DE4128882A1 - Rollsonde fuer die kontinuierliche messung der dicke von schichten oder baendern - Google Patents
Rollsonde fuer die kontinuierliche messung der dicke von schichten oder baendernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rollsonde für die kontinuierliche
Messung der Dicke von Schichten oder Bändern nach dem Ober
begriff des Anspruches 1.
Bei einer derartigen bekannten Meßsonde (DE-PS 34 01 466) ist
der Meßpol im Inneren einer hohlen, im Bereich des Meßpols
ballig aufgewölbten Rolle angeordnet und senkrecht gegen das
Band oder die zu messende Schicht gerichtet, wobei die Rolle
das Band oder die Schicht nur an einem Auflagepunkt abrollend
berührt und aus einem unmagnetischen, die Messung nicht
wesentlich beeinflussenden Werkstoff besteht.
Bei dieser Meßsonde befindet sich zwischen dem aktiven Meßpol
und der Berührungsfläche der zu messenden Schicht ein kon
struktionsbedingter magnetischer Luftspalt, dessen Größe von
Wärmeausdehnungen aufgrund von Temperatureinflüssen abhängig
ist und durch den auch Meßwertänderungen bei einem Verkippen
des Meßpoles im Traversierbetrieb möglich sind. Auch Material
inhomogenitäten an der Meßwalze können Meßwertfehler verur
sachen, wobei der Fehler mit größer werdendem magnetischen
Luftspalt zwischen aktivem Sensor oder Meßpol und der zu
messenden Oberfläche steigt.
Auch ist eine maximale Ausnutzung des Meßsignals nicht mög
lich, da es um das Maß des magnetischen Luftspaltes reduziert
wird. Ferner können Meßwertfehler durch Wirbelstromeinflüsse
im Edelstahlmaterial des Rollkörpers hervorgerufen werden,
und weiterhin sind die Maximalanforderungen an die Rundlauf
toleranz von etwa 0,002 mm des Rollkörpers bezogen auf die
fixierte Drehachse des Rollkörpers nur schwer zu erfüllen.
Auch ergibt sich eine leichte Verformbarkeit des Rollkörpers
durch die geringe Wanddicke im Bereich der Berührung des
hohlen Rollkörpers mit der Oberfläche des zu messenden Gutes.
Solche Rollkörper erfordern auch einen hohen Herstellaufwand.
Schwierigkeiten hinsichtlich der Meßgenauigkeit von Rollson
den ergeben sich auch, wenn der Meßpol zwischen zwei die zu
messende Schicht berührenden Kugellager-Laufringen als
Laufrollen angeordnet ist. Bei einer solchen Meßsonde kann
der magnetische Luftspalt zwischen dem Meßpol und dem zu
messenden Gut zwar verhältnismäßig gering gehalten werden, um
das zur Verfügung stehende Meßsignal besser auszunutzen. Die
Messung erfolgt jedoch nicht an der Berührungsstelle, da die
beiden Kugellagerringe als reine Laufrollen seitlich oder
hintereinander beiderseits des dazwischenliegenden Meßpoles
angeordnet sind.
Auch bei einer solchen Rollsonde sind die Meßstelle und die
Berührungsstelle nicht identisch, wodurch ein Meßwert er
faßt wird, der nicht der Realität entsprechen muß.
Ein solcher Zweipunkt-Sensor muß auch kardanisch gelagert
sein, um sicherzustellen, daß immer beide Laufrollen die zu
messende Schicht einwandfrei berühren. Ein Traversierbetrieb
ist jedoch mit einer kardanischen Aufhängung nicht möglich.
Der Sensor oder Meßpol kippt, und es kommt zu Fehlmessungen.
Auch können Folien, die schmäler sind als der Abstand der
parallelen Laufrollen, nicht gemessen werden.
Bei Messungen, die am Folienrand, der herstellungsbedingt
wulstartig ist, durchgeführt werden sollen, wird es ebenfalls
durch unterschiedliche Foliendicken unter den beiden Laufrol
len zu Meßfehlern kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rollsonde nach
dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit einfachen technischen
Mitteln so auszubilden, daß Meßwertfehler infolge eines Luft
spaltes zwischen dem Meßpol und der Oberfläche des zu mes
senden Gutes vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen
des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprüchen 2 bis 15
besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekenn
zeichnet sind.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß beim Einsatz von magne
tisch aktiven Rollkörpern, die die Oberfläche des Meßgutes
mit ihrer Lauffläche unmittelbar berühren, an der Meßsonde
der maximal mögliche Signalhub für die Messung voll ausge
nutzt werden kann. Dadurch wird eine erhöhte Meßwertauflösung
und Meßgenauigkeit insbesondere bei der Messung dünner Folien
erzielt. Außerdem erfolgt bei der erfindungsgemäßen Rollsonde
die tatsächliche Dickenmessung wie bei einer statischen
Schichtdicken-Meßsonde am Berührungspunkt mit der zu messen
den Schicht. Es handelt sich somit um eine echte "Einpunkt
messung".
Bei der Benutzung von magnetisch aktiven Rollkörpern hat die
Unrundheit des Rollkörpers praktisch keinen nachteiligen
Einfluß auf das Meßergebnis. Die erfindungsgemäße Meßsonde
erlaubt die Anwendung des magnet-induktiven und auch des
Wirbelstrom-Verfahrens. Da der rotationssymmetrische Roll
körper auch scheibenförmig ausgeführt werden kann, sind
auch Messungen zwischen erhabenen Längsprofilen des laufenden
Meßgutes möglich.
Die schmale Lauffläche des scheibenförmigen Rollkörpers er
laubt auch die Dickenmessung an schmalen Streifen, und bei
Benutzung von magnetisch aktiven Rollkörpern ist ein Ver
kippen der Meßsonde gegenüber dem Meßgut in gewissen Grenzen
praktisch ohne schädlichen Einfluß auf die Meßgenauigkeit.
Insbesondere bei einer Ausbildung aus weichem Werkstoff kann
die ballige Lauffläche des Rollkörpers hartbeschichtet sein.
Außerdem kann der sich drehende Rollkörper, wenn er als Rolle
oder Scheibe ausgebildet ist, auch durch magnetische oder
opto-elektronische Erfassung von Markierungen am Rollkörper,
z. B. in Form von Löchern, gleichzeitig zur Wegmessung dienen.
Stattdessen kann aber auch auf der sich drehenden Achse des
Rollkörpers ein Weggeber angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform einer solchen Rollson
de können in oder an dem Rollkörper mehrere gleichmäßig über
den Umfang verteilte, von der Drehachse des Rollkörpers ra
dial nach außen gerichtete Dauer-Stabmagnete angeordnet sein,
die sich bei der Drehung des Rollkörpers abwechselnd der
Bezugsebene an dem aus einem ferromagnetischen Werkstoff
bestehenden Träger nähern, wobei das sich hierdurch und auch
durch die Dicke des auf dem Träger aufliegenden Meßgutes
verändernde Magnetfeld der Dauer-Stabmagnete durch einen in
unmittelbarer Nähe der Berührungsstelle des Rollkörpers an
der Oberfläche des Meßgutes angeordneten feststehenden
Magnetfeldsensor gemessen wird.
In einer demgegenüber abgewandelten weiteren vorteilhaften
Ausführungsform einer solchen Rollsonde können aber auch in
oder an dem Rollkörper mehrere Dauer-Stabmagnete radial zur
Drehachse des Rollkörpers angeordnet sein, wobei das sich
ändernde Magnetfeld in einem feststehenden Spulensystem er
faßt wird.
Bei der Verwendung einer Kugel als Rollkörper ist durch
Luftlagerung des Rollkörpers zwischen konkaven Lagerschalen
oder zwischen seitlichen Lagerringen ein definierter Abstand
zum Spulenkörper des Meßspulensystems vorhanden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine Rollsonde für eine Messung der Dicke von
Schichten oder Bändern nach dem magnet-induktiven
Verfahren,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine derartige
Rollsonde mit einer an einem Träger drehbar ge
lagerten Scheibe oder Rolle, die in ihrem unte
ren Teil von einer Meßspulenanordnung berührungs
frei umgeben ist,
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch diese Rollsonde
gemäß Schnittlinie III-III von Fig. 2,
Fig. 4 einen horizontalen Schnitt durch die Rollsonde ge
mäß Schnittlinie IV-IV von Fig. 3,
Fig. 5 einen Fig. 3 entsprechenden senkrechten Schnitt
durch eine derartige Rollsonde mit einem Weggeber
zur Wegmessung,
Fig. 6 eine gegenüber Fig. 5 abgewandelte Ausführungsform
einer derartigen Rollsonde,
Fig. 7 eine schematische Ausführungsform einer Rollsonde
mit einem Spulen-Sensorsystem nach dem Wirbelstrom
verfahren,
Fig. 8 eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer
derartigen Rollsonde mit an deren Rollkörper
angeordneten Dauer-Stabmagneten und feststehenden
Magnetfeldsensoren unmittelbar neben der Berüh
rungsstelle der Rollsonde an der Oberfläche einer
auf einem Träger zu messenden Schicht,
Fig. 8a die Rollsonde mit den Magnetfeldsensoren bei feh
lender Schicht,
Fig. 9 eine Seitenansicht einer solchen Rollsonde in
Richtung des Pfeiles IX von Fig. 8 und 8a,
Fig. 10 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel
einer derartigen Rollsonde mit Dauer-Stabmagneten
und einer fest angeordneten Meßspule,
Fig. 11 eine Rollsonde mit einer Kugel als Rollkörper und
mit einer Spulenanordnung für eine Messung nach dem
magnet-induktiven Verfahren in einer ersten Aus
führungsform und
Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer derartigen
Rollsonde mit einem kugelförmigen Rollkörper.
Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen besteht die nur in
ihren wesentlichen Teilen dargestellte Meßsonde 1 aus einem
feststehenden Teil 2, der aus einem magnetischen oder un
magnetischen Werkstoff besteht und unter anderem ein Sensor
system sowie einen sich drehenden rotationssymmetrischen
Rollkörper 4 als Meßpol trägt, der die Oberfläche des zu
messenden Gutes 5 unmittelbar berührt. Der Rollkörper 4 kann
entweder als Scheibe, Rolle oder Kugel ausgebildet sein.
Für einen Betrieb der Meßsonde 1 nach dem magnet-induktiven
Verfahren gemäß DIN 50 981 entsprechend Fig. 1 bis 6 der
Zeichnung ist der sich drehende Rollkörper 4 im elektro
magnetischen Feld eines Meßspulensystems 3 angeordnet. An der
Berührungsfläche mit dem Meßgut 5 kann der Rollkörper 4
ballig ausgeführt sein. Das Meßsignal (Ströme, Spannungen,
Frequenz) des feststehenden Meßspulensystems 3 ist eine
Funktion des Abstandes der Berührungspunkte des Rollkörpers 4
zur Oberfläche eines unter der zu messenden Schicht befind
lichen Trägers 6 in Form eines Metallkörpers, der als Refe
renzfläche dient.
Ein sich zwischen dem Rollkörper 4 und der Metalloberfläche
des Referenzkörpers befindendes, sich in der Regel bewegendes
Material, wie z. B. Plastikfolien, Blechbänder und derglei
chen, wird dadurch als Meßgut 5 in seiner Dicke bestimmt.
Die in Fig. 1 bis 6 gezeigte elektro-magnetische Meßsonde
kann nach verschiedenen Meßverfahren betrieben werden. Hier
bei ist der Rollkörper 4 als rotationssymmetrischer Körper in
Form einer Scheibe, Rolle oder Kugel ausgebildet und besteht
vorzugsweise aus einem hochpermeablen ferromagnetischen,
weichmagnetischen oder ferritischen Werkstoff. Der Rollkörper
ist gleichzeitig Berührungselement und magnetisch aktiver
Meßpol, wobei die Werkstoffe der zu messenden Schicht und des
als Referenzkörper dienenden Trägers 6 sich hinreichend
magnetisch unterscheiden müssen, um ein auswertbares Meß
signal zu erhalten. Diese Voraussetzungen sind immer dann
gegeben, wenn das Meßgut 5 z. B. eine sich bewegende Kunst
stoffolie oder eine Nichteisen-Metallfolie ist und der als
Träger 6 dienende Referenzkörper aus einem ferromagnetischen
Stahl besteht. Die Meßfrequenz ist vorzugsweise niedriger als
10 kHz. Das Meßspulensystem 3 besteht hierbei aus einer Er
regerwicklung 7 mit niedriger Erregerfrequenz und einer Meß
wicklung 8 für den Abgriff des Meßsignals.
Die erfindungsgemäße Meßsonde 1 kann aber auch mit dem in
Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel nach dem Wirbelstromver
fahren gemäß DIN 50 984 betrieben werden.
Dieses Verfahren kann in verschiedenen Varianten für ver
schiedene Anwendungsfälle eingesetzt werden. Die Meßfrequen
zen sind höher als beim magnet-induktiven Verfahren und vor
zugsweise größer als 10 kHz.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 besteht der Rollkörper
4 der Meßsonde 1 aus einem ferritischen (weichmagnetischen)
Werkstoff. Das zu messende Gut 5 ist isolierend, z. B. eine
Kunststoff-Folie. Der als Referenzstück dienende Träger 6
besteht aus Nichteisen-Metall, z. B. Leichtmetall. Der Roll
körper 4 ist gleichzeitig Berührungselement und ferritisch
aktiver Meßpol. Das Meßspulensystem 3 besteht aus einer Er
regerwicklung 9 zum Erzeugen des Wirbelstromfeldes mit hoher
Erregerfrequenz, die auch als Meßwicklung dient.
Anstelle der beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsfor
men der Meßsonde 1 für einen Betrieb nach dem magnet-indukti
ven Verfahren oder nach dem Wirbelstromverfahren kann der
Rollkörper 4 der Meßsonde 1 auch entweder aus einem isolie
renden oder ferritischen Werkstoff bestehen, während das zu
messende Gut 5 aus Nichteisen-Metall besteht. Hierbei muß der
Träger 6 sich von dem Meßgut 5 hinsichtlich seiner elektri
schen Leitfähigkeit hinreichend unterscheiden, so daß ein
auswertbares Meßsignal gewonnen wird.
Anstelle der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
kann die erfindungsgemäße Meßsonde 1 auch noch so ausgebildet
sein, wie dies in Fig. 8 bis 10 gezeigt ist.
Hierbei sind in oder an einem rotationssymmetrischen unmagne
tischen Rollkörper 4 mehrere, beispielsweise sechs, gleich
mäßig über den Umfang verteilte, von der Drehachse 10 des
Rollkörpers 4 radial nach außen gerichtete Dauer-Stabmagnete
11 vorgesehen, die sich bei der Drehung des Rollkörpers 4 im
Wechsel der Bezugsebene an dem aus einem ferromagnetischen
Werkstoff bestehenden Träger 6 nähern. Das sich hierdurch und
auch durch die Dicke des auf dem Träger 6 aufliegenden Meß
gutes 5 verändernde Magnetfeld der Dauer-Stabmagnete 11 wird
bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 10 durch das Meßspulen
system 3 mit einer fest angeordneten Meßwicklung 9a und bei
dem Ausführungsbeispiel von Fig. 8, 8a und 9 durch mindestens
einen feststehenden Magnetfeldsensor 12 in unmittelbarer Nähe
der Berührungsstelle des Rollkörpers 4 an der Oberfläche des
Meßgutes 5 gemessen, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, wo die
Magnetfeldlinien 11a der Dauer-Stabmagnete 11 durch die
Magnetfeldsensoren 12 und die zu messende Schicht verlaufen,
während sie beim Fehlen der zu messenden Schicht (Fig. 8a)
- gezeichnet für den Fall, daß die Schichtdicke des Meßgutes
5 gegen Null geht - an den Magnetfeldsensoren 12 vorbei
direkt in den Träger 6 eintreten und so bei jedem Durchgang
eines Dauer-Stabmagneten 11 ein entsprechendes Meßsignal er
zeugen. Es werden wellenförmige Signale erzeugt, wobei die
Amplitude von der Schichtdicke des Meßgutes 5 abhängt. Diese
Signale können bei einem Spulensystem entweder unmittelbar
als Spannungssignale bei konstanter Drehzahl oder als Fluß-
Signale mit einem Spannungsintegrator (RC-Glied oder Flußmes
ser) bei nicht konstanter Drehzahl oder als Magnetfeld-Signa
le bei Verwendung von magnetfeldabhängigen Sensoren (Hall-
Sensoren oder magnetfeldabhängige Widerstände) ausgewertet
werden. Der Magnetfeldsensor 12 ist dabei an einer Stelle
neben den mit dem Rollkörper 4 rotierenden Dauer-Stabmagneten
11 angeordnet, an der bei jedem Durchgang eines Dauer-Stab
magneten 11 eine merkliche Änderung der Feldstärke und/oder
Feldrichtung des Streufeldes der Magnete vorliegt.
Um die Lauffläche des Rollkörpers 4 insbesondere bei einer
Ausbildung aus weichem Werkstoff verschleißfest zu machen,
kann die Oberfläche des Rollkörpers 4 in bekannter Weise
hartbeschichtet sein.
Außerdem kann durch magnetische oder opto-elektronische Er
fassung von Markierungen, z. B. Löcher, der sich drehende
Rollkörper 4, wenn er als Rolle oder Scheibe ausgebildet ist,
gleichzeitig auch zur Wegmessung herangezogen werden.
Bei der Verwendung einer Kugel als Rollkörper 4 nach den Aus
führungsbeispielen von Fig. 12 und 13 ist ebenfalls das
magnet-induktive Verfahren nach DIN 50 981 oder das Wir
belstromverfahren nach DIN 50 984 anwendbar. Hierbei ist es
möglich, durch Luftlagerung des Rollkörpers 4 zwischen
konkaven Lagerschalen 13, 14 gemäß Fig. 12 oder zwischen
seitlichen Lagerringen 15, 16 gemäß Fig. 13 einen definierten
Abstand zum Spulenkörper des Meßspulensystems 3 herzustellen.
Ein solcher kugelförmiger Rollkörper 4 ermöglicht insbeson
dere beim Traversierbetrieb das Abrollen der Meßsonde 1 in
allen Richtungen.
Eine andere Art der Wegmessung kann dadurch erfolgen, daß auf
der sich drehenden Achse 10 des Rollkörpers 4 ein Weggeber 17
(Fig. 5) angeordnet ist. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn
die Dicke eines sich bewegenden Meßgutes 5, wie einer Folie,
auch durch Traversieren der Meßsonde 1 in Querrichtung
gemessen werden soll.
Eine besonders einfache und vorteilhafte Wegmessung kann fer
ner dadurch erfolgen, daß die Dauer-Stabmagnete 11 am Umfang
des Rollkörpers 4 nicht gleichmäßig verteilt sind, so daß
sich aus der Abfolge der Meßsignale des sich drehenden Roll
körpers der zurückgelegte Weg der Rollsonde ergibt.
Liste der Bezugszeichen
1 Meßsonde
2 feststehender Teil aus unmagnetischem oder magnetischem Werkstoff
3 Meßspulensystem
4 Rollkörper
5 Meßgut
6 Träger
7 Erregerwicklung
8 Meßwicklung
9 Erregerwicklung/Meßwicklung
9a Meßwicklung
10 Drehachse
11 Dauer-Stabmagnete
11a Magnetfeldlinien
12 Magnetfeldsensor
13 Lagerschale
14 Lagerschale
15 Lagerring
16 Lagerring
17 Weggeber
2 feststehender Teil aus unmagnetischem oder magnetischem Werkstoff
3 Meßspulensystem
4 Rollkörper
5 Meßgut
6 Träger
7 Erregerwicklung
8 Meßwicklung
9 Erregerwicklung/Meßwicklung
9a Meßwicklung
10 Drehachse
11 Dauer-Stabmagnete
11a Magnetfeldlinien
12 Magnetfeldsensor
13 Lagerschale
14 Lagerschale
15 Lagerring
16 Lagerring
17 Weggeber
Claims (15)
1. Rollsonde für die kontinuierliche Messung der Dicke von
Schichten oder Bändern aus elektrisch leitendem oder
isolierendem, magnetischem oder unmagnetischem Material,
oder von Schichten auf solchen Bändern, deren Werkstoff
eigenschaften von denen des Trägerbandes abweichen, mit
einem Meßpol, dem ein feststehendes Sensorsystem zuge
ordnet ist, dadurch gekennzeich
net, daß der Meßpol als ein sich drehender, rota
tionssymmetrischer Rollkörper (4) ausgebildet ist, der
die Oberfläche des Meßgutes (5) mit seiner Lauffläche
unmittelbar berührt und im Bereich des Sensorsystems
angeordnet ist.
2. Rollsonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Rollkörper (4) aus einem mas
siven Werkstoff besteht.
3. Rollsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Rollkörper (4) als
Scheibe, Rolle oder Kugel ausgebildet ist.
4. Rollsonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lauffläche des Rollkörpers
(4) ballig ausgeführt ist.
5. Rollsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die
Lauffläche des Rollkörpers (4) insbesondere bei einer
Ausbildung aus weichem Werkstoff hartbeschichtet ist.
6. Rollsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der sich
drehende Rollkörper (4), wenn er als Rolle oder Scheibe
ausgebildet ist, durch magnetische oder opto-elektroni
sche Erfassung von Markierungen am Rollkörper, z. B. in
Form von Löchern, gleichzeitig auch zur Wegmessung
dient.
7. Rollsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß auf der
sich drehenden Achse (10) des Rollkörpers (4) ein
Weggeber (17) angeordnet ist.
8. Rollsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß bei der
Verwendung einer Kugel als Rollkörper (4) durch Luftla
gerung des Rollkörpers (4) zwischen konkaven Lagerscha
len (13, 14) oder zwischen seitlichen Lagerringen (15,
16) ein definierter Abstand zum Spulenkörper des Meß
spulensystems (3) vorhanden ist.
9. Rollsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß dem als
Rollkörper (4) ausgebildeten Meßpol ein feststehendes
Meßspulensystem (3) nach dem magnet-induktiven Verfahren
mit einer von Wechselstrom mit niedriger Erregerfrequenz
durchflossenen Erregerwicklung (7) und einer Meßwicklung
(8) zugeordnet ist, wobei dem Meßpol jeweils eine Be
zugsfläche aus geeignetem Werkstoff auf der gegenüber
liegenden Seite des zu messenden Gutes (5) zugeordnet
ist.
10. Rollsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß dem als
Rollkörper (4) ausgebildeten Meßpol ein feststehendes
Meßspulensystem (3) nach dem Wirbelstromverfahren mit
einer von Wechselstrom mit hoher Erregerfrequenz durch
flossenen Erregerwicklung (9) zugeordnet ist, wobei dem
Meßpol jeweils eine Bezugsfläche aus geeignetem Werk
stoff auf der gegenüberliegenden Seite des zu messenden
Gutes (5) zugeordnet ist.
11. Rollsonde nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß in oder an dem Rollkörper
(4) mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte, von
der Drehachse (10) des Rollkörpers (4) radial nach außen
gerichtete Dauer-Stabmagnete (11) angeordnet sind, die
sich bei der Drehung des Rollkörpers (4) abwechselnd der
Bezugsebene an dem aus einem ferromagnetischen Werkstoff
bestehenden Träger (6) nähern.
12. Rollsonde nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß das sich durch die Dre
hung der Dauer-Stabmagnete (11) mit dem Rollkörper (4)
und auch durch die Dicke des auf dem Träger (6) auflie
genden Meßgutes (5) verändernde Magnetfeld der Dauer-
Stabmagnete (11) in einer fest angeordneten Meßwicklung
(9a) erfaßt wird.
13. Rollsonde nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß das sich durch die Dre
hung der Dauer-Stabmagnete (11) mit dem Rollkörper (4)
und auch durch die Dicke des auf dem Träger (6) auflie
genden Meßgutes (5) verändernde Magnetfeld der Dauer-
Stabmagnete (11) durch mindestens einen in unmittelbarer
Nähe der Berührungsstelle des Rollkörpers (4) an der
Oberfläche des Meßgutes (5) angeordneten feststehenden
Magnetfeldsensor (12) gemessen wird.
14. Rollsonde nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (12)
an einer Stelle neben den mit dem Rollkörper (4) rotie
renden Dauer-Stabmagneten (11) angeordnet ist, an der
bei jedem Durchgang eines Dauer-Stabmagneten (11) eine
merkliche Änderung der Feldstärke und/oder Feldrichtung
des Streufeldes der Magnete vorliegt.
15. Rollsonde nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Dauer-Stabmagnete
(11) am Umfang des Rollkörpers (4) nicht gleichmäßig
verteilt sind, so daß sich aus der Abfolge der Meßsigna
le des sich drehenden Rollkörpers der zurückgelegte Weg
der Rollsonde ergibt.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103080695A (zh) * | 2010-05-31 | 2013-05-01 | 安赛乐米塔尔研究与发展有限责任公司 | 用于测量运行带材上的涂层厚度的方法和装置 |
WO2019211278A1 (de) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur vermessung von elektrodenfilmen |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5532588A (en) * | 1993-02-26 | 1996-07-02 | Beta Instrument Co., Ltd. | Cable eccentricity gauge including an E-shaped core and a sensor coil disposed between an outer tip of the central limb and the cable |
DE102010020116A1 (de) * | 2010-05-10 | 2011-11-10 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Dicke dünner Schichten an großflächigen Messoberflächen |
CN109163668A (zh) * | 2018-10-19 | 2019-01-08 | 威海华菱光电股份有限公司 | 厚度检测装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3335766A1 (de) * | 1983-10-01 | 1985-04-11 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Anordnung zur elektrischen messung von schichtdicken an laufenden baendern |
DE3617689A1 (de) * | 1985-05-28 | 1986-12-04 | Puumalaisen Tutkimuslaitos Oy, Kuopio | Verfahren zum messen der dicke einer kontinuierlichen materialbahn und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
US4661774A (en) * | 1983-12-12 | 1987-04-28 | Harris Graphics Corporation | Method and apparatus for monitoring film thickness between rotatable rolls |
DE3401466C2 (de) * | 1984-01-18 | 1989-02-23 | Elektro-Physik Hans Nix & Dr.-Ing. E. Steingroever Gmbh & Co Kg, 5000 Koeln, De |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2155267A (en) * | 1937-02-19 | 1939-04-18 | Gen Electric | Foil gauge |
DE846920C (de) * | 1950-07-25 | 1952-08-18 | Deutsch Karl | Sonde zum zerstoerungsfreien Messen von nicht ferromagnetischen Werkstoffen, insbesondere von Foliendicken od. dgl. |
DE1046896B (de) * | 1956-02-08 | 1958-12-18 | Energeticky Ustav Fa | Geraet zum Messen der Dicke von magnetisch nicht leitenden Schichten innerhalb von Rohren aus ferromagnetischem Material |
US3462680A (en) * | 1965-12-06 | 1969-08-19 | Cons Paper Inc | Method and apparatus for magnetically measuring the thickness of a moving web and for engaging and disengaging said apparatus with the web |
US3525929A (en) * | 1967-05-08 | 1970-08-25 | Electronic Automation Systems | Electromagnetic gauge means including a motor-driven roller for measuring the caliper of a moving web |
US3866115A (en) * | 1973-08-28 | 1975-02-11 | David W Lewis | Thickness gauge system |
US4767987A (en) * | 1983-12-12 | 1988-08-30 | Harris Graphics Corporation | Method and apparatus for monitoring film thicknesses by sensing magnetic interaction between members movable to a film thickness distance |
DE4015692A1 (de) * | 1990-05-16 | 1991-11-21 | Sikora Industrieelektronik | Vorrichtung zur messung der lage eines leiterstrangs eines kabels im kabelmantel |
-
1991
- 1991-08-30 DE DE4128882A patent/DE4128882C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-08-24 US US07/933,687 patent/US5394085A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3335766A1 (de) * | 1983-10-01 | 1985-04-11 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Anordnung zur elektrischen messung von schichtdicken an laufenden baendern |
US4661774A (en) * | 1983-12-12 | 1987-04-28 | Harris Graphics Corporation | Method and apparatus for monitoring film thickness between rotatable rolls |
DE3401466C2 (de) * | 1984-01-18 | 1989-02-23 | Elektro-Physik Hans Nix & Dr.-Ing. E. Steingroever Gmbh & Co Kg, 5000 Koeln, De | |
DE3617689A1 (de) * | 1985-05-28 | 1986-12-04 | Puumalaisen Tutkimuslaitos Oy, Kuopio | Verfahren zum messen der dicke einer kontinuierlichen materialbahn und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103080695A (zh) * | 2010-05-31 | 2013-05-01 | 安赛乐米塔尔研究与发展有限责任公司 | 用于测量运行带材上的涂层厚度的方法和装置 |
CN103080695B (zh) * | 2010-05-31 | 2016-08-03 | 安赛乐米塔尔研究与发展有限责任公司 | 用于测量运行带材上的涂层厚度的方法和装置 |
WO2019211278A1 (de) * | 2018-05-03 | 2019-11-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur vermessung von elektrodenfilmen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5394085A (en) | 1995-02-28 |
DE4128882C2 (de) | 1994-07-14 |
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