[发明专利]原位沉积厚度监测

说明书

一种用于原位测量通过沉积过程沉积的涂层的厚度的方法，其包括下述步骤：在沉积室内引发沉积，以在沉积室中放置的探针的外表面上形成第一涂层，其中，所述探针包括线圈组件，该线圈组件包括至少一个线圈，其中，所述探针与位于沉积室内的基材分开一距离；用第一交流电流激发线圈组件以产生第一时变磁场，第一时变磁场在第一涂层中产生涡流；确定与线圈组件的电感或电阻相关的度量，其中，该度量的数值与第一涂层的第一厚度相关并且至少部分由涂层中的涡流所产生的涡流磁场得到；以及将第一涂层的第一厚度与沉积在基材表面上的第二涂层的第二厚度相关联。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119要求2020年8月25日提交的系列号为63/069960的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。

背景

技术领域

本申请一般涉及原位沉积厚度监测，更具体地，涉及一种原位沉积厚度监测系统，其用于在基材(例如，挤出模头)位于沉积室中时，确定基材上的耐磨损涂层的厚度。

背景技术

耐磨损涂层可以用于制造过程，例如，为了延长工具的寿命，该工具包括例如陶瓷蜂窝体制造过程中的挤出模头。施加此类涂层的工艺，例如，化学气相沉积工艺可能需要高温和严苛的环境，这使得测量沉积在工具或其他基材上的涂覆材料的厚度变得不可行。

发明内容

下文提到的所有实施例和特征可以任何技术上可能的方式组合。

根据一个方面，一种用于原位测量通过沉积过程沉积的涂层的厚度的方法，其包括下述步骤：在沉积室内引发沉积，以在沉积室中放置的探针的外表面上形成第一涂层，其中，所述探针包括线圈组件，该线圈组件包括至少一个线圈，其中，所述探针与位于沉积室内的基材分开一距离；用第一交流电流激发线圈组件以产生第一时变磁场，第一时变磁场在第一涂层中产生涡流；确定与线圈组件的电感或电阻相关的度量，其中，该度量的数值与第一涂层的第一厚度相关并且至少部分由涂层中的涡流所产生的涡流磁场得到；以及将第一涂层的第一厚度与沉积在基材表面上的第二涂层的第二厚度相关联。

在一个实例中，所述度量是线圈组件的阻抗或跨阻抗。

在一个实例中，所述度量是共振峰出现时的频率。

在一个实例中，所述度量是多项式拟合到某曲线的系数，该曲线是线圈组件在多个频率下的阻抗或跨阻抗的曲线。

在一个实例中，所述探针包括具有主体和盖子的壳体，其中，探针的外表面是壳体的外表面，其中，线圈组件被设置在壳体中。

在一个实例中，所述至少一个线圈操作性地连接到至少一个电容器以形成共振电路。

在一个实施方式中，所述距离是所述至少一个线圈的半径的至少3倍。

在一个实例中，所述至少一个线圈围绕螺纹心轴缠绕，以使得所述至少一个线圈被限制在轴向方向上。

在一个实例中，线圈组件包括第一线圈和第二线圈。

在一个实例中，第一线圈和第二线圈围绕轴缠绕，其中，第一线圈与第二线圈间隔开以在第一线圈与第二线圈之间限定间隙，其中，在第一线圈与第二线圈之间的间隙中设置有第三线圈。

在一个实例中，所述方法还包括下述步骤：用第二交流电流激发第二线圈，第二交流电流以与第一交流电流相反的方向流动，以产生第二时变磁场，其至少减小了第一线圈与第二线圈之间的间隙中的第一时变磁场，其中，第一交流电激发第一线圈。

在一个实例中，第一线圈以第一方向围绕轴缠绕，并且第二线圈以第二方向围绕轴缠绕。

在一个实例中，第一线圈和第二线圈由相同的导线形成，以使得第一交流电流与第二交流电流相同。