコイル（１２，１８）を有することを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
使用される渦電流センサが、少なくとも１つの単独の励磁コイル（２０，２８）および少なくとも１つの単独の検出器コイル（２２，３０）を有することを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の方法。
【請求項１４】
使用される渦電流センサにおいて、少なくとも１つのコイル（１２，１８，２０，２２，２８，３０）が、フレキシブル平面部材（１０）上に設けられている平らな導体帯として形成されていることを特徴とする請求項１１乃至１３の１つに記載の方法。
【請求項１５】
使用される渦電流センサにおいて、コイル（１２，１８，２０，２２，２８，３０）の導体帯が渦巻状に形成されていることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
使用される渦電流センサにおいて、コイル（１２，１８，２０，２２，２８，３０）の導体帯が蛇行状に形成されていることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
基準対象の基材が検査対象の基材（５０）と同一であることを特徴とする請求項１乃至１６の１つに記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００９−５３９０８６（Ｐ２００９−５３９０８６Ａ）
【公表日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１２５５５（Ｐ２００９−５１２５５５）
【出願日】平成１９年５月２５日（２００７．５．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５５０７４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３７９９７
【国際公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２５日（２００７．５．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／０５５０７４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３７９９７
【国際公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【出願人】（３９００３９４１３）シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト (2,104)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ
【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ ２， Ｄ−８０３３３ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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