(57)【要約】      （修正有）【課題】透磁率が不明な、磁化できる基材上の磁化できない層の厚さを測定する方法を提供する。【解決手段】長手方向の軸１６を中心に置かれた、第１のコイル対３８を形成する第１および第２のコイル３６、３７と、基材５２上の層５１の厚さを測定するために層５１上にプローブヘッド１７が置かれる長手方向の軸１６内に軸受けキャップ２１とを有するポットコア３１を備えるプローブヘッド１７を有する測定プローブを有し、ポットコア３１により引き起こされた場収束を用いて第１のコイル対３８により第１の相互作用体積を検出し、ポットコア３１による場収束なしにポットコア３１の外側に長手方向の軸１６を共通して有して配列された第１および第２のコイル４２、４３伴う第２のコイル対４４により第２の相互作用体積を検出し、検出した第１および第２の基材体積を評価機器で処理し、測定された層５１に関する層厚さを出力する。【選択図】図２
2019101029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の幾何学的軸（１６）を中心に置かれた、第１のコイル対（３８）を形成する第１および第２のコイル（３６、３７）を有するポットコア（３１）を備え、かつ前記共通の軸（１６）内に軸受けキャップ（ｃａｌｏｔｔｅ）（２１）を有するプローブヘッド（１７）を有する測定プローブ（１１）を有する、透磁率が不明な、磁化できる基材（５２）上の磁化できない層（５１）の厚さを測定する方法であって、
−前記基材（５２）上の前記層（５１）の前記厚さを測定するために、前記プローブヘッド（１７）は、前記層（５１）の上に置かれる方法であって、
−前記ポットコア（３１）により引き起こされた場収束を用いて、前記第１のコイル対（３８）により第１の相互作用体積を検出し、
−前記ポットコア（３１）による前記場収束なしに、前記ポットコア（３１）の外側に、前記幾何学的軸（１６）を共有して配置された第１および第２のコイル（４２、４３）を有する第２のコイル対（４４）により第２の相互作用体積を検出し、
−検出した前記第１および第２の相互作用体積を評価機器（１３）で処理し、互いに比較して、測定すべき前記層（５１）が適用された前記基材（５２）の前記透磁率を補償し、前記基材（５２）の前記透磁率の影響により補正された、前記測定された層（５１）に関する層厚さを出力する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
−前記測定手順の間に検出した前記相互作用体積を評価し、次式に従って、前記補正された層厚さを決定し、
【数１】
2019101029.tif 000025
−式中、前記サイズｄmessは、前記第１のコイル対（３８）の前記第１および第２のコイル（３６、３７）の正規化計数率から得られた前記測定された層厚さであり、前記
【数２】
2019101029.tif 000026
は、前記第１のコイル対（３８）の前記正規化計数率
【数３】
2019101029.tif 000027
の関数として前記基材（５２）の可変の透磁率に関して使用される、前記コイル対（３８）と（４４）の間の層厚さ偏差Δｄiaから得られる、２次元透磁率関数であり、好ましくは、前記それぞれの透磁率の知識を必要としない
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−前記測定手順の間に検出された前記相互作用体積を評価し、次式に従って、前記補正された層厚さを決定し、
【数４】
2019101029.tif 000028
−式中、前記サイズｄmessは、前記第１のコイル対（３８）の前記第１および第２のコイル（３６、３７）の前記正規化計数率から得られた前記測定された層厚さであり、前記
【数５】
2019101029.tif 000029
は、前記第１のコイル対（３８）の前記正規化計数率
【数６】
2019101029.tif 000030
の関数として前記基材（５２）の可変の透磁率に関して使用される、前記コイル対（３８）と（４４）の間の層厚さ偏差
【数７】
2019101029.tif 000031
から得られる、２次元透磁率関数であり、好ましくは前記それぞれの透磁率の知識を必要としない
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
−前記測定手順の間に検出した前記相互作用体積を評価し、次式に従って、前記補正された層厚さを決定し、
【数８】
2019101029.tif 000032
−式中、前記サイズ
【数９】
2019101029.tif 000033
は、次式に従って決定され、
【数１０】
2019101029.tif 000034
前記サイズ
【数１１】
2019101029.tif 000035
は、前記第１および第２のコイル（３６、３７）の前記測定された正規化計数率であり、前記
【数１２】
2019101029.tif 000036
は、前記第１のコイル対（３８）の前記正規化計数率
【数１３】
2019101029.tif 000037
の関数として前記基材（５２）の前記可変の透磁率に関して使用される、前記正規化計数率の偏差
【数１４】
2019101029.tif 000038
から得られる、２次元透磁率補償関数であり、好ましくは、前記それぞれの透磁率の知識を必要としない
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１および第２のコイル対（３８、４４）に関する第１の基礎較正を行い、その後、測定を行って、前記基材（５２）のいくつかの異なる透磁率に対して層厚さを決定することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記相互作用体積を検出するために、前記第１および第２のコイル対（３８、４４）を交互に、または同時に制御することを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
共通の長手方向の軸（１６）を中心に置かれ、第１のコイル対（３８）を形成する第１および第２のコイル（３６、３７）と、前記共通の長手方向の軸（１６）内に配列された軸受けキャップ（２１）とを有するポットコア（３１）を有するプローブヘッド（１７）を有する測定プローブ（１１）を有する、請求項１から請求項６のいずれかに記載の前記方法を達成するための、磁化できる基材（５２）上の磁化できない層（５１）の厚さを測定するための測定機器であって、第１および第２のコイル（４２、４３）を有する第２のコイル対（４４）は、前記ポットコア（３１）の外側に、前記長手方向の軸（１６）を共有して提供され、前記コイル（４２、４３）は、前記長手方向の軸（１６）に同軸に整列されることを特徴とする測定機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透磁率が不明の、磁化できる基材上の磁化できない層の厚さを測定するための方法および機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄層の厚さを測定するための測定プローブは、独国特許発明第３３３１４０７（Ｃ２）号明細書により公知である。そのような測定プローブは、幾何学的軸に対して回転対称に形成された、軟鉄から作られたポットコアを備えるプローブヘッドを有する。ポットコアは、内部コア上で第１および第２のコイルを受け入れる。内部コアは、磁化できる基材から作られた測定すべき層上に軸受け面を有する測定ポールとして、端面上に形成される。この測定用プローブのおかげで、磁気誘導測定法を用いて、磁化できる基材上の磁化できない層の決定が可能になる。
【０００３】
薄層の厚さを測定するための測定プローブはまた、独国特許出願公開第１０２００５０５４５９３（Ａ１）号明細書により公知であり、前記測定プローブは、第１および第２のコイルを有するポットコアを受け入れるプローブヘッドを有する。第１および第２のコイルは、共通の幾何学的軸上に置かれたコイル対を表す。さらに、ポットコア上に、かつ幾何学的軸内に、軸受けキャップ（ｃａｌｏｔｔｅ）が提供される。プローブヘッドは、弾性的に回復力があるように形成された保持要素上に、詳細には膜上に、筐体と対向して搭載される。測定すべき層の表面上に測定プローブを配置する間、筐体の長手方向の軸に沿って測定プローブの筐体の中にプローブヘッドを少し沈める。プローブヘッドにより決定された測定信号は、層厚さを決定し、出力するために、評価ユニットに転送される。そのような測定プローブを、磁化できない層の厚さを磁気誘導測定のために使用することができ、これは、磁化できる基材上の磁化できない層の厚さの測定が行われることを意味する。
【０００４】
薄層を測定するための測定機器だけではなく、そのような機器を有する薄層測定方法は、独国特許出願公開第４１１９９０３（Ａ１）号明細書により公知である。この機器は、共通のコアに同軸に配列された第１および第２のコイル機器を有するプローブを備える。
【０００５】
さらに、前後に１列に並んだ第１および第２の電磁コイルを受け入れるコアを備える層厚さ測定機器が、独国特許出願公開第４３２５７６７（Ａ１）号明細書により公知である。類似の構造は、独国特許出願公開第２４１００４７（Ａ１）号明細書により公知である。
【０００６】
詳細には、そのような磁気誘導測定のために準備として、測定プローブは、磁化できる基材に対して較正される。そのような較正は、較正のためにコーティングしていないで提供される基材上で、かつ層を具備する基材に対して、測定プローブを直接配置することによって行われる。
【０００７】
自動車産業でシート上のラッカーの層厚さを測定するなどの複数の使用状況では、たとえば、一般に使用される基材は、実際は公知であるが、その正確な透磁率は不明である。したがって、このため、測定すべき材料から作られた基材の透磁率が、較正用に使用する基材の透磁率から逸脱する場合、測定が不正確になる可能性がある。
【０００８】
さらに、層厚さを測定および較正する前にコーティングなしの基材上に測定プローブを直接置く可能性なしに、すでにコートされた基材上の層厚さを測定することは、ますます必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許発明第３３３１４０７（Ｃ２）号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００５０５４５９３（Ａ１）号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第４１１９９０３（Ａ１）号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第４３２５７６７（Ａ１）号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第２４１００４７（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、層厚さ測定で測定誤差をもたらすことなく、透磁率が、較正用に使用する基材から逸脱する、または不明の、コートされた磁化できる基材上の磁化できない層の層厚さを磁気誘導測定するための方法および測定プローブを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、測定プローブを使用する方法により解決され、測定プローブは、ポットコアに対して位置決めされ、かつ共通の幾何学的軸内に置かれた第１および第２のコイルを有する第１のコイル対を有し、第１および第２のコイルを有する第２のコイル対は、ポットコアの外側で第１のコイル対に対して位置決めされ、そこでは、場収束を用いて第１のコイル対により第１の相互作用体積を検出し、場収束なしに第２のコイル対により第２の相互作用体積を検出し、第１および第２の相互作用体積を、詳細には、第１および第２のコイル対の第１および第２の測定信号を、評価機器内にある、コートされた磁性基材の透磁率の補償と比較し、基材の透磁率の影響により補正した層厚さを出力する。この方法により、基材の透磁率を補償した結果として、高度な測定精度が可能になる。さらに、使用する基材に関する正確な知識があらかじめなくても、層厚さ測定を行うことができる。詳細には、磁化できる不明な基材上の磁化できない層の厚さを測定する方法が提供される。また、逸脱する合金成分、または逸脱する製造および処理手順を用いて、たとえば、測定プローブの較正が行われた較正標準と比較して、コートされた基材の透磁率の影響を補償することができる。これにより、校正標準と比較して、測定対象物の、検査すべき基材の透磁率の偏差を除去することが可能になる。測定対象物の、測定すべき基材に関して、測定プローブの較正を必要としない。
【００１２】
測定手順の間に検出した相互作用体積を、好ましくは、評価機器で評価し、次式に従って、補正された層厚さを決定する。
【００１３】
【数１】
2019101029.tif 000003
【００１４】
式中、サイズｄmessは、内部コイル対の第１および第２のコイルの正規化計数率
【００１５】
【数２】
2019101029.tif 000004
【００１６】
から測定された層厚さである。サイズ
【００１７】
【数３】
2019101029.tif 000005
【００１８】
は、ポットコア内の第１のコイル対、すなわち内部コイル対の正規化計数率
【００１９】
【数４】
2019101029.tif 000006
【００２０】
の関数として所定の透磁率に関して検出された、外部および内部のコイル対の層厚さ差分
【００２１】
【数５】
2019101029.tif 000007
【００２２】
から得られる２次元透磁率補償関数である。詳細には、透磁率の知識はもはや必要ない。その結果、正しい層厚さを出力するために、透磁率補償関数により基材の実際の透磁率の影響を除去することが可能になる。
【００２３】
正規化計数率は、正規化電圧の評価として理解すべきであり、そこでは、
【００２４】
【数６】
2019101029.tif 000008
【００２５】
が適用される。式中、Ｕ0は、プローブが直接基材上に置かれ、かつ測定すべき層が基材上に存在しないときに生じる電圧である。Ｕ∞は、測定プローブを持ち上げたときに生じる電圧であり、そこでは、間隔は非常に大きいので、測定プローブは、磁化できる基材によりもはや影響を受けない。Ｕは、基材上で測定すべき層に伴うので、通常の間隔で生じる電圧である。その結果、常に数値０〜１の間にある正規化電圧Ｕnが得られる。
【００２６】
あるいは、補正された層厚さが次式に従って決定されるという意味で、測定手順の間に検出された相互作用体積を評価機器で評価することができる。
【００２７】
【数７】
2019101029.tif 000009
【００２８】
式中、サイズｄmessは、内部コイル対の正規化計数率から測定された層厚さである。サイズ
【００２９】
【数８】
2019101029.tif 000010
【００３０】
は、第１のコイル対の正規化計数率
【００３１】
【数９】
2019101029.tif 000011
【００３２】
の関数として基材の可変の透磁率に関して検出された、外側および内側のコイル対の正規化計数率
【００３３】
【数１０】
2019101029.tif 000012
【００３４】
の偏差から得られる２次元透磁率補償関数である。したがって、この代替実施形態では、層厚さ偏差、および正規化計数率の偏差に基づき、透磁率補償を行うことができる。詳細には、透磁率の知識をもはや必要としない。
【００３５】
評価機器での測定手順の他の代替評価では、排他的に正規化計数率の偏差に基づき透磁率補償を行うことが提供される。測定手順の間に検出された相互作用体積を評価し、次式に従って、補正された層厚さを決定する。
【００３６】
【数１１】
2019101029.tif 000013
【００３７】
式中、サイズ
【００３８】
【数１２】
2019101029.tif 000014
【００３９】
は、次式に従って決定される。
【００４０】
【数１３】
2019101029.tif 000015
【００４１】
サイズ
【００４２】
【数１４】
2019101029.tif 000016
【００４３】
は、内部コイル対の第１および第２のコイルの、測定された正規化計数率
【００４４】
【数１５】
2019101029.tif 000017
【００４５】
である。サイズ
【００４６】
【数１６】
2019101029.tif 000018
【００４７】
は、外側および内側のコイル対の正規化計数率
【００４８】
【数１７】
2019101029.tif 000019
【００４９】
の偏差に関する２次元透磁率補償関数である。補正された計数率を用いて、最初に行われた製造較正から直接、補正された層厚さを計算することができる。詳細には、透磁率の知識をもはや必要としない。
【００５０】
さらに、第１および第２のコイル対に関する第１の基礎較正が、いくつかの異なる透磁率に関して較正されることが提供されることが好ましい。その結果、層厚さ偏差を基材の透磁率変化により体系的に検出し、較正で使用することができる。内部コイル対に関して確立された層厚さ偏差は、透磁率補償のために必要な第１の情報構成要素を表す。補償に必要な第２の情報構成要素は、層厚さ補償関数に関して透磁率偏差により別様に偽って測定された、第１および第２のコイル対の層厚さの層厚さ差分を表す。これら２つの情報構成要素を結合することにより、層厚さに与える透磁率の影響を除去することができる。
【００５１】
有利には、測定すべき、基材内のそれぞれの相互作用体積を検出するために、すなわち、発生した電圧を検出するために、第１および第２のコイル対を次々と制御し、動作させる。あるいはまた、第１および第２コイル対を同時に動作させることができる。
【００５２】
本発明の基礎となる目的は、共通の幾何学的軸上に置かれ、かつ第１のコイル対を形成する第１および第２のコイルを有し、共通の軸内に配列された軸受けキャップ、およびポットコアの外側に幾何学的軸を一緒に有して配列され、かつ第１および第２のコイルを有する第２のコイル対を有するポットコアを受け入れるプローブヘッドを有する測定プローブを有する、磁化できる基材上の磁化できない層の厚さを測定するための測定プローブによりさらに解決される。そのような測定機器のおかげで、第１のコイル対の電力線は、収束場経路を有することが可能になり、その結果、詳細にはポットコアの領域内に収束し、かつ高い場の密度を有する相互作用体積が基材内に生成される。第２のコイル対を、場を収束させることなく動作させ、その結果、第２のコイル対の相互作用体積はまた、プローブヘッドのはるか外側にあり、したがって、明らかにより大きな、基材の相互作用体積を備える。これにより、第１および第２コイル対により相互作用体積の差分を決定することができ、かつ基材の変化に富む磁気特性を検出し、補償することが可能になる。
【００５３】
本発明、ならびにさらには有利な実施形態およびその展開について、図面に示す例を用いて以下でより詳細に記述し、説明する。本明細書および図面で理解することができる特徴を、個々に、または本発明に従って任意の組合せで複数として、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】測定プローブの第１の実施形態の概略断面図である。
【図２】図１による測定プローブの、本発明によるプローブヘッドの概略拡大図である。
【図３】基材の３つの異なる透磁率に関して、プローブヘッドの内部コイル対の正規化計数率ｘnの関数として層厚さ経路を提示するための図である。
【図４】図３から得られる透磁率μr1およびμr3の層厚さ偏差Δｄを提示するための概略図である。
【図５】基材の３つの異なる透磁率に関して、層厚さ経路を、内部および外部のコイル対の正規化計数率ｘnの関数として提示し、透磁率μr1およびμr3に伴って得られる層厚さ偏差Δｄiaを提示するための概略図である。
【図６】図５による所定の透磁率に関して、２つのコイル対間の層厚さ差分Δｄiaを、第１のコイル対の正規化計数率の関数として提示するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１に、測定プローブ１１の断面図を概略的に示す。この測定プローブ１１の構造は原理上、全部参照される独国特許出願公開第１０２００５０５４５９３（Ａ１）号明細書により公知である。測定プローブ１１は、測定対象物２０の基材５２上の層５１の厚さを非破壊測定するために使用される。この測定プローブ１１は、少なくとも１つの接続線または制御線１２を介して評価機器１３に接続されるように構成され、前記評価機器１３は、検出した測定信号を処理し、さらにまた表示装置に出力することができる。測定プローブ１１は、たとえば円筒形に形成された筐体１４を有する。プローブヘッド１７は、磁化できない筐体１４の長手方向の軸１６内に配列され、保持要素１８により支持される。この保持要素１８は、弾性的に回復力がある保持要素として、詳細には、膜として、もしくはばね要素として形成される。プローブヘッド１７を、長手方向の軸１６に沿って案内要素２３により移動可能に案内することができ、その結果、プローブヘッド１７は、測定プローブ１１を測定対象物２０の上に置いたとき、筐体１４の中に少し沈むことができる。好ましくは、筐体に固定された台２４上で、案内要素２３により傾きのない手法で、プローブヘッド１７を案内する。プローブヘッド１７の電線２５を線１２の取付具２７に接続し、好ましくは、前記取付具２７もまた台２４に固定する。
【００５６】
プローブヘッド１７は、長手方向の軸１６内にあり、かつ測定対象物２０のほうを向く軸受けキャップ２１を有する。
【００５７】
また、プローブヘッド１７を測定プローブ１１のさらに逸脱する構造設計に導入することができる。
【００５８】
図２には、図１による測定プローブ１１のプローブヘッド１７の概略拡大図を示す。このプローブヘッド１７は、ポットコア３１を備える。このポットコア３１は、好ましくは軟鉄材料から形成される。ポットコア３１では、固定されていない端部上に軸受けキャップ２１が配置されるコア３３は、ポットコア３１の基部３２から伸長する。軸受けキャップ２１は、硬化したピン３４を有することができる。
【００５９】
第１および第２のコイル３６、３７は、ポットコア３１内に配列される。第１および第２のコイル３６、３７は、共通の長手方向の軸１６上に同軸に整列し、第１のコイル対３８を形成する。第１のコイル対３８はまた、内部コイル対とも呼ばれる。
【００６０】
さらにまた、第１および第２のコイル４２、４３をポットコア３１の半径方向の周囲の壁４１の外側に提供する。第１および第２のコイル４２、４３を、互いに同軸に配列し、好ましくは長手方向の軸１６に対して整列させる。第１および第２のコイル４２、４３は、外部コイル対とも呼ばれる第２のコイル対４４を形成する。
【００６１】
外部コイル対４４およびポットコア３１は、筐体１４により取り囲まれる。筐体１４は、外部コイル対４４の磁界に影響を及ぼさない。
【００６２】
コイル３６、３７、４２、４３は、いくつかの巻線を備え、かつコイル本体に巻きつけられた、少なくとも１つの導電体を備える。
【００６３】
プローブヘッド１７は、測定を行うために軸受けキャップ２１と共に、コートされた測定対象物２０の上に載る。軸受けキャップ２１は、磁化できる基材５２上の磁化できない層５１に接触する。第１のコイル対３８が発生させた電力線は、ポットコア３１のおかげで場収束を有し、それにより、基材５２内に第１の好ましくは集中した相互作用体積４６が発生する。第２のコイル対４４は、電力線の場収束をまったく受けず、それにより、第１の相互作用体積４６と比較して拡大した、基材５２の相互作用体積４７が発生する。
【００６４】
層厚さの測定を行うために、第１のコイルシステムの第１のコイル３６に、たとえば低周波電流を用いて周期的に通電する。この第１のコイル３６はまた、１次コイルとも呼ばれる。その結果、第２のコイル３７、すなわち、２次コイルに電圧が誘起され、電圧の大きさは、第１のコイル３６の通電電流の周波数および振幅に、ならびに第１および第２のコイル３６、３７の相互作用体積に応じた結合に依存する。次に、第１および第２のコイル３６、３７の結合は、２つのコイル３６、３７を貫通する磁気の流れＢに依存する。次に、磁気の流れはまた、通電電流と共に、コイル３６、３７の周囲の材料の磁気抵抗により規定される。磁化できる基材５２の上に測定プローブ１１を置いた場合、磁界Ｂは、基材５２が、場の経路と比較して、プローブヘッド１７を基材５２から持ち上げたときの状況と比較して空気よりも明らかに低い磁気抵抗に対抗するので、増大する。これにより、第１および第２のコイル３６、３７の結合係数が増大することになり、その結果、誘起電圧が増大することになる。プローブヘッド１７と基材５２の間の距離が増大した場合、２次コイルの誘起電圧は低減する。その結果、測定できる誘起電圧は、基材５２までの距離に、すなわち、層５１の層厚さに依存し、較正を介して層厚さ測定のために使用されることができる。同じことはまた、第２のコイル対４４にも類似して当てはまる。
【００６５】
第１のコイル対３８を用いて場収束が提供され、かつ第２のコイル対４４を用いて場収束が得られない結果、基材５２のさまざまな相互作用体積４６、４７が検出される。第１および第２のコイル対３８、４４で得られるこれらの差分を、基材５２の、変化に富む磁化できる特性に関する測定をするときに検出することができ、基材５２の透磁率を補償するために使用することができる。層５１でコートされた基材５２の透磁率に関する実際の知識を用いて、層５１の厚さを決定することができる。このことについては、以下で論じる。
【００６６】
図３は、規定された基材に応じて、層厚さｄに関してさまざまな特性曲線５５、５６、５７を正規化測定信号ｘnの関数としてプロットした図を示す。特性曲線５５は、規定された基材に対して測定プローブ１１を較正することにより、たとえばμr3により決定され、係数の形で測定プローブ１１または評価機器１３に記憶される。規定された基材から逸脱する透磁率を有する基材５２上で測定するために、この測定プローブ１１を今後使用する場合、特性曲線経路は変化する。たとえば、透磁率μr1については、特性曲線５６が得られ、透磁率μr2については、特性曲線５７が得られる。この場合、μr1はμr2よりも小さく、μr2はμr3よりも小さいということが当てはまる。対象となる層厚さｄsollが、較正された基材５２上で７０μｍに等しい場合、その結果は、たとえば測定値０．４８である。基材５２の透磁率が透磁率μr1に変化した結果、代わりに測定値０．５６が決定される。しかしながらその結果、使用した較正特性曲線５５を用いた厚さの計算は、ｄmessが１００μｍに等しいという、正しくない層厚さをもたらす。したがって、記述した層厚さ偏差Δｄ（μr）は、基材の透磁率が変化した結果である。これを体系的に決定し、所定のさまざまな透磁率を用いて較正で検出することができる。その結果、補正された層厚さの決定に伴い、透磁率の補償のために必要な第１の情報構成要素が検出される。
【００６７】
図４に、正規化測定信号ｘnの関数として層厚さ偏差Δｄをプロットした図を示す。これらの層厚さ偏差を、図３の透磁率μr1およびμr2に関して示す。その結果、特性曲線５５による最初の較正の場合、Ｘ軸上に位置する線が得られ、一方、透磁率μr2については、特性曲線５７が得られ、μr1については、特性曲線５６が得られる。この図は、第１のコイル対３８に伴う層厚さを示す。この図から、透磁率μr1に関して、値０．５６から始まり、図３によれば、たとえば２８μｍの層厚さ偏差が得られ、μr2の場合、たとえば１１μｍの層厚さ偏差が得られる。これは補正されるべきである。
【００６８】
次に、第１および第２のコイル対３８、４４を別個に考慮する場合、図５による線図に示すように、異なる特性曲線進路が得られる。第１のコイル対３８、すなわち内部コイル対３８に関する特性曲線５５、５６、および５７はさらにまた、第２のコイル対４４、すなわち外部コイル対の、対応する特性曲線６５、６６、および６７から逸脱する。このことから、たとえば、コイル対４４については０．３５のｘnを用い、かつコイル対３８については０．５６のｘnを用いて、２つの異なる測定ポイントを比較した結果、内部コイル対３８と外部コイル対４４の間で決定された層厚さは、たとえば３８μｍのΔｄiaの差分をもたらす（図６のポイント６８を参照のこと）こともまた得られる。
【００６９】
第１のコイル対３８および第２のコイル対４４の異なる依存関係から透磁率を規定するために、第１のコイル対３８および第２のコイル対４４の差分Δｄiaを、図６に従って第１のコイル対３８の正規化計数率の関数として考えることができる。基材５２の透磁率に関するこの依存関係Δｄiaは、透磁率の補償のために必要な第２の情報構成要素に対応し、たとえば内部コイル対３８内の正規化計数率ｘnの関数として（この場合、次式に従う）
【００７０】
【数１８】
2019101029.tif 000020
【００７１】
と記述することができる。μrに従ってこの関数を解くことができ、層厚さ偏差の関数に挿入することができる。その結果、透磁率のパラメータを除去することができ、所望の層厚さ偏差Δｄは依然として、利用できるパラメータΔｄiaおよび
【００７２】
【数１９】
2019101029.tif 000021
【００７３】
だけの関数である。このことから、２パラメータ透磁率補償関数
【００７４】
【数２０】
2019101029.tif 000022
【００７５】
が得られる。
【００７６】
次いで、このことから、補正された層厚さ
【００７７】
【数２１】
2019101029.tif 000023
【００７８】
が得られる。したがって、補正された層厚さは、透磁率の影響により修正された層厚さであり、基材５２の正確な透磁率を知ることも、測定する必要もなく、前記層厚さを測定することができる。
【００７９】
測定信号をそのように評価および検出する結果、所定の透磁率に対して較正された測定プローブ１１を、不明の層厚さおよび不明の基材５２を有する測定対象物２０の上に置くことができるようになる。評価機器１３は、第１のコイル対３８および第２のコイル対４４の正規化計数率ｘnを決定する。このことから、測定プローブ１１の層厚さ較正関数を介して、対応する正しくない層厚さｄlまたはｄaを計算し、このことから、層厚さ差分Δｄiaの内部サイズを計算する。次いで、２次元透磁率補償関数
【００８０】
【数２２】
2019101029.tif 000024
【００８１】
から、測定値に必要な補正を追加することができ、その結果、透磁率の影響が補償される。
【符号の説明】
【００８２】
１１  測定プローブ
１２  接続線または制御線
１３  評価機器
１４  筐体
１６  長手方向の軸
１７  プローブヘッド
１８  保持要素
２０  測定対象物
２１  軸受けキャップ
２３  案内要素
２４  台
２７  取付具
３１  ポットコア
３２  基部
３３  コア
３４  硬化したピン
３６  第１のコイル、１次コイル
３７  第２のコイル、２次コイル
３８  第１のコイル対、内部コイル対
４１  半径方向の周囲の壁
４２  第１のコイル
４３  第２のコイル
４４  第２のコイル対、外部コイル対
４６、４７  相互作用体積
５１  磁化できない層
５２  磁化できる基材
５５、５６、５７、６５、６６、６７  特性曲線
Ｂ  磁気の流れ、磁界
ｄ、ｄsoll、ｄmess  層厚さ
ｘn  正規化測定信号
Δｄ、Δｄ（μr）  層厚さ偏差
μr1、μr2、μr3  透磁率
【図１】
2019101029.tif 000039
【図２】
2019101029.tif 000040
【図３】
2019101029.tif 000041
【図４】
2019101029.tif 000042
【図５】
2019101029.tif 000043
【図６】
2019101029.tif 000044
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月19日(2018.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の幾何学的軸（１６）を中心に置かれた、第１のコイル対（３８）を形成する第１および第２のコイル（３６、３７）を有するポットコア（３１）を備え、かつ前記共通の軸（１６）内に軸受けキャップ（ｃａｌｏｔｔｅ）（２１）を有するプローブヘッド（１７）を有する測定プローブ（１１）を有する、透磁率が不明な、磁化できる基材（５２）上の磁化できない層（５１）の厚さを測定する方法であって、
−前記基材（５２）上の前記層（５１）の前記厚さを測定するために、前記プローブヘッド（１７）は、前記層（５１）の上に置かれる方法であって、
−前記ポットコア（３１）により引き起こされた場収束を用いて、前記第１のコイル対（３８）により第１の相互作用体積を検出し、
−前記ポットコア（３１）による前記場収束なしに、前記ポットコア（３１）の外側に、前記幾何学的軸（１６）を共有して配置された第１および第２のコイル（４２、４３）を有する第２のコイル対（４４）により第２の相互作用体積を検出し、
−検出した前記第１および第２の相互作用体積を評価機器（１３）で処理し、互いに比較して、測定すべき前記層（５１）が適用された前記基材（５２）の前記透磁率を補償し、前記基材（５２）の前記透磁率の影響により補正された、前記測定された層（５１）に関する層厚さを出力する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
−前記測定手順の間に検出した前記相互作用体積を評価し、次式に従って、前記補正された層厚さを決定し、
【数１】
2019101029.tif 000045
−式中、前記サイズｄmessは、前記第１のコイル対（３８）の前記第１および第２のコイル（３６、３７）の正規化計数率から得られた前記測定された層厚さであり、前記
【数２】
2019101029.tif 000046
は、前記第１のコイル対（３８）の前記正規化計数率
【数３】
2019101029.tif 000047
の関数として前記基材（５２）の可変の透磁率に関して使用される、前記コイル対（３８）と（４４）の間の層厚さ偏差Δｄiaから得られる、２次元透磁率関数である
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記それぞれの透磁率の知識を必要としないことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
−前記測定手順の間に検出された前記相互作用体積を評価し、次式に従って、前記補正された層厚さを決定し、
【数４】
2019101029.tif 000048
−式中、前記サイズｄmessは、前記第１のコイル対（３８）の前記第１および第２のコイル（３６、３７）の前記正規化計数率から得られた前記測定された層厚さであり、前記
【数５】
2019101029.tif 000049
は、前記第１のコイル対（３８）の前記正規化計数率
【数６】
2019101029.tif 000050
の関数として前記基材（５２）の可変の透磁率に関して使用される、前記コイル対（３８）と（４４）の間の層厚さ偏差
【数７】
2019101029.tif 000051
から得られる、２次元透磁率関数である
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記それぞれの透磁率の知識を必要としないことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
−前記測定手順の間に検出した前記相互作用体積を評価し、次式に従って、前記補正された層厚さを決定し、
【数８】
2019101029.tif 000052
−式中、前記サイズ
【数９】
2019101029.tif 000053
は、次式に従って決定され、
【数１０】
2019101029.tif 000054
前記サイズ
【数１１】
2019101029.tif 000055
は、前記第１および第２のコイル（３６、３７）の前記測定された正規化計数率であり、前記
【数１２】
2019101029.tif 000056
は、前記第１のコイル対（３８）の前記正規化計数率
【数１３】
2019101029.tif 000057
の関数として前記基材（５２）の前記可変の透磁率に関して使用される、前記正規化計数率の偏差
【数１４】
2019101029.tif 000058
から得られる、２次元透磁率補償関数である
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記それぞれの透磁率の知識を必要としないことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１および第２のコイル対（３８、４４）に関する第１の基礎較正を行い、その後、測定を行って、前記基材（５２）のいくつかの異なる透磁率に対して層厚さを決定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記相互作用体積を検出するために、前記第１および第２のコイル対（３８、４４）を交互に、または同時に制御することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
共通の長手方向の軸（１６）を中心に置かれ、第１のコイル対（３８）を形成する第１および第２のコイル（３６、３７）と、前記共通の長手方向の軸（１６）内に配列された軸受けキャップ（２１）とを有するポットコア（３１）を有するプローブヘッド（１７）を有する測定プローブ（１１）を有する、請求項１に記載の前記方法を達成するための、磁化できる基材（５２）上の磁化できない層（５１）の厚さを測定するための測定機器であって、第１および第２のコイル（４２、４３）を有する第２のコイル対（４４）は、前記ポットコア（３１）の外側に、前記長手方向の軸（１６）を共有して提供され、前記コイル（４２、４３）は、前記長手方向の軸（１６）に同軸に整列されることを特徴とする測定機器。