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涂層測厚儀的分類(lèi)以及測量原理

日期:2024-07-30 09:22
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摘要:對材料表面保護、裝飾形成的覆蓋層,如涂層、鍍層、敷層、貼層、化學(xué)生成膜等,在有關(guān)國家和國際標準中稱(chēng)為覆層(coating)。 覆層厚度測量已成為加工工業(yè)、表面工程質(zhì)量檢測的重要一環(huán),是產(chǎn)品達到優(yōu)等質(zhì)量標準的手段。為使產(chǎn)品國際化,我國出口商品和涉外項目中,對覆層厚度有了明確的要求。 覆層厚度的測量方法主要有:楔切法、光截法、電解法、厚度差測量法、稱(chēng)重法、X射線(xiàn)熒光法、β射線(xiàn)反向散射法、電容法、磁性測量法及渦流測量法等。這些方法中前五種是有損檢測,測量手段繁瑣,速度慢,多適用于抽樣檢驗。 ...
對材料表面保護、裝飾形成的覆蓋層,如涂層、鍍層、敷層、貼層、化學(xué)生成膜等,在有關(guān)國家和國際標準中稱(chēng)為覆層(coating)。 
    覆層厚度測量已成為加工工業(yè)、表面工程質(zhì)量檢測的重要一環(huán),是產(chǎn)品達到優(yōu)等質(zhì)量標準的手段。為使產(chǎn)品國際化,我國出口商品和涉外項目中,對覆層厚度有了明確的要求。 
    覆層厚度的測量方法主要有:楔切法、光截法、電解法、厚度差測量法、稱(chēng)重法、X射線(xiàn)熒光法、β射線(xiàn)反向散射法、電容法、磁性測量法及渦流測量法等。這些方法中前五種是有損檢測,測量手段繁瑣,速度慢,多適用于抽樣檢驗。 
    X射線(xiàn)和β射線(xiàn)法是無(wú)接觸無(wú)損測量,但裝置復雜昂貴,測量范圍較小。因有放射源,使用者必須遵守射線(xiàn)防護規范。X射線(xiàn)法可測極薄鍍層、雙鍍層、合金鍍層。β射線(xiàn)法適合鍍層和底材原子序號大于3的鍍層測量。電容法僅在薄導電體的絕緣覆層測厚時(shí)采用。 
    隨著(zhù)技術(shù)的日益進(jìn)步,特別是近年來(lái)引入微機技術(shù)后,采用磁性法和渦流法的測厚儀向微型、智能、多功能、高精度、實(shí)用化的方向進(jìn)了一步。測量的分辨率已達0.1微米,精度可達到1%,有了大幅度的提高。它適用范圍廣,量程寬、操作簡(jiǎn)便且價(jià)廉,是工業(yè)和科研使用*廣泛的測厚儀器。 
    采用無(wú)損方法既不破壞覆層也不破壞基材,檢測速度快,能使大量的檢測工作經(jīng)濟地進(jìn)行。 
測量原理與儀器
一. 磁吸力測量原理及測厚儀 
    磁鐵(測頭)與導磁鋼材之間的吸力大小與處于這兩者之間的距離成一定比例關(guān)系,這個(gè)距離就是覆層的厚度。利用這一原理制成測厚儀,只要覆層與基材的導磁率之差足夠大,就可進(jìn)行測量。鑒于大多數工業(yè)品采用結構鋼和熱軋冷軋鋼板沖壓成型,所以磁性測厚儀應用*廣。測厚儀基本結構由磁鋼,接力簧,標尺及自停機構組成。磁鋼與被測物吸合后,將測量簧在其后逐漸拉長(cháng),拉力逐漸增大。當拉力剛好大于吸力,磁鋼脫離的一瞬間記錄下拉力的大小即可獲得覆層厚度。新型的產(chǎn)品可以自動(dòng)完成這一記錄過(guò)程。不同的型號有不同的量程與適用場(chǎng)合。 
    這種儀器的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、堅固耐用、不用電源,測量前無(wú)須校準,價(jià)格也較低,很適合車(chē)間做現場(chǎng)質(zhì)量控制。
二. 磁感應測量原理 
    采用磁感應原理時(shí),利用從測頭經(jīng)過(guò)非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小,來(lái)測定覆層厚度。也可以測定與之對應的磁阻的大小,來(lái)表示其覆層厚度。覆層越厚,則磁阻越大,磁通越小。利用磁感應原理的測厚儀,原則上可以有導磁基體上的非導磁覆層厚度。一般要求基材導磁率在500以上。如果覆層材料也有磁性,則要求與基材的導磁率之差足夠大(如鋼上鍍鎳)。當軟芯上繞著(zhù)線(xiàn)圈的測頭放在被測樣本上時(shí),儀器自動(dòng)輸出測試電流或測試信號。早期的產(chǎn)品采用指針式表頭,測量感應電動(dòng)勢的大小,儀器將該信號放大后來(lái)指示覆層厚度。近年來(lái)的電路設計引入穩頻、鎖相、溫度補償等地新技術(shù),利用磁阻來(lái)調制測量信號。還采用設計的集成電路,引入微機,使測量精度和重現性有了大幅度的提高(幾乎達一個(gè)數量級)?,F代的磁感應測厚儀,分辨率達磁感應測厚儀_電渦流測量原理_磁吸力測量原理及測厚儀_電渦流原理的測厚儀到0.1um,允許誤差達1%,量程達10mm。 
    磁性原理測厚儀可應用來(lái)測量鋼鐵表面的油漆層,瓷、搪瓷防護層,塑料、橡膠覆層,包括鎳鉻在內的各種有色金屬電鍍層,以及化工石油待業(yè)的各種防腐涂層。
三. 電渦流測量原理 
    高頻交流信號在測頭線(xiàn)圈中產(chǎn)生電磁場(chǎng),測頭靠近導體時(shí),就在其中形成渦流。測頭離導電基體愈近,則渦流愈大,反射阻抗也愈大。這個(gè)反饋作用量表征了測頭與導電基體之間距離的大小,也就是導電基體上非導電覆層厚度的大小。由于這類(lèi)測頭專(zhuān)門(mén)測量非鐵磁金屬基材上的覆層厚度,所以通常稱(chēng)之為非磁性測頭。非磁性測頭采用高頻材料做線(xiàn)圈鐵芯,例如鉑鎳合金或其它新材料。與磁感應原理比較,主要區別是測頭不同,信號的頻率不同,信號的大小、標度關(guān)系不同。與磁感應測厚儀一樣,渦流測厚儀也達到了分辨率0.1um,允許誤差1%,量程10mm的高水平。 

    采用電渦流原理的測厚儀,原則上對所有導電體上的非導電體覆層均可測量,如航天航空器表面、車(chē)輛、家電、鋁合金門(mén)窗及其它鋁制品表面的漆,塑料涂層及陽(yáng)極氧化膜。覆層材料有一定的導電性,通過(guò)校準同樣也可測量,但要求兩者的導電率之比至少相差3-5倍(如銅上鍍鉻)。雖然鋼鐵基體亦為導電體,但這類(lèi)任務(wù)還是采用磁性原理測量較為合適.





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