用于非破坏性测量薄层厚度的测量探头制造技术

本发明专利技术涉及用于非破坏性测量薄层厚度的测量探头。具体地，提供了一种用于对物体（16）上的薄层的厚度进行非破坏性测量的测量探头，其具有：测量头（26），所述测量头（26）包括用于接触物体（16）的测量表面（17）的至少一个传感器元件；以及支撑装置（23），所述支撑装置（23）用于接纳测量头（26），并且被壳体（22）至少部分包围，其中，至少一个另一测量头（27）相邻于第一测量头（26）并与其分开地布置在支撑装置（24）上，该至少一个另一测量头（27）能够独立于所述第一测量头（26）被控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于非破坏性测量物体上的薄层的厚度的测量探头。
技术介绍
在DElO 2005 054 593 Al中，已知一种用于非破坏性测量薄层厚度的测量探头， 其包括在壳体内的至少一个传感器元件。接触球形帽被设置到该传感器元件，使得通过该接触球形帽可以将所述测量探头放置到将被测量的涂层的表面上。接着，可以用该类型的测量探头执行对膜厚的非破坏性测量。通常，该类型的测量探头被手动放在测量表面上，用于执行测量。也可以设想使用测量支架。在所述过程中，必须给予到测量表面的充分可接近性，以便能够放置此类型的测量探头。一方面，由于增加的质量要求，另一方面由于增加的测量复杂性(特别是对多个涂层而言)，所以必须进一步开发此类型的测量探头。
技术实现思路
本专利技术的目的在于产生一种测量探头，通过该测量探头，能够以简单且安全可靠的方式检查物体上的多个涂层，其中测量头关于在每种情形中使用的测量过程而被优化。根据本专利技术，该目的通过按照权利要求1所述特征的测量探头而得以实现。进一步优选的实施例和进一步的开发在从属权利要求中给出。根据本专利技术的测量探头包括位于支撑装置上的至少第一测量头，还包括至少一个另一测量头，其与第一测量头相邻并与所述第一测量头分开，且可以独立于第一测量头控制。由于支撑装置上的第一和至少一个另一测量头的这种相邻且空间分开的布置，所以各测量头可以彼此独立地且以最优的方式形成，以在每种情况下与控制件一起形成优化的和隔离的测量系统。因此，该测量探头具有这样的优点在将被检查的测量表面上的单次接触之后，在每种情况下借助于第一测量头和至少一个另一测量头可以实现对薄层的厚度的单独测量。由于第一测量头和至少一个另一测量头在支撑装置上的布置以及测量头在测量表面上相对于彼此处于到彼此和到物体的预定位置中，可以用相同或者不同的测量过程来执行测量，以在对应于测量任务的评估装置中评估被记录的数据。因此，可以简单且安全可靠的方式检查多个涂层，特别地，为各相应涂层选择测量过程，以及在支撑装置上使用优化的测量头。本专利技术的优选构造在于，测量头的各极轴具有空间分开的布置，且优选地彼此平行取向。取决于将被执行的相应测量过程，支撑装置上的测量头的该布置便利于测量头在支撑装置上的空间分开的布置，因而方便了各测量头的空间调整尺寸中的布置自由，以执行质量改进的测量。本专利技术的进一步优选构造在于，至少第一测量头根据磁感应过程、涡电流方法、相位敏感过程或者磁性DC场过程来确定用于测量层厚度的至少一个传感器元件，且至少一个另外的测量头根据上述提及的测量过程中的一个确定用于测量层厚度的至少一个传感器元件。取决于测量任务，特别是取决于将被测量的物体的基底材料以及施加在其上的涂层，可以选择单独的测量过程，以及彼此组合，且测量头可以相应地布置在支撑装置上。测量探头的另一优选构造在测量探头的壳体和支撑装置之间提供了安装悬置件， 使得支撑装置以这样的方式插入到壳体中所述支撑装置以具有至少一个自由度可移动。 在测量探头在测量表面上接触的过程中，通过该布置可以实现支撑装置在测量表面上的独立取向，从而使得至少两个测量头等同地放置，并且如果需要，则在测量探头的倾斜接触位置中，利用测量头的随后装配来发生独立取向。因此，可以可靠地检查水平和弯曲的测量表面，且测量探头的操纵变得更容易。本专利技术的另一优选构造在于，至少两个测量头以沿着直线且一个位于另一个之后的方式布置在一个支撑装置上，安装悬置件优选地在以此方式形成的两点或者多点支撑件的重心处结合在支撑装置上。通过该布置，特别地，测量头的独立取向成为可能，且在接触期间得到保证，使得在测量探头相对于将被测量的物体的定位之后歇置所述测量头。由于在由测量头所形成的两点支撑件之间的重心处安装悬置件的优选布置，方便了取向的优化。测量探头的可选构造在支撑装置上提供了两个测量头和一个辅助极，所述两个测量头和一个辅助极形成三点支撑件，安装悬置件优选地在三点支撑件的重心处接合到支撑装置上。由于三点支撑件的缘故，该布置方便了在水平和弯曲表面上的独立取向。优选地， 提供了彼此偏离的两个测量头和一个辅助极，以检查多个涂层。可选地，两个相同的测量头可以设置有一个辅助极。为了测量头和辅助极在测量表面上的独立取向和完全支撑，安装悬置件优选在三点支撑件的重心处接合在支撑装置上，由此通过测量头或者辅助极给予支撑装置相对于测量表面的独立取向所用的最大滚动运动。根据本专利技术的另一优选构造，在壳体上设置至少一个定位装置，所述壳体容纳所述支撑装置。该定位装置既可以设置在具有两点支撑件的测量系统中，也可以设置在具有三点支撑件的测量系统中。这方便了所述壳体相对于测量物体的更简单的定位，以及方便了壳体相对于测量表面的第一取向，以便建立测量头在测量点上的目标接触。本专利技术的另一优选构造在于，在测量系统中，用于测量层的至少两个测量头沿着弯曲表面的表面线成直线取向。优选形成为棱柱的定位装置在该过程中以直角对两个测量头进行取向。因此，可以有效地进行测量头的取向以及沿着表面线的测量，从而使得对两个测量头应用了相同的测量条件。因此，在测量薄层的厚度时，能够通过测量头相对于测量表面的该布置，已经消除曲率所导致的误差。根据本专利技术的第一实施例，其设想了将支撑装置连接到壳体的安装悬置件形成为球形接头。该类型的球形接头方便了支撑装置相对于壳体的位置的三维改变。因此，与测量表面相关联的测量头的位置可以具有非常灵活的改动。本专利技术的另一可选实施例在于，将支撑装置连接到壳体的安装悬置件是通过弹性元件或者通过几个条状(特别是扁平条状)的弹性元件来形成，所述弹性元件结合在支撑装置上，且可以通过连接元件在相对侧上附连到壳体。该布置具有这样的优点，即彼此相邻布置的条状弹性元件或弹性元件在测量探头接触在将被检查的表面上的期间在所述至少一个测量头上至少提供了低挤压力，以保证其在测量表面上的稳定接触。此外，通过彼此相邻布置的弹性元件或条状弹性元件同时便利于围绕弹性元件或者单个弹性元件的纵向轴线的至少稍许扭转。该布置具有这样的优点，即相对于与壳体相关的偏转和可枢转性给予了测量头的无摩擦支撑。条状弹性元件优选通过连接元件保持和连接，其能够以简单的方式附连到壳体。因此，相对于壳体能够进行简单的安装和拆卸。此外，在壳体上通过连接元件可以发生与连接线或者信号线的简单接触。安装悬置件的可选构造在于，弹性元件以片状的方式设计，且优选地，测量头以其极轴线垂直于弹性元件的水平而竖立来取向。特别地，根据第一可选构造，在弹性元件上可以设置几个导电路径。因此，可以产生简单且建设性的实施例，其中测量头的能量供给通过弹性元件同时方便地实现。因此，不需要额外的信号线，所述额外的信号线可能与测量头相对于测量表面的取向干涉。该一个片状弹性元件也可以包括一个或几个凹部，使得可以围绕纵向轴线调节抗扭装置。根据另一可选实施方式，单独的信号线也可以引导至测量头。该可选实施例的优选构造在于，弹性元件彼此相邻地布置在公共水平面上，且彼此离开一定距离，且测量头优选地取向成使其极轴线垂直于由弹性元件构成的水平面而竖立。通过这样，支撑装置对纵向轴线的径向偏转可以由弹性元件的距离以及弹性元件的横截面几何形状来确定。同时，沿接触方向的偏转可能发生，从而弹性力可能特别地沿着接触方向增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于非破坏性地测量物体（１６）上的薄层的厚度的测量探头，所述测量探头具有：测量头（２６），所述测量头包括至少一个传感器元件，用于接触在物体（１６）的测量表面（１７）上；以及支撑装置（２３），所述支撑装置（２３）用于接纳所述测量头（２６），所述支撑装置（２６）至少部分地被壳体（２２）包围，其特征在于，与所述第一测量头（２６）相邻并且分开的至少一个另一测量头（２７）被布置在所述支撑装置（２４）上，所述另一测量头（２７）可以独立于所述第一测量头（２６）被控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H·费希尔，
申请(专利权)人：赫尔穆特费希尔有限责任公司电子及测量技术研究所，
类型：发明
国别省市：DE