Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messanordnung zum zerstörungsfreien Detektieren von Beschichtungs fehlem bei einer elektrisch leitfähigen Substratschicht, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet ist.

Elektrisch leitfähige Substratschichten, die beispielsweise aus Metall oder aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen, werden mit einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet, um sie beispielsweise gegen Korrosion zu schützen. Die Deckschicht bildet dabei einen passiven Korrosionsschutz, der verhindert, dass korrosionsfordernde Stoffe bis zu der Substratschicht gelangen und dort chemische oder elektrochemische Reaktionen bewirken. Die elektrisch isolierende Deckschicht kann unterschiedliche Defekte aufweisen, beispielsweise Poren, Risse, Blasen oder dergleichen. Bleiben diese Beschichtungsdefekte unentdeckt, kann das darunterliegende elektrisch leitfähige Substrat korrodieren. Sofern es sich um nichtmetallische Substrate handelt, treten dort elektrochemimsche Reaktionen auf, die im Kontaktfall mit un- edleren Metallen Kontaktkorrosion auslösen können.

Es werden daher induktive und kapazitive Messverfahren eingesetzt, die darauf beruhen, dass mit einem steigenden Abstand des Messkopfes dessen Induktivität bzw. dessen Kapazität ver- ändert wird. Diese Induktivität- bzw. Kapazitätänderung wird anschließend in einen Abstand- bzw. Schichtdickenwert umgerechnet. Zur Erfassung bzw. Detektion von kleineren Defekten an der Oberfläche der Beschichtung bzw. der Deckschicht sind derartige herkömmliche induktive und kapazitive Verfahren allerdings nicht geeignet, selbst wenn man einen hinreichend kleinen Detektor bzw. Messkopf einsetzt. Die bei diesen her- kömmlichen Messverfahren eingesetzten Detektorköpfe haben den Nachteil, dass sie auf der Deckschicht plan anliegen müssen und bereits ein sehr geringes Verkippen des Messkopfes zu einer drastischen Signalanderung führt. Daher sind diese bekannten induktiven und kapazitiven Messverfahren, selbst wenn sie miniaturisierte Detektorköpfe, beispielsweise mit einer Größe von ca. 100 μm einsetzen, nicht anwendbar, um Defekte beispielsweise in der Größenordnung von einigen Mikrometern zu erfassen.

Ein weiteres herkömmliches Verfahren zur Messung von Schichtdicken verwendet zur Prüfung von Deckschichten eine Hochspannung. An einer beschädigten Stelle bzw. an einem Defekt kommt es aufgrund der angelegten Hochspannung zu einem Funkendurchschlag. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die elektrisch leitfähige Substratschicht beim Anlegen der Hochspannung an die Hochspannungsquelle elektrisch leitend angeschlossen werden muss. Ein weiterer Nachteil dieses herkömmlichen Messverfahrens besteht darin, dass es nicht zerstörungsfrei arbeitet. Falls in der elektrisch isolierenden Deckschicht eine Schwachstelle bzw. ein Defekt vorliegt, wird dieser Defekt aufgrund der Messung noch verstärkt bzw. die auszumessende isolierende Deckschicht völlig durchbrochen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Messanordnung zu schaffen, die es erlauben, selbst kleinste Beschichtungsfehler in sicherer und zuverlässiger Weise zerstörungsfrei zu detektieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Erfindung schafft ein Verfahren zum zerstörungsfreien De- tektieren von Beschichtungsfehlern bei einer elektrisch leitfähigen Substratschicht, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet ist, mit den Schritten:

a) Einkoppeln eines Einkoppelsignals in die Substratschicht;

b) Auskoppeln eines Messsignals aus der Substrat- Schicht über die Deckschicht; und

c) Detektieren eines Beschichtungsfehlers , wenn eine Signalparameteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet zerstörungsfrei, d.h. an einer vorhandenen Schwachstelle der elektrisch isolierenden Deckschicht bzw. an einem Defekt der Deckschicht wird dieser Beschichtungs fehler nicht zusätzlich vergrößert. Dies bedeutet auch, dass ein unterkritischer Beschichtungsfehler aufgrund der Messung nicht in einen kritischen Beschichtungs- fehler verwandelt wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Messverfahrens besteht darin, dass kein direkter Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Substratschicht benötigt wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Beschichtung bzw. die elektrisch isolierende Deckschicht das zu messende Bauteil vollständig umschließt, so dass eine direkte Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Substratschicht nur nach einer mechanischen Beschädigung der Deckschicht möglich ist. Diese mechanische Beschädigung wäre dann anschließend zu reparieren.

Das erfindungsgemäße Messverfahren ermöglicht ein Einkoppeln eines Einkoppelsignals durch die Deckschicht bzw. die Beschichtung hindurch und daher kann das Einkoppeisignal an ei- ner beliebigen Stelle des Bauteils appliziert werden, ohne die Beschichtung bzw. die Deckschicht zu beeinträchtigen.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Messsignal mittels flexibler und elektrisch leitfähiger Borsten ausgekoppelt, die über die Oberfläche der isolierenden Deckschicht geführt werden.

Dabei werden die flexiblen, elektrisch leitfähigen Borsten vorzugsweise mit einer elektrolytischen Flüssigkeit bzw. einem Hilfselektrolyten befeuchtet.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Einkoppelsignal kapazitiv oder induktiv in die e- lektrisch leitfähige Substratschicht eingekoppelt.

Bei einer weiteren Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Einkoppelsignal durch ein gepulstes Gleichspannungssignal gebildet.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Einkoppelsignal durch ein Wechselspannungssignal mit einstellbarer Frequenz gebildet.

Bei diesem Wechselspannungssignal handelt es sich beispielsweise um ein sinusförmiges Wechselspannungssignal mit einstellbarer Signalfrequenz .

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Koordinaten eines erfassten Beschich- tungsfehlers erfasst.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Art eines Beschichtungsfehlers ermittelt.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird erfasst, ob der Beschichtungsfehler durch ein Loch, das durchgehend bis hin zur Substratschicht reicht, durch ein Loch in der Deckschicht, das nicht durchgehend bis zur Substratschicht reicht, oder durch eine Erhebung der Deckschicht gebildet wird.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Abhängigkeit von der erkannten Art des Be- schichtungsfehlers der jeweilige Beschichtungsfehler anschließend automatisch repariert.

Bei einer Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Reparatur ein erkanntes Loch in der Deckschicht aufgefüllt und eine erkannte Erhebung in der Deckschicht abgetragen.

Bei einer möglichen Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der elektrolytischen Flüssigkeit um deionisiertes Wasser.

Deionisiertes Wasser hat den Vorteil, dass es einerseits noch eine genügend hohe Leitfähigkeit aufweist und andererseits nach einem Verdunsten keine sichtbaren Rückstände auf der Deckschicht- bzw. der Beschichtung hinterlässt.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von deionisiertem Wasser als elektrolytische Flüssigkeit bzw. als Hilfselektrolyt besteht darin, dass destilliertes Wasser durch Wartungstechniker in einfacher Weise benutzt werden kann und ferner keinerlei Gesundheitsrisiken für Wartungstechniker birgt.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die elektrisch leitfähigen, flexiblen Borsten an einer Bürste angebracht, die über eine Oberfläche der elektrisch isolierenden Deckschicht gestrichen wird.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen die elektrisch leitfähigen, flexiblen Borsten aus elektrisch leitfähigen Polymeren, aus Metallfasern oder aus Naturborsten, wobei die Naturborsten durch den Hilfselektro- lyten, beispielsweise durch deionisertes Wasser, ihre Leitfähigkeit erhalten.

Bei einer möglichen Ausführungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zeitlicher Amplitudenverlauf des ausgekoppelten Messsignals erfasst und ein Beschichtungs fehler dann erkannt, wenn eine Amplitudenänderung einen einstellba- ren Amplitudenschwellenwert überschreitet.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung des ausgekoppelten Messsignals erfasst und ein Beschich- tungsfehler dann erkannt, wenn eine Phasenänderung einen einstellbaren Phasenschwellenwert überschreitet.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Lade- und/oder Entladezeit eines RC-Gliedes mit einem Kondensator, dessen Kapazität von der Schichtdicke der Deckschicht beeinflusst wird, erfasst und ein Beschich- tungsfehler wird dann erkannt, wenn eine Lade- und/oder Ent- ladezeitänderung einen einstellbaren Zeitdauer-Schwellenwert überschreitet .

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die elektrisch leitfähige Substratschicht einen kohlefaserverstärkten Kunststoff, Metall oder ein Halbleitermaterial auf.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die elektrisch isolierende Deckschicht einen Schutzlack auf.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Abhängigkeit von einer Signalparameterände- rung eine Dicke der Deckschicht und eine Größe eines Be- schichtungsfehlers berechnet.

Die Erfindung schafft ferner eine Messanordnung zur zerstö- rungsfreien Detektion von Beschichtungs fehlem bei einer e- lektrisch leitfähigen Substratschicht, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet ist, mit:

a) einer Signal-Einkoppeleinrichtung zum Einkoppeln eines Einkoppelsignals in die Substratschicht ;

b) einer Signal-Auskoppeleinrichtung zum Auskoppeln eines Messsignals aus der Substratschicht über die Deckschicht; und

c) einer Auswerteeinheit zum Auswerten des ausgekoppelten Messsignals, wobei ein Beschichtungs fehler detektiert wird, wenn eine Signalparameteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsig- nals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet.

Bei einer möglichen Aus führungs form der erfindungsgemäßen Messanordnung koppelt die Signaleinkoppeleinrichtung das Ein- koppelsignal induktiv oder kapazitiv in die Substratschicht ein.

Bei einer möglichen Aus führungs form der erfindungsgemäßen Messanordnung koppelt die Signalauskoppeleinrichtung das Messsignal aus der Substratschicht über die Deckschicht induktiv oder kapazitiv aus .

Bei einer möglichen Aus führungs form der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die Signalauskoppeleinrichtung flexible und elektrisch leitfähige Borsten auf. Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die Signal-Auskoppeleinrichtung einen Vorratsbehälter zur Aufnahme einer elektrolytischen Flüssigkeit auf, die zum Befeuchten der Borsten vorgesehen ist.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die elektrolytische Flüssigkeit destilliertes Wasser oder deionisiertes Wasser auf.

Bei einer Aus führungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die Signalauskoppeleinrichtung einen Motor auf, der die Signalauskoppeleinrichtung über die Oberfläche der Deckschicht bewegt, um die Deckschicht zum Erkennen von Beschich- tungsfehlem zu scannen.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung werden die räumlichen Koordinaten der beweglichen Signalauskoppeleinrichtung zusammen mit den Signalparametern des Messsignals in einem Speicher zu deren Auswertung gespeichert.

Bei einer möglichen Aus führungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist diese einen Mikroprozessor auf.

Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung weist die Signaleinkoppeleinrichtung einen e- lektrisch leitfähigen Saugnapf, einen leitfähigen Schaumgummi, eine leitfähige Rolle oder eine leitfähige Walze auf.

Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung wird die Signaleinkoppeleinrichtung zum Zwecke der Messung auf der zu isolierenden Deckschicht oder auf der elektrisch leitfähigen Substratschicht angebracht.

Die Erfindung schafft ferner ein Computerprogramm mit Pro- grammbefehlen zur Durchführung eines Verfahrens zum zerstörungsfreien Detektieren von Beschichtungsfehlem bei einer elektrisch leitfähigen Substratschicht, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht beschichtet ist mit den Schritten:

a) Einkoppeln eines Einkoppelsignals in die Substrat- Schicht;

b) Auskoppeln eines Messsignals aus der Substratschicht über die Deckschicht; und

c) Detektieren eines Beschichtungsfehlers , wenn eine Signalparameteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet.

Die Erfindung schafft ferner einen Datenträger, der ein derartiges Computerprogramm speichert.

Die Erfindung schafft ferner einen Datenträger, der die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Messergebnisse speichert.

Im Weiteren werden bevorzugte Aus führungs formen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Messanordnung zum störungsfreien Detektieren von Beschichtungsfehlern unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Fig. IA, IB Aus führungs formen der erfindungsgemäßen Mess- anordnung zur zerstörungsfreien Detektion von

Beschichtungsfehlern;

Fig. 2 Verschiedene Arten detektierbarer Beschich- tungs fehler zur Erläuterung des erfindungsge- mäßen MessVerfahrens ; Fig. 3 eine weitere Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung;

Fig. 4 ein weiteres Blockschaltbild zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung;

Fig. 6 ein weiteres Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung;

Fig. 7 ein einfaches Ablaufdiagram einer Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens zum zerstörungsfreien Detektieren von Beschichtungs- fehlern;

Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung eines beispiel- haften Messergebnisses des erfindungsgemäßen

Verfahrens .

Wie man in den Figuren IA, IB erkennen kann, enthält eine erfindungsgemäße Messanordnung 1 zum zerstörungsfreien Detek- tieren von Beschichtungsfehlern BF eine Signaleinkoppeleinrichtung 2 und eine Signalauskoppeleinrichtung 3. Die Messanordnung 1 detektiert bzw. erfasst Beschichtungsfehler bei einer elektrisch leitfähigen Substratschicht 4, die mit mindestens einer elektrisch isolierenden Deckschicht 5 beschichtet ist. Die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 kann aus einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bestehen. Bei einer alternativen Ausführungsform besteht die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 aus einem Metall oder aus einem Halbleitermaterial. Die elektrisch isolierende Deckschicht 5 besteht beispielsweise aus einem Schutzlack. Bei einer möglichen Ausführungsform ist dieser Schutzlack ein Korrosionsschutzlack. Wie man in den Figuren IA, IB erkennen kann, sind die Signaleinkoppeleinrichtung 2 zum Einkoppeln eines Einkoppelsignals in die Substratschicht 4 und die Signalauskoppeleinrichtung 3 zum Auskoppeln eines Messsignals aus der Substratschicht 4 an eine Einheit 6 angeschlossen, die einerseits zur Generierung des Einkoppelsignals, andererseits zur Auswertung des von der Signal-Auskoppeleinrichtung 3 gelieferten Messsignals vorgesehen ist.

Die Signal-Einkoppeleinrichtung 2 koppelt das von der Einheit 6 generierte Einkoppelsignal induktiv oder kapazitiv in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 ein. Bei der in Fig. IA dargestellten Aus führungsform folgt eine kapazitive Ein- koppelung in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 über die elektrisch isolierende Deckschicht 5 hinweg. Bei der in Fig. IB dargestellten Aus führungsform erfolgt die Einkoppe- lung des Einkoppelsignals hingegen direkt in die elektrische Substratschicht 4. Die in Fig. IA dargestellte Ausführungsform einer kapazitiven Einkoppelung des Einkoppelsignals über die Deckschicht 5 hat den Vorteil, dass kein direkter Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Substratschicht 4 hergestellt werden muss. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die elektrisch leitfähige Schicht 4 rundherum mit einer isolierenden Deckschicht 5 umgeben ist und ein direkter elektri- scher Kontakt mit der Substratschicht 4 nicht ohne Beschädigung der elektrisch isolierenden Deckschicht 5 hergestellt werden kann.

Bei einer möglichen Ausführungsform weist die Signaleinkop- peleinrichtung 2 einen elektrisch leitfähigen Saugnapf auf, der wie in Fig. IA dargestellt, auf die elektrisch isolierende Deckschicht 5 aufgesetzt wird oder wie in Fig. IB dargestellt, direkt an die elektrisch leitfähige Schicht 4 angebracht wird.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Signal- Einkoppeleinrichtung 2 beispielsweise ein leitfähiger Schaum- gummi . Bei einer weiteren Aus führungsform besteht die Signal- Einkoppeleinrichtung 2 aus einer leitfähigen Rolle oder aus einer leitfähigen Walze.

Wie in den Figuren IA, IB dargestellt, weist die dort gezeigte elektrisch isolierende Deckschicht 5 einen Beschichtungs- fehler BF auf. Im dargestellten Beispiel ist der Beschich- tungsfehler BF ein Loch, das ^' durchgehend bis hin zur Substratschicht 4 reicht. Weitere Arten von Beschichtungsfehlern sind möglich, wie im Zusammenhang mit Figuren 2A, 2B, 3C erläutert. Zum Erfassen bzw. Detektieren des Beschichtungsfeh- lers BF durch die Signalauskoppeleinrichtung 3, wird das in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 eingekoppelte Messsignal ausgekoppelt und anschließend durch die Auswerte- einheit 6 ausgewertet. Die Auskoppelung des Messsignals kann wiederum induktiv oder kapazitiv erfolgen.

Bei den in Figuren IA, IB dargestellten Aus führungsformen weist die Signalauskoppeleinrichtung 3 elektrisch leitfähige, flexible Borsten 7 auf, die an einer Bürste angebracht sein können. Diese Bürste wird über die Oberfläche der elektrisch isolierenden Deckschicht 5 gestrichen, wie in den Figuren IA, IB schematisch dargestellt ist. Das eingekoppelte Messsignal wird mittels der flexiblen und elektrisch leitfähigen Borsten 7 ausgekoppelt und der Auswerteinheit 6 zugeführt. Die Auswerteeinheit 6 wertet das ausgekoppelte Messsignal aus, wobei ein Beschichtungsfehler BF detektiert wird, wenn eine Signalparameteränderung mindestens eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Stellenwert über- schreitet. Wie in Fig. IA, IB dargestellt, sind die flexiblen elektrisch leitfähigen Borsten 7 der Signalauskoppeleinrich- tung 3 oder die Oberfläche der Deckschicht 5 mit einer elektrolytischen Flüssigkeit 8 befeuchtet. Diese elektrolytische Flüssigkeit 8 bildet einen Hilfselektrolyt , welcher elekt- risch leitfähig ist. Bei einer möglichen Ausführungs form wird die elektrolytische Flüssigkeit durch deionisiertes Wasser oder sogar destilliertes Wasser gebildet. Eine mögliche Vor- gehensweise besteht darin, die Borsten 7 der Signalauskoppeleinrichtung 3 mit dem Hilfselektrolyten bzw. der elektrolytischen Flüssigkeit zu befeuchten und anschließend die Bürste bzw. die Signalauskoppeleinrichtung 3 mit den befeuchteten Borsten 7 über die Oberfläche der Deckschicht 5 zu führen. Sobald eine oder mehrere der Borsten 7 über einen Beschich- tungsfehler bewegt werden, führt es zu einer Signalparameteränderung des ausgekoppelten Messsignals, welcher die durch die Auswerteeinheit 6 erfasst wird. Darüber hinaus kann bei einer möglichen Ausführungsform auf Basis der Signalparameteränderung auch auf die Art des Beschichtungsfehlers BF geschlossen werden.

Bei einer möglichen Ausführungsform wird ein zeitlicher Amp- litudenverlauf des ausgekoppelten Messsignals erfasst und ein Beschichtungsfehler BF erkannt, wenn eine Amplitudenänderung ΔA einen einstellbaren Amplitudenschwellenwert überschreitet.

Bei einer alternativen Ausführungsform wird eine Phasenverschiebung zwischen einem Strom- und Spannungssignal des ausgekoppelten Messsignals durch die Auswerteeinheit 6 erfasst und ein Beschichtungsfehler BF dann erkannt, wenn eine Phasenänderung Δφ einen einstellbaren Phasenschwellenwert über- schreitet.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Lade- und/oder eine Entladezeit eines RC-Gliedes, das einen Kondensator enthält, dessen Kapazität von der Schichtdicke der Deckschicht 5 beeinflusst wird, durch die Auswerteeinheit 6 erfasst und ein Beschichtungsfehler BF dann erkannt, wenn eine Lade- und/oder Entladezeitänderung einen einstellbaren Zeitdauer- Schwellenwert überschreitet.

Die Signalparameteränderung erlaubt es zudem, Art und Ausmaß eines Beschichtungsfehlers BF zu erkennen. Fig. 2A, 2B, 2C zeigen verschiedene detektierbare Beschichtungsfehlerarten. Bei der in Fig. 2A gezeigten Beschichtungsfehlerart handelt es sich um ein in der Deckschicht 5 vorhandenes Loch, das durchgehend bis hin zu der elektrisch leitfähigen Substratschicht 4 reicht. Bei dem in Fig. 2A schematisch dargestell- ten Loch kann es sich um ein sehr kleines Loch oder um einen Riss handeln, wobei die räumliche Ausdehnung eines derartigen Loches bzw. Risses größer oder kleiner sein kann als der Durchmesser einer Borste 7.

Bei dem in Fig. 2B dargestellten Beschichtungsfehler BF handelt es sich um ein Loch in der Deckschicht 5, das nicht durchgehend bis zur Substratschicht 4 reicht. Ein derartiger Beschichtungsfehler ist mit dem erfindungsgemäßen Messverfahren ebenfalls detektierbar , da an der Stelle des Beschich- tungsfehlers BF die Kapazität deutlich erhöht ist. Das liegt daran, dass der Abstand zwischen der elektrisch leitfähigen Substratschicht 4 der befeuchteten Borste 7 an der Stelle des Beschichtungsfehlers geringer ist als an den übrigen Stellen. Da die Kapazität C eines Kondensators umgekehrt proportional zum Abstand d seiner Platten ist, ist somit die Kapazität C an der Stelle des in Fig. 2B dargestellten Beschichtungsfehlers BF deutlich erhöht:

C = ε _o ε _r • d

Fig. 2C zeigt eine weitere Beschichtungsfehlerart, bei der die Deckschicht 5 eine ungewollte Erhöhung als Beschichtungs- fehler aufweist. Bei dem in Fig. 2C dargestellten Beispiel sinkt die Kapazität C an der Stelle des Beschichtungsfehlers BF ab.

Fig. 3A zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung 1. Die Signal- Auskoppeleinrichtung 3 mit den daran angebrachten leitfähigen Borsten 7 liest das von der Signal-Einkoppeleinrichtung 2 die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 eingekoppelte Messsignal zur Auswertung aus.

Bei dem in Fig. 3A dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Signal-Auskoppeleinrichtung 3 in einer Bürste integriert, die eine Vielzahl von befeuchteten Borsten 7 aufweist. Diese Bürste kann manuell oder rechnergesteuert über die Oberfläche der Deckschicht 5 gestrichen werden, um Beschichtungs fehler BF in der Deckschicht 5 zu entdecken. Sobald eine Signalpara- meteränderung eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet, wird der Beschichtungsfehler BF zusammen mit den Koordinaten des Beschichtungsfehlers ausgegeben bzw. in einem Speicher 9 abgelegt. Fig. 3B zeigt beispielhaft eine Tabelle verschiedener detektierter Beschichtungsfehler BF, mit zugehörigen Koordinaten und weiteren Angaben bzw. Informationen über die detek- tierten Beschichtungsfehler . Diese Beschreibungsdaten können beispielsweise die Art des Beschichtungsfehlers BF angeben, d.h. ob es sich um ein Loch (L) oder eine Erhebung (E) han- delt. Weiterhin können aufgrund der erfassten Signalparameteränderungen Angaben über die Dimensionen des Beschichtungs- fehlers errechnet und abgespeichert werden.

Die in Fig. 3A dargestellte Bürste wird von einem Wartungs- techniker manuell über eine Deckschicht 5 geführt, wobei die Koordinaten x, y der Bürste bei einer möglichen Ausführungsform über eine drahtlose Schnittstelle und Triangulation ermittelt werden.

Fig. 3A zeigt ein einfaches Bauteil, nämlich eine Platte mit einer elektrisch leitfähigen Substratschicht 4 und einer Deckschicht 5. Die Ausdehnung einer derartigen Platte sowohl in x, als auch in y-Richtung kann einige Meter umfassen. Das erfindungsgemäße Messverfahren ist keineswegs nur auf einfa- che Platten mit einer flachen Oberfläche beschränkt, sondern eignet sich auch für sonstige Oberflächen, insbesondere zylinderförmige Hohlkörper. Bei einer möglichen Ausführungsform weist die in Fig. 3A dargestellte Bürste zusätzlich ein Vorratsbehälter zur Aufnahme einer elektrolytischen Flüssigkeit zum Befeuchten der Borsten 7 auf. Die elektrisch leitfähigen, flexiblen Borsten 7 können aus elektrisch leitfähigen Polymeren, aus Metallfasern oder aus Naturborsten bestehen. Die Naturborsten erhalten ihre Leitfähigkeit durch den Hilfselektrolyten.

Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messverfahrens wird ein Beschichtungsfehler BF nicht nur de- tektiert, sondern anschließend auch ein erkannter Beschichtungsfehler automatisch repariert.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel generiert die Einheit 6 ein Einkoppelsignal, das durch eine Signal- Einkoppeleinrichtung 2, beispielsweise einen elektrisch leitfähigen Saugnapf, kapazitiv in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 über die Deckschicht 5 eingekoppelt wird. Das kapazitiv eingekoppelte Messsignal breitet sich in der elekt- risch leitfähigen Schicht 4 aus und wird durch die Auskoppeleinrichtung 3 der Einheit 6 zur Signalauswertung zugeführt. Aufgrund einer hinreichend großen Signalparameteränderung wird der in Fig. 4 schematisch dargestellte Beschichtungsfehler BF beim Streichen der Borsten 7 über der Beschichtungs- fehler BF erkannt. Bei dem Einkoppelsignal kann es sich beispielsweise um ein gepulstes Gleichspannungssignal handeln. Bei einer alternativen Ausführungsform kann es sich bei dem Einkoppelsignal um ein Wechselspannungssignal mit einstellbarer Frequenz handeln. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel wird die in einer Bürste integrierte Signal-

Auskoppeleinrichtung durch einen gesteuerten Motor 10 über die Deckschicht 5 zur Erfassung von Beschichtungsfehlern BF geführt. Ein Motor 10 wird durch eine Motorsteuerung innerhalb der Einheit 6 angesteuert. Beispielsweise wird die Bürs- te meanderförmig über die gesamte Oberfläche der Deckschicht 5 geführt, um Beschichtungsfehler BF zu erkennen. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der durch den Motor 10 angetriebenen Bürste eine Reparatureinheit 11 vorgesehen, die einen erkannten Beschichtungs fehler BF an der de- tektierten Stelle automatisch repariert. Dabei wird ein erkanntes Loch in der Deckschicht 5 aufgefüllt und eine erkann- te Erhebung in der Deckschicht 5 durch die Reparatureinheit 11 abgetragen.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Messanordnung 1. Bei der in Fig. 5 dargestellten Aus- führungsform wird eine Lade- oder Entladezeit eines RC- Gliedes mit einem Kondensator, dessen Kapazität von der Schichtdicke der Deckschicht 5 beeinflusst wird, erfasst. Ein Beschichtungsfehler BF wird dann erkannt, wenn eine Lade- und/oder Entladezeitänderung einen einstellbaren Zeitdauer- Schwellenwert überschreitet. Eine Gleichspannung von beispielsweise 5V wird über einen gesteuerten Schalter 12 an das auszumessende Bauteil angelegt, welches einen komplexen Widerstand Z aufweist. Durch das regelmäßige Schalten des Schalters 12 entsteht ein gepulstes Gleichspannungssignal zum Auf- und Entladen eines RC-Gliedes . Beispielsweise wird der Schalter 12 lOOOmal pro Sekunde ein- und ausgeschaltet. Ist die Deckschicht 5 unbeschädigt und somit gut isolierend, ist der komplexe Widerstand Z unendlich groß. Das Zeitverhalten des RC-Gliedes hängt von dem Widerstand Rl und der Kapazität Cl ab. Der Widerstand Rl weist beispielweise einen Widerstand von 1 MOhm auf und der Kondensator Cl eine Kapazität von 68 pF. Hat die auszumessende Oberfläche einen Beschichtungsfeh- ler BF, ändert sich der komplexe Widerstand Z. Bei einem durchgängigen Loch wird ein Kurzschluss zwischen der Signal- Einkoppeleinrichtung und der Signal-Auskoppeleinrichtung hervorgerufen, so dass der in Fig. 5 dargestellte Kondensator C2 parallel zu dem RC-Glied geschaltet wird. Der Kondensator C2 weist beispielsweise eine Kapazität von 100 nF auf. Durch die Parallelschaltung des Kondensators C2 wird die Auflade- und Entladezeit des RC-Gliedes drastisch erhöht. Diese Änderung der Auf- und Entladezeit wird durch einen in der Auswerteeinheit 6 enthaltenen Mikroprozessor erfasst. Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Messanordnung 1. Dabei wird durch einen in die Einheit 6 enthaltenen Signalgenerator ein Wechselspannungssignal mit einer einstellbaren Signalfrequenz über eine Signal- Einkoppeleinrichtung kapazitiv an das beschichtete Bauteil gekoppelt und anschließend über eine Signal- Auskoppeleinrichtung wieder kapazitiv ausgekoppelt und ausgewertet. Die Signaleinkoppeleinrichtung wird beispielsweise durch einen elektrisch leitfähigen Saugnapf mit einer Kapazi- tat Cl gebildet. Die Signalauskoppeleinrichtung wird beispielsweise durch einen nassen Pinsel bzw. eine befeuchtete Bürste mit einer Kapazität C2 gebildet. Bei dem Wechselspannungssignal handelt es sich beispielsweise um einen sinusförmiges Wechselspannungssignal . Der Messsignalaufnehmer bzw. die Signalauskoppeleinrichtung, die durch einen nassen Pinsel gebildet sein kann, weist zusammen mit einer unbeschädigten Oberfläche beispielsweise eine Kapazität von etwa 100 pF auf. Wird das beschichtete Baustein beschädigt sinkt der Widerstand Z, wobei dies zu einem Anstieg der gemessenen Amplitude des Wechselspannungssignals führt. Dieser Anstieg wird das durch die Auswerteeinheit 6 erfasst. Weitere Messvarianten sind möglich. Beispielsweise stellt die zu untersuchende O- berfläche an dem unbeschädigten Zustand, d.h. ohne Beschich- tungsfehler einen fast idealen Kondensator dar, der zwischen einem gemessenen Strom und einem gemessenen Spannungssignal eine Phasenverschiebung von bis zu 90° liefert. Wenn nun die Deckschicht lokal defekt ist, führt dies zu einer Reduzierung der Kapazität bzw. die Kapazität entfällt ganz. Dies kann zu einer Änderung des Phasenwinkels auf 0 führen. Diese Phasen- winkeländerung Δφ kann durch die Auswerteeinheit 6 erfasst werden .

Fig. 7 zeigt ein einfaches Ablaufdiagramm einer möglichen Ausführungs form des erfindungsgemäßen Messverfahrens.

Bei einem ersten Schritt Sl wird ein Einkoppelsignal in die elektrisch leitfähige Substratschicht 4 direkt oder indirekt eingekoppelt. Das Einkoppeln kann beispielsweise kapazitiv oder induktiv erfolgen. Bei einer möglichen Ausführungsform ist das Einkoppelsignal ein gepulstes Gleichspannungssignal. Bei einer alternativen Ausführungs form ist das Einkoppelsig- nal ein Wechselspannungssignal mit einstellbarer Frequenz.

In einem weiteren Schritt S2 wird ein Messsignal aus der Substratschicht 4 über die Deckschicht 5 ausgekoppelt. Das Auskoppeln des Messsignals kann seinerseits induktiv oder kapa- zitiv erfolgen.

Im weiteren Schritt S3 erfolgt die Auswertung des ausgekoppelten Messsignals . Dabei wird ein Beschichtungs fehler in der Deckschicht 5 detektiert, wenn eine Signalparameteränderung mindestens eines Signalparameters des ausgekoppelten Messsignals einen einstellbaren Schwellenwert überschreitet. Dieser einstellbare Schwellenwert kann beispielsweise die Schichtdicke der Deckschicht 5 berücksichtigen. Das Auskoppeln des Messsignals im Schritt S2 erfolgt an einer örtlich variablen Stelle, wobei beispielsweise ein befeuchteter Pinsel bzw. eine Bürste mit leitfähigen Borsten über die Oberfläche der Deckschicht 5 bewegt wird, um das Messsignal aufzunehmen.

Fig. 8 zeigt schematisch ein Messergebnis der erfindungsgemä- ßen Messanordnung 1. Die Dicke der Deckschicht 5 wird beispielsweise als Höhenprofil gespeichert. Beim dargestellten Beispiel weist die Deckschicht an der Stelle Xl, Yl eine bis zur Substratschicht 4 reichende Vertiefung auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Messanordnung 1 sind vielseitig einsetzbar. Beispielsweise können mit der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 Beschichtungsfehler bei einem kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, der mit einer Lackschicht beschichtet ist, festgestellt werden. Derar- tige kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe werden beispielsweise im Flugzeugbau oder im Kraftfahrzeugbau eingesetzt. Das erfindungemäße Messverfahren erlaubt es, zerstörungsfrei, auf beliebig geformten Oberflächen Beschichtungs fehler zu detek- tieren, wobei die eingesetzten SignalSpannungen gering sind. Diese geringen SignalSpannungen führen zu keinerlei Gefährdung an der Wartungstechniker. Andererseits wird auch die zu untersuchende Deckschicht nicht beschädigt. Ein direkter leitender elektrischer Kontakt mit der leitfähigen Substratschicht 4 wird nicht benötigt, da die Einkopplung induktiv oder kapazitiv erfolgt.

Bei einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 wird nicht die Signal-Auskoppeleinrichtung 3 über die Deckschicht 5 bewegt, sondern der auszumessende Bauteil wird über eine örtlich fest platzierte Signalauskoppeleinrichtung 3 bewegt .

Bei einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 erfolgt die Signalübertragung von/zu der Auswerteeinheit 6 über die Signaleinkoppel- und auskoppelein- richtung über eine drahtlose Schnittstelle. Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit 6 über ein Netzwerk mit einem entfernten Server und einer zugehörigen Datenbank verbunden sein.

Bei einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Messanordnung 1 wird nicht nur ein Signalparameter des aufgenommenen Messsignals ausgewertet, sondern mehrere Signalparameter, beispielsweise Signalamplitude und eine Phasenänderung. Durch Auswertung mehrerer Signalparameter kann die Genauigkeit bei der Ausmessung der Beschichtungsfehler BF so- wohl Art als auch Größe des Beschichtungsfehlers erhöht werden.

Bei einer möglichen Ausführungsvariante werden über eine Benutzerschnittstelle Kennwerte/Sollwerte eingegeben. Bei- spielsweise wird eine Solldicke der Deckschicht 5 durch einen Wartungstechniker eingegeben und daraus der Sollwert eines Signalparameters berechnet. Ist die Differenz zwischen dem gemessenen Signalparameter und dem erwarteten Sollwert größer als ein eingebbarer Schwellenwert wird ein Beschichtungsfehler BF erkannt.

Die erfindungsgemäße Messanordnung 1 lässt sich beispielsweise im Rahmen der Qualitätssicherung einsetzten. Dabei können Grenzwerte, beispielsweise Sollwerte vorgegeben und verifiziert werden, die beispielsweise einen Langzeitschutz gewährleisten. Dadurch werden insbesondere die Gefahren und Risiken von Korrosionsschäden minimiert. Derartige Qualitätssiche- rungsmaßnahmen können spezifiziert und kontrolliert werden. Darüber hinaus kann die Messanordnung 1 schon beim BauteilZulieferer installiert werden. Das erfindungsgemäße Messverfahren eignet sich zur Detektion von Beschichtungsfehlem bei beliebigen elektrisch leitfähigen Substratschichten 4, die mit einer elektrisch isolierenden Deckschicht 5 beschichtet sind. Die erfindungsgemäße Messanordnung 1 eignet sich insbesondere im Bereich der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie .

B e z u g s z e i c h e n l i s t e

1 Messanordnung

2 Signaleinkoppeleinrichtung

3 Signalauskoppeleinrichtung

4 Substratschicht

5 Deckschicht

6 Auswerteeinheit

7 Borsten

8 elektrolytische Flüssigkeit

9 Speicher

10 Motor

11 Reparatureinheit

12 Schalter

BF Beschichtungsfehler

C Kapazität

Cl -C2Kondensator

Δφ Phasenwinke1änderung

E Erhebung

L Loch

Sl Einkoppeln

S2 Auskoppeln

S3 Detektieren